Извличане на сок без пулпа чрез пресоване
Пресоването е основният метод за извличане на плодови сокове в индустриални условия.
При натискане пулпата се подлага на постепенно нарастващ натиск, което води до отделяне на сок. След пресоването остават отпадъци - джибри, представляващи маса от плодова каша, която е почти суха на пипане. За изстискване на сок се използват преси с различни конструкции.
При кошни преси пулпата се приема от дървен решетъчен кош, монтиран на кръгла платформа, с отвод за изцедения сок. Кошът, разглобяем, се състои от две половини, закрепени с халки. Височината на коша е от 0,6 до 1 м. Пулпата се зарежда директно в коша. Първоначалната височина на слоя пулп е от 40 до 80 см. Заредената в кошницата пулпа се покрива отгоре с дъски. След това притискащата гайка се спуска, като първо се завърта свободно по винта и след това се движи с лост. Налягането върху пресованата целулоза в такава преса е около 392 kN / m 2 (4 atm). При пресите с кошници на някои конструкции налягането се генерира от механично или хидравлично задвижване.
В pakpresses целулозата е увита в салфетки, изработени от здрава рядка тъкан под формата на торбички. За салфетки се използва памучен плат, както и найлон или найлон. За сглобяване на пакети и подаването им под пресоващия механизъм се използва пакетна рамка. Между салфетките се поставят дървени дренажни решетки. Височината на слоя пулп в една торба е 4-8 см. Налягането в пресата за торби се създава от хидравлична помпа, задвижвана от задвижване, която изпомпва работната течност (масло или вода) в цилиндъра на пресата. Налягането се прехвърля към бутало, което действа върху притискащата плоча. За постепенно увеличаване на налягането хидравличните преси са оборудвани с две бутала: ниско и високо налягане. Първоот тях създава налягане в диапазона от 4,9-5,8 MN / m 2 (50-60 atm), вторият - 19,6-24,5 Mn / m 2 (200-250 atm). Налягането върху пресованата целулоза е 0,8-1,2 MN/m 2 (9-12 atm).
Подготовката на целулоза за еднократно зареждане на партидна рамка или кошница отнема много време. За да се ускори подготовката на пресата за работа, тя е оборудвана с две колички или една количка с два приемника за целулоза. Количките с торби или кошници за целулоза се подават последователно по релсовия път под пресоващата плоча. Докато едната количка се разтоварва от джибрите и се товари с прясна каша, втората изстисква сока.
Има проекти на преси с три стекови рамки, монтирани на въртележка. Докато една от рамките е под налягане, а другата е разтоварена от кюспето, третата е заредена с пулп. При завъртане на въртележката около оста следващата пакетна рамка се подава под притискащия механизъм.
Пресата за горно налягане с две колички работи по следния начин. Количката, натоварена с целулоза, се подава под платформата на пресата. След това затворете вентила на байпасната тръба на помпата. Байпасната тръба свързва линията за налягане директно към резервоара за течност под налягане, заобикаляйки помпата. Включвайки буталото с ниско налягане, платформата за пресоване постепенно се спуска върху повърхността на пулпата.
В началото на пресоването се отделя голямо количество сок, обемът на пулпата започва значително да намалява и налягането може бързо да спадне. Налягането трябва да се поддържа и да се увеличава, когато потокът от сок намалява. Когато налягането достигне 4,9 MN / m 2 (50 atm), помпата превключва към второто бутало, което постепенно увеличава налягането до 49,6-24,5 Mn / m 2 (200-250 atm).
След спиране на отделянето на сок отворете спирателния вентил, изпуснете работната течност в резервоара и когато налягането паднедо нула, с помощта на противотежест, платформата за пресоване се повдига в горно крайно положение. След това втората количка се поставя под платформата, подготвена по време на пресоването на първата количка, и цикълът на пресоване се повтаря.
Обработената целулоза се изгребва за повторно пресоване (кошникова преса) или се разтоварва (пакетна преса).
