СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ СЕМЯН ОТ ПЛОДОВОЙ МЕЗГИ/ПУЛЬПЫ/ЖМЫХА
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATION OF SEEDS FROM FRUIT PULP/PULP/CAKE

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха, которые будут использованы для дополнительного получения продуктов с добавленной стоимостью/способов применения. Более конкретно настоящее изобретение относится к устройству и способу отделения семян от яблочного жмыха, имеющегося в виде отходов отраслей промышленности по производству соков и их применению для получения пищевых продуктов с добавленной стоимостью, например, для экстракции антиоксидантов, пектина, биополимера, пищевых волокон, хлебопекарной муки, разработки ферментированных продуктов, животного корма и т.д.
Способ и устройство/аппарат в общем применимы для отделения твердых частиц от твердых частиц с использованием в качестве несущей среды жидкости, учитывая преимущество различия объемной плотности разделяемых твердых частиц. Один из вариантов применения изобретения можно найти в разделении смеси, содержащей семена и мезгу, получаемые из перерабатывающей промышленности по производству фруктовых соков, в виде отходов/потерь/остатков, при этом отделяемые продукты используются для получения продуктов с добавленной стоимостью.
Можно сделать ссылку на M. S. Kolodesh и W. Cash. Способ и устройство для отделения семян от сока/пульпы с соковыми мешочками, патент США 4981220, датированный 1 января 1991 года, в котором соковая пульпа/соковые мешочки цитрусовых фруктов, собираемые из тканевого сепаратора, подавались в сепаратор семян. Сепаратор семян действует по принципу различия в упругости или характере отскока семян и соковых мешочков для отделения семян. Он содержит вибрационный стенд, наклонное перфорированное ложе, имеющее ряд каналов с различными гребнями и впадинами. Перфорированное ложе имеет ряд направленных вверх гребней, поднимающихся от поверхности станины. В процессе отделения остаток откладывается на нижнем конце верхней стороны станины. Вибрация перфорированного ложа, обусловленная его основанием, помогает в отправке мешочков в точку сбора. Поднимающиеся гребни растягивали сгустки фруктовых соковых мешочков во время их движения вверх для освобождения семян, находящихся в данных мешочках. На основании различного характера отскока семена отскакивают относительно более высоко, чем мешочки, и падают на ложе, скапливаются в точке смыкания и удаляются. Извлекаемые соковые мешочки использовали для добавления в получаемый фруктовый продукт или позже перемешивали с обрабатываемым соком. Недостатки состоят в том, что, когда смесь/подаваемый материал содержит плодовую мезгу и семена в геле, форма становится по своему характеру очень липкой, делая за счет этого процесс отделения семян неэффективным. Кроме того, так как устройством является открытая камера, мезга подвергается воздействию воздуха и в свою очередь входит в реакцию с воздухом, при этом происходят химические реакции, например окисление, полимеризация и т. д., ведущие к потере запаха и цвета. Применение данного изобретения ограничено только случаем, когда различие в характере отскока семян и плодовых мешочков является высоким.
Можно сделать ссылку на Marvin Schulman, Richard B. Stevenson. Устройство и способ разделения семян, патент США 4609110, датированный 2 сентября 1986 года, в котором устройство состоит из двух параллельно расположенных, свободно вращающихся роликов, расположенных диагонально по поверхности верхней транспортерной ленты. Ролик имеет более гладкую поверхность в отличие от ленты (с более грубой обработкой). Плодовые мешочки движутся по грубой поверхности транспортерной ленты в то время как разделенные семена падают вдоль гладкой поверхности ролика. Фруктовые выжимки во время прохождения через зазор подвергаются увлажнению на поверхности транспортерной ленты. Перед вторым роликом, образующим сужающийся зазор с лентой, поверхность была использована для отделения семян с меньшим размером или частиц семян, которые остаются во фруктовых выжимках. Недостатками указанного изобретения является фрагментация семян вследствие прокатывания, при которой могут высвобождаться нежелательные соединения и может возникать неприятный вкус. Неэффективное отделение семян на первом ролике вынудило авторов изобретения предоставить второй ролик, в котором устройство распыления жидкости распыляет воду для разъединения/отделения семян от обрывков плодов. Однако машина не обеспечивает надлежащий дренаж/сбор распыленной воды, делая сырым рабочее пространство вокруг машины. Это создавало негигиеничные условия и предрасположенность к загрязнению пищевых продуктов.
Можно сделать ссылку на сепаратор семян William A. Kirk, Citrus, патент США № 3330410, датированный 11 июля 1967 года, в котором семена отделяют от цитрусовой мезги после экстракции сока. Обрывки плодов цитрусовых подают в бункер, под бункером на различной высоте установлен ряд бесконечных транспортерных лент на раме в обоих направлениях, т.е. по длине и в поперечном направлении. Обрывки, движущиеся на наклонной транспортерной ленте, сгружались с самой верхней части первой ленты и должны падать вниз на поверхность следующей нижней ленты, наклоненной в противоположном направлении от первой ленты. Падение материала с высоты вызывает сотрясение; оно приводило к отделению семян от мезги. Для движения лент предоставлены соответствующие двигатели и система шестерней. Последняя транспортерная лента принимала бессемянную мезгу и собирала ее отдельно. Недостатками указанного изобретения являются: отсутствие накопительной камеры/точки для семян и семена, скатывающиеся с транспортерной ленты и падающие на землю, что приводит к потере/убыли семян. Семена оставались слипшимися с мезгой вследствие высокой влажности и липкой природы мезги, приводя за счет этого к неэффективному отделению семян. Машина также требовала большого количества потребления энергии для передвижения бесконечных транспортерных лент электрическими двигателями и, следовательно, повышенных капитальных вложений. Производительность машины является очень маленькой, так как для отделения семян от мезги необходимо, чтобы подаваемый материал распределялся по транспортерной ленте тонким слоем, требуя за счет этого огромной инфраструктуры и большого потребления энергии.
Можно сделать ссылку на Xianghua Chen, «Способ отделения семян яблок в процессе получения яблочного сока и центробежный сепаратор», патентная заявка Китая 1701853 A, датированная 30 ноября 2005 года, в которой яблоки подают в центробежный сепаратор в процессе обработки сока. Он состоит из центробежных сепараторов (центробежная камера, вал, установленный на двух торцевых пластинах), фильтрующего сита, силового агрегата, редуктора трансмиссии, нагнетателя воздуха, механического дегидратирующего устройства или горизонтального отжимного устройства винтового типа или масличного жома или вертикального отжимного устройства винтового типа, гравитационных сепараторов и т.д. Влажный материал обезвоживали посредством отжимания, а затем подавали в гравитационный сепаратор, соединенный с нагнетателями воздуха. Под действием вибрационного сита (три штуки) со специальной скоростью воздуха семена яблок отделялись наряду с небольшим количеством плодовой мякоти, кожуры и черешков. Недостатками указанного изобретения являются покоричневение яблочного жмыха вследствие окисления - нежелательный характер прибавления добавочной стоимости. В общем, покоричневение обусловлено воздействием на жмых воздуха, вызывая за счет этого окисление полифенолов в присутствии фермента (полифенолоксидазы), находящегося в плодах яблок. Устройство выжимания, используемое в процессе обезвоживания влажного материала, вызывает также дробление/фрагментацию семян, что приводит к высвобождению токсичных соединений, например, цианогенных гликозидов. Капитальные вложения очень высокие, так как оно состоит из множества электрических двигателей, вибрационных сит для отделения семян от плодовой мезги/кожуры/черешков в различном перерабатывающем оборудовании, содержащем центрифугу, нагнетатель воздуха, механическое дегидратирующее устройство или горизонтальное отжимное устройство винтового типа или масличный жом или вертикальное выжимающее устройство винтового типа, гравитационные сепараторы и т.д.
