Файл: Производство рыбной муки и жира прессовым способом.pdf

Рис. 13. Технологическая схема обработки жиросодержащей жидкости: 1 -
жироотстойники; 2 - бак для горячей воды; 3 - грязевой сепаратор; 4 -
жировой сепаратор; 5 - промежуточный бак для жира; 6 - насос для
перекачивания очищенного жира в емкости; 7 и 8 - жироуловители; 9 - машина
для мойки тарелок сепараторов; 10 - насос
Центрифугирование
Наиболее надежным способом очистки жира от примесей является центрифугирование, основанное на использовании центробежной силы, которая во много тысяч раз превосходит действие силы тяжести частиц.
Очистка жира при помощи центробежной силы обеспечивает постоянное и безостановочное выделение твердых или жидких примесей, даже при незначительной разности в их удельных весах.
Обработка жиросодержащей жидкости центрифугированием обеспечивает быструю и полную очистку жиров от примесей без применения отстойников и фильтрпрессов, поэтому отстойники почти полностью вытеснены центробежными жироочистителями.
Центрифуги применяются в рыбной промышленности либо в качестве очистителей, либо в качестве сепараторов.
Для предварительного отделения более или менее крупных взвешенных частиц применяется горизонтально-осадительная центрифуга, которая обеспечивает лучшую первичную очистку жиросодержащей жидкости от белковых веществ и облегчает окончательную очистку жиров.
Горизонтально-осадительная центрифуга марки А1-ИЖМ-8 (рис. 14) состоит из барабана, внутри которого размещен конический шнек. Барабан

укреплен на двух радиально-сферических шарикоподшипниках. Привод барабана осуществляется от индивидуального электродвигателя через клиноременную передачу, а шнек приводится в движение от редуктора со скоростью несколько меньшей скорости движителя барабана.
Конический барабан заключен в специальный кожух, имеющий откидную крышку. Нижняя часть кожуха образует два диффузора, в один из которых все время выбрасывается жидкая фракция, а в другой плотный остаток.
Диффузоры снабжены шиберами, предназначенными для закрывания их во время мойки барабана. Для предотвращения попадания жидкой фазы в зону плотного остатка кожух разделен перегородками (ребрами). Кроме того, коническая поверхность барабана имеет цилиндрические пояса, препятствующие перемещению жидкости по барабану.
Для очистки от белковых примесей подпрессовый бульон подается по питающей трубе через полую ось в полость барабана, где он центробежной силой отбрасывается к периферии, а шнек, вращающийся с несколько меньшими оборотами, чем барабан, непрерывно сгоняет скопившийся по периферии барабана плотный осадок в сторону узкой части барабана. В узкой части барабана имеется отверстие овальной формы, через которое плотная масса выходит в пространство между отражателем и барабаном, а оттуда шнеком отводится в диффузор.
Освобожденная от механических примесей жиросодержащая жидкость непрерывно удаляется через четыре "окна", находящихся на противоположной стороне барабана. Окна эксцентрично расположены во фланцах, укрепленных болтами на торцовой стенке барабана. Благодаря такому устройству обеспечивается необходимая регулировка расстояния выходных окон от оси барабана и достигается потребная степень очистки и влажности плотного остатка на выходе.
Очистка барабана заметно улучшается в том случае, когда окна располагаются ближе к оси барабана, но при этом ухудшается отжим плотного остатка. При расположении окон ближе к периферии барабана степень очистки бульона снижается, зато плотный остаток выходит с меньшей влажностью.
Система очистительного устройства дает возможность вести работу по четырем возможным вариантам путем соответствующего изменения положения окон и фланцев на барабане.
При форсированной очистке бульона с повышенным содержанием механических частиц контроль за работой очистительных устройств усиливается и тем самым предотвращается образование на стенках барабана уплотненного слоя механических примесей.

