Протирочная машина

 

Использование: изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве консервов. Сущность изобретения состоит в том, что протирочная машина дополнительно снабжена ситовым барабаном, транспортирующим элементом для вывода клетчатки из него, выполненным, например, в виде закрепленных не менее чем на одном стержне рядом плужков, установленных с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью ситового барабана. 13 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано при производстве консервов, в общепите, в быту при приготовлении пищи.

Известна машина для получения сока (бытовая соковыжималка), содержащая вертикальный вал, на торце которого закреплен диск с насечками и ситовый барабан. На корпусе имеется съемный сборник, установленный так, что дно его расположено ниже барабана, а верх выше перфорации, но ниже верхнего торца. Сверху сборник накрыт крышкой, в которой выполнен вертикальный канал, не соосный валу. Канал оканчивается перед диском с насечками так, что остается зазор 1-3 мм. На крышке установлен с возможностью поворота стержень с наклонными плужками, установленными с регулируемым зазором относительно внутренней поверхности барабана. Заходный торец каждого плужка расположен ниже верхней точки нижележащего. Против верхнего плужка в крышке выполнен канал по направлению вращения барабана касательно к нему. Стержень с плужками и барабан представляют собой своего рода шнек с неподвижными лопастями.

Выделение сока происходит следующим образом. Овощи, нарезанные предварительно так, чтобы они беспрепятственно проходили канал в крышке, загружают в него. Овощи истираются насечками на быстровращающемся диске. Отрываемые диском кусочки центробежными силами отбрасываются на ситчатый барабан. Сок отжимается, проходит сквозь отверстия барабана и собирается в сборнике, выжимки собираются на внутренней поверхности барабана. Время от времени стержень с плужками поворачивают, приближая их к барабану и накапливающиеся на внутренней поверхности барабана отжатые кусочки поднимаются с плужка на плужок и выбрасываются центробежной силой по каналу для вывода клетчатки над верхними торцами барабана и сборника.

Однако не весь содержащийся в овощах сок отделяется в машине. Так как размер кусочков не регулируется, то механический плазмолиз не гарантирует разрушения всех клеток. Если отрываются кусочки большего размера чем овощные клетки, центробежная сила может не разрушить такую клетку и содержащийся в ней сок идет в отходы. Кусочки, остающиеся после отделения сока, состоят из клетчатки в виде клеточных мембран и одеревеневшей. Они могут быть больших размеров или иметь заостренные края. Такие кусочки безвредны в пище здорового человека, но могут травмировать пищеварительный тракт больного или ребенка. В машине не производят смешивание кусочков с соком. В ней невозможно отделить одеревяневшую, грубую, твердую от пригодной в пищу любому человеку. Вместе с тем имеются многочисленные рекомендации о благотворности насыщения пищи волокнами размятой, измельченной клетчатки.

Производительность машины ограничивает торцевая терочная поверхность вследствие зависимости скорости истирания от радиуса.

Известна протирочная машина, на которой можно получать сок с мякотью, содержащая вращающийся вал с бичами, помещенный в перфорированный барабан, вращающийся в противоположную сторону [4] Барабан может быть составлен из колец с образованием каналов.

Однако для получения сока необходимо составлять агрегат из нескольких машин, так как через перфорацию барабана проходит и сок, и остатки клетчатки. Агрегат комплектуют насосом и очищаемым фильтром или центрифугой, на которых от сока отделяется вся клетчатка. Это усложняет конструкцию, повышает потребление энергии, а получаемый продукт не имеет оптимальный для здоровья состав, так как часть необходимых человеку балластных веществ уходит в отходы.

При использовании протирочной машины получают пюреобразные продукты с избытком балластных веществ, которые перегружают работу кишечника ослабленного, больного человека или маленького ребенка. Медицина рекомендует узкие пределы оптимальных для разных групп населения соотношений питательных и балластных составляющих пищи и нарушение этих рекомендаций осложняет работу кишечника и может привести к различным заболеваниям. Соблюдение же их оказывает сильный терапевтический и профилактический эффект.

Вращающиеся в противоположных направлениях бичи и барабан выполнены не идеально и возникающая при изготовлении несоосность вызывает неравномерный износ. По этой же причине необходимо обеспечить гарантированный зазор между бичем и барабаном. А чем больше зазор, тем в меньшей мере наблюдается гомогенизация продукта. Чем в большей мере гомогенизирован продукт, тем больше он пригоден для детского, лечебного и диетического питания. Необходимость использования нескольких машин для получения сока в промышленных условиях (объемах) снижает надежность, так как в машинах, установленных последовательно, отказ любой вызывает остановку всей линии и снижает ее производительность (вследствие остановок уменьшается количество перерабатываемого сырья). Несколько машин сложнее в обслуживании и ремонте. Поэтому часто для получения сока пользуются одним прессом, который много сложней чем протирочная машина, но проще линии, составленной на ее основе.