Можно сделать ссылку на Kaur Devinder, система флотации-накопления-седиментации для отделения кожуры и семян от томатного жмыха, Journal of Food Engineering 71 (2005) 341-344, в котором семена и кожуру томатов отделяют в системе флотации-накопления-седиментации, состоящей из резервуара для перемешивания, резервуаров для отстаивания и скапливания воды, лотков для накопления семян и рециркуляционного насоса. Жмых подают в резервуар для перемешивания, взбалтывают, а позже смесь перемещают в последовательность резервуаров для осаждения с целью отделения семян от кожуры/мякоти. Кожура/мякоть, являясь более легкой по массе, плавала сверху, и ее собирали через верхний выпуск, тогда как семена осаждались в основании резервуара, и их удаляли из донного выпуска. Недостатки указанного изобретения состоят в том, что когда на мезгу воздействует воздух, поскольку резервуаром для перемешивания является открытая камера, это приводит к окислению. Это требует огромного пространства для размещения ряда резервуаров. Система не имеет единственного окна для сбора семян из трех резервуаров для отстаивания.
Отрасль промышленности по переработке фруктов сталкивается с множеством проблем при утилизации биоотходов, генерируемых в процессе предварительной и последующей обработке фруктов и овощей. Кроме загрязнения окружающей среды в местах разгрузки она также имеет возможные опасности для здоровья вследствие роста нежелательных микробов. Даже простая разгрузка подобных отходов вызывает экономические потери в отрасли промышленности. Вследствие этого дополнительная стоимость подобных отходов будет не только снижать загрязнение окружающей среды, но также давать дополнительные доходы для этой отрасли промышленности. Эффективное отделение семян обеспечит преимущество использования бессемянного жмыха для получения продуктов с добавленной стоимостью. Коммерческие блоки обработки яблочного сока освобождают фабрику от жмыха в виде отходов. Настоящее изобретение относится к способу и устройству для отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха, в общем получаемых в виде отходов в отрасли промышленности по переработке пищевых продуктов, и в частности от яблочного жмыха, который по существу состоит из кожуры, мезги, семян и веток/косточек. Несмотря на то, что в течение многих лет их рассматривали как отходы, в настоящее время яблочный жмых используется для производства продуктов с добавленной стоимостью. Яблочный жмых содержит 95% кожуры/мякоти, 4% семян и 1% веток/черешков (Bhushan et al. 2008. Critical Reviews in Biotechnology, 28:285-296). Яблочный жмых содержит 66,4-78,2% (wb) влаги и 9,5-22,0% углеводов (Sun et al. 2007 Food Science Technology International 13(2):91-97), а также он содержит 26,4% сухого вещества (DM), 4,0% белков, 3,6% сахаров, 6,8% целлюлозы, 0,38% зольного остатка, 0,42% кислоты и кальция, 8,7 мг/100 г влажного яблочного жмыха (Vasil′ev et al. 1976. Konservnaya-i-Ovoshchesushil′naya-Promyshlennost. 3:32-34). Полифенолами в яблочном жмыхе являются: флаванолы (катехин, эпикатехин, процианидины), флавонолы, гидроксициннаматы и дигидрохалконы (Schieber et al. 2003. Food Sci. Emerg. Technol. 4:99-107). Среди флавоноидов кверцетин и его гликозиды являются наиболее распространенными в растениях, включая яблоки. В яблочном жмыхе Кверцетин-3-0-β-D-галактопиранозид (гиперин), Кверцетин-3-0-β-D-глюкопиранозид (изокверцитрин), Кверцетрин-3-Ο-β-D-ксилопиранозид (рейнотрин), Кверцетрин-3-O-α-L-арабинофуранозид (авикуларин) и Кверцетин-3-O-α-L-рамнопиранозид (кверцитрин) присутствуют в самых больших количествах (Lu & Foo, 1997. Food Chem. 61(1-2):29-33).
Семена яблок являются, по существу, овальными по форме с заостренным кончиком на одном конце, с диаметром приблизительно 5 мм и толщиной 1,5 мм при измерении (в зависимости от зрелости и сорта). Семена яблок, значительная часть яблочного жмыха, богаты содержанием жирных масел (28%) и дополняющих белков (34%). Линолевая кислота является основным компонентом (жирного) масла семян яблок (приблизительно 50%) (Lu и Foo, 1997. Food Chem. 61(1-2): 29-33), которые также содержат значительное количество амигдалина и флоридзина (Lu и Foo, 1998. Food Chemistry, 61(1/2): 29-33) и фосфор, калий, магний, кальций и железо (Yu et. al, 2007. International Journal of Food Engineering, 3(5) Articlel 2). Метаболизм амигдалина создает циановодород, активный токсин. β-глюкозидаза, один из ферментов, которые присутствуют в кишечнике человека, катализирует высвобождение цианида из амигдалина, приводит к непрогнозируемой и потенциально летальной токсичности, когда амигдалин принимают перорально (Newton et. al. 1981. West. J. Med. 134 (2): 97-103). Инъекция очищенного амигдалина может являться причиной выраженной токсичности и смерти по причине цианида (Lerner, 1981. CA Cancer J Clin. 31 (2): 91-95). Бессемянный яблочный жмых, состоящий из мякоти, кожуры и т.д., может быть потенциально использован для получения продуктов с высокой добавленной стоимостью, например, пищевого волокна, белка, пектина, естественных антиоксидантов, пигментов и фенольных соединений (Kolodziejczyk et. al, 2007. Pol. J. Food Nutr. Sci. 57: 291-295; Lu и Foo, 2000. Food Chem. 68(l): 81-5). Вследствие этого чрезвычайно важно разработать экономический способ и устройство для осуществления быстрого и эффективного отделения семян от яблочного жмыха для коммерческого получения продуктов с добавленной стоимостью.
В настоящее время яблочный жмых либо выбрасывают в виде захоронения отходов либо используют в некоторой степени для корма животных. Яблочный жмых является высокопитательным, и вследствие этого его выбрасывание является не только экономической потерей, но также потерей питательного биоресурса. Вследствие этого эффективное использование данного биоотхода для улучшения коммерческой рентабельности промышленности по производству соков является текущей необходимостью. Таким образом, устройство и способы, упомянутые выше для отделения семян, имеют тот или иной большие недостатки наподобие неправильной точки сбора семян, системы отвода воды, неудовлетворительного отделения семян от мезги/кожуры/мякоти, высвобождения нежелательных соединений вследствие фрагментации или расщепления/дробления семян, являющиеся причиной повреждения/потери семян, открытый процесс отделения семян вызывает потерю запаха и цвета вследствие окисления за счет прямого контакта с воздухом, негигиеничное отделение приводит к загрязнению/разрушению, требует больше внимания/рабочей силы в процессе обработки, больше капитальных вложений, операционных затрат, большого пространства, необходимого для инфраструктуры, связан с меньшей производительностью.
Представленное изобретение предусматривает способ и устройство, функционирующее в периодическом и непрерывном режиме, разработанные, изготовленные и откалиброванные для получения чистого, высокоэффективного, быстрого отделения семян от яблочного жмыха рентабельным образом, которые избегают расщепления или фрагментации семян, которые в противном случае могут высвобождать нежелательные цианогенные гликозиды в экстрактируемый яблочный жмых.
Отжатый яблочный жмых обычно содержит материалы клеточных стенок плодовой кожуры и мезгу, окружающую желеобразный слизистый слой, имеющий включенные в него семена яблок. Вследствие этого достаточно трудно отделять семена от жмыха за счет использования традиционных фильтрующих способов и устройств, который неэффективно отделяют семена от кожуры/мякоти, мезги и т. д.
Основная цель представленного изобретения состоит в предоставлении способа и устройства для отделения семян из плодов от плодовой мезги/пульпы/жмыха, который устраняет недостатки известного к настоящему времени предшествующего уровня техники, как подробно изложено выше.
Другая цель представленного изобретения состоит в предоставлении устройства для отделения семян от плодовой мезги/жмыха без повреждения семян.
