Сепараторы при производстве соков

Сепарирование основано на разделении вещества под действием центробежной силы, развивающейся внутри быстровращающегося барабана.

При производстве осветленных и неосветленных соков перерабатываемое сырье в целом виде либо измельченное подвергается прессованию. Полученный в результате этого промежуточный полуфабрикат представляет собой полидисперсную суспензию, где дисперсионной средой является растительный сок (вода с раствором Сахаров, кислот, солей и т. д.), а дисперсной фазой — растительные ткани, микроорганизмы, механические частицы и т. д.

Отделение дисперсной фазы, или осветление соков, осуществляют химическим (оклейка), механическим (отстаивание, фильтрование, сепарирование) или другими способами. Отстаивание и сепарирование основаны на разности плотностей сока и взвешенных частиц. При отстаивании под действием силы тяжести взвешенные частицы осаждаются. Процесс этот длительный, происходит в течение нескольких часов, а иногда суток. Ему сопутствуют различные биохимические изменения (развитие микрофлоры, окисление и т. д.). При сепарировании (центрифугировании) процесс по сравнению с отстаиванием сокращается в десятки и сотни раз и обычно протекает в потоке.

Сепаратор Г9-КОВ предназначен для очистки различных плодовых соков. Сепаратор представляет собой разделитель тарельчатого типа в полузакрытом исполнении с непрерывным выводом осветленного сока и периодической выгрузкой осадка. Сепаратор имеет как ручное, так и автоматическое управление выгрузкой осадка из барабана.

Основой сепаратора (рис. 1) является чугунная станина 7, внутри которой смонтирован вал-веретено 20. На его конический хвостовик посажен барабан 18, закрепленный гайкой 16. На другом конце вала насажено зубчатое колесо 21 с винтовыми зубьями. Зубчатое колесо 21 входит в зацепление с зубчатым колесом 3 горизонтального вала 4. На одном конце его размещен бандаж 6, через который вращение от центробежной фрикционной муфты передается на горизонтальный и вертикальный валы. Бандаж одновременно является и диском тормоза, закрепленного на передней части станины.

Рис. 1. Сепаратор Г9-КОВ

Центробежная фрикционная муфта состоит из диска, размещенного на валу электродвигателя, и закрепленных шарнирно на диске колодок, опорные поверхности которых, откидываясь при вращении электродвигателя, прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности бандажа и постепенно увлекают его за собой. При помощи центробежной фрикционной муфты вращение барабана постепенно приводится к номинальной частоте, вследствие чего предотвращается преждевременный износ частей привода и выход электродвигателя из строя.

Колодки с накладками подбираются по массе. При поломке одной из них, износе какой-либо накладки необходимо заменить весь комплект или подобрать комплект по массе с разницей в пределах 3 г.

Вертикальный вал 20 имеет две подшипниковые опоры: верхнюю 19 и нижнюю 22. Верхняя опора снабжена пружинными амортизаторами 7, гасящими радиальные колебания вала с барабаном и позволяющими при росте скорости и остановке плавно переходить через критическую частоту вращения вала и сохранять устойчивость хода во время работы сепаратора, а нижняя — пружиной 2, которая компенсирует осевые колебания.

Пружинные амортизаторы верхней опоры прижимаются пробками, которые затягиваются до предела. Пружины тарируются по нагрузке, жесткости и комплектуются по группам, поэтому при поломке одной или нескольких пружин заменяют весь комплект. Конструкция нижней опоры допускает регулировку вертикального вала по высоте.

Подшипники верхней опоры закрыты крышками, образующими лабиринтное уплотнение, благодаря которому обеспечивается проход воздуха и предотвращается попадание грязи, воды и сепарируемого продукта в подшипники и масляную ванну станины. И наоборот, лабиринтное уплотнение исключает попадание масла из картера в полость чаши приемника осадка.

Частоту вращения барабана контролируют циферблатным тахометром 5. Для проверки правильности показаний его служит пульсатор, кнопка которого находится рядом с тахометром. При нажатии пальцем на кнопку ведут отсчет толчков. При рабочей частоте вращения должно быть 54 толчка в минуту. Один толчок пульсатора соответствует показанию 145 на циферблате тахометра.

Для ускорения остановки барабана сепаратора после отключения электродвигателя служит тормоз, рукоятка которого выведена на наружную сторону основания сепаратора.

Барабан сепаратора — основное устройство, в межтарелочном пространстве его под действием центробежной силы из сока выделяются взвешенные частицы. Барабан состоит из основания 8, крышки 12, корпуса 10, поршня 9 и держателя 13 с тарелками, большого затяжного кольца 11, крышки напорной камеры 15, малого затяжного кольца и клапанов слива и разгрузки.

В основании по окружности барабана равномерно размещены отверстия для выброса осадка из грязевого пространства барабана.

При рабочем цикле эти отверстия перекрываются кольцевой кромкой поршня, плотно прижимающегося к уплотнительному кольцу под действием гидростатического давления жидкости под поршнем.

Между днищем основания барабана и поршнем, а также между поршнем и конусом имеются полости, куда поступает вода, которая поднимает или опускает поршень, т. е. отверстия для выброса осадка закрываются или открываются. Зазоры между этими деталями уплотнены резиновыми кольцами 17.

Отверстия в верхней части крышки барабана служат для вывода осветленного сока в полость под крышку напорной камеры, а затем напорным диском 14 сок выводится из сепаратора.

В промышленности для очистки и осветления плодово-ягодных соков используют сепаратор ВСС-2, по конструкции аналогичный сепаратору Г9-КОВ.

По формуле Бремера производительность сепаратора (м3/с)

Техническая характеристика сепаратора Г9-КОВ

Производительность, л/ч 10000

Максимальный диаметр барабана, мм           600

Число тарелок в барабане         122 ± 7

Межтарелочный зазор, мм         0,5

Частота вращения барабана, мин^-1     5000

Объем грязевого пространства, л        9

Давление на выходе очищенного сока, МПа            0,2

Объемная концентрация взвешенных частиц в продукте, %

после сепарирования      0,1...0,15

до сепарирования Не более 0,5...0,75

Мощность электродвигателя, кВт         15

Габаритные размеры, мм           1550х 1200х 1650

Масса, кг:

барабана      500

сепаратора в сборе          1800