Цель изобретения получение пищевых продуктов с оптимальными для здоровья человека свойствами для лечебного, диетического, детского и профилактического питания, снижение отходов, уменьшение трудоемкости изготовления и энергозатрат, повышение производительности, удобства обслуживания и надежности.

Для достижения поставленной цели в протирочной машине, содержащей привод, корпус, в камере сборнике которого установлены перфорированный барабан и бичи с возможностью вращения в противоположных направлениях посредством привода, и канал для вывода отходов, привод выполнен таким образом, что передаточное отношение элементов, передающих вращение бичам и перфорированному барабану, выражается, преимущественно, соотношением простых чисел либо бичи и перфорированный барабан приводятся от разных двигателей.

Привод обеспечивает возможность передачи движения бичам и перфорированному барабану отдельно, например связанные с ними наборы шестерен расположены так, что не при всяком положении они входят в зацепление.

Передаточное отношение между валом двигателя и бичами, между валом двигателя и перфорированным барабаном может изменяться.

Двигатели, связанные с бичами и с перфорированным барабаном, многоскоростные.

Бич изготовленный из эластичного материала, имеет радиальные надрезы.

Бич составлен из двух пластин, изготовленных из антифрикционного материала, ширина которых меньше внутреннего диаметра перфорированного барабана, в каждой из которых выполнено не менее одного отверстия, не размещенного на оси симметрии, в паре пластин упомянутые отверстия расположены по разные стороны от оси, причем площадь отверстий превышает площадь максимального диаметрального зазора между пластиной и барабаном с учетом поправочного коэффициента, определяемого соотношением квадратов радиусов от оси вала до центра отверстий и до зазора, либо момент инерции сечений надрезов с одной стороны каждой пластины превышает момент инерции сечения на другой стороне более чем на величину момента инерции сечения максимального диаметрального зазора между пластиной и внутренним диаметром перфорированного барабана относительно оси вращения.

Машина дополнительно снабжена ситовым барабаном, транспортирующим элементом для эвакуации отжатой клетчатки, выполненным, например, в виде закрепленных не менее чем на одном стержне рядом плужков, взаимодействующих с внутренней поверхностью ситового барабана, каналом для вывода измельченной клетчатки, расположенным против плужков, направление которого совпадает с направлением касательной к выступающей над сборником верхней точке ситового барабана, находящейся против плужка, в направлении подъема плужков, а перфорированный и ситовый барабаны соединены жестко.

Машина снабжена связанным со сборником регулируемым шибером, установленным в канале для вывода измельченной клетчатки.

Машина дополнительно снабжена измельчителем, например ножами и ограничителями, установленными на бичах или торце барабана, и направляющими, укрепленными на сборнике.

Отверстия в перфорированном барабане превышают по размерам отверстия в ситовом.

Канал для вывода непротертых отходов частично или полностью перекрыт.

Сборник, бичи, перфорированный и ситовый барабаны и другие рабочие органы выполнены сменными и связаны с соответствующими элементами привода так, что извлечение любого из них не разрывает связи с приводом остальных, наборы рабочих органов, отвечающие конкретным особенностям сырья и технологической операции, имеют одинаковые присоединительные и монтажные размеры, а привод выполнен с возможностью прерывать подачу движения на бичи и (или) на барабаны.

Стержень, на котором закреплен ряд плужков, выполнен поворотным с возможностью регулирования зазора между плужками и барабаном, либо машина снабжена рядом стержней, подвижных в осевом направлении, шаг плужков на стержнях выполнен кратным и при этом в одном из положений стержней все плужки лежат в одной плоскости.

Центрифуга, содержащая ситовый барабан, установленный в сборнике с возможностью вращения, и устройство для непрерывного удаления отходов, например закрепленный на стержне ряд плужков, взаимодействующих с внутренней поверхностью барабана, против верхнего из которых находится канал для вывода измельченной клетчатки, снабжена связанным со сборником регулируемым шибером, установленным в канале для вывода измельченной клетчатки.

Центрифуга дополнительно снабжена подъемным стержнем с плужками, размеры которых на стержнях одинаковы, а шаг кратный, причем верхний плужок неподвижно закреплен перед входом в канал для вывода измельченной клетчатки.

