Пристрій для протирання рослинної сировини

1 Пристрій для протирання рослинної сировини, що містить корпус з кожухом, приймальний бункер, установлений вертикально перфорований барабан, розташований всередині кожуха із зазором, а також вал з бичами та приводом і подрібнювач, закріплений на валу під приймальним бункером, який відрізняється тим, що прий мальний бункер установлений на кришці корпусу зі зміщенням від осі обертання вала, а подрібнювач виконаний у вигляді диска з отворами і радіально розташованими групами зубців, над котрими в кришці утворений спіральний канал, який з'єднується з приймальним бункером, при цьому площа поперечного перерізу спірального каналу зменшується у напрямку обертання вала, крім того під подрібнювачем на валу закріплена конічна втулка з лопатями, а основа конічної втулки примикає до бичів 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що кут при основі конічної втулки складає 5-45° 3 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що лопаті закріплені на боковій поверхні втулки з нахилом до осі обертання в бік випередження на кут 5-45° Винахід відноситься до харчової, перероблюючої та комбікормової промисловості Він може бути використаний для розподілу полідисперсних рослинних середовищ у процесі виробництва пюре, паст, соків з м'якіттю, під час відділеня дробини з пивної барди та рідинної фази з рослинної м'язги Відомою Є протиральна машина для виготовлення пюре з рослинної сировини, що включає корпус, завантажувальний патрубок, сито у виді сітчаного барабана, всередині якого розташовується вал з двома групами бичів, встановлених із кільцевим зазором, причому друга група має більшу КІЛЬКІСТЬ бичів, ніж перша Бичі другої групи встановлені з меншим кутом випередження, ніж бичі першої групи (Див А С СРСР № 1761107, A23N 15/00, 1990р) Така конструкція машини потребує попередньої обробки рослинної сировини, шляхом и дробіння та теплової обробки, перед протиранням Розподіл процесів призводить до окислення продукту, додатковим витратам енергії та до руйнування біологічно цінних його компонентів на попередніх стадіях обробки Це знижує якість кінцевого продукту В подібному пристрої немає елементів, що забезпечують інтенсивне руйнуван ня рослинних тканин на першій стадії обробки У ВІДОМІЙ конструкції не забезпечується рівномірна подача продукту в робочу зону машини, внаслідок чого знижується площа використання перфорированих сит, збільшуються габарити машини та енергоємність процесу виробництва пюре в цілому Відомим Є також шнековий прес для віджиму соку з рослинної сировини, в якому між шнеками додатково встановлена конічна втулка і маточина з лопатями Така втулка дозволяє утворити додаткові зони пластичного протікання та руйнування сировини, організувати його потоки і забезпечити нагнітання продукту у передконусну зону преса (Див АС СРСР № 153-1474, C12G 1/02, ВЗОВ 9/16, 1987р) Однак процеси віджиму відрізняються від процесів протирання як щодо цілей та механізму протікання, так і щодо необхідних сукупностей технічних рішень для їх реалізації Якщо в першому випадку зависі у соці повинно бути якомога менше, то у другому -навпаки Найближчою за технічною суттю є протиральна машина, що містить корпус з прийомним бункером, вертикально установлений перфорований барабан, розміщений в корпусі із зазором, який є збірником готового продукту, та розташований 1 ю 57411 концентрично барабану вал з бичами Над верхніми торцями бичів установлений подрібнювач, а в кільцевому зазорі змонтований з можливістю вертикального переміщення додатковий циліндр для регулювання робочої довжини перфорованого барабана Прийомний бункер розташований над подрібнювачем, причому вісь симетрії вала, подрібнювача та бункера співпадають Суміщення подрібнювача та протирального елемента в одній машині дозволяє поліпшити якість продукту через менше його окислення та контакт з поверхнями (Див патент України № 16262 "Промислова власність", №4,1997 р) Конструкція даної протиральної машини обрана прототипом Прототип збігається з винаходом, що заявляється, у наявності спільних ознак корпус, забезпечений кожухом, прийомний бункер, перфорований барабан, установлений вертикально і розташований всередині кожуха із зазором Але відома протиральна машина має малу продуктивність на стадіях подрібнення та протирання Це відбувається тому, що зубці подрібнювача обертаються з однаковою кутовою, але різними ЛІНІЙНИМИ швидкостями Ті зубці, що розташовані ближче до центру обертання, працюють неефективно, причому сировина при подрібненні піднімається