第四章離心分離機(jī)和奶油制造機(jī)

乳品機(jī)械與設(shè)備第四章離心分離機(jī)和奶油制造機(jī)

牛奶是一個(gè)固相和兩個(gè)液相組成的復(fù)雜的分散體系，其中乳脂肪以液態(tài)脂肪球乳濁液形式存在，脫脂乳是液體連續(xù)相，牛奶中還含有第三相，一些分散的固體顆粒，如乳房細(xì)胞、細(xì)小的飼料和毛發(fā)等。在乳制品加工時(shí)需要將固體雜質(zhì)除去，有些乳制品的生產(chǎn)還需要分離乳脂肪，如奶油和脫脂乳制品的生產(chǎn)。完成這些生產(chǎn)過程的主要設(shè)備就是離心分離機(jī)。離心分離機(jī)是乳品廠常見的重要的設(shè)備，主要用于凈乳、脫脂、標(biāo)準(zhǔn)化等。

第一節(jié)

分離的原理古斯塔夫.德.拉法

1845-1913歷史上的分離機(jī)分離的力量1G5G5000G1.重力沉降:沉降是把一種物質(zhì)從另外一種物質(zhì)中分離出來的過程，指在某種力的作用下，利用分散物質(zhì)與分散介質(zhì)的密度差，使之發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而分離的操作。2.沉淀的條件

A.非均物系，一種應(yīng)為連續(xù)相

B.相互不容

C.必須具有不同密度3.沉淀和上浮速度一、分離機(jī)的原理一、分離機(jī)的原理3.沉淀和上浮速度1.間歇式重力分離

簡(jiǎn)單的沉降容器短沉降距離的淺容器二、沉淀分離的過程2.連續(xù)式重力分離二、沉淀分離的過程3.采用擋板增加沉降能力二、沉淀分離的過程增加擋板提高了分離能力4.斜形擋板二、沉淀分離的過程二、沉淀分離的過程

密度大的固體顆粒，沉降到底部。

密度較小的液相上升到表面，從B1溢流口流出。

密度較大的液相向下運(yùn)動(dòng),在B2擋板下口通過并在較低的出口排出流出。B2擋板為防止較輕的液體留錯(cuò)方向。

1.凈化

重力沉降離心力沉降

如果在容器中裝入液體，并旋轉(zhuǎn)該容器，就會(huì)產(chǎn)生離心力。

離心加速度不像靜止容器中的重力加速度是個(gè)常數(shù)。它隨著距傳動(dòng)軸的距離（半徑ｒ）和旋轉(zhuǎn)速度（用角速度ω表示）的增加而增加。

所以在離心分離機(jī)中碟片上對(duì)稱的開有小孔，牛奶從小孔中進(jìn)入碟片間的分離通產(chǎn)生了離心加速度ａ三、離心分離三、離心分離υｃ＝ｄ（ρ－ρ）ｒω

１８η２２p1

在前面的計(jì)算中得知，在３５℃時(shí)，直徑為３μｍ的脂肪球上浮速度大約為０.６ｍｍ／ｈ，當(dāng)同樣直徑的脂肪球在轉(zhuǎn)速ｎ＝５４００ｒｐｍ，距軸０.２ｍ上浮速度是１.０８ｍｍ／ｓ或3896.0ｍｍ／ｈ。離心沉降速度比它快3896.0／0.6＝6500倍。分離的含義？通過物理外力的作用將懸浮液或乳濁液中兩種或多種互不相溶的組份分開的過程懸浮液或乳濁液是其中的各種成分徹底混合而沒發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各組份保持原有屬性是離心分離的關(guān)鍵1.凈化所示的是用于從牛奶中連續(xù)分離固體顆粒的離心缽，它可除去牛奶中的雜質(zhì)，這種操作稱之為凈化。如把圖的沉降容器旋轉(zhuǎn)９０°，并繞軸旋轉(zhuǎn)，即可得離心分離機(jī)的截面圖。2.牛奶的連續(xù)離心分離1）凈化——去除牛奶中的雜質(zhì)2）分離——分離牛奶中的乳脂肪典型應(yīng)用全脂乳12稀奶油4無(wú)水黃油3細(xì)菌芽孢團(tuán)酪奶干酪素雜質(zhì)顆粒脫脂乳第二節(jié)離心分離機(jī)