Выполнение привода машины таким, чтобы передаточное отношение элементов, передающих вращение бичам и перфорированному барабану, выражалось, преимущественно, соотношением простых чисел способствует более равномерному износу как этих элементов, так и барабана и бичей. Тот же эффект обеспечивается при использовании разных двигателей для привода бичей и перфорированного барабана, так как у каждого двигателя свое число оборотов. Чем меньше износ, тем меньше зазор между бичем и барабаном, тем больше гомогенизация частиц.

Выполнение машины так, что шестерни привода расположены с возможностью передачи движения бичам и перфорированному барабану отдельно, обеспечивает большие удобства при обслуживании, особенно, если привод используется для обслуживания различных рабочих органов, например в кухонном комбайне.

Выполнение машины так, что передаточное отношение между валом двигателя и бичами, между валом двигателя и перфорированным барабаном может изменяться, позволяет подобрать оптимальные для каждого вида сырья и рабочих органов числа оборотов.

Выполнение машины так, что двигатели, связанные с бичами и с перфорированным барабаном, многоскоростные, также позволяет подобрать оптимальные для каждого вида сырья и рабочих органов числа оборотов.

Выполнение машины так, что бич, изготовленный из эластичного материала, имеет радиальные надрезы, позволяет повысить надежность, избегнуть разрушения бича или барабана в случае попадания в машину постороннего предмета. В этом случае эластичный бич отклоняется, не разрушаясь. Посторонний предмет током продукта и силой тяжести уносится ниже и ниже, вызывая отклонения других участков, пока не попадет в канал для вывода грубых отходов. Цельный бич обладает большей инерцией. Поэтому удар его о посторонний предмет сильнее и может вызвать разрушение. Такие бичи также могут быть использованы при переработке косточковых плодов.

Выполнение машины так, что бич составлен из двух пластин, позволяет прижимать каждую из них к барабану с противоположных сторон. При этом отверстия в пластинах создают дисбаланс, обеспечивающий прижим пластины к барабану с каждой стороны, так как в паре пластин упомянутые отверстия расположены по разные стороны оси. Тот же эффект обеспечивается при заданной разности моментов инерции надрезов с каждой стороны пластины. Выполнение каждой из пластин шириной, соизмеримой, но меньшей диаметра барабана, позволяет уравновесить центробежные силы, возникающие при вращении, и уменьшить усилие, с которым пластина прижимается к барабану и, следовательно, силу трения. Изготовление их из антифрикционного материала позволяет уменьшить тепло трения. Уменьшается затрата энергии и улучшается качество в результате исключения локальных перегревов.

Выполнение машины так, что она дополнительно снабжена ситовым барабаном, позволяет использовать ее для получения сока. Транспортирующий элемент для эвакуации клетчатки, выполненный, например, в виде закрепленных не менее чем на одном стержне рядом плужков, взаимодействующих с внутренней поверхностью ситового барабана, каналом для вывода измельченной клетчатки, расположенных против плужков, направление которого совпадает с направлением касательной к выступающей над сборником верхней точке ситового барабана, находящейся против плужка, в направлении подъема плужков, позволяет удалять с ситового барабана протертую клетчатку. Наличие зазора между плужками и ситовым барабаном позволяет использовать накапливающийся в этом зазоре слой отжатого сырья для фильтрации сока. Снабжение дополнительным каналом позволяет выводить протертую, измельченную клетчатку отдельно от грубой, непротертой. Ориентация канала, совпадающим с касательной к ситовому барабану в точке, находящейся против верхнего плужка в направлении подъема плужков, позволяет использовать инерцию отходов для их транспортирования.

Жесткая связь между ситовым и протирочным барабаном позволяет использовать для их вращения один привод. Сокращается расход энергии, так как кинетическая энергия, получаемая частицей при проходе через протирочный барабан, сохраняется при попадании ее на ситовый.

Выполнение машины так, что она снабжена регулируемым шибером, установленным в канале для вывода измельченной клетчатки, который связан со сборником, позволяет регулировать соотношение количеств протертой клетчатки, направляемой на смешение с соком и выбрасываемой из машины. Выполнение канала открытым снизу упрощает конструкцию, так как отходы, натолкнувшись на препятствие (шибер, торцевую стенку), попадают в заданное место под действием силы тяжести. Установка шибера над сборником позволяет части протертой клетчатки падать прямо в него. Перекрытие шибером нижней части канала позволяет наиболее мелким или в наибольшей мере распушенным волокнам клетчатки, которые больше отклоняются от прямолинейного движения, натыкаясь на шибер, падать в сборник. Шибер может быть установлен над желобом для вывода готового продукта. При этом удлиняется путь полета протертой клетчатки и усиливается расслоение ее по размерам. Так как клетчатка, падая в желоб, попадает в ток продукта, то она равномерно смешивается с соком, а не задерживается в сборнике.