угору по прийомному бункеру, утворюючи порожності, які порушують контакт із зубцями та знижують ефективність процесу подрібнення Невелика продуктивність пояснюється також тим, що продукт потрапляє в область протирання тільки крізь вузьку кільцеву щілину, утворену корпусом та диском подрібнювана Подрібнена рослинна маса - м'язга з великим вмістом рідкої фракції, надходить в невелику зону торцевої частини бичів, що знижує ефективність розподілу продукту на ситі перфорованого барабана через нерівномірність та надмірність його локального навантаження Це знижує надійність роботи сит та зменшує їх питому продуктивність Збільшуються питомі енерговитрати процесу розподілу Нераціональна організація сировинних потоків збільшує металомісткість пристрою, а перекривання частини перфорації сит додатковим циліндром знижує вихід готового продукту, причому разом з відходами вибуває частина баластних тканин рослинної сировини, що володіє позитивними дієтичними властивостями, через що знижується якість протертого пюре В основу винаходу поставлено задачу створити пристрій для протирання рослинної сировини, в якому за рахунок іншого установлення бункера і особливого виконання подрібнювача, а також взаємного розміщення відомих і нових вузлів і деталей, забезпечити підвищення продуктивності і зниження питомих енерговитрат процесу протирання, збільшення виходу і якості готового продукту Поставлена задача вирішена в пристрої для протирання рослинної сировини, що містить корпус з кожухом, прийомний бункер, установлений вертикально перфорований барабан, розташований всередині кожуха із зазором, а також вал з бичами та приводом і подрібнювач, закріплений на валу під прийомним бункером тим, що прийомний бункер установлений на кришці корпусу зі зміщенням від осі обертання вала, а подрібнювач виконаний у вигляді диска з отворами і радіально розташованими групами зубців, над котрими в кришці утворений спіральний канал, який з'єднується з прийомним бункером, при цьому площа поперечного перерізу спірального канала, зменшується у напрямку обертання вала, крім того під подрібнювачем на валу закріплена конічна втулка з лопатями, а основа конічної втулки примикає до бичів Кут при основі конічної втулки складає 5 - 45°, а лопаті закріплені на боковій поверхні втулки з нахилом до осі обертання в бік випередження на кут 0,5 - 45° Суть запропонованого винаходу полягає в тому, що пристрій забезпечений спіральним каналом, отворами в подрібнювачі та конічною втулкою з лопатями, які, розташовуючись послідовно один під одним, створюють умови пластичного протікання рослинної пульпи окремими потоками складної форми Це призводить до збільшення внутрішнього та зовнішнього тертя сировинних потоків на початку робочої зони пристрою, що сприяє інтенсивному руйнуванню вологомістких рослинних клітин Наявність усіх трьох вказаних елементів у взаємозв'язку, а також зміщення бункера від ВІСІ обертання вала та розташування зубців подрібнювача групами радіально, є необхідною умовою протікання описаного вище процесу Додаткові конструктивні елементи дозволяють відокремити в процесі утворення пульпи частину рідкої фракції та найкращим чином сформувати сировинний потік для подальшого протирання Пристрій для протирання рослинної сировини зображений на кресленні, де фіг 1 - загальний вигляд, фіг 2 - розріз загального вигляду по площині А - А, що пояснює будову внутрішньої частини кришки, фіг 3, 4 -подрібнювач, фіг 5, 6- конічна втулка з лопатями, фіг 7, 8, 9 - перерізи загального вигляду по площинам Б - Б, В - В, Г - Г, що пояснюють механізм протікання процесів Пристрій містить корпус 1 з укріпленим на ньому знімним циліндричним кожухом 2 з кришкою З, на якій зі зміщенням від ВІСІ симетрії установлений прийомний бункер 4, вертикально установлений перфорований барабан 5, розміщений СПІВВІСно кожуху 2 із зазором 6, який є збірником готового продукту та розташований симетрично всередені перфорованого барабана 5 вал 7, який приводиться в обертання з частотою с = 10 ЮОсек1 разом із закріо пленими на ньому бичами 8 за допомогою привода 9, закріплений над конічною втулкою 10 подрібнювач 12 з групами радіально розташованих зубців 13 та наскрізними отворами 14, над якими у кришці утворений з'єднаний з бункером спіральний канал 15 з площиною поперечного перерізу, що зменшується від бункера у напрямку обертання вала, а також вмонтований у корпус патрубок 17 для відводу готового пюре та патрубок 18 для видання ВІДХОДІВ 57411 Пристрій працює таким чином Рослинна сировина у виді плодів, коренеплодів