Опыт переработки груш и яблок в Свердловской селекционной станции садоводства

В условиях рыночной конкуренции необходимо создание новых и совершенствование существующих процессов и устройств, для эффективного производства высококачественных продовольственных продуктов и кормов из сырья растительного происхождения.

Большинство населения Свердловской области проживает в техногенных зонах вокруг крупных промышленных центров. Поэтому, главной задачей сельского хозяйства является выращивание сельскохозяйственных культур на экологически чистых землях и производства из них качественных полноценных продуктов питания.Особенно важно, чтобы в рационе питания населения Свердловской области, согласно принятым нормам, были фрукты и овощи, выращенные в фермерских хозяйствах и на приусадебных участках, от этого в первую очередь зависит здоровье каждого человека.

В Свердловской области находятся более 850 коллективных садов, где в среднем собирают до 80 тонн в год различных сортов фруктов и ягод. Однако в урожайные годы половина созревших плодов безвозвратно теряется, поскольку основная часть фруктов летних сортов обладает низкой лёжкостью, т.е. не подлежит длительному хранению.

Исследованиями научного сотрудника Свердловской селекционной станции садоводства Г.Н. Тарасовой [1] до каз ано , что лёжкость урожая групп различных сортов составляет от 2 до 7 дней, это показано в табл. 1. Поэтому переработка собранных высоковитаминных фруктов и ягод является актуальной проблемой для Свердловской области.

Таблица 1 - Лёжкость Уральских сортов груши

название сортоформ

средняя урожайность 2004-2007 гг.

ИПП, 19992007,

%

Характеристика плодов

ц/га

удельная кг/м3

оценка вкуса, балл

средняя масса, балл

лёжкость, дней

Поля (К)

262,4

2,0

32

3,5

70

5

Гвидон

344,6

1,7

48

4,1

130

12

Радужная

332,6

1,9

32

4,2

130

7

Талица

270,7

1,7

47

4,3

70

5

Заречная

250,4

1,6

85

4,1

110

7

Пингвин

186,4

0,8

65

4,2

100

2

Пермячка

147,6

0,7

93

4,2

150

10

Низкорослая

143,0

1,7

67

4,0

110

30

Добрянка

135,7

1,0

81

4,5

130

14

НСР0,05

21,02

         

Подробно изучив данную проблему в УрГСХА,+ был разработан и изготовлен опытный образец универсальной, механизированной установки для переработки плодов в фермерских, крестьянских и личных хозяйствах.

Механизированная установка состоит из серийного электро привода М-250 (УКМ-12), к которой добавлено съемное устройство для переработки плодов и ягод. Схема опытной установки показана на рис. 1.

Предложенное устройство, защищенное патентом РФ на изобретение и полезную модель [2, 3], работает по схеме "подающий шнек – измельчающий нож – решетка – прессующий шнек соковыжималки" или сокращенно "шнек – нож – решетка – шнек". Работа по этой схеме позволяет при переработке фруктов и ягод, последовательно и комплексно, не прерывая технологического процесса, проводить в первую очередь измельчение плодов (в том числе твердых сортов), а затем – отжим измельченного сырья прессующим шнеком. Это позволяет более рационально использовать и загружать электропривод, снижая энергозатраты.

Особенностью предложенного устройства является то, что после подающего шнека измельченное растительно е сырье тут же прессуется вторым конусным шнеком, при этом растительное сырье не успевает окислиться, тем самым повышается качество получаемого сока и сокращая время переработки.

На рис. 2 представлен общий вид базового универсального устройства для получения сока из ягод и фруктов твердых сортов.

В устройство входят следующие компоненты: цилиндрический подающий шнек 1, получающий вращение от электропривода. На выходном конце вала подающего шнека закреплен удлинитель 5, на котором установлен сменный нож 3 и противорежущая решетка 4. На конце удлинителя вала, выступающего из противорежущей решетки, крепится конусный шнек 6 соковыжималки. Цилиндрический подающий шнек с собранными деталями 3, 4, 5 установлен в корпусе 2 устройства. На прессующий шнек установлен корпус 9 соковыжималки, имеющий перфорацию или сменную фильтрующую сетку 7 и регулятор 8 для изменения степени отжима измельченного сырья и формирования его в виде жгутов для последующей сушки [4].

Большое основание конусного прессующего шнека выполнено в виде плоского ножа, прилегающего к решетке и очищающего ее от измельченного сырья в процессе работы. Корпус соковыжималки 9 закреплен к основному корпусу 2 накидной гайкой 10. Решетка фиксируется в корпусе при помощи паза и шпонки в верхней части корпуса.

Детали съемного прессующего устройства (опытного образец) изготовлены из нержавеющей стали, нейтральной к пищевым продуктам.

Поскольку плоды имеют разную плотность, то для оптимальной загрузки электропривода при переработке применяется частотный преобразователь для регулирования частоты вращения трехфазного асинхронного двигателя, который существенно улучшает его характеристики (табл.2). В результате чего частота вращения, применяемого электродвигателя мощностью до 1,1 кВт, регулируется в интервале 750…3500 об/мин [4].

Таблица 2 – Характеристика частотного преобразователя для трехфазного двигателя на 380 и 500 В.

двигате ль

сеть

преобразователь

Altivar

31

мощно сть, указанн ая на заводск ой таблич ке (1)

макс. линей

-ный ток

(2)

макс. лине й- ный ток к.з.

полн ая мощность

макс. перех од- ный ток

(3)

Номин аль- ный ток, IH

(1)

макс. перехо

дный ток (1)

(4)

мощность, рассе ива- емая при ном. нагру зке

№ по каталог у

о ∞ CQ

S

C

о о ID

S

C

кВт /

л.с

ɪ

ɪ

кА

кВА

А

А

А

Вт

ATV31

C037N4

0,37 /

0,5

2

İľ

7

5

^5^

10

Ī5-

2,3

32

ATV31

C055N4

0,55 /

2,

2,

5

ɪ

10

1,9

2,9

37

ATV31

0,75

8

2

           

C075N4

0,75 / 1

3,

6

2,

7

5

2,4

10

2,3

3,5

41

ATV31

C037N4

1,1 / 1,5

4,

9

3,

7

5

ɪ

10

3,0

4,5

48

ATV31

CU11N4

Для дальнейших исследований опытной установки по переработке плодов и ягод с директором Свердловской селекционной станции садоводства И.И. Богдановой и проректором по научной работе и инновациям УрГСХА Б.А. Ворониным был заключен договор о научном сотрудничестве. В соответствии с этим договором в течение 2008–2009 гг. проведены испытания механизированной установки по переработке плодов.

Переработка плодов, в частности груш и яблок, проводилась по мере созревания сортов, согласно агросрокам сбора. Исследованию подверглись восемь районированных сортов груш. Масса каждой партии при переработке составляла 2 кг. Это позволит обеспечить достоверность данных, которые будут получены в процессе исследований, с учетом технологических потерь и операций при взвешивании. Кроме этого, представляется возможность дополнительно оценить надежность работы, используемого оборудования при максимальной загрузке, с целью дальнейшей отработки комплекса механизированной переработки плодов и ягод в условиях личного и фермерского хозяйства.

Объектом исследований были плоды груш и яблок. Масса плодов груш составила от 17 г (Поля) до 166 г (Гвидон). Перед прессованием крупные груши резали на 2-6 частей с удалением черешка и камневидных включений (при наличии по сортам). Семенные камеры не удалялись.

В процессе переработки при прессовании соковыжималкой с измельчением в количественном выражении был получен выход сока с мякотью (у различных сортов груш зависит от сорта, времени сбора и срока хранения до переработки) в пределах от 61,5 до 86,6% от массы груш. Максимальный выход сока с мякотью получен у груш сорта Радужная (вариант №2) – 86,6%, минимальный – у груши сорта Чусовая (вариант №7) – 61,5%. Результаты переработки представлены в таблицах 3,4.

