PL174338B1

PL174338B1 - Sposób i urządzenie do oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców

Info

Publication number: PL174338B1
Application number: PL94306424A
Authority: PL
Inventors: Eduard Hartmann
Original assignee: Bucher Guyer Ag Masch; Bucherguyer Ag Maschinenfabrik
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1994-03-11
Publication date: 1998-07-31
Also published as: HUT68792A; EP0637211B1; CZ275694A3; PL306424A1; AU6153394A; WO1994022332A1; EP0637211A1; CA2136333A1; ES2132387T3; AU681118B2; ATE179869T1; US5616357A; CA2136333C; CH684924A5; NZ262090A; DE59408229D1; HU217002B

Abstract

8. Urzadzenie do oddzielania substancji plynnych i rozpuszczalnych od stalych sklad- ników masy o strukturze komórkowej, zwla- szcza owoców, zawierajace pojemnik na owoce, polaczony z nim mlyn rozdrabniajacy z przewodem doprowadzajacym wode oraz polaczona z wylotem z mlyna pompe z prze- wodem odprowadzajacym, polaczonym z prasa oddzielajaca substancje stale od cie- klych znamienne tym, ze zawiera zespól wagowy (20) zawartosci pojemnika zbior- czego (4,4’) polaczony z pojemnikiem zbior- czym (4,4’) i polaczony z zespolem (10,11,12,13) regulatora ilosci wody dopro- wadzonej do mlyna rozdrabniajacego (3,3’), przy czym zespól (10,11,12,13) regulatora jest dolaczony do przewodu (8) doprowadza- jacego wode do mlyna rozdrabniajacego (3,3’). FI G . 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców.

Zdolność do wytłaczania zacieru jabłkowego jest określona przede wszystkim przez stosunek twardości masy o strukturze komórkowej do lepkości soku. Stosunek ten kształtuje się

174 338 szczególnie niekorzystnie u jabłek przechowywanych, lub w tak zwanym procesie Cloudy-Juice. Rezultatem jest znacznie zmniejszony uzysk, a także wydajność wytłaczania. Zastosowanie enzymów zacierowych dla zwiększenia uzysku i wydajności, jest ze względów technologicznych, albo ekonomicznych, nie zawsze możliwe. Jeżeli do rozdzielania fazy stałej i ciekłej używa się pras taśmowych, to dla osiągnięcia możliwej do przyjęcia wydajności i uzysku, stosuje się znane urządzenia wielostopniowe, które działają z pośrednim płukaniem w wodzie i przy udziale wody od 20 do 40 % w odniesieniu do surowca. I tak, według niemieckiego opisu patentowego DE 26 44 976 , znana jest prasa taśmowa do wytłaczania cieczy zawartej w pulpach. Obejmuje ona po jednej, obiegającej dolnej i górnej taśmie filtrowej bez końca, które są prowadzone przez wałki prowadzące, i których sąsiadujące odcinki proste, są wzajemnie dociskane do siebie za pomocą wałków dociskowych. Przy tym pulpa jest poddawana filtracji na górnym odcinku prostym górnej taśmy filtrowej, następnie mieszaniu resztek pulpowych z dodatkiem rozpuszczalnika i na koniec wyciskaniu pomiędzy obydwoma taśmami filtrowymi. Pod zakończeniem górnego odcinka prostego górnej taśmy filtrowej jest umieszczona komora mieszania z doprowadzeniem wody, z mieszadłem, oraz z przelewem na komorze mieszania powyżej odcinka wlotowego dolnej taśmy filtrowej.

Z europejskiego zgłoszenia patentowego EP.-A 10 149183 znany jest sposób wytłaczania, zwłaszcza owoców, co najmniej w dwóch etapach. W etapie pierwszym, owoce dla uzyskania naturalnego soku pierwszej jakości, wyciska się w prasie, a z koncentratu owocowego (wytłoczyny), przy użyciu wody, uzyskuje się sok drugiej jakości (nektar, napój z soku owocowego). Wyrzucone z prasy wytłoczyny zostają wzbogacone określoną ilością wody i przepływaj przez stanowisko reakcyjne, w którym przebywają przez dający się nastawić okres czasu. Na koniec zostają one bezpośrednio poddane tłoczeniu w drugim etapie.