Рис. 14. Горизонталыю-осаднтельчая центрифуга: 1 - механизм
автоматического включения при перегрузках центрифуги; 2 - муфты; 3 -
фланцы, с помощью поворота которых меняется расстояние окон; 4 - ребра
для предотвращения попадания жидкости в зону плотного осадка; 5 -
цилиндрический пояс; 6 - кожух, в который заключен барабан; 7 - овальные
отверстия для удаления осадка; 8 - подача бульона; 9 - цапфа; 10 - диффузор
для удаления жидкой фракции; 11 - окна для выброса очищенной жидкости; 15
- кронштейн крепления механизма выключения
С горизонтально-осадительных центрифуг выходит шлам влажностью 63 -
65%.
Средние показатели, характеризующие состав жиросодержащеи жидкости после обработки ее в горизонтально-осадительной центрифуге, приведены в табл. 23 (данные получены в процессе испытания центрифуги на
Астраханском рыбокомбинате при использовании в качестве сырья мороженой кильки).
Таблица 23

Сравнительные данные, характеризующие состав жиросодержащеи жидкости после обработки ее на горизонтально-осадительной центрифуге системы НОГШ - 325 приведены в табл. 24 (в качестве сырья использовали мороженую кильку).
Таблица 24
Горизонтально-осадительная центрифуга системы НОГЩ - 325 работает более устойчиво и обеспечивает лучшую очистку жиросодержащеи жидкости, чем центрифуги других систем и пока что незаменима в работе.
Для очистки рыбьего жира применяется также горизонтально-осадительная центрифуга ВНИЗКИП родмаш марки Т1-ИЖС-6.

На жиромучных установках небольшой производительности применяются вибрационные просеивательные машины "Модель 24 Вайброскрин". Такие машины установлены на судах, имеющих жиромучные установки производительностью до 35 т в сутки по сырью.
По технико-экономическим показателям вибрационные просеиватели
(вибросита) не могут конкурировать с центрифугами. Поэтому в новых установках вместо вибросит стали широко применяться центрифуги, дающие возможность получать белок более высокой концентрации.
Сепарирование
Сепарирование осуществляют для разделения двух жидкостей с одновременным отделением от них твердых частиц.
Процесс осаждения частиц в центробежном поле сепаратора протекает следующим образом. Частица, выделяющаяся из суспензии, под действием центробежных сил получает определенное ускорение. При этом относительном движении она испытывает сопротивление R, складывающееся из силы давления и силы трения. Сопротивление напору вызывает ежесекундную потерю импульса относительного движения между частицами и жидкостью, обусловленную ослаблением потока, образованием вихря
(водоворота), разделением на слои и т. п., и является равнодействующей всех сил давления. Сопротивление трению представляет собой равнодействующую всех сил трения.
Общее сопротивление как сумма отдельных компонентов приходится на самый большой поперечный разрез частицы и направлено перпендикулярно направлению движения. где F - самая большая поверхность поперечного разреза частицы;
ytl - удельный вес жидкого носителя;
g- ускорение силы тяжести (земное ускорение);
υ
2
- относительная скорость между частицей и жидким носителем;
С - безразмерный коэффициент сопротивления, зависящий от образования вихря (водоворота) и трения.

Известно, что водоворот является функцией вида частицы и состава ее поверхности, плотности и вязкости жидкого носителя, а также и относительной скорости. Поэтому с не является константой.
Коэффициент сопротивления постоянен в том случае, когда имеются геометрически подобные течения (потоки). Критерием является число
Рейнольдса Re. Следовательно, значение с зависит от Re. где D - характеристическое измерение частицы, например диаметр шарообразной частицы;
рfl - плотность жидкого носителя;
n - динамическая вязкость;
v - кинематическая вязкость жидкого носителя.
Таким образом, скорость разделения жидкости уменьшается с уменьшением частицы, а также разницы в их плотности и с увеличением вязкости клеевого бульона.
Установлено, что производительность сепараторов заметно возрастает при уменьшении пути осаждения. Это уменьшение пути осаждения достигается установлением в цилиндрическом барабане набора конических тарелок, через промежуточные камеры которых протекает обрабатываемая жидкость. На рис.
15 изображена схема тарельчатого барабана, в котором обеспечивается разделение и осветление обрабатываемой жидкости. Частица считается выделенной из жидкости тогда, когда она достигла нижней боковой поверхности ближайшей более высокой тарелки и скользит в связывающем слое по нижней боковой поверхности в грязевую камеру.

