Пресс для извлечения сока из растительного сырья

013493 Изобретение относится к устройствам для массовой переработки растительного сырья, в частности к устройствам для извлечения сока из растительного сырья, выполненным в виде прессов, в которых прессующие элементы выполнены в виде конвейерной ленты, взаимодействующей с другой лентой. Ленточные прессы, которые состоят из двух движущихся лент с постепенно уменьшающимся зазором между ними, используют, как правило, для получения сокоматериала высокого качества [1]. Между лентами таких прессов расположено бесконечное фильтрующее полотно, подающее мезгу, которая при движении в полотне не подвергается трению. Ленточные прессы сами по себе обеспечивают достаточно высокий выход сока, причем количество получаемого сока в значительной степени зависит от степени раздробленности клеток растительного сырья. Однако при механическом измельчении повреждаются не все клетки, поэтому часть сока остается в мезге. Для повышения выхода сока применяют различные технологические (нагрев, бланширование, обработка ферментными препаратами, воздействие электрическим током и т.д.) и технические приемы (установка дополнительного ленточного пресса и т.д.). Большинство известных ленточных прессов содержит смонтированные на раме систему опорных,натяжных, обжимных и приводных вальцов, несущих верхнюю и нижнюю непрерывные рабочие ленты,выполненные в виде лент-фильтров, и систему рабочих столов, расположенных вдоль рабочих лент, устройство для натяжения рабочих лент, привод протяжки рабочих лент, приемный бункер, снабженный устройством распределения, по меньшей мере один поддон для сборки сока, установленный под обжимными вальцами, и систему промывки рабочих лент [2, 3]. При этом два ленточных фильтра-транспортера, представляющие собой, например, синтетическую сетку (ленту с ячейками), проходят 4 зоны отделения сока. На первом участке масса прессуемого растительного сырья поступает на верхний транспортер и распределяется тонким слоем. При переработке,например, свежих, зрелых яблок или ягод в этой зоне получают около 20% общего выхода продукции в результате свободного стекания сока самотеком. На втором участке (прессовки) загустевшая масса поступает в изогнутое клинообразное отверстие между двумя лентами транспортера. Натяжение наружной ленты создает давление, регулируемое изменением радиуса дуги. На участке прессовки выход сока составляет 30%. Подача на оборудование массы прессуемого растительного материала тонким слоем обеспечивает более хорошие результаты при отделении соке. На третьем участке (гребенка) частично отпрессованная фруктовая (ягодная) масса перемещается вокруг прессующих вальцов (барабанов), из которых каждый последующий в диаметре меньше предыдущего, что обеспечивает уменьшение радиуса дуги и соответственно увеличение давленая на фруктовую (ягодную) массу. На данном участке выход сока составляет 40%. На четвертом участке (в зоне высокого давления) получают оставшиеся 10%) продукции. Уплотненная фруктовая (ягодная) масса проходит через прессующие вальцы линии высокого давления. Ленты транспортера после очистки с них мезги на выходе из ленточного пресса расходятся и проходят очистку водой. Описанным выше или подобным образом организован процесс получения сока на большинстве известных ленточных прессов, конструкции которых формируют четыре зоны отжима сока. Однако выход сока, особенно в случае получения сока из яблок, прежде всего твердых, является недостаточным даже после прохождения упомянутых четырех зон отжима. Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому прессу для извлечения сока из растительного сырья является пресс производства немецкой фирмы Flottweg, в котором, как и в описанных выше прессах, с помощью системы опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов,несущих верхнюю и нижнюю непрерывные рабочие ленты, сформированы четыре зоны отжима [4]. Обжимные вальцы установлены с уменьшением диаметра по направлению к двум приводным вальцам, установленным на выходе пресса, а продольные оси опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов расположены параллельно. Как и в упомянутых выше конструкциях, пара приводных вальцов установлена на выходе пресса на значительном расстоянии друг от друга, разводя рабочие ленты. Постоянное усилие натяжения верхней и нижней лент поддерживается с помощью пневмоцилиндров. Для пресса описанной конструкции справедливыми, в основном, остаются все упомянутые выше недостатки, среди которых основными является недостаточный выход сока, необходимость использования различных технологических приемов для повышения выхода сока, потребность в установке дополнительного оборудования для допрессовывания выжимок после выхода из пресса. Задачей изобретения является создание