Способ очистки ядер орехов от шелухи Советский патент 1992 года по МПК A23N5/00 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к кондитерскому производству и может быть использовано для очистки сырьевых компонентов, в частности ядер ореха, например, арахиса, фундука от шелухи при изготовлении восточных сладостей. Кроме этого, предлагаемый способ может быть использован в масложиро- вой промышленности при получении растительных масел.

Известен способ очистки ядер ореха арахиса и фундука от шелухи, включающий извлечение металлических примесей с помощью магнитного поля, термическую обработку ядер, их измельчение и очистку в воздушном потоке от шелухи

Недостатком указанного способа является низкая эффективность очистки ядер ореха от шелухи, а также удаление в отход вместе с шелухой тонкодисперсной фракции ореха.

Цель изобретения - повышение эффективности очистки ядер ореха от шелухи, т.е повышение степени чистоты ядер ореха, а также увеличение выхода продукции за счет сохранения тонкодисперсной фракции.

Указанная цель достигается тем, что отделение шелухи от ядер осуществляют в электростатическом поле с одновременной вибрацией, при этом, напряженность поля составляет 3,8-6,2 МВ/м, а величина виброускорения - 25-29 м/с2 при частоте 49-51 Гц.

Использование данного способа позволит повысить степень чистоты ядер ореха, а также увеличить выход продукции за счет сохранения тонкодисперсной фракции.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: на первом этапе извлекают металлические примеси с помощью магнитного поля, проводят термическую обработку ядер, далее их измельчают и применяякомбинированныйметодэлектровибросепарации осуществляют разделение ядер ореха в электростатическом поле с одновременной вибрацией на две фракции: измельченные ядра ореха и шелухи.

На фиг, 1 представлена зависимость чистоты (кривая 1} и потерь (кривая 2) ядер ореха арахиса от напряженности электростатического поля; на фиг, 2 - зависимость чистоты ядер ореха арахиса от виброускорения при частоте виброколебаний f 50,0 Гц и напряженности электростатического поля Е 5,0 МВ/м; на фиг. 3 - зависимость чистоты ядер ореха от частоты виброколебаний при виброускорении а 27,0 м/с2 и напряженности электрического поля Е 5,0 МВ/м; на фиг. 4 - функциональная схема линии.

Пример 1. (В примерах численные значения приводятся для ядер и шелухи ореха арахиса). В зоне электростатического поля частицы смеси ведут себя различно. Шелуха, обладающая большей электропроводимостью, ориентируется большим размером вдоль поля, причем средний заряд Ош и, следовательно, отрывающая ее от виброплоскости электрическая сила Рэ Qu/E будут достаточно велики по сравнению с их силой тяжести. При этом мелкие частицы шелухи начинают отрываться от плоскости электрической силой Рэ и поступают в приемник отходов. Это состояние характеризуется зоной на фиг. 1

Вид кривой показывает, что с увеличением напряженности электрического поля в диапазоне (2,0...3,8) МВ/м наблюдается близкий к пропорциональному рост чистоты ореха арахиса, достигающий 96% при напряженности поля Е 3,8 МВ/м.

Частицы ядра ореха обладают меньшей электропроводностью, вследствие чего средний заряд 6л и электрическая сила Рэ E будут малы по сравнению с их силой тяжести. Кроме того, на данные частицы смеси, движущейся по поверхности заземленного электрода, будет действовать электрическая сила зеркального отображения, определяющая выражением

Р| - Q2(R)

Э где р - плотность материала.

Знак минус перед дробью означает, что сила Рэ направлена в сторону заземленного электрода.

Условие отрыва компонентов смеси от заземленного электрода определяется выражением

R, + ( где Ft.- результирующая сила, G - сила тяжести.

0

5

Для частиц шелухи выполняется условие Б О, при котором для мелких частиц Р 0, а для крупных РЈ 0, тогда как для частиц ядра ореха РЈ « 0. Поэтому в приемник чистого ядра ореха попадут средние и крупные частицы шелухи, что недопустимо.

Пример 2. При напряженности электрического поля 3,8 Е 6,2 МВ/м (зона II фиг. 1) начинается массовый отрыв частиц шелухи от поверхности заземленного электрода. Условие разделения компонентов смеси выглядит следующем образом: для шелухи РЈ Рэ + Рэ + G О для ядра ореха Рэ О В момент взлета частиц шелухи , напряженность электрического поля описывается выражением

5

0

5

0

f i

5

0

5

0

г- Т1ш , Ев 7-е-д +

Qfb

Щ Тб7ГЈо ГЮ

где тш - масса частицы шелухи, кг;

g 9,81 м/с2 - ускорение свободного падения;

Јо 8,85 Ф/м - электрическая постоянная;

ho - расстояние от центра заряда до нижнего электрода, м.

Указанное выражение является критерием сепарации. Этот режим сепарации является оптимальным, так как чистота ореха составляет 98%, но в отход практически не выносится тонкодисперсная фракция ядра ореха.

