Результат интеллектуальной деятельности: Установка для безотходной технологии переработки плодов арбузов

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в пищевой промышленности для получения сока, мякоти, а также цукатов, кроме того корка плодов арбузов является ценным кормом для животных.

Известен измельчитель, преимущественно плодов бахчевых культур, содержащий раму, питающий бункер, ножевидный барабан с приводом, подбарабанье, протирочный шнек с решеткой, скатные плоскости для сбора сока и семян, скатный лоток для мякоти и транспортер для ее вывода, при этом периферийные кромки лезвий ножевидного барабана удалены от оси его вращения по логарифмической спирали, описываемой уравнением вида: , а удаление от оси вращения часть лезвия выполнена в виде полки и сопряжена с горизонтальным участком по дуге окружности (см. патент RU №2179386 С2, ПМК⁷ A01F 29/00).

К недостаткам известного измельчителя относятся травмирование семян ножевидным барабаном, значительные энергетические затраты на измельчение плодов и низкое качество отделения семян.

Известно также устройство для переработки плодов бахчевых культур, содержащее камеру и смонтированные в ней приемный бункер, измельчающий барабан, пальцевое подбарабанье, приспособление для выделения сока из мякоти в виде встречно вращающихся вальцев, транспортер для подачи измельченной массы к протирочному решету, промежуточный лоток, транспортер выноса семян, наклонный поддон для сока и схода мякоти, емкость для сока, транспортер отходов и транспортер семян, при этом протирочное решето выполнено из последовательно установленных с равным или переменным шагом прутков, крайними прутками сопряжено с пальцевым подбарабаньем и промежуточным лотком, смонтированные под упомянутым решетом транспортер для подачи измельченной массы и установленный под ним транспортер выноса семян имеют разные углы наклонов к горизонту, установленный в нижней части камеры под ярусно размещенными узлами поддон для сока и схода мякоти выполнен двускатным, а измельчающий барабан снабжен отбойной плитой, установленной над ведущим валом транспортера для подачи измельченной массы (см. патент RU №2185761, ПМК A23N 4/12).

Недостатками известного устройства являются травмирование семян измельчающим барабаном, недостаточно полное отделение семян от мякоти и мезги, значительные энергетические затраты на измельчение плодов.

Известно устройство для выделения семян из плодов бахчевых культур, содержащее бункер и расположенное в нем приспособление для разрушения плодов и приспособление для выделения семян из измельченного вороха, при этом приспособление для разрушения плодов выполнено в виде пассивных ножей и приводного ротора с Т-образным режущими элементами, а приспособление для выделения семян имеет встречно вращающиеся шнеки, ярусно смонтированные под и над ложными потолками в виде пальцевых решеток, при этом бункер снабжен прутковым днищем (см. патент RU №2202933, ПМК⁷ A23N 4/00, 7/08).

Недостатками известного устройства являются травмирование семян приспособлением для разрушения плодов, значительные энергетические затраты и недостаточно полное отделение семян от мякоти и мезги.

Известен выделитель семян из плодов бахчевых культур, содержащий бункер и расположенные в нем приспособление для разрушения плодов и приспособление для выделения семян из измельченного вороха, скатные полости, емкости для сбора сока и мякоти, транспортер для сбора и удаления корки и емкость для сбора семян, при этом приспособление для разрушения плодов выполнено в виде встречно вращающихся зубчатых барабанов, один из которых ведущий, а другой - ведомый - подпружинен, а приспособление для выделения семян из измельченного вороха размещено под зубчатыми барабанами и выполнено в виде установленных друг над другом щеточных транспортеров, верхний из которых установлен над прутковым подбарабаньем и поджат к нему щетками, закрепленными с шагом, равным шагу зубьев зубчатых барабанов, а другой поджат к разделительному решету, причем скатные плоскости и емкости для сбора сока и мякоти установлены под разделительным решетом, транспортер для сбора и удаления корки установлен в конце пруткового подбарабанья, емкость для сбора семян - за разделительным решетом, а вершины зубьев барабанов выполнены закругленными (см. патент RU №2267281 С1, ПМК A23N 7/08).

К недостаткам данного выделителя относятся значительные энергетические затраты, некачественное измельчение плодов, не обеспечивающее отделение семян от мякоти и корки, недостаточно полное отделение семян от мякоти и корки протирочным устройством.

