Сепарирование топлива и масел осуществляется в сепараторах, действие которых основывается на отделении механических примесей и воды за счет центробежных сил, возникающих благодаря большой скорости вращения.
В системах топливоподготовки находят применение сепараторы дискового и трубчатого типов. Сепараторы более ранних выпусков требуют периодической разборки и очистки вручную и поэтому для сепарации тяжелых топлив, содержащих большие количества загрязняющих примесей, они мало пригодны. Особенные трудности возникают при использовании таких сепараторов для очистки топлива, склонного к выделению асфальтосмолистых соединений. В современных сепараторах самоочищающегося типа периодическая очистка осуществляется автоматически путем промывки горячей водой и сброса шлама в грязевую цистерну. Период между разгрузками барабана устанавливается опытным путем. Сигналом о необходимости разгрузки может служить появление водотопливной эмульсии в смотровом окне сливного патрубка, вызываемое заполнением грязевой полости барабана шламом и вытеснением водяного затвора.
Сепараторы в зависимости от настройки могут работать в режимах кларификации (отделение механических примесей) и пурификации (разделение топлива и воды с одновременным отделением механических примесей). Последний способ при очистке тяжелого топлива в силу его универсальности является более предпочтительным. К достоинствам пурификации относится также возможность промывки топлива горячей водой, вводимой в сепаратор в количестве 3—4% от топлива при температуре, на 3—5°С превышающей его температуру. Промывка улучшает отделение механических примесей и способствует удалению из топлива водорастворимых солей золы.
Принцип действия сепаратора состоит в следующем. Загрязненное топливо насосом сепаратора прокачивается через подогреватель и от него через регулятор производительности поступает в канал барабана. По каналу топливо направляется вниз и через распределительные отверстия в конических тарелках проходит в зазор между ними по направлению к центральной трубе, поднимается вдоль нее вверх и выходит из сепаратора.