Способ извлечения сусла из растительного сырья и устройство для его осуществления

 

Использование: извлечение сусла из растительного сырья, относящееся к способу и устройству Сущность изобретения: способ заключается в воздействии на прессуемую массу давлением периодически в несколько циклов и сбрасывание его между циклами. Давление в каждом последующем цикле увеличивают, В каждом цикле прессование осуществляют импульсами, создаваемыми электрическими разрядами частотой 1...600 Гц и мощностью 10...100 кВт, при этом прирост давления в каждом импульсе каждого из циклов постоянный и не превышает 0,01 МПа, максимальное давление прессования составляет 0,050...0,080 МПа, а прессование ведут до образования слоя мезги не более 25 мм. Устройство содержит корпус, размещенный в корпусе полый перфорированный элемент, перфорированные пластины, установленные вдоль наклонных стенок корпуса, дополнитёльные ПОЛьТе перфорированные прессующие лопасти, установленные между прессующим элементом и перфорированными пластинами. Поверхности прессующего элемента, лопастей и перфорированных пластин выполнены профилированными в виде пирамид, размещенных с образованием между ними клино вых пространств. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (я)s С 12 G 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4676773/13 (22) 01.03,89 (46) 30.07,92. Бюл. Й 28 (75) И.С.Панашеску, С,С Карпов. С,П.Панашеску и С, П. Брагиш (56) Авторское свидетельство СССР

N 721485, кл. С 12 6 1/02, 1977, (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУСЛА ИЗ

РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование; извлечение сусла из . растительного сырья, относящееся к (:iiocoбу и устройству. Сущность изобретейия: способ заключается в воздействии на прессуемую массу давлением периодически в несколько циклов и сбрасывание его между циклами. Давление в каждом последующем цикле увеличивают, В каждом цикле прессование осуществляют импульсами. создавае Изобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к вино- дельческой и консервной, ее отраслям в частности к способам и устройствам для йзвлечения сусла (сока) из растительного сырья.

Известен способ и устройство для извлечения сусла из растительного сырья, со-" держащее дренажные устройства в виде перфорированных желобчатых элементов для сбора и отхода жидкой фазы, расположенных на внутренней поверхности стенки корпуса, при этом их сечение расширяется по направлению к оси корпуса.

Недостатками известного способа и устройства являются неразвитая перфорированная поверхность дренажных устройств, сложность конструкции, металлоемкость, 2 мыми электрическими разрядами" частотой

1...600 Гц и мощностью 10...100 кВт, при этом прирост давления в ка)кдом импульсе каждого из циклов поСтоянный и не превышает 0,01 МПа. максимальное давление и рессованйя составляет 0,050...0,080 МПа, а прессование ведут до образования слоя мезги не более 25 мм, Устройство содержит корпус, размещейнйй в корпусе полый перфорированный элемент, перфорированные пластины, установленные вдоль йаклонных стенок корпуса, дополнительные йМые йер- " форированные прессующие лопасти, установленные между прессующим элементом и перфорированными пластинами, Поверхности прессующего элемента, лопастей и перфорированных пластин выполнены профилированными s виде пирамид,-размещенных с образованием между ними клиновых пространств. 2 с,и 1 з.п. ф-лы, 5 ил, большая толщина прессуемого слоя мезги, длительность йроцесса . Известен также с осо6 и устройство для извлечения сусла из раСтительного сырья, состоящее "из"ко Фу(:а с бункером и перфорированных стенок,уабйоложенных внутри него перфорированных пустотельных лопа ток, транспор гируемого шнека заключейно-: го в перфорированный полуцилиндр перфорированной щеки и гибких элементов суслосборника и и риводного механизма.

Недостатками укаэанного"Способа и устройства являются вытеснение дробленной массы наверх, что способствует перетиранию мезги и обогащению сусла взвесями и как следствие снижеййя выхбДа жидкости, сложность эксплуатации и неудобство в обслуживании, 1751188

Наиболее близким к изобретению являются способ извлечения сусла из винограда и устройство для его осуществления.

Способ осуществляют устройством для извлечения сусла из растительного сырья, содержащим. загрузочный бункер, корпус, образованный двумя вертикальными и двумя наклонными стенками, двух вертикаль ных и двух наклонных перфорированных пластин, полую перфорированную мобиль ную стену, суслосборник, привод.