Выполнение машины так, что она дополнительно снабжена измельчителем, например, ножами и ограничителями, установленными на бичах или торце барабана, и направляющими, укрепленными на сборнике, сокращает время протирания. Если сырье нарезается ножами на тонкие ломти, то каждый из них протирается намного быстрее, чем целый плод или кусок мяса. Исполнение измельчителя возможно также с использованием зубцов, терок и т.д. В зависимости от удобства конструктивного исполнения ножи могут быть установлены или на бичах, или на перфорированном, или даже на ситовом барабане.

Выполнение отверстий в перфорированном барабане, превышающих по размерам отверстия в ситовом, позволяет получать, при необходимости, сок без мякоти, т.е. расширить сферу применения машины.

Такая машина с успехом может заменить пресс или целую технологическую линию для получения сока. Очевидно, насколько при этом протирочная машина надежней, проще, экономичней и снижает капитальные затраты, так как применение ее уменьшает потребность в производственной площади. Это обстоятельство особенно существенно для небольших перерабатывающих предприятий, размещаемых непосредственно у источников сырья. Мало того, что снижается себестоимость сока, использование машины позволяет получать наряду с традиционными продукты более высокого качества из широко распространенных овощей с твердой структурой, которые с трудом подаются прессованию. Следовательно, технологическое оборудование можно использовать и в период, когда кончаются фрукты и перерабатывать на сырьевых площадках и у хранилищ овощи зимой, а сезон начинать с переработки ранних ягод.

Перекрытие канала вывода непротертых отходов позволяет измельчить до заданного размера, а затем использовать без остатка все поступающее в машину сырье. Если в перекрывающем канал диске имеются отверстия, то создается подпор продукта на стенках перфорированного барабана. Диск может быть выполнен в виде кольца. При этом возрастают центробежные силы в местах контакта частиц сырья и барабана, ускоряющие протирание. В протертый продукт поступает больше клетчатки, которая может использоваться в пищу.

Выполнение машины со сменным сборником, бичами, перфорированным и ситовым барабанами и другими рабочими органами, связанными с соответствующими элементами привода так, что извлечение любого из них не разрывает связи с приводом остальных, выполнение наборов рабочих органов, отвечающих конкретным особенностям сырья и технологической операции, имеющих одинаковые присоединительные и монтажные размеры, выполнение привода с возможностью прерывать подачу движения на бичи и (или) на барабаны, позволяет расширить сферу применения машины, т.е. удобства пользования ей.

Выполнение машины так, что стержень, на котором закреплен ряд плужков, выполнен подвижным, либо снабжение машины рядом стержней, подвижных в осевом направлении, так, что шаг плужков на стержнях кратный и при этом в одном из положений стержней все плужки лежат в одной плоскости, позволяет извлекать из сырья больше сока. При использовании для удаления кусочков с ситового барабана ряда неподвижных плужков, время отжима сока мало, так как не превышает времени, за которое совершается число оборотов барабана, соответствующее количеству плужков. За это столь малое время может не произойти отделение всего сока. Если стержней несколько и они кроме одного подвижны, то можно накапливать отжимаемый продукт на внутренней поверхности ситового барабана, разравнивая его на этом участке удлиненным плужком. При этом плужки на стержнях установлены на одном уровне так, что, когда стержни опущены, отжимаемый продукт не может попасть с плужка на плужок. Когда стержни кратковременно поднимают, кусочки поднимаются с плужка на одном на плужок на другом и поверхность ситового барабана быстро очищается. Чем больше стержней, тем на большей части поверхности ситового барабана можно производить длительный отжим. Такого же эффекта можно добиться, если все плужки закреплены на одном подвижном стержне. Такой стержень вступает во взаимодействие с ситовым барабаном после выдержки.

Разумеется, такая установка регулируемого шибера и стержней с плужками может быть использована в центрифуге.

