Мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного Российский патент 2023 года по МПК A01D43/10 

Заявленное изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к технологии подготовки чайного сырья из кипрея узколистного с целью проведения дальнейшей глубокой ферментации.

Возрождение производства травяного чая из кипрея узколистного даст возможность вдохнуть жизнь в заброшенные земли сельскохозяйственного назначения, обеспечит трудоустройство населения в регионах с высокой безработицей. Инновационные технологии позволят многократно увеличить объемы производства высококачественного листового чая из кипрея узколистного с различной глубиной ферментации, с небольшой себестоимостью, что позволит уменьшить вложение финансовых ресурсов государства на чаи иностранного производства.

Инновационность нашего решения заключается в технологии мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного с регулируемой глубиной ферментации. Необходимость проведения исследований основана на имеющемся опыте сбора, производства чая из кипрея узколистного, характеризующемся сезонностью, разбросанностью и неоднородностью сырьевого материала, привлечением большого количества неквалифицированных работников, непрофессиональным оборудованием, высокими энергетическими затратами, сложностью ведения, контроля и управления технологическим процессом. При этом наша разработка позволяет перейти на инновационные мобильные технологии подготовки сырья, организовать круглогодичный цикл производства с регулируемой глубиной ферментации листового чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов и достижением повышенных показателей производительности, в том числе за счет ускорения процесса завяливания, высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья так и конечного продукта, значительным снижением себестоимости.

При этом на сегодняшний день отсутствуют разработанные устройства подготовки сырья для организации круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного. Имеющиеся производства чая из кипрея узколистного носят сезонный характер, и большую часть года дорогостоящее оборудование простаивает.

Из уровня техники известен способ приготовления силоса и сенажа в поле и установка для его осуществления (RU 2629972 C1, 05.09.2017).

Устройство для приготовления силоса и сенажа в поле включает шасси, на котором смонтированы прессующий шнек, емкость для сбора выделенного сока, жесткий контейнер для герметичной емкости в виде пластикового вкладыша, приспособление для вакуумации, устройство для запаивания вкладышей и погрузоразгрузочное устройство. Такое устройство позволяет повысить эффективность производства, снизить время от сбора сырья до упаковки, повысить радиус перевозок.

Однако недостатком известного способа и устройства для его осуществления является использование измельченного сырья, понижение влажности прессующим шнеком и удаление полученного сока, что ведет к нарушению технологии и потере незаменимых компонентов листового чая, в частности, потере органолептических и физико-химических показателей при хранении. В связи со спецификой используемого сырья (кипрея узколистного) в отличие от кормовых трав для производства силоса и сенажа невозможно использовать известное устройство для подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного.

Ближайшим аналогом к заявленному изобретению (прототипом), является способ завяливания кипрея узколистного, описанный в RU 2741339 С1, 25.01.2021, включающий проведение плющения с использованием однодиаметральных резиновых вальцов для выдавливания влаги без разрыва листьев, завяливания с использованием специализированной электромеханической машины для завяливания со сквозным обдувом слоя сырья снизу вверх подогретым до 32-48°С воздухом и автоматическим ворошением сырья на решетке с помощью вибрации.

Недостатком данного способа является отсутствие мобильности, возможности изменения способа воздействия однодиаметральных резиновых вальцов на листья кипрея узколистного в зависимости от периода вегитации, отсутствие возможности регулирования уровня давления однодиаметральных вальцов на листья кипрея узколистного, отсутствие возможности перемещения плющителя с целью равномерного распределения сплющенного сырья на решетке завяливателя, отсутствие дополнительного нагревательного элемента, что приводит к значительному снижению производительности труда и качества конечного продукта. При этом производительность такого устройства ниже, чем заявленного мобильного устройства, а качество получаемого продукта снижается в процессе хранения.

В связи с чем, задачей изобретения является решение проблемы временного разрыва между сбором листьев кипрея узколистного и их консервацией, максимально эффективное сохранение ценнейших компонентов при подготовке сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного.

