Первичное оборудование предприятий

Машина для  отделения сока от мезги

 

Прессование, сжатие продуктов  за счет внешнего давления, создаваемого в механических устройствах —  прессах. В виноделии прессование  подвергаются целые грозди винограда, мезга, гребни, дрожжевые осадки, фильтр-картон для извлечения оставшегося после  фильтрации вина. Прессование целых  гроздей винограда используется для приготовления белых столовых и шампанских виноматериалов. Сусло, полученное таким способом, содержит меньше взвесей, что благотворно  сказывается на качестве будущего вина. Присутствие гребней в прессуемой массе облегчает процесс прессования. Прессование осуществляется на корзиночных, поршневых, пневматических, шнековых, ленточных и щековых прессах. Обычно при прессовании целых  гроздей винограда отделяют только сусло-самотек (50— 60 дал/т). Окончательный  дожим оставшейся массы производится, как правило, на дожимочных прессах  шнекового типа. Недостатки способа: наличие травянистых зеленых гребней может оказать отрицательное влияние на вкус сусла; производительность прессового оборудования при этом снижается на 30— 50%.

 

Наиболее широкое применение нашел способ прессования сладкой  или сброженной мезги после отделения  сусла-самотека или виноматериала  на стекателях. При этом выход сусла, отобранного на прессе, составляет 25—30 дал/т винограда, в т. ч.: 1-го давления 27%, 2-го — 11% и 3-го — 4% от общего количества. Иногда часть прессового сусла (1-е  давление) объединяют с самотеком  и используют для производства высококачественных вин. Остальные фракции по своим  качественным показателям значительно  ниже, чем сусло-самотек (содержание взвесей в них достигает 150 г/дм3, фенольных веществ до 1,5 г/дм3), поэтому  их используют для производства ординарных крепких вин либо после брожения перегоняют на виноградный спирт. Прессование  мезги можно осуществлять в прессах  периодического и непрерывного действия. Прессование мезги в прессах  периодического действия проходит в  более мягком механическом режиме: кожица ягод деформируется незначительно, семена не дробятся; в результате получают сусло высокого качества, которое  используется для производства белых  столовых марочных вин и шампанских виноматериалов. Недостаток — малая производительность. Шнековые прессы непрерывного действия высокопроизводительны, компактны, удобны в эксплуатации, хорошо комплектуются с другим оборудованием, позволяют фракционировать сусло по качеству. Однако мезга в них подвержена наиболее интенсивным механическим воздействиям: сусло обогащается фенольными и азотистыми веществами, железом, содержит больше взвесей.

 

При прессовании мезги  на ленточных прессах сусло получается высокого качества. Эффективность прессования  определяется величиной давления и  продолжительностью процесса, а также  свойствами мезги: площадью сечения  и длиной дренажных каналов, реологическими характеристиками, вязкостью сусла  и др. Для прессования стекшей  мезги наиболее приемлем способ прессования  в гидродинамических условиях в  режиме постоянно возрастающего  удельного давления. Сульфитация  мезги, обработка ее ферментными  препаратами, теплом, электрическим  током, предварительное подбраживание  мезги способствуют биологической  инактивации клеток ягод, нарушению  их структуры и ускоряют выделение  сусла при прессовании в 1,2—1,4 раза по сравнению с прессованием необработанной мезги. Прессование считается оптимальным при влажности отжатой выжимки 55—56%. Для извлечения оставшегося на гребнях сусла в результате их смачивания при использовании дробильно-гребнеотделяющих машин проводят прессование гребней. Гребни из дробилок-гребнеотделителей направляются транспортерами различных конструкций на непрерывнодействующие шнековые прессы. Средний выход гребневого сусла составляет 0,6— 1,0 дал/т гребней. Полученное сусло сбраживают, а виноматериалы используют в купажах отдельных типов вин с целью обогащения их фенольными веществами либо перегоняют на спирт-сырец.

 

 

На сегодняшний день шнековые прессы широко используются в пищевой  промышленности. Они предназначены  для отжима соки из ягод винограда, отжатия жома, используются в свеклосахарной промышленности для предварительного отжатия сырого жома и т.д.