Хоризонталната кошна преса тип "Кооперативна" представлява дървен барабан, по чиято ос минава винт. В краищата на винта има два диска. Пулпът се зарежда в барабана и задвижването се включва. Когато барабанът се върти, един от дисковете се движи по протежение на винта, компресирайки пулпата. След това барабанът се завърта в обратна посока, връщайки диска в първоначалното му положение. В същото време пулпата се разхлабва от вериги, прикрепени към дисковете. След разхлабване пресоването се повтаря. Налягането върху целулозата в този случай е 392 kN / m 2 (4 atm). За да се увеличи добивът на сок в края на пресоването, се включва хидравлично задвижване, което задвижва втория диск, повишавайки налягането върху пулпата до 1,17 MN / m 2 (12 atm).
Пневматичната преса GPPD-1.7 се състои от хоризонтален прорезен барабан за целулоза. Вътре в барабана има торба, изработена от плътна хранителна гума. Пулпата се зарежда в барабана и се върти, което осигурява равномерно разпределение на пулпата по повърхността на барабана и допринася за разделянето на гравитацията. След това в торбата се подава сгъстен въздух под налягане 0,49-0,58 MN/m 2 (5-6 atm). Торбата се надува и изстисква сока. За да се увеличи добивът на сок, пулпата се разхлабва. За да направите това, налягането в торбата се намалява и пулпата се разклаща поради непрекъснатото въртене на барабана. Пресоването се извършва на няколко етапа.
Пресите на разглежданите конструкции осигуряват производството на висококачествен сок, но са устройства за периодичностдействия и следователно имат относително ниска производителност.
За производството на гроздов сок понякога се използват непрекъснати винтови преси.
Пресата тип P-41 се състои от винт, въртящ се в хоризонтален мрежест цилиндър. В края на цилиндъра има врата, оборудвана с лост с товар. Гроздовата каша се премества през цилиндъра от шнек. Тъй като изходът е затворен с врата, пулпата се натрупва в цилиндъра. Това увеличава налягането, сокът се изцежда и изтича в обвивката. Когато налягането достигне определена граница, вратата автоматично се отваря и част от отпадъците се разтоварват, след което под действието на товара вратата се връща на мястото си. При този тип преса пулпата се смила, а сокът е много мътен, трудно се избистря и филтрира. Този сок дава значителна утайка. Тези преси, използвани във винопроизводството, не се използват за производство на натурални сокове.
Шнекова преса тип PND-5, използвана за производство на гроздов сок, се състои от хоризонтален перфориран цилиндър, вътре в който са разположени два шнека, бавно (4,75 оборота в минута), въртящи се около оста си. Винтовете са разположени на една и съща ос и се въртят в различни посоки. Посоката на завоите в винтовете е противоположна. Първата петна служи за отделяне на гравитацията, втората - изстисква сока. При преминаване от един винт към друг пулпата се разхлабва.
Винтовете са с променлива, постепенно намаляваща стъпка и нарастващ диаметър на шийката. Поради това, докато пулпата се движи, тя е подложена на нарастващ натиск. Кюспето напуска цилиндъра през пръстеновидната междина между рамката и конуса, което регулира размера на изхода и, следователно, степента на извличане на сок.
Винтовата преса ви позволява да получите много висок добив на гроздов сок - 83-85%, инякои данни - до 90% от масата на пресована целулоза. Въпреки това, този сок съдържа значително повече суспендирани твърди вещества от сока, получен от периодични преси.
Сокът, изцеден в шнековата преса, може да бъде разделен на три фракции - гравитачен поток, сок, пресован от шнека, и сок, изцеден от отвора за изпускане на пулпа. При преминаване от първата фракция на сока към третата, количеството на съдържащите се в нея суспендирани частици се увеличава. Сокът от първите две фракции по химичен състав и вкус е близък до сока, получен на периодични преси.
Сокът от третата фракция е по-богат на танини и багрила от сока от другите две фракции. Процентното разпределение на сока по фракции до голяма степен зависи от регулирането на пресата.
Сокът от първата и втората фракция не се разделя, а се консервира заедно. Сокът от третата фракция, който има повишена мътност, се използва за производство на виноматериали.