Суммируя заявляемые признаки, отметим как каждый из них обеспечивает выполнение поставленных целей: получение пищевых продуктов с оптимальными для здоровья человека свойствами для лечебного, диетического, детского и профилактического питания, обуславливается оптимальным соотношением в готовом продукте усваиваемых веществ и балластных (размятых, измельченных в заданный размер волокон клетчатки) и гомогенизацией усваиваемых частиц, протекающей при протирании в малых зазорах бича и перфорированного барабана; снижение отходов является следствием направления части клетчатки в конечный продукт; трудоемкость изготовления уменьшается благодаря совмещению в одной машине процессов измельчения, центрифугирования, дозирования без усложнения привода и исключения устройств для транспортирования сырья от одной машины к другой или исключения прессования; энергозатраты уменьшаются как благодаря сокращению количества машин в линиях, так и благодаря использованию кинетической энергии, полученной частицами в перфорированном барабане, при попадании их на ситовый барабан, а полученной в ситовом барабане для смешивания и транспортирования отходов; повышение производительности достигается оптимизированной для каждого вида сырья конструкцией рабочих органов, а также уменьшением простоев при использовании более простого и надежного оборудования; удобство обслуживания является следствием легкой разборности конструкции, в которой каждый элемент имеет независимую связь с приводом, а рабочие органы в наборах, отвечающих конкретным особенностям сырья, имеют одинаковые присоединительные и монтажные размеры, а также тем, что при выполнении различных технологических операций используется один привод; высокая надежность является следствием простоты машины, а также выполнения привода с передаточным отношением, выражаемым соотношением простых чисел, либо приводом бичей и барабанов от разных двигателей, что обуславливает равномерный износ, уменьшения усилия прижима бича к барабану благодаря выполнению его симметричным относительно оси вращения и нанесения на эластичный бич радиальных надрезов, исключающих поломку при попадании посторонних предметов (высокая надежность позволяет переработать больше сырья, т.е. достигается повышение производительности).

В совокупности решение поставленных целей позволит создать ряд новых машин, обладающих широким набором потребительских свойств, которые в зависимости от размеров и конструктивного исполнения могут найти применение в быту при приготовлении пищи, в общепите, в консервном производстве как на мелких, так и на крупных предприятиях, а также при организации лечебного, диетического, детского и профилактического питания в быту, в здравоохранении и в социальной сфере.

На фиг.1 показан общий вид протирочной машины; на фиг.2 установка ножей измельчителя на бичах и наложенное сечение бичей; на фиг.3 ножи, установленные на барабане, стержней для вывода отходов три (один не показан) и условно показан частично перекрытым канал для вывода грубых отходов; на фиг.4 кинематическая схема протирочной машины, в которой использован один двигатель и можно изменять скорость вращения бичей и барабанов; на фиг.5 кинематическая схема протирочной машины с приводом бича и барабана от разных двигателей; на фиг.6 центрифуга с регулируемым отводом отходов.

В корпус 1 помещен привод, который обеспечивает вращение в разные стороны планшайбы 2 и вала 3. На планшайбе 2 закреплены центрирующие штифты 4, на которых устанавливают ситовый барабан 5 и перфорированный барабан 6, составленный из отдельных колец 7. Кольца 7 прижаты друг к другу стяжками 8 с образованием каналов для прохода частиц продукта заданных размеров. Внутренняя поверхность кольца 7 может иметь заостренные зубчики, насечки, прямые или наклонные канавки для более интенсивного истирания сырья. В прорези вала 3 помещен бич 9. Бич 9 составлен из двух одинаковых выполненных из антифрикционного материала пластин 10 (см. фиг.2), ширина которых обеспечивает получение минимального гарантированного зазора внутри перфорированного барабана 6. С одной стороны от оси симметрии в пластинах 10 просверлены отверстия 11, площадь которых превышает площадь максимального диаметрального зазора между пластиной 10 и барабаном 7 с учетом поправочного коэффициента, определяемого соотношением квадратов радиусов от оси вала 3 до центра отверстий 11 и до середины зазора. Образующие бич 9 пластины 10 собраны так, что отверстия 11 в них находятся по разные стороны от оси симметрии. На пластинах 10 выполнены радиальные надрезы 12.

Камера в корпусе 1, предназначенная для сбора сока, выполнена в виде съемного сборника 13. В корпусе 1 также выполнен сборник 14 грубых отходов. Сверху сборник 13 накрыт крышкой 15 с воронкой 16. К крышке 15 жестко закреплен стержень 17 с плужками 18, установленными с минимальным зазорам с ситовым барабаном 5. Плужки 18 выполнены наклонными так, что заходный край вышележащего ниже верхнего обреза нижележащего. В крышке 15 выдавлена в противоположную от сборника 13 сторону полость, образующая канал 19 для вывода протертой, измельченной клетчатки. Канал 19 выполнен против плужков 18 над верхним торцом ситового барабана 5 и расположенным несколько ниже верхним краем сборника 13. Ось его совпадает с касательной к верхнему торцу ситового барабана 5 в точке, находящейся против плужка 18 в направлении подъема плужков. В канале 19 над зазором между ситовым барабаном 5 и сборником 13 помещен регулируемый шибер 20. Шибер 20 может перекрывать заданную часть сечения канала 19. Шибер 20 может иметь регулировочную шкалу (на черт. не показана). Шибер 20 перекрывает канал 19, начиная с нижних сечений. Это позволяет направлять в сборник наиболее мелкие кусочки. Сопротивление воздуха ранее всего тормозит полет наиболее легких частиц. Полет их более всего отклоняется от прямолинейного и увеличивается вероятность того, что именно они поступят на смешение с соком. Канал 21 для вывода грубых отходов образуется между планшайбой 2, нижними торцами перфорированного 6 и ситового 5 барабанов и стенками сборника 14 грубых отходов.

