Сепараторы непрерывного действия с центробежной выгрузкой осадк

 

Содержание

 

Введение                                                                                                                    3

1 Устройство полузакрытых сепараторов для очистки молока                      4

2 Сепараторы непрерывного действия с центробежной выгрузкой осадк    5

      2.1 Принцип действия сепараторов непрерывного действия с    центробежной выгрузкой осадка                                                             6

3 Описание  проектируемого объекта                                                                  8

4Технологический  расчет                                                                                       9

      4.1 Исходные данные                                                                                         9

      4.2 Технологический расчет                                                                               9

      4.3 Расчет барабана                                                                                          12

   4.4Определение мощности                                                                                19

5 Эксплуатация сепараторов                                                                                 21

6 Правила безопасной работы                                                       23

Заключение                                                                                  25

Список используемой литературы                                                                     26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Сепараторы, применяемые в молочной промышленности, классифицируются по производственному назначению, по конструктивным особенностям и степени контакта молока с воздухом, по способу удаления из барабана посторонних примесей и осадка, по виду привода.

По производственному назначению различают сепараторы:

- для сепарирования  молока (концентраторы) и получения  сливок;

- для очистки  молока от посторонних примесей (классификаторы);

- для нормализации  молока по жирности;

- для гомогенизации  молока (классификаторы);

- для выделения  микрофлоры (бактофуги);

-для сепарирования, нормализации или очистки молока (универсальные);

-  для  получения творога из творожного  сгустка (сквашенного молока);

- для осветления  сыворотки при получении молочного  сахара;

- для обезжиривания  сыворотки и выделения белковой  пыли.

По конструктивным особенностям и степени контакта молока с воздухом сепараторы делятся на:

- открытые  – с открытой подачей молока  и открытым выходом сливок  и обезжиренного молока (сливки  и обезжиренное молоко непосредственно  соприкасаются с воздухом);

- полузакрытые, в которых подача молока может  быть открытой или закрытой, но  без напора, а выход продукта  закрытый, под давлением, создаваемым  сепаратором; в процессе сепарирования  продукт внутри барабана не  изолирован от контакта с воздухом;

- закрытые (герметические), в которых подача молока, выход  продукта и процесс обработки  молока внутри барабана изолирован  от доступа воздуха;

 

 

 

 

 

молоко в сепараторы подается под давлением, создаваемым насосом, продукт выходит под давлением, создаваемым сепаратором или насосом по закрытым трубопроводам. Применяя закрытые сепараторы, можно обеспечить герметичность всей системы.

По способу удаления из барабана посторонних примесей и осадка бывают сепараторы с ручной выгрузкой осадка после остановки и разборки сепаратора, с центробежной периодической выгрузкой осадка при непрерывной работе сепаратора, с центробежной непрерывной выгрузкой тяжелой фракции через сопла (в сепараторе для творога). В сепараторах с ручной выгрузкой осадка посторонние примеси остаются внутри барабана (в грязевом пространстве). После накопления их сепаратор останавливают, примеси удаляют. Для обеспечения непрерывной очистки и сепарирования продукта устанавливают два таких сепаратора, работающих поочередно.

По виду привода изготовляют сепараторы с ручным приводом, с приводом от электродвигателя, с комбинированным приводом (ручным и от электродвигателя).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Устройство полузакрытых сепараторов  для очистки молока

 

На сепараторах-молокоочистителях очищают молоко от посторонних примесей, частиц свернувшегося белка, частично от микроорганизмов, клеток и других частиц, плотность которых больше плотности молока, т.е. они способны выделиться из него под действием центробежной силы. Молоко очищают на сепараторе подогретым до температуры от 40 °С до 45 °С. На специальных сепараторах можно очищать холодное молоко. На некоторых молокоочистителях, кроме очистки молока, выполняются и другие операции: нормализация, гомогенизация жировой части молока.

