способ и устройство для экстрагирования сока и волокон с соком из цитрусового фрукта и фильтр для использования в таком устройстве

Формула изобретения

1. Устройство для экстрагирования сока и волокон с соком из цитрусового фрукта, содержащее нижний чашеобразный элемент для опоры цельного цитрусового фрукта и расположенный по вертикали над нижним верхний чашеобразный элемент, установленные с возможностью смещения друг относительно друга по вертикали для сдавливания цельного цитрусового фрукта между ними, верхний режущий элемент для вырезания цилиндрического куска в цитрусовом фрукте для обеспечения отделения кожуры от сока и волокон с соком, нижний режущий элемент для вырезания цилиндрического куска в цитрусовом фрукте для обеспечения выхода сока и волокон с соком через него, удлиненный трубчатый фильтр, установленный в вертикальном положении под нижним чашеобразным элементом и нижним режущим элементом, при этом трубчатый фильтр выполнен с множеством проходящих в окружном направлении прорезей, по меньшей мере, на части его длины с образованием сплошной зоны и открытой зоны, и трубчатый поршень, установленный с возможностью смещения в трубчатом фильтре для выдавливания сока и волокон с соком наружу через прорези в трубчатом фильтре в отдельный резервуар.

2. Устройство для экстрагирования по п.1, отличающееся тем, что отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 4:1 до приблизительно 1:4.

3. Устройство для экстрагирования по п.1, отличающееся тем, что отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:2.

4. Устройство для экстрагирования по п.1, отличающееся тем, что отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет приблизительно 1:1.

5. Устройство для экстрагирования по п.1, отличающееся тем, что каждый участок с прорезями имеет открытую область, соединенную с, по меньшей мере, одной ориентированной в осевом направлении площадкой.

6. Устройство для экстрагирования по п.5, отличающееся тем, что ориентированная в осевом направлении площадка между участками с прорезями выровнена с остальными ориентированными в осевом направлении площадками между участками с прорезями для образования, по меньшей мере, одного расположенного в осевом направлении хребтообразного участка.

7. Устройство для экстрагирования по п.5, отличающееся тем, что ориентированные в осевом направлении площадки между соседними участками с прорезями смещены друг относительно друга.

8. Устройство для экстрагирования по п.1, отличающееся тем, что прорези в трубчатом фильтре имеют одинаковую ширину и расположены на одинаковых расстояниях друг относительно друга.

9. Устройство для экстрагирования по п.8, отличающееся тем, что ширина прорезей в трубчатом фильтре составляет от приблизительно 0,5 до 3,0 мм.

10. Устройство для экстрагирования по п.1, отличающееся тем, что ширина прорезей в фильтре варьируется.

11. Устройство для экстрагирования по п.10, отличающееся тем, что ширина прорезей в трубчатом фильтре варьируется от приблизительно 0,5 до 3,0 мм.

12. Фильтр для использования в устройстве для экстрагирования сока и волокон с соком из цитрусового фрукта, представляющий собой удлиненный трубчатый элемент, выполненный с множеством проходящих в окружном направлении прорезей, по меньшей мере, на части его длины для образования сплошной зоны и открытой зоны, при этом отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:2, и фильтр выполнен с возможностью его вертикальной установки в устройстве для экстрагирования.

13. Фильтр по п.12, отличающийся тем, что каждый участок с прорезями имеет открытую область, соединенную с, по меньшей мере, одной ориентированной в осевом направлении площадкой, при этом каждая ориентированная в осевом направлении площадка между участками с прорезями выровнена с соседней ориентированной в осевом направлении площадкой между участками с прорезями для образования, по меньшей мере, одного расположенного в осевом направлении хребтообразного участка.

14. Фильтр по п.13, отличающийся тем, что прорези имеют одинаковую ширину, составляющую от приблизительно 0,5 до 3,0 мм.

15. Способ экстрагирования сока из цитрусового фрукта, при котором подают цельный цитрусовый фрукт на нижний чашеобразный элемент устройства,

сжимают его между верхним и нижним чашеобразными элементами, отделяют кожуру,

принудительно направляют внутреннюю часть фрукта в трубчатый фильтр, представляющий собой вертикально расположенный трубчатый элемент, имеющий множество проходящих в окружном направлении прорезей, по меньшей мере, на части его длины для образования сплошной зоны и открытой зоны с отношением площади сплошной зоны к площади открытой зоны приблизительно 4:1 до приблизительно 1:4, и

выдавливают сок и волокна с соком через проходящие в окружном направлении прорези трубчатого элемента фильтра в резервуар для сбора сока.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют фильтр, каждый участок с прорезями которого имеет открытую область, соединенную с, по меньшей мере, одной ориентированной в осевом направлении площадкой, при этом ориентированные в осевом направлении площадки между соседними участками с прорезями выровнены для образования, по меньшей мере, одного расположенного в осевом направлении, хребтообразного участка.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что используют фильтр, выполненный с прорезями одинаковой ширины, составляющей от приблизительно 0,5 до 3,0 мм, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют фильтр, имеющий отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны приблизительно от 2:1 до 1:2.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству для экстрагирования соков из цитрусовых и более точно к устройству для экстрагирования соков из цитрусовых, которое позволяет получить готовый сок с большим количеством мякоти.

Сок из цитрусовых фруктов в течение долгого времени является популярным напитком благодаря его вкусу, а также его питательным и способствующим укреплению здоровья свойствам.

В имеющихся в настоящее время и выпускаемых в промышленных масштабах машинах для экстрагирования соков из цитрусовых цитрусовые фрукты помещают по одному за раз между группой двух расположенных напротив друг друга чашеобразных элементов, которые смещаются в направлении друг к другу. В цедре или кожуре каждого цитрусового фрукта прорезают отверстие, и когда чашеобразные элементы совмещаются для отжатия фрукта, внутренних компонентов фрукта, включая сок, мякоть (или волокна) с соком и семена, а также вырезанная часть кожуры выдавливаются через отверстие, прорезанное во фрукте, и поступают в трубчатый фильтр. После этого сок и некоторая часть мякоти выдавливаются наружу через трубчатый фильтр и собираются в резервуаре, в то время как ненужные семена и кожура остаются в трубчатом фильтре и впоследствии выбрасываются. См., в частности, патенты США No. 5996485 и 5655441, в которых раскрыты две различные конструкции устройств для экстрагирования соков и которые включены в данный материал в качестве ссылки.

Со временем было установлено, что многие люди предпочитают вкус сока с неповрежденными клетками мякоти или волокнами с соком. Полагают, что в таких устройствах для экстрагирования, как описаны в указанных выше патентах, трубчатые фильтры имеют такую конфигурацию и/или ориентированы таким образом, чтобы ограничить поток неповрежденных волокон с соком через них, что иногда приводит к потере ценной мякоти, попадающей в потоки отходов или менее желательных побочных продуктов. Ограничение потока, которое может быть отличительным признаком известных устройств для экстрагирования, также может приводить к тому, что значительное число волокон с соком будет разрезано или повреждено иным образом при проходе через трубчатый фильтр. Кроме того, когда нужно получить сок с бóльшим количеством мякоти, следует избегать поступления излишней мякоти в основной поток сока, проходящий через трубчатый фильтр.

Соответственно основной целью настоящего изобретения является создание устройства для экстрагирования соков, которое обеспечивает получение более вкусного сока с бóльшим количеством мякоти.

Более конкретно, цель настоящего изобретения заключается в создании устройства для экстрагирования соков, которое содержит усовершенствованный узел, включающий в себя трубчатый фильтр, который обеспечивает возможность прохода большего количества высококачественной мякоти через него при одновременном ограничении прохода нежелательных частей из внутренней части фрукта в поток сока.

Еще одна цель данного изобретения состоит в создании усовершенствованного устройства для экстрагирования соков из цитрусовых и способа, которые позволяют получить сок с мякотью, удовлетворяющий заданным характеристикам, получаемым при анализе консистенции сока с мякотью, при одновременном уменьшении повреждения мякоти и повышении эффективности экстрагирования мякоти и выхода высококачественной мякоти.

Упомянутые цели, а также другие цели, которые станут очевидными при рассмотрении нижеприведенного подробного описания и сопровождающих чертежей, достигаются с помощью устройства для экстрагирования сока и волокон с соком из цитрусового фрукта, содержащего нижний чашеобразный элемент для опоры цельного цитрусового фрукта и расположенный по вертикали над нижним верхний чашеобразный элемент, установленные с возможностью смещения друг относительно друга по вертикали для сдавливания цельного цитрусового фрукта между ними, верхний режущий элемент для вырезания цилиндрического куска в цитрусовом фрукте для обеспечения отделения кожуры от сока и волокон с соком, нижний режущий элемент для вырезания цилиндрического куска в цитрусовом фрукте для обеспечения выхода сока и волокон с соком через него, удлиненный трубчатый фильтр, установленный в вертикальном положении под нижним чашеобразным элементом и нижним режущим элементом, при этом трубчатый фильтр выполнен с множеством проходящих в окружном направлении прорезей, по меньшей мере, на части его длины с образованием сплошной зоны и открытой зоны, и трубчатый поршень, установленный с возможностью смещения в трубчатом фильтре для выдавливания сока и волокон с соком наружу через прорези в трубчатом фильтре в отдельный резервуар.

Предпочтительно отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 4:1 до приблизительно 1:4, более предпочтительно отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:2 и наиболее предпочтительно отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет приблизительно 1:1.

Предпочтительно каждый участок с прорезями имеет открытую область, соединенную с, по меньшей мере, одной ориентированной в осевом направлении площадкой.

Предпочтительно каждая ориентированная в осевом направлении площадка между участками с прорезями выровнена с остальными ориентированными в осевом направлении площадками между участками с прорезями для образования, по меньшей мере, одного расположенного в осевом направлении хребтообразного участка.

Предпочтительно ориентированные в осевом направлении площадки между соседними участками с прорезями смещены друг относительно друга.

Предпочтительно прорези в трубчатом фильтре имеют одинаковую ширину и расположены на одинаковых расстояниях друг относительно друга.

Предпочтительно ширина прорезей в трубчатом фильтре составляет от приблизительно 0,5 до 3,0 миллиметров.

Предпочтительно ширина прорезей в фильтре варьируется и варьируется от приблизительно 0,5 до 3,0 миллиметров.

Цели изобретения также достигаются за счет создания фильтра для использования в устройстве для экстрагирования сока и волокон с соком из цитрусового фрукта, содержащего удлиненный трубчатый элемент, выполненный с множеством проходящих в окружном направлении прорезей по, по меньшей мере, части его длины для образования сплошной зоны и открытой зоны, при этом отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:2, и фильтр выполнен с возможностью его вертикальной установки в устройстве для экстрагирования.

Предпочтительно каждый участок с прорезями имеет открытую область, соединенную с, по меньшей мере, одной ориентированной в осевом направлении площадкой, при этом каждая ориентированная в осевом направлении площадка между участками с прорезями выровнена с соседней ориентированной в осевом направлении площадкой между участками с прорезями для образования, по меньшей мере, одного расположенного в осевом направлении хребтообразного участка.

Предпочтительно прорези имеют одинаковую ширину, составляющую от приблизительно 0,5 до 3,0 миллиметров.

Кроме того, цели настоящего изобретения достигаются за счет создания способа экстрагирования сока из цитрусового фрукта, при котором подают цельный цитрусовый фрукт на нижний чашеобразный элемент устройства, сжимают его между верхним и нижним чашеобразными элементами, отделяют кожуру, принудительно направляют внутреннюю часть фрукта в трубчатый фильтр, представляющий собой вертикально расположенный трубчатый элемент, имеющий множество проходящих в окружном направлении прорезей по меньшей мере на части его длины для образования сплошной зоны и открытой зоны с отношением площади сплошной зоны к площади открытой зоны приблизительно 4:1 до приблизительно 1:4, и выдавливают сок и волокна с соком через проходящие в окружном направлении прорези трубчатого элемента фильтра в резервуар для сбора сока.

Предпочтительно используют фильтр, каждый участок с прорезями которого имеет открытую область, соединенную с, по меньшей мере, одной ориентированной в осевом направлении площадкой, при этом ориентированные в осевом направлении площадки между соседними участками с прорезями выровнены для образования, по меньшей мере, одного расположенного в осевом направлении, хребтообразного участка.

Предпочтительно используют фильтр, выполненный с прорезями одинаковой ширины, составляющей от приблизительно 0,5 до 3,0 миллиметров, которые расположены на одинаковом расстоянии друг от друга.

Предпочтительно используют фильтр, имеющий отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны приблизительно от 2:1 до 1:2.

Далее изобретение будет пояснено более подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых

Фиг.1 - вид в перспективе автоматизированного устройства для экстрагирования соков, в которой может быть использовано настоящее изобретение.

Фиг.2 - выполненный частично в разрезе, местный продольный вид отдельного устройства для экстрагирования сока, в котором реализовано настоящее изобретение.

Фиг.3 - вид, аналогичный фиг.2 и показывающий внутренние части цитрусового фрукта, выдавливаемые через трубчатый фильтр в резервуар.

Фиг.4 - увеличенный вид в перспективе трубчатого фильтра согласно настоящему изобретению, показывающий также альтернативное расположение прорезей.

Фиг.5 - вид в перспективе другого варианта конструкции трубчатого фильтра.

На фиг.1 показана установка для экстрагирования соков, обозначенная в целом ссылочной позицией 10, образованная из пяти отдельных устройств 12 для экстрагирования, каждое из которых имеет верхний чашеобразный элемент 14 и нижний чашеобразный элемент 16, установленные вместе на общей раме 18.

Перед размещением цитрусового фрукта в отдельном устройстве 12 для экстрагирования его выгружают или вручную, или иным образом в бункер, откуда он перемещается в процессе выполнения мойки, как правило, через ряд щеток, где фрукты подвергаются не вызывающей повреждений чистке щетками для удаления защитных масел, земли, плесени и пыли. После этого фрукты, как правило, выгружают на роликовую сортировочную машину, где рабочие или автоматические сортировочные устройства выполняют отбор фруктов для удаления раздавленных кусков, листьев и других нежелательных материалов из потока подаваемых фруктов. После этого фрукты, как правило, перемещают на роликовый конвейер для сортировки по размерам с целью разделения фруктов по размерам, соответствующим диапазону размеров верхних и нижних чашеобразных элементов отдельных устройств для экстрагирования, для обеспечения максимальной производительности и наивысшего качества. После этого фрукты перемещают в соответствующую установку 10 для экстрагирования, такую как показанная на фиг.1, где цельные фрукты скатываются вниз по лоткам 20, так что каждый цельный фрукт будет находиться в нижнем чашеобразном элементе каждого из отдельных устройств 12 для экстрагирования.

На фиг.2 и 3 показано отдельное устройство 12 для экстрагирования с верхним 14 и нижним 16 чашеобразными элементами. Верхний чашеобразный элемент 14 закреплен на поперечине 22, которая перемещается в фиксированном направлении вверх и вниз посредством кулачкового привода (непоказанного), имеющегося в верхней части установки 10 для экстрагирования. Нижний чашеобразный элемент 16 установлен неподвижно и прикреплен к раме 18.

Как показано, верхний и нижний чашеобразные элементы 14, 16 выполнены в виде сцепляющихся друг с другом чашеобразных элементов, имеющих пальцы, которые зацепляются, когда верхний чашеобразный элемент смещается в нижний чашеобразный элемент. Система с кулачковым приводом обеспечивает вдавливание верхнего чашеобразного элемента 14 в нижний чашеобразный элемент 16 и прижатие фрукта к круглому трубчатому режущему элементу 24, расположенному у основания нижнего чашеобразного элемента 16 и сверху над удлиненным трубчатым фильтром 26, или фильтром для предварительной обработки. Режущий элемент 24 вырезает цилиндрический кусок в нижней части фрукта 28 для обеспечения возможности попадания внутренних частей фрукта во внутреннее пространство трубчатого фильтра 26.

Верхний режущий элемент 30 взаимодействует с верхним чашеобразным элементом 14 и вырезает цилиндрическую часть в верхней части фрукта для отделения кожуры от внутренних частей фрукта 28 при сдавливании фрукта 28 между верхним и нижним чашеобразными элементами 14, 16. Внутренняя часть фрукта 28 принудительно подается вниз в трубчатый фильтр 26 (фиг.3), и трубчатый поршень (непоказанный), входящий во внутреннее пространство трубчатого фильтра 26, смещается вверх для выдавливания внутренних частей фрукта 28, которые имеют соответствующие размеры, через трубчатый фильтр и в коллектор или резервуар 32 для сока, где скапливается сок 34. Кожура выходит между верхним чашеобразным элементом и верхним режущим элементом.

В соответствии с изобретением было установлено, что как конфигурация, так и расположение трубчатого фильтра 26 влияют на качество сока и мякоти в соке, экстрагированном из фрукта. В частности, было установлено, что расположенный по вертикали, трубчатый фильтр 26, имеющий множество проходящих в окружном направлении прорезей по его рабочему участку, обеспечивает получение сока и в особенности мякоти в соке, имеющие предпочтительные характеристики по консистенции. Предполагается, что это происходит вследствие того, что комбинация проходящих в окружном направлении прорезей и вертикального расположения трубчатого фильтра приводит к увеличенным объемам отделяемой мякоти и меньшему повреждению мякоти при ее проходе через трубчатый фильтр 26.

При более подробном рассмотрении трубчатого фильтра (см. фиг.4) видно, что он имеет рабочий участок 36, на котором расположены проходящие в окружном направлении прорези. Рабочий участок 36 имеет как сплошную зону, так и открытую зону. Отношение площади сплошной зоны к площади открытой зоны составляет от приблизительно 1:4 до приблизительно 4:1, более предпочтительно отношение составляет от приблизительно 2:1 до приблизительно 1:2. Наиболее предпочтительно, если отношение составляет приблизительно 1:1.

В показанных вариантах выполнения открытая зона выполнена в виде проходящих в окружном направлении прорезей 38, а сплошная зона выполнена в виде металлических или полимерных площадок между прорезями, как проходящих в окружном направлении площадок 40 между прорезями, так и ориентированных в осевом направлении площадок 42 между участками с прорезями. Ориентированные в осевом направлении площадки 42 обеспечивают конструктивную опору. Каждая расположенная в осевом направлении площадка 42 может быть выровнена в осевом направлении с соседними ориентированными в осевом направлении площадками для образования хребтообразного участка 44, такого как в верхней части рабочего участка 36. Площадки могут быть расположены и со смещением, что предпочтительно для уменьшения препятствий для прохода мякоти сока через участки с прорезями, проходящими в окружном направлении. Одно такое возможное расположение со смещением показано в нижней части рабочего участка на фиг.4. Также может оказаться предпочтительным объединить конструктивный элемент в виде хребтообразного участка с конструкцией со смещением, при этом одна из возможных подобных комбинаций показана на фиг.4.

На фиг.4 показан вариант выполнения трубчатого фильтра 26. Трубчатый фильтр 26 имеет множество проходящих в окружном направлении прорезей 38 на его рабочем участке 36. Как показано, ширина прорезей 38 является одинаковой, и прорези расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом прорези разделены проходящими между ними в окружном направлении площадками 40 на рабочем участке 36 трубчатого фильтра 26. На практике ширина прорезей предпочтительно составляет от приблизительно 0,5 до 3,0 миллиметров, и ширина проходящих в окружном направлении площадок предпочтительно составляет от приблизительно 0,5 до приблизительно 3,0 миллиметров. Значения ширины прорезей и значения ширины площадок могут изменяться по длине рабочего участка.

На фиг.5 показан другой вариант выполнения трубчатого фильтра 26а согласно настоящему изобретению. В трубчатом фильтре 2ба на фиг.5 ширина прорезей варьируется. В частности, прорези имеют два различных значения ширины, при этом прорези с разной шириной чередуются. В данном случае значения ширины прорезей составляют от 0,5 до 3,0 миллиметров. В данном показанном варианте выполнения прорези расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом ширина прорезей 46 составляет 1 миллиметр, а ширина прорезей 48 составляет 2 миллиметра. Стандартное расстояние между прорезями может составлять от 0,5 миллиметра до 3,0 миллиметров. Могут быть предусмотрены хребтообразные участки 50, как показано, или они могут быть заменены конфигурациями со смещенными площадками.

Таким образом, было создано устройство для экстрагирования соков, отвечающее целям описанного выше изобретения. Несмотря на то, что изобретение было описано на определенных предпочтительных вариантах выполнения, оно не ограничивается данными вариантами его выполнения. Напротив, объем изобретения определяется приложенной формулой изобретения.