Техническим результатом заявленного изобретения является организация круглогодичного цикла производства с регулируемой глубиной ферментации листового чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов и достижением повышенных показателей производительности, высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств чая при значительном увеличении сроков хранения конечного продукта, ускорении процесса завяливания.

Технический результат достигается за счет обеспечения мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, включающего узел плющения сырья, представляющий собой сменные парные однодиаметральные вальцы, установленные на стойки редуктора, с возможностью их вращения с использованием вала ведущего ролика, и загрузочный бункер, который крепится на стойки (полозья), узел завяливания сырья, состоящий из блока электрооборудования, включающего электродвигатель, удлиненного двухуровневого корыта, на верхнем уровне которого установлена решетка из нержавеющей стали, соединенная с электродвигателем для автоматического ворошения сырья на решетке, вентилятора с калорифером, узел вакуумирования сырья, при этом в верхней части корыта установлены рельсы, а узел плющения с нижней стороны закреплен на полозьях со скобами на концах полозьев для его установки на рельсы для свободного перемещения узла плющения по рельсам с целью равномерного распределения сплющенного сырья на решетке узла завяливания, и узел плющения, и узел завяливания, и узел вакуумирования смонтированы на платформу.

Используемая платформа может представлять собой самоходное или прицепное шасси, позволяющее подготавливать сырье для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, при этом используемые в заявленном устройстве узлы могут быть смонтированы на платформу с использованием болтов со съемными гайками с ушами с целью быстрого демонтажа оборудования для использования при необходимости в стационарных условиях. При этом одно и то же оборудование может размещаться на различных шасси, снабжено бензиновой генераторной установкой напряжением 220В\50Гц, оснащенной механизмом автоматического включения при аварийном отключении от централизованной сети.

Неожиданно, авторами было обнаружено, что такая конструкция заявленного устройства, в частности, расположение между собой узла плющения и узла завяливания позволяет значительно ускорить процесс завяливания по сравнению с ближайшим аналогом до 5 раз (с 10 часов до 2 часов соответственно), а, следовательно, увеличить оборачиваемость имеющегося оборудования.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана схема мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, включающего: платформу (самоходное или прицепное шасси) (1), на которой смонтированы узел плющения листьев кипрея узколистного (2), прикрепленный на полозья со скобами на концах полозьев с нижней стороны (3) для установки узла плющения на рельсы (4), закрепленные в верхней части узла завяливания (5) для свободного перемещения узла плющения по рельсам, с целью равномерного распределения сплющенного сырья на решетке узла завяливания, решетка (6) установлена на верхнем уровне узла плющения и является дополнительным нагревательным элементом, подогреваемым до 32-48°С при одновременном сквозном обдуве слоя сырья снизу вверх вентилятором с калорифером. Узел завяливания (5), узел вакуумирования (7) закреплены болтами со съемными гайками с ушами (не показаны) к платформе (1) с целью быстрого демонтажа оборудования для использования при необходимости в стационарных условиях. При этом одно и то же оборудование может размещаться на различных шасси, снабжено бензиновой генераторной установкой напряжением 220 В\50Гц, оснащенной механизмом автоматического включения при аварийном отключении от централизованной сети.

На фиг. 2 показан внешний вид узла плющения мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, включающего сменные парные однодиаметральные резиновые вальцы (10) для изменения способа воздействия на листья кипрея узколистного в зависимости от периода вегитации, уровень давления однодиаметральных вальцов на листья кипрея узколистного регулируется пружинами (не показаны), с помощью которых однодиаметральные вальцы прижимаются друг к другу, при этом сила натяжения пружины регулируется с помощью винтового механизма (не показана) (гайки, вкручиваемой в корпус), шестерни редуктора (9), загрузочный бункер (8), полозья со скобами на концах полозьев с нижней стороны (3), рукоятка, прикрепленная к валу ведущего ролика (11).

На фиг. 3 изображен внешний вид узла завяливания мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, включающего удлиненное двухуровневое корыто (12), вентилятор с калорифером (13), решетку (6), блок электрооборудования (14), электродвигатель с эксцентриком (15), ушки с отверстиями (16), рельсы (4).