Сепараторы-молокоочистители в большинстве случаев представляют собой модифицированные сепараторы для сепарирования молока. Они имеют одинаковые приводные механизмы станины и другие части. Они отличаются от сепараторов для сепарирования устройством барабана и  узла приема и отвода молока. Барабан сепаратора-молокоочистителя также как и  сепаратора-сливкоотделителя состоит из основания, на котором установлен тарелкодержатель с пакетом тарелок. Расстояние между тарелками от 1,2 до     3 мм, что больше чем у сепараторов-сливкоотделителей. Тарелки и тарелкодержатель не имеют отверстий. Молоко, поступающее в барабан, проходит по каналам периферии. У сепаратора-молокоочистителя приемно-отводящее устройство имеет приемник для очищенного молока с отводным патрубком. Очищенное молоко из камеры крышки поступает по каналам диска в приемник, а из него  в отводной патрубок и в молокопровод.

Производительность их примерно  в два раза выше, чем сепараторов для сепарирования молока; продолжительность непрерывной работы составляет  2,5 часа. Сепаратор-нормализатор-молокоочиститель предназначен для непрерывной нормализации молока по жиру с одновременной очисткой его от загрязнения.

 

 

 

 

 

2 Сепараторы непрерывного действия с центробежной выгрузкой осадка

 

Непрерывно действующие саморазгружающиеся сепараторы не требуют периодических остановок для выгрузки осадка и мойки. Осадок выгружается без остановки сепаратора, он может работать продолжительное время. Применение саморазгружающихся сепараторов позволяет автоматизировать технологические процессы и осуществлять циркуляционную безразборную мойку.

Отличительной особенностью сепараторов с периодической центробежной выгрузкой осадка является цикличность процесса, состоящего из следующих этапов: закрытие разгрузочных отверстий, сепарирование, разгрузка барабана, повторное закрытие разгрузочных отверстий и т. д.

Основной недостаток сепараторов с пульсирующей центробежной выгрузкой осадка заключается в том, что при разгрузке барабанов из него одновременно выбрасываются осадок и жидкость, находящаяся в межтарелочных пространствах и в других полостях барабана.

Для устранения этого недостатка в сепараторах непрерывного действия для молока с циклической выгрузкой осадка применяют частичную разгрузку, при которой удаляется только часть осадка. Когда в жидкой смеси концентрация осадка не превышает трех процентов, применяют сепараторы непрерывного действия с периодической центробежной выгрузкой осадка из барабана при работе сепаратора. В остальных случаях используют сепараторы непрерывного действия с выводом сгущенной текучей фазы через сопла.

При большой концентрации осадка применяют сепараторы непрерывно-циклического действия с центробежной двухэтапной выгрузкой осадка. В этом случае перед выгрузкой осадка сначала перекрывают подачу на сепаратор исходной смеси, из барабана предварительно с помощью дополнительного устройства удаляют межтарелочную жидкость. После этого с помощью вспомогательного устройства открываются отверстия (щели) и под действием центробежной силы выгружается осадок. При таком способе выгрузки осадка устраняются потери сепараторной

 

 

 жидкости, а выгружаемый осадок имеет  определенную влажность, до которой  он был уплотнен в барабане при сепарировании.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает саморазгружающиеся сепараторы: для сепарирования молока (ОСН-С); для очистки молока (ОЦМ-5, ОЦМ-10, ОЦМ-25, ОМЕ-С); для осветления сыворотки (ОТС).

 

2.1 Принцип действия сепараторов непрерывного действия

 

Предназначен для непрерывной очистки теплого молока от загрязнения и молочной слизи. Используется на предприятиях молочной промышленности, может работать в составе пастеризационной установки производительностью 5000 л/ч. Сепаратор может быть применен для осветления жидкостей в других отраслях промышленности

В сепараторе непрерывного действия для очистки молока осуществляются одновременно два основных процесса: очистка молока от посторонних примесей и цикличная частичная выгрузка осадка под действием центробежной силы через периодически открывающиеся разгрузочные окна. Очистка молока в сепараторе непрерывного действия подобна очистке молока в сепараторах периодического действия.