конструкции пресса для извлечения сока из растительного сырья, которая бы без использования вспомогательных веществ, без дополнительных технологических приемов, без дополнительного технологического оборудования и без дополнительных энергетических затрат обеспечивала получение более высокого выхода сока, в частности из яблок, за один проход через пресс. Полученный сок при этом должен иметь высокое качество без дополнительной фильтрации. Поставленная задача в первом варианте исполнения решается заявляемым прессом для извлечения сока из растительного сырья, содержащим смонтированные на раме систему опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов, несущих верхнюю и нижнюю непрерывные рабочие ленты, выполненные в виде лент-фильтров, и систему рабочих столов, расположенных вдоль рабочих лент, устройство для натяжения рабочих лент, привод протяжки рабочих лент, приемный бункер, снабженный устройством распределения, по меньшей мере один поддон для сборки сока, установленный под обжимными вальца-1 013493 ми, и систему промывки рабочих лент, причем обжимные вальцы установлены с уменьшением диаметра по направлению к двум приводным вальцам, установленным на выходе пресса, продольные оси опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов расположены параллельно, а система опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов и система рабочих столов выполнены с возможностью формирования четырех зон отделения сока. Задача решается за счет того, что приводные вальцы установлены на выходе пресса с минимально возможным расстоянием между ними и с возможностью изменения расстояния между их продольными осями под действием натяжения рабочих лент, создаваемого устройством для натяжения и приводом протяжки рабочих лент, с формированием пятой зоны окончательного отделения сока. Во втором варианте исполнения поставленная задача решается также дополнительно за счет того,что устройство для натяжения рабочих лент включает по меньшей мере два контргруза, каждый из которых кинематически связан с соответствующим ему натяжным роликом. Для обоих вариантов исполнения предпочтительными являются те формы реализации пресса, в которых каждый приводной валец связан с приводом протяжки рабочих лент кинематически и шарнирно. Для второго варианта исполнения равно предпочтительными являются те формы реализации, в которых каждый контргруз либо связан с натяжным роликом через трособлочную систему, рычаги вала синхронизатора натяжного ролика и реечную передачу, либо снабжен электроприводом с валомбарабаном, на котором закреплен соответствующий канат, связанный с барабаном на соответствующем редукторе, установленном в направляющих рамы и связанном с валом-синхронизатором натяжного ролика. В обеих предпочтительных формах реализации пресса в соответствии со вторым вариантом выполнения использовано электромеханическое устройство для натяжения рабочих лент, которое обеспечивает натяжение с постоянным усилием, в то время как при традиционно используемом пневмоприводе регулировка возможна только в ступенчатом режиме. С учетом того, что натяжение рабочих лент в зоне выхода используется для создания усилия прессования в дополнительно сформированной пятой зоне отжима сока, точность регулировки и поддержания постоянного натяжения является существенной с точки зрения достижения оптимальных результатов отжима - максимально возможного выхода сока. Кроме того, за счет того, что в конструкции пресса отсутствует пневмопривод, исключается необходимость комплектования пресса компрессорной установкой, системой подготовки воздуха, датчиками давления,пневморегулирующей аппаратурой и другими элементами автоматики, что значительно упрощает и удешевляет конструкцию пресса в целом. Как уже было упомянуто выше, в основу конструкции предлагаемого пресса была положена схема линейного расположения обжимных роликов, аналогичная используемой в прессах фирмы Flottweg (DE),как наиболее оптимальная, позволяющая упростить конструкцию рамы, уменьшить вертикальный габарит пресса и количество поддонов для сбора сока до трех штук, упростить санитарную обработку (промывку поддонов) после окончания работы. При этом авторам удалось найти оригинальное конструкторское решение, обеспечивающее возможность формирования дополнительной пятой зоны отжима на выходе пресса без дополнительных энергетических затрат только с использованием натяжения рабочих лент, которое на выходе пресса может иметь достаточно существенное значение, причем регулировка натяжения лент также решена особым образом с повышением точности, сохранением постоянства натяжения и без дополнительных энергозатрат. Упомянутые выше и другие преимущества предлагаемой конструкции пресса для извлечения сока из растительного сырья далее будут более подробно