Недостатками прототипа являются смещение свежего сырья с уже отжатой массой, что ухудшает нормальное течение процесса; несогласованность циклов прессования и выгрузки прессованной массы, что приводит к сильному перетиранию мезги и, как результат, к высокому содержанию взвесей в сусле; образование твердого блока, который трудно выносится из пресса; забивание перфорации и отсутствие ее самоочистки, что резко снижает производительность процесса; отсутствие устройства для принудительного выноса прессуемой массы приводит к нерайномерному потоку сырья и возникновения зон быстрого прохождения его и застойных зон с черезмерной уплотненой массой; многократное вытеснение и выплескивание дробленой массы из зоны прессования приводит к ее усиленному окислению кислородом воздуха; прессование гроздей с образованием слоя мезги толщиной 100.„150 мм, не позволяет полностью извлечь из него сусло из-за образования жидких подушек внутри прессованного слоя; недостаточно перфорированная поверхность полой прессующей стенки и большие расстояния между нею и перфорированными пластинами приводят к низкому выходу качественного сусла; использование в качестве рабочей жидкости для гидроцилиндров и гидропривода различных масс в случаях разгерметизации узлов и попадания масла в продукт приводит к его полному браку; абсолютно не пригоден для прессования винограда машинной уборки, который состоит толька из одних ягод и которые не прессу ются, а вытесняются из полости прессова ния. "

Целью изобретения являются интенсификация процесса прессования, повышение выхода и качества сока, Использование предложенного способа злектрогидроимпулысного прессования растительного сырья и устройство для его осуществления позволяют значительно интенсифицировать процесс прессования и стека сусла из дробленной массы, т,е, увеличить значительно производительность процесса, увеличить и довести выход высо5

35 кокэчественного сусла до 60 и более дал иэ

1 т, и тем самым улучшить качество готовой продукции, значительно снизить энергозатраты и себестоимость получаемых в дальнейшем готовых продуктов, Кроме того, содержание взвесей в получаемом сусле не превышает 20 г/дм, 3

Поставленная цель достигается тем, что по предлагаемому способу прессование осуществляют непрерывно-циклически, длительность каждого цикла не превышает

5 с; повышение давления в процессе прессования во времени постоянно и не превышает 0,01 МПа, а между циклами давление сбрасывают до нормального прирост давления в,процессе прессования создается за счет электрических разрядов в жидкости с частотой 10...600 Гц при мощности

10...100 кВт; при этом прессование ведут до образования слоя мезги толщиной не более

25 мм, а максимальное удельное давление прессования составляет 0,2...0,8 МПа, Способ осуществляют следующим образом.

Виноград сорта Ркацители ручной или комбайновой уборки непрерывно разгружают иэ транспортных контейнеров емкостью

3...3,5 т в приемный бункер пресса, из которого он поступает в полость прессования, равномерно распределяясь между прессую-. щими поверхностями слоями с размерами

2,5х0,25x1;6 м. При взаимном перемещении прессующих поверхностей навстречу друг другу давление прессуемой массы постоянно возрастает во времени на 0,01 МПа и доводится до 0,5 МПа, Повышение давления на прессуемую массу достигается в результате произведенных электрических разрядов в водопроводной воде с частотой

180 Гц в герметической емкости, снабженной штоком и предохранительным перепускным клапаном. При достижении удельного давления прессования 0,5 МПа оно сбрасывается и далее происходит обратное перемещение полых перфорированных прессующих элементов и роста прессующего давления на массу винограда до 0,5 МПа, Полые перфорированные прессующие элементы работают попарно- синхранна, Частотное повышение давления на массу винограда и его вибрационное прессование при помощи полых перфорированных с разветвленной пористой поверхностью элементов, позволяет получить необходимую степень отжатия мезги и влажность выжимок до 60...65% и достижения толщины слоя отжатой массы 25 мм, При этом получают 55„,60 дал высококачественного сусла из 1 т винограда при мощности прессования 15 кВт, 1751188

Прессование винограда при помощи частотных разрядов малой мощности, которые кроме плавного вибрационного и равномерного повышения давления на прессующие элементы приводят одновременно и к возникновению интенсивных гидродинамических возмущений. Последние приводят к вибрации рабочих органов (полых перфорированных прессующих элементов), которые заметно влияют на ускорение и увеличение выхода сусла из винограда, улучшают ее качество. Улучшение качества сусла происходит за счет интенсивных вибраций, которые снижают вязкость сусла и способствуют ее выходу с минимальным содержанием взвесей, так как скорость распространения ударных волн равна порядка

1400.„1500 м/с. Это способствует передвижению взвесей сусла и мезги наверх по поверхности рабочих органов, чем предотвращается забивание перфорации и позволяет получить сусло с содержэнйем взвесей не более 15...20 г/рм, что в 2 раза з меньше, чем у существующих прессов.

Под влиянием вибраций дробленная прессущая масса приобретает большую подвижность и ее вязкость значительно понижается (до 90 и более раэ), что позволяет вести процесс прессования при эьгачительно пониженных давлениях (0,2...0,8 МПа).