В качестве одного из примеров используемого узла вакуумирования, не ограничивающего объем прав заявителя, можно привести промышленный вакуумный упаковщик OBERHOF Leer T-45.

На фиг. 4 представлен внешний вид такого узла вакуумирования сырья мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, включающего переключатель питания (17), держатель предохранителя (18), сетевую вилку (19), присоединительный элемент (20), нижнюю герметизирующую прокладку (21), сваривающую пластину (22), пакет для вакуумирования (23), крышку (24).

Однако в заявленном устройстве могут использоваться любые другие известные из уровня техники промышленные узлы вакуумирования, например, упаковщик вакуумный Gemlux GL-VS-169S, вакуумный упаковщик Foodatlas DZ-300A Pro и другие.

Заявленное мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного работает следующим образом.

Пример осуществления изобретения. На платформу крепятся узлы устройства. Шасси прицепляют к автомобилю и вывозят в отдаленные места массового произрастания кипрея узколистного с возможностью вывоза в радиусе до 300 км.

Листья кипрея узколистного сразу после сбора ручным способом помещают в бункер узла плющения и пропускают между однодиаметральными вальцами для мягкого плющения. Далее узел плющения перемещают по рельсам с целью равномерного распределения сплющенного сырья на решетке узла завяливания. Решетка узла завяливания является дополнительным нагревательным элементом, подогреваемым до 32-48°С для ускорения и равномерного протекания процесса завяливания по всей длине решетки при одновременном сквозном обдуве слоя сырья снизу вверх вентилятором с калорифером. После завершения процесса завяливания сырье вакуумируется в узле вакуумирования.

Фактором повышения эффективности мобильного устройства является исключение временного разрыва между ручным сбором листьев кипрея узколистного и его консервацией, повышение производительности и оборачиваемости оборудования, а также высокие качественные показатели, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья, так и конечного продукта.

Достижение представленных технических эффектов заявленного изобретения в сравнении с использованием устройства по прототипу отражено в таблицах 1, 2, 3.

Таблица 1. Производительность заявленного мобильного устройства и устройства по прототипу. Производительность, кг/ч Устройство по прототипу Заявленное устройство Узел плющения 250 300 Узел завяливания 20 50 Узел вакуумирования - 100

Из таблицы 1 видно, что производительность заявленного устройства на всех стадиях его применения при подготовке сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного выше, чем у прототипа. При этом заявитель отмечает, что и процесс завяливания с использованием заявленного устройства протекает за 2 часа по сравнению с 10 часами по прототипу.

Далее отбор проб для проведения лабораторных испытаний проводили по методикам, рекомендованным ГОСТ ISO 6497. Важное значение для определения показателей качества готового продукта имеет цвет, запах, сохранение структуры, наличие признаков брожения. Побурение, почернение свидетельствует о перегревании в результате длительной фазы аэробного брожения. Такое возможно при нарушении технологии подготовки сырья для круглогодичного производства листового, гранулированного чая из кипрея узколистного. Особое внимание необходимо уделить признакам разложения протеина, характеризующимися гнилостным запахом и наличием масляной кислоты.

Органолептические показатели контрольных и опытных образцов сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного с различной глубиной определяли по методике, рекомендованной ГОСТ Р 55452-2013 визуально при естественном дневном освещении осмотром точечных проб или объединенной пробы. Запах определяли с использованием общепринятой методики с помощью пальцев и стакана горячей воды.

Таблица 2. Органолептические показатели образцов сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного с глубиной ферментации 7, 9 и 11 месяцев Глубина ферментации, месяцев Органолептические показатели Прототип Заявленное изобретение Структура и консистенция Цвет Запах Структура и консистенция Цвет Запах 7 Без изменений, не мажущаяся, без ослизлости Зеленый с желтоватым оттенком Приятный аромат без запахов гнилостых, затхлости, селедочных, уксусной кислоты Без изменений, не мажущаяся, без ослизлости Зеленый с желтоватым оттенком Приятный аромат без запахов гнилостых, затхлости, селедочных, уксусной кислоты 9 Без изменений, не мажущаяся, без ослизлости Зеленый с желтоватым оттенком с коричневыми вкраплениями Аромат с еле уловимыми нотками затхлости Без изменений, не мажущаяся, без ослизлости Зеленый с желтоватым оттенком Приятный аромат без запахов гнилостых, затхлости, селедочных, уксусной кислоты 11 Мажущаяся, с небольшими участками ослизлости Желтоватый с коричневыми вкраплениями Аромат с выраженым затхлым тоном и нотками уксусной кислоты Без изменений, не мажущаяся, без ослизлости Зеленый с желтоватым оттенком Приятный аромат без запахов гнилостых, затхлости, селедочных, уксусной кислоты

