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1. CN112188932 - CENTRIFUGAL SEPARATOR

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离心分离器


技术领域
本发明涉及一种用于将乳(milk)分离成奶油相和脱脂乳相的离心分离器,以及一种分离冷乳的方法。
背景技术
在离心力的影响下将乳分离成密度不同的不同相的分离器称为离心分离器。将乳引入离心分离器的旋转盘堆(rotating disc stack)中。在离心力的影响下,生乳中较重的成分和较轻的脂肪球开始根据其密度分别径向向外向内沉降。奶油(即脂肪球)具有低于脱脂乳的密度,因此朝着分离器的旋转轴方向,在盘上向内移动。奶油继续到达轴向出口,以及较重的相,即脱脂乳,向外移动到盘堆外部的空间,然后从那里移至脱脂乳出口。现有的分离器的问题是在某些操作条件下效率降低。例如,脱脂性能可能在低温条件下降低。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。特别地,一个目的是提供一种用于分离乳的改进的离心分离器,特别是允许在较宽的温度范围内改进的脱脂性能并且需要较少的维护。
在本发明的第一方面,这是通过一种用于将乳分离成奶油相和脱脂乳相的离心分离器来实现的。该分离器包括离心机转筒(centrifuge bowl)和布置在该离心机转筒内部的锥形盘的盘堆。该盘堆包括第一组盘和第二组盘。该盘堆中的盘包括分配开口,使得该乳在通过该第二组盘之前通过该第一组盘。该第一组盘中的盘彼此分隔开第一距离,以及该第二组盘中的盘彼此分隔开小于该第一距离的第二距离。
在本发明的另一方面,这是通过一种使用根据第一方面的分离器分离冷乳的方法来实现的。该方法包括提供通过布置在该分离器中的盘堆中的第一组盘的乳流,以及提供通过堆叠在该第一组盘的顶部上的第二组盘的乳流。
具有第一和第二组盘,其中第二组中的盘彼此之间分隔开的距离小于第一组中的盘之间的距离,允许在第一组盘中从乳中初步分离出较大的脂肪球,降低脂肪在盘之间的堆积的风险,而第二组盘中较小的分隔使得保持高脱脂效率。
本发明的其他目的、特征、方面和优点将从以下详细描述以及附图中显现。
附图说明
现在将通过示例的方式参考所附的示意图来描述本发明的实施方案。
图1是用于将乳分离成奶油相和脱脂乳相的离心分离器的侧视剖视图;
图2是具有盘堆的离心分离器的分解透视图,该盘堆具有第一和第二组盘;
图3是盘堆中的第一和第二组盘的更详细的透视图;以及
图4是分离冷乳的方法的流程图。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更充分地描述本发明的实施方案,在附图中示出了本发明的一些但不是全部实施方案。本发明可以以许多不同的形式来实施,并且不应被解释为限于在此阐述的实施方案。
图1是用于将乳(RM)分离成奶油相(CR)和脱脂乳相(SM)的分离器100的示意图。分离器100包括离心机转筒101和布置在离心机转筒101内的锥形盘103的盘堆102。乳(RM),通常被称为生乳,经由入口113进入离心机转筒101,并且随后在离心机转筒101的顶部被分离为脱脂乳相(SM)和奶油相(CR)。即,乳(RM)从入口113流入盘堆102中的分配开口117,以及奶油相(CR)朝着中心部分118或盘堆102离心并从中心部分118流到奶油相出口115,而脱脂乳相(SM)朝着盘堆102的外围119离心并从外围119流到脱脂乳相(SM)的出口114。
图2和图3以分解透视图示出了盘堆102的示例。盘堆102包括第一组盘106和第二组盘107。盘堆102中的盘103包括前述的分配开口117,使得乳(RM)在通过第二组盘107之前通过第一组盘106。第一组盘106中的盘103彼此分隔开第一距离108,以及第二组盘107中的盘103彼此分隔开第二距离109。图3是具有各自的分隔距离108和109的第一组盘106和第二组盘107的更详细的透视图。第二距离109小于第一距离108。即,第二组盘107中的盘103之间的间隔小于第一组盘106中的盘103之间的间隔。第一组106和第二组107中的盘103之间的距离或间隔有时也称为填缝高度。因此,第二组盘107中的填缝高度小于第一组盘106中的填缝高度。第一组106中的盘103彼此分隔开的距离大于第二组107中的盘103之间的距离,这允许在第一组盘106中从乳中初步分离出较大的脂肪球,由于其较大的分隔,从而降低了脂肪在盘103之间堆积的风险,而第二组盘107中较小的分隔使得为给定尺寸的分离器100保持了高脱脂效率。当乳流入第二组盘107中时,脂肪球在数量和/或尺寸上减小。因此降低了盘堆102中的脂肪阻塞或堵塞的风险,同时可以提供高效率。这在不加热乳的低温条件下特别有利,因为脂肪积累的趋势在这些情况下增加。由于减少了脂肪阻塞的风险,因此也减少了清洁盘堆102的需求。即,必须花费在分离器100的维护上资源变少,并且由于维护操作较少中断,还能够提高生产线的生产量。
