Электрический сепаратор для молока: устройство, как работает

Принцип работы

Общее описание работы сепараторов

Непрерывный процесс сепарирования

Сепарирование твердых веществ и жидкостей применяется для большинства технологических процессов в различных отраслях промышленности. Компания Альфа Лаваль обладает огромным опытом производства промышленных тарельчатых сепараторов.

В основе работы сепараторов лежит принцип отстойника: твёрдые вещества под действием силы тяжести постепенно оседают на дно.

Однако такой медленный способ сепарации не способен обеспечить непрерывное производство и контроль качества. Основная концепция использования сепараторов в условиях современного производства – быстрое и качественное разделение различных жидкостей и твердых веществ в непрерывном режиме.Оборудование, используемое для сепарированияУскорение процесса

Центрифуга представляет собой отстойник, который вращается вокруг центральной оси. При высокой скорости вращения действие силы тяжести заменяется регулируемой центробежной силой, что гарантирует лучшее качество сепарирования при разделении нескольких жидкостей или жидкости и твёрдых веществ.

В данном случае процесс разделения высокоэффективен, точен и прост в обслуживании.

Виды центрифуг

Существует несколько основных видов центрифуг, используемых для промышленных целей.Декантерные центрифуги в основном используются для отделения большого количества твердых примесей относительно большого размера. Использование тарельчатых сепараторов является идеальным решением для широкого спектра применений, связанных с сепарированием жидкостей с незначительным содержанием твердых веществ небольшого размера.

Наиболее сложным процессом сепарации является трёхфазное разделение при небольшой разности плотностей между фазами и незначительных размерах твёрдых веществ. В таких случаях ни одна из технологий не может конкурировать с применением тарельчатых сепараторов.

Принцип действия тарельчатых сепараторов

Тарельчатые сепараторы предназначены для непрерывного разделения твёрдых веществ и жидкости или двух жидкостей под действием центробежной силы.

При этом легкая фаза образует ряд внутренних концентрических слоёв (равномерно распределяется в межтарельчатом пространстве сепаратора), а твердые вещества собираются на периферии вращающегося барабана сепаратора.

Поверхность раздела между жидкой и твёрдой фазой называется границей раздела фаз. Для достижения оптимального результата разделения граница раздела фаз в сепараторе является регулируемым параметром.

Использование специального пакета тарелок сепаратора позволяет увеличить поверхность осаждения, что способствует резкому увеличению скорости протекания процесса. Особенности расчёта, формы и конструкции тарелок позволяют использовать сепараторы в режиме непрерывного производства и для различных областей применения. Выгрузка тяжёлой фазы осуществляется непрерывно, периодически или вручную и зависит от марки сепаратора и количества твёрдых веществ.Осветлённая жидкость поднимается в верхнюю часть сепаратора в зоне оси вращения и выводится через специальные камеры под действием силы тяжести или посредством использования специального откачивающего устройства – напорного диска. Камеры являются изолированными во избежание смешения фаз.

Регулировка мутности с помощью сепаратора

Использование сепараторов обеспечивает преимущества также при регулировке мутности, в частности, при производстве дрожжевого пшеничного пива. Непрерывный режим работы сепаратора гарантирует постоянно высокое качество пива. Сотрудник пивоваренного завода задает необходимое значение мутности в готовом белом пиве, и система управления контролирует концентрацию дрожжей путем определения мутности в подающей и отводящей линиях.

Регулировка мутности в процессе пивоварения

Пропускная способность машины соответствующим образом адаптируется, посредством чего достигается необходимая степень очистки. Благодаря этому обеспечивается постоянно одинаковая мутность пива после сепаратора.

Как настроить разделитель для регулировки жирности?

Необходимо разобраться, как правильно настроить сепаратор, чтобы отрегулировать густоту (жирность) сливок.

Чтобы сделать жидкие

В целом, можно выделить следующий алгоритм действий для получения жидких сливок:

Молоко подогревается до температуры 35-45 градусов.
Посуда промывается в горячем растворе соды, затем ополаскивается чистой водой.
Сепаратор устанавливается на ровной горизонтальной поверхности.
Барабан должен быть собран правильно, в полном соответствии с инструкцией по эксплуатации. Особенно внимательно следует отнестись к сборке тарелок.
Разделение молока происходит в процессе воздействия центробежной силы, которая возникает при вращении барабана. Увеличение скорости вращения укоряет разделение сырья на легкую фракцию (жирную) и тяжелую (обезжиренную).Обычно у бытовых сепараторов средняя скорость около 8-12 тысяч оборотов за минуту

Важно помнить, что скорость набирается постепенно, первые пару минут происходит набор нужной частоты вращения и сепарирование происходит плохо. Поэтому в начале процесса рекомендуется пропустить через аппарат воду.
Настраиваем регулировочного винт на нужную жирность, в случае когда целью является менее жирные и жидкие сливки, поворот винта происходит влево.