або частин рослин подається до прийомного бункера 4, де вона, просовуючись униз під дією сил тяжіння, роздрібнюється групами зубців 13 Об'ємні частини сировини зменшуються у розмірах і разом з рослинною м'язгою затягуються подрібнювачем 12 в утворений у кришці 3 спіральний канал 15 з площиною поперечного перерізу 16, що зменшується у напрямку обертання приводного вала 7 Таким чином підтримується постійний тиск продукту на диск подрібнювача 12 по усій довжині спірального каналу 15, де продовжується процес подрібнення та протікає м'язга Одна частина м'язги під дією відцентрових сил тече до перфорованого барабана 5 уздовж радіально розташованих груп зубців 13, а інша - проковзує по диску подрібнювача 12 та продавлюється у наскрізні отвари 14 Радіальне розташування груп зубців 13 перешкоджає надмірному тангенціальному проковзуванню м'язги, а також утворює сприятливі умови для її просування до перфорованого барабана 5 Тиск в патрубку 17 складається з тиску маси сировини, що знаходиться у прийомному бункері 4, тиску, що утворюється нагнітанням продукту за рахунок тертя об подрібнювач 12 та стінки патрубка 17, а також дії відцентрових сил, зумовлених обертанням робочих органів, закріплених на валу 7, який приводиться у рух з частотою со = 10 100 сек 1 приводом 9 Частота обертання у вказаному діапазоні забезпечує, з одного боку, необхідні значення відцентрових сил для протікання процесів, а з іншого - не впливає на якісний склад продуктів, які стримуються, тобто сировина не перепалюється За рахунок тиску м'язга продавлюється одночасно крізь кільцеву щілину між кришкою 3 та ребром диска подрібнювача 12, а також крізь наскрізні отвари 14 Інтенсивне пластичне протікання сировини в робочих каналах складної форми призводить до інтенсивного руйнування волого містких рослинних клітин Далі, під впливом відцентрових сил, багатофазна м'язга двома потоками рівномірно подається у верхню частину перфорованого барабана 5, притискується до його поверхні та підхоплюється лопатями 11, просуваючись униз за рахунок їх нахилу на кут р = 0,5 45° та дм сил тяжіння Виконання кута нахилу меншим, ніж 0,5 °, не є ефективним, тому що не забезпечується тиск для продавлення продукту крізь кільцевий зазор між перфорованим барабаном 5 та ребром основи конічної втулки 10, а виконання кута нахилу більш ніж 45° призводить до турбулізації потоку та викидам частини сировини до вала 7, що збільшує втрати з відходами У зоні лопатей 11 на перфорованому барабані 5 в основному ВІДДІЛЯЄТЬСЯ рідка фракція м'язги, а и решта ущільнюється і рівномірно продавлюється крізь кільцевий зазор між перфорованим барабаном 5 і ребрем основи конічної втулки 10 Проковзування м'язги боковою поверхнею конічної втулки 10 є мінімальним за рахунок закріплених на ній основ лопатей 11, які секцюнують потоки сировини та відкидають його на внутрішню поверхню перфорованого барабана 5 Величина кута при основі конічної втулки 10 зумовлена видом рослинної сировини, яка перероблюється Цей кут визначає конфігурацію пристрою, тобто співвідношення довжини підготовчої та власне протиральної частин Його вибирають у межах 5 45°, причому менше значення відповідає сировині, яка з легкістю перероблюється, наприклад, полуниці Установлення втулки з кутом при основі менш ніж 5° не є ефективним, тому що утворюється небажані перешкоди сировинному потоку, які можуть призвести до закупорювання робочих каналів, а при куті більш ніж 45° різки збільшуються габарити та металомісткість пристрою, або не забезпечується процес власне протирання, таким чином знижується вихід готового продукту Далі продукт підхоплюється площинами бичів 8 і остаточно протирається, просуваючись уздовж них під впливом сил тяжіння та кута нахилу площини Протерте пюре надходить у зазор 6, утворений корпусом 1, кожухом 2 та перфорованим барабаном 5, та виводиться крізь патрубок 17 Відходи видаляються бичами 8 крізь патрубок 18 Раціональне поєднання подрібнення та протирання, а також оптимізація перехідного процесу, дозволяють збільшити продуктивність пристрою, знизити питомі енерговитрати процесу в цілому, збільшити вихід та якість готового продукту Пристрій може бути використаний при отриманні та одночасному розподілі полідисперсних середовищ у ХІМІЧНІЙ промисловості, в сільському господарстві, в комбікормовій та харчовій промисловостях, а також на підприємствах громадського харчування 57411 Рослинна 11 Фіг. 2 ар. ФІГ. Фіг. З б 57411 10 Б-Б TIrf Відходи Фіг. З Комп'ютерна верстка С Волобуєва Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна