Устройство для отжима сока из корней и корневищ солодки

Изобретение относится к пищевой, консервной, парфюмерной и фармацевтической промышленности для получения сиропов, соков, напитков, экстрактов и лакричного сырья в виде высушенных хлопьев. Устройство включает раму, не менее трех пар вальцов, механизм одновременного регулирования усилия сжатия корневой массы между парами вальцов, механизм изменения зазора между парами вальцов, подающий валец, направляющий корневую массу на первую пару вальцов, механизм ограничения перемещения верхней и нижней рамы, приемный стол, лоток для сбора выжатого сока, противорежущую плиту, размещенный в кожухе ножевой барабан, желоб и шнек для отвода хлопьев из корневой массы. Подающий валец смонтирован на верхней части рамы с возможностью перемещения над поверхностью приемного стола. Механизм ограничения перемещения частей рамы выполнения в виде пары винтов и упоров. Приемный стол, лоток для сбора сока, шнек, желоб и кожух ножевого барабана смонтированы на нижней части рамы. Лоток для сбора сока имеет ниппель для пропуска сока в специальную тару. Противорежущая пластина размещена на нижней части рамы с возможностью выдвижения в сторону ножевого барабана. Ножевой барабан снабжен сменным комплектом S-образных оборотных ножей с режущими кромками. Подающий валец соединен с верхней частью рамы посредством пары поводков. Каждый поводок связан с верхней частью рамы регулируемой тягой. Диаметры вальцов выполнены равновеликими. Один из вальцов на верхней части рамы и один из вальцов на нижней части рамы имеют гофры. Механизм одновременного регулирования усилия сжатия корневой массы выполнен в виде силового цилиндра, установленного посредством кронштейнов между верхней и нижней частями рамы. Вальцы на верхней и нижней частях рамы имеют индивидуальные групповые приводы. Использование изобретения позволит получить лакричное сырье из корней и корневищ солодки голой. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к пищевой, консервной, парфюмерной и фармацевтической промышленности для получения сиропов, соков, экстрактов из сока отжатых корней и корневищ солодки голой, солодки уральской, солодки Г.Г.Коржинского, солодки шероховатой и солодки вздутой и получения лакричного сырья в виде высушенных хлопьев из корневой массы размерами 1...4 см² и толщиной 0,8...1,8 мм.

Известно устройство для отжима сока из стеблей растений кормоуборочной машины, содержащее транспортирующее устройство и несколько пар расположенных друг над другом с зазором плющильных вальцов, в котором плющильные вальцы снабжены механизмом одновременного регулирования усилия сжатия листостебельной массы по всей рабочей зоне плющения и механизмом изменения зазора с возможностью его увеличения в направлении от входа массы в первую пару вальцов до выхода ее из последней пары, при этом вальцы в каждой паре имеют одинаковую линейную скорость; верхние и нижние плющильные вальцы установлены в рамках, которые шарнирно соединены между собой; верхние и нижние плющильные вальцы расположены горизонтально; верхние и нижние плющильные вальцы расположены относительно друг друга с образованием угла, вершиной обращенного в сторону шарнирного соединения; механизмом изменения зазора снабжена каждая пара плющильных вальцов; количество пар плющильных вальцов не менее трех и не ограничено в большую сторону (RU, патент №2070375. С1. МПК⁶ А01D 43/10. Устройство для отжима сока стеблей растений кормоуборочной машины / Кононов В.М., Кононов М.В., Пулин И.В., Леонтьев В.В., Мамонтов Н.И., Борисенко M.E. (RU). Заявка №94028117/15. Заявлено 27.07.1994. Опубл. 20.12.1996).