При получении на машине сока без мякоти отверстия 22 в перфорированном барабане 6 могут быть большего размера чем отверстия 23 в ситовом барабане 5.

В линии малой производительности нецелесообразна установка отдельной машины измельчителя. Для получения небольших количеств продукта на пластинах 10 бича 9 может быть установлен измельчитель 24 (см. фиг.2), состоящий, например из ножей 25, ограничителей 26 и закрепленных на крышке 15 или воронке 16 неподвижных направляющих 27, образующих канал для прохода сырья в кусочках 28. Измельчитель 24 может быть также изготовлен с использованием терок, насечек, зубчиков, движущихся навстречу друг другу ножевых блоков для мелкого измельчения мяса, молоточков или валиков для раздавливания кусочков.

На фиг. 3 изображена машина, у которой плужки 18 закреплены на трех стержнях (один из них не показан). Стержень 17, находящийся против канала 19, неподвижный, стержень 29 и не изображенный на чертеже подвижны в осевом направлении. Когда стержни находятся в нижнем положении, плужки 18 на них лежат в одной плоскости. Когда стержни 29 поднимают, плужки 18 на них образуют винтовую поверхность с разрывами. Плужок, непосредственно предшествующий разрыву винтовой линии, может быть выполнен удлиненным и на удлиненной части иметь поверхность, отстоящую от ситового барабана, которая разравнивает отходы на участке разрыва винтовой линии.

На фиг.4 показана кинематическая схема протирочной машины с регулируемым числом оборотов рабочих органов. Двигатель 29 напрямую соединен с валом 30, на котором имеются шестерни 31-33, соединенные в подвижный блок 34. На вал 3 надеты жестко шестерни 35-37. Планшайба 2 жестко соединена с обоймой 38, в которой закреплены шестерни 39-41 с внутренним зубом. Все шестерни имеют числа зубьев, составляющие, преимущественно, простые числа. Шестерни 37 и 41 выполнены более чем в два раза шире, чем могущие войти с ними в зацепление шестерни подвижного блока 34 и расположены так, что шестерни блока 34 могут войти только в зацепление со связанными с валом 3 или только с обоймой 38, либо блок 34 может быть связан с валом 3 и с обоймой 38 одновременно.

На фиг. 5 приведена кинематическая схема протирочной машины, в которой привод бича 9 и барабана 7 осуществляется от разных двигателей. Двигатель 42 ременной передачей 43 соединен с валом 3, двигатель 44 ременной передачей 45 соединен с обоймой 46, жестко связанной с планшайбой 2. Двигатели 42 и 44 имеют разное управление и могут быть многоскоростными. В нижней части бичей 9 может быть установлена перегородка 47, в которой могут быть отверстия 48.

На фиг.6 показана схема центрифуги, в которой возможен подмес отходов к соку, а для удаления отходов используется тот же принцип система подвижных и неподвижных стержней с плужками.

Протирочная машина работает следующим образом.

Разберем для примера переработку моркови в бытовой кухонной машине. Морковь предварительно нарезают вдоль на куски, которые могут беспрепятственно пройти по каналу для прохода сырья в кусочках 26. Куски моркови опускают до упора в ограничитель 26 и они разрезаются на тонкие ломти ножом 25 или стругаются на мелкие кусочки устанавливаемой в измельчитель 24 теркой. Ломти проваливаются через отверстие в измельчителе 24, подхватываются бичем 9 и прижимаются центробежной силой к заостренным входам в отверстия 22 в кольцах 7 перфорированного барабана 6. Ломти моркови протираются на мелкие кусочки. Когда размер кусочков станет меньше размеров отверстия 22 в перфорированном барабане 6, они проходят сквозь эти отверстия 22. Так как перфорированный барабан 6 вращается, кусочек моркови в отверстии 22 находится под действием центробежной силы и поэтому беспрепятственно проходит это отверстие. Непротертые отходы (остатки одеревяневших черенков, случайные предметы, песчинки) прочнее ткани корнеплода и под действием силы тяжести проходят вдоль бича 9 во всю его длину, выбрасываются в сборник 14 грубых отходов и удаляются по каналу 21 для вывода грубых отходов.