W znanym z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki US-3346392 sposobie wytwarzania soków owocowych z zacierów owocowych bez użycia rozpuszczalnika uzyskuje się nie tylko ubogi w napęczniałe cząstki stałe sok, lecz również wysoką wydajność soku. W pierwszym etapie sposobu wprowadza się zacier owocowy do wirówki. Pracuje się przy małej ilości obrotów wirówki aby uzyskać zwarty, gruby placek pulpy. Następnie zwiększa się ilość obrotów i utrzymuje na wysokości odpowiedniej do ekstrakcji, aż oddzieli się około 3/5 do 3/4 zawartego soku z pulpy. W drugim etapie poddaje się odwirowaną pulpę wytłaczaniu - przykładowo stosując konwencjonalną prasę ślimakową dla wyekstrahowania reszty zawartego soku. Następnie łączy się obie frakcje soku. Uzyskuje się sok o bardzo małej zawartości napęczniałych cząstek stałych, przy czym filtruje się sok z prasy uzyskiwany poprzez odwirowywanie placka z pierwszego etapu sposobu (odwirowywanie pulpy) i następnie ten sok łączy się z sokiem z pierwszego etapu odwirowywania.

Z europejskiego zgłoszenia patentowego EP-A1-0485901 znany jest sposób wytłaczania ze sterowaniem lub regulacją prasy podczas uzyskiwania soku również bez dodatku rozpuszczalnika, który to sposób zawiera co najmniej jedną sekwencję wzrostu ciśnienia. Podczas procesu mierzy się przepływ lub uzyskaną ilość cieczy przed, podczas lub po wytłaczaniu albo też częściowo wysuszony materiał pozostały w prasie po wytłaczaniu i porównuje z zadaną wartością. Wielkość wynikającą z różnicy pomiędzy wartościami przepływu lub uzyskanych ilości cieczy a zadanymi wartościami przepływu lub ilości cieczy, względnie ilości pozostałego w prasie po wytłoczeniu częściowo wysuszonego materiału wykorzystuje się przy rozpoczynaniu, kontynuowaniu, przerywaniu, zmianach lub kończeniu procesu uzyskiwania soku, przy czym sposób ten jest przynajmniej częściowo programowany.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki US 3103438 znany jest sposób wytwarzania przecieru jabłkowego z jabłek polegający na ich rozdrabnianiu w młynie młotkowym i rozdzielaniu materiału odpadowego i pozostałej masy owocowej z rozdrobnionych jabłek do produkcji przecieru jabłkowego, który zawiera rozpuszczalne i również nierozpuszczalne części o żądanym składzie. W rozwiązaniu według tego opisu jeśli surowiec stanowią niedostatecznie soczyste jabłka dodaje się do nich wodę i/lub sok podczas ich rozdrabniania w młynie młotkowym - działanie to stosuje się jeśli zawartość soku z rozdrobnionych jabłek nie wystarcza do produkcji przecieru o żądanych właściwościach. Celem tego znanego sposobu jest wytwo4

174 338 rzenie przecierujabłkowego zawierającego zarówno składniki rozpuszczalnejak i stałe następuje tu jedynie oddzielenie odpadów.

Urządzenie według opisu US 3103438 zawiera młyn młotkowy do rozdrabniania jabłek połączony poprzez pojemnik zbiorczy na owoce, z pompą i przewodami doprowadzającymi rozdrobnione owoce do pierwszej wirówki przesiewającej zawierającej stosunkowo drobne sito, z której pulpa po odwirowaniu soku jabłkowego jest wprowadzana ewntualnie po dodaniu wody i/lub soku, do zbiornika stożkowego, z którego jest za pomocą pompy podawana do drugiej wirówki, zawierającej stosunkowo grube sito, za pomocą której odpady są oddzielane od przecieru jabłkowego i odprowadzane przenośnikiem odpadów. Urządzenie według tego opisu patentowego w innym przykładzie wykonania zawiera tylko jedną wirówkę służącą do oddzielenia przecieru jabłkowego od odpadów owocowych w jednym etapie odwirowywania.

