第四章离心分离机和奶油制造机

乳品机械与设备第四章离心分离机和奶油制造机

牛奶是一个固相和两个液相组成的复杂的分散体系，其中乳脂肪以液态脂肪球乳浊液形式存在，脱脂乳是液体连续相，牛奶中还含有第三相，一些分散的固体颗粒，如乳房细胞、细小的饲料和毛发等。在乳制品加工时需要将固体杂质除去，有些乳制品的生产还需要分离乳脂肪，如奶油和脱脂乳制品的生产。完成这些生产过程的主要设备就是离心分离机。离心分离机是乳品厂常见的重要的设备，主要用于净乳、脱脂、标准化等。

第一节

分离的原理古斯塔夫.德.拉法

1845-1913历史上的分离机分离的力量1G5G5000G1.重力沉降:沉降是把一种物质从另外一种物质中分离出来的过程，指在某种力的作用下，利用分散物质与分散介质的密度差，使之发生相对运动而分离的操作。2.沉淀的条件

A.非均物系，一种应为连续相

B.相互不容

C.必须具有不同密度3.沉淀和上浮速度一、分离机的原理一、分离机的原理3.沉淀和上浮速度1.间歇式重力分离

简单的沉降容器短沉降距离的浅容器二、沉淀分离的过程2.连续式重力分离二、沉淀分离的过程3.采用挡板增加沉降能力二、沉淀分离的过程增加挡板提高了分离能力4.斜形挡板二、沉淀分离的过程二、沉淀分离的过程

密度大的固体颗粒，沉降到底部。

密度较小的液相上升到表面，从B1溢流口流出。

密度较大的液相向下运动,在B2挡板下口通过并在较低的出口排出流出。B2挡板为防止较轻的液体留错方向。

1.净化

重力沉降离心力沉降

如果在容器中装入液体，并旋转该容器，就会产生离心力。

离心加速度不像静止容器中的重力加速度是个常数。它随着距传动轴的距离（半径ｒ）和旋转速度（用角速度ω表示）的增加而增加。

所以在离心分离机中碟片上对称的开有小孔，牛奶从小孔中进入碟片间的分离通产生了离心加速度ａ三、离心分离三、离心分离υｃ＝ｄ（ρ－ρ）ｒω

１８η２２p1

在前面的计算中得知，在３５℃时，直径为３μｍ的脂肪球上浮速度大约为０.６ｍｍ／ｈ，当同样直径的脂肪球在转速ｎ＝５４００ｒｐｍ，距轴０.２ｍ上浮速度是１.０８ｍｍ／ｓ或3896.0ｍｍ／ｈ。离心沉降速度比它快3896.0／0.6＝6500倍。分离的含义？通过物理外力的作用将悬浮液或乳浊液中两种或多种互不相溶的组份分开的过程悬浮液或乳浊液是其中的各种成分彻底混合而没发生化学反应，各组份保持原有属性是离心分离的关键1.净化所示的是用于从牛奶中连续分离固体颗粒的离心钵，它可除去牛奶中的杂质，这种操作称之为净化。如把图的沉降容器旋转９０°，并绕轴旋转，即可得离心分离机的截面图。2.牛奶的连续离心分离1）净化——去除牛奶中的杂质2）分离——分离牛奶中的乳脂肪典型应用全脂乳12稀奶油4无水黄油3细菌芽孢团酪奶干酪素杂质颗粒脱脂乳第二节离心分离机

离心分离机是现代乳品厂的重要的设备，常用于对牛乳的净乳、脱脂、标准化、离心除菌等。一、离心分离机的结构碟片组底部碟片分配器滑动活塞密封圈螺栓钵体底部主钵体组件一、离心分离机的结构1.分离钵泵头锁环密封圈顶部离心泵泵头盖螺栓钵体锁环钵体顶部密封圈隔开碟片密封圈底部离心泵顶部碟片密封圈净乳机的拆装顺序及工具一、离心分离机的结构2.碟片组拆开机盖手轮卸下机体顶盖顶部离心泵（压力盘）安装大锁紧环扳紧器取下大锁紧环安装提调装置取下钵体顶盖取下钵体顶盖后的分离钵组此处安装吊起装置取下分离钵组拆掉锁紧螺母取下分配盘锁紧螺母活动活塞安装上起吊工具安装提升工具钵体底部正面活动钵体钵体底部背面二、离心分离机的传动路线电动机离合器涡轮空心钵轴（涡杆）分配器碟片组电动机三、牛奶在离心分离机中的过程

在离心分离机中，碟片组被固定在顶罩和钵体中心的分配器上。牛奶从空心钵轴进入距碟片边缘有一定距离的垂直排列的分配孔中，在离心力的作用下，牛奶中的颗粒（杂质）或液滴（脂肪球）根据它们相对于连续介质（脱脂乳）的密度而在分离通道内被分离，如图所示，其分离过程为：三、牛奶在离心分离机中的过程（１）脂肪球的密度小，沿分离通道向上向内运动，汇聚在轴中心后，从稀奶油出口排出。（２）脱脂乳沿分离通道向下、向外运动，到达碟片边缘后，向上运动流经最上部不开孔的碟片与分离钵锥罩之间的通道，经脱脂乳出口排出。（３）牛奶中密度较大的杂质沿分离通道被甩向分离机四周的沉渣室，杂质被定期排出，如图。（视频，动态图）四、

固

体

杂

质

的

排

出四、固体杂质的排出

沉渣自动启动排放程序是通过一个设定的定时器，或加工线上的某种传感器来实现的，或是通过人工按电钮来实现。沉渣排放的情况取决于离心机的类型，但基本上都是把一定体积的水,排水装置中作为“平衡水”。四、固体杂质的排出

水注入四、固体杂质的排出

段水平衡水排出四、固体杂质的排出

活动活塞下移，杂质排出五、影响分离效果的因素

1.离心分离机方面（1）转速越大，效果越好（2）碟片形状数目（3）分离钵直径越大，分离效果越好。2.牛奶方面（1）脂肪球直径越大，效果越好。（2）原奶杂质含量与杂质大小。（3）牛奶流速小，可将直径小的脂肪球分离，脱脂效率大。五、影响分离效果的因素

（4）物料预热，提高分离效果。将牛奶预热到50℃左右后可以使：（A）脂肪球直径增加（热胀冷缩）。（B）脂肪球与脱脂乳的密度差增大。（C）脱脂乳的黏度降低。（后有概括）

影响分离的重要参数物理外力各组份的密度差颗粒直径流体黏度温度时间六、离心分离机在生产上的应用

（1）净乳（2）脱脂（3）标准化（4）离心除菌脂肪的标准化标注化乳的脂肪含量高于进口乳时的标准化系统（１）在选择分离机时，要根据实际情况考虑，生产能力要适当，以提高设备利用率，减少动能消耗。（２）工作时分离机高速转动，所以要有坚实的地基。转动主轴要垂直于水平面，各部件应精确地安装，必要时在地脚上配置橡皮圈，能起缓冲作用。对转动部分，必须定期更换新油，清除污油，防止杂质混入。（３）开车前必须检查传动机械与紧固件，观察松动方向是否符合要求，不允许倒转，以防止机件损坏。观察电动机和水平轴的离心离合器是否同心灵活，必要时经行空车试转，听其是否有不正常的杂音。（４）封闭压力式分离机启动和停车时，都要由水代替牛奶，在启动后２～３ｍｉｎ内就应取样分析鉴定分离效果。七、使用离心分离机时的注意事项（５）连续作业时间应视物料的物理性质、杂质含量而定，一般为２～４ｈ。即需停车清洗。为保证质量要求，最好是配备２台，制定出周密的作业计划及运转时间表，如发现分离后的物料不符合规定指标，经调节机件后不见效，则应立即停机检查。（６）对封闭压力式分离机而言，因具备一定压力，故用体积型旋转泵或特殊的离心泵，尽力防止泵的脉动使物料流量不均匀。（７）注意并经常检查泵对吸料管的周封等处是否严密，防止空气混入。（８）操作结束后，立即拆洗干净，以备下次使用。七、使用离心分离机时的注意事项生产线上的分离机