Настоящие солодки Euglycyrrhiza Boiss. ex parte семейства бобовых Fabacea Glycyrrhiza glabra L. (солодка голая), G. uralensis Fisch. (солодка уральская), G. korshinskyi G. Grig (солодка Г.Г.Коржинского), G. aspera Pall. (солодка шероховая) и G. inflata Batal (солодка вздутая) являются ценными растениями многоцелевого использования: лекарственного, технического и кормового назначения. Корни и корневища солодок являются ценным сырьем для фармацевтической, химической, медицинской, табачной, консервной, пищевой, парфюмерной промышленности и целого ряда специальных отраслей. Спрос на лакричное сырье в Российской Федерации и странах дальнего зарубежья неограничен. Однако в момент извлечения корней и корневищ солодки в зависимости от экотипа (сухостепной или пойменной) их влажность колеблется от 42 до 63%. Для доведения корневой массы солодки до кондиционной влажности (менее 14% для поставки на рынки России) требуются большие энергозатраты. При температуре окружающей среды свыше +30°С и относительной влажности воздуха не более 45...55%, время сушки корней корневищ солодки составляет от 30 до 45 суток. Одновременно с этим ухудшаются качественные показатели: количество флавоноидов с 38% снижается до 26...28%. Резко снижается содержание глицирризиновой кислоты в сырье.

К недостаткам описанного устройства применительно к решаемой нами проблеме относятся низкая техническая надежность из-за сложности привода вальцов, высокая материалоемкость, ограниченные функциональные возможности, неудовлетворительная захватывающая способность первой пары вальцов, отсутствие средств для сбора сока, нормализации частей (стеблей, корней, корневищ), отвода шинкованных частей лакричного сырья, низкая степень отделения сока из стебельной массы, высокая энергоемкость процесса, отсутствие средств регулирования частоты вращения вальцов, сложность настройки устройства при переналадке для обработки других видов сырья, с.-х. культур, плодов и др.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - получение лакричного сырья из корней и корневищ солодки голой (уральской, Г.Г.Коржинского и др.) в виде высушенных хлопьев с размерами пластинок 1...4 см² и толщиной 0,8...1,8 мм.

Технический результат - снижение энергозатрат, повышение производительности, получение густого экстракта из сока корневой массы, снижение материалоемкости, упрощение конструкции, повышение технологической надежности и устойчивости выполнения процесса отжима сока и получения хлопьев.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для переработки корневой массы солодки, включающем раму в виде шарнирно соединенных между собой верхней и нижней частей и размещенных на них не менее трех пар, вальцов, имеющих одинаковую в паре линейную скорость и горизонтально расположенных друг над другом, причем верхняя и нижняя части рамы снабжены механизмом одновременного регулирования усилия сжатия между парами вальцов, а также механизмом индивидуального изменения зазора между парами вальцов с возможностью его уменьшения в направлении от входа корневой массы в первую пару вальцов до выхода из последней пары вальцов, согласно изобретению оно снабжено подающим вальцом, направляющим корневую массу на первую массу на первую пару вальцов, механизмом ограничения перемещения верхней и нижней рамы, приемным столом, лотком для сбора выжатого сока, противорежущей плитой, размещенным в кожухе с ножевым барабаном, желобом и шнеком для отвода хлопьев из корневой массы, при этом подающий валец смонтирован на верхней части рамы с возможностью перемещения над поверхностью приемного стола, механизмом ограничения над поверхностью приемного стола, механизмом ограничения перемещения частей рамы выполнен в виде пары винтов и упоров, винты установлены с возможностью ввинчивания гайки на нижней части рамы, а упоры размещены на верхней части рамы, причем каждый упор имеет углубление в виде шарового сегмента, приемный стол, лоток для сбора сока, шнек, желоб и кожух ножевого барабана смонтированы на нижней части рамы, лоток для сбора сока имеет ниппель для пропуска сока в специальную тару, противолежащая пластина размещена на нижней части рамы с возможностью выдвижения в сторону ножевого барабана, ножевой барабан снабжен комплектом S-образных оборотных ножей с режущими кромками, выполненными по винтовым линиям, а его ось вращения совмещена с осью шарнирного соединения верхней и нижней частей рамы и имеет индивидуальный привод в виде мотор-редуктора, соединенного с промышленной электрической сетью посредством частного преобразователя для изменения угловой скорости, кроме того, подающий валец соединен с верхней частью рамы, регулируемой кронштейнами поводка и кронштейнами верхней части рамы посредством упругих элементов, диаметры вальцов выполнены равновеликими, один из вальцов на верхней части рамы, установленный в паре над гладким вальцом в нижней части рамы, и один из вальцов на нижней части рамы, установленный в паре гладким вальцом в верхней части рамы, имеют гофры в виде однозаходной винтовой канавки с сечением в виде равностороннего треугольника, причем направление нарезки гофр у этих вальцов правое, верхние вальцы в парах смещены по ходу движения корневой массы относительно нижних вальцов, а механизм одновременного регулирования усилия сжатия корневой массы выполнен в виде силового гидроцилиндра, установленного посредством кронштейнов между верхней и нижней частями рамы, кроме того, вальцы на верхней и нижних частях рамы имеют индивидуальные групповые приводы, каждый из них снабжен мотор-редуктором, электродвигатели мотор-редуктора в групповых приводах вальцов соответственно на верхней и нижней частях рамы электрически связаны посредством частотных преобразователей с промышленной электрической сетью питания для изменения угловой скорости вальцов, выходной вал мотор-редуктора кинематически связан со средним вальцом на верхней части рамы и замкнутыми контурами цепных передач для вращения крайних вальцов, подающих валец на верхней части рамы, кинематически связан цепной передачей с верхним вальцом первой пары, а вал шнека для отвода хлопьев из корневой массы кинематически связан цепной передачей с нижним вальцом последней пары; желоб шнека и кожух ножевого барабана выполнен в виде единой детали из антикоррозионного материала.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображено устройство для переработки корневой массы солодки (голой, уральской, Г.Г.Коржинского, шероховатой, вздутой) в исходном положении верхней и нижней части рамы, вид сбоку.