Известна установка для переработки плодов бахчевых культур, содержащая бункер, расположенное в нем приспособление для разрушения плодов и приспособление для выделения семян из измельченного вороха, емкость для сбора сока и мякоти, транспортер для сбора и удаления корки, при этом установка оборудована моечной ванной для плодов, в боковой стенке которой смонтированы водоструйные аппараты, а в ванне установлен полотнянно-платчатый питательный транспортер, сопряженный с бункером и приспособлением для разрушения плодов, выполненный в виде встречно вращающихся игольчатых барабанов, при этом на валах барабанов установлены ступицы, к которым с помощью резьбы крепятся сменные иглы в форме четырехугольной пирамиды и размещенные на соседних барабанах в шахматном порядке, на поперечных рядах барабана иглы установлены с угловым смешением друг относительно друга на угол 45°, в горизонтальной плоскости вал заднего барабана расположен выше вала переднего барабана на величину диаметра среднего плода, расстояние между валами игольчатых барабанов больше диаметра перерабатываемых плодов, а высота игл равна максимальному диаметру перерабатываемых плодов, расстояние между валами барабанов регулируемое, под приспособлением для разрушения плодов в охватывающем лотке смонтирован протирочный шнек измельченной массы, имеющий на наружной поверхности винтовые навивки эластичного покрытия, донная и боковые стенки лотка выполнены решетчатыми с отверстиями, обеспечивающими, проход семян и исключающими проход корки, выходная часть протирочного шнека сопряжена с транспортером отгрузки корки, под лотком протирочного шнека измельченной массы плодов смонтирован в решетчатом лотке протирочный шнек для семян и мякоти, отверстия решет рассчитаны на проход только сока и мякоти, а наружная кромка винтовой навивки имеет эластичное покрытие, протирочный шнек для семян и мякоти сопряжен с отгрузочным транспортером семян, под решетчатым лотком протирочного шнека семян мякоти установлена емкость для сока и мякоти, для отгрузки которых предусмотрен насос (см. патент RU №2510233 С1 МПК А23 7/00).

К недостаткам данной установки относятся повышенные энергетические затраты на измельчение, низкое качество отделение мякоти и семян от корки.

Данная установка принята нами в качестве ближайшего аналога. Сущность изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - снижение энергетических затрат, повышение выхода кондиционных семян, полное отделение семян от корки и мякоти, получение сока, пригодного для использования в пищевой промышленности.

Технический результат - повышение эксплуатационной надежности, высококачественное разделение плодов на семена, корку и мякоть с соком.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной установке для безотходной технологии переработки плодов арбузов, содержащий бункер, расположенное в нем приспособление для разрушение плодов и приспособление для выделения семян из измельченного вороха, емкость для сбора сока и мякоти, транспортер для сбора и удаления семян и корки, при этом установка оборудована моечной ванной для плодов, в боковой стенке которой смонтированы водоструйные аппараты, согласно изобретения в ванне у наклонной боковой стенке установлен лотковый транспортер, сопряженный с бункером и приспособлением для разрушения плодов, выполненным в виде двух встречно вращающихся однополостных гиперболоидов вращения, выполненных по уравнению

где а - полуоси гиперболоида; с - действительная полуось; x, y, z - координаты поверхности гиперболоида в декартовых координатах, при этом образующие гиперболы выполнены ножевидными для резания плодов в поперечном направлении, а для резания плодов в продольном направлении, гиперболоид имеет ножи в виде дисков, расстояние между которыми принято в зависимости от требуемых размеров кусков, задний гиперболоид расположен выше переднего, во избежание переброса плодов, над приспособлением для разрушения плодов смонтирован шнек отделения корки от мякоти и семян, который имеет корытообразный кожух, дно и боковые стенки которого выполнены решетчатыми, с отверстиями обеспечивающими проход семян, сока и мякоти и предотвращающими возможность проход корки, предотвращение травмирования семян обеспечено эластичным покрытием дна и стенок решет, для полного отделения семян и мякоти от корки витки шнека имеют очистные лопатки, решетчатое дно и стенки шнека отделения корки, сопряжены скатными плоскостями с внутренней полостью шнека отделения семян от сока и мякоти, дно и боковые стенки внутренней полости шнека отделения семян выполнены решетчатыми, отверстиями которых рассчитаны на проход сока и мякоти с предотвращением прохода семян, внутренняя полость шнека отделения семян сопряжена скатными плоскостями, с емкостью для сбора сока, которая оборудована центробежной насосной установкой для подачи сока на переработку, всасывающий трубопровод насосной установки оборудован фильтром, выходная часть шнека отделения корки сопряжена с транспортером отгрузки корки, а выходная часть шнека отделения семян сопряжена с транспортером отгрузки семян.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена установка для безотходной переработки плодов арбузов, поперечный разрез.

На фиг. 2 - приспособление для разрушения плодов, вид А.

На фиг. 3 - сечение В-В на фиг. 1.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения заключается в следующем.

Установка для безотходной переработки плодов арбузов включает моечную ванну 1 с водой, предназначенную для приема и мойки плодов, поступающих после сортировки и признанных пригодными для переработки.