離心分離機(jī)是現(xiàn)代乳品廠的重要的設(shè)備，常用于對(duì)牛乳的凈乳、脫脂、標(biāo)準(zhǔn)化、離心除菌等。一、離心分離機(jī)的結(jié)構(gòu)碟片組底部碟片分配器滑動(dòng)活塞密封圈螺栓缽體底部主缽體組件一、離心分離機(jī)的結(jié)構(gòu)1.分離缽泵頭鎖環(huán)密封圈頂部離心泵泵頭蓋螺栓缽體鎖環(huán)缽體頂部密封圈隔開碟片密封圈底部離心泵頂部碟片密封圈凈乳機(jī)的拆裝順序及工具一、離心分離機(jī)的結(jié)構(gòu)2.碟片組拆開機(jī)蓋手輪卸下機(jī)體頂蓋頂部離心泵（壓力盤）安裝大鎖緊環(huán)扳緊器取下大鎖緊環(huán)安裝提調(diào)裝置取下缽體頂蓋取下缽體頂蓋后的分離缽組此處安裝吊起裝置取下分離缽組拆掉鎖緊螺母取下分配盤鎖緊螺母活動(dòng)活塞安裝上起吊工具安裝提升工具缽體底部正面活動(dòng)缽體缽體底部背面二、離心分離機(jī)的傳動(dòng)路線電動(dòng)機(jī)離合器渦輪空心缽軸（渦桿）分配器碟片組電動(dòng)機(jī)三、牛奶在離心分離機(jī)中的過程

在離心分離機(jī)中，碟片組被固定在頂罩和缽體中心的分配器上。牛奶從空心缽軸進(jìn)入距碟片邊緣有一定距離的垂直排列的分配孔中，在離心力的作用下，牛奶中的顆粒（雜質(zhì)）或液滴（脂肪球）根據(jù)它們相對(duì)于連續(xù)介質(zhì)（脫脂乳）的密度而在分離通道內(nèi)被分離，如圖所示，其分離過程為：三、牛奶在離心分離機(jī)中的過程（１）脂肪球的密度小，沿分離通道向上向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，匯聚在軸中心后，從稀奶油出口排出。（２）脫脂乳沿分離通道向下、向外運(yùn)動(dòng)，到達(dá)碟片邊緣后，向上運(yùn)動(dòng)流經(jīng)最上部不開孔的碟片與分離缽錐罩之間的通道，經(jīng)脫脂乳出口排出。（３）牛奶中密度較大的雜質(zhì)沿分離通道被甩向分離機(jī)四周的沉渣室，雜質(zhì)被定期排出，如圖。（視頻，動(dòng)態(tài)圖）四、

固

體

雜

質(zhì)

的

排

出四、固體雜質(zhì)的排出

沉渣自動(dòng)啟動(dòng)排放程序是通過一個(gè)設(shè)定的定時(shí)器，或加工線上的某種傳感器來實(shí)現(xiàn)的，或是通過人工按電鈕來實(shí)現(xiàn)。沉渣排放的情況取決于離心機(jī)的類型，但基本上都是把一定體積的水,排水裝置中作為“平衡水”。四、固體雜質(zhì)的排出

水注入四、固體雜質(zhì)的排出

段水平衡水排出四、固體雜質(zhì)的排出

活動(dòng)活塞下移，雜質(zhì)排出五、影響分離效果的因素

1.離心分離機(jī)方面（1）轉(zhuǎn)速越大，效果越好（2）碟片形狀數(shù)目（3）分離缽直徑越大，分離效果越好。2.牛奶方面（1）脂肪球直徑越大，效果越好。（2）原奶雜質(zhì)含量與雜質(zhì)大小。（3）牛奶流速小，可將直徑小的脂肪球分離，脫脂效率大。五、影響分離效果的因素

