В последние годы в нашей стране появляются новые возможности для развития отрасли переработки сельскохозяйственного сырья и предприятий пищевой промышленности. Возникающие ограничения на импорт сырья и готовой продукции из Европейских стран и Соединенных штатов содействуют усилению внутреннего производства. Российская Федерация сегодня активно стимулирует политику на наращивание производства продукции сельского хозяйства для дальнейшей возможности безопасного обеспечения продовольствием страны с сопутствующим уменьшением стоимости готового продукта для покупателей [1]. Согласно статистическим данным [2], производство плодово-ягодных культур в стране растёт. Например, в 2023 году экспорт плодоовощной продукции из России значительно вырос (+55%), импорт при этом несколько снизился (-2%). Отмечается также рост валовых сборов овощей защищенного грунта, которые достигли 1,69 млн т, и рекордная рентабельность производства в этом сегменте (22,8%). Стоит обратить внимание, что в России имеется значительно обширная сырьевая база для производств занимающихся переработкой овощей и фруктов, что параллельно положительно сказывается на развитии экспорта страны. Проходит всестороння работа по расширению площадей посадок совместно с восстановлением уже заброшенных плодово-ягодных насаждений.

Способствуя развитию рынков по переработке сельхозтоваров государство предлагает новые способы государственной финансовой стимуляции грантами и субсидиями для производителей сельскохозяйственной продукции и людей, занятых её переработкой. Все это даёт возможности вводить новые мощности для хранения и переработки свежего сырья, разрабатывать и строить новые заводы, расширять уже существующие предприятия по переработке. Область, реализующая переработку овощей и фруктов в пюре – довольно перспективное направление для предпринимателей, в условиях сезонности и ограниченных возможностей для хранения сырья.

В связи с этим открываются широкие возможности к внедрению инноваций практически на всех этапах производства плодоовощной продукции. В частности, разработка и совершенствование оборудования для переработки плодовых культур, позволяет сократить эксплуатационные затраты и повысить рентабельность производства.

В процессе переработки плодовых и овощей одной из основных технологических операций является протирание, при которой измельчённая разваренная масса овощей отделяется от несъедобных частей путём механического продавливания через сита с диаметром ячеек от 3,0 до 0,4 мм. Для этой цели служат протирочные машины и механизмы, разделяющие сырье после процесса бланширования или измельчения, нашедшие широкое применение на предприятиях плодоовощной, консервной промышленности, а также на малых предприятиях питания.

В зависимости от способа силового воздействия на продукт в процессе работы протирочных машин и механизмов из всего многообразия данного оборудования можно условно выделить следующие виды:

— машины, работающие на основе высокочастотных колебаний, которые воздействуют на продукт, преобразуя его в однородную пасту;

— машины, оснащенные специальными лопастями, которые продавливают бланшированные плоды через плоское сито или цилиндрический ситчатый барабан;

— машины с быстровращающимися лопастями, продавливающие продукт через сито с помощью центробежной силы.

Литературный анализ протирочного оборудования, предназначенного для перерабатывающих предприятий и предприятий общественного питания, показал оригинальные конструкции представленных машин, обладающие определенными конструктивными особенностями [3-5]

В работе [3] рабочая камера протирочной машины содержит горизонтальную корзину с перфорированным дном, внутри которой расположен вертикальный шнек, приводимый в движение электродвигателем. Конструкция позволяет повысить эффективность переработки фруктового и овощного сырья, а также для получения пюре и соков.

Представленная в работе [4] конструкция протирочной машины имеет дополнительно установленный на опорах бандажных подшипников скольжения вращаемый цилиндрический ситовой барабан, оснащенный шнековыми бичами, обеспечивающий протирание продукта на двух разных ситах. Машина позволяет увеличить диапазон степени измельчения сырья, т.е. получить более протертый продукт из полуфабриката, чем при использовании базовых моделей.

Использование в протирочной машине сетчатого барабана, с гофрированной поверхностью по винтовой линии, при которой глубина гофр уменьшается в направлении перемещения сырья, позволяет ускорить процесс обработки сырья и снизить потребную длину сетчатого барабана [5]. Выпуклости барабана позволяют работать с жестким и мягким сырьем.

Как отмечено в работе [6], протирочные машины не всегда могут обеспечивать возможность тонкого измельчения вареных овощей. Степень отжима массы регулируют преимущественно величиной зазора между бичами и ситом. В машинах с цилиндрическим ситом для регулирования зазора между бичом и ситом требуется их остановка, что усложняет их настраивание и обслуживание.

Поэтому основной целью работы являлось совершенствование конструкции протирочной машины на примере общеизвестной модели для малых предприятий общественного питания, позволяющее улучшить эксплуатационные характеристики машины, расширить ее функциональные возможности и обслуживание.

В качестве базовой модели была выбрана широко применяемая машина протирочная типа МП, МПО, см. рисунок 1.

1 – рабочая камера; 2 – крыльчатка; 3 – корпус привода;4 – бичевое устройство;
5 – ситчатый барабан; 6 – вал; 7 – загрузочный бункер; 8 – привод машины

Рисунок 1. Протирочная машина с измененной конструкцией рабочей камеры

Принцип работы следующий. Через загрузочный бункер 7 исходный продукт поступает в рабочую камеру 1, в которой расположено вертикальное цилиндрическое сито. Установленное на валу 6 бичевое устройство 5 продавливает протираемую массу через отверстия сита. Отличительной особенностью используемых рабочих органов является возможность передвижения бичей по направляющим в радиальном направлении под действием центробежной силы или их установки в фиксированном положении, позволяющим оптимизировать зазор между бичами и ситом барабана в зависимости от частоты вращения и особенностей исходного продукта. Протёртая масса с помощью крыльчатки 2 подается в сборный бункер для дальнейшей переработки.

Представленное конструктивное решение с подвижным бичевым устройством на базе общеизвестной модели протирочной машины позволяет оптимизировать зазор между бичами и стенкой сита барабана, снижает ударные нагрузки на опоры вала барабана, расширяет технологические возможности, облегчает настройку и обслуживание машины при сравнительно небольших затратах по сравнению с аналогом.