Сепараторы на перерабатывающих предприятиях АПК (стр. 2 )

Непрерывный вывод  осадка реализован в сепараторах ― творогоизготовителях. Он постоянно удаляется через сопла в стенках барабана.

Рисунок 3 - Схема подключения гидроузла саморазгружающегося сепаратора: 1 - фильтр; 2, 6 - вентили ручного управления; 3 - вентиль подачи размывочной воды; 4 - трехходовой кран режимов работы; 5 - электромагнитный вентиль подачи буферной воды; 7, 9 - манометры; 8 - редуктор давления; РВ - реле времени
Рисунок 2 - Барабан сепаратора-сливкоотделителя с периодической выгрузкой осадка: 1 - основание барабана; 2 - подвижное днище; 3,5 - уплотнительные кольца; 4 - окно для выгрузки осадка; 6- затяжное кольцо; 7 - крышка барабана; 8 - клапан разгрузки; 9 - жиклер; 10 - распределительное кольцо буферной воды

Конструкция барабана с периодической выгрузкой осадка показана на рисунке 2, а схема подключения гидроузла саморазгружающегося сепаратора на рисунке 3.

По конструкции барабана сепараторы разделяют на две группы: тарельчатые и камерные. Ротор тарельчатых сепараторов укомплектован пакетом конических вставок (тарелок), которые делят поток обрабатываемой жидкости на параллельные тонкие слои; ротор камерных сепараторов имеет реберную вставку (при одной камере) или комплект концентричных цилиндрических вставок, разделяющих его объем на кольцевые камеры, по которым обрабатываемая жидкость протекает последовательно.

По конструкции привода все сепараторы разделяются на две большие группы: редукторные (мультипликаторные) и безредукторные. Кинематические схемы привода таких сепараторов представлены на рисунках 4 и 5.

а)

б)

Рисунок 4 - Кинематические схемы редукторных сепараторов молока:

а – со встроенным приводом: 1 – электродвигатель; 2 – фрикционная муфта; 3,4 – червячная передача; 5 – ось; 6 – барабан

б – с приводом через клиноременную передачу: 1 – барабан; 2,3 - червячная передача; 4 – клиноременная передача; 5 – фрикционная муфта; 6 – электродвигатель

Наиболее слабым звеном в приводе редукторных сепараторов с точки зрения работоспособности является червячная передача. Кроме того ее использование существенно снижает к. п.д. сепаратора, увеличивает его габаритные размеры, повышает вибрационную нагрузку на все элементы установки.

а)

б)

Рисунок 5 - Кинематические схемы безредукторных сепараторов молока:

а – с частотно-управляемым электроприводом: 1 – электродвигатель на 400 Гц; 2 – соединительная муфта; 3 – вертикальный вал; 4 – барабан; 5 – опора

б – с гидродинамической муфтой: 1 – электродвигатель на 400 Гц; 2 – гидродинамическая муфта; 3 – вертикальный вал; 4 – барабан; 5 - опора

Наличие фрикционной муфты в приводе редукторных сепараторов существенно снижает величину пускового момента сопротивления на привод за счет увеличенной фазы разгона барабана до рабочей частоты вращения. Устройство некоторых конструкций фрикционных муфт показано на рисунке 6.

Рисунок 6 – Фрикционные муфты молочных сепараторов:

а-дисковая; б - конусная; в – цилиндрическая

1,2-полумуфты; РП – рабочая поверхность

Безредукторные сепараторы лишены названных недостатков. Однако для обеспечения питания электрической машины нужны специальные преобразователи частоты тока.

Бытовые сепараторы делятся на две категории по типу привода: с ручным приводом и с электрическим приводом. Имеются конструкции сепараторов с комбинированным приводом.

Наиболее современные, удобные и производительные сепараторы, оборудованные электрическим приводом. Однако даже в наше время не теряют актуальности сепараторы с ручным приводом, так как они обладают большей автономностью, совершенно не зависят от наличия или стабильности электроснабжения, а главное – имеют доступную стоимость. Хотя ручные сепараторы требуют определенных затрат сил и утомляют оператора, но иногда это единственная возможность переработать молоко.   Таким образом, сепараторы на данный момент являются незаменимым оборудованием, как для молочной промышленности, так и производителей молока.

На рисунке 7 представлены модели наиболее распространенных сепараторов-очистителей.