На фиг.2 - то же, при переводе верхней части рамы силовыми гидроцилиндрами механизма одновременного регулирования усилия сжатия в положение для технологического и технического обслуживания, вид сбоку.

На фиг.3 показано последовательное размещение подающего вальца, вальцов для отжима соков из корневой массы солодки и ножевого барабана на верхней части рамы, вид в плане.

На фиг.4 представлено размещение вальцов для отжима сока и шнека для отвода хлопьев из корней и корневищ солодки на нижней части рамы, вид в плане.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Устройство для отжима сока из корней и корневищ солодки (голой, уральской, Г.Г.Коржинского, шероховатой, вздутой) содержит раму в виде шарнирно соединенных верхней 1 и нижней 2 частей и размещенных на них нескольких пар горизонтально расположенных друг над другом вальцов 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8. Оси вращении вальцов 3-8 на верхней 1 и нижней 2 частях рамы образуют угол, с вершиной, обращенной в сторону шарнирного соединения 9 частей 1 и 2 рамы. Верхняя 1 и нижняя 2 части рамы снабжены механизмом 10 одновременного регулирования усилия сжатия корневой массы лакрицы между парами вальцов 3 и 6, 4 и 7, 5 и 8. Устройство имеет механизмы 11 индивидуального изменения зазора между парами вальцов 3 и 6, 4 и 7, 5 и 8 с возможностью его уменьшения в направлении от входа корневой массы в первую пару вальцов 3, 4 до выхода из последней пары вальцов 7, 8 с количеством пар вальцов 3-8 не менее трех.

Вальцы 3, 5 и 7 имеют индивидуальную возможность регулировки положения на верхней части 1 рамы для их взаимной параллельной установки и по отношению шарнирного соединения 9 благодаря механизмам 11. Аналогичным образом вальцы 4, 6 и 8 смонтированы на нижней части 2 рамы устройства. Этим достигают высокую техническую надежность приводов ротационных узлов. Механизмами 11 пользуются при наладке устройства или после проведения технического обслуживания или замене вальцов 3 и 6.

Устройство снабжено приемным столом 12, лотком 13 для сбора выжатого сока из корней и корневищ солодки, противорежущей плитой 14 и размещенным в кожухе 15 ножевым барабаном 16, желобом 17, шнеком 18 для отвода хлопьев из корневой массы солодки, механизмом 19 ограничения перемещения верхней 1 и нижней 2 частей рамы и подающим вальцом 20.

Механизм 19 ограничения перемещения верхней 1 и нижней 2 частей рамы (см. фиг.1 и 2) выполнен в виде пары винтов 21 и упоров 22. Винты 21 размещены с возможностью ввинчивания в гайки на нижней части 2 рамы. Упоры 22 размещены на верхней части 1 рамы и обращены в сторону нижней части 2 рамы. Каждый упор 22 имеет углубление в виде шарового сегмента. Этим достигается высокий диапазон регулировок положения верхней части 1 рамы по отношению к нижней части 2.

