Оборудование для отделения жира

Оборудование для вытопки жира

Лекция 12

из мякотного сырья (жира-сырца)

Аппарат Р3-АВЖ-245 предназначен для предварительного измельчения, вытопки и фильтрации. Состоит (рис. 1) из станины 1, бункера 2, корпуса 3, вращающегося перфорированного барабана 4.

Рис. 1. Аппарат для вытопки жира Р3-АВЖ-245

На цилиндрической поверхности перфорированного барабана расположены 152 отверстия диаметром 6 мм. В центре барабана укреплен подвижный нож 9 для первичного измельчения сырья и отбрасывания его на стенку барабана. Внутри находятся два неподвижных ножа 8 для подрезания выдавленных частичек жиросырья. Ножи крепятся к корпусу аппарата, что дает возможность с помощью гаек 7, 10 регулировать зазор между внутренней стенкой барабана и ножами. Сальник 5 на валу электродвигателя 6 препятствует вытеканию содержимого барабана в процессе работы аппарата.

В настоящее время эксплуатируется аппарат Я8-ФИБ горизонтального типа с двумя барабана, что привело к увеличению поверхности теплообмена. Испытания показали, что применение аппарата Я8-ФИБ обеспечивает повышенный выход жира (на 3,2…7,4 %) по сравнению с аппаратом Р3-АВЖ-245 [17].

Таблица 1. Техническая характеристика аппаратов для вытопки жира

от твердой фракции (шквары)

Машины, в которых суспензии разделяются в поле центробежных сил, называют центрифугами. Их используют, в частности, для выделения расплавленного жира из кости или шквары и для очистки жира от твердых примесей. Интенсивность процесса центрифугирования характеризуется таким показателем, как критерий Фруда

Fr = F_ц / F_т = m×w²×R / m×g = w²×R / g,

где w – угловая скорость вращения ротора, с^-1 (рад/с); R – радиус ротора, м; g – ускорение свободного падения, м/с².

По величине фактора разделения центрифуги классифицируют следующим образом:

1. Нормальные центрифуги (Fr < 3500)

2. Сверхцентрифуги (Fr > 3500).

В зависимости от способа разделения суспензии центрифуги делятся на фильтрующие и отстойные. В фильтрующих центрифугах жидкая фаза отводится через перфорированную стенку ротора. В отстойных центрифугах твердый осадок, имеющий большую плотность, прижимается к сплошной стенке барабана, отжимая жидкую фазу к центру, оттуда она отводится через трубку или переливается через борт барабана.

По способу выгрузки осадка центрифуги делят на периодически и непрерывно действующие. У периодически действующих центрифуг выгрузку проводят после остановки ротора вручную через верхний борт или через отверстие в днище, когда осадок срезается скребком или ножом специального механизма при вращении ротора. В непрерывнодействующих центрифугах осадок удаляется с помощью шнека, установленного внутри ротора, поршня или под действием центробежных сил.

По конструкции центрифуги могут быть подвесными вертикальными, горизонтальными, маятниковыми самоустанавливающимися.

Центрифуга ОГШ-321К-5 (рис. 2) состоит из литой чугунной станины 22, на которой в подшипниковых опорах 4 и 18 с подшипниками качения 3 и 19 установлен ротор. Ротор имеет цилиндрическую 14 и коническую 12 части обечайки, к которым с торцов прикреплены цапфы 7, 15. На цапфе 15 на шпонке монтируют ведомый шкив 20 клиноременной передачи, а цапфу 7 соединяют с корпусом планетарного редуктора 2.

Внутри ротора соосно на шариковых подшипниках 6 и 17 установлен шнек 11, выполненный из трубы, к торцам которой приварены цапфы, а на поверхности – винтовая навивка. Внутри трубы установлены перегородки, образующие камеру загрузки, в которую по трубе 21 поступает суспензия. Из камеры суспензия перетекает в полость барабана через отверстия в трубе шнека. Левая цапфа шнека шлицами соединена с выходным валом 5 планетарного редуктора.

Сверху ротор закрыт сварным кожухом 9, имеющим горизонтальный разъем вдоль оси ротора. Внутри кожух разделен перегородками на зоны с патрубками отвода жидкой фазы (фузы) 23 и твердой (шквары) 24. Зоны разделены лабиринтными уплотнениями 10 и 13, образованными кольцами на обечайке ротора и полостями в перегородках.

Рис. 2. Горизонтальная шнековая центрифуга ОГШ-321К

Центрифуга работает следующим образом (рис. 3). При заторможенной центральной шестерне 2 первой ступени вращение от электродвигателя через клиноременную передачу 8 передается на ротор 10 и далее через планетарный редуктор на шнек 9. При этом частота вращения шнека меньше, чем ротора, на 0,33 с^-1.

