Пристрій для здобування соку з м’якоттю з рослинної сировини

1. Пристрій для здобування соку з м'якоттю з рослинної сировини, який містить корпус, консольно встановлений в підшипниковому вузлі на вертикальному валу конічний перфорований ротор, який забезпечений фільтруючою вставкою, засіб для подрібнення сировини, шпиндель, розташований співісно ротору, приводи ротора і шпинделя із засобами зміни числа обертів, а також засоби завантаження сировини, зливу соку і вивантаження жому, який відрізняється тим, що 3 біологічно активних речовин (БАР) та зниження якості соку [див. Патент Росії 2162649, МПК A23N1/00]. Відомий пристрій для виділення соку, який побудований по принципу решітчастого конусоподібного барабана, який обертається навколо своєї осі, і при цьому сік виділяється з подрібненої маси за рахунок дії відцентрової сили (див. Патент Росії № 2251459, МПК 7 В04В1/08). Основним недоліком цього пристрою є те, що виділяється тільки сік вільний, що знаходиться проміж частками подрібненої маси. Вказане призводить до значних втрат сировини, тому, що при загальному вмісту соку у сировині рівному 90%, виділяється не більше 40%. Відомий також пристрій для отримання соку з рослинної сировини, до складу якого входить корпус з пристосуваннями для завантаження сировини, зливу соку та вивантаження жому, в якому на вертикальному валу встановлено подрібнювач, концентричний йому конічний ротор, який встановлений на пустотілому валу, а також приводи, що пов'язані з валами, при цьому, поверхня ротора виконана перфорованою, у внутрішній порожнині ротора встановлені віджимні ролики, що закріплені одним своїм кінцем до шпинделя, всередині пустотілого вала. Ролики та ротор мають можливість обертання з різними швидкостями, а внутрішня поверхня ротора вкрита фільтруючою тканиною [див. заявка на винахід RU № 95120503, МПК 6 A47J19/02, A23N1/02, опубл. 1998.05.27]. Дане технічне рішення обрано прототипом. Прототип співпадає з корисною моделлю, що заявляється, у наявності спільних ознак: корпус із засобами завантаження сировини, зливу соку і вивантаження жому; конічний перфорований ротор, внутрішня поверхня якого вкрита фільтруючим матеріалом; засіб для подрібнення сировини; шпиндель, розташований співвісно ротора; приводи ротора і шпинделя із засобом зміни числа оборотів. До основних недоліків вищевказаного пристрою треба віднести наступне: 1. Складну конструктивну побудову конічного ротора, який встановлений на пустотілому валу, через який проходить шпиндель з роликами, що значно погіршує умови роботи підшипникових вузлів та не дає змоги відбалансувати ротор, а це вкупі не дає можливості придати ротору велику швидкість обертання; 2. Низька ефективність використання потенціалу сировини за рахунок відділення тільки вільної рідкої фази без руйнування клітин рослинної сировини у процесі відділення соку, що не дозволяє збільшити вихід соку та отримати сік з завданою кількістю м'якоті. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для здобування соку з м'якоттю з рослинної сировини, в якому шляхом іншої побудови шпинделя, іншого виконання засобу для подрібнення сировини, введення додаткових елементів, а також взаємного розташування відомих і нових вузлів, забезпечити 16366 4 підвищення продуктивності й ефективності роботи пристрою, надійності технологічного процесу, а також якості готового продукту, за рахунок змінення кінематичних параметрів взаємодії ротора та гонків шпинделя, а також розташування гонків відносно осі та радіусу ротора. Поставлена задача вирішена у пристрої для здобування соку з м'якоттю з рослинної сировини, який містить корпус, консольно-встановлений в підшипниковому вузлі на вертикальному валу конічний перфорований ротор, який забезпечений фільтруючою вставкою, засіб для подрібнення сировини, шпиндель, розташований співвісно ротору, приводи ротора і шпинделя із засобами зміни числа оборотів, а