Молоко температурой от 35°С до 45 °С в большинстве случаев из секции регенерации пластинчатого теплообменника поступает по трубопроводу в закрытом потоке через центральную трубку во вращающийся барабан. По каналам в тарелкодержателе молоко проходит к периферии барабана в грязевое пространство и из него, распределяясь тонкими слоями между тарелками, движется к оси барабана. Молоко, попав в барабан, подвергается действию сил центробежного поля. Посторонние примеси, как более тяжелые, движутся в молоке к периферии и оседают на стенках барабана, заполняя грязевое пространство. В межтарелочном пространстве более тяжелые части выделяются из молока и оседают на нижней

 

 

 

 поверхности  следующей тарелки по высоте, проникая через небольшую толщу  молока.

Осевшие частицы скатываются по тарелкам в грязевое пространство. Очищенное молоко из межтарелочных пространств поднимается по наружным каналам тарелкодержателя вверх в камеру, откуда выводится через напорный диск.

Степень очистки молока зависит от частоты вращения барабана, его размеров и от других факторов. Объем грязевого пространства в сепараторе-молокоочистителе: непрерывного действия должен обеспечить периодический частичный отвод осадка без потери продукта и нарушения процесса сепарирования, т. е. должен быть не менее 0,8 М (где М – производительность сепаратора, л/ч).

Разгрузка барабана у сепараторов-молокоочистителей непрерывного действия производится с помощью гидросистемы как при автоматическом, так и при ручном управлении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Описание проектируемого объекта

 

Сепаратор А1-ОЦМ-5

Барабан сепаратора А1-ОЦМ-5 имеет пакет, состоящий из 53 тарелок, расстояние между которыми 1,2 мм.

Пакет тарелок установлен на тарелкодержателе. В нижней части его расположены каналы для прохода молока из внутренней полости тарелкодержателя в грязевое пространство.

Тарелкодержатель с тарелками  установлен в основании барабана и зафиксирован штифтом. Тарелки сверху накрыты крышкой  барабана. Крышка герметически соединена с основанием гайкой через уплотнительное кольцо.

Между верхней крышкой и фланцем крышки барабана образована камера  для очищенного молока. В камере молока  установлен диск напора, через который молоко отводится из сепаратора под напором.

Приемно-отводящее устройство обеспечивает подачу молока в барабан и выход очищенного молока. Она состоит из диска напора молока и центральной трубки. Все части в определенном порядке надеты на центральную трубку и герметически соединены между собой посредством гайки-переходника и уплотнительных резиновых прокладок.

На выходном патрубке смонтированы манометр и регулировочный вентиль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Расчет сепаратора

 

4.1 Исходные данные параметров  сепаратора-молокоочистителя

 

Все необходимые данные для расчета сепаратора приведены в таблице 1.

 

Таблица 1 – Исходные данные для расчета сепаратора

Показатель	Значение
Производительность, л/час	5000
Частота вращения барабана, об/мин	6500
Число тарелок в барабане, шт.	53
Межтарелочный зазор, мм	0,7
Угол наклона образующей тарелки, град	50
Материал	Сталь 40Х
Предел текучести, МПа	800
Плотность рабочей жидкости, кг/м3	1024
Внутренний радиус барабана, мм	135
Радиус внутренней цилиндрической поверхности жидкости, мм	55
Толщина стенки цилиндрической обечайки, мм	10
Угол полураствора конической крышки, град	36
Наружный радиус соединительного кольца, мм	157,5
Шаг резьбы, мм	12
Наружный радиус крышки, мм	141

 

4.2 Технологический расчет

 

Размер частиц,  которые могут проникнуть через толщу жидкости в межтарелочном пространстве за время пребывания в нем элементарного объёма продукта, определяется по формуле

,                                    (4.1)

где Q – количество жидкости, поступающей в ротор, м3/с;

μ – коэффициент динамической вязкости среды, Па/с;

ρ1 – плотность среды, кг/м3;