Приемный стол 12, лоток 13 для сбора сока, шнек 18, желоб 17 и кожух 15 ножевого барабана 16 смонтированы на нижней части 2 рамы. Желоб 17 шнека 18 для отвода хлопьев из корневой массы солодки и кожух 15 ножевого барабана 16 выполнены в виде единой детали из антикоррозионного материала. Лоток 13 для сбора выжатого сока из корней и корневищ солодки имеет ниппель 23 для пропуска сока в специальную тару.

Подающий валец 20 на верхней части рамы смонтирован с возможностью перемещения над поверхностью приемного стола 12. Подающий валец 20 соединен с верхней частью 1 рамы посредством пары поводков 24 и 25 (см. фиг.1 и 3). Каждый упомянутый поводок 24 (25) с верхней частью 1 рамы дополнительно связан регулируемой (гайкой 26) длины тягой 27. Тяга 27 посредством шарниров установлена между кронштейнами 28 поводка 24 (25) и кронштейнами 29 верхней части 1 рамы посредством пары упругих элементов 30 (с левой и правой стороны устройства). Этим достигают надежный захват и подачу корневой массы солодки с поверхности приемного стола 12 подающим вальцом 20 в первую пару вальцов 3 и 4.

По крайней мере, один из вальцов (3) на верхней части 1 рамы, установленной в паре над гладким вальцом и в нижней части 2 рамы, и один из вальцов (6) на нижней части 2 рамы, установленной в паре под гладким вальцом 5 в верхней части 1 рамы, имеют гофры 31 в виде однозаходной винтовой канавки с сечением равностороннего треугольника (см. фиг.3 и 4). Угол при вершине гофры 31 - 60°±5°. Винтовая канавка гофры 31 может быть как однозаходной, так и многозаходной. Выполнение гофры 31 возможно на любом токарно-винторезном станке. Материальные затраты на изготовление гофровальцов 3 и 6 указанным способом по сравнению при исполнении или фрезерованием, или струганием вдоль образующих поверхности вальцов 3 и 6 в 15...25 раз меньше. Описанный способ выполнения гофр 31 на поверхности вальцов 3 и 6 упрощает процесс их реставрации и удаления одревесневших остатков солодки при длительной эксплуатации устройства.

Ось вращения ножевого барабана 16 совмещена с шарнирным соединением 9 верхней 1 и нижней 2 частей рамы. Этим достигается передача крутящего момента на вальцы 3-8 и подающего вальца 20 без разрыва потока мощности от централизованного источника питания, так и без остановки выполнения технологического процесса в широком диапазоне подач по толщине корневой массы солодки.

Противорежущая плита 14 размещена на нижней части 2 рамы с возможностью выдвижения в сторону ножевого барабана 16. Последний снабжен сменным комплектом S-образных оборотных ножей 32 с режущими кромками 33, выполненными по винтовым линиям. При величине зазора между рабочей кромкой противорежущей плиты 14 и режущей кромкой 33 любого ножа 32 в пределах 0,10...0,15 мм обеспечивается высокое качество среза волокон корней и корневищ солодки.

Ножевой барабан 16 имеет индивидуальный привод в виде мотор-редуктора 34. Последний соединен с промышленной электрической сетью питания частотным преобразователем для регулирования угловой скорости. Этим изменяют площадь поверхности хлопьев из корневой массы солодки.