Еще одна цель представленного изобретения состоит в предоставлении устройства для отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха без экстракции нежелательных химических соединений из кожуры/мякоти/веток/косточек и семян плодов.
Еще одна цель представленного изобретения состоит в предоставлении быстрого способа/технологии отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха, используя преимущество различия в плотности между отделяемым содержимым.
Еще одна цель представленного изобретения состоит в предоставлении эффективного способа получения мезги/пульпы/жмыха фруктов или овощей, имеющих высокое качество и лишенных разрушенных продуктов, образованных за счет химического окисления, полимеризации и т.д., которые могут появляться в предшествующем уровне техники вследствие неэффективных конструкции (конструкций) и/или способа (способов).
Еще одна цель представленного изобретения состоит в предоставлении устройства и способа отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха с использованием меньшего пространства для установки/монтажа, рабочей силы, электроэнергии и т. д.
Еще одна цель представленного изобретения состоит в предоставлении эффективного, низкозатратного, высокопроизводительного устройства для отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха.
Еще одна цель представленного изобретения состоит в предоставлении экономически целесообразного, энергоэффективного, экологически безопасного способа и устройства для отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха с минимальной потерей семян и мезги/кожуры.
Промышленность по переработке фруктов и овощей сталкивается с огромной проблемой утилизации остатков, остающихся после первичной переработки. Яблочный жмых, содержащий питательные вещества в большом количестве, в настоящее время в промышленности по переработке фруктов выбрасывается, что является не только экономической потерей, но также потерей питательного биоресурса. Вследствие этого эффективное использование данных биологических отходов, через добавление стоимости, является насущной потребностью для улучшения коммерческой целесообразности отрасли промышленности по производству соков.
Представленное изобретение относится к устройству, состоящему из сосуда, имеющего загрузочные отверстия для подаваемого материала и воды, и мешалки для диспергирования подаваемого материала, заключающего в себе семена и другие твердые остатки посредством взбалтывания. Чтобы иметь более хорошее разделение семян и бессемянного жмыха, сосуд сконструировали с определенным отношением длины к диаметру (L/D). На дне сосуда расположено перфорированное складываемое решетка/сито для отделения семян, а выпуски для извлечения воды наряду с плодовой мезгой/мякотью/кожурой прикреплены на конкретной высоте над решеткой для приведения в действие устройства периодическим образом, а также в непрерывном режиме за счет изменения его наклона относительно сосуда. Семяуловитель выполнен и зафиксирован внутри сосуда в точке, где расположен наклонный выпуск, чтобы пропускать бессемянный жмых и задерживать семена.
Кроме того, представленное изобретение относится к способу, включающему добавление яблочного жмыха и воды в конкретном соотношении в сосуд для отделения семян. Затем смесь взбалтывают при оптимальных оборотах в минуту (об/мин) в течение периода, достаточно большого для полного диспергирования комков жмыха (заключающих в себе семена и кожуру/мякоть/мезгу). После достижения требуемой степени дисперсности подаваемого материала (содержащего семена и кожуру/мякоть/мезгу) посредством перемешивания содержимому предоставляли возможность отстаиваться для осаждения семян на дне. Мезгу/кожуру, суспендированную в воде во время работы периодического типа, удаляют через горизонтальный выпуск; тогда как во время непрерывного режима работы гомогенный подаваемый материал наряду с водой может подаваться в сосуд либо через наклонную трубку или отдельный горизонтальный впуск, приваренный в средней части сосуда. В данном случае бессемянный жмых извлекают из впуска для воды, приваренного на верхней конической крышке: семена будут осаждаться в самом сосуде вследствие различия в их объемных плотностях. Семена, осажденные таким образом на дне, проходят через сито, имеющее диаметр отверстий, достаточно большой, чтобы допускать/пропускать семена, для сбора их в камере отделения семян. Затем семена удаляют через промывной донный клапан в конце работы или когда камера полностью заполняется. Бессемянный жмых наряду с водой, накапливаемые таким образом, фильтруется с помощью известного средства фильтрационного оборудования для извлечения бессемянного жмыха и отработанной воды. Данная отработанная вода может повторно использоваться несколько раз, а затем очищаться. Данная энергоэффективная и эффективно обрабатывающая компактная конструкция, имеющая камеры для отделения и сбора в одном и том же блоке, может быть использована для отделения семян при работе периодического или непрерывного типа; и способ обеспечивает большую производительность, быстрое отделение, требует меньше установочного пространства, рабочей силы во время работы и за счет этого имеет хороший потенциал в отрасли промышленности по переработке пищевых продуктов.
Представленное изобретение проиллюстрировано на фигуре 1 чертежа (чертежей), сопровождающего данное описание.
Фигура 1 представляет вертикальную проекцию блока отделения семян.
Фигура 2 представляет схему технологического процесса блока отделения семян.
Подробные чертеж и схема технологического процесса указанного изобретения предоставлены следующим образом.
Основной сосуд (1) для содержания жмыха, имеющий отношение диаметра к длине в диапазоне от 0,5 до 5:1, снабжен верхней крышкой (2), состоящей из впуска (3) для подаваемого материала, впуска (4) для воды и вентиляционного отверстия (5). В центре указанной верхней крышки (2) предоставлены вал (6) мешалки, соединенный с электрическим двигателем (7), крыльчатки (8) для диспергирования содержимого подаваемого материала. Верхняя крышка (2) является съемной и присоединена с помощью известного средства предпочтительно гаек-болтов и прокладки. (9). Нижний конец сосуда (1) снабжен накопительной камерой (10) для семян, состоящей из клапана (11) выпуска семян, складываемого сита (12), имеющего отверстия, находящиеся внутри сосуда (1). Горизонтальный выпуск (13) для удаления бессемянного жмыха в процессе работы в периодическом режиме прикреплен на нижней стороне сосуда (1). В непрерывном режиме работы гомогенный подаваемый материал наряду с водой может подаваться в сосуд (1) либо через наклонную трубку (14), либо через отдельный горизонтальный впуск, приваренный в средней части сосуда (1). В данном случае бессемянный жмых извлекают из впуска (4) для воды, приваренного на верхней конической крышке (2); в качестве альтернативы гомогенный подаваемый материал может подаваться в сосуд (сосуды) (1) через впуск (3) для подаваемого материала, при этом бессемянный жмых наряду с водой можно непрерывно удалять через наклонный выпуск (14). Семяуловитель (15) выполнен и зафиксирован внутри сосуда в точке, где расположен наклонный выпуск, пропускающий бессемянный жмых, задерживая в то же время семена. Подходящие перегородки (16) прикреплены в сосуде (1) для повышения дисперсионной эффективности. Сосуд снабжен опорными стойками (17), выступами (18) для удерживания сосуда (1) вертикально вверх. Впуск (3) для подаваемого материала необязательно снабжен крышкой (19), соединенной со стеклом для мониторинга содержимого. Сито (12) помещено над поддерживающим сито кольцом (20).
Жмых, заключающий в себе семена и мезгу/мякоть/кожуру/ветки, наряду с водой подают, в конкретном соотношении, в сосуд (1) для отделения семян через впуск (3) для подаваемого материала и впуск (4) для воды, предоставленный на верхней крышке (2). Затем смесь перемешивали с помощью мешалки (6, 8), приводимой в действие посредством электрического двигателя (7) с оптимальной скоростью (регулируемой приводом с переменной частотой вращения) в течение периода, достаточно большого для полного диспергирования комков жмыха (заключающих в себе семена и кожуру/мякоть/мезгу/ветки). После достижения необходимой дисперсии подаваемого материала (содержащего семена и кожуру/мякоть/мезгу/ветки) посредством перемешивания содержимому предоставляли возможность отстаиваться для осаждения семян на дне сосуда (10) через сито (12). Мезгу/кожуру, суспендированную в воде, удаляют через горизонтальный выпуск (13) в процессе работы в периодическом режиме; тогда как при непрерывном типе работы вода наряду с бессемянным жмыхом непрерывно удаляется из сосуда через наклонный выпуск (14); семена будут осаждаться в самом сосуде вследствие различия в их объемных плотностях. Осажденные семена проходят через сито (12), имеющее диаметр отверстий, достаточно большой для пропускания/прохождения семян, с целью накапливания их в камере (10) отделения семян. Затем семена удаляют через клапан (11) для выпуска семян в конце работы или когда камера полностью заполняется. Бессемянный жмых наряду с водой, собираемые из выпусков (13 и 14), фильтруют с помощью известного средства фильтрационного оборудования для извлечения бессемянного жмыха и отработанной воды. Данная отработанная вода может повторно использоваться несколько раз, а затем очищаться.