Для густых

Чтобы сливки были гуще, нужно знать, как для этого настроить аппарат. В целом процесс повторяет все действия для получения жидких сливок. Разница возникает в положении винта. Для выработки более жирных сливок поворачивать регулятор нужно в правую сторону. Полный оборот винта меняет жирность сливок на 4-5%, поэтому обычно одного оборота достаточно для нужной консистенции.

Внимание!

Жидкая консистенция полученных сливок может вызвать недоумение. Однако это нормально, ведь жиры при повышении температуры имеют свойство плавиться. Густота появится после остывания сливок.

Получение продукта при сепарировании молока

В коровьем молоке будущие сливки находятся в неких жировых шариках. Плотность у них значительно ниже плотности жидкой части молока. Когда барабан сепаратора раскручивается, под влиянием центробежной силы этот жир отделяется, вытесняется к центру барабана и выводится через систему дренажей.

Использование

Животноводство

Прессо-шнековый сепаратор используется в животноводстве для разделения навоза. Неразделенный навоз загрязняет (?) окружающую среду, бродит, выделяет метан, неудобен в хранении и при транспортировке. Для безопасного использования неразделенного навоза в качестве органического удобрения он должен отстаиваться более 12 месяцев. После разделения навоза на фракции (твердую и жидкую) допускается внесение в почву через 6 месяцев. В процессе хранения не происходит процесс брожения и не выделяются вредные вещества. Транспортировка фракций облегчена: твердая фракция транспортируется в прицепе, жидкая фракция перекачивается по трубам.

Молочная промышленность

При производстве сливок, обезжиренного молока и других молочных продуктов встаёт проблема разделения белков, жиров и жидких компонентов молока, для чего используется пищевые сепараторы. Используются для отделения сливок от молока, творога от сыворотки и пр.

Пищевая промышленность/производство спирта

При производстве спирта каждый спиртзавод, в качестве отходов, вырабатывает огромное количество барды от 300 м³/сутки. Спиртовая барда, отправляемая в отстойники и на поля фильтрации, является серьёзной проблемой, загрязняя окружающую среду. Многие страны в законодательном порядке запрещают эксплуатацию заводов и фабрик, производящих спирт, если на предприятии не решен вопрос с утилизацией спиртовой/послеспиртовой барды. Прессо-шнековый сепаратор способен справиться с этой проблемой. Спиртовая барда, поданная на сепаратор разделяется на твердую фракцию (кек) и на жидкую фракцию (фугат). Твердая фракция используется для корма животных в чистом виде либо отправляется на производство комбикормов.

Пищевая промышленность/производство пива

При производстве пива каждый пивзавод, в качестве отходов, вырабатывает огромное количество пивной дробины от 100 м³/сутки. Пивная дробина является серьёзной проблемой, загрязняя окружающую среду. Прессо-шнековый сепаратор способен справиться с этой проблемой. Пивная дробина, поданная на сепаратор разделяется на твердую фракцию (кек) и на жидкую фракцию (фугат). Твердая фракция используется для корма животных в чистом виде либо отправляется на производство комбикормов.

Горное дело и добыча полезных ископаемых

Для обогащения и очищения руды от пустой и ненужной породы используются различные сепараторы. Для металлической руды подходит электрическая, магнитная и химическая сепарации.

Сельское хозяйство

При сборе зерна получается смесь из зёрен, шелухи, стеблей, листьев и различного природного и андрогенного мусора. Для очистки производимого продукта (например, муки) применяется воздушные, центробежные и вибрационные.

Медицина

При изготовлении фармакологических препаратов применяются разнообразные аппараты для очищения от побочных продуктов производства. Также сепарация используется для разделения биологического материала (крови, лимфы и др.) на различные фракции.

Холодильные системы

Маслоотделители. Масло в холодильных системах постоянно находится в контакте с хладагентом, уносится с ним из компрессора в нагнетательный трубопровод и разносится по всей системе. Если масло растворяется в хладагенте, то, прежде всего, необходимо предотвращать его попадание в теплообменные аппараты. Для этой цели на нагнетательной линии компрессора устанавливают маслоотделитель, в нижней части которого оседают капельки масла.