Вальцы 3, 5, 7 и 4, 6, 8 на верхней 1 и нижней 2 частях рамы имеют индивидуальные групповые приводы. Каждый из них снабжен мотор-редуктором 35 и 36 соответственно. Электродвигатели мотор-редукторов 35 и 36 в групповых приводах вальцов 3, 5, 7 и 4, 6, 8 соответственно на верхней 1 и нижней 2 частях рамы электрически связаны посредством частотных преобразователей с промышленной электрической сетью питания напряжением 380 В для изменения угловой скорости вальцов 3-8. Выходной вал мотор-редуктора 35 кинематически связан со средним вальцом 5 на верхней части 1 рамы (см. фиг.3) и замкнутыми контурами 37 и 38 цепных передач для вращения крайних вальцов 3 и 7. Выходной вал мотор-редуктора 36 кинематически связан со средним вальцом 6 (см. фиг.4) на нижней части 2 рамы и замкнутыми контурами 39 и 40 цепных передач для вращения крайних вальцов 4 и 8. Подающий валец 20 на верхней части 1 рамы кинематически связан цепной передачей 41 с верхним вальцом 3 первой пары (3 и 4). Вал шнека 18 для отвода хлопьев из корневой массы солодки кинематически связан цепной передачей 42 с нижним вальцом 8 последней пары (7, 8). Верхние вальцы 3, 5, 7 в парах 3 и 4; 5 и 6; 7 и 8 смещены по ходу движения корневой массы солодки относительно нижних вальцов 4, 6, 8 на нижней части 2 рамы 1.

Механизм 10 одновременного регулирования усилия сжатия слоя корневой массы между парами вальцов 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8 выполнен в виде силового гидроцилиндра. Гидроцилиндры с левой и правой стороны устройства (по ходу движения корневой массы) смонтированы посредством кронштейнов 43 и 44 между верхней 1 и нижней 2 частями рамы.

Устройство для переработки корневой массы солодки работает следующим образом.

Свежеизвлеченную машинным способом (машинной для добычи корней солодки МДК-1,1) корневую массу солодки подвергают мойке для удаления минерального сора и растительных примесей. Содержание минерального сора не должно превышать 0,4% от массы сырья, а примесей - не более 1%. Влажность корней и корневищ солодки в момент их добычи составляет 42...63% в зависимости от места произрастания (луг, пойма, степь). Ленточным транспортером корневая масса подается на приемный стол 12. Подающим вальцом 20 корневая масса направляется в первую пару вальцов 3 и 4 на верхней и нижней частях 1, 2 рамы устройства. Механизмами 19 устанавливают исходный зазор между парами вальцов 3 и 4, 5 и 6, 7 и 8. При захвате корней и корневищ солодки первой парой вальцов 3 и 4 корни и корневища подвергаются прокатке и одновременно с этим гофрами 31 поверхность корневищ и корней солодки подвергаются деформации. На корневой массе солодки образуются канавки треугольного сечения. При прокатке корневой массы первой парой вальцов 3 и 4 из нее выдавливается сок, который стекает в лоток 13. Далее предварительно деформированная масса поступает в пару вальцов 5 и 6. Валец 6 с гофрами 31 установлен под гладким вальцом 5. Гофрами 31 нижнего вальца 6 производится деформация одревесневших волокон солодки, образуя наклонные канавки треугольного профиля. Гофрами 31 валков 3 и 6 на верхней части 1 и нижней части 2 рамы разрушается пробковый и лубяной слои на поверхности корней и корневищ солодки, а волокна корневой массы взаимно смещаются в бок. Подвижка волокон в корневой массе способствует извлечению сока из срединных (сердцевидных) частей корней и корневищ солодки. Раздавленная корневая масса солодки парами вальцов 3 и 4, 5 и 6 поступает в третью пару вальцов 7 и 8. Диаметр вальцов 3, 6, 7 и 8 выполнен равновеликим. Направление нарезки рифов 31 на поверхности вальцов 3 и 6 - правое. За счет установки вальцов 3 и 6 на верхней части 1 и нижней части 2 рамы и противоположных направлений вращений достигается требуемый результат осевых (вдоль осей вращения) перемещений волокон в подаваемых на обработку корнях. Вальцами последней пары 7 и 8 корневая масса в виде тонкого однородного слоя (толщиной 0,8...1,8 мм после сушки) поступает на противорежущую плиту 14. Режущими кромками 33 S-образных ножей 32, размещенных на поверхности приводного ножевого барабана 15, отрезаются ломтики длиной 10...20 мм. Ломтики под действием центробежных сил в зоне разгрузки кожуха 15 подают в желоб 17. Шнеком 18 ломтики из корней и корневищ солодки выводятся из желоба 17 с влажностью 16...18% и подают в барабанную сушилку. При активном вентилировании и перемешивании при температуре теплоносителя не выше +65°С шинкованная масса высушивается до влажности 12...14%. Таким образом, образуются хлопья из корней и корневищ солодки. Последние пакуют в гофроящики с массой нетто 25 кг±0,1 кг. Таким образом, при существенном снижении энергозатрат (от 40 до 80%) получено лакричное сырье, пригодное для транспортирования любыми видами транспорта.

