Сепарирование основано на разделении веществ под действием центробежной силы, развивающейся внутри быстро вращающегося барабана и во много раз превышающей силу тяжести. Различают центрифуги, применяемые для разделения твердых частиц и жидкой фазы, и скоростные фильтрующие сепараторы для разделения жидкостей или удаления небольших количеств мелких взвесей. В соковой промышленности применяют сепараторы с высокой частотой вращения ротора.
Отношение развиваемой центробежной силы к ускорению свободного падения называют фактором разделения.
Изменение частоты вращения барабана сильнее влияет на величину фактора разделения, чем изменение диаметра барабана.
Центробежная сила, действующая на взвеси, также зависит от частоты вращения барабана центрифуги.
Из этого следует, что эффект разделения будет тем выше, чем больше размер частиц и разность плотностей сока и взвесей, чем больше частота вращения барабана.
Поскольку величина частиц взвесей мала и их плотность незначительно отличается от плотности сока, при конструировании сепараторов для соковой промышленности основное внимание обращают на повышение частоты вращения ротора.
В зависимости от конструкции сепаратора его можно применять как для выделения твердых взвешенных частиц из сока, так и для разделения смеси жидкостей на два компонента.
Для очистки осветленных и неосветленных соков с содержанием взвесей до 10 % применяют осветляющие сепараторы тарельчатого типа саморазгружающиеся. Центрифуги для разделения жидкостей используют только при получении масла из кожуры цитрусовых плодов.
Сепаратор полузакрытого типа с пульсирующим центробежным выходом осадка. В барабане сепаратора расположен тарелкодержатель с пакетом тарелок, в средней части основания имеется 12 диаметрально расположенных разгрузочных щелей, пepeкрываемых верхней кромкой поршня перед подачей продукта в барабан.
В саморазгружающихся тарельчатых сепараторах сок входит в сепаратор через отверстие вблизи нижнего конца диска и под действием перепада давлений течет в каналы, образованные между тарелками, наклонно снизу вверх к внутреннему краю тарелки. Тарелки (40-150 шт.) с тонкими стенками (0,35-0,75 мм) выполнены в виде боковой поверхности конуса (угол наклона 35-45°) и отделены одна от другой ребрами высотой 0,4-2 мм. Под действием центробежной силы взвешенные частицы, имеющие большую плотность, чем сок, прижимаются к коническим тарелкам и непрерывно соскальзывают с нижней части тарелок в сборник осадка, а очищенный сок выходит из верхней части канала между тарелками.
В саморазгружающихся тарельчатых сепараторах, работающих периодически, взвешенные частицы собираются в камеру для осадка с двойным конусом и через определенные промежутки времени без остановки сепаратора автоматически выбрасываются.
Новым типом центрифуг являются декантеры. Они представляют собой горизонтально расположенные шнековые центрифуги с конусным барабаном, предназначенные для непрерывного осветления жидкостей с высоким содержанием взвесей.
Сок входит в декантер через трубу, находящуюся в центре шнека. Степень осветления сока регулируется временем пребывания сока в декантере, которое изменяется передвижением трубы к передней или задней части шнека. Сок попадает в пространство между шнеком и барабаном; под действием центробежной силы твердые частицы быстро оседают на стенках барабана. Шнек вращается с несколько большей, чем барабан, частотой (около 40 мин-1) и непрерывно продвигает осевшие твердые частицы к узкому концу барабана, откуда они удаляются через выходной патрубок.
Разница в частотах вращения барабана и шнека может изменяться в зависимости от требуемого времени пребывания продукта в декантере. При быстром вращении шнека твердые частицы остаются на короткое время в декантере, что снижает выход осветленного сока. Требуемая разница в частотах вращения устанавливается опытным путем в зависимости от вида сырья, способа предварительной обработки и степени осветления сока.
Очищенный сок течет в обратном направлении по виткам шнека и выходит из декантера через регулируемую шайбу под давлением или свободно.
Оптимальную степень очистки сока и влажность выжимок устанавливают путем изменения положения регулировочной шайбы, обеспечивающей удлинение или укорачивание разделительной и осушающей зон. Через передвижную входную трубу сок может подаваться в любую точку зоны.
Производительность декантеров зависит от вязкости жидкой фазы, характера разделяемых компонентов, желаемой степени осветления и влажности удаляемой твердой фазы (выжимок).