Способ извлечения сусла из растительного сырья и устройство для его осуществления

(19) 5 С 126 1 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН В КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 721485, кл. С 12 6 1/02, 1977,(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУСЛА ИЗРАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование; извлечение сусла из. растительного сырья, относящееся к способу и устройству. Сущность изобретейия:способ заключается в воздействии на прессуемую массу давлением периодически внесколько циклов и сбрасывание его междуциклами. Давление в каждом последующемцикле увеличивают, В каждом цикле прессование осуществляют импульсами, создаваеИзобретение относится к пищевой промышленности, преимущественно к вино-" дельческой и консервной, ее отрэслям в частности к способам и устройствам для йзвлечения сусла (сока) из растительного сырья.Известен способ и устройство для извлечения сусла из растительного сырья, содержащее 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,мыми электрическими разрядами" частотой 1600 Гц и мощностью 10100 кВт, при этом прирост давления в каЖдомимпульсе каждого из циклов постоянный и не превышает 0,01 МПа, максимальное давление и рессованйя составляет 0,0500,080 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 кволые йер- " форированные 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 клиновых пространств. 2 с,и 1 з.п. ф-лы, 5 ил,большая толщина прессуемого слоя мезги,длительность йроцесса.Известен таже сйособ и устройство дляизвлечения сусла из растительного сырья,состоящее "из"корйуМ 6 бункером и перфорированных стенок,уабйоложенных внутринего перфорированных пустотельных лопа ток, транспоргируемого шнека заключейно-:го в перфорированный полуцилиндрперфорированной щеки и гибких элементовсуслосборника и и риводного механизма,Недостатками укаэанного"Способа и устройства являются вытеснение дробленноймассы наверх, что способствует перетиранию мезги и обогащению сусла взвесями икак следствие снижеййя ВыхбДа жидкости,сложность эксплуатации и неудобство в обслуживании,Наиболее близким к изобретению являются способ извлечения сусла из винограда и устройство для его осуществления,Способ осуществляют устройством дляизвлечения 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 чрезмерной 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 только из одних ягод и которые не прессу- ются, а вытесняются из полости прессования, "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 высо кокачественного 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,3Поставленная 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 10600 Гц при мощности 10100 кВт; при этом прессование ведут до образования Слоя мезги толщиной не более 25 мм, а максимальное удельное давление прессованиясоставляет 0,20,8 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 2,5 х 0,25 х 1;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 5 10 15 20 25 30 35 40 180 Гц в герметической емкости, снабженной штоком и предохранительным перепускным клапаном. При достиженииудельного 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 прес- сующие элементы работают попарно-синхронно, Частотное повышение давления на массу винограда и его вибрационное прес- сование при помощи полых перфорированных с разветвленной пористой поверхностью элементов, позволяет получить необходимую степень отжатия мезгии влажность выжимок до 60,65 О 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,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 1520 г/рм, что в 2 разазменьше, чем у существующих прессов.Под влиянием вибраций дробленная прессущаямасса приобретает большую подвижность и ее вязкость значительно понижается (до 90 и более раэ), что позволяет вести процесс прессования при эйачительно пониженных давлениях (0,20,8 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 твер- дой 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 дробленной и прессованной массы на других прессах непрерывного действия, например на прессах марки Т 1-В ПОА. При достижении давления на рабочих органах 0,50,8 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 загру зочный 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, порвень и шток; приэтбм-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 60 О; 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 ус 30 тройство для осуществления способа, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на 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 электрьгидравлического привода,Устройство выполнено из корпуса, образовэнного двумя вертикальными и двумя наклонными поверхностями 1 и 2. сходящимися в нижней