Способ сортировки плодов и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для гидравлической сортировки плодов. Сущность изобретения: устройство для сортирования плодов включает загрузку плодов в гидроемкость, выполненную в виде ванны, заполненную рабочей средой с полностью менее единицы. Для транспортирования плодов ванна снабжена гидроструйной установкой. Ванна разделена на два отсека вдоль движения в ней плодов. Один из которых, заполнен рабочей жидкой средой, а в другом создается эмульсионная среда с плотностью, уменьшающейся по направлению транспортирования плодов. Отсек с эмульсионной средой содержит по крайней мере одну продольно размещенную секцию. Изменение плотности эмульсионной среды осуществляют путем пропускания газа через эмульсионные плиты 10, размещенные в днище каждой секции эмульсионного отсека. Для эмульсирования жидкой среды используют растворимые в ней нетоксичные газы. Эмульсионные плиты связаны посредством вентилей с пневмосистемой. Каждая секция имеет наклонную сетчатую горку для скатывания оседающих на дно ванны плодов. В верхней части каждой секции закреплена шторка, служащая для отделения последних от отсека с рабочей жидкой средой. Для отвода плодов из отсека с рабочей жидкой средой устройство содержит погружные скребковые конвейры. Устойчивость гидрогазовой эмульсии обеспечивается добавлением в последнюю пищевого связующего вещества. 2 с.и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может применяться для гидравлической сортировки плодов.

Известен способ сортировки плодов, включающий загрузку этих плодов в гидроемкость и разделение их на две фракции по удельному весу посредством погружения в жидкую среду.

Недостатком указанного способа является использование ректифицированного спирта в смеси с водой в отношении 83,8 об.%, удельный вес которой неизменный и лежит в пределах 0,85, а емкость для разделения указанных плодов предназначена лишь для лабораторных исследований.

Целью изобретения является сохранность плодов, сокращение потерь от собранного урожая, повышение качества сортировки и разделение плодов на фракции по срокам хранения.

Указанная цель достигается тем, что способ разделения плодов на фракции (партии) по срокам хранения осуществляют посредством изменения плотности жидкой среды в направлении перемещения в полости ванны несортированных плодов, при этом плотность среды меняют путем эмульсирования рабочей жидкости газом различной плотности, а для получения устойчивой гидрогазовой эмульсии в рабочую среду добавляют пищевое связующее вещество, например патоку, для получения устойчивой гидрогазовой эмульсии, с заданным удельным весом. Для эмульсирования жидкости используют нетоксичные, в том числе растворимые сжатые газы.

Устройство для осуществления способа сортировки плодов включает в себя корпус в виде сортировочной ванны, заполненной гидросредой, разделенной по меньшей мере на две секции, и загрузочный бункер, при этом одна из секций, связанная с загрузочным бункером, выполняет функцию сортировочной, изготовлена удлиненной формы, разделена на отсеки и содержит в конце отгрузочный конвейер для удаления из полости сортировочной ванны некондиционных плодов на переработку. Каждый из указанных отсеков в основании (по ширине секции) содержит дисперсные плиты для создания столба гидроэмульсии заданной плотности и связаны посредством вентилей - пневморегуляторов с системой нагнетания сжатого газа. Эмульсионная и разгрузочная емкости ванны разделены между собой продольной шторкой, первая из которых содержит наклонные сетчатые горки, взаимодействующие с окнами указанных шторок. В полости дисперсных плит подают сжатый газ, который, пройдя микропоры массы дисперсной плиты, эмульсирует жидкость мельчайшими газовыми пузырьками, уменьшая ее плотность. В зависимости от изменяемого кранами давления в полостях дисперсных плит изменяют эмульсионность жидкости (и ее удельный вес), причем уменьшение плотности гидроэмульсионной среды осуществляют в направлении перемещения плодов периодически, (ступенчато), по отсекам в сторону от загрузочного бункера.