В основном в промышленности используют несколько видов шнековых прессов: горизонтальный пресс, горизонтальный двухшнековый пресс, наклонный пресс  и вертикальный пресс.

В зависимости от вида деятельности предприятия (переработка первичного или вторичного сырья (жома)) используют тот или иной вид прессов .

Так, например, для получения  сока из ягод винограда удобно использовать горизонтальные шнековые прессы типа ВПНД-10 и ВПО-20А.

 

Пресс шнековый ВПО-20А относится  к прессам средней мощности и  предназначен для отжима сока из ягод винограда.

Применение данного пресса обусловлено региональными особенностями  в связи с затруднением поиска сырьевой базы.

Наряду с такими критериями оценки достоинств пресса, как качество вырабатываемой на нём продукции, простота обслуживания, важную роль играют и  технико-экономические показатели его работы: удельные энергозатраты  на отжимку, стоимость пресса, металлоемкость и т.п.

Несмотря на то, что в  настоящее время потребности  промышленности в прессах в основном удовлетворяются за счет выпуска  новых (современных), все же на предприятиях еще имеется некоторое количество ранее спроектированных прессов. Эти  пресса, хотя и уступают по некоторым  показателям современным образцам, часто имеют ряд преимуществ, которые делают вполне обоснованным и даже необходимым изучение прессов  данного типа, ибо при этом появляется возможность использовать при проектировании тот или иной удачный узел, заимствованный из старого пресса.

 

 

 

 

Технологический процесс происходит следующим образом. Отделённые от гребней виноградные ягоды, частично разрушенные в дробилках-гребнеотделителях, поступают в бункер пресса. Здесь масса (мезга) захватывается транспортирующим шнеком и подаётся к прессующему шнеку. На участке транспортирующего шнека сок (сусло)

Частично отделяется от мезги  и собирается. Этот сок наиболее качественный, так как содержит минимальное  количество взвешенных частиц.

На стыке шнеков масса  перемешивается, т.е. подвергается сдвиговым  деформациям, чем обеспечивается образование  хорошей дренажной системы каналов  в мезге для отвода сусла.

 Устройство  пресса

Шнековый  пресс ВПО- 20А предназначен для отжима сока из ягод винограда. Основа пресса - сварная из фасонного проката рама 1, на которой смонтирована основная корпусная деталь 13. Сверху к ней крепится бункер 14 для приема массы, а снизу - сборник 2 для сока (сусла) первой фракции. К фланцу основной корпусной детали крепится основной перфорированный барабан 19 с бандажными кольцами жесткости 18. Внутри барабана по его оси расположены два шнека: транспортирующий 3 и прессующий 16. Шнеки посажены на валу 26, причем прессующий шнек соединен с валом жестко и крутящий шнек посажен на валу свободно. Вал получает вращение от электродвигателя 8 через клиноременную передачу 10, стандартный зубчатый редуктор 7 и зубчатую пару 5. Транспортирующему шнеку вращение передается от того же привода через цепную передачу 12 с натяжной звездочкой 4. Основной вал установлен в подшипниках 6 и 11, корпуса которых прикреплены к раме. В конце основного перфорированного барабана расположен запорный конус 20, которым регулируют площадь кольцевого отверстия для выхода отпрессованной массы и, следовательно, влажность выжимок. Передвижение конуса вдоль оси обеспечивается гидроприводом, который состоит из насоса 23 и двух цилиндров 22. Масляный насос смонтирован на кронштейне 24, прикрепленном к раме. Между последним витком прессующего шнека и запорным конусом образуется камера максимального давления, внутри которой размещен малый перфорированный барабан 27 с крышкой 21 для санитарной обработки и штуцером 25 для отвода сусла.

Под основным перфорированным  барабаном расположен сборник 28 для  сусла второй и третьей фракции. Привод пресса закрыт кожухом 9, а основной перфорированный барабан - двухстворчатым кожухом 15. Частота вращения основного  вала с прессующим шнеком 20,5 об/мин, транспортирующего шнека 40,5 об/мин  в противоположную сторону, чем  обеспечиваются перемещение прессуемой массы и высокий выход сока.

