Спосіб вилучення сусла з винограду та пристрій для його здійснення

1 Спосіб вилучення сусла з винограду, в якому шляхом дії на ЦІЛІ грона тиском та зсувом у відкритому клиновому просторі щокового преса та у гвинтових каналах транспортних шнеків пресування здійснюють циклічно, який відрізняється тим, що середня питома потужність процесу знаходиться у межах 0,3-6,8 Вт/кг при максимальних локальних питомих потужностях, які не перевищу Винахід стосується виноробної та консервної галузей харчової промисловості і може бути використаний при вибірковому вилученні сусла з грон винограду для отримання шампанських вин високої якості Відомий спосіб та пристрій для пресування грон винограду за а с 36466 А В Іваненко та С В Касько Пристрій для відокремлення сусла від винограду, у якому режим пресування регулюють за тиском при допомозі редукційного клапана у гідросистемі привідного механізму щоки Такий спосіб пресування грон не дає уявлення про кінцевий результат, бо тільки тиск масла у системі не визначає режим пресування Відомий спосіб більш інтенсивного пресування та пульсаційноциклічний щоковий прес для віджимання плодово-ягідної сировини, який містить корпус з приймальним бункером і похилими перфорованими стінками з гофрованими поверхнями, встановлену в корпусі з можливістю переміщення порожнисту щоку з перфорованими гофрованими боковими поверхнями, транспортуючі шнеки, які знаходяться у перфорованих напівциліндрах, сокозбірник та привідні механізми Вершини гофрів стінок і щоки зміщені відносно один одного Такий прес дозволяє підвищити продуктивність процесу і збільшити вихід соку з тони сировини (див а с ють 20% від середніх, а амплітуда коливань щоки знаходиться у межах від 5% до 50% від загального кута робочого простору щокового преса, КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ знаходиться у межах від 3 до 40 2 Пристрій для здійснення способу за п 1, що містить завантажувальний бункер, корпус, утворений вертикальними та похилими перфорованими стінками, перфоровані напівциліндри, раму, транспортуючі шнеки, рухому щоку, суслозбірник та привідний механізм, який відрізняється тим, що рухома щока виконана суцільною і у поперечному розрізі має форму краплини, а привідний механізм забезпечує заздалегідь задану питому потужність у зоні щоки та транспортних шнеків, працюючих з можливістю руху вперед, зупинки, руху назад, зупинки і знову руху вперед СРСР №1586176, МКІ С 12 G 1/02 В 9/16, 1989) Для інтенсифікації процесу у цьому пресі кути при вершинах клиноподібних гофрів щоки і стінок різні Це дозволяє значно збільшити тиск у масі і підвищити інтенсивність зсувних явищ Якість сусла при цьому погіршується, а продуктивність зростає Вимоги до зниження питомої потужності пресування у цьому пресі не враховані Відомий спосіб та пристрій для вилучення сусла з рослинної сировини, який містить корпус з завантажувальним бункером і перфорованими стінками, встановлену з можливістю коливань перфоровану щоку, порожнисті перфоровані лопаті, які розташовані між стінками і щокою і зв'язані з останніми верхніми кінцями за допомогою гнучких або шарнірних елементів, при цьому нижній кінець кожної лопаті встановлено з можливістю переміщення при качанні щоки, засоби для відведення вичавленої маси, сокозбірник та привідний механізм Прес дозволяє інтенсифікувати процес вилучення соку за рахунок підвищення тиску і підвищити надійність у роботі (див ас СРСР №1714786) Недоліком цього преса є погіршення якості сусла Недоліки цього преса та способу пресування усунуті у щоковому пресі для віджимання плодовоягідної сировини (Тенюх К М та ІНШІ ЩОКОВИЙ прес для віджимання плодово-ягідної сировини ю 00 (О 62854 Рішення про встановлення дати подання заявки на винахід 24 10 1997р Держпатент України Науково-дослідний центр патентної експертизи, реєстраційний №97105199 - К, 1997) Цей прес містить приймальний бункер, корпус, який створюють суцільні стінки та в нижній частині перфоровані стінки та перфоровані напівциліндри, раму, транспортуючі шнеки, суслозбірник, рухому щоку, яка має вал, короткі перфоровані пластини та більш довгі похилі суцільні пластини, привідні механізми шнеків, торцеві стінки, а також блок управління роботою преса Недоліком цього пристрою є наявність у загальному циклі пресування режимів пресування винограду при підвищеному тиску і великих значеннях питомої потужності процесу, що погіршує якість сусла і збільшує масову концентрацію зважених часточок у суслі Найбільш близьким до способу, який заявляють, є спосіб відокремлення сусла з винограду та пристрій для його здійснення за а с СРСР №721485 С22С1/02 А В Іваненко, С В Касько та Ю Н Ртіщева від 15 03 1980р Бюл №10 (прототип) Спосіб відокремлення сусла з винограду шляхом дії на ЦІЛІ грона тиском, який відрізняється тим, що з метою підвищення якості сусла та інтенсифікації процесу його відокремлення, пресування здійснюють періодично, у декілька циклів, тривалість кожного з яких складає 3-5 с Тиск у процесі пресування в кожному наступному циклі по відношенню до попереднього збільшують на 0,01 О.