УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕССОВАНИЯ СОКА ИЗ ПЛОДОВ

Изобретение относится к универсальным машинам и аппаратам для переработки фруктов и овощей в условиях фермерского хозяйства или на предприятиях общественного питания, а так же в домашних условиях и может быть использовано при заготовке сельскохозяйственной продукции на зимнее хранение и при приготовлении блюд для диетического питания, где используются свежеприготовленные соки и пюре.
Известны шнековые прессующие устройства (экстракторы) моделей 724-3; 724-3М и 822-3 для получения соков с мякотью из плодов, овощей и ягод для предприятий общественного питания, выполненные в виде сменного оборудования к мясорубке или отдельно для работы с универсальными приводами при мощности двигателя 1,0-1,7 КВт, производительностью 50-80 кг/час. (см. Предтеченский Н.А. Механическое оборудование предприятий общественного питания. 2-е изд. М., ОП.О.П. 1966. С.133-141).
При хорошей производительности и универсальности такого оборудования, его недостатками является то, что шнеки этих экстракторов только давят (прессуют) подаваемое сырье, что требует его предварительного измельчения или очистки от кожицы, которая забивает сетки, вызывая необходимость их частой очистки, снижая производительность устройств и повышая потери продукта, причем выход сока с мякотью (неосветленного сока) от исходного сырья составляет 54-64% для груш и 58-64% для яблок (см. Сборник рецептур на плодоовощную продукцию. / сост. М.Г.Чухрай. - СПб.: ГИОРД 1999, с.215).
Известно так же «Устройство для извлечения сока из овощей и фруктов», в котором между подающими и прессующими шнеками установлены неподвижная противорежущая решетка и вращающийся измельчающий нож, позволяющие совмещать в одном устройстве последовательное измельчение
и прессование продукта (см. Патент РФ №2162649, A23N 1/00, Опубл. 10.02.2001. Бюл. №4). При хорошем качестве прессования сока из нарезанных или мелких плодов и ягод, направляемых на измельчение подающим шнеком, сложности возникают при подаче на прессование цельных яблок и груш твердых сортов или их частей размерами по диаметру загрузочной горловины, так как вследствие малого шага витков подающего шнека серийных мясорубок, крупные куски и цельные твердые плоды, размерами по диаметру загрузочной горловины, шнеком не захватываются и отталкиваются подающим шнеком вверх по горловине, нарушая равномерность подачи продукта на измельчение и прессование и снижая производительность и качество работы устройства, что требует дополнительных подпрессовывающих усилий сверху вниз при подаче продукта в загрузочную горловину.
Задачей изобретения является разработка на базе существующей техники универсального шнековопрессующего устройства для извлечения сока из цельных яблок, груш, твердых сортов или из их крупных частей, и позволяющего свести к минимуму затраты времени и сил на подготовку продукта к переработке при минимальной доработке существующих устройств, имеющихся у производителей сырья и переработчиков, работающих в условиях личного или фермерского хозяйства с небольшими объемами различного сырья, и не имеющих специализированного оборудования.
Задача решается тем, что, используя в качестве базового устройства серийно выпускаемую технику для общественного питания и пищевой промышленности или бытовые кухонные комбайны со шнековыми рабочими органами, в частности - мясорубки и прессующие соковыжималки, у подающего шнека устройства первый захватывающий виток выполнен с шагом, составляющим диаметр загрузочной горловины ±5 мм по условиям технологии изготовления шнека при этом подающий шнек имеет сменный удлинитель вала с прорезью для установки и центровки прессующего шнека
и имеющего фиксирующую шпильку во внутреннем канале. Линия сопряжения загрузочной горловины с подающей камерой выполнена в виде режущей кромки для подаваемых плодов или их частей, что позволяет такому подающему шнеку захватывать цельные твердые яблоки, груши, или их крупные части, имеющие размеры по диаметру подающей горловины, и подпрессовывая равномерно подавать их на измельчение и далее на прессование, не требуя дополнительного подпрессовывания сверху вниз, ускоряя процесс переработки, стабилизируя подачу продукта, повышая общую производительность и качество работы устройства.