також засоби завантаження сировини, зливу соку і вивантаження жому, тим, що ротор забезпечений конічною маточиною, встановленою на валу з примиканням знизу до конічної частини ротора, при цьому, шпиндель встановлений зверху корпусу і забезпечений радіальними ребрами, а засіб для подрібнення сировини виконаний у вигляді гонків, прикріплених до радіальних ребер і встановлених під кутом до осі ротора і до його радіусу, з можливістю зміни їх орієнтації, причому, гонки розташовані із зазором 1-3 мм до фільтруючої вставки, а засіб зміни числа оборотів виконаний у вигляді електронного частотного регулятора швидкості, крім того, засіб завантаження сировини виконаний у вигляді труби, встановленої усередині шпинделя. В окремих умовах застосування заявлене рішення має наступні ознаки: 1. гонки встановлені під кутом 2-12°. 2. підшипниковий вузол валу встановлений в гільзу, закріплену в днищі корпусу Новим у винаході, що заявляється, є наявність таких ознак: 1. ротор забезпечений конічною маточиною, встановленою на валу з примиканням знизу до конічної частини ротора; 2. шпиндель встановлений зверху корпусу і забезпечений радіальними ребрами; 3. засіб для подрібнення сировини виконаний у вигляді гонків, прикріплених до радіальних ребер і встановлених під кутом до осі ротора і його радіусу, з можливістю зміни їх орієнтації; 4. гонки розташовані із зазором 1-3 мм до фільтруючої вставки; 5. засіб зміни числа оборотів виконаний у вигляді електронного частотного регулятора швидкості; 6. засіб завантаження сировини виконаний у вигляді труби, встановленої усередині шпинделя. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю заявлених ознак і досягнутим технічним результатом можна пояснити наступним. Забезпечення ротора конічною маточиною, а також виконання шпинделя у вигляді пустотілого вала з розташуванням в ньому трубопроводу подачі подрібненої сировини, дозволило забезпечити подачу сировини точно на вершину конічної маточини ротора і, таким чином, рівномірне розподілення її по внутрішній площині фільтруючої вставки. Використання електронних частотних 5 регуляторів швидкостей з плавним регулюванням у діапазоні від 0 с-1 до 100 с-1, дозволило спростити конструкцію приводів та розширити діапазон незалежного змінення швидкостей обертання окремо ротора і окремо шпинделя з гонками у зібраному вигляді, а також можливість використання пристрою, як протиральної машини за рахунок змінення кінематичної взаємодії ротора та гонків у тому числі можливість роботи при нульовій швидкості обертання або ротора або шпинделя. Виконання засобу для подрібнення сировини у вигляді гонків, які встановлені під кутом до осі ротора та його радіусу в межах 2-12° з можливістю зміни орієнтації, при збереженні відстані від гонків до поверхні фільтруючої вставки в межах від 1 до 3 мм, дозволило підвищити вихід соку з завданою кількістю м'якоті, за рахунок протиральної дії гонків, які здійснюють здавлювання та зсув часток сировини у просторі між гонками і фільтруючою вставкою. Крім того, відбувається ворошіння шару часток сировини, що знаходяться на фільтруючої поверхні і інтенсивне руйнування клітин сировини, за рахунок заміни лінійного руху вздовж внутрішній поверхні ротора на гвинтовий, внаслідок зміни кінематичної взаємодії ротора та гонків, при якому, відцентрова сила стає більшою, ніж необхідна для руйнування клітин. Закріплення ротору на суцільному валу, що обертається у підшипниковому вузлі, який встановлено у з'ємній гільзі, дозволило знімати ротор з валом і підшипниковим вузлом у зібраному вигляді для заміни фільтруючої вставки та ремонту, а після цього, вставляти у корпус без порушення балансування. Суть винаходу пояснюється кресленнями. Фіг.1 - схема конструктивної побудови пристрою для здобування соку з м'якоттю з рослинної сировини. Фіг.2 - схема орієнтації гонків. Пристрій містить конічний перфорований ротор 1, у внутрішню