ОбМПа, а між циклами тиск зменшують до нормального, при цьому пресування ведуть до утворення товщини шару м'язги у 100-150мм Пристрій для здійснення способу за п 1, який має завантажувальний бункер, корпус, утворений вертикальними та двома похилими стінками, встановлений в корпусі з можливістю переміщення перфорований пресуючий елемент, суслозбірник та привід, який відрізняється тим, що він має перфоровані пластини, встановлені уздовж стінок корпуса з утворенням зазору, а також розташований уздовж подовжньої осі корпуса вал, а перфорований пресуючий елемент закріплено на валу з можливістю коливання, при цьому пластини, які розміщено уздовж похилих стінок корпуса, змонтовано з можливістю регулювання кута їх нахилу, а на пресуючому елементі закріплено клинові ножі для очистки вертикальних стінок корпуса Недоліками прототипу є те, що у способі вказана тривалість коливань від 3 до 5 с та збільшення тиску у кожному наступному циклі на 0,010,05МПа, чим визначають надто важкий режим пресування, при якому якість сусла погіршується і не вказано узагальнюючого параметра, за допомогою якого можна регулювати якість сусла, яка зв'язана з продуктивністю, потужністю та витратами енергії Вказана кінцева товщина шару м'язги не має надійного обґрунтування, пов'язаного з якістю сусла Пристрій виконано без транспортуючого шнека Таке рішення робить пристрій ненадійним у роботі і утруднює регулювання швидкості просування маси через робочу зону Метою винаходу є створення такого способу пресування, в якому шляхом дії на ЦІЛІ грона вино граду тиском та зсувом у відкритому клиновому просторі щокового преса та у гвинтових порожнинах транспортного шнека пресування здійснюють циклічно при середній питомій потужності процесу у межах 0,3-6,8Вт/кг при максимальних локальних питомих потужностях, які не перевищують 20 ВІДСОТКІВ від середніх, а амплітуда коливань щоки знаходиться у межах від 5 до 50 ВІДСОТКІВ ВІД загального кута робочого простору преса, КІЛЬКІСТЬ ЦИКЛІВ знаходиться у межах від 5 до 40 Пристрій для здійснення способу має завантажувальний бункер, корпус утворений двома вертикальними та двома похилими стінками, встановлений у корпусі з можливістю переміщення пресуючий елемент, транспортуючі шнеки розміщені у перфорованих жолобах, суслозбірник та привідні механізми, який відрізняється тим, що стінки пресуючого елемента виконано суцільними, пресуючий елемент у перерізі має форму краплини рідини, а привідні механізми забезпечують програмовані значення питомої потужності процесу пресування у зоні рухомого пресуючого елемента та у порожнинах транспортуючих шнеків при прямому обертанні транспортуючих шнеків вистої та зворотному обертанні транспортуючих шнеків Обмеження питомої потужності процесу зазначеними числами дозволяє наблизитись до оптимальних значень масової концентрації зважених часточок у суслі тобто дозволяє отримати сусло високої якості та зменшити зайві витрати на вилучення сусла з гущових осадів Такий спосіб пресування дозволяє також збільшити вихід сусла високої якості, що підвищує ефективність виробництва Питома потужність процесу рівнозначна відношенню потужності до маси, на яку діє енергія в робочому просторі, тобто до об'єму робочого простору, а це вказує на те, що при малих значеннях питомої потужності об'єм робочого простору щокового преса повинен бути великим Питома потужність також рівнозначна відношенню потужності до продуктивності та тривалості процесу обробки сировини, тобто до головних характеристик щокового преса При фіксованих значеннях продуктивності та тривалості процесу потужність процесу прямо пропорційна питомій потужності, що визначає питомі витрати енергії на процес вилучення сусла Таким чином спосіб вилучення сусла з винограду, головним показником якого є питома потужність процесу, має переваги над відомими іншими способами пресування винограду Наступною характеристикою процесу, яка притаманна способу, є вимога до локальних значень питомої потужності у робочому просторі преса, що не повинна перевищувати 20 ВІДСОТКІВ ВІД середньої При процесі вилучення сусла у робочому просторі щокового преса можуть виникати надмірні локальні питомі потужності, які погіршують середні показники сусла Це тісно пов'язано з наступною вимогою до здійснення способу про обмеження амплітуди коливань щоки від 5 до 50 ВІДСОТКІВ від загального кута робочого простору Експериментально доведено, що при збільшенні амплітуди коливань у прискореному темпі зростає зміщений об'єм і питома потужність процесу, тому амплітуду коливань слід обмежити Наступною характеристикою нового способу вилучення сусла 62854 з грон винограду у щоковому пресі є КІЛЬКІСТЬ повторних стискань сировини у робочому просторі від 5 до 40 Експериментально доведено, що вихід сусла у щоковому пресі може бути збільшено в залежності від числа повторних стискань при вказаній питомій потужності і якості сусла, що важливо для виробництва продукції високої якості та економічної ДОЦІЛЬНОСТІ Пристрій для здійснення нового способу пресування