IT201800002968A1 - Pressa pneumatica per pressare un prodotto vegetale - Google Patents

Description

Titolo: PRESSA PNEUMATICA PER PRESSARE UN PRODOTTO VEGETALE

L’invenzione riguarda una pressa pneumatica e un metodo per pressare un prodotto vegetale. La descrizione che segue farà riferimento esemplificativamente alla vinificazione, settore nel quale l’invenzione si è dimostrata particolarmente efficace.

Sono note presse pneumatiche per pressare un prodotto vegetale, ad es. come in EP2342071. In un tamburo rotante ad asse orizzontale si carica del pigiato poi pressato con una membrana gonfiabile che attua la separazione della parte liquida dalla buccia attraverso canaline forate di raccolta poste sulla superficie interna del tamburo nel caso di presse di tipo chiuso. In presse di tipo aperto la separazione avviene attraverso la superficie forata libera (cioè non occupata dalla membrana o dalla portina o da altri rinforzi od elementi interni od esterni allo stesso tamburo) del tamburo.

Ai cicli di pressatura si alterna una rotazione del cilindro per sgretolare la massa compattata dalla membrana. La pressione esercitata dalla membrana cresce dopo ogni rotazione del cilindro.

La superficie di sgrondo è svantaggiosamente limitata rispetto al volume della pressa. Ciascuna tipologia di pressa pneumatica con membrana limita la superficie di sgrondo massimo alla superficie non occupata dalla membrana di pressatura: per esempio, nelle presse a singola membrana gonfiabile applicata ad una semi-parete interna del tamburo, al massimo solo la metà del cilindro può agire come superficie sgrondante. Nelle presse a doppia membrana addirittura la superficie sgrondante viene ricavata con canale interne poste radialmente alla sezione del tamburo, cosa che limita enormemente sia la superficie sgrondante che la praticità operativa di questo tipo di pressa. Un caso a parte è costituito dalle presse con membrana circolare interna posizionata assialmente al tamburo. Questo tipo di presse pneumatiche non presenta una limitazione circa la superficie disponibile di sgrondo, essendo questa possibilmente pari alla superficie stessa del tamburo. Comunque sia, questo tipo di presse ha enormi problemi operativi ancor più grandi delle presse a doppia membrana: complessità costruttiva, costo della membrana, difficoltà di pulizia, e difficoltà di sostituzione della membrana.

La presente invenzione ha allora come scopo principale migliorare questo stato dell’arte. In particolare, l’invenzione ha come scopo la realizzazione di una pressa che allevii i suddetti problemi.

Per semplificare la spiegazione tecnica dell’invenzione, si fa riferimento ad una pressa pneumatica con membrana singola applicata su una semi-parete interna del tamburo. Il concetto dell’invenzione è applicabile in maniera identica anche a qualsiasi altro tipo di pressa di pigiatura con membrana singola o multipla, anche ad una tipologia non precedentemente descritta.

Un primo aspetto dell’invenzione è una pressa per prodotto vegetale, ad es. pigiato d’uva, comprendente:

una camera di pressatura in cui è caricabile il prodotto vegetale,

un setaccio di sgrondo atto a separare il prodotto vegetale in parte solida e parte liquida, una membrana gonfiabile montata dentro la camera di pressatura per premere il carico di prodotto contro il setaccio di sgrondo,

il setaccio di sgrondo essendo montato sulla membrana.

Un secondo aspetto dell’invenzione riguarda un metodo per pressare un prodotto vegetale, ad es. pigiato d’uva, caricato dentro una camera di pressatura, comprendente la fase di gonfiare una membrana gonfiabile montata dentro la camera di pressatura per premere il prodotto caricato contro un setaccio di sgrondo montato sulla membrana.

Per la pressa e il metodo vale quanto segue.

La camera di pressatura è in generale un volume chiuso in cui si esegue la separazione tra parte solida e liquida del prodotto vegetale tramite pressatura.

