Способ переработки стеблей сахарного тростника
ОПИСАНИЕ
ИЗСЬЕЕтЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Сова Соввтскик
Социалистическив
Республик
Зависимый от ¹
Заявлено 25Л11.1966 (№ 1063182 30-15) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 08.Х11.1967. Бюллетень № 1
Дата опубликования описания 16,II.1968
Комитет по аелам изобретений и открытий при Совете Мииистрав
СССР.8) Автор изобретения
Иностранец
Роберт Бут Мил,пер (Канада) Заявитель
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СТЕБЛЕЙ САХАРНОГО ТРОСТНИКА
Настоящее изобретение относится к способу переработки сахарного тростника, включающему извлечение из стеблей сока.
Известные способы переработки стеблей сахарного тростника обеспечивают получение довольно загрязненного сырого сока и получение багассы, которая является нежелательным отходом. Для того чтобы раздробить сахарный тростник и выжать сок из внутренних частей стебля, требуется массивное оборудование и большие энергетические затраты, изза значительного количества примесей, находящихся в жидком соке, приходится пользоваться разнообразным и дорогим оборудованием.
Кроме того, при известных способах обработки сахарного тростника те части зеленых листьев, которые остались на стебле, перемалываются, и в сахарный сок выжимаются все кислоты, которые в них содержались. Кислоты, присутствующие в таком соке, стремятся гидролизовать сахарозу в глюкозу и фруктозу.
Предлагаемый способ переработки стеблей сахарного тростника, включающий отделение сердцевины от коры и извлечение сока из этой сердцевины, не только улучшает качество натуральных соков, но и обеспечивает также получение новых предметов потребления из стеблей в такой форме, которая не встречалась ранее.
Например, такими новыми предметами потребления могут быть:
1) воск, которьш легко поддастся очистке и может найти различное применение;
2) кожица, поддающаяся обработке;
3) кора, состоящая из продольных волокон растения, которые находятся в относительно неразрушенном состоянии; она поддается дальнейшей переработке в самые различные предметы потребления или может быть легко удалена;
4) флоккулированный осадок сердцевины, который может иметь различное применение, Предлагаемый способ исключает получение багассы, которая является нежелательным отходом обычного способа переработки сахарного тростника.
При обработке сахарного тростника предлагаемым способом, оставшиеся на стеблях зеленые листья не могут оказать вредного воздействия на сахарньш сок, так как кислоты, содержащиеся в этих листьях, в сок не попадают.
Предлагаемый способ и получаемые продукты описаны ниже со ссылками на соответствующие чертежи. Для ясности на чертежах показано также устройство для осуществления
30 этого способа.
207165
На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая различные технологические операции предлагаемого способа; на фиг. 2 †устройст для осуществления предлагаемого способа, вид сбоку; на фиг. 3 — "îже,,вид сверху; ;на фиг.
4 — вид сбоку, показывающий (схематически) один из вариантов устройства для выжимания сока из сердцевины; на фиг. 5 — увеличенньш разрез по 5 — 5 фиг. 2, показывающий устройство для продвижения стебля; на фиг. б — увеличенный разрез по 6 — б фиг. 2, показывающий диски для отделения двух частей стебля друг от друга; на фиг. 7 — увеличенный вид в пространстве детали, поворачивающий стебель; на фиг. 8 — вид сбоку, показывающий (схематически) один из вариантов устройства согласно предлагаемому способу; на фиг. 9— вид сверху, в основном в разрезе 9 — 9 фиг. 8; на фиг. 10 — вид с торца узла для удаления воска в упомянутом варианте устройства; на фиг. 11 — разрез по 11 — 11 фиг, 10; на фиг.
12 — вид с верху узла для продольного разрезания стебля упомянутого варианта устройства; на фиг. 13 — разрез по И вЂ” И фиг. 12; на фиг. 14 — главный вид с разрезом узла для извлечения сердцевины упомянутого варианта устройства; на фиг. 15 — разрез диска с ножами узла на фиг. 14; на фиг. 16 — вид сбоку узла для промывки коры упомянутого варианта устройства; на фиг. 17 — вид с торца узла, изображенного на фиг. 16; на фиг. 18— схематическое изображение машины для уборки сахарного тростника с прицепленным к ней упомянутым устройством на колесах.
Согласно предлагаемому способу, сахарный тростник убирается в поле одним из известных способов. После уборки стеблей происходит отделение листьев. Операция уборки показана на фиг. 1 под цифрой 10, а отделение листьев — под цифрой 11. Промывка 12 тростника может выполняться на обычной очистительной установке или промывочном устройстве. Для получения в высокой степени отсатурированного сока в соответствии с предлагаемым способом нет особой необходимости в такой промывке, так как заражающие вещества, занесенные стеблями тростника, не попадают в сок; однако промывка желательны для подготовки коры к обработке.
Позиция 18 соответствует раздельной обработке стеблей в отличие от существующей обработки их в массе.
Позиция 14 соответствует удалению воска надкожицы с наружной части каждого отдельного стебля. Этот воск имеет естественное сцепление с корой и удаляется в виде порошка или пыли.
Поскольку можно обрабатывать несколько отдельных стеблей одновременно, операция 14 представлена позицией 15, которая означает, что каждый стебель обрабатывается раздельно, а не в массе, и что одновременно можно обрабатывать несколько стеблей. Наружный воск, или воск надкожицы, получаемый при раздельной обработке стеблей, собирается
65 (позиция 16) и может быть очищен с целью получения готового продукта 18. После удаления упомянутого ьоска происходит снятие кожицы (позиция 19) ы затем тонкие волокна, которые, в основном, представляют собой эту кожицу, собираются (позиция 20) для дальнейшей переработки 21 с целью получения составляющих 22, определяемых двуокисью кремния и другими веществами.
Каждый стебель 18 после удаления нару иного воска и кожицы проходит дальнейшую обработку, которая состоит в продольном разделении целого стебля на две части по его
paIHHp, c TLAI чтобы оопажить се1здцевину. Эта операция выполняется с помощью механического устройства. Разрезание стсбля в продольном направлении ставит своей конечной целью сохранение кусков коры целесообразной длины и одновременное вскрытие стебля, что обеспечивает доступ к сердцевине, наполненной соком. Хотя продольное разделение стебля на две части дало положительные результаты, можно разделять каждый стебель в продольном направлении более чем на две части или делать надрез только с одной стороны коры.
