УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СОКА ИЗ ПЛОДОВ, ОВОЩЕЙ И ЯГОД

Разработка относится к универсальным машинам и устройствам для переработки фруктов и овощей производительностью до 200 кг/час в условиях фермерского хозяйства или на предприятиях общественного питания, а так же в условиях коллективных садов и дач, и может быть использовано для заготовки сельскохозяйственной продукции на зимнее хранение и при приготовлении диетического питания, где используют свежеприготовленные соки и пюре.
Известны шнековые соковыжималки для выжимания сока из овощей, фруктов и ягод, изготовленные для нужд народного хозяйства, работающие с универсальными кухонными машинами и электромясорубками мощностью до 700 Вт, производительностью 300-450 г/мин (18-27 кг/час) при эффективности отжима до 50% из подготовленного сырья, (см. Машины бытовые кухонные универсальные ГОСТ 26499-85. М. Издательство стандартов. 1985 г. 25 Стр.).
Известны также шнековые соковыжималки (экстракторы) модели 724-3; для получения соков с мякотью из подготовленных плодов, овощей и ягод на предприятиях общественного питания, работающие по схеме подающий шнек - прессующий шнек выполненные в виде дополнительного сменного оборудования к мясорубкам для работы с универсальными приводами при мощности двигателя 1,0-1,7 кВт, производительностью до 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 достаточной универсальности такого оборудования, его недостатками являются то, что шнеки этих соковыжималок-экстракторов только давят (прессуют) подаваемое сырье, что требует дополнительных затрат для предварительного измельчения сырья, очистки его от кожицы и семенных камер, которые забивают сетки соковыжималок, вызывая необходимость их частой очистки. Снижая производительность устройств и повышая потери продукта.
Известно также «Устройство для извлечения сока из овощей и фруктов», используемое в кухонных комбайнах и бытовых электромясорубках, в котором между подающим и прессующим шнеками установлен вращающийся измельчающий односторонний нож, работающие по схеме подающий шнек - измельчающий односторонний нож - сменная решетка - прессующий шнек, позволяющие совмещать в одном устройстве последовательное частичное измельчение и прессование продукта (см. Патент РФ №2162649, A23N 1/00, Опубл. 10.02.2001. Бюл.№4).
При хорошем качестве прессования сока из мелких плодов и ягод, направляемых подающим шнеком, сложности возникают при подаче на прессование цельных яблок, груш твердых сортов или их частей размерами более 60 мм по ограниченному диаметру загрузочной бытовых электромясорубок и комбайнов. Так как односторонний нож недостаточно измельчает продукт, что при интенсивной подаче приводит к забиванию решетки и требует ее очистки с остановкой устройства, нарушая технологический процесс, при этом требуются дополнительные подпрессовывающие усилия сверху вниз при подаче продукта в загрузочную горловину, что сдерживает работу.
Задачей полезной модели является создание на базе существующей техники для предприятий общественного питания (кафе и столовых) универсального прессующего устройства для извлечения сока из цельных яблок, груш, овощей твердых сортов или из их крупных частей, производительностью 100-200 кг/час, позволяющего свести к минимуму затраты времени и сил на подготовку партии продукта к переработке при минимальной доработке существующих устройстве, имеющихся у производителей сырья и переработчиков, работающих в условиях фермерского или личного хозяйства с различным плодоовощным сырьем, и не имеющих специализированных цехов или специализированного оборудования.
Задача решается тем, что используя в качестве базового устройства серийно выпускаемую технику для общественного питания и пищевой промышленности в частности универсальные приводы и мясорубки со шнековыми рабочими органами, прессующие соковыжималки дооборудуются реверсом привода и деталями, доработанными для работы по схеме подающий шнек - подрезная решетка - двухсторонний нож - измельчающая решетка - прессующий шнек - регулятор отжима, что позволяет по такой схеме подающему шнеку захватывать цельные яблоки, груши, овощи или их крупные части, имеющие размеры по диаметру подающей горловины или ягоды и подпрессовывая равномерно подавать их на двойное измельчение двухсторонним ножом между двумя решетками и далее последовательно на прессование. Не требуя дополнительного подпрессовывая сверху вниз, ускоряя процесс переработку, стабилизируя подачу продукта, повышая общую производительность до 200 кг/час и качество работы устройства, при этом за счет введенного в привод реверса, при забивания подающего шнека за счет обратного включения проводиться разгрузка устройства и дальнейшая его работа без нарушения технологического процесса получения сока, при чем измельчающую решетку используют с отверстиями диаметром 5; 9 мм и толщиной 3-5 мм, при толщине измельчающего двухстороннего ножа 5-8 мм, а прессующий шнек выполнен с конусом 15 градусов изготовленным из фторопласта, при этом корпус соковыжималки имеет перфорацию с отверстиями диаметром 2-2,5 мм.
Новизной предложенного устройства является то, что, введя вторую решетку и двусторонний нож, изменив схему расположения решеток и общую схему работы в указанных параметрах, получаем возможность работать с мясорубками следующего класса по производительности значительно (на 10-25%) повышать производительность устройства для извлечения сока из яблок и груш за счет возможности перерабатывать цельные плоды диаметром 50-60 мм или их крупные части, имеющие размеры по увеличенному диаметру загрузочной горловины устройства, что так же сокращает время на подготовку сырья в переработке повышая производительность труда до 200 кг/час и снижает потери времени и сырья от дополнительной резки и подпрессовывания при подаче продукта и реверсом ликвидируя забивание рабочих органов.