рассмотрены на некоторых конкретных предпочтительных, но не ограничивающих формах реализации пресса в обоих вариантах выполнения со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых схематично изображены фиг. 1 - вид сбоку заявляемого пресса в первом варианте выполнения; фиг. 2 - вид сбоку заявляемого пресса во втором варианте выполнения; фиг. 3 - фрагмент пресса по фиг. 1 и 2 в зоне выхода (5-я зона отжима); фиг. 4 - фрагмент пресса по фиг. 2 в зоне устройства натяжения лент; фиг. 5 - вид сверху фрагмента по фиг. 4. На фиг. 1 и фиг. 2 схематично изображены два варианта выполнения заявляемого пресса. Пресс состоит из рамы 1, на которой определенным образом смонтированы опорные 2, натяжные 3, обжимные 4 и приводные 5 вальцы, несущие верхнюю 6 и нижнюю 7 непрерывные рабочие ленты, выполненные в виде лент-фильтров. Пресс содержит также приемный бункер 8, устройства 9 и 10 для корректировки от бокового смещения, соответственно верхней 6 и нижней 7 рабочих лент, привода 11 протяжки верхней 6 и нижней 7 рабочих лент для плодово-ягодной массы с устройством для распределения ее по ширине ленты и три поддона (на чертеже позициями не обозначены) для сбора сока, установленные под обжимными вальцами 4. Пресс снабжен также системой для промывки лент (на чертежах позицией не обозначена). Обжимные вальцы 4 установлены с уменьшением диаметра по направлению к двум приводным вальцам 5, установленным на выходе пресса. На фиг. 1 и 2 зоны отжима сока, характерные для известных ранее прессов, условно обозначены-2 013493 вертикальными штриховыми линиями и римскими цифрами I-IV. При этом римской цифрой V обозначена впервые сформированная пятая зона дополнительного отжима, наличие которой является основной отличительной особенностью разрабатываемого пресса. Для формирования пятой зоны сверхвысокого опрессовочного давления на плодово-ягодную массу приводные вальцы 5 выполнены подвижными, с возможностью поворота друг к другу. Более подробно одна из возможных форм реализации заявляемого пресса в пятой зоне отжима представлена в увеличенном виде на фиг. 3. В данной форме реализации каждый приводной валец 5 связан с приводом 11 протяжки рабочих лент кинематически через передаточные вальцы 12. При этом каждый приводной валец 5 связан со смежным передаточным вальцом 12, а следовательно и с приводом 11 протяжки рабочих лент, шарнирно посредством установленных на осях 13 приводных 5 и передаточных 12 вальцов и подшипниках 14 рычагов 15. Пресс снабжен также устройством 16 натяжения верхней 6 и нижней 7 непрерывных рабочих лент,одна из предпочтительных форм реализации которого представлена на фиг. 2 и более подробно на фиг. 4 и фиг. 5, где изображена одна из предпочтительных форм реализации устройства 16 натяжения нижней 7 непрерывной рабочей ленты, конструкция которого будет аналогичной и для устройства 16 натяжения верхней 6 непрерывной рабочей ленты. Для натяжения верхней 6 и нижней 7 рабочих лент в устройстве 16 натяжения предусмотрены контргрузы, соответственно 17 и 18. В форме реализации, представленной на фиг. 4 и фиг. 3 контргруз 18 снабжен электроприводом 19 с валом-барабаном 20. На валу-барабане 20 закреплены канаты 21, связанные с соответствующим барабаном 22 соответствующего редуктора 23, который установлен в направляющих рамы 1 и связан с валомсинхронизатором 24 натяжного ролика 3. Возможны и другие формы реализации устройства натяжения рабочих лент 6, 7 (кинематической связи между контргрузами 17, 18 и натяжными роликами 3). Работа заявляемого пресса для извлечения сока из растительного сырья будет далее более подробно рассмотрена на примере пресса в соответствии со вторым вариантом выполнения, со ссылкой на позиции фиг. 2 - фиг. 5 чертежей. В качестве нижней 7 и верхней 6 непрерывных рабочих лент используют, как правило, фильтровальные ленты. Траекторию перемещения верхней 6 и нижней 7 непрерывных рабочих лент задают посредством опорных 2 и натяжных 3 роликов, установленных на раме 1. Соответствующими натяжными роликами 3 также регулируют натяжение верхней 6 и нижней непрерывных рабочих лент. Сырье, например плодово-ягодное, загружают в приемный бункер 8, откуда оно сначала поступает на нижнюю непрерывную рабочую ленту 7 и перемещается вместе с ней сначала в зоне I, например по столу, образованному поперечными планками, закрепленными на раме 1. В этой зоне I, с учетом, в том числе, усилий,прилагаемых при загрузке сырья, начинается первоначальное выделение и естественное стекание сока. На выходе из зоны I прессуемая масса попадает в зону II - в изогнутое клинообразное пространство, образованное нижней 7 и верхней 6 непрерывными рабочими лентами, например за счет изогнутого участка стола, выполненного в виде закрепленного на раме изогнутого листа с отверстиями. В