 

1 - сварная  рама

2 - сборник  для сока (сусла) первой фракции

3- транспортирующий шнек

4 -натяжная звездочка

5- зубчатая пара 

6  – подшипник

7- стандартный зубчатый редуктор

8 – электродвигатель

9 -кожух

10- клиноременная передача

11 – подшипник

12 - цепная  передача

13- основная корпусная деталь

14- бункер  для приема массы

15- двухстворчатый кожух

16- прессующий шнек

18- бандажные кольца жесткости

19 - основной перфорированный барабан

20 - запорный конус

21- крышка

 

22- цилиндры

 23 - насос

24- кронштейн

25 – штуцер

26-вал

27 - малый перфорированный барабан

 

28 - сборник для сусла второй и третьей фракции

 

 

Машина для  измельчения плодов

Дробление винограда, процесс  разрушения клеточной структуры  ягод, обеспечивающий разрыв кожицы виноградных  ягод, высвобождение мякоти и выделение  сока. При этом сок слегка аэрируется и одновременно смешивается с  дрожжами, находящимися на поверхности  кожицы. Осуществляется в дробилках-гребнеотдетелях  разных типов.  Дробление винограда  характеризуется определенной работой, которая, согласно гипотезе П. А. Ребиндера, может быть представлена как сумма  работ, затрачиваемых на упругую  и пластическую деформацию тела (qAV) и на образование новой поверхности (<5AS): A = q AV+ ЗА S. В результате увеличения контакта между соком и твердыми частями ягоды увеличивается  растворимость фенольных соединений, ароматических и др. веществ в  сусле. Эффективность этого процесса прямо пропорциональна степени  дробления винограда, которая зависит  от технологических требований к  качеству сусла.

Дробление следует проводить  без растирания кожицы, раздавливания  семян или разрыва и кромсания  гребней, приводящих к обогащению сусла  обрывками растительной ткани, взвесями, коллоидными, фенольными и экстрактивными веществами, а следовательно, к снижению качества вина. Для выработки высококачественных белых столовых виноматериалов сусло должно быть малоокисленным с небольшим содержанием взвесей, дубильных веществ, общего и аминного азота. Из существующих типов дробилок таким условиям отвечают валковые дробилки-гребнеотделители. В центробежных дробилках-гребнеотделителях происходит более интенсивное измельчение винограда; полученное сусло содержит повышенное количество общего и аминного азота, фенольных веществ. Этот тип дробилок рекомендуют использовать для переработки красных сортов винограда с недостаточным технологическим запасом красящих и фенольных веществ, для выработки крепких и десертных вин. Столовые виноматериалы, полученные на центробежных дробилках, быстро окисляются вследствие сильной аэрации и повышения активности фермента а-дифенолоксидазы. Дробление винограда не производится в случае прессования целых гроздей винограда для приготовления шампанских виноматериалов, а также при углекислотной мацерации — сбраживании целого винограда.

 

Дробилка, машина для дробления  сырья. В виноделии применяется  для разрыва кожицы и разрушения ягод с целью интенсификации извлечения из них сока, отвечающего технологическим  требованиям для приготовления  определенного типа вина. Дробление  винограда осуществляется: сжатием  виноградной массы одноосными (щековыми) и трехосными (лопастными) дробилками; раздавливанием гроздей между валками (валковые дробилки); разбиванием гроздей  ударами их о неподвижную преграду или сочетанием ударного воздействия  на грозди с протиранием их по рабочим  поверхностям (ударные дробилки). В  ударных дробилках процесс разрушения ягод протекает одновременно с процессом  отделения их от гребней. Наибольшее распространение получили валковые дробилки, состоящие из двух или четырех цилиндрические валков одинакового диаметра, вращающихся попарно в противоположных направлениях с одной и той же частотой. В их конструкции предусмотрены механизм, позволяющий регулировать величину зазора между валками, и блокирующее устройство, исключающее возможность поломки машины при попадании на валки недробимого тела. В современных дробилках применяются профильные лопастные валки, рабочий процесс которых можно рассматривать как одноосное сжатие винограда с возможностью бокового расширения. Для уменьшения скорости относительного перемещения гроздей по поверхности валков в последних моделях отечественных дробилках (например, в Б2-ВДВ-100) профилю валков придают форму циклоиды. Валковая дробилка может применяться в качестве отдельной машины (стационарной или переносной) или входить в состав разнообразных по технологическому назначению агрегатов (например, дробилка-гребнеотделитель).

