СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЕМ СОКА ИЗ ОРГАНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК A23N1/00 

Изобретение относится к способу управления извлечением сока из органических продуктов с помощью пресса, который снабжен обладающим дренажным устройством (приспособлением) объемом сжатия и приводимым в действие органом прессования.

Для этой цели используются особенно механически, пневматически или гидравлически управляемые прессы, причем орган прессования выполнен преимущественно в виде поршня или гибкой мембраны. Весь процесс прессования происходит в несколько циклов сжатия, которые протекают в следующие друг за другом интервалы.

Во время цикла сжатия орган прессования прежде всего постоянно сжимается против находящейся в объеме для прессования мезги и затем снова возвращается в состояние покоя. Во время этого обратного ходового движения мезга из плодов, винограда и т.п. фруктов, например, путем вращения сосуда для прессования, в течение известного времени разрыхляется.

При этом периодическом способе работы решающее значение имеет необходимый расход вращения в случае загрузки из мезги (затора), из которой нужно отжать сок, для рентабельного использования пресса. Под этим понимают высокий выход сока при по возможности кратком общем времени пребывания для процесса при избежании вредных воздействий на полученный сок.

Это требование на основании своего многообразия предъявляет высокие претензии к постановке задачи.

Таким образом, перед специалистом ставится задача разработки способа управления извлечением сока из органических, прежде всего сельскохозяйственных продуктов, как плоды, овощи, виноград или т.п. фрукты, с помощью пресса, с помощью которого благодаря высокому выходу сока при относительно коротких временах общего пребывания и без потерь качества можно достигать высокой эффективности.

Одновременно вносимое техническое решение должно способствовать осуществлению идеального процесса извлечения сока и экономии энергетических затрат.

Согласно изобретению, задача решается тем, что ход пресса цикла сжатия заканчивается не ранее достижения получаемого во время этого цикла сжатия максимального количества сока.

Цикл сжатия/прессования длится с временного прекращения хода (подъема) пресса предшествующего цикла сжатия и включает обратный ход органа прессования, а также всю фазу разрыхления и до хода пресса этого цикла сжатия.

До применения предлагаемого согласно изобретению способа принимает участие первый после загрузки пресса цикл сжатия постольку, поскольку благодаря ему непосредственно при достижении максимальной средней производительности сока с конца этого хода пресса начинается функционирование согласно способу.

Продолжительность цикла сжатия устанавливается в зависимости от максимальной средней производительности сока двух последующих циклов, причем средняя производительность сока соответствует полученной производительности сока в потребленное для этого цикла в качестве среднего значения.

Начало ближайшего цикла сжатия происходит по окончании (подъема) хода пресса тем, что начинается обратный ход органа прессования.

Максимальная средняя производительность сока LS цикла сжатия достигается из полученного в течение определенного времени количества сока Q в единицу времени, которая в начале хода пресса возрастает сильнее и на основании падающей прессуемости прессуемого материала затем достигает максимального значения производительности сока. В этом критическом участке (месте) достигается оптимальная рентабельность при любом отдельном цикле сжатия.

Дальнейшее улучшение рентабельности через несколько циклов сжатия при извлечении сока из сельскохозяйственных продуктов, которое подтверждено испытаниями, может достигаться, соответственно, наступать тогда, когда (подъем) ход пресса цикла сжатия заканчивается лишь по достижении получаемой из этого цикла сжатия максимальной средней производительности сока LQ (Ko.Kx).

Это общее определение учитывает последующий цикл сжатия, максимальная средняя производительность сока которого, согласно изобретению, ниже таковой предшествующих циклов и снижает разницу в производительности сока двух циклов сжатия в пользу рентабельности способа.

Дальнейшее благоприятствование может достигаться тогда, когда ход (подъем) пресса цикла сжатия заканчивается не после ожидаемой максимальной средней производительности сока LQ (Kv) ближайшего следующего цикла сжатия, благодаря чему принимается в расчет осторожная обработка мезги (затора).

Оказывается оптимальным заканчивание (подъема) хода пресса цикла сжатия, когда мгновенная производительность сока достигает ожидаемой максимальной средней производительности сока LQ ближайшего цикла сжатия, так что повторного прессования мезги (затора) при благоприятных рентабельных условиях можно избегать.

Эти способы работы основываются на сравнении мгновенной производительности сока с ожидаемой максимальной средней производительностью сока ближайшего цикла сжатия и пригодны преимущественно при извлечении сока из плодов, фруктов, винограда или других сельскохозяйственных продуктов.

В качестве устройства оказывается предпочтительным пресс такого выполнения, при котором выпуск для сока, соответственно, устройство для сбора сока имеет измерительное приспособление, устанавливающее покидающее пресс количество сока, которое связано с процессором, и последний снова связан с приводом управляющего прессом устройства.

На фиг.1 дано схематическое изображение предлагаемого в изобретении способа, а на фиг. 2 схематическое изображение предлагаемого в изобретении способа в улучшенном варианте.

На фиг. 1 показано протекание способа управления извлечением сока из органических продуктов, преимущественно из плодов, фруктов, винограда или т. п. сельскохозяйственных продуктов, посредством пресса, руководствуясь диаграммой количество (Q) время (Т).

Во время первого цикла сжатия в течение времени Т₀ орган прессования движется из положения покоя против мезги (затора) и остается в состоянии сжатия до тех пор, пока не будет достигнута максимальная средняя производительность сока LS из этого цикла сжатия.