Говоря об обработке целых стеблей, имеется в виду, что они не разрезаются или разделяются в продольном направлении до тех пор, пока не удален наружный воск и кожица. Поскольку тростник редко вырастает идеально прямым, то сильно изогнутые стержни можно резать поперек, если это необходимо, на более короткие части, что облегчит обработку.
Такие короткие куски стебля, так же как и стебли полной длины, в дальнейшем будут называться целыми стеблями.
После того, как в результате продольного разделения стебля получен доступ к сердцевине, ее осторожно отделяют от коры; прп этом нельзя сдавливать сердцевину, чтобы не произошло отделение сока. Нельзя также сдавливать сам стебель до выполнения этой операции, так как может произойти отделение значительной части сока. Более того, нельзя размалывать кору или подвергать ее воздействию какого-либо физического усилия, кроме обычной резки. После упомянутой операции отделения сердцевина готова к дальнейшей обработке, целью которой является выжимание сока. Кора получается в виде полос, длина которых равняется длине кусков стебля. На фиг. 1 целые стебли со снятой кожицей показаны позицией 28. Позиция 25 представляет операцию отделения сердцевины. Сердцевина, собранная после обработки нескольких стеблей, показана позицией 2б, а кора, отделенная от сердцевины — позицией 27.
Сердцевина, которая отделена от коры таким образом, что не произошло какого-лиоо значительного отделения сока составляет 75—
80 1О веса стебля сахарного тростника и содержит 16 — 18% сахары, растворенного в различном виде в ее соке. Эта сердцевина представляет собой клеточные образования или парсн207165 химную ткань, находящиеся в рыхлой, взбитой форме, При сдавливании она легко отдает содержащийся в ней сок, который и выжимается из нее под небольшим давлением (позиция 28). Сок можно отделить от сердцевины сухим способом, т. е. не пользуясь водой, или же суспензировать сердцевину в воде, а затем сжимать ее, в результате чего сахар, находящийся в клетках сердцевины, будет проходить через стенки этих клеток в воду, а затем извлекаться из нее. Обычно не следует добавлять к соку большое количество воды, так как это уменьшает концентрацию сахара и вызывает необходимость удаления этой дополнительной воды, для того чтобы получить кристаллический сахар. Если выжимание выполняется механическим путем, следует пользоваться возможно малым количеством добавляемой воды.
В отношении необходимости добавления воды предлагаемый способ выгодно отличается от существующих, где в процессе размола к стеблям сахарного тростника добавляется большое количество пропитывающей воды, для того чтобы обеспечить полное извлечение сахара, находящегося в твердом материале.
В ооычных способах добавление воды является существенным фактором, в то время как в предлагаемом способе нет необходимости добавлять воду для получения вполне подходящего отделения сока от сердцевины, хотя желательно использование небольшого количества воды для почти полного извлечения сахара.
Твердое вещество, остающееся после выжимания сахарного сока, представляет собой легкий, рыхлый, хлопьевидный материал. Этот флоккулированный осадок сердцевины легко высушивается на воздухе и принимает влажность окружающей атмосферы. Его можно перерабатывать в различные предметы потребления или использовать в качестве топлива.
В таблице приведены данные, связывающие давление с количеством сока (%), выжатого из образцов сердцевины, отделенной от стебля сахарного тростника предлагаемым способом.
Сердцевина, отделенная от коры, сжималась в поршневом прессе с целью отделения сока от твердых частиц. В графе «Первое выжимание» указано количество сахара (%), полученного из сырой сердцевины без добавления какого-либо количества воды. Данные в колонках «Первая промывка», «Вторая промывка» и «Третья промывка» были получены следующим образом. Сердцевину равномерно смачивали водой, выжидали, пока она пропитается, а затем помещали в пресс. Жидкость, находящаяся в сердцевине, выжималась при том же давлении, что и при первом выжимании. Поскольку в сахарной промышленности принято выражать количество добавленной воды в процентах к размалываемому тростнику, то и в таблице количество добавленной воды указано в этом же соотношении.
Первая промывка
Вторая промывка
Третья промывка г 3
7,1
2,6 1,5
1,0
0,7
5
1,2
0,6
0,8
0,3
300
2,7
1,3
0,4
1,7
1,2
0,8
0,9
15
1000
0,3 5
0,1
O,ã 10
0,1) 20
1500, 2,2
0,9 10
0,4 20
1,2
0,8
0,6
2000 2, 4
1,4 5
1,O l 10
0,7 20
1,0
0,5
0,3
0,2
0,1
2500
0,1 10
20!
2,2
4000
1,2; 5
0,9
0,4
0,8 10
0,6 (20
6000
0,9
0,4
1,2
0,8
0,6
2,2
0,9
0,4
5
1,2
0,8
0,6
45 8000 2,2 ( (5
0,9 10
0,4 20
1,2
0,8
0,6
10000
2,2 (50
08 10
12000 1
2, !
0,4, 20
0,7 10
04) 20
08 10 !
15000 2, 1 (1,1
0,7
0,4
0,4 20
0,1 10
60 25000 1,1 0,3 5
0,2 10
01 20
Данные таблицы свидетельствуют о преиму65 ществах предложенного способа. Следует от5 о
« Ъ
Ю х х х х
1
И о
Е ха
IA ca в о " и ав
P» x
1,1
1 х
QJ x хо со х о х о = х о х
Ю cd
3 р-( хо
63 ф х о х х \ х
Щ OS
3 хо
cO N о сО
207165 метить, что при давлении, превышающем
100 фунт/кв. дюйлс, полученный флоккулпрованный осадок сердцевины содержал 1,1—
2,7% сахара при одном выжимании и без последующей промывки водой. Эти цифры могут сравниться с данными, относящимися к обычным способам. Кроме того, данные таблицы показывают, что не пользуясь водой вообще, можно извлечь сахар из сердцевины в количествах, равных или больших тех, которые получаются при существующих способах с использованием воды. Применяя меньшее количество воды по сравнению с существующими способами, можно фактически извлечь весь сахар из сердцевины, полученной согласно предлагаемому способу. Из данных таблицы видно также, что согласно предлагаемому способу равное или большее количество сахара можно получить при значительно меньшем давлении по сравнению с обычной практикой размола. Это означает, что для производства сахарного сока потребуется менее громоздкое и дорогое оборудование. Следует отметить, что в обычном оборудовании для размола гидравлическое давление может достигать 550 т. Рабочий диапазон давления предлагаемого способа лежит между 100 и
1000 фунт)кв. дюйл . В прсделах указанного диапазона давлений из стеблей сахарного тростника можно получить количество сока, достаточное для дальнейшей экономичной обработки, Количество извлекаемого сока в процентах можно увеличить, если воспользоваться большим давлением, однако здесь нет необходимости в таких высоких давлениях, которые имеют место в обычной практике размалывания. В дополнение к тому, что используется менее громоздкое оборудование, сырая древесина после отделения от целого стержня и подачи в пресс для отжимания сока оказывает меньшее воздействие на механические узлы в отношении различного вида износа.
Как показано на фиг. 1, сок из сердцевины отстаивается и фильтруется (позиция 80), после чего осветленный сок Л выпаривают, кристаллизуют и сепарируют, получая кристаллический сахар 88.
В отличие от механического выжимания, сахар можно извлечь из сердцевины диффузионным путем, т. е. пропуская через сердцевину воду и извлекая сахар из воды, не пользуясь механическим давлением, Так как эффективность диффузионного способа связана с величиной поверхности материала, действительно соприкасающегося с водой, то извлечение сока из сердцевины, когда только последняя подвергается воздействию воды, будет значительно более эффективным по сравнению с предпринимавшимися ранее попытками извлечения сахара из размолотых кусков целого стебля. При взаимодействии таких кусков с водой кора не пропускает ее к сердцевине. Кроме того, заражающие вещества, содержащиеся в коре, вымываются в воду.
Удалив предварительно кору с сердцевины и
65 обрабатывая затем лишь последнюю в диффузионной ванне, можно добиться наиболее полного взаимодействия сердцевины с водой при меньшем отношении воды к твердым частицам, причем вместе с сахаром уносится меньшее количество заражающих веществ. Диффузионный способ оказывается здесь более производительным и экономичным и по другим причинам. Этот способ извлечения сахара из древесины имеет значительные преимущества по сравнению с применявшимися ранее диффузионными способами обработки целого стебля.
l(opa составляет 20 — 25% всего стебля. Установлено, что после отделения коры от сердцевины в коре может содержаться 1 или 2% общего количества сахара, находящегося в стебле. Находящийся в коре сахар, в основном, получается при разрушении отдельных клеток сердцевины, из которых сок просачивается в кору, Этот сахар легко извлекается различными способами. Оказалось, что содержание сахара в правильно отделенной коре можно уменьшить до величины равной или меньшей содержанию его в багассе, которое обычно составляет 2 — 4% от веса багассы.
Извлечение сахара из коры представлено позицией 84, а сахарный сок — позицией 85. Сок, выжатый из коры, можно добавлять (позиция
8б) к соку, выжатому из сердцевины (позиция
29) или же он обрабатывается отдельно перед добавлением в сок 29. В некоторых случаях не представляется возможным выжимать сок из коры.
На фиг. 2 и 3 схематически показано устройство для переработки сахарного тростника в соответствии с предлагаемым способом. Целые стебли, например стебель 40, подаются с передней стороны устройства очищенными от листьев и, желательно, промытыми. В качестве направляющих может использоваться устройство в виде воронки 41. Стебель сахарного тростника 40 сразу же захватывается приводными вальцами 42 и 44, которые являются частью привода, и узлом направляющего вальца 45, показанным на фиг. 5, Узел 45 служит для того, чтобы удерживать стебель в определенном положении и продвигать его вперед.
Валец 42 имеет упругую поверхность и устанавливается на вращающем валу 4б, приводимым зубчатой передачей или шкивом 47; вал 4б можно установить на опоры 48, которые могут скользить вверх и вниз по кронштейнам 49. Валец 44 имеет вогнутую поверхность 50, которая находится от вальца 42 на расстоянии, достаточном для того, чтобы между этими вальцами прошел стебель 40. Валец
44 устанавливается на вращающемся валу 51, который приводится зубчатой передачей или шкивом 52. Валец 42 можно перемещать по отношению к вальцу 44, обеспечивая прохождение стеблей и участков с узлами и внутренними утолщениями различного диаметра.
Вальцы 42 и 44 удерживаются достаточно близко друг к другу с помощью грузика или
207165
10 небольшого пружинного устройства 58, благодаря чему поверхность вальца 42 может захватывать и проталкивать вперед стебель 40, в то время как вогнутая поверхность 50 направляет стебель и удерживает его в правильном положении. Благодаря упругой поверхности вальца 42 стебель лишь слегка сдавливается, и при этом не происходит разрушения клеток сердцевины. Вальцы 42 и 44 можно поменять местами, т. е. валец 42 может находиться внизу, а валец 44 наверху.
Целый стебель 40 с помощью узла 45 подается к первому участку обработки, который представляет собой вращающуюся щетку 55, выполненную в виде ирисовой диафрагмы.
Стебель проходит через эту диафрагму. Вращающаяся щетка имеет проволочное полотно
56 или полотно, выполненное из какого-либо другого жесткого материала, например нейлона или др. Проволочки полотна 56 располагаются радиально по отношению к продольной оси стебля сахарного тростника и вращаются в плоскости, перпендикулярной направлению перемещения стебля. Поскольку полотно 56 вращается вокруг стебля и проскабливает его наружную поверхность, при движении стебля с него удаляется воск надкожицы. Так как полотно 56 захватывает воск в виде пыли или порошка, давление всасывания или дифференциальное давление воздухопровода 57 забирает этот воск из зоны полотна и подает его на извлечение и обработку. Полотно 56 может также удалять посторонние вещества, например кусочки почвы, которые остались после промывки. Проволочки полотна 56 имеют такую длину и упругость, которые обеспечивают только удаление воска и не позволяют полотну проникать в кору.
Полотно обладает достаточной гибкостью и вращается с большей скоростью, что обеспечивает удаление воска. Предполагается, что в предлагаемом изобретении для удаления воска могут использоваться и другие устройства, например скребки, наравне с полотном 56, Вторая вращающаяся щетка 59 имеет такую же конструкцию, что и щетка 55, и находится на некотором расстоянии от нее. Стебель попадает сюда, пройдя пару передаточных направляющих вальцов 60 и 61. Щетка
59 имеет полотно 62, проволочки которого несколько длиннее и менее упруги по сравнению с проволочками полотна 56. Полотно 62 соскабливает с поверхности стебля тонкий слой кожицы, прилегающий к более твердому сосудоволокнистому пучку волокон, образующих кору. Однако полотно не проникает в кору, и разрушения волокон не происходит.