Новизной предложенного устройства является то, что, изменив только лишь конструкцию подающего шнека в указанных параметрах и механизма измельчения, получаем значительное (на 10-25%) повышение производительности устройства для извлечения сока из яблок и груш за счет возможности перерабатывать цельные плоды или их крупные части, имеющие размеры по диаметру загрузочной горловины устройства, что позволяет так же сократить время на подготовку сырья к переработке и снизить потери времени и сырья от дополнительной резки, очистки и подпрессовывания при подаче продукта.
Параметры предложенного устройства в виде увеличенного шага первого захватывающего витка подающего шнека равного диаметру загрузочной горловины ±5 мм по условиям технологии изготовления шнека, а так же формы удлинителя вала с прорезью и режущей кромки в горловине корпуса, определены практическим путем из условия стабильного захвата и подачи шнеком плодов или их частей, имеющих размеры по диаметру загрузочной горловины, и обеспечения равномерности подачи плодов без дополнительной подпрессовки сверху горловины и сохранении равномерности прессования.
На фиг.1 представлена схема устройства для прессования сока из плодов, которое включает в себя подающий шнек 1 с увеличенным шагом и высотой первого захватывающего витка, установленный в корпусе 6 и получающий вращение от привода (на схеме не показано).
На выходном конце подающий шнек 1 имеет удлинитель вала 2 с прорезью, на котором установлена решетка 4 и сменный нож 3. Удлинитель вала проходит через решетку 4. На конце удлинителя вала с прорезью 2, выступающем из решетки 4, крепится конусный прессующий шнек 5 соковыжималки, с фиксирующей шпилькой входящей в лаз 3 удлинителя 2 расположенный в дополнительном корпусе 7, имеющем сменную фильтрующую сетку 8 и регулятор отжима 10 в виде винта. Большое основание прессующего конусного шнека 5 выполнено в виде плоского ножа, прилегающего к решетке 4 и очищающего ее от продукта в процессе работы. Корпус 7 соковыжималки закреплен к основному корпусу накидной гайкой 9. Решетка 4 фиксируется в корпусе 6 при помощи шпонки в верхней части корпуса 6 (на схеме не показано). В нижней части решетки 4 выполнен паз для перетекания сока из корпуса 6 в дополнительный корпус 7 и далее на сменную фильтрующую сетку 8 соковыжималки.
Устройство работает следующим образом. Используя узлы и детали шнековой мясорубки универсальной кухонной машины, применяемой в общественном питании, и приставки соковыжималки, собирают устройство для извлечения сока из плодов.
Новой деталью устройства является подающий шнек и удлинитель вала с прорезью, а прессующий шнек, корпус и сменные решетки требуют механической доработки. У сменных решеток делают пазы в нижней части для перетекания сока на фильтрующую сетку.
Используя предложенный шнек, удлинитель вала с прорезью и доработанные детали, собирают предполагаемое устройство, и после проверки на холостом ходу, приступают к получению сока.
Плоды подают в загрузочную воронку корпуса 6 работающего устройства целиком, а крупные, не проходящие в горловину, разрезанными на части, и получают на выходе из сменной фильтрующей сетки 8 натуральный сок с мякотью, а на выходе из регулятора отжима 10 спрессованные отходы (отжим). Качество и количество получаемого сока регулируют размерами сменной фильтрующей сетки 8 и регулятором отжима 10, а так же сменной решеткой 4 и ножа 3, имеющей отверстия различного проходного сечения у решетки, и разное число лезвий у ножа.
Экспериментальную проверку предлагаемого устройства для прессования сока из плодов твердых сортов без предварительного измельчения сырья провели, используя универсальный привод с потребляемой мощностью 1000 Вт, мясорубкой 622-2 (М-2) (диаметр решетки 82 мм., диаметр горловины 65 мм.). Дооборудование заключалось в том, что у нового замененного подающего шнека мясорубки, выполненного в виде сварной конструкции, первый виток выполнен с шагом 65 мм, что равно диаметру загрузочной горловины, а высота витков равна 25 мм. При сборке устройства на предложенный удлинитель вала подающего шнека установили решетку, нож с четырьмя лезвиями (решетку с пазами в нижней части для перетекания сока), а на выступающий из решетки конец удлинителя вала установили прессующий шнек соковыжималки со шпилькой во внутреннем канале и собрали конструкцию согласно представленной схеме с фильтрующей сеткой.