Рис. 15. Тарельчатый барабан, предназначенный для осветления бульона: 1 -
тарелка; 2 - замыкающая тарелка

Рис. 16. Схема оcаждения примесей в промежуточных камерах тарельчатого
барабана: 1 - стекающий чистый жир; 2 - стекающие примеси; 3 -
загрязненный жир
В процессе осаждения между тарелками на жидкость действуют следующие факторы: количество жидкости равномерно распределяется по всем промежуточным камерам между тарелками; жидкость, которая поступает в промежуточные камеры (рис. 16) получает ускорение, направленное внутрь. Таким образом частица испытывает ускорение, направленное к внутреннему краю тарелки. Это ускорение незначительно отличается от ускорения самой частицы жидкости;

скорость жиросодержащей жидкости между тарелками возрастает на пути от внешнего края тарелки к внутреннему ее краю. Скорость твердой частицы в продольном направлении тарелки будет незначительно отличаться от скорости жидкости, поэтому ее можно приравнять к скорости жидкости.
Движение жидкости и твердых частиц в ротационной системе радиальное, на них действует ускорение Кориолиса. Это ускорение образуется из вектора скорости жидкости и вектора угловой скорости. Его главный компонент обнаруживается (сказывается) в направлении течения. Можно показать, что как ускорение частицы, так и ускорение Кориолиса по сравнению с центробежным ускорением ничтожно малы.
При решении вопроса ускорения центрифугирования учитывают скорость погружения частиц в разделительных камерах, которая всегда находится в квадратной зависимости от их диаметра, и при размельчении этих частиц указанная скорость заметно снижается, что вызывает замедление и осложнение сепарирования.
Технологический режим очистки жира проходит при температуре сепарируемого жира и подаваемой воды 85 - 95°С. Содержание жира в отработанной воде должно быть не более 0,5%; количество жировых примесей и влаги в зависимости от кислотного числа жира (по ГОСТ 13 - 04 - 60) показано ниже.
Сепараторы. Основной рабочей частью является барабан (рис. 17), вращающийся вокруг вертикальной оси со скоростью от 5 до 10 тыс. об/мин.
Поступающая в барабан жиросодержащая жидкость под действием центробежной силы разделяется на слои по вертикали в результате различной плотности входящих в ее состав компонентов. Более тяжелые фракции располагаются по периферии на стенках барабана, а более легкие - ближе к центру.
Разделение жидкости на составные части ускоряется, когда жидкость в сепараторе проходит тонким слоем, что достигается введением в барабан конических тарелочек, расположенных одна над другой с небольшими промежутками. Более тяжелые и крупные частицы и вода отделяются в нижней части барабана, а жир передвигается между коническими тарелками по направлению к оси барабана, подвергаясь в это время очистке. Чистый жир перемещается по тарелкам кверху - к выходу из барабана, не соприкасаясь с новыми порциями поступающего жира.

Фактическая производительность таких сепараторов достигает 1600 -
1700 л/ч по жидкости.
Окончательно очищают жир (от следов воды) на втором, быстроходном сепараторе.
Сепаратор марки А
1
-ИСИ-М (рис. 18) применяется в жиромучных линиях системы ВНИЭКИПродмаш в комплекте с горизоытально-осадительными центрифугами.
Переход через критические числа оборотов происходит плавно без излишних вибраций.
Средний расход буферной воды составляет 20 л/ч.