Отделители жидкости. Главная задача отделителя жидкости состоит в том, чтобы хладагент в компрессор попадал только в виде паров. Этот узел необходим не только во всех установках с затопленными испарителями, но и в установках, снабженных испарителями с перегревом, для предотвращения накопления хладагента в жидкой фазе на линии всасывания. Кроме функции разделения жидкой и паровой фаз отделитель жидкости обеспечивает возврат масла в компрессор. Таким образом, применение отделителя жидкости обеспечивает защиту от влажного хода компрессора и гидроударов, гарантирует механическую исправность компрессора и бесперебойную работу всей холодильной установки.

Морской транспорт

На судах используют сепараторы для следующих целей:

• Сепараторы топлива — для очистки топлива перед подачей его в двигатель от воды и других ненужных примесей;
• Сепараторы масла — для очистки масла в системах смазки двигателей от металлических частиц, попадающих в масло при циркуляции его в двигателях;
• Сепаратор льяльных вод — для удаления нефти из льяльных вод перед откаткой их за борт.

Сепараторы для молока

Такое устройство, как сепаратор, можно отнести к одному из самых необходимых приборов в домашнем и фермерском хозяйстве. По латыни термин separatio (сепарация) означает «отделение». В данном случае имеется в виду отделение сливок от молочного обрата.

Раньше при переработке молока в сливки или масло использовался ручной метод, который занимал много времени и усилий, а также требовал определенных температурных условий. Первые сепараторы были разработаны для промышленности, что позволило молокозаводам производить большой объем молочной продукции. Немного позже стали выпускать небольшие сепарационные приборы, предназначенные для пользования в домашнем хозяйстве.

Что такое молочный сепаратор и для чего он нужен

Работа сепаратора-сливкоотделителя построена на основе принципа действия центробежной силы: тяжелая водянистая часть отбрасывается на периферию, а более легкий жир собирается ближе к центру. Чем ниже вязкость и выше скорость вращения, тем легче происходит разделение фракции. Понизить вязкость молока можно, если нагреть его до 36-50°С.

Рассмотрим, как работает сепаратор для молока, поэтапно:

• Заливаем молоко в загрузочную чашу. Из нее оно попадает в барабан, скорость вращения которого достигает 10000-13000 оборотов в минуту.
• Через специальное отверстие в стакане оно попадает вниз, под комплект разделительных тарелок.
• Во время вращения барабана на высоких оборотах на молоко действует центробежная сила. По силой ее действия оно пропускается по вертикальным желобкам комплекта тарелок сепаратора.
• В межтарелочном пространстве молоко под воздействием действующей на него силы разделяется на сливки и обезжиренную жидкость (сыворотку).
• Параллельно потоки сливок и сыворотки двигаются вверх по барабану.
• Сливки выводятся по специальному распределительному каналу в соответствующий резервуар; одновременно сыворотка отводится в специально отведенный для нее резервуар.
• Регулировать жирность сливок можно за счет увеличения или уменьшения пространства, прилегающего к центру вращения: чем меньше толщина слоя, тем выше жирность
• Регулировать уровень жирности в сепараторе можно путем подкручивания винта в верхней тарелке. В зависимости от угла его поворота можно отрегулировать оптимальное соотношение объема полученных сливок и их жирности: чем жирнее сливки — тем их меньше.

Сепарирование – один из видов механической обработки молока и молочных продуктов с целью их разделения на фракции (молоко и сливки, творог и сыворотка, сливки и обрат), а также механической и биологической очистки исходного сырья.

При вращении барабана сепаратора возникают центробежные силы как у электробритвы, под действием которых тяжелое обезжиренное молоко отбрасывается к периферии барабана и поступает по трубке в приемную емкость. Посторонние примеси перемещаются к стенкам барабана и оседают на них.

Вначале сливки с молока получали просто отстаивая молоко, дожидаясь почти сутки того, чтобы они всплыли наверх. Это, так называемый, «гравитационный способ».

При промышленной переработке молока в больших объемах для дополнительной очистки, помимо фильтрации, используют «бактофугирование» , т.е. используется центробежная сила для удаления из молока микроорганизмов.