Соответственно представленное изобретение предоставляет способ и устройство для отделения семян от плодовой мезги/пульпы/жмыха, которое содержит один сосуд или более сосудов (1), имеющих верхнюю крышку (2), состоящую из одного впуска для подаваемого материала или более впусков (3) для подаваемого материала, впуска (впусков) (4) для воды, вентиляционного отверстия (отверстий) (5), системы (систем) перемешивания, имеющих вал (6), электрический двигатель (7), крыльчатки (8), предоставленные в центре указанной верхней крышки (2) для диспергирования содержимого подаваемого материала; верхняя крышка (2) соединена с возможностью снятия с известным средством предпочтительно с помощью множества гаек-болтов/прокладки (9), а нижний конец сосуда (сосудов) (1) снабжен накопительной камерой (10) для семян, состоящей из одного клапана или более клапанов (11) для выпуска семян, складываемого сита (сит) (12), имеющих множество отверстий, подходящих для отделения семян различных размеров; один горизонтальный выпуск или более горизонтальных выпусков (13) зафиксированы на нижней стороне сосуда (сосудов) (1) для удаления бессемянного жмыха в процессе работы в периодическом режиме; в качестве альтернативы во время непрерывного режима работы гомогенный подаваемый материал наряду с водой может подаваться в сосуд (1) либо через наклонную трубку (14), либо через отдельный горизонтальный впуск, приваренный в средней части сосуда (1), и в данном случае бессемянный жмых извлекают из впуска (4) для воды, приваренного на верхней конической крышке (2); в качестве альтернативы гомогенный подаваемый материал может подаваться в сосуд (сосуды) (1) через впуск (3) для подаваемого материала, и бессемянный жмых наряду с водой можно непрерывно удалять через наклонный выпуск (14), причем множество подходящих перегородок (16) зафиксированы вертикально в сосуде (сосудах) (1) для повышения дисперсионной эффективности; сосуд (сосуды) (1) снабжен/снабжены множеством опорных стоек (17), выступов (18) для удерживания указанного сосуда (сосудов) (1) вертикально вверх; впуск (3) для подаваемого материала необязательно снабжен крышкой (19), соединенной со стеклом для мониторинга содержимого; поддерживающее сито кольцо (20) предоставлено на дне сосуда (сосудов) (1) для удерживания указанного сита (сит) (12).
В варианте осуществления представленного изобретения сосуд (сосуды) (1) выполнен таким образом, чтобы иметь отношение диаметра к длине в диапазоне от 0,5 до 5:1 для отделения семян от мезги/кожуры/мякоти в зависимости от их характеристик осаждения.
В другом варианте осуществления представленного изобретения накопительная камера (10) для семян выполнена либо с конической формой, либо с выпуклым днищем, либо с торосферическим или цилиндрическим глухим концом для удерживания разделяемых семян.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения один горизонтальный выпуск или более горизонтальных выпусков (13) прикреплен/прикреплены над складываемым ситом (12) в донной части сосуда (сосудов) (1) для извлечения бессемянного жмыха в процессе периодического режима работы.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, один горизонтальный выпуск или более горизонтальных выпусков (13) прикреплен/прикреплены под углом в диапазоне 80-90° по отношению к сосуду (сосудам) (1) для извлечения бессемянного жмыха в процессе периодического режима работы.
В другом варианте осуществления представленного изобретения, один горизонтальный выпуск или более горизонтальных выпусков (13) прикреплен/прикреплены на любой стороне сосуда (сосудов) (1) для извлечения бессемянного жмыха в процессе периодического режима работы.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, длина наклонного выпуска (выпусков) (14) гибко увеличивается за счет предоставления и прикрепления трубки подходящей длины с помощью известного средства для поддержания уровня содержимого внутри резервуара.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, угол наклонного выпуска (выпусков) (14) может быть зафиксирован в диапазоне до 80° предпочтительно в 40° относительно сосуда (1).
В другом варианте осуществления представленного изобретения, множество крыльчаток (8) гибко прикрепляют в любой требуемой точке на указанном валу (6) за счет предоставления известного средства предпочтительно с помощью гаек-болтов.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, множество крыльчаток регулируемо прикрепляют с любым требуемым углом относительно указанного вала (6) за счет предоставления известного средства предпочтительно с помощью гаек-болтов.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, угол между двумя крышками семяуловителя (семяуловителей) (15) находится в диапазоне, равном от 45° до 130°.
В другом варианте осуществления представленного изобретения, положение горизонтального выпуска (выпусков) (13) зафиксировано/зафиксированы над складываемым ситом (12) предпочтительно на 1″ высоте.
В другом варианте осуществления представленного изобретения, положение наклонного выпуска (выпусков) (14) зафиксировано/зафиксированы над складываемым ситом (12) предпочтительно на 2″ высоте.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, множество смотровых/светотехнических стекол (стекло) (21) предоставлены на цилиндрической части сосуда (сосудов) (1) для мониторинга динамики потока, перемешивания и разделения содержимого внутри сосуда (сосудов) (1).
В другом варианте осуществления представленного изобретения, способ включает добавление плодового жмыха и воды через соответствующие загрузочные впускные отверстия (3 и 4) в сосуд (сосуды) (1) для отделения семян, при этом содержимое перемешивали с помощью системы (6, 7, 8) взбалтывания для равномерного диспергирования/суспендирования комков жмыха (заключающих в себе семена, ветки, мезгу и кожуру) в воде и после достижения требуемой степени дисперсности подаваемого материала (содержащего семена, ветки, мезгу и кожуру) посредством перемешивания, содержимому предоставляли возможность спокойно отстаиваться для осаждения семян на дне и суспендирования в воде веток, мезги и кожуры вследствие различия в их объемных плотностях с последующим дополнительным перемешиванием в течение более короткого периода, обеспечивая возможность прохождения осажденных семян над ситом через отверстие сита в накопительную камеру (10) для семян, а бессемянный жмых удаляют через горизонтальный выпуск (13) при периодическом типе работы; тогда как при непрерывном типе работы гомогенный подаваемый материал в воде подают в сосуд (1) либо через наклонную трубку (14), либо через отдельный горизонтальный впуск, приваренный в средней части сосуда (1), и бессемянный жмых извлекают из впуска (4) для воды; в качестве альтернативы гомогенный подаваемый материал может подаваться в сосуд (сосуды) (1) через впуск (3) для подаваемого материала, причем бессемянный жмых наряду с водой можно непрерывно удалять через наклонный выпуск (14); семяуловитель (15) помогает удерживать семена внутри сосуда (сосудов) (1) и обеспечивать возможность прохождения бессемянного жмыха через наклонный выпуск (14); семена, накапливаемые таким образом в накопительной камере (10) для семян, удаляли через клапан (11) для выпуска семян в конце работы или когда камера полностью заполняется; бессемянный жмых наряду с водой собирают из горизонтального выпуска (13) или наклонного выпуска (14) или впуска (4) для воды, фильтруют с помощью известного средства фильтрационного оборудования для извлечения бессемянного жмыха из отработанной воды, при этом последняя может повторно использоваться несколько раз, а затем очищаться.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, жмых и воду подают в указанные сосуды (1) с соотношением в диапазоне от 1:20-1:55 для оптимального отделения семян от бессемянного жмыха.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, скорость мешалки поддерживают в диапазоне от 30 до 200 об/мин для полного диспергирования комков жмыха.
