Bachelor's Thesis

Structural design of a pneumatic fruit press

Final Thesis 1.6 MB Appendix 275.43 kB

Author of thesis: Stanislav Růžička

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jan Pavlík, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the structural design of a pneumatic membrane fruit press with a working volume of 20 litres. The research section analyses fruit pressing technologies and structural variants of pressing equipment, ranging from screw presses to membrane presses, including a comparison of commercially available products. Based on this analysis, the optimal design concept is selected and justified. In the design section, a complete 3D model of the device is created in Autodesk Inventor Professional 2025. The key contribution of the design is the use of a standardised rubber bladder from domestic pressure vessels as the pressing membrane, which significantly reduces manufacturing costs. Analytical strength calculations of critical structural components and a finite element method (FEM) analysis of the pressing cage are performed. The results confirm that the designed device safely withstands the maximum working pressure of 0.3 MPa. An economic assessment demonstrates the competitiveness of the proposed solution against commercial alternatives. Manufacturing drawings are included as part of the thesis.

Keywords:

pneumatic press, membrane press, fruit pressing, 3D model, construction design.

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Prezentace: - Obsah - Cíle práce - Typy pneumatických lisů - Obdobné pneumatické lisy - Koncepční návrhy - Konstrukční část - Membrána - Soustava uchycení vaku - Lisovací koš - Přítlačný mechanismus vaku - Výklopný mechanismus - Rám lisu - Pneumatický systém - Kontrola koše pomocí MKP - Ideální pracovní vyklus - Ekonomické zhodnocení a konkurenceschopnost - Závěr Student seznámil členy komise s výsledky své práce a odpověděl na všechny otázky oponenta. Otázky členů komise: - Jak řešíte povrchovou úpravu aby bylo možné zařízení čístit? (zodpovězeno) - Proč jste zvolil nerez? (zodpovězeno částečně) - Čím je ovlivněna viskozita rmutu? (zodpovězeno s drobnými nedostatky) - Jak probíhá čištění? (zodpovězeno) Student odpověděl všechny na otázky členů komise.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Production Machines, Systems and Robotics

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Machine and Equipment Construction (SSZ)

Composition of Committee

doc. Ing. Radek Knoflíček, Dr. (předseda)
doc. Ing. Lubomír Vašek, CSc. (místopředseda)
Ing. Jan Pavlík, Ph.D. (člen)
Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D. (člen)
Ing. Radim Blecha, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Marada, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Zdeněk Tůma, Ph.D.

Práce byla zaměřena na konstrukční návrh zařízení pro lisování zejména ovoce. Student pravidelně konzultoval svoji bakalářskou práci a přes počáteční fáze, kdy nebylo jasné, jak vyřešit klíčovou komponentu si myslím, že autor práce navrhl zajímavou a relativně levnou náhradu. Dále v práci již byl řešeny konstrukční detaily a ergonomie celého zařízení. Cíle práce byly splněny, doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Jan Pavlík, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá konstrukčním návrhem pneumatického lisu na ovoce s pracovním objemem 20 litrů a maximálním tlakem 0,3 MPa. Práce má logickou strukturu a reflektuje body zadání. V rešeršní části autor přehledně mapuje historii i technologie lisování a provádí základní analýzu současného trhu.
Hlavním přínosem práce je inovativní řešení spočívající ve využití standardizovaného pryžového vaku z expanzní nádoby domácí vodárny, což potenciálně snižuje výrobní náklady. Autor se dále zabývá samotným konstrukčním návrhem zařízení, který doplňuje výpočty potřebnými pro dimenzování jednotlivých prvků, včetně kontroly koše pomocí MKP. Rovněž řeší vhodnost využitých materiálů z pohledu potravinářských norem. Práce obsahuje výkresovou dokumentaci vybraných částí a ekonomické zhodnocení konstrukce.
Práce však trpí řadou nedostatků, a to od formálních (chyby ve formátování, chybějící citace některých obrázků, atd.) až po faktické. Některá zjednodušení, která autor v rámci výpočtů použil, měla být v textu dostatečně zdůvodněna. Přes uvedené výtky práce splnila cíle zadání a doporučuji ji k obhajobě s hodnocením C (dobře).
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání C
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací D
Topics for thesis defence:
  1. Diskutujte nad problémem, kdy je horní víko navrženo z polotovaru o tloušťce 16 mm a protilehlá odtoková vana je svařovaná z materiálu o tloušťce pouze 3 mm.
  2. Zkuste se zamyslet nad vhodnějším konstrukčním řešením prvku „aretační kotouč“.
  3. Zkuste diskutovat nad zjednodušením v MKP koše, kdy je vynechána perforace.

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová