Усовершенствование центрифуги для разделения жира от шквары

МРНТИ 55.63.53                           

Одно из приоритетных направлений развития средних и малых предприятий страны: развитие технологий безотходной добычи сырья. К числу таких производств можно отнести средние и малые мясоперерабатывающие предприятия. В совершенствовании безотходной технологии мясопродуктов производство сухих кормов уникально и имеет большую пищевую ценность, чем другие кормовые продукты [1].

В производстве сухих кормов для животных процесс центрифугирования используется для отделения жира от шквары. Применение процесса центрифугирования в разделении жира от шквары приводит к тому, что качество выделяемого жира значительно выше, чем в процессах прессования и экстракции [2, 3]. Среди передовых технологических процессов особое значение имеет операция центрифугирования, относящаяся к гомогенным и гетерогенным системам. Она широко используется не только в пищевой промышленности, но и в химической, медицинской и других областях. Одной из особенностей операции центрифугирования является оборудование, применяемое сразу в процессе разделения жидкостных неоднородных систем, состоящих из нескольких сложных компонентов суспензии, эмульсии [4].

В современных условиях технологическая и динамическая научная стороны изучаются шире только на центробежном оборудовании, работающем непрерывно. Недостаточно исследовательских работ, предусматривающих эти стороны на центробежном оборудовании. Это наглядно проявляется в вопросе выделения жидкой фазы из продуктов в мясной отрасли. Это связано с тем, что мясопродукты представляют собой сложную коллоид-но-дис-персную систему, состоящую из плотно прилегающей влаги и сухого остатка, обладающую большой адсорбционной способностью [5, 6]. При изучении процесса разделения жидких неоднородных систем недостаточно научных работ, которые придают процессу качественный и количественный характер, уделяя внимание технологическим особенностям про-изводства наряду с геометрическими особенностями оборудования. В исследова- тельских работах геометрические размеры обобщенно рассматриваются и берутся на основе закономерностей среднего значения. Это не может в полной мере дать точное описание протекающего процесса. Эти условия свидетельствуют о том, что процесс разделения жидких неоднородных систем в центробежном оборудовании все еще требует большого количества исследований. На основании диссертационной работы в качестве объекта исследования рассматривается процесс разделения жира от шквары. С учетом потребностей развития и совершенствования производства имеет большое значение совершенствование процесса разделения жира от шквары на центробежном оборудовании, предусматривающее снижение мощности оборудования и собственные возможности увеличения объемов производства продукции [7].

Цель исследования.

Усовершенствование центрифуги для разделения жира от шквары.

Усовершенствование и изготовление центрифуги для разделения жира от шквары; и изучение технических характеристик в зависимости от конструктивных параметров установки и выбор режимов работы; апробация экспериментальной центрифуги.

Пищевая ценность мясного сырья определяется биологическими свойствами составляющих его веществ. В процессе технологической обработки решающим образом они влияют на качество кормовой муки, на его пищевую и биологическую ценность. Пищевая ценность жировой ткани определяется качествами содержащихся в ней жиров и в некоторой своей части пищевой ценностью липидов.

Материалы и методы исследований

Исследования проводились в НАО Университета Шакарима г.Семей. В качестве объектов исследования использовали свиной жир (ГОСТ 8285) . Частоту оборотов центрифуги для разделения жира от шквары устанавливали с помощью частотного преобразователя SV015iC5-1F (рис.1), частота оборотов контролировалась цифровым универсальным тахометром АТТ 6000 (рис.2) [8].

Рисунок 1- SV015iC5-1F Частотный преобразователь

Цифровой универсальный тахометр предназначен для измерения частоты вращения частей двигателя, турбин и других механизмов бесконтактным и контактным способом, а также линейной скорости перемещения деталей в процессах наладки, ремонта и лабораторных исследованиях. Тахометр АТТ представляет собой прибор, обеспечивающий преобразова- ние частоты вращения вала в последовательность импульсов, подаваемых на вход измерителя [9]. Работа тахометра основана на счетноимпульсном принципе, заключающемся в том, что показывающий прибор считает количество импульсов, поступающих от первичного преобразователя, в течение определенного стабильного интервала времени (рис. 2).

Рисунок 2 - Определение оборотов центрифуги с помощью цифрового универсального тахометра АТТ 6000

Центрифуги различают по максимальной напряженности динамического поля, создаваемого ротором (барабаном), технологическому назначению, характеру проведения процесса, способу выгрузки осадка из барабана [10, 11].

