2 Сепарування рідкої сировини: теоретичні основи процесу, основне устаткування.

Сепарування – процес розділення неоднорідних систем у полі відцентрових сил. Цей процес призначений для інтенсифікації поділу суспензій і емульсій.

Теоретичні основи сепарування.

Фактор розділення. Відношення відцентрової сили до сили тяжіння складає число Фруда:

де m- маса частинки, кг;

w_r - лінійна швидкість руху частинки по колу, м/с;

r - радіус обертання частинки, м;

Враховуючи, що отримаємо так званий фактор розділенняФ

де n– частота обертання частинок (барабану сепаратора).

Фактор розділення Фпоказує, у скільки разів відцентрове прискорення більше від прискорення вільного падіння. Чим більший фактор розділення, тим вища розподільна здатність центрифуги.

Сепараторивідносяться до групи осаджувальних центрифуг. Вони призначені для розділення рідких сумішей за питомою вагою. У харчових виробництвах найбільше розповсюдження вони знайшли у молочній промисловості для виділення вершків з молока, його нормалізації і т. ін.

Ці машини застосовуються також для розділення або згущення суспензій, дисперсною фазою яких є тверді частинки: зернинки крохмалю, дріжджі, частинки білкової каламуті і т.ін.

У м’ясній промисловості сепаратори застосовуються на різних стадіях технологічного процесу для очищення, зневоднення і вибілювання тваринних жирів. У рибній промисловості - для виділення жиру з бульйонів, з печінки тріски, освітлення медичного рибного жиру. У дріжджової промисловості - для розділення дріжджового сусла. У крохмало-патоковій промисловості - для освітлення глюкозного і патокового сиропів, відділення дрібної мезги тощо. У промисловості безалкогольних напоїв використовуються для освітлення фруктових соків і т. ін.

Основним вузлом сепараторів є ротор, за типом якого промислові сепаратори розподіляються на:

• тарілчасті(укомплектовані набором конічних тарілок);

• камерні(обладнані комплектом концентричних циліндричних вставок).

На рисунку нижче показано схему сепаратора відкритого типу для виділення вершків з молока, робоча камера якого заповнена рядом встановлених одна над одною конічними вставками – тарілками 4. Молоко подається у горловину 7, яка закінчується нижньою конічною тарілкою 1, з-під якої молоко потрапляє в канал 5, що утворюється збіжними отворами у нижній тарілці та у пакеті тарілок 4, розташованих вище. Молоко розділяється на легку фракцію (вершки) і знежирене молоко - у міжтарілковому просторі. Вершки витискаються більш важкою фракцією до осі обертання і вздовж горловини 7 рухаються до вихідного для вершків отвору 8. Знежирене молоко концентрується на периферії барабана 2 і під тиском свіжого молока і відцентрової сили рухається над верхньою тарілкою 6 до свого вихідного отвору 9. Щоб рідина не відставала в русі від барабана, його корпус може мати перегородки 3.

Рис. Схема молочного сепаратора

Ступінь розділення у сепараторі регулюється зміною перерізів вихідних отворів 8 і 9. Відстань між тарілками у молочних сепараторах дорівнює приблизно 0,5 мм. Вона також визначається спеціально передбаченими виступами на поверхні тарілок. Кут нахилу твірних конусів тарілок - 50...60°. Пакет конічних тарілок виконує роль відстійних поверхонь, на яких відбувається розшарування емульсії під дією відцентрової сили.