In particolare, e non necessariamente, la camera di pressatura può comprendere o consistere in un tamburo cavo girevole attorno ad un asse orizzontale e dotato sulla superficie laterale interna di un setaccio di sgrondo per separare il prodotto vegetale in parte solida e parte liquida, ove una membrana è montata dentro il tamburo e gonfiabile per pressare il prodotto vegetale contro il setaccio di sgrondo. La camera di pressatura può coincidere ad es. con uno di più volumi di cui la pressa è equipaggiata e in cui si esegue una pressatura tramite una membrana gonfiabile per pressare il prodotto vegetale contro il setaccio di sgrondo.

Preferibilmente, la pressa per prodotto vegetale, ad es. pigiato d’uva, comprende:

un tamburo cavo che è girevole - in uso - attorno ad un asse orizzontale e in cui è caricabile il prodotto vegetale,

un setaccio di sgrondo atto a separare il prodotto vegetale in parte solida e parte liquida, una membrana gonfiabile montata dentro il tamburo per premere il carico di prodotto contro il setaccio di sgrondo,

il setaccio di sgrondo essendo montato sulla membrana.

Il detto setaccio di sgrondo è montato preferibilmente su una superficie della membrana, ovvero la superficie rivolta – in uso - verso il prodotto da pressare. Ancor più preferibilmente il detto setaccio di sgrondo è montato su una superficie della membrana, ovvero la superficie che è rivolta verso il centro del tamburo o, in generale, che è rivolta verso una parete della camera di pressatura verso la quale parete la membrana è configurata per spostarsi mentre viene gonfiata per pressare. La parete della camera di pressatura verso cui la membrana è configurata per spostarsi (10) è dotata di un setaccio di sgrondo.

Il detto setaccio di sgrondo è applicabile sia alle suddette presse pneumatiche di tipo chiuso che di tipo aperto, e/o a presse con membrana di qualsiasi concezione (doppia membrana, membrana singola, membrana centrale ecc.).

Il setaccio di sgrondo montato sulla membrana rappresenta un miglioramento riguardo alla capacità di filtrazione di qualsiasi tipo di pressa, sia a singola che a doppia membrana che a membrana centrale. La massa vegetale da filtrare è spesso imponente, il che si traduce in elevate pressioni da applicare con la membrana per ottenere un’accettabile velocità di pressatura. Ad es., poiché la massa di uva da pressare durante la vendemmia è enorme, c’è la necessità di usare presse con prestazioni migliorate sia in termini di velocità che di qualità di prodotto, caratteristiche che si raggiungono con un setaccio di sgrondo montato sulla superficie della membrana.

Anche il tamburo cavo è preferibilmente dotato sulla superficie laterale interna di un setaccio di sgrondo per separare il prodotto vegetale in parte solida e parte liquida. Ad es. il tamburo può comprendere un noto setaccio di sgrondo, nella forma di canalette di sgrondo o una superficie forata o altro.

Chiameremo primo setaccio il setaccio di sgrondo del tamburo, mentre chiameremo secondo setaccio quello montato sulla membrana.

Il primo setaccio di sgrondo è vantaggioso per aumentare la capacità di sgrondo ma è opzionale. Se c’è il primo setaccio, normalmente di tipo rigido, la membrana gonfiabile è montata per premere il carico contro il primo setaccio di sgrondo, e detta superficie è quella rivolta verso il primo setaccio.

Il secondo setaccio applicato alla membrana è preferibilmente flessibile e in grado di adattarsi alla forma che la membrana assume durante tutto il gonfiaggio, e dà il vantaggio di aumentare almeno del doppio la capacità e la velocità filtrante della pressa.

Il secondo setaccio di sgrondo è applicabile sia quando il primo setaccio di sgrondo è una parete traforata del tamburo comunicante direttamente con l’esterno del tamburo, sia quando il primo setaccio di sgrondo comprende o è costituito da uno o più canali di sgrondo (il tamburo è chiuso) da cui la parte liquida viene convogliata verso l’esterno del tamburo attraverso un collettore di liquido.