Zadaniem wynalazku jest dostarczenie sposobu i urządzenia pozwalającego na osiągnięcie większej wydajności i uzysku przy oddzielaniu nierozpuszczalnych składników stałych od płynnych i rozpuszczalnych składników masy o strukturze komórkowej.

Sposób oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców, co najmniej częściowo rozdrobnionej i zawierającej sok, w którym doprowadza się rozpuszczalnik do masy o strukturze komórkowej i oddziela się prasą, wirówką lub dekantatorem ciekłe składniki mieszaniny masy o strukturze komórkowej i rozpuszczalnika od stałych składników, charakteryzuje się według wynalazku tym, że reguluje się ilość doprowadzanego rozpuszczalnika w zależności od ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej.

Korzystnie rozpuszczalnik jest wybrany spośród wody, alkoholu lub kwasu solnego.

Korzystnie rozpuszczalnik doprowadza się w ilości wynoszącej co najmniej 5%,ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej.

Korzystnie reguluje się ilość doprowadzonego rozpuszczalnika proporcjonalnie do ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej tak, że uzyskuje się ilość soku wynoszącą 90% ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej.

Korzystnie dodaje się rozpuszczalnik przed rozdrobnieniem, zwłaszcza w młynie, masy o strukturze komórkowej.

Korzystnie do rozpuszczalnika przed jego doprowadzeniem do masy o strukturze komórkowej dodaje się enzymy.

Korzystnie mieszaninę masy o strukturze komórkowej i rozpuszczalnika przed rozdzieleniem składników stałych i ciekłych poddaje się działaniu nadciśnienia powietrza lub azotu i utrzymuje się ją pod tym nadciśnieniem przez pewien czas.

Urządzenie do oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców, zawierające pojemnik na owoce, połączony z nim młyn rozdrabniający z przewodem doprowadzającym wodę oraz połączoną z wylotem z młyna pompę z przewodem odprowadzającym połączonym z prasą oddzielającą substancje stałe od ciekłych odznacza się według wynalazku tym, że zawiera zespół wagowy zawartości pojemnika zbiorczego połączony z pojemnikiem zbiorczym i połączony z zespołem regulatora ilości wody doprowadzonej do młyna rozdrabniającego, przy czym zespół regulatora jest dołączony do przewodu doprowadzającego wodę do młyna rozdrabniającego.

Korzystnie zespół regulatora zawiera mikroprocesor z elementem nastawczym, przy czym mikroprocesor jest dołączony z jednej strony do zespołu wagowego zawartości pojemnika zbiorczego, a z drugiej strony do zaworu regulacyjnego dopływu wody, oraz przepływomierz dołączony do mikroprocesora i umieszczony na przewodzie doprowadzającym wodę do młyna rozdrabniającego.

Korzystnie urządzenie zawiera zbiornik ciśnieniowy, który jest włączony jako reaktor dyfuzyjny w przewód odprowadzający masę o strukturze komórkowej z młyna rozdrabniającego i zawiera mieszadło. Korzyści uzyskane z wynalazku polegają na zwiększeniu uzysku i wydajności, w porównaniu ze sposobem bez wstępnego wcześniejszego dodawania rozpuszczalnika. Dla owoców przechowywanych można było z zastosowaniem enzymów zacierowych, przy zgodnym z wynalazkiem dodatku wody 20%, przy takim samym uzysku osiągnąć podwojenie wydajności. W porównaniu z dodawaniem wody do wytłoczyn po pierwszym zabiegu wytłacza174 338 nia, zgodnie z wynalazkiem wstępne dodawanie wody, odznacza się zaletą niższych nakładów inwestycyjnych, przy takiej samej wydajności i uzysku, ponieważ potrzebny jest tylko jeden zabieg wytłaczania. Zakłada się przy tym, że przy kolejnym zagęszczaniu soku, w obu wypadkach zostaje odparowana taka sama ilość wody.

Wyniki prób wykazują, że bardzo wczesne dodawanie wody, wpływa korzystnie na efekt dyfuzji w pojemniku zbiorczym zacieru i w prasie.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urządzenia do oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców, fig.2 schemat urządzenia według fig.1, z mikroprocesorem, fig.3 urządzenie według fig.1 lub 2 ze zbiornikiem ciśnieniowym jako reaktorem dyfuzyjnym, i fig.4 urządzenie według fig. 1 lub 2 ze zbiornikiem ciśnieniowym jako reaktorem dyfuzyjnym, w innym przykładzie wykonania.