Так называемое «центробежное бактоотделение молока». С одновременной пастеризацией это позволяет избавиться до 99,8% от общего количества бактерий. (подробнее об этом можно почитать здесь)

★в барабане сепаратора раскручивается цельное молоко на скорости более 1000 оборотов в минутуболее тяжелый компонент молока — «вершки» (сливки), т.е. молочные жиры отбрасываются центробежной силой к стенкам сепаратора

★ а менее тяжелое молоко, лишенное фракций молочного жира остается ближе к центру вращения в чаше сепаратора и сливки, и обезжиренное молоко вытекают по отдельным сливам.

Лучше всего не рассказать, а показать это на примере репортажа с завода Мотор Сич

Это сливки, и их будет тем больше, чем больше жирность молока. Очень густые сливки — это сметана, только без той небольшой кислинки, к которой привыкли городские жители, покупающие продукт в супермаркетах. Сельские жители, которые держат молочных коров, давно оценили выгоду от использования этих простых и надежных приборов.

Промышленный молочный сепаратор был изобретен еще в девятнадцатом веке, в 1878 году. Затем машина многократно модифицировалась, менялись ее размеры, усложнялась конструкция. С тридцатых годов 20 века промышленность Европы стала выпускать электрические промышленные, а затем и бытовые, сепараторы.

В 60-е годы ими стали обзаводиться колхозы, а уже в семидесятые годы прошлого века во многих сельских семьях были небольшие ручные сепараторы. Эти приборы в массовом количестве выпускала российская промышленность и стоили они недорого. Корпус, чаша и прочие наружные элементы бытового молочного сепаратора были сделаны из алюминия.

Молоко – продукт сложного состава, в котором жиры имеют гораздо меньшую плотность, чем вся остальная молочная масса. При сепарации молоко, вращаясь, перемещается по кругу, проходит через несколько дырчатых, сложенных друг на друга, тарелок, при этом центробежные силы отталкивают к стенкам центрифуги более тяжелую и плотную фракцию – обрат. Легкий и менее плотный жир остается в центре «водоворота».

Сепаратор для молока ручной

Ручное устройство работает при непосредственном физическом участии. Чаша раскручивается при помощи специальной ручки, которая передает ускоренное вращение посредством привода.

Внутри чаши имеются 3 отверстия для стока сливок. Изготавливается ручное оборудование чаще всего из пластика, благодаря чему эти устройства более легкие и доступные по стоимости. Металлические же приборы являются более прочными и надежными.

Среди достоинств ручного оборудования можно выделить отсутствие электродвигателя, а также возможность использования при отсутствии электроэнергии. Да и риск поломки ручного устройства гораздо меньше, чем у электрического.

На пути к совершенству

Преимущества

Процесс разделения сред – сложная и дорогостоящая операция. Выбор тарельчатых сепараторов Альфа Лаваль является оптимальным решением: Вы получаете возможность тщательно контролировать затраты, решать любые технологические вопросы, а также гарантию высокой надёжности и рентабельности Вашего технологического процесса.

Наша история, опыт и знания

Имея обширный опыт и знания в применении тарельчатых сепараторов, компания Альфа Лаваль более 110 лет разрабатывает и производит высокоэффективное сепарационное оборудование для различных областей промышленности.

Сочетание глубоких знаний с результатами нашей научно-исследовательской деятельности является движущим фактором применения данных разработок для оптимизации работы оборудования Альфа Лаваль и различных технологических схем в целом.

Научно-исследовательская деятельность

Альфа Лаваль ведёт всестороннюю научно-исследовательскую деятельность во всех областях, связанных с использованием тарельчатых сепараторов. Ноу-хау и опыт специалистов компании создают все необходимые условия для решения любых производственных задач наших партнёров.

Формула успеха

• Знание динамики процесса
• Использование новейших материалов
• Знание технологий

Знание динамики процесса Оптимальная работа сепаратора достигается при условии знания всех тонкостей технологического процесса, от обеспечения щадящей обработки до обеспечения минимального присутствия кислорода или роста температуры продукта. В случае присутствия мягких включений и требований к уменьшению внутреннего трения для чувствительных сред подача продукта в сепаратор также является важным фактором при механической обработке сред.