зоне II постоянное усилие прессования задается постоянными усилиями натяжения верхней 6 и нижней 7 непрерывных рабочих лент. Находясь между нижней 7 и верхней 6 непрерывными рабочими лентами, прессуемая масса последовательно проходит зон II-V прессования с постепенным нарастанием усилия прессования(за счет выбора соответствующего размера и соответствующего расположения обжимных вальцов 4) для все более полного отделения сока. В третьей зоне III зажатая между нижней 7 и верхней 6 непрерывными рабочими лентами растительная масса перемещается вместе с лентами вокруг обжимных вальцов 4, каждый из которых имеет диаметр больше предыдущего и меньше последующего, что обеспечивает уменьшение радиуса дуги и соответственно увеличение давления на растительную массу. В четвертой зоне IV(высокого давления) уплотненная растительная масса проходит через систему чередующихся неподвижных и подвижных обжимных вальцов 4, при этом во втором варианте исполнения подвижные обжимные вальцы прижимаются к подвижным не с помощью пневмокамер, а верхней непрерывной рабочей лентой 6 с использованием усилия натяжения развиваемого контргрузом 17. При этом опрессовочное давление также остается постоянным и составляет порядка 3 кгс/см 2. В остальном организация процесса прессования для зон I-IV, в том числе аппаратная, в части перемещения прессуемой массы, сбора сока, удаления выжимок, очистки рабочих лент и т.п. хорошо известны специалистам в данной области техники и более подробно рассматриваться в рамках данного изобретения не будет. Как уже было упомянуто выше, основной отличительной особенностью заявляемого ленточного пресса является введение дополнительной пятой зоны V дополнительного отжима (сверхвысокого опрессовочного давления на растительную, например плодово-ягодную, массу), в которой прессуемая растительная масса пропускается между приводными вальцами 5, установленными на выходе пресса с минимально возможным расстоянием между ними. При этом в известных технических решения приводные вальцы расположены на значительном расстоянии друг от друга и выполняют только непосредственно функцию привода рабочих лент. В заявляемом ленточном прессе приводные вальцы 5, кроме того, выполнены подвижными, с возможностью поворота друг к другу для выполнения окончательной опрес-3 013493 совки массы, расположенной между верхней 6 и нижней 7 непрерывными рабочими лентами. Для обеспечения подвижности приводных вальцов 5 они кинематически и шарнирно связаны с приводом 11 протяжки лент посредством системы передаточных вальцов 12, подшипников 14 и рычагов 15 (см. фиг. 3). Усилие, которое прижимает приводные вальцы 5 друг к другу, создается за счет натяжения рабочей и холостых ветвей верхней 6 и нижней 7 непрерывных рабочих лент и усилия, создаваемого приводом 11 протяжки лент при передаче крутящего момента на приводные вальцы 5. Практика показала, что опрессовочное усилие, создаваемое приводными вальцами 5, составляет порядка 15 кгс/см 2, при этом общее усилие протяжки лент через зоны I-V отжима сока не увеличивается. Как и в известных из уровня техники ленточных прессах, в заявляемом ленточном прессе в процессе его работы осуществляется корректировка бокового смещения лент посредством устройств 9 и 10 корректировки бокового смещения, конструкция и принцип работы которых не являются существенными в рамках данного изобретения. Что касается регулирования натяжения непрерывных рабочих лент и усилия прижима обжимных вальцов 4, то для второго варианта исполнения изобретения можно отметить следующее. Необходимое натяжение нижней 7 и верхней 6 непрерывных рабочих лент производится с использованием усилия натяжения, развиваемого контргрузами 18 и 17, соответственно без использования традиционного пневмопривода. В процессе работы пресса при изменении положения натяжного ролика 3 перекинутые через барабаны 22 канаты 21, на которых закреплены контргрузы 18 массой по 40 кг снабженные электроприводом 19 с валом-барабаном 20, сматываются с или наматываются на вал-барабан 20 вследствие соответственно натяжения или ослабления канатов 21, которое передается согласно изменению положения натяжного ролика 3 посредством редукторов 23, связанных с валом-синхронизатором 24 натяжного ролика 3. При необходимости изменения положения натяжного ролика 3 электроприводом 19 валабарабана 20 задают необходимое ослабление или натяжение канатов 21 (канаты 21 соответственно сматываются с или наматываются на барабаны 22), посредством чего передают крутящий момент на редукторы 23 и далее через вал-синхронизатор 24 на натяжной ролик 3. Достоинством данного варианта является то, что при изменении положения натяжного ролика 3 канат 21 сматывается или наматывается на вал-барабан 20 контргруза 18, автоматически поддерживая контргруз