RU2262988C1

RU2262988C1 - Device for separating milk products

Info

Publication number: RU2262988C1
Application number: RU2004104990/12A
Authority: RU
Original assignee: Башкирский государственный аграрный университет (БГАУ)
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-10-27
Also published as: RU2004104990A

Abstract

FIELD: food industry.

SUBSTANCE: device comprises drum with plates that are made of cones diverging toward the base. The ring baffle is mounted at the outlet or at the inlet of the separator between the plate holder and plate.

EFFECT: enhanced efficiency.

Description

Изобретение относится к сепараторам для молочных белков и может быть использовано на молочных заводах при производстве белков, творогов, сыров и т.д.The invention relates to separators for milk proteins and can be used in dairy plants in the production of proteins, cottage cheese, cheeses, etc.

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.The closest analogue of the invention is the USSR copyright certificate No. 1291212, publ. 02/23/1987, in which a separator for producing high-fat cream is presented, including a drum mounted on a vertical shaft with a lower base and a lid with a tightening ring, and in it a tray holder with a package of conical plates, while the drum is equipped with an inlet pipe distribution for separating and output channels for separated products.

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.The disadvantage of the closest analogue is the inability to separate the backbone into protein and buttermilk with high efficiency. The lower plates of the separator separate the heavy constituents of the proteins, and the lighter constituents enter the upper plates, however, complete separation is not ensured here either.

Изобретение позволяет получить новый технический эффект разделения обрата на белок и пахту с высокой эффективностью и производительностью.The invention allows to obtain a new technical effect of the separation of skim milk into protein and buttermilk with high efficiency and productivity.

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.This technical effect is achieved by the fact that in the device for separating dairy products, which includes a drum mounted on a vertical shaft with a lower base and a lid with a tightening ring, and in it a tray holder with a package of cone plates, while the drum is equipped with an inlet tube distribution for separation and output channels for separated products, according to the invention, the plates are made with variable taper with expansion to the base, and the drum is in the form of a truncated cone with a large lower base a line in which outlet channels are made around the periphery; From below or above the drum, an annular partition is placed between the plate holder and the plates.

На чертеже показано устройство для сепарации молочных продуктов в продольном сечении.The drawing shows a device for the separation of dairy products in longitudinal section.

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.A device for the separation of dairy products consists of a casing 1, in the conical bottom of which there is a pipe 2. Inside the casing 1 there are a drum 3 in the form of a truncated cone with a large lower base, in which peripheral channels 4 are made.

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.Inside the drum 3, dividing plates 5 are installed, made with a variable taper with an extension to the base, the angles at the base are equal to the angle of friction of protein-steel, approximately 15 °. The package of plates 5 is clamped in the drum 3 by a ring 6. In the upper or lower part of the drum 3 there is an annular partition 7 that controls the completeness of separation. In the lower part of the drum 3 there is a drive shaft 8 and a supply pipe 9 with a distribution channel 10 and a discharge channel 11 for the separated product.

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.The separator works as follows: a separated product is introduced through the supply pipe 9 — a return, which is distributed through the supply channels 10 along the surfaces of the plates 5 in a thin layer. When the shaft 8 is rotated, the drum 3 with the package of plates 5 is rotated. The centrifugal force acts on the heavy fraction (protein), which has a high density (p≈1,027), and is discarded on the periphery of the drum 3 and is removed through the outlet channels 4 and the pipe 2, and the light fraction (serum) with a lower density (p≈1) moves to the center of the drum 3 and is removed through the outlet channel 11.

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.Protein from the periphery of the plates 5 due to a decrease in the taper angle (≈15) is less inhibited by the opposite surface of the plate 5, thereby being more intensively discarded into the drum 3. In the drum 3, due to centrifugal forces, the pressure of the separated protein increases along the cone, which contributes to the intensification ejection of the product from the drum 3 into the housing 1 and improves the performance of the separator.

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.The separated product on the upper plates 5 is retained by the partition 7, where the light constituent fractions are repeatedly separated with the partially incoming new product, collected and overfilled with the level of the partition 7 in the outlet channel 11, poured through the partition 7 into the open outlet channel 11 and removed from the separator. The heavy separated protein fraction from the drum casing 3 and through the hole 4 is ejected into the casing 1 and then through the pipe 2 is removed from the separator.

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.Thus, on the upper plates 5 behind the partition 7, due to repeated circulation, the efficiency (completeness) of separation of the light constituent proteins, i.e. completeness of separation (modern milk separators are considered to work normally if 98% of the cream is separated), grows or the septum is installed from below for the separator to work in the enrichment mode, i.e. incomplete separation.

Центробежная сила, необходимая для отрыва сил связи вода - белок, примерно в 10 раз больше сил связи жировых шариков сливок и обрата.The centrifugal force required to break off the water-protein bond forces is about 10 times the bond strengths of the fat balls of cream and skim milk.

Поэтому основные параметры сепаратора, определяющие его работу, составляют, во-первых, центробежная сила должна быть в 10 раз больше, чем у сепаратора сливкоотделителяTherefore, the main parameters of the separator, which determine its operation, are, firstly, the centrifugal force should be 10 times greater than that of the cream separator

где m - масса белка в кг, она тяжелее сливок в 1,5 раза;where m is the mass of protein in kg, it is 1.5 times heavier than cream;

r - максимальное расстояние от центра тяжести спирали белка, м;r is the maximum distance from the center of gravity of the protein helix, m;

n - частота вращения барабана, мин^-1, n is the rotational speed of the drum, min ^-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.secondly, the maximum distance from the center of gravity of the protein particle depends on the diameter of the plates and for our separator should be 1.5 times greater than that of the analogue.

При этом частота вращения барабана должна составлять 14500 мин^-1 вместо 6000 мин^-1 у аналога.In this case, the rotational speed of the drum should be 14500 min ^-1 instead of 6000 min ^-1 for the analogue.

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.Thus, the effect of either separation or enrichment of a protein in an image that occurs in the absence of coagulation, i.e. while maintaining its natural properties, there is the effect of using such a separator, which consists in removing it with great centrifugal force, with the collision of the protein through the periphery of the lower part of the drum, through special channels-openings 4 and a special annular partition 7 to separate the protein stream with lower densities .

Источники, принятые во внимание при экспертизеSources taken into account in the examination

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. A.S. USSR 1291212, MKI V 04 V / 08. Separator for high-fat cream / V.A. Paramonov et al. - / B.I. No. 7, 1987 [prototype].

Claims

1. A device for the separation of dairy products, which includes a drum mounted on a vertical shaft with a lower base and a lid with a tightening ring, and in it a tray holder with a package of conical plates, the drum is equipped with a supply tube, distribution channels for separated and output channels for separated products characterized in that the plates are made with variable conicity with expansion to the base, and the drum is in the form of a truncated cone with a large lower base, in which general channels.

2. A device for separating dairy products according to claim 1, characterized in that an annular partition is installed between the plates and the holder from below or above the drum.