При размещении перемещающихся (по поверхности эмульсии) несортированных плодов над отсеком с меньшим удельным весом указанным эмульсии, чем плотность плодов, последние в этой эмульсии тонут, ложатся на наклонную сетчатую горку и скатываются в отгрузочный отсек, заполненный жидкостью, с большим удельным весом, чем удельный вес плодов, в результате последние вытесняются жидкостью на поверхность водоема под нижнюю ветвь разгрузочного конвейера и выводятся из подводного положения на просушку и упаковку для длительного хранения. При этом каждый эмульсионный отсек сортировочной секции строго запрограммирован на соответствующий удельный вес плодов, а каждая фракция отсортированных плодов (по заданному удельному весу) характеризуется продолжительностью хранения при постоянном режиме (постоянной влажности, например, 90%, и стабильной температуре - +2^о), в результате, основываясь на продолжительных опытах, легко прогнозировать, какой срок предпочтительно сохранять плоды при хранении, чтобы избежать их порчи.

Плоды, не утонувшие в эмульсии по пути следования вдоль всей ванны, считаются некондиционными и отгрузочным конвейером в конце ванны удаляются на переработку.

На фиг.1 изображено устройство, осуществляющее способ сортировки плодов в эмульсии переменной плотности; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - линия пневмопросушки отсортированных плодов перед их упаковкой для длительного хранения.

Устройство для осуществления способа сортировки плодов (фиг.1) содержит корпус 1 в виде гидроемкости удлиненной формы, оснащенной загрузочным бункером 2 и нагнетающими гидросоплами 3, оттесняющими плоды из зоны 4 их загрузки в ванну 5 по поверхности жидкости в направлении стрелок 6 посредством гидронасоса 7 (фиг.2). Указанная ванна 5 (фиг.1) включает в себя эмульсионные столбы жидкости 8, 9, 10 и 11, образованные дисперсными плитами 12, закрепленными в основании каждого отсека ванны (см. фиг.2), в полостях которых вмонтированы сетчатого вида газопроводы 13, перекрываемые кранами 14, 15, 16 и 17 (фиг. 1), регулирующими давление сжатого газа в дисперсных плитах 12, при взаимодействии с центральным пневмопроводом 18, перемещающим газ в направлении стрелки 19. Ширина каждой дисперсной плиты 12 соответствует ширине 20 ванны 5 (фиг.2), а в конце указанной ванны размещен конвейер 21 (фиг. 1), предназначенный для удаления из полости сортировочного отдела некондиционной фракции плодов на переработку.

Гидросреда устройства разделена на две секции шторкой 22 (фиг.2), простирающейся вдоль всей ванны, под которой закреплены сетчатые горки 23 (фиг. 1, 2), направляющие плоды 24 (из отсека 8 через окна 25) в положение 26, в котором каждый плод, помещенный в плотную гидросреду, вытесняется ею по траектории 27 в положение 28 и удаляется из подводной зоны в направлении стрелки 29 нижним крылом наклонного конвейера 30, затем по поверхности жидкости по стрелке 31, конвейером 32 и 33 (фиг.2 и 3) плоды направляют в зону пневмосушилок 34 и (по стрелке 35) - на упаковку и длительное хранение. При этом указанные конвейеры 32 и 30 размещены в каждом отсеке разгрузочной емкости и принимают рассортированные плоды от гидрофакелов 36, подаваемых по стрелке 37 гидросоплами 38, а само устройство для осуществления способа сортировки плодов содержит пневмоустановку 39 (фиг.1).

Во избежание травмирования плодов шторка 22 (фиг.2) содержит эластичные подушки 40. Полость 41 корпуса соединена с эмульсионной ванной 5 (фиг.1, 2) и содержит сортирующую жидкость, размещенную по уровню 42. Каждый из отсеков 43 (фиг.1) отделен от соседнего плоскостью 44, не доходящей до уровня 42 на 10-12 см для свободного прохода плодов вдоль сортировочного отсека и всей сортировочной секции. Что касается наружной части корпуса, то последний содержит опоры 45, устанавливаемые на твердое основание.

