Влияние параметров выделителя семян на качество переработки плодов тыквы

Бахчевые культуры является незаменимыми продуктами питания, непосредственно связанные с поддержанием здоровья, работоспособности и продолжительности жизни населения страны, так как обладают приятным вкусом и ароматом, легко усваиваются и являются богатейшим источником витаминов, природных антиоксидантов и биологически активных веществ, которых нет в других продуктах.

Благодаря своим биологическим ценностям плоды тыквы традиционно используются в качестве сырья для производства детского питания, соков, пюре, повидла и джемов.

Для обеспечения потребностей населения в продукции бахчевых культур необходимо использовать современные, безотходные, низкозатратные технологии и технические средства для их осуществления.

При переработке плодов тыквы наиболее сложной и трудоемкой операцией является выделение семян [1]. Для выполнения этой операции используются выделители семян, которые по принципу действия можно разделить на три группы: первую группу составляют выделители с разделением вороха на виброрешетном грохоте, вторая группа включает выделители с сепаратором роторного типа, технологический процесс которых заключается в просеивании измельченной массы через решетчатую поверхность вращающегося сепаратора и к третьей группе относятся выделители транспортерного типа с истирающими рабочими органами, которые выделяют семена из более крупных кусков плодов.

Рассмотренные конструктивно-технологические схемы выделителей семян из плодов тыквы обладают рядом недостатков (высокие потери семян, их травмирование и загрязненность, нерациональное использование мякоти), а следовательно не обеспечивают качественной и эффективной работы.

С нашей точки зрения наиболее полно технологическим требованиям соответствует выделитель семян, принцип действия которого заключается в вымывании семян из плодов тыквы, предварительно разрезанных на половинки [2].

Процесс выделения семян (рисунок 1) протекает следующим образом. Плоды, предназначенные для переработки, подаются в загрузочный бункер 1, выходя из которого плоды ориентируются биологической осью поперек дисковому ножу 2, который разрезает их на две половинки.

Направляющим приспособлением 3 половинки плодов ориентируется плоскостью разреза вниз и укладывается на нижний транспортер 4. Попадая в транспортные ячеи, половинки плодов надежно фиксируются на опорных прутках 5 и перемещаются за счет толкающего воздействия транспортирующих прутков 6. Верхний транспортер 7 за счет воздействия копирующих роликов 8 фиксирует на нижнем транспортере 4 сразу несколько половинок плодов независимо от их формы и размеров.

При движении каждой половинки по транспортеру 6 они проходят над щелевыми насадками 9, каждая из которых за счет давления от насосной станции 10 образует плоскую струю, взаимодействующую с плацентой плода и вымывающую семена, которые вместе с водой стекают в поддон 11 и оттуда направляются на дальнейшую мойку и сушку. Половинки плодов без семян, направляются на дальнейшую переработку.

Рисунок 1 Выделитель семян из плодов тыквы:

1 - загрузочный бункер; 2 - дисковый нож; 3 - направляющее приспособление, 4 - нижний транспортер; 5 - опорный пруток; 6 -транспортирующий пруток; 7 - верхний транспортер; 8 -копирующий ролик; 9 - щелевая насадка; 10 - насосная установка; 11 - поддон.

Для обеспечения высокого качества отделения семян были обоснованы параметры выделителя, непосредственно влияющие на процесс выделения семян из плодов: давление и скорость вымывающей струи.

Давление вымывающей струи, можно определить, если рассмотреть ее динамическое действие [3] на плацентарную мякоть плода. Выделение семян возможно, если сила активного давления струи Р ст будет больше усилия внедрения в мякоть семенного мешка Р вм :

Р ст > Р вм (1)

Разделив обе части этого неравенства на площадь поперечного сечения насадки ю получим:

^ст = Р^О — C°s«) ^Н (2)

Отсюда можно получить значение минимальной скорости струи υ min , обеспечивающее ее внедрение в мякоть семенного мешка:

^U min

ы

р ( 1 - NTs a )

Скорость вымывающей струи также можно определить из следующего выражения:

u = ф 2 gH,

где: φ – коэффициент скорости, равный 0,97...0,98; Н – напор у выходного отверстия насадки, м.

Приравняв правые части выражений (3) и (4) и выразив оттуда Н, получим:

И Н —

2 рф g (1 - Cos a )

Данное выражение определяет напор, необходимый для внедрения струи в мякоть семенного мешка.

На основании проведенных теоретических исследований и результатов исследований построены графические зависимости u — f ( ^ ) и to — f ( u ) , представленные на рисунке 2.

По этим графикам, в зависимости от прочностных свойств плода, выбирается скорость вымывающей струи, необходимая для выделения семян.

Далее рассчитывается требуемый расход воды, так как от этого параметра зависит вымывающее действие струи. В том случае, если вода, подаваемая насадкой, не будет успевать сливаться из полости плода, то будет происходить снижение вымывающего действия струи, что неблагоприятно отразится на полноте выделения семян [4].

Зная скорость и рассчитав расход воды, по графикам можно найти необходимую площадь поперечного сечения вымывающей насадки, при которой обеспечивается наибольшая полнота отделения семян.

и

Рисунок 2 Графические зависимости U — f ( ст )

ю — f (и)