В другом варианте осуществления представленного изобретения, содержимое перемешивают главным образом в течение периода в диапазоне от 5 до 30 мин в периодическом режиме работы.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, после перемешивания жмыха и воды содержимому предоставляют возможность отстаиваться в течение временного периода в диапазоне от 5 до 30 мин в периодическом режиме работы.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, после периода отстаивания содержимое дополнительно перемешивают в течение периода в диапазоне от 30 сек до 15 мин в периодическом режиме работы.
В еще одном варианте осуществления представленного изобретения, скорость потока жмыха в устройстве подачи поддерживают в диапазоне от 400 до 900 г/мин (сухая масса) в непрерывном режиме работы.
В другом варианте осуществления представленного изобретения, скорость потока воды поддерживают в диапазоне от 8 до 50 л/мин в непрерывном режиме работы.
Процесс отделения семян, как описано в представленном изобретении, включал добавление подаваемого жмыха, при этом масса колеблется от 10 до 15 кг (в расчете на сухую массу), заключающего в себе семена, кожуру/мякоть и ветки, в диапазоне 5-10%, 87-92% и 2-3%, соответственно, в сосуд наряду с водой с соотношением в диапазоне от 1:2 до 1:30. После добавления указанного содержимого его тщательно перемешивали с помощью мешалки, соединенной с двигателем, причем обороты в минуту (об/мин) колеблются от 30 до 200 в течение первоначального периода взбалтывания в диапазоне от 2 до 60 мин. Содержимому предоставляли возможность отстаиваться в течение временного периода в диапазоне от 1 до 30 мин. Кроме того, содержимое снова перемешивали в течение дополнительного периода взбалтывания в диапазоне от 0,5 до 10 мин с последующим отводом бессемянного жмыха из горизонтального выпуска, расположенного над двойным дном, и семена, осажденные в накопительной камере для семян, выпускали через клапан выпуска семян. Бессемянный жмых, скопившийся в приемнике, содержал жмых, семена и ветки в диапазоне от 94 до 98%, от 0,05 до 3,5% и от 2 до 3% соответственно, тогда как накопительная камера для семян содержала 81-92% семян, 6-15% жмыха и 1-5% веток.
Представленное изобретение содержало сосуд, имеющий отношение длины к диаметру (L/D) от 0,5 до 5:1. Указанный сосуд, изготовленный из нержавеющей стали, имеющей толщину в диапазоне от 2 до 5 мм, прикреплен к нижнему концу конусного типа, снабженному выпускным клапаном, имеющим внутренний диаметр в диапазоне от 25 до 100 мм. Другой конец конусного типа прикреплен с верхней стороны указанного сосуда, который снабжен загрузочными отверстиями, имеющими внутренний диаметр в диапазоне от 25 до 50 мм для подаваемой воды и от 80 до 100 мм для жмыха, мешалка в сборе, имеющая двигатель мощностью 0,5-1 л. с., вал, имеющий диаметр 25-50 мм, соединенный на разной высоте с крыльчатками для перемешивания содержимого в сосуде. Перегородки, имеющие ширину 25-50 мм и толщину 2-5 мм, приварены с внутренней стороны стенки сосуда вертикально, чтобы закрывать всю длину сверху до двойного дна. Верхняя (конусного типа) крышка соединена с сосудом посредством устройства гайка-болт, предоставленного на фланцах. Набор стекол (световых и смотровых), имеющих диаметр 50-100 мм, для мониторинга содержимого внутри сосудов предоставлен на верхней крышке или в качестве альтернативы он может быть предоставлен вертикально в цилиндрической части сосуда. Двойное дно, имеющее толщину в диапазоне от 1 до 3 мм и диаметр отверстий в диапазоне от 8 до 12 мм, помещено на дне цилиндрического сосуда. Горизонтальный выпуск для жмыха снабжен клапаном, имеющим внутренний диаметр в диапазоне от 50 до 100 мм, приварен непосредственно над двойным дном, расположенным в нижней части сосуда, для удаления с перерывами бессемянного жмыха из сосуда. Опорные стойки в количестве от 3 до 4 приварены на цилиндрической части сосуда для удерживания указанного сосуда вертикально вверх.
Чтобы иметь более хорошее разделение семян и бессемянного жмыха, сосуд выполнен с определенным отношением длины к диаметру (L/D). На дне сосуда помещена перфорированная складываемая/нескладываемая решетка/сито для отделения семян, а выпуски для извлечения воды наряду с плодовой мезгой/мякотью/кожурой прикреплены на конкретной высоте над решеткой для приведения в действие устройства в периодическом, а также в непрерывном режиме за счет изменения его наклона относительно сосуда. Семяуловитель выполнен и зафиксирован внутри сосуда в точке, где помещен наклонный выпуск, обеспечивая выход бессемянного жмыха и задерживая семена. Кроме того, представленное изобретение относится к способу, включающему добавление в сосуд для отделения семян яблочного жмыха и воды в конкретном соотношении. Затем смесь взбалтывали с оптимальным числом оборотов в минуту (об/мин) в течение периода, достаточно большого для полного диспергирования комков жмыха (заключающих в себе семена и кожуру/мякоть/мезгу). После достижения требуемой степени дисперсности подаваемого материала (содержащего семена и кожуру/мякоть/мезгу) посредством перемешивания содержимому предоставляли возможность спокойно отстаиваться для осаждения семян на дне, а мезгу/кожуру, суспендированную в воде во время работы периодического типа, удаляют через горизонтальный выпуск, тогда как при непрерывном типе работы вода наряду с бессемянным жмыхом непрерывно удаляется из сосуда через наклонный выпуск, семена должны осаждаться в самом сосуде вследствие различия в их объемных плотностях. Семена, осажденные таким образом на дне, проходят через сито, имеющее диаметр отверстий, достаточно большой для пропускания/прохождения семян, с целью накапливания их в камере отделения семян. Затем семена удаляют через донный клапан в конце работы или когда камера полностью заполняется. Данная энергоэффективная и эффективно обрабатывающая компактная конструкция, имеющая камеры для отделения и сбора в одном и том же блоке, может быть использована для отделения семян при работе периодического или непрерывного типа; и способ обеспечивает большую производительность, быстрое отделение, требует меньше установочного пространства, рабочей силы во время работы и за счет этого имеет хороший потенциал в отрасли промышленности по переработке пищевых продуктов.
Представленное изобретение относится к устройству, состоящему из сосуда, имеющего отношение диаметра к длине в диапазоне от 0,5 до 5:1, для перемешивания содержимого подаваемого материала (жмыха), блока отделения, имеющего съемную верхнюю крышку конусной формы, прикрепленную с помощью гаек-болтов и прокладки, предоставленную над сосудом, состоящего из впуска для подаваемого материала со смотровым стеклом для мониторинга содержимого, впуска для воды и вентиляционного отверстия. Вал мешалки, соединенный с электрическим двигателем, имеющим крыльчатки, зафиксированные на штоке мешалки для диспергирования содержимого подаваемого материала и предоставленные внутри сосуда в центре указанной верхней крышки. Дно сосуда, имеющее накопительную камеру для семян, над которой поддерживающее сито кольцо выполнено для удерживания складываемого сита, имеющего отверстия. Клапан для выпуска семян предоставлен на нижнем конце накопительной камеры для семян. На донной стороне сосуда для перемешивания жмыха предоставлен горизонтальный выпуск для удаления содержимого в процессе периодической работы, и над указанным горизонтальным выпуском прикреплен наклонный выпуск для извлечения содержимого во время непрерывного режима работы. Семяуловитель выполнен и зафиксирован внутри сосуда в точке, где расположен наклонный выпуск, пропускающий бессемянный жмых, задерживая в то же время семена. С целью более хорошего отделения внутри сосуда прикреплен набор перегородок для улучшения диспергирования содержимого подаваемого материала. Сосуд снабжен опорными стойками для удерживания сосуда вертикально вверх.