Дробилка-гребнеотделитель, агрегат, состоящий из дробилки и  гребнеотделителя; применяется для  дробления винограда.

Имеются дробилки-гребнеотделители, оснащенные устройствами для транспортирования  мезги. Наиболее распространены дробилки-гребнеотделители валковые и ударно-центробежные. Валковые дробилки-гребнеотделители лучше отвечают технологическим требованиям получения  высококачественного сусла; в России выпускаются ВДГ-10, Т1-ВДГ-20, Б2-ВДГ-30/50 производительностью от 10 до 50 т/ч.

Центробежные  дробилки-гребнеотделители типа   ЦДГ  бывают вертикальные и горизонтальные. Дробление винограда  в них осуществляется при помощи удара быстровращающегося ротора (до 500 об/мин). Использование этих дробилок-гребнеотделителей  дает более высокий выход сусла, повышенное содержание красящих и фенольных  в-в. Их целесообразно применять  при переработке красных сортов винограда. За рубежом применяются  и дробилки-гребнеотделители с „нижней” подачей винограда.

 

 

 

 

 

 

Описание дробилки-гребнеотделителя ВДГ-20

 

Имеет два восьмилопастных  валка, устанавливаемых с зазором 3-5 мм. Внешний вид изображён на рисунке 1

1, 3 - валки;

2 - бункер;

4 - цилиндр;

5 - вал; 

6 - бич; 

7 - лоток; 

8 - шнек;

9 – заслонка

Рисунок 1 - Общий вид валковой дробилки ВДГ-20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кинематическая схема  данной дробилки показана на рисунке 2.

Рисунок 2.- Кинематическая схема валковой дробилки ВДГ-20

Принцип работы валковой дробилки ВДГ-20

Виноград, загруженный в  бункер, попадает на валки, дробится и  затем проваливается вниз. При  этом заслонка находится в крайнем  левом положении. Дробленая масса  попадает в гребнеотделитель, где  происходит отделение гребней от ягод при помощи бичей, расположенных  на валу. Ягоды проваливаются через  отверстия цилиндра на шнек, который  через выходной патрубок выводит  их наружу, а гребни отводятся через  выходной лоток.

 

Обзор существующих конструкций

Также разработаны валковые дробилки серии ВДВ без гребнеотделителя производительностью 20 и 100 т/ч.

При работе без гребнеотделителя заслонка устанавливается в крайнем  правом положении, дробленая масса  непосредственно из-под валков проваливается  в нижнюю часть машины и шнеком выносится к выходному патрубку.

Все детали машины, соприкасающиеся  с суслом и мезгой, изготовлены  из коррозиестойких материалов.

Дробилка ВДВ состоит  из бункера, под которым расположены  четыре восьмилопастных валка, вращающихся  попарно навстречу друг другу. Загруженный  в бункер виноград раздавливается при  прохождении между валками и  поступает в приемное устройство (чаще всего в бункер стекателя, над  которым устанавливается дробилка).

На рисунке 3 показана кинематическая схема дробилки ВДГ-20

 

Рисунок 3- Кинематическая схема валковой дробилки ВДВ-20

 

Широкое применение в винодельческой промышленности нашли ударно-центробежные дробилки-гребнеотделители. В этих дробилках виноград разрушается при ударе по нему бичей гребнеотделяющего устройства и истирании его о стенки этого устройства. Окружная скорость вращения лопастей должна обеспечить разрушение ягоды в момент удара. Поэтому в таких машинах более высокие рабочие скорости, чем в гребнеотделителях валковых дробилок. Кроме того, особенность дробилок-гребнеотделителей такого типа состоит в совмещении дробления и гребнеотделения в одном рабочем органе. С технологической точки зрения, однако, применение высоких скоростей отрицательно сказывается на качестве сусла.