Целый стебель 40 захватывается затем другим узлом 45, который передает его на участок разделения стебля, выполненный в виде неподвижного ножа или лезвия 68, установленного на пути движения стебля. Для разделения стебля вместо неподвижного ножа 63 можно пользоваться другими устройствами, например подвижной пилой. Каким бы уст5
I0
65 ройством для разделения стебля нц пользоваться, нельзя оказывать зна штельное давление на сердцевину, находящуюся внутри стебля, так как прн этом можно выжать большое количество сока. Необходимо, чтобы на этом участке обработки в сердцевине осталось как можно больше сока для извлечения его на соответствующем участке оораоотки.
После того как стебель, теперь уже разделенный на две части, выходит из участка разделения, он попадает на следующий участок, где этп части отделяются друг от друга и перемещаются вперед с помощью двух отделяющих дисков 65 и 66, показанных на фиг. 6.
Упомянутые половины стебля 40 отделяются друг от друга поверхностямп дисков 65 и 66, образованными усеченными коническими поверхностями, обращенными друг к другу своими боковыми поверхностями. Этп половины стебля 40 показаны в поперечном сечении на фиг. 6 и обозначены позициями 40а, 40б. Усеченные конические поверхности дисков 65 и бб служат для того, чтобы захватывать половину стебля с той стороны, где находится кора, а не сердцевина — мягкая внутренняя часть этой половины. Так как кора представляется твердой и жесткой по сравнению с сердцевиной, то давление, если таковое прикладывается к сердцевине, оказывается небольшим; следовательно сок при этом не выжимается. Для отделения половин стебля вместе с одним из дисков 65 или бб может использоваться цилиндрический диск.
Половины стебля 40а и 40о покидают отделяющие диски 65 и бб и подаются к следующему уч а стку, где н а ходится эл ем ент 70, служащий для установки этих половин в правильное положение. Этот элемент скручивает обе половины 40а и 406 на одну четверть витка, благодаря чему поверхность сердцевины располагается в нижнем положении, а наружная изогнутая часть с корой поворачивается вверх. Выравнивающий элемент 70 представляет собой тонкую вертикальную пластинку
71, имеющую гребень 72, который переходит в горизонтальный выступ 78. Половины стебля попадают на вертикальную часть пластинки
71, скользят по ней и когда достигают горизонтального выступа 78, то уже находятся в нужном положении.
Следующий участок состоит из двух выравнивающих дисков 75 и 76, которые направляют половины стеблей и подготавливают их к дальнейшей обработке. Диск 75 может иметь ровную цилиндрическую поверхность, которая прижимается к коре, в то время как диск 76 может быть образован упругой поверхностью, накаченной воздухом. Эти лиски в какой-то мене распрямляют кору и еще больше раскрывают половины стебля, для того чтобы как можно полнее обнажить сердцевину; однако при этом еще не прикладывается значительное чавление, которое может обеспечить сильное выжимание сока из сердцевины. Кроме того, диски 75 и 76 служат для перемещения пало.
207165
12 вин 40а и 40б к следующему участку, причем продвижение половин стебля вперед должно выполняться здесь с усилием.
Какие силы действуют при раскрытии стебля и подготовке к отделению коры от сердцевины? Целый стебель проталкивается вперед в продольном направлении направляющим устройством, которое прикладывает к нему определенное радиальное давление, практически не передающееся на сердцевину. К коре прикладываются наружные продольные усилия.
Например, вальцы 42 и 44 прикладывают к стеблю скорее тангенциальное, чем радиальное усилие. Целый стебель разделяется определенным усилием резки, поскольку для обнажения наполненной соком сердцевины необходимо разрезать кору. Силы разделения или резки прикладываются к коре, оказывая по возможности малое давление на сердцевину. Разрезание следует выполнять вдоль коры, так как сосудосодержащие волокна располагаются в продольном направлении, и при этом потребуется минимальное ее перемещение. Затем кора проталкивается в направлении, перпендикулярном ее перемещению, и поворачивается или скручивается на одну четверть витка таким образом, что соответствующие края обеих разрезанных половин поворачиваются в противоположных направлениях, благодаря чему обнаженная сердцевина обеих половин разворачивается в одном и том же направлении. Силы, которые заставляют половины стержня поворачиваться таким образом, прикладываются к коре. Кроме того, кора раскрывается, или спрямляется, для того чтобы наиболее полно обнажить сердцевину и ориентировать кору относительно сердцевины таким образом, чтобы их можно было отделить друг от друга. Эта операция обработки стебля выполняется без выжимания значительного количества сока из сердцевины, На следующем участке половины стебля захватываются узлом 80, где происходит отделение сердцевины от коры. Узел 80 состоит из верхнего регулирующего или поддерживающего вальца 81, который имеет плоскую цилиндрическую поверхность, прижимающуюся к верхней части коры, и нижнего вальца 82, выполненного в виде щетки. Полотно 88 щеточного вальца 82 при своем вращении оказывается на пути перемещения половин стеблей.
Вращение полотна 88 может происходить по и против часовой стрелки в отношении фиг. 2; однако, как выяснилось, предпочтительным является вращение по часовой стрелке. Полотно 88 может быть выполнено из проволоки или какого-либо другого подходящего материала соответствующей длины, с помощью которого можно было бы осторожно соскребать сердцевину с внутренней стороны коры. Для наиболее эффективного удаления сердцевина должна захватываться передней частью полотна 83. Контакт полотна с корой осуществляется в тангенциальном направлении. В направлении, перпендикулярном перемещению
15 го
65 коры, к сердцевине прикладывается небольшое сжимающее усилие нли его нет вовсе.
Это предотвращает или существенно огпаничивает выжимание сока из сердцевины. Предполагается, что в соответствии с предлагаемым изобретением для отделения сердцевины от коры вместо узла 80 может использоваться какое-либо другое устройство.
Операция, при которой сердцевина отделяется от коры, состоит в непрерывном перемещении коры до той точки, за которой сердцевина уже не может двигаться, причем действительное разделенис осуществляется механическим путем; например, щетки могут двигаться в направлении, противоположном направлению движения коры. Щетки зацепляют сердцевину, а затем отводят ее от коры, а не прижимают к ней. Поскольку для того чтобы отделить или оторвать сердцевину от коры, необходимо приложить какое-то давление, возможно, что некоторые клетки сердцевины разрушатся и из них вытечет сок; однако благодаря перемещению механического устройства относительно сердцевины, а следовательно, движению сердцевины от коры, большая часть выжатого сока, если не весь сок, будет захватываться приближающейся частью сердцевины и уноситься ей; в саму кору будет попадать очень небольшое количество сока, если он вообще будет попадать туда.