Важным параметром, характеризующим центрифуги, является ускорение центробежного поля, создаваемого ротором, безразмерное отношение к ускорению гравитационного поля - отношение называется коэффициентом разделения [12]:

где: Ғ_т – центробежная сила, Н;

iv – угловая скорость, рад/с;

я – радиус Земли 6,38ċ106 м;

д – ускорение свободного падения у поверхности Земли 9,81 м/с².

Известна центрифуга для разделения жировой массы, содержащая корпус, внутри которого расположен барабан с отверстиями, имеющий в верхней части канавку, питатель, включающий приемный бункер, снабженный с внешней стороны нагревателем, соединен- ный с нижней частью барабана трубопроводом, а также выгружатель, расположенный в верхней части корпуса и включающий шнек, патрубок и скребок для срезания твердых частиц шквары [13, 14].

Результаты и их обсуждение

Решения задачи - усовершенствовали центрифугу для разделения жира от шквары

(рис.3). Технический результат достигается тем, что максимально удлинили шнек (рис.4) разгрузочного устройства, установили разгрузочный скребок (рис.4), смещаемый с помощью рычага, при этом геометрическая ось скребка совпадает с направлением результирующих двух сил: силы центрифугирования, направленной перпендикулярно поверхности барабана и поступательной силы вращения барабана [15].

Рисунок 3 - Центрифуга для разделения жира от шквары.

Рисунок 4 - Шнек и разгрузочный скребок

Рисунок 5 - Разделение жира от шквары

Фильтрующая центрифуга с вертикально расположенным фильтрующим барабаном 2 состоит из корпуса 1 и крышки 16. На крышке установлено шнековое разгрузочное устройство. Шквара из приемного бункера 7 с помощью шнека 8 питателя 4 транспортируется по трубопроводу 9 и подается во вращающийся внутри корпуса фильтрующий барабан 2. Шнек питателя 8 соединен через муфту с мо-тор-редуктором 18. Привод фильтрующего барабана состоит из электродвигателя 14 и шестеренчатой передачи 13. Продукт, непрерывно поступающий через трубопровод 9, под действием центробежной силы от центра фильтрующего барабана 2 отбрасывается к стенкам барабана. В этот момент происходит процесс отделения жидкой фракции, образуя кольцо под действием давления и силы инерции, выделенная жидкая фракция выходит через отверстия сетки барабана 3 и направляется по патрубку 5 для дальнейшей переработки. Твердая фракция, не прошедшая через отверстия сетки барабана 3, снимается подвижным скребком 12 совмещенным с рычагом 10, позволяющем смещать скребок и периодически снимать твердую фазу с поверхности фильтрующего барабана. Твердая фаза подвижным скребком перенаправляется внутрь разгрузочного устройства и с помощью шнека разгрузочного устройства 17 подается в патрубок 11, после чего направляется на дальнейшую переработку. Привод разгрузочного устройства состоит из клиноременной передачи 6, закрытой защитным ограждением 19 и электродвигателя 15 (рис. 6).

Рисунок 6 - Фильтрующая центрифуга с вертикально расположенным фильтрующим барабаном. 1-корпус; 2-фильтрующий барабан; 3-сетка; 4-питатель; 5- патрубок выгрузки жидкой фракции; 6- клиноременная передача; 7- бункер; 8-шнек разгрузочного устройства; 9-трубопровод; 10- рычаг; 11-патрубок разгрузочный; 12-подвижный скребок; 13-шестеренчатая передача; 14-двигатель центрифуги; 15- двигатель разгрузочного устройства; 16- крышка центрифуги; 17-шнек разгрузочного устройства; 18-мотор-редуктор привода питателя; 19- защитное ограждение клиноременной передачи;

Предлагаемая центрифуга позволяет проводить процесс разделения продукции, добиваясь получения качественной продукции, с высокой биологической ценностью, что позволит улучшить качество сухих животных кормов, увеличить их пищевую ценность и продолжительность хранения.

Заключение, выводы

На основе проведенного исследования усовершенствованной центрифуги для разделения жира от шквары, изготовили ободок рычага, для того чтобы лопасть сдвигалась, закрывая отверстие шнека, и сырье в фильтрующем барабане центрифугировалось, что позволяет смещать скребок и периодически снимать твердую фазу с поверхности фильтрующего барабана, а жидкая фракция (жир) также непрерывно вытекает из сливного патрубка. Привод разгрузочного устройства состоит из клиноременной передачи, закрытой защитным ограждением, и электродвигателя.