Рис. 17. Жировой сепаратор: 1 - приемный сборник с фильтр-сеткой; 2 -
питательная труба; 3 - место расположения тарелок барабана; 4 - сопла для
выброса плотных частиц; 5 - сборник для плотных частиц; 6 - разделительная
тарелка; 7 - сборник для грязевой воды; 8 - сборник для жира; 9 - пружина
подпятника; 10 - червячное колесо; 11 - вал червячного колеса; 12 - веретено
барабана

Рис. 18. Сепаратор для первичной очистки жира марки АрИСИМ
Болошинского машиностроительного завода: 1 - станина; 2 -
электродвигатель; 3 - приводной регулирующий механизм; 4 - контрольная
камера; 5 - крышка барабана; 6 - патрубок отводной трубы
Удельная металлоемкость сепаратора АГИСИ-М на 1 л отсепарированного бульона не превышает 0,5 кг . Потребная мощность составляет 0,0033 квт на 1 л отсепарированного бульона.
Для окончательной очистки жира применяют сепаратор марки И С А, состоящий из станины, приводного механизма, тахометра, барабана и приемо- выводного устройства, которое обеспечивает непрерывную спаренную работу с сепаратором ИСМ-М, принимая от него жир на окончательную очистку.

Данный сепаратор имеет открытый подвод для направляемого на очистку жира и открытый сток готового жира и загрязненной воды.
Установлено, что сепаратор модели АГИСИ-М обеспечивает полное извлечение жира из жиросодержащей жидкости, которая после этого пригодна для обработки на вакуум-выпарных установках для получения концентрированного бульона.
Применение сепаратора с центробежной выгрузкой шлама (рис. 19) исключает трудоемкую работу по очистке барабана, наполненного плотными веществами. Конструктивное оформление таких сепараторов позволяет применять их как пурификаторы ,или кларификаторы. Все части сепаратора, соприкасающиеся с жидкостью, а также колпак станины изготовлены из нержавеющей стали. Опорные места горизонтальных и вертикальных частей привода оснащены шарикоподшипниками, смазка которых обеспечивается центральной масляной ванной. Сепаратор приводится в движение посредством находящегося сбоку и укрепленного на фланцах двигателя через центробежную фрикционную муфту и шпунтованное винтовое колесо на веретено. Находящийся на противоположной стороне и укрепленный на фланцах двойной зубчатый масляный насос приводится в движение через эластичную кулачковую муфту от горизонтального передаточного вала.
Все подводящие и отводящие трубопроводы имеют окошки, благодаря которым обеспечивается постоянный контроль за работой сепаратора.
Барабан сепаратора оснащен специальным устройством для удаления шлама, управляемым гидравлическим способом. Весь процесс работы сепаратора может регулироваться вручную или с помощью программного управления. Один из зубчатых масляных насосов предусмотрен для подвода жира на очистку, другой - для отвода очищенного жира. Клеевая вода удаляется самотеком. Барабан собирают для пурификации в тех случаях, когда сепарации подвергается жиросодержащая жидкость, освобожденная от белковых механических взвесей. Степень обезвоживания жира зависит от выбора регулирующего диска, размер которого определяется удельным весом жира и клеевой воды. Сепаратор оснащен необходимым набором регулировочных дисков разного диаметра, рассчитанных на разные плотности жира и клеевой воды.

Рис. 19. Сепаратор с центробежной выгрузкой шлама: 1 - запорный клапан во
всасывающем трубопроводе; 2 - регулируемая диафрагма; 3 - запорный клапан
в нагнетательном трубопроводе; 4 - запорный клапан в водопроводе; 5 -
диафрагма; 6 - открытый клапан; 7 - запорный клапан; 8 - сток шлама; 9 -
перелив воды для раскрытия и закрытия ротора; 10 - сток воды; 11 - перелив
барабана; 12 - дополнительный водопровод; 13 - отсос воздуха; 14 - сборник
для шлама; 15 - сборник для загрязненного жира; 16 - арматура для воды
(раскрытие и закрытие ротора); 17 - сито; 18 - напор 2 ат; 19 - трубопровод
чистого жира; 20 - водопровод; 21 - трубопровод для подачи жира; 22 -
резервуар для чистого жира; 23 - устройство для подогрева жира

Получивший широкое распространение центробежный сепаратор Де Лаваля работает непрерывно.
Накапливающиеся в барабане загрязнения периодически выбрасываются, в то время как сепаратор продолжает работать с полным числом оборотов. Использование таких самоочищающихся сепараторов обеспечивает непрерывную работу и высокий выход жира.