Сепаратор состоит из следующих основных узлов: вращающегося барабана, в котором происходит собственно отделение сливок, приводного механизма барабана, приемника для сливок и обезжиренного молока и станины, на которую опираются все узлы.
Барабан. Чаще всего барабан имеет цилиндрическо-коническую форму. Цельное молоко по центральной трубке поступает на дно барабана. Внутри барабана расположен ряд тарелок, укрепленных на центральной трубке. Зазор между тарелками составляет 2 мм и обеспечивается небольшими проставками, прикрепленными к верхней части тарелок. Количество тарелок зависит от типа сепаратора. Фермерский сепаратор производительностью 150 л/ч имеет 20 тарелок, тогда как в промышленном сепараторе производительностью 5000 л/ч может быть более ста тарелок.
Цельное молоко попадает в барабан через отверстия, расположенные в основании центральной трубки. Обезжиренное молоко и сливки выходят через специальные отверстия в верхней части барабана.
Регулировочный винт, расположенный около отверстия для выхода сливок, позволяет регулировать их жирность, изменяя расстояние точки отбора сливок от оси барабана. Чем ближе к оси барабана находится точка отбора сливок, тем гуще и жирнее оказываются сливки.
В прошлом барабаны молочных сепараторов изготовлялись из луженой стали, но сейчас их делают из нержавеющей стали.
В сепараторе типа «Тыобьюлар», который не используют во Франции, барабан представляет собой длинную и узкую трубку без тарелок. Цельное молоко всасывается снизу, а через верх выходят сливки и обезжиренное молоко.
Приводные механизмы
В большинстве случаев барабан укрепляют на вертикальном валу, смонтированном на шарикоподшипниках. Нижний конец вала снабжен специальной резьбой и соединяется с косозубой шестерней, которая приводится во вращение рукояткой в ручных сепараторах или мотором в сепараторах большей мощности через горизонтальный вал или фрикционную муфту. Тахометр со звонком в фермерских сепараторах позволяет контролировать скорость вращения барабана. Тормозная система может быстро остановить барабан в случае необходимости. Смазка вала и приводной шестерни осуществляется в масляной ванне, выполненной заодно с насосной системой или автономной.
Во время вращения барабан уравновешивается автоматически, т. к. его центр тяжести расположен ниже точки опоры.
В некоторых сепараторах барабан не опирается на вал, а подвешивается на конце стержня, которому сообщается вращательное движение.
В сепараторе «Тьюбьюлар» барабан также подвешен на оси, приводимой в движение двигателем или паровой турбиной. Если скорость вращения барабанов сепараторов, о которых шла речь выше, изменяется от 6 до 7 тыс. об/мин, то барабан аппарата «Тьюбьюлар» должен вращаться со скоростью около 20 тыс. об/мин из-за своего малого диаметра. Эта огромная скорость вращения создает в барабане вакуум, вызывающий всасывание цельного молока, поступление которого можно регулировать путем изменения скорости вращения барабана.
Разделение барабана вставками (тарелками)
Для ограничения турбулентности, которая может помешать отделению жировых шариков, во вращающемся барабане сепаратора устанавливают ряд тарелок, имеющих форму усеченного конуса. Эти тарелки называют поляризационным устройством. Эффективность таких тарелок или дисков тем больше, чем меньше расстояние между ними. Они сокращают путь, который каждый жировой шарик должен пройти в барабане до опорной поверхности, облегчающей скольжение к центру барабана и отделение от обезжиренного молока. Вместе с тем тарелки поддерживают постоянство угловой скорости вращения жидкости. Тарелки предотвращают образование завихрений, которые в любой момент могут привести к вторичному смешению сливок и обезжиренного молока. В барабане, не разделенном тарелками, эти завихрения возникают в результате резкого столкновения поступающего молока и молока, уже охваченного быстрым вращательным движением. В барабане же, разделенном тарелками, молоко сначала наталкивается на нижние тарелки, которые увлекают его постепенно, не внося при этом возмущения в движение порций молока, уже подвергшихся сепарированию.
Наконец, наиболее интересной моделью, разработанной тридцать лет назад, явилась конструкция промышленного молочного беспенного сепаратора, герметического или полугерметического. Если в обычном молочном сепараторе, называемом также открытым сепаратором, обезжиренное молоко выходит из аппарата, образуя при этом большое количество пены, то в современных беспенных моделях этот недостаток устранен.
В заключение следует отметить, что тарелки значительно повышают разделительную способность сепаратора. Во время центрифугирования наблюдается более быстрое слипание жировых шариков из-за одновременного осаждения их на стенках тарелок. Образовавшиеся таким образом скопления имеют гораздо большие размеры, чем жировые шарики в отдельности. Скорость сепарирования таких скоплений гораздо больше, а эффективность центрифугирования значительно выше.
Наконец, непрерывность работы аппарата ограничивает эффективность центробежного сепарирования. Время центрифугирования сводится к продолжительности прохода молока через барабан сепаратора, т. е. к нескольким секундам. Это еще одно препятствие идеальному обезжириванию молока в промышленном масштабе.
Приемные устройства
Основные части приемных устройств следующие: 1) питатель с воронкой, соединяющейся с вершиной центральной трубки барабана и снабженной поплавком, который регулирует уровень сливок; в питатель поступает цельное молоко; 2) приемник сливок цилиндрической формы с отводным рожком, куда стекают выходящие из барабана сливки; 3) приемник обезжиренного молока, идентичный по конструкции приемнику сливок, правда, большего объема. В него стекает обезжиренное молоко.
В сепараторах с барабаном, установленным на опоре, приемник сливок расположен над приемником обезжиренного молока; приемники в сепараторах с подвесным барабаном имеют обратное расположение. Приемники изготовляются из листовой луженой или нержавеющей стали.
Приемники укреплены на чугунной станине, защищающей барабан и приводной механизм. В некоторых типах небольших сепараторов, используемых на фермах, станина бывает небольшой и может крепиться на столе. В сепараторах более крупных размеров станина опирается на три или четыре лапы.
| UP |
