Separointi

​Separoinnilla tarkoitetaan aineen komponenttien mekaanista erottamista keskipakoisvoiman avulla.

Meijeriteollisuudessa separointia käytetään pääasiassa maidon rasvaosan eli kerman erottamiseen täysmaidosta. Muita separointiin perustuvia meijeriprosesseja ovat rahkanvalmistus, rasvat fraktiointi (l. rasvakiteiden erotus) ja rasvan erotus herasta.

Separaattorin toimintaperiaate

separaattori-toiminta.png 

Kun nestettä, johon on liuenneina eri aineita pyöritetään suurella nopeudella, tarvitsevat raskaimmat hiukkaset suurimman voiman pysyäkseen ympyräradalla. Mitä pienempi on radan säde, sitä suurempi voima tarvitaan. Siksi raskaimmat hiukkaset kulkeutuvat uloimmaksi ja painavat kevyet hiukkaset sisemmille radoille. Näin aineet erottuvat.

Johdettaessa maitoa separaattoriin, tapahtuu kerman ja rasvattoman maidon erottuminen pyörivän kuulan ahtaissa levyväleissä, joita on useita päällekkäin. Tapahtumassa vaikuttavat samanaikaiseksi sekä keskipako- että keskihakuvoima. Kuulan pyöriessä rasvaton maito sinkoutuu kuulan reunoille ja rasvapallot liikkuvat keskustaan päin.

Teoriaa, johon sekä kermoutuminen, että rasvan erottuminen separoitaessa perustuu, kutsutaan Stoke`n laiksi.

Stoke'n laki

Rasvapallojen erottuminen on sitä nopeampaa, mitä suurempi on maidon vesiosan ja rasvaosan tiheyksien erotus, rasvapallon säde, kuulan kierrosnopeus, rasvapallon etäisyys pyörimiskeskuksesta tai mitä pienempi on maidon vesiosan viskositeetti.

Kylmän maidon viskositeetti on korkea, minkä vuoksi se kuoriutuu huonommin, kuin lämmin maito. Tämän vuoksi maito lämmitetään ennen separaattoriin johtamista. Rasvan erottumiseen vaikuttavat tekijät muuttuvat lämpötilan funktiona siten, että optimaaliset olosuhteet separoitumiselle ovat n. 45 - 65 asteen vaiheilla. Tällöin rasvattomaan maitoon rasvaa jää 0,03 - 0,05 %.

Separaattorin rakenne

separaattori-rakenne.png

Separaattori on keskipakoiskone, jonka pääosat ovat sähkömoottori, vaihdekoneisto, kuulan akseli ja kuula. Kuulan pääkomponentit ovat levyt, joiden välissä erottaminen tapahtuu, erotuslevy, joka jakaa kerman ja kuoritun maidon omiin kanaviinsa, kuulan pohja ja kansi sekä maidon sisäänmenoyhde ja erotettujen nesteiden poistokanavat.

Kartiomaiset levyt ovat ruostumatonta terästä, tasaiseksi hiottuja ja tiukasti toisiaan tukevia. Niiden lukumäärä on 100 - 240 kpl. Ulkohalkaisija 20 - 30 cm ja kaltevuuskulma on 45 - 60 astetta. Levyjen seinämän paksuus on 0,4 mm. Pienet nastat, joiden paksuus on 0,4 - 2,0 mm, erottavat levyt toisistaan ja määräävät levyvälin suuruuden. Levyvälit pienenevät pohjalta ylöspäin. Jokaisessa levyssä on 3 - 4 reikää, jotka levyjä päällekkäin asetettaessa muodostavat kanavan maidon nousua varten.

Rasvapitoisuuden säätö

Separaattorista ulostulevan kerman määrä voidaan säätää kuristamalla kerman ulostuloa. Kun kuristusventtiiliä asteittain avataan, tulee kermapuolelta yhä enemmän kermaa ulos, mutta samalla sen rasvapitoisuus laskee. Haluttu rasvapitoisuus saadaan kermapuolen virtausta säätämällä. Käytännössä virtauksen säätö tapahtuu rasvattoman maidon vastapaineen säädön ja kerman kuristusventtiilin avulla.

Historia

Ensimmäinen separaattori keksittiin 1800-luvun lopulla. Siihen asti kerma oli erotettu maidosta seisottamalla maitoa ja keräämällä pinnalle noussut rasva talteen. Maitotalouden kehittymistä kuvaa separaattoreiden yleistyminen. Separaattorit yleistyivät 1900-luvun alkuvuosikymmeninä nopeasti, niiden suhteellisen halvan hinnan ja tehokkuuden vuoksi.

Separaattorin avulla kiloon voita tarvittavan maidon määrä väheni suunnilleen viidenneksen, verrattuna vanhoihin kansanomaisiin kuorintamenetelmiin. 1940-luvun alussa separaattori kuului käytännössä jokaiseen myyntiin tähtäävän maidontuottajan koneistukseen. Separaattoreita toimittaa nykyään mm. ruotsalainen TetraPak Oy.

Takaisin ylös