生产要素生产条件维修介质排渣流量改造维修保养

观念培训计划编制操作控制安装要素

维修保养公用介质预处理工段位置改造第三节奶油制造机曾用于家庭奶油生产的传统的手工搅拌桶

奶油制造机1-原料贮藏罐2-板式热交换器（预热）3-奶油分离机4-板式热交换器（巴氏杀菌）5-真空脱气6-发酵剂制备系统7-稀奶油的成熟和发酵8-板式热交换器（温度处理）9-批量奶油压炼机10-连续压炼机11-酪乳暂存罐12-带传送的奶油仓13-包装机13-包装机奶油制造机一般可分为三类：（１）带轧辊的摔油机———间歇生产，每批奶油生产能力为４５～９００ｋｇ（以成品计）。（２）无轧辊的摔油机———间歇生产，每批奶油生产能力为１００～２６００ｋｇ（以成品计）。（３）连续奶油制造机———生产能力为５００～１０００ｋｇ／ｈ以上。一、摔油机分类略二、带轧辊的摔油机１.结构与工作原理这类摔油机具有特殊形状的搅奶桶，桶中装有挡棍，当搅奶桶回转翻滚时，物料从一端急剧的向另一端落下，物料上下翻滚，引起碰撞，使成团的稀奶油时而拉开，时而聚合，从而达到搅拌与压炼的目的。无轧辊摔油机与物料接触部分采用不锈钢制成，摔油桶内壁一般经喷砂处理，使表面形成粗糙的凹面，有利于积存水分，形成水膜，保持内壁湿润，防止奶油黏附于金属表面，保证生产的顺利进行。三、无轧辊的摔油机1.结构与原理1控制板2紧急停止3角开挡板２.无轧辊摔油机的优点无轧辊摔油机采用不锈钢制成，其优点如下：（１）符合食品卫生条件，分离在密封状态下进行，防止了污染。（２）易于清洗消毒，并可实现就地清洗。（３）操作时可在桶体外表面喷淋冷水，便于消毒后迅速冷却。（４）可在真空状态下进行压炼，内部无气泡夹杂，所制奶油组织细密。（５）可利用压缩空气或奶油泵将奶油从设备中移出，即减轻劳动强度，又有利于食品卫生。3.无轧辊摔油机的摔油桶应具有特殊形状，在传动机构的带动下稀奶油应从一端急剧的向另一端落下，常见的形状有以下几种：（１）ＵＯＨ型摔油机。此种摔油桶的顶部为蝶形封头、圆柱形体、圆锥形底。（２）角形摔油机。如图所示，角形摔油机的摔油桶由六面体组成，二个对角端连接转轴和轴承，在传动机构带动下转动。摔油机的形状四、连续奶油制造机1搅拌筒2压炼区3榨干区4第二压炼区设施的搅拌桶１中，搅拌设施由变速电动机带动。在搅拌桶中，脂肪球快速转化为奶油粒，转化后的奶油团粒和酪乳通过分离口２，２也叫第一压炼区，在第一压炼区奶油与酪乳分离。奶油团粒在此用循环冷却酪乳洗涤。在分离口，螺杆把奶油进行压炼，同时也把奶油输送到下一道工序3。在离开压炼工序时，奶油通过一锥形槽道和一个带孔的盘，即榨干区３以除去剩余的酪乳，然后奶油颗粒继续到第二压炼区4.在离开压炼工序时，奶油通过一锥形槽道和一个带孔的盘，即榨干区３以除去剩余的酪乳，然后奶油颗粒继续到第二压炼区4.真空压炼区5喷射区6真空压炼区7最后压炼阶段8水分控制设备如图所示。下一个阶段是真空压炼区６每个压炼区都有自己不同的电机，使它们能按不同的速度操作以得到最理想的结果正常情况下第一阶段螺杆的