має рухому щоку, яка у поперечному перекрої має форму краплини рідини, що знаходиться під впливом сили гравітації, тобто розширену нижню частину та звужену верхню при закруглених обрисах поверхні Така вимога ґрунтується на положенні про деформування виноградної маси у робочому просторі щокового преса, в якому при стисканні маси винограду рухомою щокою в масі виникають лінії зсуву, спрямовані під кутом у 45° до поверхні щоки Верхня звужена частина щоки, що має форму краплини, створює лінії сковзання, спрямовані догори, тобто до вільної поверхні, що зменшує тиск у масі, і, як наслідок, знижує питому потужність процесу пресування і підвищує якість сусла Нижня закруглена частина щоки сприяє більш повільному підвищенню тиску Привідні механізми щоки та транспортних шнеків забезпечують ВІДПОВІДНІ заздалегідь встановлені значення параметрів, що характеризують процес Для цього є ВІДОМІ технічні рішення, в яких можуть бути використанні кінцеві вимикачі, реле часу, потужності та ІНШІ Режим обертання транспортуючих шнеків у прямому напрямку, вистоєм та обертанням у зворотному напрямку забезпечує циклічну зміну тиску від нульового до максимального, вистій, зниження тиску до нормального, знову підвищення тиску і видалення частини м'язги з робочого простору Зазначений режим повинен відповідати певній питомій потужності пресування Таким чином шнек продовжує режим вилучення сусла, який відбувається у щоковій частині преса Приклад Виноград сорту "Аліготе" у вигляді цілих грон з транспортних контейнерів МІСТКІСТЮ 33,5т подають у приймальний бункер щокового преса, звідки він поступає у робочу зону, що має дві порожнини, об'єм кожної з котрих становить 1м3 Робочу зону утворено двома вертикальними та двома похилими стінками між якими встановлено рухому щоку, а дно утворено двома перфорованими жолобами зі шнеками За визначенням питомої потужності, що дорівнює частці від ділення потужності на масу, на яку діє енергія, за прийнятою середньою питомою потужністю процесу 2Вт/кг знаходять максимальну потужність N у щоковій зоні преса, враховуючи при цьому, що в об'ємі 1м3 міститься 600кг грон винограду Таким чином N=2x600x2=2,4кВт За допомогою зміни положення кінцевого вимикача, яким регулюють амплітуду коливань щоки, встановлюють потрібну потужність процесу на діючому пресі Наступним кроком є встановлення певного режиму обертання транспортуючих шнеків, при якому питома потужність цієї зони преса має бути такою ж, як у щоковій зоні, тобто масова концентрація зважених часточок у суслі має бути такою ж, як у щоковій зоні Для цього, використовуючи лабораторну центрифугу, визначають масову концентрацію зважених часточок у зоні щоки та шнеків при різних частотах їх обертання При встановленому режимі роботи щокового преса отримано 52дал сусла з однієї тони винограду при масовій концентрації зважених у суслі часточок 27г/л і продуктивності щокового преса 9т/г Запропонований пристрій для здійснення способу, який містить завантажувальний бункер, корпус, який складається з суцільних подовжених стінок та більш коротких перфорованих стінок, перфоровані напівциліндри, раму, транспортуючі шнеки, суслоприймач, рухому щоку, яка має у перерізі форму краплини рідини розширену внизу та звужену у горі з закругленою поверхнею, привідні механізми, які забезпечують певну питому потужність пресування винограду, та здійснюють рух шнеків вперед, роблять зупинку, рух назад і знову роблять зупинку при тій же питомій потужності, як і щока На фіг зображено запропонований пристрій для здійснення способу Пристрій складається з завантажувального бункера 7, корпуса, який утворено суцільними стінками 2 та перфорованими стінами 3, перфорованих напівциліндрів 4, рами 5, транспортуючих шнеків 6, суслоприймача 7, рухомої щоки, яка виконана суцільною і у поперечному розрізі має форму краплини 9 і закріплена на валу 8, привідних механізмів щоки та шнеків, які забезпечують певну питому потужність пресування винограду щокою та здійснюють рух шнеків вперед, роблять зупинку, рух назад і знову роблять зупинку при тій же питомій потужності, що і щока (на рисунку не показані) Прес працює таким чином Робочу порожнину і бункер засипають гронами винограду Через блок управління включають щоку та шнеки, які послідовно відпрацьовують режим обертання вперед, зупинка, назад, зупинка, вперед, кожна частина циклу заздалегідь установлена, як і щока на певну питому потужність процесу пресування, що є головною ознакою способу пресування Продуктивність преса та потужність привідних механізмів є факторами, залежними від питомої потужності і зв'язаною з нею якістю сусла Так як, тривалість прямого обертання шнеків перевищує тривалість зворотного обертання, відбувається видалення віджатої маси з преса Використання запропонованого способу та пристрою для його здійснення дозволяє підвищити якість сусла, знизити масову концентрацію зважених у ньому часточок, підвищити ефективність виробництва та знизити собівартість виробництва 62854 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119