2.11 Сепарирование молока

Цель работы: овладеть технологией сепарирования молока, усвоить методику выполнения материальных расчетов.

Молоко разделяется в сепараторах под действием центробежной силы. Скорость и направление движения частиц в межтарелочном пространстве представляют собой результирующую скорости осаждения частиц (скорости Стокса) и скорости потока. Скорость Стокса V_ст м/с выражается уравнением:

V_ст = 2² · n² · R · d² (ﻡ₁-ﻡ₂) / 9 · μ, (24)

где n – частота вращения барабана сепаратора, с-¹;

R – расстояние, на котором находится рассматриваемый жировой

шарик или частица механической примеси, м;

d – диаметр жирового шарика или частицы, м;

ﻡ₁ – плотность плазмы молока, кг/м³;

ﻡ₂ – плотность жирового шарика или частицы, кг/м³;

μ – вязкость плазмы молока, Па с.

Скорость потока жидкости V_n м/с в межтарелочном пространстве барабана сепаратора определяется по формуле:

V_n = M/2n · R_T · h · z, (25)

где М – производительность сепаратора, м³/с;

R_T – радиус сечения тарелки, при котором определяется скорость

потока, м;

h – расстояние между тарелками по нормали, м;

z – число тарелок, шт.

Направление скорости движения жировых шариков в сливкоотделителе и частиц механических примесей в молокоочистителе схематично изображено на рис. 7.

Рис. 7 Схема направления скоростей движения дисперсной частицы в межтарелочном пространстве: а – сливкоотделителя; б – молокоочистителя

Движение жировых шариков в межтарелочном пространстве состоит из двух стадий: на первой стадии жировые шарики проникают через толщу плазмы и осаждаются на поверхности тарелки, а на второй стадии жировые шарики продвигаются по верхней поверхности тарелок к центру барабана.

Одновременно с выделением жировых шариков из молока также в две стадии осаждаются механические примеси, т.е. частицы, имеющие большую плотность (1330÷1920 кг/м³), чем плотность (1027÷1030 кг/м³) плазмы молока. Они проникают через толщу плазмы молока, но как более тяжелые, достигая периферии по нижней поверхности тарелки, отбрасываются в грязевое пространство. Вместе с ними осаждаются форменные элементы крови, белковые частицы молока, бактериальные клетки и т. д.