а)	б)
в)	г)

Рисунок 7 – Молочные сепараторы:

а - Ж5-ОХ2-С (для очистки сыворотки); б - Ротор-ОМ-3; в - Ж5-ОМЕ-С с центробежной автоматической выгрузкой осадка; г - Ротор-ОХО

В настоящее время выпускаются сепараторы-бактофуги, обеспечивающие высокую механическую и бактериальную очистку молока с удалением из него до 95…98% спор и спорообразующих включений (рис. 8,а). Для осветления и тонкой очистки соков, вина, пива, уксуса на предприятиях консервной и винодельческой промышленности предназначен сепаратор Г9-КОВ (рис.8,б).

Рисунок 8 - Сепаратор - бактофуга ОСЦБ-10 (а) и сепаратор Г9-КОВ

2. СЕПАРАТОРЫ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

На данный момент самыми востребованными устройствами являются бытовые сепараторы, которые используются в домашних хозяйствах для переработки небольших объемов продукции. На рынке существует достаточно много моделей сепараторов преимущественно отечественных производителей (на западе просто нет такого рыночного сегмента, как устройства для домашнего приготовления вторичных молочных продуктов).

В настоящее время в личных подсобных и фермерских хозяйствах России с поголовьем от 1 до 5 коров бытовой сепаратор-сливкоотделитель является основным средством для переработки молока. Однако широко применяемый в бытовой технике коллекторный электродвигатель не позволяет обеспечить достаточную надежность и долговечность. Время непрерывной работы сепаратора с коллекторным электродвигателем ограничено 30...40 минутами, так как при работе коллекторный электродвигатель сильно нагревается, и требуется время для его остывания. При заклинивании вала такой электродвигатель сгорает менее чем через 30 секунд. Поэтому электропривод с коллекторным электродвигателем достаточно часто выходит из строя.

В стране ежегодно изготавливается около 150 тысяч бытовых сепараторов-сливкоотделителей. Причем в большинстве из них наиболее слабым звеном является морально устаревший электродвигатель коллекторного типа. Отказы составляют до 30%, в основном, из-за снижения напряжения в сети до 200 вольт и менее, что в сельских районах не редкость. Сепаратор на базе коллекторного двигателя перестает выполнять свою основную функцию – обеспечивать скорость, требуемую для разделения молока на сливки и обрат.

Однако в настоящее время основой широкого внедрения на современном рынке интеллектуальных электроприводов для бытовых сепараторов-сливкоотделителей становятся базовые модели индукторного двигателя с электронным управлением.

Быстрое развитие индустрии производства электронных компонентов в последнее десятилетие дало мощный импульс разработкам в области регулируемых электроприводов. Объединение современных возможностей микропроцессорного управления, силовой электроники на основе ЮВТ-транзисторов и новой конструкции электродвигателя индукторного типа позволило создать концептуально новый электропривод, превосходящий традиционный коллекторный по целому ряду показателей:

– энергосбережение – потребляемая мощность в 1 ,5 раза меньше;

– экономия цветных металлов – содержание меди в 10 раз меньше;

– надежность – рабочий ресурс, как минимум, в 10 раз больше;

– время непрерывной работы – не ограничено (у коллекторного не более 30 минут);

– способен стабильно работать при значительных отклонениях напряжения питающей сети от 150 В до 242 В;

– экологичность – отсутствует щеточная пыль.

В настоящее время направление по исследованию и созданию индукторных электроприводов во всех технически развитых странах, в том числе и в России, интенсивно развивается. Оказалось, что электронные преобразователи наилучшим образом сочетаются с двигателями индукторного типа. По энергетической эффективности и регулировочным свойствам индукторные электродвигатели существенно лучше, чем получившие широкое распространение в пищевой промышленности частотно-регулируемые асинхронные.

Основные потребители электроприводов для сепаратора: «ИРИД» (г. Новочеркасск); (г. Пенза); ФГУП ПО «Полет» (г. Омск); машзавод Смычка» (г. Плавск).

В настоящее время малогабаритные молочные сепараторы в России производят как предприятия бывшей отрасли тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, так и предприятия бывшего оборонного комплекса. Крупнейшими из них являются: машиностроительный завод "Смычка"(г. Плавск), ПО "Кургансельмаш" (г. Курган), ПО Алтайский тракторный завод (г. Рубцовск), завод "Радиатор" (г. Бугуруслан), Пензенский машиностроительный завод (г. Пенза), Пензенский завод текстильного машиностроения (г. Пенза), производственное предприятие «ИРИД» (г. Новочеркасск) и другие.