（4）物料預(yù)熱，提高分離效果。將牛奶預(yù)熱到50℃左右后可以使：（A）脂肪球直徑增加（熱脹冷縮）。（B）脂肪球與脫脂乳的密度差增大。（C）脫脂乳的黏度降低。（后有概括）

影響分離的重要參數(shù)物理外力各組份的密度差顆粒直徑流體黏度溫度時(shí)間六、離心分離機(jī)在生產(chǎn)上的應(yīng)用

（1）凈乳（2）脫脂（3）標(biāo)準(zhǔn)化（4）離心除菌脂肪的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)注化乳的脂肪含量高于進(jìn)口乳時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)（１）在選擇分離機(jī)時(shí)，要根據(jù)實(shí)際情況考慮，生產(chǎn)能力要適當(dāng)，以提高設(shè)備利用率，減少動(dòng)能消耗。（２）工作時(shí)分離機(jī)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以要有堅(jiān)實(shí)的地基。轉(zhuǎn)動(dòng)主軸要垂直于水平面，各部件應(yīng)精確地安裝，必要時(shí)在地腳上配置橡皮圈，能起緩沖作用。對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部分，必須定期更換新油，清除污油，防止雜質(zhì)混入。（３）開車前必須檢查傳動(dòng)機(jī)械與緊固件，觀察松動(dòng)方向是否符合要求，不允許倒轉(zhuǎn)，以防止機(jī)件損壞。觀察電動(dòng)機(jī)和水平軸的離心離合器是否同心靈活，必要時(shí)經(jīng)行空車試轉(zhuǎn)，聽其是否有不正常的雜音。（４）封閉壓力式分離機(jī)啟動(dòng)和停車時(shí)，都要由水代替牛奶，在啟動(dòng)后２～３ｍｉｎ內(nèi)就應(yīng)取樣分析鑒定分離效果。七、使用離心分離機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)（５）連續(xù)作業(yè)時(shí)間應(yīng)視物料的物理性質(zhì)、雜質(zhì)含量而定，一般為２～４ｈ。即需停車清洗。為保證質(zhì)量要求，最好是配備２臺(tái)，制定出周密的作業(yè)計(jì)劃及運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間表，如發(fā)現(xiàn)分離后的物料不符合規(guī)定指標(biāo)，經(jīng)調(diào)節(jié)機(jī)件后不見效，則應(yīng)立即停機(jī)檢查。（６）對(duì)封閉壓力式分離機(jī)而言，因具備一定壓力，故用體積型旋轉(zhuǎn)泵或特殊的離心泵，盡力防止泵的脈動(dòng)使物料流量不均勻。（７）注意并經(jīng)常檢查泵對(duì)吸料管的周封等處是否嚴(yán)密，防止空氣混入。（８）操作結(jié)束后，立即拆洗干凈，以備下次使用。七、使用離心分離機(jī)時(shí)的注意事項(xiàng)生產(chǎn)線上的分離機(jī)

生產(chǎn)要素生產(chǎn)條件維修介質(zhì)排渣流量改造維修保養(yǎng)