Ванна 1 оборудована водоструйными аппаратами 2 размещенными в боковой стенке ванны 1. У задней наклонной стенки ванны 1 смонтирован лотковый транспортер 3, обеспечивающий одиночную подачу плодов. В верхней части лоткового транспортера 3 предусмотрен бункер 4, с приспособлением 5 для разрушения плодов под которым смонтирован протирочный шнек 6 для отделения корки от измельченных плодов, наружная поверхность винтовой навивки имеет эластичное покрытие 7, для предотвращения травмирования семян. Протирочный шнек 6 для полного отделения семян и мякоти от корки имеет очистные лопатки 8. Донная и боковые стенки кожуха 9 протирочного шнека 6 выполнены решетчатыми с отверстиями, обеспечивающими проход семян, сока и мякоти и предотвращающими возможность прохода корки. Предотвращение травмирование семян обеспечено эластичным покрытием дна и стенок решет кожуха 9.

Донная и боковая стенки кожуха 9 сопряжены с отгрузочным транспортером 10 корки, а решетчатая часть стенок кожуха 9 сопряжена с боковыми стенками и дном шнекового транспортера 11 отделение семян от сока и мякоти. Шнековый транспортер 11 имеет решетчатое дно 12 и боковые стенки, отверстия решетчатого дна предотвращают проход семян и обеспечивают проход сока и мякоти. Витки 13 шнекового транспортера 11 предназначены для транспортировки семян и отделения их от мякоти. Наружная кромка витков 13 имеет эластичное покрытие 14 для предотвращения травмирования семян. Привод шнековых транспортеров 6, 11 выполнен через цепную передачу 15. Решетчатое дно 12 и боковые стенки шнекового транспортера 11 сопряжены с транспортером 16 отгрузки семян, а боковые стенки сопряжены скатными плоскостями с емкостью 17 для сбора сока и мякоти. Емкость 17 оборудована насосной установкой 18 со всасывающим трубопроводом 19 и фильтром 20. Насосная установка 18 предназначена для подачи сока и мякоти на дальнейшую переработку.

Приспособление 5 для разрушения плодов состоит из двух встречно вращающихся ножевых барабанов, выполненных в виде однополосных гиперболоидов вращения вокруг оси Z.

Согласно изобретения

где x, y, z - координаты гиперболоида в декартовых координатах

а - мнимые полуоси гиперболоида;

с - действительная ось гиперболоида.

Гиперболоид получен вращением ножа 21 вокруг оси Z, при этом нож 21 закреплен на оси 22. Число ножей на оси 22 зависит от необходимой величины кусков плодов арбузов в поперечном направлении. Для резания плодов в продольном направлении предусмотрены кольцевые ножи 23, обеспечивающие жесткость конструкции гиперболоида. Число кольцевых ножей 23 выбрано в зависимости от необходимого размера кусков плодов в продольном направлении. Кожух 24 питательного транспортера 3 выполнен корытообразным, донная часть кожуха 24 выполнена по дуге окружности диаметра

Д_g=Д_max+50 мм.

Привод транспортера с помощью цепей 25, а - диаметр лопасти Д_л=Д_max,

где Д_max - максимальный диаметр плодов.

Установка для безотходной технологии переработки плодов арбузов функционирует следующим образом.

Плоды, пригодные для переработки доставляются самосвальным транспортным средством и выгружаются в моечную ванну 1, водоструйные аппараты 2 создают высоконапорные струи, обеспечивающие тщательную мойку плодов, которые захватываются лотковым транспортером 3 и подаются поштучно в приспособление 5 для разрушения плодов. Встречно вращающиеся ножевые барабаны производят разделение плодов на кусочки прямоугольной формы, которые поступают в кожух протирочного шнека 6. Шнек 6 производит перемешивание кусочков и отделяет от корки сок, семена и мякоть. Этому способствуют очистные лопатки 8.

Витки шнека обеспечивают транспортировку очищенной корки на транспортер 10 отгрузки конки. Отделенные от корки сок, мякоть и семена проходят через отверстия решет донных и боковых стенок протирочного шнека 6 и поступают во внутреннюю полость шнекового транспортера 11. Через отверстия дна и стенок транспортера 11 обеспечивается проход сока и мякоти, которые по наклонным стенкам поступают в емкость 17 для сбора сока и мякоти.

Из емкости 17 сок и мякоть через фильтр 20, всасывающий трубопровод 19 забирается насосной установкой 18 и подается на дальнейшую переработку. Очищенная корка транспортером 10 продается либо на приготовление цукатов, либо на корм животным. Семена транспортером 16 подаются на мойку, затем на сушку и могут использоваться для посева или перерабатываются на арбузное масло рабиол.

Использование разработанной конструкции установки позволяет высокодоходно использовать очень ценную сельскохозяйственную продукцию.