Кусочки, попадающие в отверстия 22, испытывают сильное динамическое воздействие в тысячи раз превышающее силу тяжести, так как бич 9 и перфорированный барабан 6 быстро вращаются навстречу друг другу. Под действием таких перегрузок клеточные мембраны разрываются, измельчаются, деформируются и разрыхленный, размягченный, смятый кусочек с большой скоростью вылетает из перфорированного барабана 6 и с силой ударяется о движущийся с большей линейной скоростью ситовый барабан 5. Сок проходит через отверстия 23 и собирается в сборнике 13. Остальная масса в виде остатков размятых, разрыхленных, разорванных, распушенных клеточных мембран центробежной силой прижимается к стенке ситового барабана и из нее выжимаются остатки сока. Если ставится задача получения чистого сока, то барабаны подбирают так, чтобы отверстия 22 в перфорированном 6 превышали по размерам отверстия 23 в ситовом 5.

Ударяющиеся об ситовый барабан 5 отжатые от сока кусочки начинают вращаться с его скоростью, т.е. имеет место еще одно динамическое воздействие, смягчающее клеточные волокна. Далее они натыкаются на неподвижный плужок 18, соскакивают с него и так пока не поднимутся до уровня верхнего обреза ситового барабана 5. При этом, разумеется, волокна дополнительно разминаются, измельчаются, притупляются, т. е. приобретают структуру, которая не может травмировать даже пораженные участки пищеварительного тракта человека.

Подготовленные таким образом волокна клетчатки поднимаются выше обреза ситового барабана 5 плужком 18 и по инерции с большей скоростью влетают в канал 19. В свободном полете может происходить расслоение кусочков. Наиболее мелкие или в наибольшей мере распушенные волокна клетчатки больше отклоняются от прямолинейного движения и они вероятней натыкаются на шибер 20, перекрывающий нижнюю часть канала 19, и падают в сборник 13. Остаток клетчатки идет в отходы. Соотношение балластной и питательной составляющих пищи, размеры волокон клетчатки определяются медициной заранее для различных групп населения: детей, стариков и больных, так как для каждой из этих групп это соотношение различно. Шибер 20 устанавливают в канале 19 так, чтобы количество клетчатки, попадающей на смешение с соком в сборник 13, было оптимальным. Устанавливая в машину соответствующий барабан, получают геометрические размеры частиц наиболее благоприятные для питания разных групп населения. Например линейный размер сечения отверстия в перфорированном барабане 6, предназначенного для получения продуктов детского и лечебного питания 0,4-0,5 мм. Для диетического лечебного питания взрослых этот размер может составлять 0,8 мм, а для профилактического питания 1,2 мм. При этом пользуются регулировочной шкалой шибера 20 и маркировкой на комплектующих машину перфорированных барабанах 6, символы на которых устанавливают для разных продуктов и разных групп населения и индивидуально на основании рекомендаций врачей диетологов.

Для приготовления пищи с заданными свойствами в исходное сырье могут добавлять отруби, продукты переработки сои и т.д. При протирании эти богатые клетчаткой добавки измельчаются в оптимальный для пищи больного размер.

При переработке соков большой вязкости или сырья с большим содержанием клетчатки время отжима на ситовом барабане 5 может оказаться недостаточным и в отходы может идти много сока. Чтобы увеличить время отжима, в ситовый барабан 5 устанавливают несколько стержней и выполняют их подвижными в осевом направлении. Плужки 18 на стержнях располагают так, чтобы продукт не мог попасть с плужка на плужок одного стержня и разравнивался на участке ситового барабана, предназначенном для накопления отжимаемых отходов, удлиненным плужком.

При работе сначала стержни располагают так, чтобы плужки 18 на них лежали в одной плоскости. Дробленные кусочки задерживаются на участках ситового барабана 5 между плужками 18, распределяются по его поверхности удлиненным плужком и отжимаются. Через заданное время часть стержней поднимают, образуя плужками 18 винтовый канал на внутренней поверхности ситового барабана 5, и отжатая клетчатка вылетает по каналу 19. Аналогичным образом можно создать центрифугу с заданным временем отжима измельченного сырья.

