Мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного Российский патент 2023 года по МПК A01D43/08 

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 гранулированного 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 гранулированного 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 гранулированного чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов, высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств за счет снижения времени консервации 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 гранулированного 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 подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, описанный в RU 2730608 C1, 24.08.2020, включающий сквашивание верхней части кипрея узколистного, составляющей 25-30 см, перевозку на переработку и измельчение до размеров частиц 2-6 мм, прессование для выдавливания излишней влаги и доводение сырья до влажности массы не более 65%. Собирают указанный сок, который в дальнейшем перед гранулированием сырья увлажняют собранным соком в пределах 15% от массы. Укладывают сырье в герметичные емкости, выполненные из воздухонепроницаемой пленки вместимостью не более 50-100 кг, герметизируют и вакуумируют до 60÷70 кПа и плотности массы 700÷800 кг/м³. Осуществляют хранение до момента дальнейшей переработки. Изобретение обеспечивает осуществление хранения сырья для организации круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, с одновременной глубокой ферментацией с изменением химического состава, влияющего на органолептические свойства изготовленного из них чая, уменьшая терпкость и горечь, улучшая привкуса и послевкусия, с сохранением максимального количества всех ценных компонентов, необходимых для производства высококачественного чая.

Недостатком данного способа является отсутствие мобильности, что приводит к значительному снижению производительности труда, качества сырья и конечного продукта. При этом производительность такого устройства ниже, чем заявленного мобильного устройства, а качество получаемого продукта снижается в процессе хранения.

Ближайшим аналогом к заявленному изобретению (прототипом), является 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 отсутствие в составе устройства измельчителя, что исключает автономное использование устройства без привлечения дополнительной техники для измельчения сырья, что ведет к дополнительным затратам и увеличению себестоимости продукции. 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 гранулированного чая из кипрея узколистного.

В связи с чем, задачей изобретения является решение проблемы временного разрыва между сквашиванием верхней части кипрея узколистного, и консервацией с целью максимально эффективного сохранения ценнейших компонентов при подготовке сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного.

Техническим результатом заявленного изобретения является организация круглогодичного цикла производства с регулируемой глубиной ферментации гранулированного чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов, повышением производительности, достижением высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья, так и конечного продукта, уменьшение времени от скашивания до консервации.

Технический результат достигается за счет обеспечения мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, включающего платформу, на которой смонтированы рельсы с установленными на них узлом измельчения, узлом выдавливания излишней влаги и узлом вакуумирования с помощью полозьев со скобами на концах полозьев, при этом узел измельчения представляет собой закрепленный внутри съемного рабочего органа и прикрепленный к корпусу зажимом с фиксатором шнековый механизм со сменными ножами, приводимый в движение электродвигателем, вращающим редуктор, передающим крутящий момент шнековому механизму, и закрепленную на конце рабочего органа решетку, узел выдавливания излишней влаги включает перфорированную емкость, помещенную в защитный кожух и установленную на станине, и блок прессования, состоящий из ходового винта с рычагом на верхнем конце и прессующим диском на нижнем конце, при этом блок прессования выполнен с возможностью помещения внутрь перфорированной емкости и закреплен на станине, а узел измельчения, узел выдавливания влаги и узел вакуумирования выполнены съемными.

Используемая платформа может представлять собой самоходное или прицепное шасси, позволяющее подготавливать сырье для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, при этом используемые в заявленном устройстве узлы могут быть смонтированы на полозъя 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.

Такая конструкция заявленного устройства, в частности, возможность быстрого перемещения (компонования) узлов мобильного устройства по платформе без демонтажа оборудования в зависимости от требований выполняемой технологической операциии позволяет значительно ускорить процесс подготовки сырья (консервации), по сравнению с ближайшим аналогом до 2 раз, соответственно, повысить производительность труда, повысить качество подготовленного сырья и конечной продукции.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показана схема мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, включающего платформу (1), на которой смонтированы рельсы (не показаны) с установленными на них узлом измельчения (2), узлом выдавливания излишней влаги (3) и узлом вакуумирования (5) с помощью полозьев со скобами на концах полозьев (не показаны), емкость для сбора выдавливаемого сока (3), снабжено бензиновой генераторной установкой напряжением (не показана), оснащенной механизмом автоматического включения при аварийном отключении от централизованной сети.

На фиг. 2 показан внешний вид узла измельчения мобильного устройства подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, включающего толкатель (1), приемную чашу (2), корпус (3), орган управления (4), закрепленный внутри съемного рабочего органа (5) и прикрепленный к корпусу зажимом с фиксатором шнековый механизм (6) со сменными ножами (7), приводимый в движение электродвигателем (не показан), вращающим редуктор, передающим крутящий момент шнековому механизму (6), и закрепленную на конце рабочего органа решетку (8), накатная гайка (9).

На фиг. 3 показан внешний вид узла выдавливания влаги, включающий перфорированную емкость (5), помещенную в защитный кожух (6) и установленную на станине (3), блок прессования, состоящий из ходового винта (2) с рычагом на верхнем конце (1) и прессующим диском на нижнем конце (4), при этом блок прессования выполнен с возможностью помещения внутрь перфорированной емкости (5) и закреплен на станине (3), сосуд для сбора стекающего сока (7), отверстия для крепления на концах полозьев (8).

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 гранулированного чая из кипрея узколистного, включающего резак (1), крышку (2); нижнюю герметизирующую прокладку (3), резиновую кромку (4), сваривающую пластину (5), присоединительный элемент (6), сетевую вилку (7), держатель предохранителя (8), переключатель питания (9).

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 гранулированного чая из кипрея узколистного работает следующим образом.