в подвешенном состоянии. При массе контргруза 40 кг усилие натяжения одной рабочей ленты составляет 1600 кгс, при этом усилие натяжения рабочей ленты поддерживается автоматически независимо от положения натяжного ролика 3, которое изменяется в пределах 100 мм из-за изменения траектории движения рабочей ленты после пуска пресса в работу. В альтернативной форме реализации устройства натяжения рабочих лент, не изображенном на чертежах, два контргруза массой, например, по 35 кг производят перемещение натяжного вальца 3 через трособлочную систему, поворачивая рычаги вала синхронизатора и реечную передачу. Достоинством данной формы реализации является максимальная простота конструкции и исключение потребления дополнительной энергии. Предлагаемое техническое решение, основанное на дополнительной опрессовке массы на приводных вальцах, во всех вариантах исполнения и формах реализации, как пресса в целом, так и основных его функциональных узлов позволила увеличить выход сока для плодово-ягодной массы до 75-80% при значительном сокращении потребления энергии и повышении надежности. Литература: 1. Гореньков Э.С. и др. Технология консервирования. М: Агропромиздат, 1987, с. 92. 2. Пресс для фруктов FP-2. Белорусский филиал ВНИИТЭИагропром. Информационное сообщение 001, январь 1991. 3. Заявка ЕР 0686351 А 1, опубл. 13.12.1996. 4. Заявка DE 3914491 А 1, опубл. 16.11.1989. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Пресс для извлечения сока из растительного сырья, содержащий смонтированные на раме систему опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов, несущих верхнюю и нижнюю непрерывные рабочие ленты, выполненные в виде лент-фильтров, и систему рабочих столов, расположенных вдоль рабочих лент, устройство для натяжения рабочих лент, привод протяжки рабочих лент, приемный бункер, снабженный устройством распределения, по меньшей мере один поддон для сборки сока, установленный под обжимными вальцами, и систему промывки рабочих лент, причем обжимные вальцы установлены с уменьшением диаметра по направлению к двум приводным вальцам, установленным на выходе пресса, продольные оси опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов расположены параллельно, а система опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов и система рабочих столов выполнены с возможностью формирования четырех зон отделения сока, отличающийся тем, что приводные вальцы установлены на выходе пресса с минимально возможным расстоянием между ними и с возможностью изменения расстояния между их продольными осями под действием натяжения рабочих лент,создаваемого устройством для натяжения и приводом протяжки рабочих лент, с формированием пятой-4 013493 зоны окончательного отделения сока. 2. Пресс для извлечения сока из растительного сырья, содержащий смонтированные на раме систему опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов, несущих верхнюю и нижнюю непрерывные рабочие ленты, выполненные в виде лент-фильтров, и систему рабочих столов, расположенных вдоль рабочих лент, устройство для натяжения и корректировки от бокового смещения рабочих лент, приводы протяжки рабочих лент, приемный бункер, снабженный устройством распределения, по меньшей мере один поддон для сборки сока, установленный под обжимными вальцами, и систему промывки рабочих лент, причем обжимные вальцы установлены с уменьшением диаметра по направлению к приводным вальцам, установленным на выходе пресса, а система опорных, натяжных, обжимных и приводных вальцов и система рабочих столов выполнены с возможностью формирования четырех зон отделения сока,отличающийся тем, что приводные вальцы установлены на выходе пресса с минимально возможным расстоянием между ними и с возможностью изменения расстояния между их продольными осями под действием натяжения рабочих лент, создаваемого устройством для натяжения и приводом протяжки рабочих лент, с формированием пятой зоны окончательного отделения сока, а устройство для натяжения рабочих лент включает по меньшей мере два контргруза, каждый из которых кинематически связан с соответствующим ему натяжным роликом. 3. Пресс по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что каждый приводной валец связан с приводом протяжки рабочих лент кинематически и шарнирно. 4. Пресс по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что каждый контргруз связан с натяжным роликом через трособлочную систему, рычаги вала синхронизатора натяжного ролика и реечную передачу. 5. Пресс по любому из пп.2 или 3, отличающийся тем, что каждый контргруз снабжен электроприводом с валом-барабаном, на котором закреплен соответствующий канат, связанный с барабаном на соответствующем редукторе, установленном в направляющих рамы и связанном с валом-синхронизатором натяжного ролика.