Il numero delle membrane gonfiabili presenti non è vincolante, né la loro disposizione dentro il tamburo. Ad es. possiamo avere presse di tipo tradizionale con doppia membrana che premono simultaneamente verso il centro della pressa e verso canale di sgrondo poste radialmente al tamburo, oppure sempre presse di tipo tradizionale con singola membrana tubolare posta assialmente al centro della pressa. Inoltre, il volume interno del tamburo può essere suddiviso in due o più sotto-volumi indipendenti e isolati. Ogni sotto-volume è dotato di una propria membrana di pressatura che è gonfiabile per pressare il prodotto vegetale contro i condotti di sgrondo presenti nel sotto-volume. In particolare la membrana di pressatura è gonfiabile per pressare il prodotto vegetale verso l'esterno del tamburo, cioè contro la superficie interna del tamburo. Una o ciascuna delle suddette membrane può essere dotata o meno di un secondo setaccio di sgrondo.

In generale si può aggiungere un setaccio di sgrondo alle membrane di ogni tipologia di pressa, così da estendere a tutte le tipologie di presse esistenti il vantaggio di sgrondare non solo dal lato del primo setaccio di sgrondo ma anche dal secondo.

Il secondo setaccio di sgrondo ha la funzione di cooperare col primo setaccio per circa dimezzare la sezione della massa di vegetale da filtrare, perché tale massa viene sgrondata su lati opposti: il lato lavorato dal primo setaccio e il lato lavorato dal secondo setaccio. In somma, la massa di vegetale da filtrare viene compressa tra la membrana e, per reazione, dalla parete laterale del tamburo che comprende il primo setaccio. Siccome anche la membrana è dotata di una superficie di sgrondo, la massa di vegetale viene sgrondata con maggiore velocità e maggiore portata di liquido filtrato.

Se c’è solo il secondo setaccio di sgrondo, esso ha l’ulteriore vantaggio che spostandosi con la membrana può meglio adattarsi alla disomogeneità della massa da pigiare, aumentando l’efficienza di sgrondo. L’effetto migliora se il secondo setaccio di sgrondo ha struttura flessibile.

Preferibilmente il secondo setaccio di sgrondo comprende o consiste in canali flessibili sgrondanti, posti preferibilmente in rilievo sulla superficie della membrana, che sono montati per spostarsi insieme alla membrana. I canali flessibili sgrondanti possono essere attaccati sulla superficie della membrana, integrati nel corpo o spessore della membrana o staccati dalla membrana ma montati per spostarsi insieme ad essa. I canali flessibili sgrondanti comprendono delle aperture per raccogliere la parte liquida che esce dal prodotto.

Preferibilmente i canali flessibili sono collegati alla membrana solo tramite dei punti locali di fissaggio. Il vantaggio è poter togliere/sfilare i canali flessibili sgrondanti dai punti di fissaggio per una veloce sostituzione/riparazione/lavaggio. I punti di attacco ad es. possono essere mobili e/o snodabili, per permettere un movimento agevole dei canali stessi indipendentemente dal grado di gonfiaggio o sgonfiaggio della membrana.

Preferibilmente i canali flessibili comprendono o sono costituiti da una spira o una molla elicoidale, ad es. in acciaio inox, rivestita da una maglia permeabile al liquido, in modo da filtrare la parte liquida del prodotto vegetale e separare il succo ad es. da bucce o vinaccioli. In un’altra variante, i canali flessibili di sgrondo comprendono o sono costituiti da tubi flessibili e forati, ad es. fatti di in gomma alimentare.

Preferibilmente, una o entrambe le estremità di detti canali flessibili sono collegate ad una o più tubazioni di sgrondo posta/e internamente o esternamente al tamburo o alla camera di pressatura per raccogliere il succo filtrato dentro i canali flessibili.

Un’altra variante per il secondo setaccio prevede che la membrana sia costituita da un sandwich flessibile composto da una membrana impermeabile e una rete filtrante flessibile una rete filtrante flessibile atta a raccogliere il liquido dal prodotto pressato, oppure realizzata con elementi rigidi di limitata lunghezza e connessi l’uno agli altri con giunti flessibili, così da permettere comunque alla membrana di adattarsi alla forma che la massa assume durante il gonfiaggio e la pressatura.