поверхню якого встановлено решето 2 з меншими отворами, що є змінним і закріплюється на верхньому фланці ротора 1 за допомогою додаткового фланця 3. Ротор 1 забезпечений конічною маточиною 5, яка встановлена на валу 6. Вал 6 обертається у підшипниковому вузлі 7 від електродвигуна 8 через передачу 10. Для можливості зручного збирання та розбирання, а також виконання робіт по динамічному балансуванню ротора 1 у зібраному вигляді без порушення балансу під час монтажу ротору, підшипниковий вузол 7 встановлено у гільзу 9, яка закріплена у днище 12 корпусу 11. Корпус 11 циліндричної форми, має похиле днище 12, випускну лійку 13 і своїм нижнім фланцем прикріплений до станини 14. По осі корпусу 11 встановлена труба 15, по якій подається подрібнена маса сировини. Співвісно ротору 1 в його внутрішній порожнині встановлено шпиндель 17, який виконаний у вигляді полого вала, який встановлено у підшипниковому вузлі 18 і з'єднано з приводом 19 через передачу 20. 16366 6 Шпиндель 17 має гонки 21, які закріплені на радіальних ребрах 16 з можливістю зміни кута відносно вісі ротора 1 та його радіусу пристосуваннями 22. Корпус 11 має вставку 23, яка утворює канал виводу жому через лійку 24 та кришку 25, на якій закріплено підшипниковий вузол 18 шпинделя 17, трубу 15, кронштейн 26 та огорожу приводу 27. Приводи 19 та 8 з'єднано з електронними частотними регуляторами швидкості (на кресленні не показано). Пристрій для здобування соку з м'якоттю з рослинної сировини працює таким чином. Включається в роботу електродвигун 8 ротора 1 і за допомогою електронного пристрою зміни швидкості обертання (на кресленні не показано) виводиться на завдану швидкість. Включається в роботу електродвигун 19 приводу шпинделя 17 і за допомогою такого ж пристрою встановлюється завданий режим обертання гонків 21 відносно ротора 1. По трубі 15 подається подрібнена маса сировини, яка потрапляє на конічну маточину 5 ротора 1 і відцентровою силою відштовхується на решето 2 ротора 1, де рідка фаза проходить крізь малі отвори решета 2 та великі отвори ротора 1 і по корпусу 11 стікає на похиле днище 12 та через лійку 13 виводиться з пристрою. М'якоть гонками 21 притискається до решета 2 и таким чином додатково подрібнюється з видаленням рідкої фази, яка була всередині часток м'якоті. Рідка фаза і частки м'якоті, розміри яких менше розмірів отворів решета 2, проходять через ці отвори, а частинки, які мають більші розміри, просуваються частково відцентровою силою, а частково гонками 21 далі по конусу доверху. При цьому здійснюється подальше руйнування часток, відділення рідкої фази і їх видалення через отвори решета 2. Частинки сировини, які досягли верхньої частини ротора 1 і не були подрібнені до розмірів менших, ніж отвори у решеті 2, відкидаються у канал виводу жому гонками 21, просуваються до лійки 24 і виводяться з пристрою. Зміна кутів розташування гонків 21 шпинделя 17, розмірів отворів решета 2 та співвідношення швидкостей обертання шпинделя 17 та ротора 1 дозволяє встановити необхідний режим видалення соку і долі м'якоті у ньому в залежності від особливостей сировини. Запропоноване технічне рішення є універсальним: якщо припинити ротор, пристрій буде працювати як звичайна протиральна машина; якщо зняти шпиндель, пристрій буде працювати як фільтруюча центрифуга з просуванням твердої фази вздовж ротора за рахунок відцентрової сили; всі інші варіанти будуть реалізовувати проміжні режими в залежності від виробничих задач та вимог до якості вихідних продуктів і соку з м'якоттю та жому. Конструкція пристрою дозволяє забезпечити підвищення продуктивності й ефективності роботи пристрою, надійність технологічного процесу, а також поліпшити якість 7 готового продукту Заявляємий дослідному 16366 8 "Консервпромкомплекс". пристрій виготовлений у виробництві ДНДПКІ Комп’ютерна верстка О. Чепелев Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601