Следующий участок 86 находится на некотором расстоянии от узла 80 для отделения сердцевины от коры и состоит из регулирующего вальца 87 и нижнего щеточного вальца
88, подобного щеточному вальцу 82; однако проволочки полотна 89 несколько жестче и короче по сравнению с полотном 88, что обеспечивает практически полное отделение сердцевины от коры, Скорость вращения щеток также может быть другой, благодаря чему будут прикладываться другие усилия для отделения сердцевины. При необходимости можно пользоваться дополнительными узлами 80 и 8b, которые служат для удаления прилипшей сердцевины. Между узлами 80 и 8б установлены передающие вальцы 91 и 92, которые служат для направления половин стебля.
Сердцевина, удаленная с внутренней поверхности коры, содержит большую часть сахара, находящегося в сахарном тростнике.
Для того чтобы снять сердцевину со щеток 82 и 89, через каналы 94 и 95 можно продувать какую-либо среду, например, воздух, отрегулировав продувку таким образом, чтобы сердцевина удалялась со щеток и поступала на транспортеры 9б и 97 для дальнейшей обработки. Транспортеры 9б и 97 направляются вниз от щеток 82 и 89 и подходят к той точке, где помещаются два скребка 99 и 100, снимающие сердцевину с транспортеров, после чего она попадает на два длинных вальца 102 и 108, которые прижимаются друг к другу, Каждый такой валец приводится в движение таким образом, что, сходя с транспортеров 9б и 97, сердцевина сжимается этими вальцами.
207165
Действие вальцов 102 и 108 приводит к выделению сока из сердцевины, когда она проходит через них и попядяе-, на транспортер 104, который перемещает флоккулированный осадок сердцевины для последующей обработки.
Вы?катый сок остается в верхней части вращающихся вальцов в V-образном желобе, образованном верхними прилегатощими поверхностями вальцов, и по соответствующим каналам, например каналу 10б, собирается с верхней части упомянутых вальцов для дальнейшей обработки.
Вальцы 102 и 103 (фиг. 2), предназначенные для выжимания сока из сердцевины, можно за IcHHTb каким-либо другим устройством для вы?кимания сока; например, можно воспользоваться прессом поршневого типа. На фиг. 4 показан шнековый пресс 110 непрерывного действия, куда сердцевина подается транспортерами 9б и 97 через бункер 111.
Флоккулированньттт осадок сердцевины выпускается через отверстие 112, а сок удаляется через отверстие 118. Возмо?кно также отделять сок от сердцевины в центробежном сепараторе или диффузионном аппарате. Значительным преимуществом предлагаемого изобретения является то оостоятельство, что сок из сердцевины можно извлекать различными способами. Предлагаемое устройство для извлечения сока из сердцевины уже с точки зрения начальных затрат значительно отличается от массивного оборудования для размалывания, которое используется в настоящее время для получения жидкого сока из целого стебля.
После удаления сока в сердцевине остается немного влаги, которая быстро высушивается на воздухе. Полученная сердцевина практически не имеет примесей или посторонних веществ. Ее мо?кно использовать для изготовления альфа-целлтолозы для искусственного шелка, в производстве взрывчатых веществ и активного поглощающего угля для обесцвечивающих реагентов. Высокая поглощающая способность такой сердцевины делает ее носителем многих веществ. Она является также подходящим сырьем для фурфурола. Хотя сердцевина сахарного тростника уже использовалась прежде, однако сначала приходилось отделять ее от размолотых частей коры багассы, и даже после этого она содержала много вредных веществ. Сердцевина, полученная в соответствии с предлагаемым способом и устройством, относительно свободна от вредных веществ.
Из коры, отделенной от сердцевины половин 40а и 40б, сок удаляется с помощью отжимающего устройства или двух вращающихся нажимных вальцов 120 и 121. В некоторых случаях, в зависимости от твердости коры, этого мо?кет оказаться достаточно для удаления из коры основного количества сока. В дополнение к одной паре Bnльцов 120 и 121 можно воспользоваться устройством для увлажнения коры, например рязбрызгивающими соплами 128 и 124.
15 го
Второе отжимающее устройство или пара вращающихся нажимных вальцов 125 и 126 производят сильную от?кимку коры, удаляя добавочную воду вместе с оставшимся сахаром. Сок, выжатый из коры, может собираться соответствующим устройством. например, всасывающими трубами 128 и 129, хотя для этой пели можно воспользоваться простым лотком.
Сок коры можно обрабатывать отдельно, так как îí содержит больше вредных веществ, чем сок сердцевины, или же его можно добавлять непосредственно в сок сердцевины, собираемый каналом 10б.
Половины стебля 40а и 40б, после того как из них выжат сок, называют корковыми полосаAIH. I Ix BIO?tiHQ обрябятт.твать самы>ти различными способами, собирать и хранить, поскольку они быстро сохнут на воздухе и не требуют специальной сушки. Для таких полос пе существует проблемы утилизации. Например, они хорошо горят, в то время как багасса прп существующих способах переработки сахарного тростника получается в виде сырого остатка, и ее приходится сжигать в специальных печах. Производство корковых полос вместо багассы является значительным преимуществом предлагаемого изобретения. Иногда приходится перерабатывать бягассу, с тем чтобы отделить сердцевину от размолотых волокон. Предлагаемый способ и устройство обеспечивают получение относительно неразрушенных волокон в форме корковых полос, которые уже отделены от сердцевины. Более того, сердцевина, получаемая в соответствии с предлагаемым способом, содержит меньшее количество вредных веществ по сравнению с сердцевиной, получаемой существующими способами.
Один из вариантов устройства для переработки сахарного тростника в соответствии с предлагаемым способом показан на фиг. 8 и 9 (позиция !40). Ряд технологических участков, на которых выполняются различные операции, располагаются, в основном, в продольном направлении. Стебли последовательно подаются в устройство 140, и каждый стебель проходит через него, совершая непрерывное движение с высокой скоростью. Поскольку каждый стебель 142 проходит через устройство, он разделяется на основные части, а именно: воск, кожицу, включая имеющиеся на ней наружные волокна, сердцевину с большей частью содержащегося в ней сока и волокно коры. Эти части можно в дальнейшем переработать для полной утилизации всех продуктов стебля сахарного тростника, о чем говорилось выше.