Яблочный жмых, заключающий в себе семена, мезгу/мякоть/кожуру наряду с водой, перемешанные в конкретном соотношении, подают в сосуд (1) для отделения семян через устройство (3) подачи и впуск (впуски) (4) для воды. Затем смесь выше перемешивают должным образом с помощью крыльчаток (8) мешалки с оптимальной скоростью в течение определенного временного периода, достаточно большого для диспергирования комков жмыха. После надлежащего перемешивания содержимому жмыха обеспечивают покой для отстаивания семян в накопительной камере (10) через сито (12), имеющее диаметр отверстий, достаточно большой для облегчения более легкого прохода семян внутрь накопительной камеры (10) для семян. Затем содержимое снова перемешивают в течение определенного временного периода для диспергирования жмыха, осажденного над ситом (12), который блокировал проход семян через сито (12). Мезгу/кожуру, суспендированную в воде над ситом (12) вследствие различия в объемной плотности содержимого подаваемого материала (жмыха), удаляют через горизонтальное отверстие (13) во время работы периодического типа и во время работы непрерывного типа, воду наряду с бессемянным жмыхом удаляют непрерывно через наклонный выпуск (14). В качестве альтернативы во время непрерывного режима работы гомогенный подаваемый материал наряду с водой подавали в сосуд (1) либо через наклонную трубку (14), либо через отдельный горизонтальный впуск, приваренный в средней части сосуда (1). В данном случае бессемянный жмых извлекают из впуска (4) для воды, приваренного на верхней конической крышке (2). Затем семена удаляют через клапан (11) для выпуска семян в конце процесса разделения или при заполнении накопительной камеры (10) для семян до максимальной емкости. Бессемянный жмых, накапливаемый таким образом, фильтруют через известное средство способов фильтрации, чтобы избавиться от отработанной воды. Отработанная вода, полученная таким образом, может повторно использоваться до ее насыщения растворимым веществом, а затем очищаться.
ПРИМЕР 1
Один килограмм яблочного жмыха (в расчете на сухую массу, DW), заключающего в себе 65,28 г семян (сухая масса), 915,22 г (сухая масса) кожуры/мякоти, 19,5 г (сухая масса) веток, подали в сосуд (1) наряду с 39 л воды. Общее соотношение жмыха и воды составляло 1:39. Содержимое внутри сосуда (1) перемешивали с помощью мешалки, соединенной с двигателем (7) с электрическим приводом при скорости 130 об/мин приблизительно в течение 15 мин. Затем содержимому предоставляли возможность отстаиваться в течение 10 мин с последующим дополнительным перемешиванием в течение приблизительно 5 мин. В яблочном жмыхе материалы клеточных стенок плодовой кожуры и мезгу, окружающую желеобразный слизистый слой, имеющий включенные в него семена, разделяли, и вследствие более высокой объемной плотности они осаждались на дне сосуда (1), а позже проходили через ситовые (12) отверстия вследствие непрерывного перемешивания. После завершения дополнительного перемешивания жмых наряду с водой отводили из горизонтального выпуска (13) и собирали в приемнике. После отведения жмыха и воды процесс повторяли посредством загрузки 1 кг жмыха наряду с 35 л воды для других 11 партий. В конце семена собирали за счет открывания клапана (11) для выпуска семян накопительной камеры (10) для семян. Состав подаваемого материала и извлекаемых продуктов (бессемянного жмыха и семян), выходящих из сепаратора семян, приведен в таблице 1.
Таблица 1Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
10982,64
10906,12
76,52
2
Семена
783,36
16,69
766,67
3
Ветки
234,00
213,9
20,10
Итого
12000,00
11136,71
863,29
Из 10982,64 г (сухая масса) бессемянного жмыха в устройстве подачи 10906,12 г извлекали в приемнике, что соответствует извлечению 99,3%. Аналогичным образом из 783,36 г семян в устройстве подачи 766,67 г извлекли в накопительной камере для семян, что соответствует извлечению 97,87%.
ПРИМЕР 2
Данный эксперимент, по существу, соответствует эксперименту примера 1. Однако соотношение яблочного жмыха с водой поддерживали как 1:29 за счет загрузки в сосуд (1) для перемешивания 1 кг (сухая масса) яблочного жмыха, заключающего в себе 47,81 г семян, 934,76 г кожуры/мякоти, 17,43 г веток и 29 л воды через загрузочное отверстие (3) и впуск (4) для воды соответственно. Материал перемешали посредством взбалтывания при 130 об/мин в течение периода, составляющего 15 мин с последующим 10 мин периодом отстаивания. Позже дополнительное взбалтывание проводили с теми же об/мин в течение 5 мин таким образом, чтобы семена, осаждаемые над ситом, вследствие различия в плотности, могли проходить через ситовые (12) отверстия в накопительную камеру (10) для семян. Бессемянный жмых, имеющий низкую объемную плотность, относительно семян плавал в воде, и его собирали из горизонтального выпуска (13) наряду с водой за счет открывания клапана. Приведенный выше процесс отделения семян повторяли для других 11 партий до того времени, когда накопительная камера (10) для семян будет полностью занята семенами. После удаления бессемянного жмыха из 12 партий из горизонтального выпуска (13) клапан (11) для выпуска семян на дне накопительной камеры (10) открывали для сбора семян. Состав жмыха устройства подачи, приемника и накопительной камеры для семян представлен в таблице 2.
Таблица 2Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11217,00
10871,00
346,00
2
Семена
573,74
257,19
316,55
3
Ветки
209,26
194,64
14,60
Итого
12000,00
11322,83
677,17
В эксперименте выше из 11217 г бессемянного жмыха в устройстве подачи извлекали 96,90% (10871 г) из приемника и только 3,09% (346 г) из накопительной камеры для семян. Кроме того, из 573,74 г семян в устройстве подачи 316,55 г (55,17%) семена собрали из накопительной камеры для семян.
ПРИМЕР 3
Яблочный жмых (1 кг), заключающий в себе 64,87 г семян, 916,87 г кожуры/мякоти, 18,26 г веток в расчете на сухую массу и 34 л воды, добавили в сосуд (1) для перемешивания через отверстие, предоставленное в крышке (2) конусной формы. Соотношение жмыха и воды поддерживали как 1:34. Пульпу перемешали должным образом с непрерывным взбалтыванием для диспергирования содержимого подаваемого материала в воде при 130 об/мин в течение периода, составляющего 15 мин. После взбалтывания содержимое пульпы держали в покое в течение 10 мин. Семена, осажденные таким образом над ситом, вследствие их различия в объемной плотности направляли через ситовые отверстия в накопительную камеру (10) для семян за счет дополнительного взбалтывания при 130 об/мин в течение 5 мин. Плавающий жмых скапливался в приемнике через горизонтальный выпуск (13). Эксперимент проводили для других 11 партий, и семена, накапливаемые таким образом в камере (10), удаляли через клапан (11) для выпуска семян. Состав жмыха устройства подачи, приемника и накопительной камеры для семян представлен в таблице 3.
Таблица 3Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11002,00
10915,00
87,00
2
Семена
778,88
165,78
613,10
3
Ветки
219,12
200,95
18,17
Итого
12000,00
11281,81
718,27
Из указанной выше таблицы 10915 г бессемянного жмыха извлекали из приемника, что составляло 99,21% относительно состава устройства подачи бессемянного жмыха. Тогда как доля семян в накопительной камере для семян составляла 78,36% (613,10 г), а в приемнике она была зарегистрирована как 21,23%.