Параметры предложенного устройства в виде ширины двухстороннего ножа и решеток и диаметр отверстий решетки и сетки соковыжималки, а так же формы удлинителя вала (пальца) с прорезью, угол конуса соковыжималки и введение реверса привода, 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 получения сока из плодов, овощей и ягод повышенной производительности, которое включает в себя подающий шнек 1, установленный в корпусе 2 мясорубки и получающий вращение от реверсивного привода (на схеме не показано).
На выходном конце подающий шнек 1 имеет удлинитель вала 3 с прорезью, на котором установлена подрезная решетка 4 и сменный двухсторонний нож 5 и решетка 6. Удлинитель вала проходит через подрезную решетку 4 двухсторонний нож и решетку 6. На конце удлинителя вала 3 с прорезью, выступающем из решетки 6, крепится конусный прессующий шнек 7 соковыжималки, с фиксирующей шпилькой 8 входящей в паз удлинителя 3 расположенный в дополнительном корпусе 9, имеющем сменную фильтрующую сетку 10 и регулятор отжима в виде винта 11. Большое основание прессующего конусного шнека 7 выполнено в виде плоского ножа, прилегающего к решетке 6 и очищающего ее от продукта в процессе работы. Корпус 9 соковыжималки закреплен к основному корпусу мясорубки накидной гайкой 12. Решетки 4 и 6 фиксируются в корпусе 2 при помощи шпонки в корпусе 2 (на схеме не показано). В нижней части решеток 4 и 6 выполнены пазы для протекания сока из корпуса 2 в дополнительный корпус 9 и далее на сменную фильтрующую сетку l6 соковыжималки.
Устройство работает следующим образом. Используя узлы и детали универсальной кухонной машины и шнековой мясорубки, применяемой в общественном питании, и приставки соковыжималки, согласно схемы собирают устройство для получения сока из цельных плодов, овощей и ягод.
Доработанными деталями устройства являются подающий шнек 1 с удлинителем вала 3 с прорезью, прессующий шнек 7, сменные решетки 4; 6 и двухсторонний нож 5 которые требуют некоторой механической доработки. У сменных решеток 4 и 6 делают пазы в нижней части для протекания сока на фильтрующую сетку 10 и шлифовкой доводят их толщину до заданных параметров.
Используя предложенный шнек, удлинитель вала с прорезью и доработанные детали, собирают предлагаемое устройство для работы по схеме подающий шнек - подрезная решетка - двухсторонний нож - измельчающая решетка - прессующий шнек, и после проверки на холостом ходу и в реверсе, приступают к получению сока.
Плоды, овощи или ягоды подают в загрузочную воронку корпуса 2 работающего устройства целиком, а крупные, не проходящие в горловину, разрезанными на части, и получают на выходе из сменной фильтрующей сетки 10 натуральный сок с мякотью, а на выходе из регулятора отжима 11 спрессованные отходы (отжим). Качество и количество получаемого сока регулируют размерами сменной фильтрующей сетки 10 и регулятором отжима 11, а так же сменной измельчающей решеткой 6 и двухсторонним ножом 5, имеющей отверстия различного проходного сечения у решетки 4 (5-9), и разное число лезвий у ножа двухстороннего 5 (2 или 4).
Экспериментальную проверку предлагаемого устройства для прессования сока из плодов, овощей и ягод без предварительного измельчения сырья провели, используя универсальный привод оборудованный реверсом 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, при сборки устройства на удлинитель вала подающего шнека установили подрезную решетку, двухсторонний нож с четырьмя лезвиями и измельчающую решетку с диаметром отверстий 5 мм с пазами в нижней части для перетекания сока, а на выступающей из измельчающей решетки конец удлинителя вала установили прессующий шнек соковыжималки со шпилькой во внутреннем канале с углом 15 градусов и собрали конструкцию согласно представленной схеме с фильтрующей сеткой с диаметром отверстий 2 мм.
Испытание предложенного устройства провели в 2010-2011 годах на получение сока из яблок, груш и ягод (рябины), выращенных в коллективных садах и на Свердловской селекционной станции садоводства (СССР), в условиях исследовательской лаборатории при кафедре механизации и электрификации сельского хозяйства факультета переработки Уральской Государственной Сельскохозяйственной Академии г.Екатеринбурга.
Подготовленные (вымытые) 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 «Чусовая», твердые с массой плодов 40-65 грамм, округлой формы и диаметром до 55 мм. После мойки и сортировки, проводили прессование в целом виде. 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 6-10 кг, что подтверждает работоспособность, универсальность и надежность предложенной конструкции.
Проведенные исследования показали, что предложенное устройство для получения сока из плодов и овощей за одну операцию без предварительного измельчения сырья работоспособно и технически осуществимо.
Введения реверса двигателя, двухстороннего измельчающего ножа между двух решеток и 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, овощей и ягод. Процесс с использованием устройства аналогичен получению сока при двухстадийном прессовании, но более быстрый и с меньшими трудозатратами.
Установлено, что новизной является то, что для получения сока путем прессования из фруктов, овощей и ягод 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 плодоовощного сырья с воздухом.
Неочевидным эффектом предложенного комплексного измельчающе-прессующего устройство позволяет повысить выход сока с мякотью из груш 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 фермерском или частном производстве.
Предлагаемое устройство для получения сока из плодов, овощей и ягод без предварительного 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 заданных размеров, двухсторонний нож с пазами для протекания сока, а подающий шнек с прорезью удлинителя вала могут быть изготовлены дополнительно.
Предложенное устройство может быть использовано для расширения диапазона операции, выполняемых универсальными приводами кухонных комбайнов в условиях фермерского или личного хозяйства, помогая эффективно и быстро перерабатывать выращенный урожай плодов, фруктов, овощей и ягод в условиях фермерского или личного хозяйства.