Целый стебель сахарного тростника 142 подается с передней стороны устройства 140 предварительно очищенным от листьев и промытым. В качестве направляющей для стебля
142 может служить устройство в виде воронки
144. Стебель 142 сразу захватывается первой парой вальцов 14б и 148, имеющих привод.
Ни?кнпй anëåö 14б иттеет вогнутый окружной желоб, а верхний валец 148 имеет упругут<
207165
10
30
65 поверхность, напоминающую автомобильную покрышку. Вальцы 146 и 148 направляют стебель и проталкивают его вперед. Вторая пара вальцов 150 и 152 и третья пара 154 и 156 имеют такую же конструкцию, что и первая пара 146 и 148; подобно первой паре они служат для направления и быстрого перемещения стебля в устройстве 140.
Целый стебель сахарного тростника 142 подается на первый участок обработки 158, где удаляется наружный воск или воск надкожицы. Этот участок состоит из узла для удаления со стебля воска 160, подробно показанного на фиг. 10 и 11. Этот узел состоит из рамы 162 коробчатой формы со швеллерами 164, образующими открытые стороны коробки. В продольном направлении по отношению к устройству 140 располагается ряд пластин 166, которые находягся на некотором расстоянии друг от друга, т. е. в направлении движения стебля 142. Эти пластины удерживаются распорными и направляющими элементами 170, которые находятся в швеллерах 164 и проходят в пазы 172, сделанные в углах пластин
166. Каждая пластина 166 имеет в центре большое отверстие 176, в котором подвешивается плоское кольцо 178, наружный диаметр которого несколько меньше диаметра отверстия 176. Гибкие элементы, например спиральные пружины 180, располагаются по окружности между кольцом 178 и пластиной 166, ооразуя опору в виде подушки для кольца, благодаря чему последнее может перемещаться перпендикулярно направлению движения стебля 142, а кроме того, имеет универсальное перемещение относительно направления движения стебля.
К каждому кольцу 178 крепится несколько гибких элементов, выполненных из жесткого и гибкого, например, пружинного материала; это зубцы 184 V-образной формы. Передний конец 186 каждого зубца 184 проходит по наружной поверхности кольца 178 и прикрепляется к нему сваркой или каким-либо съемным креплением. Несколько зубцов 184 проходит через соответствующее кольцо 178 и отгибается назад, образуя конус. Целый стебель 142 проходит с высокой скоростью через устройство 140 и попадает в пространство между этими зубцами. Задние концы 188 зубцов 184 располагаются в основном перпендикулярно направлению движения стебля и образуют отверстие или ирисовую диафрагму, которая благодаря материалу, из которого изготовлены зубцы 184, и V-образной их форме автоматически регулируется в зависимости от размера проходящего через нее стебля. Задний край каждого конца 188 зубцов 184 изогнут и заточен, благодаря чему образуется зачищающая или соскабливающая поверхность, непосредственно соприкасающаяся с наружной поверхностью проходящего стебля.
Каждое из колец 178 узла 160 снабжается упомянутыми зубцами 184, которые располагаются по окружности, отгибаются назад и перекрывают друг друга по длине. Поскольку между отдельными кольцами 178 узла 160 относительное радиальное положение зубцов
184 различных колец 178 может регулироваться в пределах нескольких градусов, эти зубцы, накладываясь друг на друга, заходят один за другой в радиальном направлении, располагаясь в смещенном или шахматном порядке, что показано на позиции 190. Благодаря этому при движении стебля через узел 160 вся его поверхность будет захватываться и проскабливаться отдельными острыми краями зубцов. Необходимо пользоваться достаточно большим количеством колец 178 с зубцами
184, чтобы обеспечить равномерное соскабливанне и удаление значительного количества воска надкожицы.
Узел 160 помещается в корпусе 194. Воск надкожицы в виде пыли или порошка удаляется из узла 160 через его открытые стороны и остается в корпусе, откуда его можно удалить продувкой воздухом по трубопроводу
196, а затем собрать для дальнейшей обработки.
Следующий участок 200, на котором обрабатывается движущийся стебель, представляет собой узел для соскабливания 202 практически той же конструкции, что и узел 160. На участке 200 удаляются кожицы и волокна, прилипшие к наружной поверхности стебля, возможно, наряду с некоторым дополнительным количеством воска. Узлы 160 и 202 отличаются друг от друга зубцами и нормальным размером ирисовой диафрагмы. Отдельные зубцы 184 узла 160 несколько более гибки по сравнению с зубцами узла 202, а диаметр ирисовой диафрагмы, образованной зубцами 184 узла 160 несколько больше диаметра ирисовой диафрагмы узла 202. Узел 202 помещается в корпусе 206, где собирается кожица и другие материалы, удаленные со стебля. Они удаляются воздушной продувкой по трубопроводу
208 и собираются для дальнейшей обработки.
На участке 158 со стебля удаляется и собирается максимально возможное количество воска надкожицы. Однако на этом участке какие-либо другие материалы, находящиеся на наружной поверхности стебля, не удаляются в количестве, превышающем необходимое. Поэтому характеристики зубцов 184 узла 160 определяются, исходя из этого условия. С другой стороны, на участке 200 со стебля удаляется весь оставшийся материал, т. е. кожица, которая не имеет отношения к твердым волокнам коры, и происходит очистка от грязи и органических остатков наружной поверхности стебля без какого-либо повреждения волокон коры. Это следует иметь в виду, выбирая характеристики зубцов 184 узла 202.
Целый стержень 142 с очищенной наружной поверхностью продвигается вальцами 154 и
156 к третьему участку, который представляет собой узел шарнирного разделителя 212 (фиг, 12 и 13) . Этот узел предназначен для разделения или разрезания целого стержня 142 на
17
18 две продольные половины. Узел 212 состоит из узла 216 верхнего гибкого плеча и узла
218 нижнего гибкого плеча, причем эти оба узла практически идентичны. Верхний узел
216 имеет передние рычаги 220 и 222 и задние рычаги 282 и 284. Рычаги этих узлов соединены в виде параллелограмма. Каждый рычаг узлов 216 и 218 связан с верхним ползуном
286 и нижним ползуном 288.
Передние рычаги 220 и 222 верхнего узла
216 и передний ползун 286 шарнирно связаны с неподвижной поперечиной 240 устройства
140 болтом 242. В передней части верхнего ползуна 286 имеется прорезь 244, в которую проходит болт 242, благодаря чему ползун 286 может перемещаться вперед по отношению к положению, показанному на фиг. 12, а также поворачиваться вокруг упомянутого болта.