Una forma di realizzazione preferita della pressa verrà ora descritta con riferimento all’allegato disegno, ove

● fig.1 mostra una vista laterale della pressa;

● fig.2 mostra una vista dello sviluppo in piano di una membrana e di canali interni della pressa;

● fig.3 mostra una vista in sezione secondo il piano III-III della pressa quando in funzione; ● fig.4 mostra una vista in sezione secondo il piano III-III della pressa vuota.

Nei disegni riferimenti numerici uguali indicano parti uguali, e termini relativi come orizzontale si intendono riferiti alla pressa come in uso. Per non affollare i disegni, alcuni elementi ripetuti non sono sempre indicati.

Una pressa MC (fig.1) comprende un tamburo cavo chiuso 10, ad es. cilindrico, rialzato da terra tramite una incastellatura. Il tamburo 10 può ruotare attorno ad un asse orizzontale X in modo noto spinto da un motore 20. Distribuiti uniformemente sulla superficie interna del tamburo 10, ci sono dei canali longitudinali di sgrondo 12 (v. fig. 3), che si estendono parallelamente all’asse X per buona parte della lunghezza del tamburo 10. I canali di sgrondo 12 comunicano con delle uscite 14 che portano il succo estratto dalla pressatura fuori dal tamburo 10, ad es. verso una vasca di raccolta 16.

Il tamburo 10 è caricabile di pigiato tramite un condotto assiale 32 o una porta laterale 90. Il tamburo 10 internamente contiene una membrana 50 gonfiabile tramite un compressore 22 e sgonfiabile indipendentemente tramite un aspiratore 24 attraverso un ingresso 18 di fluido in pressione (che preferibilmente è montato assialmente alla pressa e posto in uno dei due giunti di rotazione del tamburo).

La membrana 50 è montata in modo che a riposo (da sgonfia) stia circa stesa contro una parete interna 40 del tamburo 10, mentre in azione (quando è gonfiata) si espanda dalla parete 40 verso la porzione di parete interna del tamburo 10 opposta alla parete 40 da cui è partita. Tale porzione di tamburo è ad es. forata o dove sono poste normalmente le canalette filtranti rigide (il primo setaccio).

In modo noto la rotazione del tamburo 10 attorno l’asse X serve per sgretolare ed espellere la parte solida del prodotto vegetale pressato che è rimasta impaccata contro i canali di sgrondo 12 o nei fori del tamburo.

Le operazioni della pressa MC sono preferibilmente gestite da un’unità elettronica programmabile o un PLC. In particolare l’unità elettronica programmabile o il PLC gestiscono il motore 20, il compressore 22 e l’aspiratore 24, e tutte le valvole della pressa MC, ad es. sulle uscite 14.

In fig. 2 è illustrata la struttura della membrana 50 dotata del secondo setaccio, oltre alle canalette collegate da un collettore di sgrondo e anche la portina. La fig.2 rappresenta pertanto un esploso dell’interno della pressa, e illustra sia il setaccio sulla membrana 50 sia i noti setacci 12 e portina presenti nelle presse tradizionali.

Sulla superficie della membrana 50 sono distribuiti uniformemente dei canali flessibili 52, fissati localmente alla membrana tramite anelli 54. I canali flessibili 52 sono perforati per raccogliere liquido dall’esterno e convogliarlo verso due condotti 60.

Nell’esempio i condotti 60 alimentano un condotto collettore 64 cui giunge anche il succo filtrato dentro i canali di sgrondo 12 (il primo setaccio). Dal condotto collettore 64 il liquido viene portato all’esterno del tamburo 10 attraverso le uscite 14.

Come si vede da fig. 4, i canali flessibili 52 sono adagiati sulla superficie della membrana 50 affacciata ai canali 12. I canali flessibili 52 hanno a riposo (fig.4) forma di semi-circonferenza di raggio leggermente inferiore a quello del tamburo 10. La disposizione dei canali 52 nelle figure è comunque solo un esempio, ed essi possono avere altre o diverse ramificazioni. Inoltre, il fissaggio alla membrana (o alle membrane) di detti canali flessibili o semi-flessibili può essere di qualsiasi tipo, e comunque adatto alla realizzazione di un setaccio sulla membrana 50. Il tipo di fissaggio tiene conto, da applicazione ad applicazione, del tipo di materiale con cui è costruita la membrana di pressatura.