Работает устройство, осуществляющее способ сортировки плодов, так: в зону 4 бункера 2 (фиг.1) загружают несортированные (плавающие на воде) плоды и гидросоплами 3 (действующими от насоса 7) перемещают их по стрелке 6 вдоль ванны 5 корпуса 1. При этом предварительно запускают в действие пневмоэмульсионную установку, для чего пневмонасосом 39 в направлении стрелки 19 подают сжатый воздух атмосферы в пневмопровод 18, связанный посредством кранов 14, 15, 16 и 17 с дисперсными плитами 12, выполненными по ширине 20 ванны и спеченными по специальной технологии в виде микропористой массы, в теле которой закреплены сетчатые газопроводы 13.

При регулируемой подаче сжатого газа в пористую массу дисперсных плит над каждой из них (отделенных друг от друга плоскостями 44, фиг.1) в жидкости (с уровнем 42) поднимается масса мельчайших пузырьков сжатого газа, понижающих плотность этой гидросреды. В этом случае в массе дисперсных плит 12 (фиг.2) давление газа регулируют так, что удельный вес каждого эмульсионного столба (8, 9, 10 и 11) по мере перемещения плодов 24 (фиг.1) в направлении стрелки 6 уменьшается (ступенчато) над каждым отсеком (например: 0,90; 0,85; 0,80; 0,75; 0,70 и т.п., или в ином сочетании). В том отсеке (с наперед заданным удельным весом эмульсии), где плотность плодов выше, чем у рабочей жидкости, последние тонут, ложатся на наклонную сетчатую горку 23 (фиг.2), проходят через окно 25 и скатываются за пределы разделяемой шторки 22, где жидкость не эмульсирована и обладает удельным весом большим, чем плотность плодов, в результате эти плоды вытесняются жидкостью из положения 26 по траектории 27 в положение 28 и по стрелкам 29 и 31 конвейерами 32 и 33 (фиг.2, 3) направляются в зону просушки 34 и по стрелке 35 - на упаковку для длительного хранения. Во избежание травмирования плодов нижнюю часть шторок 22 (фиг.2) оборудуют эластичными подушками 40, а корпус 1 закрепляют на опорах 45, размещаемых на жестком основании. Что касается конвейеров 30 и 32, то они размещены против каждого эмульсионного отсека во всех сортировочных отсеках попарно.

Характерной особенностью способа сортировки плодов (плавающих на поверхности воды), например, яблок является разделение их на партии (фракции) по удельному весу. При этом указанное разделение плодов проводят посредством секционного чередования плотности жидкой среды, ступенчато понижающейся по направлению от загрузочного бункера 2 (фиг.1) к концевому отгрузочному конвейеру 21. Понижение плотности рабочей гидросреды осуществляют эмульсированием столбов жидкости, размещенных в отсеках сортировочной секции над дисперсными плитами, которые (при подаче в их полости сжатого газа под давлением) извергают в массу жидкости мельчайшие пузырьки сжатого газа, которые, связываясь на некоторое время с указанной жидкостью в виде эмульсии, уменьшают ее плотность. Уменьшение плотности эмульсии осуществляют по направлению перемещения плодов (по поверхности жидкости), которые держатся на ее поверхности до тех пор, пока плотность эмульсии над каким-то из отсеков не окажется меньшей, чем плотность массы самих плодов. Тогда последние в такой эмульсии тонут, скатываются по наклонной горке и оказываются за шторкой в неэмульсированной жидкости ванны, которая, обладая большей плотностью, чем плоды, вытесняет их в направлении поверхности жидкости и помещает под нижнюю ветвь эластичного конвейера, транспортирующего их в направлении системы просушки и упаковки.