Кроме того, под воздействием вибрационного давления происходит превращение физически связанного сусла в освобожденное в результате разрушения ячеек клеток, в которых заключено сусло и каркаса твердой фазы.

После вибрационного прессования обработанная масса винограда по своим свойствам приближается к капиллярно-пористым телам, что позволяет извлечь дополнительно повышенное количество сусла прй последующем допрессовании дроблен ной и прессованной массы на других прессах непрерывного действия, например на прессах марки Т1-В ПО-20А. При достижении давления на рабочих органах 0,5...0,8 МПэ (в зависимости от характеристик прессующего сырья), оно сбрасывается до нормального и затем снова начинает повышаться, но только с обратным воздействием на рабочие органы (фиг..1) до максимально установленного и снова сбрасывается до нормального. Такой режим работы устройства позволяет значительно сократить число циклов прессования сырья, достигать толщину прессованного слоя в пределах

25 мм и получить 55.„60 дал высококачественного сусла из 1 т сырья.

Предлагаемое устройство для осуществления такого способа, содержащее загрузочный бункер, корпус, образованный двумя вертикальными и двумя наклонными поверхностями, установленные в корпусе с возможностью перемещения-(качания) перфорированные прессущие элементы, суслосборник и привод, включающий повышающий трансформатор, высоковольтный выпрямитель, коммутирующее устройство, технологический узел, импульсный

10 конденсатор, сбрасыватель давления, поршень и шток; при этом полые перфорированные прессующие. поверхности выполнены из простой нержавеющей стали и имеет форму множества пирамид с возрастающими вершинами снизу вверх, а угол наклона между крайними образующими пирамид колеблется от 10 до 60О; пирамиды на противоположенных прессующих элементах расположены в шахматном порядке, между корпусом и крайними наклонными

20 перфорированными прессующими элементами имеется зазор, вдбль продбльной оси корпуса расположены валы, а перфорированные прессующие элементы закреплены

25 на валах с возможностью качания, при этом последние размещены вдоль наклонных стенок корпуса, смонтированы с возможно= стью регулирования угла их наклона.

На фиг. 1 изображено предлагаемое ус30 тройство для осуществления способа, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А нэ фиг; 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг, 1; на фиг. 4 — вид В на фиг. 1 (прессующие поверхности); на фиг. 5 — принципиальная схема и устройство электрогидравлического привода, Устройство выполнено из корпуса, об35 разовэнного двумя вертикальными и двумя наклонными поверхностями 1 и 2. сходящимися в нижней части и образующими выгру40 зочные окна 3, двух вертикальных 4 и двух наклонных качающихся перфорированных прессующих элементов 5, двух качающихся элементы установлены на валах-шарнирах, своими нижними частями продольных концов, суслосборника 9, двух транспортирующих шнеков 10, валов-шарниров 11, из которыхтри полые, перфорированные прес50 сущие поверхности и электрогидравлического привода. Перфорированные поверхности выполнены в виде пирамид.из пористой нержавеющей стали, Электрогидравлический привод в свою очередь состоит

55 из повышающего трансформатора 12, высоковольтного выпрямителя 13, коммутирующего устройства 14, технологического узла

15, импульсного конденсатора 16, сбрасывателя давления — предохранителя 17, пор6 и 7 и одной 8 неподвижной полых перфо45 рированных поверхностей, качающиеся

1751188 шня 18, пружины 19, штока 20 и прессующей плиты 21, Устройство работает следующим образом.

Целые гроздья винограда или ягоды ма- 5 шинной уборки падают в загрузочный бункер. устройства (пресса) и заполняют ими полости по обе стороны полых качающихся перфорированных прессующих поверхностей 6 и 7, При повороте прессующих пер- 10 форированных элементов 5 и 6, а также 5 и7 на валах-шарнирах 11 навстречу друг другу виноград, находящийся в этих полостях, подвергаются сжатию, после завершения сжатия качающиеся перфорированные по- 15 верхности 5 и 6, а также 5 и 7 изменяют

: направление движения и полые качающиеся перфорированные поверхности 6 и 7 сжимают виноград в клиновых полостях между полыми перфорированными элементами 6 и 20

8, 7 и 8, затем процесс повторяется сначала.

Вышедшая из рабочей зоны отжатая масса опускается под действием сил тяжести нэ транспортирующие шнеки 10, которые перемещают ее непрерывно на 25 дальнейшую переработку, например нэ допрессование. При непрерывно-циклической работе перфорированных прессующих поверхностей 5, 6 и 7 транспортирующие шнеки 10 находятся постоянно полностью 30 загруженными.