Глубокие знания и опыт специалистов компании, наличие современных производств создают необходимую базу для внедрения самых последних разработок в области сепарирования.Возможность предварительного моделирования гидродинамических процессов внутри сепаратора при работе с каждым отдельным запросом предоставляет точную информацию для подбора оборудования в соответствии с требованиями и условиями технологического процесса.Использование новейших материалов

Одно из основных преимуществ тарельчатых сепараторов – возможность бесперебойной обработки высококоррозийных сред при экстремально высоких нагрузках, превышающих 10 000G. Не все материалы могут быть использованы в таких условиях. Именно поэтому при изготовлении сепараторов используются первоклассные, высокопрочные стали, такие как дуплекс и супердуплекс.Для максимальной надежности все детали барабана сепаратора изготавливаются способом, гарантирующим высокое качество, отсутствие трещин и повреждений.Кроме того, при обработке продуктов, содержащих абразивные включения или требующих использования специальных уплотнений, Альфа Лаваль имеет огромный перечень специальных материалов для решения любых производственных задач. К ним относятся: высокопрочные стали, карбид вольфрама, сплавы на основе никеля для обработки специальных сред, специальные полимерные и керамические уплотнения.

Для максимальной износостойкости и надежности, увеличения срока эксплуатации и рентабельности оборудования необходим правильный выбор модели сепаратора и материалов для его изготовления.

Знание технологии

Благодаря мощной и современной производственной базе мы оптимизируем применение сепараторов для различных технологий и существующего оборудования.

Новейшие разработки компании для различных областей промышленности и автоматизации процессов, поставка комплексных систем помогают извлечь максимальную прибыль при использовании тарельчатых сепараторов.

Как правильно выбрать сепаратор для молока

При выборе молочного сепаратора фермеру нужно учесть объёмы перерабатываемой продукции, частоту использования прибора, выделяемую под него площадь, а также его технические характеристики. Углубимся в детали.

Объём перерабатываемого молока

Модели бытовых приборов характеризуются молочными приёмниками, объём которых стартует с минимальных 5,5 л. Чаще всего встречаются чаши, рассчитанные на 12 л. Однако в домашних условиях возможны варианты переработки 30 и больше литров жидкости. Промышленные агрегаты характеризуются более мощным потенциалом, от 100 литров.

Некоторые производители для удобства предусматривают специальный регулировочный винт, позволяющий варьировать объёмы переработки.

Советуем вам рассмотреть все особенности конструкции доильного аппарата для коров.

Материал изготовления

В ассортименте присутствуют сепарирующие конструкции, выполненные из пластика и металла. Отметим, что последний вариант характеризуется длительным сроком эксплуатации и выносливостью, а первый ― дешевизной.

В металлических приборах чаще всего приёмная чаша и другие детали изготавливаются из алюминия (хотя встречается и стальные комплектующие). Их намного легче очистить от жирных частиц молочной продукции, а также такой материал практически не аккумулирует на себе микроорганизмов. К тому же в случае необходимости промывку аппарата можно осуществить с участием любых абразивных моющих средств.

Если машина будет использоваться редко, не стоит тратиться на покупку дорогостоящей металлической модели. Потребности фермерской семьи вполне сможет обеспечить пластмассовый эконом-вариант.

Знаете ли вы? Первенство по изготовлению молока принадлежит Соединённым Штатам Америки. Фермы США за год изготовляют около 80 млрд. литров этого продукта. Для сравнения: в Великобритании годовые объёмы молочной выработки колеблются в пределах 14 млрд л.

Функциональные возможности

От технических характеристик покупаемого прибора зависит качество производимой молочной продукции. Во многих современных моделях предусмотрены регуляторы жирности, позволяющие программировать количество и качество изготовленных сливок, а также обрата. Чаще всего регулируемое соотношение находится в пределах 1:10–1:4.

В зависимости от функциональных возможностей специалисты все сепараторы разделяют на:

• сливкоотделители (на выходе выдают сливки и обезжиренный обрат);
• нормализаторы (необходимы для регулировки молочной жирности);
• молокоочистители (созданы для очистки первичной жидкости от посторонних механических добавок);
• приборы для обезвоживания творожного сгустка;
• сепараторы-изготовители высокожирных сливок.

Тип устройства

Бытовые приборы могут запускаться в действие ручным приводом или с помощью электричества. Все промышленные машины работают от сети 220 В. Некоторые электроконструкции могут безболезненно выдерживать скачки в напряжении в диапазоне 160–240 В.

Однако, если агрегат будет эксплуатироваться в отдалённых местностях с ненадёжным электроснабжением и частыми перепадами напряжения, лучше предпочесть механическую модель. В таких сепараторах вместо электрического мотора в нижней части предусмотрена вращающая рукоятка, приводящая в действие барабанный узел.

Важно! При выборе электрических сепараторов обращайте внимание на работу двигателя. Её стабильность гарантирует получение сливок нужного качества