Таблица 3 – Результаты переработки груш с использованием соковыжималки с измельчением в 2008г

№ варианта

сорт груши

выход сока с мякотью, %

отжим (семян и кожицы)

1

Талица

82,2

147

2

Радужная

86,6

10,1

3

Заречная

79,1

17,9

4

Пингвин

72,8

23,4

5

Поля

84,8

11,9

6

Гвидон

82,0

14,9

7

Чусовая

61,7

35,5

8

Сентябрина

74,3

21,0

Таблица 4 – Результаты переработки яблок и груш с использованием

соковыжималки с измельчением в 2009г.

№ варианта

Сорт плодов

выход сока с мякотью, %

отжим (семян и кожицы)

1

Соковая (яблоня)

65

322

2

Экранное (яблоня)

65

32,2

3

Добрянка (груша)

80

176

4

Октябрина (груша)

80

176

5

Чусовая (груша)

82^85

122

6

Гвидон (груша)

85

11,9

Представленные результаты испытаний показывают, что предложенное устройство комплексной переработки груш и яблок технически осуществимо, и позволяет получить пищевые продукты с учетом сорта и качества плодов, расширяя тем самым ассортимент плодоовощной продукции, увеличив ее выход от 70 до 85%.

Установка, предназначенная для переработки плодов по безотходной технологии в фермерских, крестьянских и личных хозяйствах, имеет следующие технические характеристики:

  1. Производительность – 100 ÷ 250 кг/час
  2. Исполнение – настольное
  3. Номинальное напряжение трехфазного тока – 380 В
  4. Номинальная мощность двигателя – 1,5 кВт
  5. Частота вращения вала – 170 ÷ 330 об/мин
  6. Диаметр решеток – 82 мм
  7. Диаметр отверстий в корпусе прессующего устройства – 1,5 ÷ 2 мм
  8. Выход сока с мякотью при переработке груш – 70 ÷ 85%
  9. Габаритные размеры – 1000 × 320 × 475 мм
  10. Масса – 55 кг

Основными достоинствами установки являются повышенное сохранение витаминов и других питательных веществ в переработанных продуктах, как жидкой, так и твердой фракции, а также ее экономичность и экологичность.

На Свердловской селекционной станции садоводства выращиваютяблоки и груши на площади 18 Га, со средней урожайностью 100 ц/га. Из- за низкой лёжкости плодов груш и яблок (порядка от 2 до 7 дней), ежегодно теряется до 15 тонн урожая, что составляет в денежном выражении примерно 288000 руб. убытков. Этих потерь можно избежать, если обеспечить своевременную полную переработку плодов, и вместо убытков получить прибыль.

Поэтому применение универсальной механизированной установки по переработке фруктов будет экономически эффективно и иметь дальнейшие перспективы развития.

 

Литература

  1. Нагорских В.С., Швецов В.В., Нецветаев В.А., Кирсанов Ю.А. Механизация переработки овощей и фруктов в фермерских хозяйствах. Сборник статей Всероссийской научно -практической конференции "Коняевские чтения" ФГОУ ВПО УрГСХА. Екатеринбург, РФ, 2008. – С. 349-356.
  2. Патент РФ №72819 "Устройство для прессования сока из плодов" /А.Н.Семин, В.С.Нагорских, С.Б.Зырянов, В.В.Швецов, В.А.Нецветаев, Ю.А.Кирсанов, 2008.
  3. Патент РФ №2350230 "Устройство для прессования сока из цельных плодов и овощей" /А.Н.Семин, В.С.Нагорских, С.Б.Зырянов, В.В.Швецов, В.А.Нецветаев, Ю.А.Кирсанов, 2009.
  4. Калугин С.А. Доработка регулятора частоты вращения трехфазных асинхронных двигателей. – М.: Радио, ж.№3, 2002. – С. 189.
Год: 2012
Город: Костанай