Результат интеллектуальной деятельности: МЕМБРАННО-ВАКУУМНЫЙ ПРЕСС

Изобретение относится к устройствам для отделения сока из растительного сырья и может использоваться для извлечения сока из виноградной мезги.

Известен пневматический пресс серии РР для отжима виноградной мезги [http://www.str-filling.com.ua/product/pnevmaticheskij-membrannyj-press-serii-pp-s-otkrytoj-emkostju/], оснащенный эластичной мембраной, изготовленной из нетоксичного материала. Мембрана закреплена на лопастных опорах, которые монтируются на валу перфорированного барабана, изготовленного из нержавеющей стали.

Загрузка цельных ягод винограда осуществляется через люки, установленные в корпусе пресса. Загрузка мезги производится посредством осевого загрузочного устройства с шаровым клапаном.

В процессе прессования сжатый воздух центробежным компрессором подается внутрь цилиндрической мембраны, которая, будучи наполненной воздухом, равномерно распределяется по всей внутренней поверхности барабана. Такое размещение мембраны обеспечивает равномерное распределение продукта внутри барабана слоем небольшой толщины. Полное время прессования составляет 1,0…3,0 часа в зависимости от сорта винограда.

Полученный в процессе прессования сок вытекает через перфорированную стенку барабана и попадает в накопительный резервуар, расположенный внизу корпуса пресса. Накопительный резервуар установлен на четырех балансирующих колесах, обеспечивающих его перемещение вдоль корпуса пресса. Такое расположение накопительного резервуара обеспечивает простоту промывания и удаления прессованной выжимки.

Во время прессования происходит постепенное уплотнение мезги, в результате чего поры забиваются и отделение сока ухудшается. С целью разрыхления мезги, периодически сбрасывают давление воздуха в мембране и приводят во вращение барабан. Разрыхлив мезгу барабан останавливают и внутрь мембраны вновь нагнетается воздух. На каждом этапе прессования производится постепенный рост давления.

Удаление прессованной выжимки осуществляется при открытии люков и вращении барабана.

Система управления прессом оборудована программируемым логическим контроллером с 12 программами, которые можно выбирать, в зависимости от обрабатываемого продукта.

Стандартное рабочее давление прессования 1,6 бар для стандартных программ и до 2 бар для персонализированных.

Недостатком данной конструкции пресса является необходимость вращения барабана для ворошения мезги и сложность системы управления, а также контактирование собранного сока с кислородом воздуха.

Известен также вакуумный пресс для отделения жидкой фазы из растительного сырья [Патент RU 2720425, МПК A23N 1/00. Вакуумный пресс. Заявка №2019127829 от 03.09.2019. Опубл. 29.04.2020, Бюл. №13. Авторы: Назаров И.В., Белоусова Н.Н., Толстоухова Т.Н.] состоящий из корпуса, внутри которого имеется камера прессования с перфорированной вставкой и гофрированной мембраной, вакууметра, емкости для сбора сусла, оборудованной герметичными контактами и датчиком поплавкового типа, центробежного насоса для откачки сока, пульсатора, патрубков переменного давления, вакуумной магистрали, вакуумного насоса, выхлопной магистрали, вентилей, магистрали высокого давления, регулятора давления и манометра. Сверху корпус герметично закрывается крышкой.

Процесс прессования протекает следующим образом. Открывают крышку с гофрированной мембраной, и в корпус пресса загружают виноградную мезгу. По окончании загрузки мезги корпус пресса герметично закрывают крышкой, и через перфорированную вставку происходит отделение сока-самотека, который стекает в емкость для сбора сусла. Собранный сок-самотек по мере накопления откачивается центробежным насосом в приемную емкость.

После отделения сока-самотека производится вакуумирование емкости для сбора сусла и камеры прессования, в результате чего происходит прессование мезги гофрированной мембраной.

Полученный на данном этапе прессования сок первого отжима поступает в емкость для сбора сусла. По мере ее заполнения собранный сок откачивается.

При снижении интенсивности отделения сока срабатывает пульсатор, и происходит смена областей вакуумирования и атмосферного давления в камере прессования и надмембранном пространстве, в результате чего происходит разрыхление мезги.