I collettori 60 sono posti preferibilmente circa sulla lunghezza del tamburo 10, per servire tutti i canali 52. Per favorire il movimento sincronizzato dei canali 52 e della membrana 50, i canali 52 si raccordano coi condotti 60 tramite un (opzionale) giunto articolato 62, ad es. un giunto a sfera o un manicotto girevole o snodato.

Fig.4 mostra anche preferiti mezzi di fissaggio della membrana 50 dentro il tamburo 10. I bordi della membrana 50 sono serrati da due morsetti 70, a loro volta fissati sulla superficie interna del tamburo 10. In fig.3 è mostrata una fase attiva della pressa MC. La membrana 50 si sta spostando verso la periferia opposta del tamburo 10 (v. freccia F) spinta da un fluido in pressione entrato dall’ingresso 18 (freccia W).

La membrana 50 pressa contro i canali 12 il prodotto vegetale P, e per reazione il prodotto P è pressato contro i canali 52. Del succo S viene così filtrato sia dai canali 12 sia dai canali 52, su lati opposto della massa di prodotto P. Le frecce indicano esempi di percorsi di liquido, che viene convogliato nel collettore 64 e raccolto nella vasca 16 sotto la pressa MC.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pressa (MC) per prodotto vegetale, ad es. pigiato d’uva, comprendente: una camera di pressatura (10) in cui è caricabile il prodotto vegetale, un setaccio di sgrondo atto a separare il prodotto vegetale in parte solida e parte liquida, una membrana gonfiabile (50) montata dentro la camera di pressatura (10) per premere il carico di prodotto contro il setaccio di sgrondo, il setaccio di sgrondo (52) essendo montato sulla membrana (50).
2. 2. Pressa (MC) secondo la rivendicazione 1, in cui la camera di pressatura comprende o consiste in un tamburo cavo (10) che è girevole - in uso - attorno ad un asse orizzontale (X) e in cui è caricabile il prodotto vegetale.
3. 3. Pressa (MC) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la membrana (50) - comprende una superficie di pressatura rivolta verso una parete della camera di pressatura (10), la parete comprendendo una griglia o mezzo di sgrondo (12) atto a separare il prodotto vegetale in parte solida e parte liquida, e - è montata in modo che, mentre viene gonfiata per pressare, la detta superficie di pressatura si sposti verso detta parete della camera di pressatura, il detto setaccio di sgrondo (52) essendo montato su detta superficie di pressatura della membrana50).
4. 4. Pressa (MC) secondo la rivendicazione 3 e 2, in cui detto setaccio di sgrondo (52) è montato su una superficie della membrana, la superficie essendo rivolta verso il centro del tamburo.
5. 5. Pressa (MC) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il setaccio di sgrondo è flessibile, per adattarsi alla forma che la membrana assume durante tutto il gonfiaggio.
6. 6. Pressa (MC) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui il setaccio di sgrondo (50) comprende o consiste in canali flessibili (52) sgrondanti, che sono montati per spostarsi insieme alla membrana (50) e comprendono delle aperture per raccogliere parte liquida che esce dal prodotto.
7. 7. Pressa (MC) secondo la rivendicazione 6, in cui i canali flessibili comprendono o sono costituiti da una spira o una molla elicoidale rivestita da una maglia permeabile al liquido.
8. 8. Pressa (MC) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui una o entrambe le estremità di detti canali (52) sono collegate ad una o più tubazioni di sgrondo (60) posta/e internamente o esternamente alla camera di pressatura per raccogliere il succo filtrato dentro i canali flessibili (52).
9. 9. Pressa (MC) secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, in cui la membrana è costituita da un sandwich flessibile composto da una membrana impermeabile e una rete filtrante flessibile atta a raccogliere il liquido dal prodotto pressato.
10. 10. Metodo per pressare un prodotto vegetale, ad es. pigiato d’uva, caricato dentro una camera di pressatura (10), comprendente la fase di gonfiare una membrana gonfiabile (50) montata dentro la camera di pressatura (10) per premere il prodotto caricato contro un setaccio di sgrondo (52) montato sulla membrana.