Сусло собирается в общий суслосборник 9 через три полых. установленных в нижней части полых перфорированных элемента 6, 7 и 8 валов-шарниров 11 и зазо- 35 ры, образованные между поверхностями корпуса 2 и качающимися прессующими перфорированными элементами 5. Форма перфорированных поверхностей в виде множества пирамид с возрастающей высо- 40 той пирамид снизу вверх и их взаимное расположение на противоположных поверхностях в шахматном порядке позволяет им самоочищаться в процессе работы за счет угла наклона пирамид и, как следст- 45 вие, минимальной силы трения. а также перелопачивать отжатую массу, нарушая и разрушая ее силы сцепления при помощи вершин пирамид, которые при отходе прессующих стен играют роль вил, сквозь и меж- 50 ду которых-опускается под действием сил тяжести отжатая масса.

Регулирование степени отжатия дробленой массы винограда и распределения давления вдоль потока производят измене- 55 нием угла поворота качающихся перфорированных поверхностей 5, 6 и 7, а также при помощи электрогидравлического привода, принципиальная схема и устройство которого показано на фиг. 5. Частота и давление виброимпульсного прессования регулируется при помощи источников импульсных нэгоузок —. генераторов импульсного тока мощностью 10 — 100 кВт и частотой импульса 1-600 Гц, имеющие КПД 0,9;

Рост давления и вибропрессование винограда осуществляется следующим образом, От сети с напряжением 380 В и частотой 50 Гц электрический ток подается на повышающий трансформатор 12, где напря-. жение доводится до 1000 и более вольт, Полученный переменный электрический ток выпрямляется в высоковольтном выпрямителе 13, откуда через коммутирующее устройство 14 и импульсный конденсатор 16 подается на электроды, расположенные в технологическом узле 15, Здесь, в водной среде, происходят электрические разряды, в результате имеет место постепенный частотный рост давления жидкой среды, которая направлена в сторону поршня 18 и перемещает его, Связанный с поршнем 18 шток 20 перемещает в свою очередь и рессующую перфорированную качающуюся поверхность 21 (поверхности 5, 6 и 7),:

Мощность и частота импульса регулируются при помощи импульсного конденсатора 16, его емкостью и частотой разряда. Частота . электрических разрядов в технологическом узле 15 приводит к частотному росту давления прессования и вибропрессованию. При достижении нужной удельной величины прессования, например 0,5 МПа, и требуемой толщины прессованного слоя, например 25 мм, срабатывает сбрэсыватель давления — предохранитель 17, который снижает давление до нормального. Пружина l9 приводит поршень l8 в исходное положение, а связанный с поршнем 18 шток 20 в свою очередь приводит в исходное положение перфорированную прессованную поверхность 21 и процесс повторяется. Для полых качающихся перфорированных поверхностей 6 и 7 установлены парные технологические узлы 15 со всеми деталями, работающие в противоположные стороны поочередно.

Формула изобретения

1, Способ извлечения сусла из растительного сырья путем воздействия на прессуемую массу давлением периодически в. несколько циклов и сбрасывания его между циклами, при этом давление прессования в каждом последующем цикле увеличивают, отличающийся тем. что, с целью интенсификации процесса прессования, повышения выхода и качества сока, в каждом цикле прессование осуществляют импульсами, создаваемыми электрическими разря1751188.10 дами частотой 1-600 Гц и мощностью 10100 кВт, при этом прирост давления в каждом импульсе каждого из циклов постоянный и не превышает 0,01 МПа, максимальное давление прессования составляет 0,050 — 0,080 МПа, а прессование ведутдо образования слоя мезги не более 25 мм, 2, Способ по и. 1, отличающийся тем, длительность каждого цикла не превы- шает 5 с.

3. Устройство для извлечения сусла из растительного сырья, содержащее корпус., образованный двумя вертикальными и двумя наклонными стенкамй, суслосборник, размещенный в корпусе полый перфорированный элемент, перфорированные пластины, установленнйе вдоль наклонных стенок корпуса с возможностью регулирования угла их наклона, отлич а ю щее с ятем",что, с целью интенСификации процесса прессования, повышения выхода и качества сусла;

= оно снабжено дополнительными полыми перфорированными прессующими лопастя5 ми, установленными между. прессующим элементом и перфорированными пластинами, при этом поверхности прессующего элемента, лопастей и перфорированных пластин выполнены профилированными в

10 виде пирамид, размещенных с образованием между ними клиновых пространств, при этом высота пирбй ид" увелйчивается Снизу вверх, угол наКлойа боковой поверхности пирамид к ее основайию составляет 10 — 60, 15 а вершина пирамиды одной из прессующих поверхностей расположена напротив впадины, образуемой смежными пирамидами противоположной прессующей поверхности. лл

1751188

Составитель И. Панашеску

Техред M.Ìoðt åíòàë Корректор Н. Король

Редактор Н. Швыдкая

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул. Гагарина, 101

Заказ 2664 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5