Пример 3, При дальнейшей увеличении напряженности электрического поля, т.е. при Е 6,2 МВ/м (зона III фиг. 1) начинает сказываться воздействие электрической силы на тонкодисперсные частицы ореха, что соответствует условию

+

При этом происходит одновременно с шелухой отрыв тонкодисперсных частиц (размеры от 0,015 до 0,1 мм) от заземленного электрода, что становится экономически нецелесообразным. С дальнейшим ростом напряженности электрического поля все более крупные частицы ядер ореха отрывается от заземленного электрода и попадают в отход. Массовая доля отхода при этом режиме сепарации достигает 10% от исходной массы ядер ореха.

Режимы сепарации, описанные в примерах 1-3, сведены в таблицу,

Для интенсификации процесса сепарации во всех трех рассмотренных выше случаях системе задавались виброколебания характер и количественные характеристики которых приведены на фиг. 2 и 3. Оптимальное значение виброускорения а 27,0 м/с2

и оптимальное значение частоты f 50,0 Гц (фиг. 2,3) создают такой режим работы, при котором виброколебания, приложенные к нижнему электроду позволяют использовать его как транспортирующую плоскость и дают возможность перемешивать смесь в зоне действия электростатического поля, создавая кипящий слой.

Таким образом экспериментально установлены технологические параметры и их связь с качеством очистки бобов арахиса от шелухи, т.е. определена зависимость между напряженностью электрического поля и параметрами виброколебаний: виброускорением и частотой.

Предлагаемый способ реализуется с по- мощью линии, функциональная схема которой представлена на фиг. 4.

Линия включает последовательно связанные между собой устройство для извлечения магнитных примесей 1, устройство для термообработки ядер ореха 2, устройство для измельчения 3, электростатический сепаратор 4, а также склады исходного сырья, конечного продукта и отхода и транспортеры (на фиг. 4 не показаны).

Очищенные от скорлупы орехи поступают в магнитный сепаратор, где удаляются магнитные примеси. Подготовленный таким образом орех подается в устройство для термообработки 2, где нагревается до необ- ходимой для подсушивания или прожаривания данного вида ореха температуры в зависимости от рецептуры кондитерского изделия. При поступлении ореха в машину для измельчения 3 происходит его дробле- ние, причем на каждые 1000 г ореха арахиса или фундука приходится 55±5 г шелухи, что в среднем составляет 5% по массе. Кроме того, размеры ореха после измельчения колеблются от 0,015 до 16 мм, причем тонко- дисперсная фракция размером от 15 мкм до 100 мкм составляет до 10% от исходной массы ядер ореха.

После измельчения смесь поступает в электростатический сепаратор, где при совместном действии электростатического по- ля и вибрации со следующими, соответствующими способу, параметрами: напряженность электростатического поля Е - 4,8-6,2 МВ/м. виброускорение а 25-29 м/с и виброчастоте f 49-51 Гцпроисходит процесс очистки ядер ореха от шелухи. В результате обработки в конечном продукте остается не более 2 % от исходной массы шелухи и полностью сохраняется тонкодис- персная фракция.

Принцип электростатической сепарации основан на различий электрофизических свойств разделяемых компонентов. На основании различия в электропроводности ядер ореха и шелухи можно утверждать об избирательном действии электростатического поля на частицы смеси как основе электростатической сепарации измельченных ядер ореха в электрическом поле.

Таким образом, совместное действие электрических сил и сил вибрации при сепарации измельченных ядер ореха в кондитерском производстве высокоэффективно и предпочтительнее других способов разделения. Электростатическая сепарация дает продукт высокой степени чистоты и сохраняет ценное сырье для пищевой промышленности.

Формула изобретения

Способ очистки ядер орехов от шелухи, включающий извлечение металлических примесей, термообработку ядер, их измельчение и отделение шелухи от ядер, отличающийся тем, что, с целью повышения степени очистки, отделение шелухи от ядер осуществляют в электростатическом поле с одновременной, вибрацией, при этом напряженность поля составляет 3,8-6,2 МВ/м, а величина виброускорения - 25-29 м/с при частоте 49-51 Гц.

г

о

280

Г

tip d,D

«jr

«р- ,о- so- ,о- г,о

ОВ.О Ј МВ|

Использование: изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано для очистки сырьевых компонентов, в частности ядер ореха (например, арахиса, фундука) от шелухи при изготовлении восточных сладостей. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован в масложировой промышленности при получении растительных масел. Сущность изо- бретения: указанная цель достигается тем, что отделение шелухи от ядер осуществляют в электростатическом поле с одновременной вибрацией, при этом напряженность поля составляет 3,8. 6,2 МВ/м, а величина виброускорения 25...29 м/с2 при частоте 49...51 Гц. 4 ил.

J5. .20 25 30 35„М) .1«5

Фиг 2

а,|с

о

е

о

Э ГГ

100 90

70 i

во

00 Н

4d- га-зо-Jffl .ао ай„:шо-- /

/.

ue.3

л

Фи«.

л