Пример осуществления изобретения. На платформу монтируются рельсы, на них устанавливают узел измельчения, узел выдавливания излишней влаги и узел вакуумирования с помощью полозьев со скобами на концах полозьев. Платформу, установленную на шасси прицепляют к автомобилю и вывозят в отдаленные места массового произрастания кипрея узколистного с возможностью вывоза в радиусе до 300 км. Сырье кипрея узколистного загружают в приемную чашу узла измельчения сырья, представляющего собой закрепленный внутри съемного рабочего органа и прикрепленный к корпусу зажимом с фиксатором шнековый механизм со сменными ножами, приводящийся в движение электродвигателем, вращающим редуктор, передающим крутящий момент шнековому механизму, проталкивающему листья кипрея узколистного к сменному ножу и закрепленной на конце рабочего органа решетке, под давлением сырье кипрея узколистного попадает в отверстия в решётке, а нож их срезают.

Далее измельченное сырье загружают в перфорированную емкость узла выдавливания излишней влаги, помещенную в защитный кожух и установленную на станине, затем блоком прессования, состоящим из ходового винта с рычагом на верхнем конце и прессующим диском на нижнем конце выдавливают излишнюю влагу, при этом блок прессования выполнен с возможностью помещения внутрь перфорированной емкости и закреплен на станине. После завершения процесса выдавливания излишней влаги сырье вакуумируется в узле вакуумирования.

Фактором повышения эффективности мобильного устройства является исключение временного разрыва между механизированным скашиванием кипрея узколистного и его консервацией, а также автономная организация подготовки сырья с оптимизацией технологических циклов, повышением производительности, достижением высоких качественных показателей, значительным ускорением процесса подготовки сырья (консервации), по сравнению с ближайшим аналогом до 2 раз и, как следствие, сохранением 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 измельчения В аналоге отсутствует встроенный узел измельчения 300 Узел выдавливания влаги 250 300 Узел вакуумирования 250 300

Из таблицы 1 видно, что производительность заявленного устройства на всех стадиях его применения при подготовке сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного выше, чем у прототипа.

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 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 гранулированного 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 гранулированного 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 фруктовый 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 фруктовый 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 фруктовый аромат без запахов гнилостых, затхлости, селедочных, уксусной кислоты

Из таблицы 2 видно, что органолептические показатели сырья для круглогодичного производства гранулированного 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 гранулированного чая из кипрея узколистного с различной глубиной ферментации определяли методом Леппера – Флига.

Таблица 3. Физико-химические показатели образцов сырья для круглогодичного производства гранулированного 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 0,4 0 0 4,0 0,1 0 0 9 5,2 0,5 0,1 0,1 4,1 0,2 0 0 11 5,4 0,6 0,2 0,2 4,2 0,3 0 0

Из таблицы 3 видно, что физико-химические показатели сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, полученного с использованием заявленного устройства остаются высокими на протяжении всего срока хранения – глубины ферментации по сравнению с прототипом.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет в сравнении с прототипом автономно организовать круглогодичное производство гранулированного чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов, увеличением производительности, достижением высоких качественных показателей, значительным ускорением процесса подготовки сырья (консервации), по сравнению с ближайшим аналогом до 2 раз и, как следствие, сохранением органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья, так и конечного продукта.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного включает платформу, на которой смонтированы рельсы с установленными на них узлом измельчения, узлом выдавливания излишней влаги и узлом вакуумирования с помощью полозьев со скобами на концах полозьев, при этом узел измельчения представляет собой закрепленный внутри съемного рабочего органа и прикрепленный к корпусу зажимом с фиксатором шнековый механизм со сменными ножами, приводимый в движение электродвигателем, вращающим редуктор, передающим крутящий момент шнековому механизму, и закрепленную на конце рабочего органа решетку, узел выдавливания излишней влаги включает перфорированную емкость, помещенную в защитный кожух и установленную на станине, и блок прессования, состоящий из ходового винта с рычагом на верхнем конце и прессующим диском на нижнем конце, при этом блок прессования выполнен с возможностью помещения внутрь перфорированной емкости и закреплен на станине, а узел измельчения, узел выдавливания влаги и узел вакуумирования выполнены съемными. Изобретение позволяет организовать круглогодичный цикл производства с регулируемой глубиной ферментации гранулированного чая из кипрея узколистного, с оптимизацией технологических циклов, повышением производительности, достижением высоких качественных показателей, включая сохранение органолептических и физико-химических свойств при значительном увеличении сроков хранения как сырья, так и конечного продукта, сократить время от скашивания до консервации сырья. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл., 1 пр.

1. Мобильное устройство подготовки сырья для круглогодичного производства гранулированного чая из кипрея узколистного, включающее платформу, на которой смонтированы рельсы с установленными на них узлом измельчения, узлом выдавливания излишней влаги и узлом вакуумирования с помощью полозьев со скобами на концах полозьев, при этом узел измельчения представляет собой закрепленный внутри съемного рабочего органа и прикрепленный к корпусу зажимом с фиксатором шнековый механизм со сменными ножами, приводимый в движение электродвигателем, вращающим редуктор, передающим крутящий момент шнековому механизму, и закрепленную на конце рабочего органа решетку, узел выдавливания излишней влаги включает перфорированную емкость, помещенную в защитный кожух и установленную на станине, и блок прессования, состоящий из ходового винта с рычагом на верхнем конце и прессующим диском на нижнем конце, при этом блок прессования выполнен с возможностью помещения внутрь перфорированной емкости и закреплен на станине, а узел измельчения, узел выдавливания влаги и узел вакуумирования выполнены съемными.

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