ПРИМЕР 4
Один килограмм яблочного жмыха, заключающего в себе 56,11 г семян, 920,29 г кожуры/мякоти, 23,6 г веток в расчете на сухую массу, добавили в сосуд (1) наряду с 44 л воды (соотношение жмыха и воды поддерживали как 1:44). Содержимое жмыха (кожура/мякоть, семена и ветки) перемешивали с помощью крыльчатки (8), прикрепленной к штоку мешалки, соединенному с двигателем (7) с электрическим приводом, при скорости 130 об/мин в течение 15 мин. Затем диспергированному содержимому предоставляли возможность отстаиваться в течение 10 мин с последующим дополнительным перемешиванием в течение приблизительно 5 мин для прохождения осажденных семян в накопительную камеру (10) через ситовые отверстия. После завершения дополнительного перемешивания бессемянный жмых наряду с водой извлекали из горизонтального выпуска (13) и собирали в приемнике. После извлечения жмыха и воды добавили другую порцию, равную 1 кг жмыха, и процесс повторяли следующие 11 раз. После завершения процесса разделения семена, собираемые из камеры (10), отводили за счет открывания клапана (11) для выпуска семян. Состав устройства подачи и разделяемый материал приведен в таблице 4.
Таблица 4Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11043,00
10956,00
87,00
2
Семена
673,32
6,53
666,79
3
Ветки
283,2
257,97
25,71
Итого
12000,00
11220,5
779,50
Из таблицы 4 видно, что из 11043,48 г бессемянного жмыха в устройстве подачи 10956,24 г извлекали в приемнике, что соответствует извлечению 99,21%. Однако в случае состава устройства подачи для семян из 673,32 г семян 666,79 г извлекли в накопительной камере для семян, что соответствует извлечению 99,03%.
ПРИМЕР 5
Яблочный жмых (1 кг), заключающий в себе 72,57 г семян, 910,9 кожуры/мякоти, 16,53 г веток в расчете на сухую массу и воду (39 л), загрузили в сосуд (1) для перемешивания через устройство подачи (3) и впуск (4) для воды. Соотношение жмыха/воды составляло 1:39. Материал непрерывно взбалтывали в течение 15 мин для диспергирования семян из жмыха при 90 об/мин. После взбалтывания взбалтывание останавливали, и семенам предоставляли возможность отстаиваться в соответствии с их различием в плотности над ситом (12) в течение временного периода, равного 10 мин. После дополнительного перемешивания (5 мин) содержимому предоставляли возможность проходить через сито (12) в накопительную камеру (10) для семян через ситовые отверстия. Бессемянный жмых, имеющий низкую плотность и плавающий в воде, скапливался в приемнике через горизонтальное отверстие (13). Эксперимент выше повторяли для других 11 партий, и семена, накапливаемые таким образом в накопительной камере (10) для семян, удаляли через клапан (11) для выпуска семян после завершения процесса отделения семян. Состав жмыха устройства подачи, приемника и накопительной камеры для семян показан в таблице 5.
Таблица 5Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
10931,00
10826,10
104,90
2
Семена
870,84
24,91
845,93
3
Ветки
198,36
175,16
23,00
Итого
12000,00
11026,17
973,83
Таблица 5 показывает, что из общего состава устройства подачи для бессемянного жмыха (10931,00 г) 10826,10 г извлекали в приемнике, что соответствует извлечению 99,04%. Но в случае состава устройства подачи для семян (870,84 г) тенденция была полностью противоположной по сравнению с бессемянным жмыхом, что означает, что 845,93 г семян скапливалось в накопительной камере для семян с извлечением 97,06% по сравнению с извлечением в приемнике (2,86%).
ПРИМЕР 6
Один кг яблочного жмыха (состоящего из 61,13 г семян, 918,1 г кожуры/мякоти, 20,77 г веток в расчете на сухую массу) взвешивали и подавали в главный сосуд (1) наряду с 39 л воды в соотношении 1:39. Содержимое перемешивали должным образом посредством взбалтывания при 160 об/мин в течение приблизительно 15 мин для диспергирования подаваемого содержимого. После взбалтывания перемешивание останавливали, и содержимое держали в покое в главном сосуде (1) в течение 10 мин для отстаивания содержимого в соответствии с его объемной плотностью. Затем проводили дополнительное взбалтывание с такими же об/мин в течение 5 мин для направления осажденных над ситом семян (с более высокой плотностью) в накопительную камеру (10) для семян через ситовые отверстия. Бессемянный жмых с низкой объемной плотностью относительно семян плавал в воде и скапливался через горизонтальный выпуск (13) наряду с водой. Аналогичный процесс для отделения семян повторяли для других 11 партий, и пульпу жмыха, осажденную таким образом, наряду с семенами в накопительной камере (10) для семян заменяли семенами последующих партий до полного заполнения камеры (10). После завершения процесса разделения клапан (11) для выпуска семян накопительной камеры (10) открывали, и собирали семена. Состав жмыха устройства подачи, приемника и накопительной камеры для семян приводится в таблице 6.
Таблица 6Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11017,2
10929
88,14
2
Семена
733,56
30
703,56
3
Ветки
249,24
231,5
17,74
Итого
12000,00
11190,56
809,44
Из примера выше 10929 г (99,20%) бессемянного жмыха извлекли из приемника из 11017,20 г бессемянного жмыха в устройстве подачи. Но доля семян в накопительной камере для семян составляла 703,56 г (95,40%) относительно доли устройства подачи для семян.
ПРИМЕР 7
В сосуд (1) для перемешивания блока отделения семян загрузили один кг жмыха (состоящего из 53,11 г семян, 928,7 г кожуры/мякоти и 18,2 г веток в расчете на сухую массу) и 39 л воды в качестве несущей среды в соотношении 1:39 через соответствующее отверстие, зафиксированное на съемной крышке (2) конической формы. Содержимое указанной выше смеси диспергировали с непрерывным взбалтыванием при 150 об/мин. Взбалтывание продолжали в течение 15 мин с последующим периодом покоя (10 мин) без взбалтывания для диспергирования содержимого в соответствии с различием в его объемной плотности. Семена, осажденные таким образом над ситом (12), пропускали через накопительную камеру для семян через ситовые отверстия вследствие дополнительного взбалтывания (5 мин). Жмых без семян, имеющий низкую объемную плотность, плавал в воде и скапливался через горизонтальный выпуск (13) в приемнике. После этого последующие партии проходили аналогичный процесс до емкости накопительной камеры (10) для семян посредством замены жмыха и пульпы (одиннадцать партий, каждая из которых имеет один кг жмыха). В конце всего процесса семена удаляли из камеры (10) для сбора за счет использования клапана (11) выпуска семян. Состав устройства подачи оценивали относительно приемника и накопительной камеры для семян. Состав показан в таблице 7.
Таблица 7Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11144,00
11043,00
101,10
2
Семена
637,20
29,31
607,89
3
Ветки
218,80
182,21
36,59
Итого
12000,00
11254,42
745,58
Таблица 7 иллюстрирует, что 99,09% жмыха собрали из приемника из всего 11144,00 г бессемянного жмыха в устройстве подачи. Тогда как из общего состава устройства подачи для семян (637,20 г) 95,39% (607,89 г) семян извлекли из накопительной камеры для семян по сравнению с 4,6% (29,31 г) в приемнике.
ПРИМЕР 8
Яблочный жмых (1 кг сухая масса), содержащий 61,45 г семян, 920,12 кожуры/мякоти, 18,43 г веток в расчете на сухую массу, и воду (39 л) подали в сосуд (1). Общее соотношение жмыха и воды поддерживали как 1:39. Смесь выше перемешали должным образом с непрерывным взбалтыванием посредством крыльчатки (8), прикрепленной к штоку мешалки, соединенному посредством электрического двигателя (7) для диспергирования содержимого подаваемого материала при 130 об/мин в течение периода, составляющего 25 мин. После взбалтывания содержимого жмыха ему предоставляли возможность отстаивания в течение периода, составляющего 10 мин. Семена, осажденные над ситом (12), вследствие более высокой объемной плотности направляли через ситовые отверстия в накопительную камеру (10) для семян посредством дополнительного взбалтывания при 130 об/мин. После дополнительного взбалтывания жмыха кожура/мякоть, суспендированные в воде вследствие низкой объемной плотности, скапливались в приемнике через горизонтальный выпуск (13). Эксперимент выше повторяли для других 11 партий, и таким образом семена, накапливаемые в накопительной камере (10) для семян, удаляли через клапан (11) для выпуска семян в конце всего процесса разделения. Состав жмыха устройства подачи, приемника и накопительной камеры для семян представлен в таблице 8.