如图3中示意性示出的,第二组盘107中的盘103的数量可以高于第一组盘106中的盘103的数量。这使得实现了高脱脂效率,因为对于给定尺寸的分离器100,与第一组106中的盘103相比,第二组107中的盘103具有较小的分隔距离109,从而可以进一步增加第二组107中的盘103的数量。同时,第一组106的盘103提供了如上所述的较大脂肪球的初步分离,尽管其在数量上少于第二组107的盘103。因此可以提供具有提高的低温效率的紧凑的分离器100。
第二组盘107中的盘103的数量与第一组盘106中的盘103的数量之间的比率可以在2-6的范围内。这允许降低盘堆102中脂肪阻塞的风险,同时提高了脱脂效率。第二组盘107中的盘103的数量与第一组盘106中的盘103的数量之间的比率可以在3-5的范围内,这提供了在脱脂效率方面特别有利的分离器100。
第一组盘106中具有增加的分隔距离108的盘103的数量可以在20-50个盘的范围内。第一组106的盘103的数量在该范围内使得便于脂肪球的初步分离,降低了在盘103之间的脂肪阻塞的风险。同时,这允许在第二组109中具有多个盘103,从而提高给定尺寸的分离器100的脱脂性能。在一个示例中,第一组盘106中的盘103的数量在35-40的范围内,以及第二组盘107中的盘103的数量在145-165的范围内。
第一距离108与第二距离109之间的比率可以在1,2-2,4的范围内。即,第一组盘106彼此分隔开第一距离108,该第一距离108大于第二组107的盘103之间的分隔距离109,在该分隔距离109的1,2-2,4倍的范围内。这提供了在低温条件下提高的脱脂性能。第一距离108与第二距离109之间的比率在1,25至1,60的范围内,这提供一种特别有利的分离器100,对于给定体积的分离器100,该分离器在低温下的脱脂性能更高。
在一个示例中,第一距离108与第二距离109之间的比率可以是1,33,以在一些低温操作条件下使分离器100的脱脂效率最佳。
第一组盘106中的盘103可以分隔开0.75-0.85mm。具有第一组106中盘103的在该范围内的分隔提供了对乳中较大脂肪球的特别有利的分离,进一步减小了用脂肪阻塞盘103之间的空间的风险。
第二组盘107中的盘103可以分隔开0.55至0.65mm。具有第二组107中盘103的在该范围内的分隔,例如与第一组106的0.75-0.85mm范围内的分隔相结合,允许同时提高给定体积的分离器100的整体脱脂性能,同时避免了分离低温乳时的堵塞问题。在一个示例中,第一组106和第二组107中的盘103可以分别分隔开0.8mm和0.6mm,以在一些操作条件下(例如,乳温度在10-18℃范围内)优化性能。
第一组盘106中的盘103可具有打开的中心部分110,以容纳布置在离心机转筒101中的定心元件111。在图3的示例中示出了第一组盘106中的打开的中心部分110,以及在图2中示出了定心元件111。第一组103中的盘103因此可以与离心机转筒101的旋转轴线精确地对准。
第二组盘107中的盘103可具有与第一组盘106中的盘103的打开的中心部分110同轴对准的直径减小的中心部分112。在图3的示例中示出了第二组107中盘103的直径减小的中心部分112。在该示例中,与第一组106中的盘103相比,第二组107的盘103的中心的开口被部分地封闭。
图4示出了使用如以上关于图1至3所述的分离器100分离冷乳的方法200的流程图。方法200包括:提供201通过布置在分离器100中的盘堆102中的第一组盘106的乳流;以及提供202通过堆叠在第一组盘106的顶部上的第二组盘107的乳流。第一组盘106中的盘103彼此分隔开第一距离108,以及第二组盘107中的盘103彼此分隔开小于第一距离108的第二距离109。因此,方法200允许有效地分离冷乳,降低盘堆102中被乳中的脂肪阻塞的风险,如上面关于分离器100和图1-3所述的那样。
冷乳可以是未加热的乳。在一些示例中,冷乳的温度可在30℃以下或20℃以下。在一些示例中,冷乳的温度也可在17℃以下或14℃以下。在某些示例中,冷乳的温度也可在13℃以下或在10℃以下。随着温度的降低,脂肪形成更大的脂肪颗粒聚集体的趋势可能增加。因此,分离器100提供了脱脂效率的特别有利的提高,并且由于在如上所示范的范围内进一步降低了乳的温度,因此降低了脂肪堵塞的风险。
根据以上描述,尽管已经描述和示出了本发明的各种实施方案,但是本发明不限于此,而是还可以在所附权利要求书所限定的主题的范围内以其他方式实施。