Когда атмосферного давления в надмембранном пространстве недостаточно и интенсивность отделения сока снижается, то вентилем перекрывается выхлопная магистраль и избыточное давление подается в надмембранное пространство, в результате чего давление прессования повышается, и интенсивность отделения сока увеличивается. Величина создаваемого давления регулируется регулятором давления.

По окончанию прессования отключают вакуумный насос и в камеру прессования при помощи пульсатора подают атмосферный воздух, в результате чего давление в камере прессования и надмембранном пространстве выравнивается. После этого открывают крышку и производят выгрузку мезги.

Недостатком данной конструкции является недостаточное разрыхление мезги и то, что в процессе рыхления мезга контактирует с кислородом воздуха, в результате чего она окисляется и качество получаемого сока ухудшается.

Цель изобретения - увеличение выхода сока за счет улучшения процесса рыхления мезги и повышения его качества путем исключения контакта мезги с кислородом воздуха в процессе рыхления.

На фигуре 1 показана схема предлагаемого пресса для отжима мезги из винограда.

Пресс состоит из корпуса 1, внутри которого между перфорированной вставкой 2 и гофрированной мембраной 5 расположена камера прессования 3 с вакуумметром 4 и герметично закрывающаяся крышкой 6, патрубка для отведения сусла 24 с обратным клапаном 25, емкости для сбора сусла 23, внутри которой установлены датчик уровня поплавкового типа 19 и герметичные контакты 18 и 20, патрубка для отведения сусла 21, центробежного насоса 22, патрубков постоянного вакуума 11 и 26, патрубков переменного давления 10 и 27, пульсатора 12, вакуумной магистрали 13, вакуумного насоса-компрессора 17, выхлопной магистрали 16, вентилей 14, 15, магистрали высокого давления 7, регулятора давления 8 с манометром 9. Внутри камеры прессования 3 установлена гофрированная трубка 28 с закрепленными на ней при помощи колец 30 стержнями 29 расположенными под углом 90° относительно друг друга. Нижний край гофрированной трубки закрепляется на перфорированной вставке 2, а верхний крепится к гофрированной мембране 5.

Пресс работает следующим образом. Открывается крышка 6 с гофрированной мембраной 5 и в корпус 1 пресса загружается виноградная мезга. Гофрированная трубка 28 при этом находится в сложенном состоянии. По окончании загрузки мезги, верхний край гофрированной трубки 28 закрепляется на гофрированной мембране 5 и корпус пресса герметично закрывается крышкой 6 и через перфорированную вставку 2 происходит отделение сока-самотека, который стекает в емкость для сбора сусла 23. Собранный таким образом сок-самотек по мере накопления откачивается центробежным насосом 22 в приемную емкость (на рисунке не показана).

После отделения сока-самотека производится вакуумирование емкости для сбора сусла 23, камеры прессования 3 и гофрированной трубки 28 (в надмембранное пространство при этом пульсатором 12 подается атмосферное давление), в результате чего происходит прессование мезги гофрированной мембраной 5.

Полученный на данном этапе прессования сок первого отжима поступает в емкость для сбора сусла 23. По мере ее заполнения датчик уровня поплавкового типа 19 замыкает герметичный контакт 18 и включается в работу центробежный насос 22 откачивающий собранный сок.

При снижении интенсивности отделения сока срабатывает пульсатор 12, и в надмембранное пространство подается вакуум, а в гофрированную трубку 28 атмосферное давление, в результате чего она растягивается и при помощи стержней 29 происходит разрыхление мезги, что способствует более полному выходу сока. По окончании рыхления мезги в надмембранное пространство подается атмосферное давление, а гофрированная трубка вакуумируется. Процесс прессования продолжается.

Когда атмосферного давления в надмембранном пространстве недостаточно и интенсивность отделения сока снижается, вентилем 15 перекрывается выхлопная магистраль 16 и избыточное давление подается в надмембранное пространство, в результате чего давление прессования повышается, и интенсивность отделения сока увеличивается. Величина создаваемого давления регулируется регулятором давления 8.

По окончанию прессования отключают вакуумный насос 17 и в камеру прессования 3 и гофрированную трубку 28 при помощи пульсатора 12 подают атмосферный воздух, в результате чего давление в камере прессования 3, гофрированной трубке 28 и надмембранном пространстве выравнивается. После этого открывают крышку 6 и производят выгрузку мезги.