Таблица 8Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11041,00
10952,00
89,00
2
Семена
737,40
19,40
718,00
3
Ветки
221,6
202,62
18,98
Итого
12000,00
11174,02
825,98
Из таблицы 8 видно, что общий состав устройства подачи для бессемянного жмыха составлял 11041,00 г, и из них 10,952 г (99,19%) извлекали из приемника и 89,00 г (2,63%) бессемянного жмыха извлекали из накопительной камеры для семян. Но в случае состава семян 718,00 г (97,37%) г семян извлекли из накопительной камеры для семян и 19,40 г (2,63%) семена извлекли из приемника из 737,40 г семян в устройстве подачи.
ПРИМЕР 9
Один килограмм яблочного жмыха, состоящего из 44,87 г семян (сухая масса), 937,59 г (сухая масса) кожуры/мякоти, 17,54 г (сухая масса) веток, загружали через загрузочное отверстие (3) наряду с 39 л воды (соотношение жмыха с водой 1:39) в сосуд (1) для перемешивания. Затем содержимое жмыха перемешивали посредством непрерывного взбалтывания при 130 об/мин в течение временного периода, равного 10 мин. После первоначального взбалтывания содержимому предоставляли возможность диспергирования в соответствии с его объемной плотностью. Семена, имеющие более высокую объемную плотность, осаждались над ситом (12) и направлялись в накопительную камеру (10) для семян через отверстия для семян с помощью средства дополнительного взбалтывания (130 об/мин). Бессемянный жмых с низкой объемной плотностью плавал в несущем материале и накапливался в приемнике через горизонтальный выпуск (13). Процесс повторяли для других 11 партий, и в конце всего процесса разделения семена собрали из накопительной камеры (10) для семян через клапан (11) для выпуска семян. Состав устройства подачи, приемника и накопительной камеры для семян показан в таблице 9.
Таблица 9Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11251,00
11144,00
106,89
2
Семена
538,44
35,05
503,39
3
Ветки
210,48
184,29
26,25
Итого
12000,00
11363,34
636,53
Из таблицы 9 понятно, что максимальную долю бессемянного жмыха извлекали из приемника, т.е. 99,05% (11144 г) по сравнению с 0,95% (106,89 г) в накопительной камере для семян, из 11251 г бессемянного жмыха в устройстве подачи. Тогда как в случае состава устройства подачи для семян (538,44 г) 93,48% семян извлекли из накопительной камеры для семян и 6,51% семян собрали из приемника.
ПРИМЕР 10
Один кг яблочного жмыха, имеющего 61,93 г семян, 919,73 г кожуры/мякоти, 18,34 г веток в расчете на сухую массу, добавили в сосуд (1) для перемешивания наряду с 39 л воды. Общее соотношение жмыха и воды поддерживали как 1:39. Материалы клеточных стенок кожуры из жмыха плодов яблок и мезгу, окружающую желеобразный слизистый слой, имеющий включенные в него семена, диспергировали с непрерывным взбалтыванием при 130 об/мин в течение 15 мин. После первоначального взбалтывания пульпы содержимому предоставили возможность отстаиваться в соответствии с различием в его объемной плотности в течение 5 мин. Семена, осажденные над ситом, пропускали в накопительную камеру (10) для семян через ситовые отверстия вследствие дополнительного взбалтывания в течение 5 мин. Материал клеточных стенок кожуры плодов и мезга, имеющие низкую объемную плотность, плавали в воде, и его удаляли из горизонтального отверстия (13) в приемник. Затем после перемешивания в сосуд снова загружали один кг жмыха, и аналогичный процесс разделения повторяли до тех пор, пока накопительная камера (10) для семян не заполнялась полностью семенами (всего 12 партий). После завершения процесса отделения семян семена собрали из накопительной камеры (10) для семян с помощью клапана (11) выпуска семян, прикрепленного на дне накопительной камеры (10) для семян. В таблице 10 представлен состав жмыха устройства подачи, приемника, накопительной камеры для семян.
Таблица 10Состав жмыха в устройстве подачи, приемнике и накопительной камере для семян
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
11036,76
10935,22
101,54
2
Семена
743,16
36,49
706,67
3
Ветки
220,08
10,81
209,27
Итого
12000,00
10982,52
1017,48
Таблица выше (таблица 10) иллюстрирует, что из 11036,76 г бессемянного жмыха в устройстве подачи 10935,22 г (99,08%) и 101,54 г (0,92%) жмыха собрали, соответственно, из приемника и накопительной камеры для семян. Тогда как в случае состава семян устройства подачи 706,67 г (95,09%) собрали из накопительной камеры для семян и 36,49 г (4,91%) из приемника.
ПРИМЕР 11
В непрерывном режиме работы яблочный жмых (12,84 кг), состоящий из 756,23 г семян, 11861,41 г кожуры/мякоти, 222,36 г веток (сухая масса), добавили в резервуар наряду с 500 л воды. Смесь перемешали, и гомогенный подаваемый материал подали в сосуд (1) блока отделения семян через наклонное отверстие (14) со скоростью потока, составляющей 33,3 лит/мин. Содержимое гомогенной смеси непрерывно перемешивали с помощью мешалки, соединенной с двигателем (8) с электрическим приводом при 50 об/мин для непрерывного диспергирования и осаждения содержимого в соответствии с их объемной плотностью. Материал клеточных стенок яблочной кожуры и окружающая их мезга, обладающие более низкой объемной плотностью, плавающие в воде, удаляли через впуск (4) для воды, закрепленный на съемной верхней крышке (2), и собрали в отдельном приемнике. В накопительную камеру (10) для семян через ситовые (12) отверстия пропускали семена, осаждаемые на дне, вследствие более высокой объемной плотности, которые удаляли в конце через клапан (11) для выпуска семян. Состав устройства подачи наряду с приемником и накопительной камерой для семян приведен в таблице 11.
Таблица 11Состав (%) подаваемого материала и извлекаемые из блока отделения семян продукты
Серийный номер
Состав жмыха
Устройство подачи (г)
Приемник (г)
Накопительная камера для семян (г)
1
Бессемянный жмых
92,38
94,30
11,99
2
Семена
5,89
3,27
85,7
3
Ветки
1,73
2,43
2,31
Из таблицы 11 следует вывод, что подаваемый материал состоял из 11861,41 г (92,38%) бессемянного жмыха, 756,23 г (5,89%) семян и 222,36 г (1,73%) веток соответственно. Тогда как в случае состава приемника скапливалось 94,30% бессемянного жмыха, 3,27% семян и 2,43% веток, а в составе накопительной камеры для семян 11,99% бессемянного жмыха, 85,7% семян и 2,31% веток.
Основные преимущества изобретения
1. Конструкция компактная, портативная и легкая для работы и очистки.
2. Занимает минимальную площадь установки и требует более низкого рабочего усилия для работы.
3. Оно является высокоэнергоэффективным и требует меньшего технологического времени.
4. Эффективное отделение семян с минимальным повреждением, снижая за счет этого вероятность высвобождения токсичных циногликозидов.
5. Меньшая вероятность загрязнения от постороннего/инородного материала.
6. Уменьшенное окисление, приводящее к меньшему покоричневению жмыха.
7. Низкая потребность в воде в качестве носителя для жмыха, которая может быть использована повторно.
8. Высокий процент извлечения семян, а также жмыха.
9. Блок отделения семян может быть использован для демонстрационной, тренировочной и образовательной цели в R&D- и в образовательных учреждениях.