Przedstawione na fig.1 urządzenie rozdzielające obejmuje głęboki silos 1 do ujęcia owoców, przeznaczonych do odciągania soku. Przyłączony przenośnik pionowy 2 dostarcza jabłka lub gruszki do wlotu zespołu młyna rozdrabniającego 3 w celu roztarcia owoców, które następnie dostają się do pojemnika zbiorczego 4. Pompa 5, przyłączona do pojemnika zbiorczego 4 dostarcza zacier poprzez przewód odprowadzający 6 do prasy 7 w celu oddzielania ciekłych składników owoców z rozpuszczonymi w nich wyekstrahowanymi substancjami.

Jak pokazuje fig.1 młyn rozdrabniający 3 ma przewód doprowadzający 8 dla wody jako rozpuszczalnika i przewód doprowadzający 9 dla enzymów polepszających ekstrakcje substancji. W przewód doprowadzający 8 dla wody jest włączony zespół regulatora zawierający zawór regulacyjny 10 i przepływomierz 11, którego sygnał wyjściowy poprzez przewód 12 stopnia sterującego 13, jest doprowadzony do sterowania zaworem regulacyjnym 10. Za pomocą zespołu regulatora osiąga się stały strumień wody w przewodzie doprowadzającym 8, którego wielkość może zostać nastawiona na stopniu sterującym 13.

Na fig.2, odpowiadające fig.1 elementy, mają te same, już objaśnione odnośniki. W urządzeniu pokazanym na fig.2, owoce z przenośnika pionowego 2 dostają się najpierw do pojemnika zbiorczego 4’, za którym jest włączony młyn rozdrabniający 3' Zmielone owoce dostają się następnie przez pompę 5 i przewód odprowadzający 6 do prasy 7. Poprzez przewód doprowadzający 8, zawór regulacyjny 10 i przepływomierz 11 zostaje ponownie doprowadzona woda do młyna rozdrabniającego 3’ dla polepszenia warunków ekstrakcji.

Dla lepszego dozowania, pojemnik zbiorczy 4’ ma zespół wagowy 20, z którego sygnał wyjściowy, poprzez przewód 21 przekazuje informacje o ilości owoców, które są na sekundę odprowadzane z pojemnika zbiorczego 4’.

Sygnał ten jest przewodem 21 doprowadzany do mikroprocesora 22, który równocześnie przewodem 42 otrzymuje sygnał z przepływomierza 11 mierzącego doprowadzaną na sekundę do młyna rozdrabniającego 3’ ilość wody. Mikroprocesor 22 przetwarza dostarczone mu sygnały na sygnał sterujący dla dopływu wody, który działa poprzez stopień sterujący 13 na zawór 10.

Do mikroprocesora 22 można wprowadzić programy, które określają zależność ilości doprowadzanej cieczy poprzez przewód doprowadzający 8 od ilości masy o strukturze komórkowej dostarczonej z pojemnika zbiorczego 4’ do młyna rozdrabniającego 3’. Okazało się, że dla tej zależności korzystne jest wybranie proporcji co najmniej 5% dodatku wody, w stosunku do masy o strukturze komórkowej, przy czym współczynnik proporcjonalności jest tak ustalony, że uzysk soku w prasie 7 w kilogramach soku wynosi około 90% ilości masy o strukturze komórkowej wyrażonej w kilogramach owoców doprowadzonych do młyna rozdrabniającego 3’.

Figura 3 pokazuje schematycznie wariant urządzenia rozdzielającego według fig.2. Tutaj zacier nawodniony wstępnie w młynie rozdrabniającym 3’ nie zostaje za pomocą pompy 5 dostarczony bezpośrednio do prasy 7, lecz najpierw do zbiornika ciśnieniowego 30, jako reaktora dyfuzyjnego. W zbiorniku ciśnieniowym 30 mieszanina masy o strukturze Komórkowej i rozpuszczalnika, zostaje poprzez przyłącze 45 poddana działaniu nadciśnienia powietrza lub azotu i utrzymywana przez pewien czas, korzystnie pod nadciśnieniem 5 x 10⁵ Pa. Następnie ta mieszanina zostaje za pomocą pompy 31, poprzez przewód 32, zbiornik buforowy 33 i dalszą pompę 34, doprowadzona do prasy 7.

