Способ переработки фруктового сырья в виде яблок и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2757301:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" (RU)
Группа изобретений относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способу и устройству для переработки яблок. Устройство состоит из загрузочного бункера, закрепленного к конусному цилиндру, внутри которого установлен измельчитель, состоящий из горизонтального ножа и цилиндрического шнека с серповидными ножами. Для разделения измельченной массы (мезги) на различные фракции (квазитвердая фракция, сок и пюре) к корпусу измельчителя крепится центрифуга. Использование группы изобретений позволит провести качественную переработку яблок с получением готового продукта в виде сока и пюре. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технологии переработки фруктового сырья в виде яблок и может быть использовано при производстве яблочного пюре.
Известные способы переработки фруктового сырья и приготовления яблочного пюре [1, 2, 3] включают в себя мойку плодов, их инспекцию, разваривание, двухступенчатое протирание через отверстия различного диаметра и стерилизацию пюре путем его нагревания.
Недостатками известных технологий являются:
- многоэтапная и продолжительная обработка продукта на каждой технологической стадии;
- отсутствие возможности отжима сока из фруктового сырья;
- значительные материальные и энергетические затраты, обусловленные продолжительной тепловой обработкой.
Технической задачей изобретения является переработка фруктового сырья в виде яблок с возможность отжима сока и получения яблочного пюре заданного состава и пищевой ценности, снижение материальных и энергетических затрат за счет интенсификации процесса обработки плодов и сокращения продолжительности технологического процесса с сохранением нативных свойств исходного сырья.
Способ производства яблочного пюре и отжим сока осуществляется следующим образом.
Первоначально яблоки моют в моечной машине, затем инспектируют и подвергают переработке в измельчителе, измельченная масса поступает в центрифугу, где осуществляется ее разделение на составные фракции: сок, пюре и квазитвердую фракцию (семена, сердцевина).
На фигуре 1 схематично показана установка для получения яблочного пюре и отжима сока предлагаемым способом.
Технология приготовления яблочного пюре и отжима сока осуществляется следующим образом: чистые яблоки после инспектирования подаются в загрузочный бункер 1 и подвергаются первоначальному измельчению при помощи горизонтальных ножей 2, жестко закрепленных на валу 3, и противорежущих пластин 4. Частично измельченные яблоки поступают в конусный цилиндр 5, где измельчаются до определенной дисперсности за счет уменьшения зазора между конусным цилиндром 5 и вертикальным измельчителем в виде цилиндрического шнека 6, с серповидными ножами 14 которые жестко крепится на валу 3.
Далее измельченная масса подается в корпус центрифуги 7 и под действием давления вновь поступающей массы заполняет ее объем. При достаточно высокой частоте вращения и формы поверхности центрифуги траектория движения составных частей массы будет различной.
Следует указать, что само семя будет находиться в некой полужидкой среде, что важно в связи с наличием фактора вязкости. Тогда основные силы, действующие на перемещающееся семя, сердцевину, мякоть следующие:
- силы вращательного движения;
- силы тяжести;
- силы трения.
Центрифуга 7 выполнена в виде металлической сетки (с диаметром отверстий меньше диаметра семени) и установлена в цилиндре 8. К корпусу центрифуги 7 жестко крепится дренажный пояс 9, выполненный в виде мелкой сетки. Вращение центрифуги 7 осуществляется от электродвигателя (на рисунке не показан).
При вращении центрифуги 7 измельченная смесь (твердая фракция, пастообразная и сок), поступающая в центрифугу 7, подвергается действию внешних сил, совокупность которых создает давление на стенку центрифуги 7. При этом для предварительного разделения на фракции в стенке центрифуги 7 предусмотрены отверстия, размер которых подбирается таким образом, чтобы крупные частицы оставались внутри центрифуги и выбрасывались из нее посредством центробежной силы. В следствии чего за стенку центрифуги 7 в камеру I поступает масса повышенной дисперсности, но не надлежащего качества.
Техническим ращением повышение качества конечного продукта (пюре и сока) является установка дополнительного дренажного пояса 9, выполненного в виде мелкой сетки, который повысит дисперсность пюре до предельного. Капельки пюре, достигая вертикальной стенки 9 дренажного канала, оседают на ней, образуя пленку, которая по мере увеличения ее толщины под действием сил тяжести, двигается вниз и поступает через сливной канал 10 в сборную емкость.
Одновременно под действием центробежной силы происходит отжим сока из пюреобразной массы, который через дренажный пояс 9 поступает в камеру II, из которого через сливной канал 11 в емкость для сока (на рисунке не показана).
Более плотная фракция продукта (семена, сердцевина) под действием давления вновь поступающей измельченной массы и центробежной силы поднимается вверх по кривой центрифуги и под действием сил вращения выбрасывается с поверхности кривой через канал 12 в сборную емкость.
С целью исключения уплотнения и повышения дисперсности измельченной массы в нижней части центрифуги 7 на валу 3 установлен винтообразный нож 13.
