Оборудование для механической обработки молока и молочных продуктов
Учащийся должен знать устройство и принцип действия сепараторов и гомогенизаторов.
Уметь производить разборку и сборку сепараторов, определять производительность и мощность. Обслуживать гомогенизаторы ii сепараторы.
Практические занятия 8—10
Проведение подбора сепараторов и гомогенизаторов.
Цель. Научиться выполнять подбор сепараторов и гомогенизаторов.
Практические занятия 11—13
Приобретение навыков обслуживания оборудования для механической обработки молока и молочных продуктов.
Разбор производственных ситуаций, возникающих при обслуживании данного оборудования и приводящих к нарушению технологического процесса.
Цель. Изучить устройство, принцип действия и правила
обслуживания сепараторов и гомогенизаторов в различных производственных ситуациях.
Литература: Л-1, с. 47...100; Л-19, с. 130...138.
Методические указания
Учащийся должен ознакомиться с классификацией сепараторов. В молочной промышленности применяются сепараторы-молокоочистители, сепараторы-сливкоотделители, сепараторы высокожирных сливок, сепараторы-нормализаторы, сепараторы для получения творога и другие.
По доступу воздуха сепараторы делятся на открытые, полузакрытые (полугерметические) и закрытые (герметические). По методу выгрузки осадка — с ручной выгрузкой осадка и с автоматической выгрузкой осадка.
На молоко во вращающем барабане сепаратора действует центростремительное ускорение, которое при определенной скорости вращения барабана может в тысячу раз превосходить ускорение силы тяжести. В результате процесс разделения неоднородной системы значительно интенсифицируется.
Для более глубокого усвоения материала данной темы следует зарисовать в тетради барабан сепаратора с приемно-отводным устройством и составить кинематическую схему привода сепаратора, детально разобраться в его устройстве и работе.
Необходимо подробно изучить устройство и принцип действия одного из сепараторов, например модели ОСН. Устройство и принцип действия многих типов сепараторов аналогичны вышеуказанному сепаратору. Нужно также усвоить последовательность сборки барабанов сепараторов ОСН, ОМЕ, Г9-ОСК- : 1
Сборка барабанов полугерметического сепаратора-сливкоотделйтеля марки ОСН производится в следующем порядке: основание барабана; тарелкодержатель; нижняя тарелка (с обеих сторон шипики); пакет тарелок по нумерации; центральная трубка с напорным диском для сливок; верхняя разделительная тарелка; кольцо прокладочное; крышка барабана; прокладка; затяжное кольцо (большое); напорный диск для обезжиренного молока; крышка напорной камеры; затяжное кольцо (малое).
Изучив сепараторы периодического действия, можно перейти к изучению сепараторов непрерывного действия с центробежной выгрузкой осадка.
Конструкция саморазгружающихся сепараторов позволяет удалять осадок из барабана без остановки машины, не прекращая процесс работы, что повышает производительность труда аппаратчиков и освобождает их от тяжелой работы по разборке, сборке и мойке барабана сепаратора. В технологических линиях достаточно установить один саморазгружающийся сепаратор вместо двух сепараторов с ручной выгрузкой осадка.
Изучая конструктивные особенности саморазгружающихся сепараторов, учащиеся должны особое внимание уделить устройству барабана, гидроузла, остальные узлы практически мало отличаются от аналогичных сепараторов с ручной выгрузкой осадка.
Учащиеся должны знать, в какой последовательности выполняется сборка барабана сепаратора ОСН-С.
Следует помнить, что барабаны сепараторов с центробежной выгрузкой осадка имеет на периферии разгрузочные отверстия. Во время работы сепаратора отверстия перекрываются подвижным поршнем, возвратно-поступательное перемещение которого осуществляется под действием буферной воды, подаваемой гидросистемой. При опускании поршня накопившийся на периферии осадок под действием центробежной силы выбрасывается через разгрузочные отверстия в специальный приемник осадка, а далее смывается водой в канализацию. Время и периодичность разгрузки устанавливаются в таких интервалах, которые обеспечивают выгрузку уплотнившегося осадка при минимальных потерях молока. Управление процессом выгрузки осадка осуществляется в ручном и автоматическом режимах.
Изучив устройство, принцип действия и обслуживание сепараторов, необходимо ознакомиться с основным расчетом сепараторов.
Объемная производительность V (м3/ч) сепаратора-сливкоотделителя определяется по формуле
V=48*106βzn2tgα( 
) 
t ,
где β - КПД барабана (0,4-0,7);
z - число тарелок;
n - частота вращения барабана, с-1;
α - угол подъема тарелок (α=45-60°);
Rб - большой радиус конической части тарелки, м;
Rм - малый радиус тарелки, м;
t - температура молока, °С;
d - расчетный диаметр жирового шарика, м (d=l,3*10-6).
Мощность N (кВт), потребляемую сепараторами, приближенно можно рассчитать по формуле
N=KHбn3*R4 ,
где К -коэффициент,(К=0,016-0,018);
Н -высота барабана, м;
n - частота вращения барабана, с-1;
R - максимальный наружный радиус барабана, м.
Учащийся должен изучить устройство и принцип действия клапанных гомогенизаторов. Надо также усвоить физическую сущность процесса гомогенизации и методику определения производительности, потребной мощности и эффекта гомогенизации.
Следует обратить внимание на основные требований безопасной эксплуатации гомогенизаторов.
После изучения темы следует решить задачи по определению производительности и расхода мощности гомогенизаторов.
Объемная производительность (м3/с) гомогенизатора определяется по формуле
V= (πd2/4)snzφ ,
где d - диаметр плунжера, м;
s - ход плунжера, м;
n - частота вращения коленчатого вала, с-1;
z - число плунжеров;
η - объемный КПД насоса (η=0,8—0,9).
Дисперсность гомогенизированной эмульсии d (мкм) определяется по формуле
d=3,8/ 
,
где ΔР - перепад давления в гомогенизаторе, МПа.
Расход мощности гомогенизатора N (Вт) определяется по формуле
N=VP/η,
где V - объемная производительность, м3/с;
Р - рабочее давление гомогенизатора, Па;
η - КПД плунжерного насоса (η=0,75-0,85).
Вопросы для самоконтроля: 1. Какие Вы знаете основные сборочные единицы и детали сепаратора? 2. Чем отличаются сепараторы-сливкоотделители от сепараторов-молокоочистителей? 3. От каких факторов зависит степень обезжиривания? 4. Как производится нормализация молока по жиру в сепараторе-сливкоотделителе? 5. Чем отличаются сепараторы для высокожирных сливок от сливкоотделителя? 6. Какова последовательность сборки барабана сепаратора ОМЕ-С?
7. Какие достоинства имеют саморазгружающиеся сепараторы? 8. Каково назначение клапана барабана саморазгружающегося сепаратора? 9. Какие типы гомогенизаторов выпускаются для молочной промышленности? Дать их краткую характеристику. 10. Почему на второй ступени гомогенизирующей головки давление в три раза меньше, чем на первой?