Сок из корней и корневищ солодки голой через ниппель 23 выпускают из лотка 13 в бочкотару. При экстракции сока получают густой или сухой экстракты солодкого корня.

Таким образом, описанное устройство обеспечивает достижение поставленного технического результата.

1. Устройство для переработки корневой массы солодки, включающее раму в виде шарнирно соединенных между собой верхней и нижней частей и размещенные на них не менее трех пар вальцов, имеющих одинаковую в паре линейную скорость и горизонтально расположенных друг над другом, причем верхняя и нижняя части рамы снабжены механизмом одновременного регулирования усилия сжатия корневой массы между парами вальцов, а также механизмом индивидуального изменения зазора между парами вальцов с возможностью его уменьшения в направлении от входа корневой массы в первую пару вальцов до выхода из последней пары вальцов, отличающееся тем, что оно снабжено подающим вальцом, направляющим корневую массу на первую пару вальцов, механизмом ограничения перемещения верхней и нижней рамы, приемным столом, лотком для сбора выжатого сока, противорежущей плитой, размещенным в кожухе ножевым барабаном, желобом и шнеком для отвода хлопьев из корневой массы, при этом подающий валец смонтирован на верхней части рамы с возможностью перемещения над поверхностью приемного стола, механизм ограничения перемещения частей рамы выполнен в виде пары винтов и упоров, винты установлены с возможностью ввинчивания гайки на нижней части рамы, а упоры размещены на верхней части рамы, причем каждый упор имеет углубление в виде шарового сегмента, приемный стол, лоток для сбора сока, шнек, желоб и кожух ножевого барабана смонтированы на нижней части рамы, лоток для сбора сока имеет ниппель для пропуска сока в специальную тару, противорежущая пластина размещена на нижней части рамы с возможностью выдвижения в сторону ножевого барабана, ножевой барабан снабжен сменным комплектом S-образных оборотных ножей с режущими кромками, выполненными по винтовым линиям, а его ось вращения совмещена с осью шарнирного соединения верхней и нижней частей рамы и имеет индивидуальный привод в виде мотор-редуктора, соединенного с промышленной электрической сетью посредством частотного преобразователя для изменения угловой скорости, кроме того, подающий валец соединен с верхней частью рамы посредством пары поводков, каждый поводок связан с верхней частью рамы регулируемой тягой, которая посредством шарниров установлена между кронштейнами поводка и кронштейнами верхней части рамы посредством упругих элементов, диаметры вальцов выполнены равновеликими, один из вальцов на верхней части рамы, установленный в паре над гладким вальцом в нижней части рамы, и один из вальцов на нижней части рамы, установленный в паре под гладким вальцом в верхней части рамы, имеют гофры в виде однозаходной винтовой канавки с сечением в виде равностороннего треугольника, причем направление нарезки гофр у этих вальцов правое, верхние вальцы в парах смещены по ходу движения корневой массы относительно нижних вальцов, а механизм одновременного регулирования усилия сжатия корневой массы выполнен в виде силового цилиндра, установленного посредством кронштейнов между верхней и нижней частями рамы, кроме того, вальцы на верхней и нижней частях рамы имеют индивидуальные групповые приводы, каждый из них снабжен мотор-редуктором, электродвигатели мотор-редукторов в групповых приводах вальцов соответственно на верхней и нижней частях рамы электрически связаны посредством частотных преобразователей с промышленной электрической сетью питания для изменения угловой скорости вальцов, выходной вал мотор-редуктора кинематически связан со средним вальцом на верхней части рамы и замкнутыми контурами цепных передач для вращения крайних вальцов, подающий валец на верхней части рамы кинематически связан цепной передачей с верхним вальцом первой пары, а вал шнека для отвода хлопьев из корневой массы кинематически связан цепной передачей с нижним вальцом последней пары.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что желоб шнека и кожух ножевого барабана выполнены в виде единой детали из антикоррозионного материала.