174 338

Na fig.4 jest pokazany zbiornik ciśnieniowy 30 według fig.3 z dalszymi szczegółami, przy czym w tym układzie brak zbiornika buforowego 33. Zbiornik ciśnieniowy 30 jest wyposażony w mieszadło 35 i ciśnieniomierz 36.

Wynalazek nie ogranicza się do opisanych przykładów wykonania. Tak więc może okazać się celowe, zamiast wody zimnej, doprowadzenie do młynów rozdrabniających 3 lub 3’ wody ciepłej. Doprowadzenie to może też nastąpić przed, lub za młynem. Przy doprowadzaniu za młynem, zepół wagowy 20 doprowadzonej ilości owoców, może zostać korzystnie zastąpione przepływomierzem, którego wielkości pomiarowe w mikroprocesorze 22 mogą zostać porównane ze średnią wartością gęstości zacieru. Zamiast prasy 7 mogą również zostać użyte wirówki, lub dekantatory dla rozdzielenia fazy stałej i ciekłej.

174 338

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców, co najmniej częściowo rozdrobnionej i zawierającej sok, w którym doprowadza się rozpuszczalnik do masy o strukturze komórkowej i oddziela się prasą, wirówką lub dekantatorem ciekłe składniki mieszaniny masy o strukturze komórkowej i rozpuszczalnika od stałych składników, znamienny tym, że reguluje się ilość doprowadzanego rozpuszczalnika w zależności od ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnik jest wybrany spośród wody, alkoholu lub kwasu solnego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnik doprowadza się w ilości wynoszącej co najmniej 5% ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reguluje się ilość doprowadzonego rozpuszczalnika proporcjonalnie do ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej tak, że uzyskuje się ilość soku wynoszącą 90% ilości doprowadzonej masy o strukturze komórkowej.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że dodaje się rozpuszczalnik przed rozdrobnieniem, zwłaszcza w młynie (3,3’), masy o strukturze komórkowej.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że do rozpuszczalnika przed jego doprowadzeniem do masy o strukturze komórkowej dodaje się enzymy.
7. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że mieszaninę masy o strukturze komórkowej i rozpuszczalnika przed rozdzieleniem składników stałych i ciekłych poddaje się działaniu nadciśnienia powietrza lub azotu i utrzymuje się ją pod tym nadciśnieniem przez pewien czas.
8. Urządzenie do oddzielania substancji płynnych i rozpuszczalnych od stałych składników masy o strukturze komórkowej, zwłaszcza owoców, zawierające pojemnik na owoce, połączony z nim młyn rozdrabniający z przewodem doprowadzającym wodę oraz połączoną z wylotem z młyna pompę z przewodem odprowadzającym, połączonym z prasą oddzielającą substancje stałe od ciekłych znamienne tym, że zawiera zespół wagowy (20) zawartości pojemnika zbiorczego (4,4’) połączony z pojemnikiem zbiorczym (4,4’) i połączony z zespołem (10,11,12,13) regulatora ilości wody doprowadzonej do młyna rozdrabniającego (3,3’), przy czym zespół (10,11,12,13) regulatora jest dołączony do przewodu (8) doprowadzającego wodę do młyna rozdrabniającego (3,3’).
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że zespół regulatora zawiera mikroprocesor (22) z elementem nastawczym, przy czym mikroprocesor (22) jest dołączony z jednej strony do zespołu wagowego (20) zawartości pojemnika zbiorczego (4,4’), a z drugiej strony do zaworu regulacyjnego (10) dopływu wody, oraz przepływomierz (11) dołączony do mikroprocesora (22) i umieszczony na przewodzie (8) doprowadzającym wodę do młyna rozdrabniającego (3,3’).
10. Urządzenie według zastrz. 8 albo 9, znamienne tym, że zawiera zbiornik ciśnieniowy (30), który jest włączony jako reaktor dyfuzyjny w przewód odprowadzający (6) masę o strukturze komórkowej z młyna rozdrabniającego (3,3’) i zawiera mieszadło (35).

* * *