ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Данная разработка является результатом выполнения научно-исследовательских работ.

В Калининградском Государственном Техническом Университете разработан способ извлечения соков из плодов фруктово-ягодных культур и овощей, а также другого сочного растительного сырья, на который выдан патент РФ № 2150857 .

Способ предусматривает загрузку сырья в рабочую камеру соковыжималки, его дробление и прессование, дробление прессование в перфорированной камере со шнеками, отделение сока от мезги совместным действием шнекового прессования и центробежных сил. Транспортирование потока мезги, прессование её шнеком и раздельное удаление сока и выжимки из камеры прессования осуществляют при планетарном движении потока мезги путём его одновременного вращения вокруг собственной оси и вокруг другой оси, расположенной вне шнека.

В настоящее время наиболее распространёнными способами извлечение соков является два способа, осуществляемые: путём воздействия на мезгу полем центробежных сил и на шнековых прессах.

Первый способ осуществляется на центрифугах непрерывного или периодического действия. Он характеризуется высокой скоростью истечения сока благодаря его повышенной жидкотекучести при прохождении по сокопроводящим капиллярным каналам под действием центробежных сил. Это обеспечивает получение сока повышенного качества за счёт уменьшения: аэрации сока и количества растворённых в нём частиц. Однако из-за сравнительно низких удельных давлений на обрабатываемое сырьё значительная часть клеток плодовой ткани не вскрывается, и сок остаётся закупоренным в ней, поэтому его выход не превышает 60%.

Согласно второму способу загружаемое в пресс сырьё вначале дробят, а затем образующуюся мезгу подают в камеру прессования, в которой поток мезги шнеком транспортируют в направлении выгрузки и одновременно прессуют витками шнека, после чего сок и выжимку раздельно удаляют из камеры прессования.

В отличие от первого, данный способ позволяет развивать более высокие удельные давления на перерабатываемый материал. Он обеспечивает наиболее полное вскрытие клеток плодовой ткани и позволяет достичь выхода сока в пределах 70 - 75%. Однако значительная (от 25 до 30%) часть сока остаётся закупоренной в выжимках, и извлечь его не удаётся известными способами, и даже при длительном прессовании и высоком удельном давлении на перерабатываемый материал. Второй способ является наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.

Сущность предлагаемой разработки заключается в следующем. Способ извлечения соков осуществляется на шнековых прессах. Он включает загрузку предварительно подготовленного сырья в приемное устройство пресса; подачу его в дробитель; дробление сырья; поступление образующейся мезги в перфорированную камеру прессования с расположенным в ней, вращающимся вокруг собственной оси, шнеком; захват и транспортирование образующегося потока мезги витками шнека в сторону выгрузки с одновременным прессованием мезги шнеком под давлением, регулируемым с помощью расположенного на выходе из камеры прессования дроссельного клапана; отделение сока от мезги и удаление сока и выжимки из камеры прессования через раздельные каналы в изолированные друг от друга ёмкости.

Целью данной разработки является повышение выхода и улучшение качества сока, получаемого при шнековом прессовании мезги.

Поставленная цель достигается благодаря преимуществам предлагаемого способа перед аналогом, которые заключаются в следующем.

Процессы транспортирования потока мезги, прессования её шнеком, удаление сока и выжимки из камеры прессования осуществляют при планетарном движении потока мезги путём его одновременного вращения как вокруг собственной оси вращения шнека, так и вокруг другой, расположенной вне её, оси. При этом вращение потока мезги вокруг собственной оси вращения шнека осуществляют с частотой, например, в диапазоне 300 - 3000 об/мин., а вокруг другой оси - в диапазоне 600 - 6000 об/мин., - в зависимости от свойств перерабатываемого сырья, требований, предъявляемых к качеству сока, и производительности процесса.

Планетарное движение потока мезги, находящегося в камере прессования, приводит к его пульсации за счёт циклического изменения величины и направления действующей на поток центробежной силы с частотой, равной частоте вращения шнека вокруг его собственной оси. В свою очередь, пульсация потока мезги приводит к его интенсивному объёмному перемешиванию, что, наряду с прессованием, обеспечивает раскупоривание замкнутых (при обычном шнековом прессовании) сокопроводящих каналов, вскрытие максимального количества клеток плодовой ткани и максимальную полноту извлечения сока из растительного сырья. Сокращается цикл прессования, что повышает качество получаемого сока за счёт уменьшения его аэрации и количества растворённых в нём примесей.

На рисунке 1 схематично изображена последовательность технологических операций по переработке сочного растительного сырья предлагаемым способом, осуществляемым на одном из возможных конструктивных вариантов устройств.

С целью упрощения описание составлено применительно к работе одного из прессующих узлов, хотя их может быть и несколько (например, два, как показано на чертеже).

Способ осуществляется следующим образом: ротор 1 с закрепленными на нем рабочей камерой 2, имеющей каналы 3, 4, 5, 6, дробителем 7, камерой прессования 8, с расположенным в ней окном 9 и отверстием 10; шнеком 11; а также дроссельным клапаном 12, приводят во вращение относительно центра 13 ротора.

Одновременно шнек 1 приводят во вращение вокруг его собственной оси 14.

В сочетании с вращением вокруг центра 13 это приводит к планетарному движению шнека.

Через неподвижную загрузочную воронку 15 предварительно подготовленное сырьё 16 подают на вращающийся дробитель 7.

Образующуюся при дроблении сырья мезгу 17 действием центробежных сил через канал 3 и окно 9 направляют в полость камеры прессования 8, где её захватывают витки шнека, совершающего планетарное движение вокруг осей 13 и 14.

Таким образом, поток мезги, находящейся в камере прессования, также приобретает планетарное движение.

Наряду с этим в процессе транспортирования шнеком потока мезги она подвергается прессованию при одновременном воздействии на неё полем центробежных сил от вращения вокруг центра 13.

Давление прессования регулируют с помощью дроссельного клапана 12.

Образующийся сок 18 через отверстия 10, выполненные в стенках камеры прессования, поступает в каналы 4 и 5 рабочей камеры 2, откуда действием центробежных сил выбрасывается в кольцевой желоб 19, выполненный на неподвижном кожухе 20, из которого его по трубопроводу 21 направляют в ёмкость 22.

Выжимка 23 через канал 6, сечение которого регулируется с помощью дроссельного клапана 12, по патрубку 24 поступает в неподвижный наклонный кольцевой желоб 25, откуда по трубопроводу 26 действием силы тяжести сбрасывается в неподвижную ёмкость 27.

Как показали результаты проведённых авторами опытных работ, одновременное воздействие на мезгу шнекового прессования и поля центробежных сил, возникающего при планетарном движении потока мезги в камере прессования, увеличивает по сравнению со способом, взятым за прототип, выход сока в среднем на 15 - 20% при значительном улучшении его качества. Это даст несомненный экономический эффект.

Рис. 1

В 2003-2004г.г. намечено опробование и внедрение способа на ООО «Балтминводы».