Жировая масса насосом подается по питающей трубе в камеру загрузки и оттуда через окна в ней в полость ротора. Под действием центробежных сил твердая фаза оседает на внутренней поверхности ротора, а жидкая перемещается от узкого конца конуса к широкому и затем удаляется через окна в правой цапфе ротора. Осадок вследствие разности частоты вращения ротора и шнека перемещается к узкому концу ротора, проходя через зоны осаждения, осушки, и выгружается через окна левой цапфы.

Производительность центрифуги ОГШ-321К-5 до 500 кг/ч по сухому остатку и до 5 м³/ч по исходной суспензии.

Рис. 3. Схема кинематическая центрифуги ОГШ-321К

Оборудование для отделения жира от воды (сепараторы)

Сепараторы – машины непрерывного действия для разделения жидкостей. Они широко применяются в различных отраслях пищевой промышленности. Их используют для очистки и обезвоживания животных жиров, очистки и осветления бульонов. Сепараторы делят по технологическому признаку на три группы:

1) разделители (пурификаторы);

2) осветлители (кларификаторы);

3) комбинированные сепараторы для выполнения двух или более операций по обработке жидких смесей.

По способу выгрузки из барабана твердой фракции различают сепараторы с ручной выгрузкой и центробежной выгрузкой осадка.

Для очистки и обезвоживания животных жиров применяют сепараторы следующих марок: РТ-ОМ-4,6М, ИСА-3, ФСЦП-1, ФОЦП-1,5, ФЦА.

Основным критерием оценки эффективности работы служит разделяющий фактор (см³/с²)

, (1)

где угловая скорость вращения барабана, с^-1; угол наклона образующей тарелки, град; количество тарелок в барабане сепаратора; максимальный радиус тарелки, см; минимальный радиус тарелки, см [14].

Чем хуже разделяемость продукта, тем выше должен быть разделяющий фактор, который численно равняется сопротивляемости дисперсной системы выделению частиц. Эта величина связана со значением разделяемости жидкости (с)

, (2)

где ^"__ плотность дисперсионной среды, г/см³; плотность дисперсной фазы, г/см³; динамическая вязкость дисперсионной среды, г^.см/с; эквивалентный радиус мельчайшей частицы дисперсной фазы, подлежащей выделению, см.

Наибольшее распространение получил сепаратор РТ-ОМ-4,6М – тарельчатого типа с центробежной пульсирующей выгрузкой осадка, предназначен для очистки и обезвоживания животных жиров. Сепаратор состоит (рис. 4) из станины, барабана, приводного механизма, приемно-выводного устройства.

Станина литая, наружный усеченный цилиндр образует камеру для сбора и вывода осадка в специальный сборник. Верхняя часть цилиндра представляет собой чашу, на которой устанавливается и крепится приемно-выводное устройство. В нижней части цилиндрический прилив оканчивается фланцем, на котором крепится электродвигатель. Привод сепаратора от электродвигателя через горизонтальный и вертикальный валы. На вертикальном валу нарезана винтовая шестерня, находящаяся в зацеплении с червячным колесом.

Барабан – основной рабочий орган сепаратора, состоит из основания, тарелкодержателя с пакетом тарелок и крышки.

Рис. 4. Сепаратор РТ-ОМ-4,6

Приемно-выводное устройство для подачи в барабан сепарируемого жира, воды и осадка, а также подачи, улавливания и отвода отработанной буферной жидкости состоит из верхней и нижней камер, стакана, подводящей и отводной магистральной буферной жидкости.

Во вращающийся барабан после предварительного подогрева горячей водой через фильтр подается растопленный жир температурой 90…95 °С. Через центральную трубу по каналам тарелкодержателя жир поступает в сепараторную камеру барабана, заполняя пространство между тарелками. Под действием центробежной силы жир, как более легкая фракция, направляется по поверхности конических тарелок к оси вращения барабана и под давлением новых порций, поднимаясь по каналу, выводится через отверстия в верхней разделительной тарелки в верхнюю камеру сепаратора. Вода, отделенная от жира, проходит вверх по каналам разделительной тарелки и через нижнее отверстие в верхней тарелки приемного отделения. Осадок, находящийся в жире, под действием центробежных сил отбрасывается к периферии барабана и скапливается в грязевом пространстве сепаратора. Его периодически выгружают через прорези в крышке барабана [4].

Рис. 5. Схема работы сепараторов: а – разделителей; б – осветлителей:

1 – барабан; 2 – пакет тарелок; 3 – очистительная тарелка; 4 – тарелкодержатель;

5 – разделительная тарелка; 6 – шламовое пространство;

А – разделяемая жидкость; Б – тяжелая фракция; В – легкая фракция;

Г – очищенная жидкость; Д – осадок