觀念培訓(xùn)計(jì)劃編制操作控制安裝要素

維修保養(yǎng)公用介質(zhì)預(yù)處理工段位置改造第三節(jié)奶油制造機(jī)曾用于家庭奶油生產(chǎn)的傳統(tǒng)的手工攪拌桶

奶油制造機(jī)1-原料貯藏罐2-板式熱交換器（預(yù)熱）3-奶油分離機(jī)4-板式熱交換器（巴氏殺菌）5-真空脫氣6-發(fā)酵劑制備系統(tǒng)7-稀奶油的成熟和發(fā)酵8-板式熱交換器（溫度處理）9-批量奶油壓煉機(jī)10-連續(xù)壓煉機(jī)11-酪乳暫存罐12-帶傳送的奶油倉(cāng)13-包裝機(jī)13-包裝機(jī)奶油制造機(jī)一般可分為三類：（１）帶軋輥的摔油機(jī)———間歇生產(chǎn)，每批奶油生產(chǎn)能力為４５～９００ｋｇ（以成品計(jì)）。（２）無(wú)軋輥的摔油機(jī)———間歇生產(chǎn)，每批奶油生產(chǎn)能力為１００～２６００ｋｇ（以成品計(jì)）。（３）連續(xù)奶油制造機(jī)———生產(chǎn)能力為５００～１０００ｋｇ／ｈ以上。一、摔油機(jī)分類略二、帶軋輥的摔油機(jī)１.結(jié)構(gòu)與工作原理這類摔油機(jī)具有特殊形狀的攪奶桶，桶中裝有擋棍，當(dāng)攪奶桶回轉(zhuǎn)翻滾時(shí)，物料從一端急劇的向另一端落下，物料上下翻滾，引起碰撞，使成團(tuán)的稀奶油時(shí)而拉開，時(shí)而聚合，從而達(dá)到攪拌與壓煉的目的。無(wú)軋輥摔油機(jī)與物料接觸部分采用不銹鋼制成，摔油桶內(nèi)壁一般經(jīng)噴砂處理，使表面形成粗糙的凹面，有利于積存水分，形成水膜，保持內(nèi)壁濕潤(rùn)，防止奶油黏附于金屬表面，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行。三、無(wú)軋輥的摔油機(jī)1.結(jié)構(gòu)與原理1控制板2緊急停止3角開擋板２.無(wú)軋輥摔油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)無(wú)軋輥摔油機(jī)采用不銹鋼制成，其優(yōu)點(diǎn)如下：（１）符合食品衛(wèi)生條件，分離在密封狀態(tài)下進(jìn)行，防止了污染。（２）易于清洗消毒，并可實(shí)現(xiàn)就地清洗。（３）操作時(shí)可在桶體外表面噴淋冷水，便于消毒后迅速冷卻。（４）可在真空狀態(tài)下進(jìn)行壓煉，內(nèi)部無(wú)氣泡夾雜，所制奶油組織細(xì)密。（５）可利用壓縮空氣或奶油泵將奶油從設(shè)備中移出，即減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，又有利于食品衛(wèi)生。3.無(wú)軋輥摔油機(jī)的摔油桶應(yīng)具有特殊形狀，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下稀奶油應(yīng)從一端急劇的向另一端落下，常見的形狀有以下幾種：（１）ＵＯＨ型摔油機(jī)。此種摔油桶的頂部為蝶形封頭、圓柱形體、圓錐形底。（２）角形摔油機(jī)。如圖所示，角形摔油機(jī)的摔油桶由六面體組成，二個(gè)對(duì)角端連接轉(zhuǎn)軸和軸承，在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。摔油機(jī)的形狀四、連續(xù)奶油制造機(jī)1攪拌筒2壓煉區(qū)3榨干區(qū)4第二壓煉區(qū)設(shè)施的攪拌桶１中，攪拌設(shè)施由變速電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)。在攪拌桶中，脂肪球快速轉(zhuǎn)化為奶油粒，轉(zhuǎn)化后的奶油團(tuán)粒和酪乳通過分離口２，２也叫第一壓煉區(qū)，在第一壓煉區(qū)奶油與酪乳分離。奶油團(tuán)粒在此用循環(huán)冷卻酪乳洗滌。在分離口，螺桿把奶油進(jìn)行壓煉，同時(shí)也把奶油輸送到下一道工序3。在離開壓煉工序時(shí)，奶油通過一錐形槽道和一個(gè)帶孔的盤，即榨干區(qū)３以除去剩余的酪乳，然后奶油顆粒繼續(xù)到第二壓煉區(qū)4.在離開壓煉工序時(shí)，奶油通過一錐形槽道和一個(gè)帶孔的盤，即榨干區(qū)３以除去剩余的酪乳，然后奶油顆粒繼續(xù)到第二壓煉區(qū)4.真空壓煉區(qū)5噴射區(qū)6真空壓煉區(qū)7最后壓煉階段8水分控制設(shè)備如圖所示。下一個(gè)階段是真空壓煉區(qū)６每個(gè)壓煉區(qū)都有自己不同的電機(jī)，使它們能按不同的速度操作以得到最理想的結(jié)果正常情況下第一階段螺桿的