Добивът на сок по време на пресоване зависи от качеството (сочността) на суровината, метода на нейната предварителна обработка, структурата и консистенцията на пулпата, височината на пулповия слой по време на пресоването. Големината на налягането по време на пресоването и особено интензивността на увеличаване на налягането също са от известно значение.
Основната функция на пресата е не да извлича сока от клетките, а да го отделя от пулпата, след като е бил освободен в процеса на предварителна обработка.
Твърде бързото повишаване на налягането намалява напречното сечение на капилярите в пулпата, през които тече сокът, и понякога води до тяхното запушване. В резултат на това потокът от сок се забавя и може да спре напълно.
Високо налягане трябва да се прилага само в самия край на пресоването, за да се извлече сокът, който е в дебелината на пулпата. Следователно хидравличните преси дават малко повечесок изход от винт.
Пакпресите са по-добри от пресите с кошници, тъй като височината на слоя пулп в тях е около 10 пъти по-малка и следователно има по-малка вероятност от запушване на капиляри, което намалява количеството сок, оставащ в пулпата. В пресата сокът изминава сравнително кратък път до най-близката дренажна решетка и следователно изтича лесно. При използване на кошничкова преса за по-пълно изцеждане на сока е необходимо да се приложи двойно пресоване, като между тях се изгребва пулпата. В пакетпреса е достатъчно да натиснете 1 път.
Шнековите преси с непрекъснато действие имат висока производителност, лесни са за поддръжка и осигуряват висок добив на сок. Те обаче смилат пулпата, което причинява повишена мътност на сока.
Структурата на пулпата и нейната консистенция влияят върху добива на сок по време на екстракцията.
Пулпата, добре подготвена за пресоване, има гъбеста структура със скелет, образуван от твърди клетъчни стени. Кривовидните канали на този скелет са пълни с клетъчен сок. При изстискване на такава гъба нейният скелет се деформира, но не се разрушава. Клетъчният сок, на който е дадена определена скорост по време на компресията, изтича през каналите, лесно се отделя от скелета.
Ако пулпата е лошо подготвена за пресоване, например варена, тогава нейният скелет омекотява и гъбестостта на структурата се губи. Когато се компресира в преса, такава каша образува непрекъсната маса, в която няма канали за изтичане на сока.
Добивът на сок зависи главно от съдържанието му в суровината, от степента на разрушаване на протоплазмата в процеса на предварителната обработка на суровината и от структурата на пулпата.
Някои видове суровини, като гроздето, още преди пресоването отделят големи количества сок (гравитационен поток), изтичащ спонтанно без натиск върху пулпата. Преса пропускателна способностможе да се подобри чрез отделяне на свободно течащ сок.
Бързо отделяне от пулпата на по-голямата част от сока може да се извърши на филтърна центрофуга. Състои се от мрежест цилиндър (ротор), въртящ се около оста си. Пулпата, заредена в центрофугата, се изхвърля от центробежна сила към перфорираните стени на ротора. В този случай сокът преминава през отворите в стените, а джибрите остават в ротора, откъдето непрекъснато или периодично се отстраняват.
При центрофугиране сокът се отделя много по-бързо, отколкото при насипно изтичане в преса или на перфорирана ситопоилка.
По този начин скоростта на отделяне на сок по време на центрофугиране зависи главно от броя на оборотите на ротора на центрофугата и отчасти от размера на неговия диаметър.
Проучванията показват, че скоростта на извличане на сок от гроздова каша по време на центрофугиране е приблизително 10 пъти по-голяма, отколкото при пресоване. Центрофугирането за 4-5 минути ви позволява да извлечете по-голямата част от сока - 75-80% от общия добив (или 59-64% по отношение на масата на заредената каша). По-продължителното центрофугиране не дава забележим ефект.
По този начин е препоръчително да се извлече сок от каша, богата на гравитационна мъст (грозде, череша), като се използва методът центрофуга-преса в две стъпки: бързо предварително отделяне на по-голямата част от сока в центрофуга и окончателно извличане на останалия сок в преси. В същото време производителността на пресовата инсталация се увеличава 2-3 пъти.