Следует отметить, что изменение плотности жидкости по отсекам, над которыми по поверхности эмульсии перемещаются плоды в одном направлении, значительно удешевляет процесс сортировки, повышает ее качество и главное - разделяет плоды по срокам их хранения, ибо каждая партия указанных плодов характеризуется одинаковыми характерными свойствами; равной сочностью мякоти, одинаковой структурой клетчатки, отсутствием газовоздушных включений, одинаковой массой каждого кубического сантиметра плода и равным отношением указанной массы к ее объему, чем собственно и характеризуется одинаковый удельный вес плодов одной партии. При таком совпадении большого числа характерных черт плодов обеспечивается и одинаковый срок их хранения, так как химические процессы, образуемые в мякоти плодов в период их хранения, проходят за одно и то же время и одним и тем же путем. (Касается плодов преимущественно одного сорта). В результате, при равных условиях хранения каждая партия, отличающаяся от других партией своим удельным весом, опытным путем покажет свой срок сохранности, остающийся стабильным при многократном исследовании. Значит, достаточно знать удельный вес партии плодов, чтобы определить максимальный срок их хранения и, не дожидаясь начала их порчи, использовать по назначению, не допустив их порчу при длительность хранении. Вместе с тем опытным путем установлено, что ускоренной порче подвергаются плоды с низким удельным весом (обладающим рыхлой, несочной тканью, забродившими "синяками" от ударов при небрежном съеме и концентрацией под коркой углекислотногазовых включений, больших воздушных пазух в зоне семядолей и т. п. Поэтому целенаправленная концентрация низкосортных и некачественных плодов в одной некондиционной партии исключает их рассредоточение по всей массе хранящегося урожая, чем, с одной стороны, исключается порча здоровых плодов, находящихся в контакте с больными, а с другой - обеспечивается сохранность потенциально непригодных для хранения плодов для их целенаправленной переработки на соки, повидла, джемы, вина и т.п., исключая их порчу, как непригодных для длительного хранения, чем создаются благоприятные условия полной сохранности снятого урожая.

Что касается дисперсных плит, ступенчато изменяющих плотность рабочей среды в отсеках по мере перемещения плодов по поверхности эмульсии, то, изменяя в сетчатых воздуховодах пористой массы дисперсных плит давление сжатого газа, уменьшают (или увеличивают) число газовых включений в массе столба жидкости, вытесняющих воду и изменяющих отношение ее массы к объему, чем легко достигается регулирование удельного веса рабочей среды в отдельно взятом отсеке, а удельный вес рабочей эмульсии меняют ступенчато, уменьшая ее плотность в направлении, перемещения несортированных плодов в сторону от загрузочного бункера.

Для уменьшения расхода сжатого воздуха, применяемого для эмульсирования жидкости, а также исключения соединения пузырьков сжатого газа в массе жидкости и лучшего их связывания с рабочей средой, последнюю смешивают с пищевым связующим веществом, с помощью которого получают устойчивую гидрогазовую эмульсию, с наперед заданным удельным весом, а для эмульсирования жидкой среды используют нетоксичные, в том числе растворимые в пищевой воде сжатые газы. Ступенчатое же уменьшение плотности рабочей эмульсированной среды по направлению перемещения несортированных плодов (от максимально большого удельного веса в первом отсеке - к наименьшему в последнем) обеспечивает возможность их погружения в эмульсионный состав и осаждение в направлении сетчатых горок лишь в том отсеке, где плотность эмульсии ниже, чем удельный вес указанных плодов.

Характерно, что плотность рабочей среды в отсеках разгрузочной секции выше по номиналу, чем плотность эмульсии в каждом из отсеков сортировочной секции, что дает возможность вытеснять отсортированные плоды, "поднырнувшие" под шторкой, на поверхность водоема. В разгрузочных же отсеках (во всех, без исключения) плотность рабочей пищевой жидкости (в рабочем режиме) остается неизменной.

Следует сказать, что рабочая жидкость в эмульсионной и разгрузочной секциях одна и та же, выполняет свои функции в циркулирующей, замкнутой системе и лишь посредством эмульсирования меняет свою плотность на высоту гидравлического столба, размещенного над плоскостью дисперсной плиты отдельно взятого сортировочного отсека. При этом после выхода газа из массы каждого кубического сантиметра рабочей жидкости, плотность ее восстанавливается до исходной.

Что касается наклонных сетчатых горок, то их плоскости наклонены в направлении разгрузочных отсеков и выполнены из сетки, не препятствующей перемещению газовых пузырьков от поверхности дисперсной плиты на поверхность водоема, а разделяющие стенки отсеков сортировочной и разгрузочной секций попарно размещены в одной плоскости и симметрично размещаются по обе стороны разделяющей их шторки.

Формула изобретения

СПОСОБ СОРТИРОВКИ ПЛОДОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.

1. Способ сортировки плодов, включающий загрузку плодов в гидроемкость и разделение их на фракции по плотности посредством погружения в жидкую среду, имеющую плотность менее единицы, отличающийся тем, что, с целью сохранности плодов, повышения качества сортировки и разделения на фракции по срокам хранения, гидроемкость разделена продольно на две секции, сортировочную и разгрузочную, каждая из которых разделена по крайней мере на два отсека, при этом разделение плодов производят при помощи изменяющей плотность жидкой среды в отсеках сортировочной секции, а в качестве жидкой среды в последней используют гидрогазоэмульсию.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменение плотности жидкой среды в сортировочной секции осуществляют ступенчато по отсекам с уменьшением в направлении их перемещения от загрузки.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что, с целью стабилизации плотности эмульсии и устойчивого соединения газа с жидкой средой, в последнюю добавляют пищевое связующее вещество, например патоку, для получения устойчивой гидрогазовой эмульсии с заданной плотностью.

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что изменение плотности гидроэмульсионной среды в каждом из отсеков осуществляют действием сжатого газа различной плотности.

5. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что для эмульсирования жидкой среды используют нетоксичные, в том числе растворимые в жидкой среде газы.

6. Устройство для сортировки плодов, включающее корпус в виде ванны, заполненной жидкой средой, отличающееся тем, что, с целью сохранности плодов, повышения качества их сортировки и разделения на фракции по срокам хранения, оно содержит загрузочный бункер, скребковые конвейеры для отвода плодов из ванны с жидкой средой, дисперсные плиты, пневмосистему газа с вентилями-пневморегуляторами для создания гидрогазовой эмульсии необходимой плотности и шторки, при этом ванна продольно разделена на две секции, сортировочную, удлиненной формы, соединенную с загрузочным бункером и имеющую в конце разгрузочный конвейер для удаления некондиционной фракции плодов, и разгрузочную, каждая из которых разделена по крайней мере на два отсека, при этом дисперсные плиты размещены в основании отсеков сортировочной секции, соединены с пневмосистемой газа для создания гидроэмульсионной среды и выполнены микропористыми, сортировочная секция заполнена по отсекам гидроэмульсионной средой ступенчато уменьшающейся плотности и соединена посредством шторки с разгрузочной секцией, шторка закреплена в верхней части каждого из сортировочных отсеков, размещена вдоль сортировочной секции и отделяет ее от разгрузочной, шторки имеют окна, соединяющие сортировочные и разгрузочные отсеки, причем в каждом из сортировочных отсеков закреплены наклонные сетчатые горки для скатывания оседающих на дно ванны плодов, скребковые конвейеры размещены в разгрузочных отсеках, наклонены в направлении сетчатых горок и служат для отвода отсортированных плодов из ванны нижней рабочей ветвью, погруженной в жидкую среду.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что плотность жидкой среды в отсеках разгрузочной секции выше, чем плотность гидрогазовой эмульсии в каждом из отсеков сортировочной секции.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что плотность жидкой среды разгрузочной секции в рабочем режиме одинакова во всех отсеках.

9. Устройство по п.5, отличающееся тем, что сетчатые горки наклонены в сторону разгрузочных отсеков.

10. Устройство по п.5, отличающееся тем, что стенки отсеков сортировочной и разгрузочной секций попарно размещены в одной плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3