Из таблицы 2 видно, что органолептические показатели листового чая, полученного с использованием заявленного устройства остаются высокими на протяжении всего срока хранения - глубины ферментации по сравнению с прототипом.

Для определения величины pH нами был использован прибор рН-метр «рН-150МИ».

Массовую долю органических кислот контрольных и опытных образцов сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного с различной глубиной ферментации определяли методом Леппера - Флига.

Таблица 3. Физико-химические показатели образцов сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного с глубиной ферментации 7, 9 и 11 месяцев Глубина ферментации, месяцев Физико-химические показатели Прототип Заявленное изобретение рН Молочная кислота, % Уксусная кислота,% Масляная
кислота,% рН Молочная кислота, % Уксусная кислота,% Масляная кислота,% 7 5 0 0 0 5 0 0 0 9 5,2 0,1 0,1 0 5 0 0 0 11 5,4 0,3 0,3 0,2 5 0 0 0

Из таблицы 3 видно, что физико-химические показатели листового чая, полученного с использованием заявленного устройства остаются высокими на протяжении всего срока хранения - глубины ферментации по сравнению с прототипом.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет организовать круглогодичное производство листового чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов и достижением повышенных показателей производительности, высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья, так и конечного продукта, ускорении процесса завяливания.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного включает узел плющения сырья, представляющий собой сменные парные однодиаметральные вальцы, установленные на стойки редуктора, с возможностью их вращения с использованием вала ведущего ролика, и загрузочный бункер, который крепится на стойки, узел завяливания сырья, состоящий из блока электрооборудования, включающего электродвигатель, удлиненного двухуровневого корыта, на верхнем уровне которого установлена решетка из нержавеющей стали, соединенная с электродвигателем для автоматического ворошения сырья на решетке, вентилятора с калорифером, узел вакуумирования сырья, при этом в верхней части корыта установлены рельсы, а узел плющения с нижней стороны закреплен на полозьях со скобами на концах полозьев для его установки на рельсы для свободного перемещения узла плющения по рельсам с целью равномерного распределения сплющенного сырья на решетке узла завяливания, и узел плющения, и узел завяливания, и узел вакуумирования смонтированы на платформу. Изобретение позволяет организовать круглогодичное производство листового чая из кипрея узколистного с оптимизацией технологических циклов и достижением повышенных показателей производительности, высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья, так и конечного продукта, ускорении процесса завяливания. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 1 пр.

1. Мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства листового чая из кипрея узколистного, включающее узел плющения сырья, представляющий собой сменные парные однодиаметральные вальцы, установленные на стойки редуктора, с возможностью их вращения с использованием вала ведущего ролика, и загрузочный бункер, который крепится на стойки, узел завяливания сырья, состоящий из блока электрооборудования, включающего электродвигатель, удлиненного двухуровневого корыта, на верхнем уровне которого установлена решетка из нержавеющей стали, соединенная с электродвигателем для автоматического ворошения сырья на решетке, вентилятора с калорифером, узел вакуумирования сырья, при этом в верхней части корыта установлены рельсы, а узел плющения с нижней стороны закреплен на полозьях со скобами на концах полозьев для его установки на рельсы для свободного перемещения узла плющения по рельсам с целью равномерного распределения сплющенного сырья на решетке узла завяливания, и узел плющения, и узел завяливания и узел вакуумирования смонтированы на платформу.

2. Мобильное устройство по п. 1, где платформа представляет собой самоходное или прицепное шасси.