Испытание предложенного устройства провели на получение сока из яблок и груш летних сортов, выращенных в коллективных садах и на Свердловской селекционной станции садоводства (СССС), в условиях исследовательской лаборатории при кафедре механизации и электрификации сельского хозяйства факультета переработки Уральской государственной сельскохозяйственной академии г.Екатеринбурга.
Подготовленные (вымытые и очищенные) плоды подавали в устройство целыми (диаметром 40-50 мм) или разрезанными на части по 35-40
грамм, чтобы они свободно проходили в загрузочную горловину устройства.
Пример 1. Груши сорта «Талица», твердые с массой плодов 40-65 грамм, округлой формы и диаметром до 55 мм. После мойки и сортировки, проводили прессование в целом виде или разрезали на 2 части. Выход сока с мякотью 82,2%. Отход (отжим) составил от исходного сырья 14,7%.
Груша сорта «Заречная». Плоды желтые грушевидной формы с массой плодов 45÷120 грамм и диаметром 45-65 мм. Прессование проводили в целом виде или резанными на 2-4 части. Выход сока с мякотью 79%, отжим - 17,9%.
Груша. Сорт «Поля» (контрольный), зеленоватые, грушевидные, твердые плоды с массой 40-65 грамм и диаметром 30-50 мм. Прессовали в целом виде. Выход сока с мякотью 83,8%, отжим - 12,8%.
Пример 2. Яблоки сорта «Уральские ранние». Диаметр плодов 30-40 мм. Масса 30-50 грамм. При прессовании в предложенном устройстве выход сока с мякотью составил 67,4%, отжим - 27,6%.
Опытные партии продуктов по массе составляли по 4-6 кг (пластиковое ведро), что подтверждает работоспособность, универсальность и надежность предложенной конструкции.
Проведенные исследования показали, что предложенное устройство для прессования сока из плодов и овощей за одну операцию без предварительного измельчения сырья работоспособно и технически осуществимо.
Введение подающего шнека с увеличен шагом первого витка, сменного измельчающего ножа с решеткой между шнеками в комплексе с доработкой решеток и установкой прессующего шнека на удлиненном валу позволяет перерабатывать плодоовощное сырье за одну операцию, получая натуральный сок с мякотью без предварительного измельчения плодов. Процесс с использованием устройства аналогичен получению сока при двухстадийным прессованием, но более быстрый с меньшими трудозатратами.
Установлено, что новизной является то, что для получения сока путем прессования из твердых сортов фруктов не требуется предварительного измельчения и очистки сырья, что расширяет диапазон применения устройства (универсальной кухонной машины) и сокращает время получения сока, улучшая его качество, так как процесс происходит непрерывно за одну операцию без промежуточного окисления продукта от контакта подготовленного сырья с воздухом.
Неочевидным эффектом предложенного устройства является то, что устройство позволяет повысить выход сока с мякотью из груш ранних сортов до 79-83%, а из яблок - до 67% против регламентированных для груш - 54-64% и яблок - 58-64%, что может дать значительный экономический и социальный эффект, особенно в мелкотоварном производстве.
Предлагаемое устройство для прессования сока из плодов твердых сортов без предварительного их измельчения не требует больших затрат на изготовление и может быть введено в комплект к УКМ или кухонным комбайнам. При этом в комплект должны входить сменные решетки с пазами для перетекания сока, а новый подающий шнек и удлинитель вала могут быть изготовлены дополнительно.
Предложенное устройство может быть использовано для расширения диапазона операций, выполняемых кухонными комбайнами и универсальными приводами в условиях личного или фермерского хозяйств, помогая эффективно и быстро перерабатывать выращенный урожай плодов, в условиях личного или фермерского хозяйства.