части и образующими выгру 40 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 прес- сущие поверхности и электрогидравличе 50 ского привода. Перфорированные поверхности выполнены в виде пирамид из пористой нержавеющей стали, Электрогидравлический привод в свою очередь состоит из повышающего трансформатора 12, высоковольтного выпрямителя 13, коммутирующего устройства 14, технологического узла 15, импульсного конденсатора 16, сбрасывателя давления - предохранителя 17, пор 6 и 7 и одной 8 неподвижной полых перфо 45 рированных поверхностей, качающиесяшня 18, пружины 19, штока 20 и прессующей плиты 21,Устройство работает следующим образом,Целые гроздья винограда или ягоды машинной уборки падают в загрузочный бункер. устройства (пресса) и заполняют имиполости по обе стороны полых качающихсяперфорированных прессующих поверхностей 6 и 7, При повороте прессующих перфорированных элементов 5 и 6, а также 5 и 7на валах-шарнирах 11 навстречу друг другувиноград, находящийся в этих полостях,подвергаются сжатию, после завершениясжатия качающиеся перфорированные поверхности 5 и 6, а также 5 и 7 изменяют: направление движения и полые качающиеся перфорированные поверхности 6 и 7 сжимают виноград в клиновых полостях междуполыми перфорированными элементами 6 и 208, 7 и 8, затем процесс повторяется сначала.Вышедшая из рабочей зоны отжатаямасса опускается под действием сил тяжести нэ транспортирующие шнеки 10, которые перемещают ее непрерывно на 25дальнейшую переработку, например нэ допрессование. При непрерывно-циклическойработе перфорированных прессующих поверхностей 5, 6 и 7 транспортирующие шнеки 10 находятся постоянно полностью 30загруженными.Сусло собирается в общий суслосборник 9 через три полых. установленных в нижней части полых перфорированныхэлемента 6, 7 и 8 валов-шарниров 11 и зазоры, образованные между поверхностямикорпуса 2 и качающимися прессующимиперфорированными элементами 5. Формаперфорированных поверхностей в видемножества пирамид с возрастающей высотой пирамид снизу вверх и их взаимное расположение на противоположныхповерхностях в шахматном порядке позволяет им самоочищаться в процессе работыза счет угла наклона пирамид и, как следствие, минимальной силы трения, а также перелопачивать отжатую массу, нарушая иразрушая ее силы сцепления при помощивершин пирамид, которые при отходе прессующих стен играют роль вил, сквозь и между которых-опускается под действием силтяжести отжатая масса.Регулирование степени отжатия дробленой массы винограда и распределениядавления вдоль потока производят изменением угла поворота качающихся перфорированных поверхностей 5, 6 и 7, а также припомощи электрогидравлического привода,принципиальная схема и устройство которого показано на фиг.5. Частота и давление виброимпульсного прессования регулируется при помощи источников импульсных нагочзок - . 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 токподается 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 импульсногоконденсатора 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 19 приводит поршень 18 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.Ф о рмул а изобретен и я1, 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, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса прессования, повышения выхода и качества сока, в каждом цикле прессование осуществляют импульсами, создаваемыми электрическими разря 1751188дами 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 ведутдо образования слоя мезги не более 25 мм,2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, длительность каждого цикла не превы- шает 5 с.3. Устройство для извлечения сусла из растительного сырья, содержащее корпус., образованныйдвумя вертикальными и двумя наклонными стенками, суслосборник, размещенный в корпусе полый перфорированный элемент, перфорированные пластины, установленнйе вдоль наклонных стенок корпуса с возможностью регулирования уг- ла их наклона, отлич а ю щее с ятем",что,с целью интенСификации процесса прессования, повышения выхода и качества сусла; = "оно снабжено дополнительными пол ымиперфорированными прессующими лопастя ми, установленными между. прессующимэлементом 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 пирбйид" увелйчиваетсяСнизу вверх, уголнаКлойа боковой поверхности пирамид к ее основайию составляет 10 - 60, 15 а вершина пирамиды одной из прессующихповерхностей расположена напротив впадины, образуемой смежными пирамидами противоположнойпрессующей поверхности.лл1751188 Составитель И. ПанашесТехред М.Моргентал ректор Н. Король ыдкая акто изводственно-издательский комбинат "Патент", г,од, ул,Гагарина, 101 Заказ 2664 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5