Протирочная машина может быть использована как основа для бытового кухонного комбайна или универсальной машины для переработки сельхозсырья в фермерских хозяйствах при соответствующих размерах рабочих органов. В этом случае она комплектуется кроме ситового и протирочного барабанов и измельчителя комплектом известных, широко применяемых рабочих органов: мясорубкой, тестомесилкой, взбивалкой, миксером и т.д. При перекрытии канала для вывода грубых отходов 21 она может использоваться как кофемолка или для измельчения перца. При снабжении заостренными резаками внутренней поверхности колец 7 может производиться тонкое измельчение мяса, а при соответствующем подборе скоростей отделение мяса от соединительной ткани для специальной детской диеты. Картофельное пюре, полученное при использовании машины, должно иметь лучшие вкусовые и питательные свойства, так как разрушаются не только клетки, но и зерна крахмала. При переработке яблок семена, чешуйки и кожица поступают в отходы, сок с заданным содержанием мякоти для диетического или лечебного питания, а протертая, отжатая масса идет, например, начинкой в тесто для приготовления пирога. Технологические возможности такого комбайна весьма широки, так как на рабочие органы можно передать два движения: от вала 3 и от планшайбы 2.

Наибольшее удобство конструктивного исполнения такого комбайна достигается, если все рабочие органы выполнены сменными, а связь их с приводом осуществляется таким образом, что извлечение любого из них не разрывает связи с приводом остальных. Это хорошо видно на фиг.1. Наборы этих рабочих органов, отвечающих конкретным особенностям сырья и технологической операции, имеют одинаковые монтажные и присоединительные размеры. Привод снабжен устройством, прерывающим подачу движения на бич или барабаны выведением из зацепления шестерен или остановкой двигателей. Конструкции таких наборов рабочих органов широко известны.

Формула изобретения

1. ПРОТИРОЧНАЯ МАШИНА, содержащая корпус, в камере-сборнике которого установлены вращающийся перфорированный барабан и бичи, прижимающие к нему продукт, и привод, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена ситовым барабаном и элементом для вывода клетчатки из него, причем перфорированный барабан соединен с ситовым.

2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что элемент для вывода клетчатки выполнен в виде не менее одного ряда плужков, закрепленных на стержне, установленных с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью ситового барабана, а машина имеет канал, расположенный напротив плужков, направление которого совпадает с направлением касательной к выступающей над сборником верхней точке ситового барабана, находящейся против плужка, в направлении подъема плужков.

3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена связанным со сборником регулируемым шибером, установленным в канале для вывода клетчатки.

4. Машина по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что отверстия в перфорированном барабане превышают по размерам отверстия в ситовом.

5. Машина по пп. 1 3, отличающаяся тем, что она снабжена каналом для вывода непротертых отходов, который частично или полностью перекрыт.

6. Машина по пп.1 4, отличающаяся тем, что стержень, на котором закреплен ряд плужков, выполнен поворотным с возможностью регулирования зазора между плужками и барабаном, либо протирочная машина снабжена рядом подвижных стержней.

7. Машина по пп.1 6, отличающаяся тем, что бич составлен не менее чем из двух пластин, ширина которых меньше внутреннего диаметра перфорированного барабана, в каждом из которых выполнено не менее одного отверстия, смещенного от оси симметрии, в паре пластин упомянутые отверстия расположены по разные стороны от оси, причем площадь отверстий превышает площадь максимального диаметрального зазора между пластиной и барабаном с учетом поправочного коэффициента, определяемого соотношением квадратов радиусов от оси вала до центра отверстий и до середины зазора, либо момент инерции сечений надрезов с одной стороны каждой пластины превышает момент инерции сечения на другой стороне более чем на величину момента инерции сечения максимального диаметрального зазора между пластиной и внутренним диаметром перфорированного барабана относительно оси вращения.

8. Машина по п. 7, отличающаяся тем, что пластины выполнены из антифрикционного материала.

9. Машина по пп. 7 и 8, отличающаяся тем, что бич, изготовленный из эластичного материала, имеет радиальные надрезы.

10. Машина по пп.1 8, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена измельчителем, например ножами, установленными на бичах или торце барабана, и направляющими, укрепленными на сборнике.

11. Протирочная машина по пп.1 10, отличающаяся тем, что привод выполнен таким, что передаточное отношение элементов, передающих вращение бичам и перфорированному барабану, выражается соотношением простых чисел, либо бичи и перфорированный барабан приводятся от разных двигателей.

12. Машина по пп. 1 11, отличающаяся тем, что передаточное отношение привода между бичом и барабаном регулируется.

13. Машина по п. 11, отличающаяся тем, что хотя бы один из двигателей многоскоростной.

14. Машина по пп.1, 2, 7, 10 и 12, отличающаяся тем, что сборник, бичи, барабаны и другие рабочие органы выполнены сменными.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6