Подобным же образом передние рычаги 228 и 280 нижнего узла 218 и нижний ползун 288 шарнирно связаны с другой неподвижной крестовиной 246 устройства 140 болтом 248.
Задние рычаги 224 и 226 и верхний ползун
236 шарнирно связаны задним болтом 250; подобным же образом, задние рычаги 282 и 284 и нижний ползун 288 шарнирно связаны нижним задним болтом (не показан). Задний болт 250 и соответствующий нижний задний болт перемещаются вместе по направлению к болтам 242 и 248, когда ползуны 286 и 288 движутся вперед; кроме того, упомянутые болты могут поворачиваться по дуге вокруг болтов 242 и 248.
Передний рычаг 220 и задний рычаг 224 верхнего узла 216 шарнирно связаны вертикальным валом 254, который проходит вниз и соединяет шарнирно передний рычаг 228 и задний рычаг 282 нижнего узла 218 относительно общей оси. Подобным же образом передний рычаг 222 и задний рычаг 226 шарнирно связаны вертикальным валом 256, который проходит вниз и соединяет шарнирно передний рычаг 280 и задний рычаг 284 относительно общей оси, которая располагается перпендикулярно направлению перемещения стебля 142 напротив вала 254.
На вал 254 насаживается направляющий барабан 260, а на вал 256 — направляющий барабан 262. При необходимости устанавливаются прокладки 268. Между валами 254 и
256 устанавливаются верхняя пружина 264 и нижняя пружина 266, притягивающие упомянутые валы друг к другу. Между верхним ползуном 286 и нижним ползуном 288 вертикально установлен разделяющий нож 270, который болтами 272 крепится к держателям 274, прикрепленным к соответствующим ползунам.
Нож 270 помещается в нижней части барабанов 260 и 262 и в середине между ними.
Шарнирное устройство узла для разрезания
212 обеспечивает прохождение скрученных и искривленных стеблей сахарного тростника и разделение их на две равные продольные части независимо от твердости вмятин или перегибов стебля. При работе этого узла движу5 ю
65 щийся стебель зацепляется барабанами 260 и
262, и, в зависимости от перекручиваний и изгибов, весь узел 212 поворачивается тем или иным образом вокруг вертикальных осей болтов 242 и 248. Стебель раздвигает барабаны
260 и 262, противодействуя усилиям пружин
264 и 266. Благодаря этому раздвигающему усилию ползуны 286 и 288 перемещаются вперед, поскольку узлы верхнего и нижнего плеча действуют как ножницы; однако нож 270 всегда будет оставаться в центре между барабанами независимо от диаметра стебля и степени его изгиба. Более того, шарнирное устройство узла разделения 212 оказывает некоторое сопротивление движущемуся стеблю.
На следующем участке обработки 276 две половины стебля сахарного тростника 278 и
280 отделяются друг от друга и поворачиваются с помощью узла для поворота половин стебля 282; здесь обе половины стебля 278 и
280 закручиваются на одну четверть витка таким образом, что сердцевина или внутренние части располагаются в нижнем положении, а наружные части — с корой поворачиваются вверх. Узел 282 состоит из двух направляющих вальцов 286 и 288, которые находятся на некотором расстоянии друг от друга и могут свободно вращаться вокруг своих вертикальных осей. Половины стебля 278 и 280 поступают в пространство между этими вальцами.
Сразу же за вальцами 286 и 288 помещается поворачивающий элемент 290, который образован тонкой вертикальной пластинкой 292, находящейся на пути движения половин 278 и 280. Противоположные стороны пластинки
292 постепенно закругляются и переходят в горизонтальный выступ 294. Половины стебля попадают на боковые стороны вертикальной пластинки 292, скользят по ним и, когда они достигают горизонтального выступа 294, оказываются в нужном положении. В задней части поворачивающего элемента 290 половины стебля 278 и 280 подхватываются двумя вальцами 298 и 800, которые направляют и перемещают их относительно устройства.
Следующий участок 802, на котором обрабатываются половины стеблей, представляет собой узел для извлечения сердцевины 804, где сердцевина отделяется от коры стебля.
При этом в сердцевине остается значительное количество сока и не нарушается действительное натяжение и относительное расположение волокон коры.
Узел 804 (фиг. 14) для извлечения сердцевины состоит из направляющей воронки 806, через которую половины стебля 278 и 280 поступают в этот узел. Детали узла 804 помещаются в корпусе 808, который помимо своих обычных функций служит в качестве резервуара для сердцевины, отделяющейся от коры.
Сразу же за направляющей воронкой 806 в корпусе 808 помещается площадка 810 с изогнутым основанием 812, которое проходит к тыльной части воронки 806. Площадка 810 ус19
207165
20 тановлена в корпусе 808 таким образом, что ее можно перемещать вертикально па, отно-. шению к движущимся половинам стебля. Это вертикальное перемещение осуществляется с помощью стержня 814, который прикреплен к площадке 810 и выступает вертикально над корпусом 808. Стержень 814 охватывает нижняя втулка 816, прикрепленная к площадке
810. Верхняя втулка И8 крепится к корпусу
808, и в ней скользит верхняя часть стержня
814, выступающая над корпусом. Между верхней втулкой 818 и нижней втулкой 816 помещается на>кпмная пружина 820, опирающаяся на шайбы 822 и удерживающая эти втулки на определенном расстоянии друг от друга. Эта пружина одета на стержень 814.
Верхняя нажимная пружина 824 одета на верхнюю втулку 818 и упирается в корпус (позиция 826). На самую верхнюю часть стержня
И4 навинчивается колпачок 828, что обеспечивает перемещение стержня.
Площадка 810 имеет боковые вертикальные стенки 880, расстояние между которыми обеспечивает прохождение половин стебля и которые служат в качестве направляющих для этих половин.
Над основанием 812 площадки И4 в корпусе помещается верхняя направляющая 884, имеющая поверхность 885, идущую вниз от направляющей воронки 806. Тыльная часть верхней направляющей 884 снабжается элементом 886, охватывающим стебель. Этот элемент в передней своей части имеет коническое расширение 888 и полукруглое поперечное сечение, благодаря чему он охватывает одну из половин стебля. Внутренняя поверхность этого элемента имеет одинаковый с наружным размер половин стебля (см. фиг. 14). На верхней направляющей 884 рядом друг с другом устанавливается два таких охватывающих элемента 886, в которые попадают половины стебля 278 и 280.
