Устройство для сепарации молочных продуктов

Изобретение относится к области сельхозмашиностроения - механизации животноводства и пищевой промышленности и может быть использовано для разделения продуктов с различными плотностями. Устройство для сепарации молочных продуктов содержит барабан с тарелками, которые выполнены с переменной конусностью с расширением к основанию, а на выходе или на входе сепаратора между тарелкодержателем и тарелками поставлена кольцевая перегородка. Такое конструктивное выполнение позволяет повысить производительность и полноту сепарации продуктов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сепараторам для молочных белков и может быть использовано на молочных заводах при производстве белков, творогов, сыров и т.д.

Наиболее близким аналогом изобретения является авторское свидетельство СССР № 1291212, опубл. 23.02.1987, в котором представлен сепаратор для получения высокожирных сливок, включающий в себя установленный на вертикальном валу барабан с нижним основанием и крышкой с затяжным кольцом, а в нем тарелкодержатель с пакетом конусных тарелок, при этом барабан снабжён подводящей трубкой, распределительными для сепарируемого и выводными для сепарированных продуктов каналами.

Недостатком наиболее близкого аналога является невозможность разделения обрата на белок и пахту с высокой эффективностью. Нижние тарелки сепаратора отделяют тяжелые составляющие белков, а более легкие составляющие поступают на верхние тарелки, однако и здесь не обеспечивается полное разделение.

Изобретение позволяет получить новый технический эффект разделения обрата на белок и пахту с высокой эффективностью и производительностью.

Этот технический эффект достигается тем, что в устройстве для сепарации молочных продуктов, включающем в себя установленный на вертикальном валу барабан с нижним основанием и крышкой с затяжньм кольцом, а в нем тарелкодержатель с пакетом конусных тарелок, при этом барабан снабжен подводящей трубкой, распределительными для сепарируемого и выводными для сепарированных продуктов каналами, согласно изобретению тарелки выполнены с переменной конусностью с расширением к основанию, а барабан - в виде усеченного конуса с большим нижним основанием, в котором по периферии выполнены отводящие каналы; снизу или сверху барабана между тарелкодержателем и тарелками поставлена кольцевая перегородка.

На чертеже показано устройство для сепарации молочных продуктов в продольном сечении.

Устройство для сепарации молочных продуктов состоит из кожуха 1, в конусном днище которого имеется патрубок 2. Внутри кожуха 1 расположены барабан 3 в виде усеченного конуса с большим нижним основанием, в котором по периферии выполнены отводящие каналы 4.

Внутри барабана 3 установлены разделительные тарелки 5, выполненные с переменной конусностью с расширением к основанию, углы у основания равны углу трения белок-сталь, составляющему примерно 15°. Пакет тарелок 5 зажат в барабане 3 кольцом 6. В верхней или нижней части барабана 3 имеется кольцевая перегородка 7, регулирующая полноту разделения. В нижней части барабана 3 имеются приводной вал 8 и подводящая трубка 9 с распределительным каналом 10 и отводящим каналом 11 для сепарированного продукта.

Сепаратор работает следующим образом: через подающую трубу 9 подводится сепарируемый продукт - обрат, который через подводящие каналы 10 распределяется по поверхностям тарелок 5 тонким слоем. При вращении вала 8 приводится во вращение барабан 3 с пакетом тарелок 5. Центробежная сила воздействует на тяжелую фракцию (белок), имеющую большую плотность (р≈1,027), и отбрасывается на периферию барабана 3 и через отводные каналы 4 и патрубок 2 удаляется, а легкая фракция (сыворотка) с меньшей плотностью (p≈1) движется к центру барабана 3 и по отводному каналу 11 удаляется.

Белок с периферии тарелок 5 из-за уменьшения угла конусности (≈15) меньше тормозится противоположной поверхностью тарелки 5, тем самым интенсивнее отбрасывается в барабан 3. В барабане 3, за счет центробежных сил, по конусу происходит усиление давления отделенного белка, что способствует интенсификации выброса продукта из барабана 3 в корпус 1 и позволяет повысить производительность сепаратора.

Сепарируемый продукт на верхних тарелках 5 задерживается перегородкой 7, где легкие составляющие фракции многократно сепарируются с частично поступающим новым продуктом, собираются и переполняют уровень перегородки 7 в отводном канале 11, переливается через перегородку 7 в открытый отводной канал 11 и выводится из сепаратора. Тяжелая отсепарированная фракция белка из корпуса барабана 3 и через отверстие 4 выбрасывается в кожух 1 и далее через патрубок 2 выводится из сепаратора.

Таким образом, на верхних тарелках 5 за перегородкой 7 за счет многократной циркуляции повышается эффективность (полнота) отделения легких составляющих белков, т.е. полнота разделения (современные молочные сепараторы считаются работающими нормально, если разделяют 98% сливок), растет или перегородка устанавливается снизу для работы сепаратора на режиме обогащения, т.е. неполного разделения.

Центробежная сила, необходимая для отрыва сил связи вода - белок, примерно в 10 раз больше сил связи жировых шариков сливок и обрата.

Поэтому основные параметры сепаратора, определяющие его работу, составляют, во-первых, центробежная сила должна быть в 10 раз больше, чем у сепаратора сливкоотделителя

где m - масса белка в кг, она тяжелее сливок в 1,5 раза;

r - максимальное расстояние от центра тяжести спирали белка, м;

n - частота вращения барабана, мин^-1,

во-вторых, максимальное расстояние от центра тяжести частицы белка зависит от диаметра тарелок и для нашего сепаратора должно быть больше, чем у аналога в 1,5 раза.

При этом частота вращения барабана должна составлять 14500 мин^-1 вместо 6000 мин^-1 у аналога.

Таким образом, эффект или разделение, или обогащение белка в обрате, происходящее при отсутствии коагуляции, т.е. при сохранении его натуральных свойств, и есть эффект от применения такого сепаратора, заключающийся в удалении с большой центробежной силой, со сталкиванием белка через периферию нижней части барабана, через специальные каналы-отверстия 4 и специальной кольцевой перегородки 7 для отделения потока белка с меньшими значениями плотностей.

Источники, принятые во внимание при экспертизе

1. А.С. СССР 1291212, МКИ В 04 В/08. Сепаратор для получения высокожирных сливок / В.А. Парамонов и др. - /Б.И. №7, 1987 [прототип].

1. Устройство для сепарации молочных продуктов, включающее в себя установленный на вертикальном валу барабан с нижним основанием и крышкой с затяжным кольцом, а в нем тарелкодержатель с пакетом конусных тарелок, при этом барабан снабжен подводящей трубкой, распределительными для сепарируемого и выводными для сепарированных продуктов каналами, отличающееся тем, что тарелки выполнены с переменной конусностью с расширением к основанию, а барабан - в виде усеченного конуса с большим нижним основанием, в котором по периферии выполнены отводящие каналы.

2. Устройство для сепарации молочных продуктов по п.1, отличающееся тем, что снизу или сверху барабана между тарелками и держателем установлена кольцевая перегородка.