Таким образом, происходит разделение измельченного продукта на фракции, различные по назначению (сок, обезвоженное пюре и квазитвердая из семян и сердцевины).
Заключая анализ предлагаемого способа, можно прийти к следующему выводу: использование «холодной» переработки фруктового сырья по сравнению с традиционной технологией получения продукта с обязательной тепловой обработкой позволяет сохранить адсорбированные на биополимерах мякоти лабильные компоненты сырья, сохранить его нативные свойства, что обеспечивает высокие показатели пищевой и биологической ценности готового продукта.
Все важнейшие показатели технологического процесса: качество продукта, степень разделения на фракции, минимизация потерь и, в конечном счете, рентабельность находятся в прямой зависимости от степени оптимальности выбранной поверхности центрифуги.
Заявителем произведено аналитическое обоснование кривой центрифуги, на основании которого изготавливается необходимая форма корпуса центрифуги.
Источники информации
1. Пат. 2328124 РФ, С1А23В 4/044. Способ производства пюреобразного яблочного концентрата / Г.О. Магомедов, А.Н. Остриков, Ф.Н. Вертяков и др.; заявитель и патентообладатель ГО ВПО Воронежская ГТА, - 2007113074/13; заявл. 10.04.2007; опубл. 10.07.2008, Бюл. №19.
2. Пат. 2337557 РФ, С1А23В7/00. Способ производства плодово-ягодного пюре / Г.О. Магомедов, А.Н. Остриков, Ф.Н. Вертяков; заявитель и патентообладатель ГО ВПО Воронежская ГТА. - №2007129692/13; заявл. 03.08.2007; опубл. 10.11.2008, Бюл. №31.
3. Пат. 2465773 РФ, С2А23В1/00. Способ производства плодово-фруктового пюре / А.Н. Остриков, А.В. Трушечкин; заявитель и патентообладатель ГО ВПО Воронежская ГТА. №2008150690/13; заявл. 22.12.2008; опубл. 10.11.2012, Бюл. №31.
1. Способ переработки фруктового сырья в виде яблок, характеризующийся тем, что перед началом переработки сырье моют в моечной машине и инспектируют, а процесс переработки проводят на одной установке в два этапа, при этом на первом этапе сырье подвергают первоначальному измельчению для получения измельченной смеси в виде квазитвердой фракции из семян и сердцевины, пастообразной фракции и сока, причем первоначальное измельчение производят посредством установленных в бункере (1) и жестко закрепленных на валу (3) горизонтальных ножей (2) и противорежущих пластин (4), а также посредством вертикального измельчителя, выполненного в виде цилиндрического шнека (6) с закрепленными на валу (3) серповидными ножами (14) и сообщенного с бункером (1) конусного цилиндра (5), а на втором этапе переработки измельченное сырье подвергают процессу центрифугирования для окончательного разделения его на фракции путем направления в сообщенную с конусным цилиндром (5) центрифугу (7), причем центрифугу (7) выполняют в виде металлической сетки с диаметром отверстий, меньшим диаметра семени фруктового сырья, размещают в цилиндре (8) и снабжают установленным на валу (3) винтообразным ножом (13), при этом к корпусу центрифуги жестко прикрепляют дренажный пояс (9) в виде сетки и сообщают его со сливным каналом (10) для сбора пастообразной фракции в сборную емкость, кроме того сбор массы сырья повышенной дисперсности, но не надлежащего качества производят в предусмотренную у центрифуги камеру (I), отжим сока из пастообразной фракции производят через дренажный пояс в камеру (II) со сливным каналом (11), а выброс квазитвердой фракции производят под действием центробежной силы центрифуги через канал (12).
2. Устройство для переработки фруктового сырья в виде яблок, характеризующееся тем, что оно имеет загрузочный бункер (1), установленный внутри бункера вертикальный вал (3) с горизонтальными ножами (2), сообщенный с бункером (1) конусный цилиндр (5) с противорежущими пластинами (4), установленный в конусном цилиндре (5) вертикальный измельчитель в виде цилиндрического шнека (6) с серповидными ножами (14) и сообщенную с конусным цилиндром центрифугу (7), при этом центрифуга (7) выполнена в виде металлической сетки с диаметром отверстий, меньшим диаметра семени фруктового сырья, размещена в цилиндре (8) и имеет установленный на валу (3) винтообразный нож (13), к корпусу центрифуги жестко прикреплен дренажный пояс (9), выполненный в виде сетки и сообщенный со сливным каналом (10) для сбора пастообразной фракции в сборную емкость, кроме того в центрифуге предусмотрены камера (I) для сбора массы сырья повышенной дисперсности, но не надлежащего качества, сообщенная с дренажным поясом (9) камера (II ) со сливным каналом (11) емкости для сбора сока, а также канал (12) для выброса квазитвердой фракции под действием центробежной силы.
