Назначение, описание конструкции и принципа действия сепаратора-сливкоотделителя

Образующиеся сливки поступают в накопительную емкость, после пастеризации насосом перекачиваются на дальнейшую переработку. Отсепарированное молоко подается в другую емкость, где оно нормализуется. Нормализация производится  для установления требуемой массовой доли жира, наполнителей и добавок. Нормализованное по жиру молоко подогревают, (очищают) и гомогенизируют. После гомогенизации нормализованное молоко пастеризуют. Пастеризованное молоко охлаждают и направляют на розлив и упаковывание (укупоривание) или для временного хранения в промежуточную емкость. [9]

 

 

2. Расчет основных параметров сепаратора-сливкоотделителя  А1-ОЦР

• количество тарелок Z = 12 шт.,
• частота вращения барабана W = 1256 с ^-1,
• максимальный R_max = 0,045 м. и минимальный R_min = 0,012 м. расчётные радиусы тарелок,
• температура молока t = 30 ºС,
• расстояние R₀ = 0,014 м.,
• наружный радиус барабана R_б = 0,052 м. [1]

 

1. Рассчитаем действительную объёмную производительность сепаратора-сливкоотделителя V_g (м³/с), используя формулу:

где β – технологический КПД сепаратора, показывающий отношение действительной производительности к теоретической, примем β = 0,5;

W – частота вращения барабана сепаратора, с ^-1;

Z – число тарелок в барабане;

 – угол подъёма образующей конуса тарелки, ( 56°, следовательно, согласно таблиц В.М.Брадиса 1,4826);

R_max, R_min – максимальный и минимальный расчётные радиусы тарелок, м;

р_с, р_ч – плотность дисперсионной среды (плазмы) и жировых частиц, кг/м³, при 30 ºС  –    р_с = 1030,6 кг/м³, р_ч = 911,9 кг/м³;

 – вязкость дисперсионной среды (плазмы молока), Па · с,

при 30 ºС  –  =  0,00133 Па · с;

d_ч – минимальные диаметры жировых частиц, выделяемых из молока (макс. диаметр жировых частиц, оставшихся в обрате), м., примем d_ч = 1,4 · 10^-6 м.

 

3. Рассчитаем объемное количество сливок V_сл (м³/с), выделенных сепаратором, используя формулу:

где    C_м – жирность молока, примем C_м = 4,2 %;

С_об – жирность обрата, примем C_об = 0,05 %;

С_сл – жирность сливок, примем C_сл = 20 %;

V_g – действительная объёмная производительность сепаратора при жирности обрата C_об = 0,05 %.

4. Рассчитаем количество обрата V_об (м³/с), выделенного сепаратором:

5. Рассчитаем степень обезжиривания молока σ (%) сепаратором-сливкоотделителем:

3.  
   3. Техника безопасности при эксплуатации                  сепаратора-сливкоотделителя  А1-ОЦР

Правила использования  сепаратора. До начала работы сепаратора необходимо проверить наличие смазочного масла в картере сепаратора и в масленках. Смену масла в картере следует производить по мере его загрязнения, лучше ежемесячно. У приводных сепараторов, имеющих специальный насос для смазки веретена, перед началом работы надо сделать 3-4 полных подъема поршня, чтобы подать масло в веретено. Для смазки применяют специальное масло марки «сепараторное» или «веретенное». Затем проверяют, правильно ли собраны барабан и остальные части, исправны ли механизмы, а иногда проверяют и правильность установки сепаратора на фундаменте. [5]

Устанавливают сепаратор на твердом фундаменте по ватерпасу. Работу начинают со сборки частей сепаратора. Вначале собирают барабан, для этого надевают крестовину на центральную трубку его днища так, чтобы выступ последнего попал в отверстие крестовины. В канавку днища барабана вкладывают резиновое кольцо. Затем надевают нижнюю тарелку (снабженную напайками с двух сторон), потом остальные тарелки, а в конце — верхнюю тарелку. Если тарелки пронумерованы, необходимо собрать их строго по номерам. На тарелки надевают кожух барабана и весь барабан в собранном виде закрепляют соединительной гайкой. [5]

Барабан осторожно надевают на веретено и немного вращают, чтобы он стал на свое место. Затем надевают сборник для обезжиренного молока, сборник для сливок, поплавковую камеру с поплавком и приёмный бак для цельного молока. После этого начинают вращать рукоятку сепаратора, а у приводных — постепенно пускают в ход шкив. Когда количество оборотов барабана достигает установленной нормы (звонок перестает звонить), наливают в сепаратор несколько литров воды с температурой 50-60° С для подогревания его частей, после чего открывают кран сборника молока и приступают к сепарированию. [5]

Для достижения большей  чистоты приемный бак (для цельного молока) закрывают двойным слоем  марли, через которую пропускают молоко, подлежащее сепарированию. Сепаратор может работать непрерывно 1 час, а при очень чистом молоке 1½, максимум 2 часа. Если необходимо отсепарировать молока больше, чем это возможно в течение 1½-2 часа, то сепаратор останавливают, промывают барабан и снова, собрав его, продолжают сепарирование. После окончания работы пропускают через сепаратор 8-10 л. обезжиренного молока, чтобы вытеснить из барабана остатки цельного, затем прекращают вращение рукоятки и ждут, пока барабан остановится сам. У приводных сепараторов имеется стопорный механизм для постепенной остановки барабана. [5]

Разбирают сепаратор после полной остановки барабана. Сначала снимают приемный бак, затем поплавковую камеру, сборники сливок и обезжиренного молока. Барабан снимают с веретена, выливают содержимое (остатки обезжиренного молока), ставят в хомутик и развинчивают соединительную гайку, снимают кожух барабана, а потом опрокидывают тарелки на стол. Из пакета тарелок необходимо отделить крестовину, или тарелкодержатель; в конце снимают резиновое кольцо. Все части барабана и молочную посуду сепаратора тщательно моют вначале теплой (30-40° С) водой, а затем 0,5%-ным раствором дезмола, ополаскивают теплой водой, обдают горячей и сушат на специальном стержне для тарелок. Резиновое кольцо промывают только теплой водой и кладут на стол, чтобы резина не растягивалась. Остальные части сепаратора и станину вытирают чистой тряпкой. [5]

Высокий класс точности сепараторов, специфичность материалов, из которых изготовлены детали, сложность изготовления и восстановления этих деталей в условиях ремонтно-механических мастерских предприятия обуславливают необходимость проведения периодических ревизий сепараторов, своевременного выявления недопустимого износа и замену изношенных деталей.

При ремонте сепараторов  наибольший удельный вес приходится на детали приводного механизма. Их износ характеризуется посторонним шумом, повышенной вибрацией, медленным разгоном барабана и рядом других признаков. [2]

Для ревизии сепаратор  разбирают, отдельно группу горизонтального  вала и группу веретена. Разбирать  сепаратор без особой необходимости  не рекомендуется, так как это может привести к нарушению посадок и приработки сопряженных деталей. Сепаратор разбирают осторожно, строго соблюдая порядок, изложенный в заводской инструкции. После разборки все ответственные вращающиеся детали тщательно моют, внимательно осматривают и измеряют. Наиболее ответственные детали (веретено, тарелкодержатель, тарелки, особенно разделительные, подшипники и др.) обследуют с помощью лупы, а при подозрении на наличие расколы используют средства рентгена — и ультразвуковой дефектоскопии. [2]

При текущем  ремонте сепаратора чистят барабан, тарелки, регулируют зазор между тарелками, проверяют набивку сальников, смазочный материал подшипников, заменяют смазку в подшипниках, проверяют зубчатые колеса, их износ, проверяют отклонение валов электродвигателя и редуктора (пары), осматривают муфту и полумуфту, пальцы и их износ, биение.

При капитальном  ремонте заменяют пальцы муфты, смазки, набивки, манжеты, подшипника барабана, контролируют тормоз барабана сепаратора. Другие работы определяются после деффектации и составления дефектной ведомости.

Для определения потери упругости пружин горловой опоры  измеряют их высоту, осевшие пружины  заменяют. Рекомендуется иметь в  виду, что при осадке хотя бы одной  из пружин горловой опоры необходимо заменить весь комплект. Новые пружины должны иметь одинаковую упругость, которую определяют, измеряя их высоту в свободном и сжатом (витки должны соприкасаться) состояниях, при этом отклонение не должно превышать + 0,3 мм.

Для обеспечения одинаковой упругости пружин в рабочем состоянии, т.е. при вращении веретена, в процессе сборки горловой опоры пробки пружин рекомендуется завинчивать до отказа.

В червячной паре колесо заменяют, если износ зуба составляет более 1/3 толщины.

При износе шарикоподшипников веретена их рекомендуется заменить только шарикоподшипниками той подгруппы точности, которая указана заводом-изготовителем. Подшипники перед установкой на веретено и горизонтальный вал нагревают в масле до 80-90 °С.

Детали барабана могут  иметь следующие дефекты:

1) износ фиксирующих  штифтов и выступов, которые служат  для предотвращения смещения  деталей барабана при их вращении;

2) деформация тарелок,  у которых в основном загибаются  вверх углы фиксирующих пазов  и происходит износ шипиков;

3) износ (истирание) напорных дисков из-за неправильной сборки барабана и регулирования положения дисков по высоте;

4) коррозия луженных  деталей барабана в результате  мойки их растворами кислот  и сильнодействующих щелочей  (применение кислот и сильнодействующих  щелочей не допускается, так  как при этом разрушается полуда  и нарушается балансировка барабана);

5) отсутствие или износ уплотнительных резиновых прокладок, приводящий к образованию течи и сверхнормативным потерям продукта.

Изношенные фиксирующие  штифты и выступы, а также напорные диски восстанавливают навариванием металла и обтачиванием под первоначальный размер. Деформированные тарелки выправляют деревянным молотком (киянкой) на конической оправе. При износе шипиков тарелок и ослаблении их пакета в пакет добавляют одну или две тарелки из запасных.

Масло, слитое перед ремонтом из картера, фильтруют, а при плохом осветлении заменяют свежим.

Пуск сепаратора после  ремонта производят с большой  осторожностью. При появлении повышенной вибрации, шума или стука, чрезмерном нагревании подшипников и масла  в картере сепаратор немедленно останавливают, разбирают и устраняют  причины, вызывавшие нарушение нормального режима его работы.

Отремонтированный сепаратор  сдают в эксплуатацию после пробного пуска, при котором контролируют устойчивость вращения ротора, уровень  шума, температуру подшипников, работу системы блокировки электродвигателя, тормоза и механизма запирания крышки. [2]

К обслуживанию сепараторов  допускаются лица, знающие устройства сепараторов и особенности их эксплуатации, а также прошедшие  инструктаж по правилам безопасности.

Разбирать сепаратор  должен специалист, хорошо знающий его устройство. Запрещается снимать, поправлять или устанавливать детали приемно-отводящего устройства во время вращения барабана, а также тормозить барабан посторонними предметами. Нельзя работать на сепараторе при наличии посторонних шумов, задевании барабана за детали приемно-отводящего устройства, вибрации барабана, поломке и потере упругости пружин горлового подшипника, износе шарикоподшипников и шестерен, попадании посторонних частиц в картер и молока или воды в смазочные масла.

Запрещается запускать барабан с перепутанными тарелками или деталями от другого сепаратора.

Нельзя допускать дефектов посадочных поверхностей деталей барабана и конусной поверхности веретена.

При износе шарикоподшипников  вертикального вала заменять их можно только шарикоподшипниками не ниже класса точности, указанного в соответствующих инструкциях. Для смазки сепараторов следует применять только рекомендуемые сорта масел и постоянно следить за количеством и чистотой масла в картере.

Запрещается работать на сепараторе с повышенной частотой вращения барабана и на сепараторе, установленном не на фундаменте.

Кнопка управления электродвигателем  должна находиться вблизи сепаратора. Подходы к ней должны быть свободными.

 

Заключение

Подводя итог обзору процессов  сепарирования в молочной промышленности можно заключить следующее. Рассмотренные процессы не только могут, но и должны использоваться при производстве молочных продуктов, а их эффективность может быть обеспечена, в первую очередь, на основании правильного выбора параметров работы сепараторов.

Сепараторы - сливкоотделители помогают людям быстро получить сливки и обрат и сохранить скоропортящиеся  молочные продукты, особенно в жаркое время года. Сливки малой жирности сразу используют в пищу, а из сливок, жирность которых составляет 30-40%, путем сбивания получают сливочное масло, доводя концентрацию жира до 83%. Однако жир содержится в молоке в сравнительно небольших количествах, в виде мельчайших шариков, имеющих размеры в несколько микрон, и отделить их от общей массы непросто. Если из одного литра молока выделить все жировые шарики, то мы получим всего около 30-50 г, что будет соответствовать 100% жирности.