Выход сока первоначально увеличивается сильнее и позднее сглаживается, причем количество сока S всегда увеличивается, в то время как, с другой стороны, средняя производительность сока, т.е. достигаемое вплоть до заданного момента времени среднее количество сока, после достижения своего максимального значения уменьшается.

Наряду с этими параметрами кривая мгновенной производительности сока Q вначале круто поднимается и по достижении максимальной производительности падает примерно с такой же крутизной и асимптотически. Ниже вершины Q кривой находится точка изменения на средней кривой производительности сока, после которой возрастающе повышающаяся средняя производительность сока переходит в более горизонтальный по сравнению с вершиной (пиком) отрезок и затем снова падает. Вершина одновременно представляет собой участок пересечения средней производительности сока LS и мгновенной производительности сока Q, который устанавливается с помощью измерителя протекающего количества и калькулятора. С этого момента процесс прессования должен заканчиваться, и начинается ближайший цикл (отжима) сжатия.

Он начинается с обратного хода органа прессования и представлен на фиг.1 внутри временного интервала Т₁. Уже во время обратного хода органа прессования также может начаться разрыхление мезги (затора), например, за счет вращения сосуда для прессования. Обратный ход органа для прессования на фиг. 1 обозначен через индекс T_R, а разрыхление через индекс Т_A.

Продолжительность отдельных циклов сжатия (отжима) выбирается в зависимости от течения способа, она величина переменная. С возрастающими циклами сжатия (отжима) снижается мгновенная производительность сока.

На фиг.2 показано проведение способа согласно изобретению с замедленным по сравнению со способом функционирования фиг.1 началом циклов сжатия, т.е. обратный ход органа прессования происходит после достигнутой максимальной средней производительности сока.

Эта мера основана на том факте, что в ходе процесса прессования снижаются производительности сока циклов сжатия (отжима). Для избежания высокого, нарушающего рентабельность процесса прессования падения производительности сока, благодаря начинающейся после достигнутого максимального значения временно остановке или обратному ходовому движению, достигаются средние производительности сока в ближайшем последующем цикле отжима, причем этот способ работы должен основываться на вероятности получающихся опытных данных.

При этом нужно обратить внимание на то, что благодаря временному замедлению Кv ожидаемое из ближайшего последующего цикла сжатия (отжима) максимальное среднее значение производительности сока не сокращается. Альтернативно ход пресса цикла сжатия должен заканчиваться тогда, когда мгновенная производительность Q совпадает с ожидаемой максимальной средней производительностью сока ближайшего цикла прессования.

В качестве устройства для осуществления предлагаемого в изобретении способа служит пресс известного рода, к месту выпуска сока из которого присоединен расходомер в качестве датчика процессора, который управляет адаптирующим приводом пресса в преобладающем соотношении.

В качестве расходомера, между прочим, пригодна, согласно фиг.3, следующая за местом выпуска 2 пресса улавливающая ванна 3 или тому подобный сосуд, который снабжен выполненной в виде перелива стенкой 4. Впадающий снизу в улавливающую ванну 3 измерительный трубопровод 5 снабжен устройством для измерения давления 6 в виде измерительного датчика, который ликвидирует появляющиеся во время отдельных циклов сжатия (отжима) изменения уровня и передает на процессор 7.

Само собой разумеется, можно применять также поплавок, ультразвук или дозатор давления на дне улавливающей ванны для измерения изменений уровня в улавливающей ванне. На основании зарегистрированных процессором значений на привод пресса 9 управляюще оказывает влияние 8.

В конце каждого цикла прессования улавливающая ванна 3 опорожняется через отдельный трубопровод 10, причем для этого предусмотрен управляемый процессором или вручную вентиль 11. Улавливающая ванна 3 сама выполнена с повышающейся вверх частью днища 11, так что сок может стекать в область измерительного трубопровода (приспособления) 5.

Использование: для управления извлечением сока из сельскохозяйственных продуктов в прессе. Сущность: ход пресса цикла сжатия (отжима) заканчивается не ранее появления максимальной средней производительности сока. При применении этого способа к выпуску сока (2) из пресса присоединен расходомер (1) в виде измерительного датчика, который связан с устройством, управляющим приводом пресса. 2 с.п.ф-лы. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Способ автоматического управления извлечением сока из органических продуктов путем циклического прессования продукта прессом с циклически приводимым прессующим органом и дренажным устройством, предусматривающий определение количества сока, полученного в процессе прессования, отличающийся тем, что определяют максимальное среднее количество сока в зависимости от измеренного количества полученного сока в течение определенного времени, а процесс извлечения сока заканчивают в зависимости от достижения этого максимального среднего количества сока. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что извлечением сока начинают управлять после первого цикла прессования. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длительность цикла прессования определяют по максимальной средней производительности по соку двух следующих друг за другом циклов прессования. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что процесс прессования цикла прессования заканчивают после достижения полученной из этого цикла прессования максимальной средней производительности по соку, причем самое позднее по достижении максимальной средней производительности по соку следующего цикла прессования. 5. Устройство для автоматического управления извлечением сока из органических продуктов, содержащее улавливающую сок ванну, помещенную под выходом из камеры прессования, и первичный преобразователь, выполненный в виде расходомера и соединенный с регулятором, отличающееся тем, что расходомер выполнен в виде камеры с переливной стенкой, причем камера имеет байпасный трубопровод с исполнительным механизмом для отвода сока из улавливающей сок ванны в ее нижней части, причем регулятор подключен к исполнительному механизму, расположенному на байпасном трубопроводе. 6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что регулятор снабжен процессором. 7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что первичный преобразователь выполнен в виде поплавкового или ультразвукового измерительного устройства.