На одной линии с каждым охватывающим элементом 886 устанавливается второй охватывающий элемент 840, который имеет поперечное сечение и размеры, аналогичные элементу 836, как показано на фиг. 14. Второй охватывающий элемент 840 крепится к стер>кню 842, который, в свою очередь, имеет регулируемое соединение с корпусом 804 посредством винтов 844 с гайками 845.
Под каждым охватывающим элементом стебля 886 и вторым охватывающим элементом 840 помещается диск 850 для извлечения сердцевины; этот диск крепится на оси 852, связанной с приводом и расположенной перпендикулярно направлению движения половин стебля. Диск 850 вращается на упомянутой оси с большой скоростью и снабжается несколькими ножами 854, которые располагаются радиально на равных расстояниях друг от друга по периферии диска. Верхние кромки
856 этих ножей имеют примерно ту же конфигурацию, что и внутренние поверхности охватывающего элемента 886 и второго охватыва,ющего элемента 840. Диск 850 установлен таким образом, что при его вращении ножи 854 проходят через элементы 886 и 840. Диск 850 вращается в направлении, показанном стрелкой А на фиг. 14, и его ножи проходят касательно к верхней поверхности элементов 886 и
840, двигаясь навстречу приближающимся половинам стеблей. Можно пользоваться но>ками различной конструкции. Показанная конструкция приведена в качестве примера.
Диск 850 располагается таким образом, чтобы между ним и внутренними изогнутыми поверхностями элементов 886 и 840 оставалось какое-то пространство, обозначенное буквой В на фиг. 15. В этом пространстве движется кора стебля, с которой ножи 854 не соприкасаются. Эти ножи захватывают движущуюся на них сердцевину и осторожно отрывают ее от коры. Величина проме>кутка В может изменяться путем вращения гаек 845, вследствие чего изменяется положение стержня 842 по отношению к диску 850. Промежуток В будет определять толщину коры, про, шедшей диск 850. Направляющая 858 принимает корковые полосы в задней части узла и подобно элементам 886 и 840 также имеет полукруглое поперечное сечение.
Под изогнутым основанием И2 площадки
810 находится сборная пластина 860, которая проходит вниз между передней стенкой 862 и боковыми стенками 864 площадки 810. На боковых стенках 864 помещаются направляющие 866 для вертикального перемещения площадки 810. При вращении диска 850 с большой скоростью сердцевина, очишенная от коры, проталкивается ножами вперед и отбрасывается на сборную пластину 860, а затем попадает в сборник. В этой сердцевине содер>кится основная часть сока сахарного трост40
Нижний наклон поверхности 885 верхней направляющей 886 и достаточное продольное удаление от самых верхних кромок ножей необходимы для уменьшения давления, оказы4 ваемого на кору, которое может привести к продольному разрыву или поперечному излому коры, в результате чего будет нарушена непрерывная работа устройства. Эти же условия способствуют уменьшению наращивания сердцевины, зацепляемой вращающимися ножами 854, и исключают обратное давление сердцевины. Автоматическое вертикальное перемещение площадки ИО обеспечивает непрерывное поджимание половин стеблей ввсрх и необходимую установку их относительно ножей 854, благодаря чему кора будет точно проходить в промежуток В, нс соприкасаясь с ножами 854. Выходя из узла 804, кора собирается и транспортируется для дальнейшей обработки, во время которой из нее выжимается сахарный сок.
Кора, имеющая вид изогнутой полосы, поступает из узла 804 на следующий участок обработки, который представляет собой устрой65 ство для выжимания 872, где из коры удаляет21
207165 ся находящийся в ней сок. Устройство 872 состоит из первой пары вальцов 876 и 878, которые вращаются на горизонтальных валах 880 и 882. Эти вальцы сдавливают и выпрямляют кору, выжимая из нее сок. Зятем кора проходит через разбрызгиватель с соплами 884, распыляющими воду из трубы 886 на движущуюся кору. Влажные полосы коры проходят вторую пару вальцов 888 и 890, которые крепятся на валах 891 и 892; здесь добавочная влага выжимается из коры вместе с сахаром, который может с помощью этой влаги выделяться из коры.
За вальцами 888 и 890 находится последняя пара выжимающих вальцов 894 и 896. 5Кидкость, выжатая из коры парами вальцов 876, и 878, 888 и 890, 894 и 896, собирается и транспортируется для дальнейшей обработки с целью получения сахара. Вместо выжимания кору можно обрабатывать диффузионным способом, при котором вода течет по коре и проходит через нее, растворяя сахар, после чего сахар извлекают из воды.
Валы 880 и 891 верхних вяльцов 876 и 888 с помощью блоков подшипников 400 крепятся к стержню 402, который болтами 404 и 406 соединен с боковым элементом 410. Гайки 412 можно регулировать, изменяя величину усилия, которое прикладывается плоской пружиной 414 в нижнем направлении к противоположным концам стержня 402. Усилие, создаваемое пружиной 414, обеспечивает давление, необходимое для сжатия коры. Нижнее перемещение вальцов 876 и 888 ограничивается стопорными болтами 416, которые обеспечивают необходимый зазор между показанными парами вальцов, благодаря чему волокно коры не повреждается. Нижние валы 882 и 892 снабжены приводом, обеспечивающим перемещение коры в устройстве. Скребковый нож
418 удаляет влагу с поверхности вальца 878, такие же дополнительные ножи могут использоваться там, где это необходимо.
За устройством для выжимания 872 может находиться последний участок обработки коры 420, где выполняется химическая обработка коры, предохраняющая ее от повреждений и защищающая от огня. Этот участок может иметь устройство 422 для нанесения необходимого вещества лотком 424, находящимся над полосами коры. Лоток имеет перфорированное вибрирующее днище, и в нем находится материал для обработки, например бура в виде порошка или др. Вибрирующее сито 480 под лотком 424 обеспечивает равномерное распределение обрабатывающего материала по поверхности коры. Лоток 424 и сито 480 помещаются в корпусе 482, через который проходит кора. В воронкообразном днище корпуса собирается излишек обрабатывающего материала. Вибраторы 486 можно установить на корпусе 482, для того чтобы обеспечить колебательное движение днища лотка 426 и сита
480. Пара вальцов 440 и 442 помогает перемещению полос коры и обеспечивает непрерыв5
1!Ость движсния ее QT у lllcTK3 хпмп lсской 00работки 420. После этого кору собирают для дальнейшей обработки. Обрабатывающий материал мо>кно нанос!Ггь ня по 70c) в виде >кидкости, а не порошка, например, распыляя материал по поверхности коры или пОГружяя 1 0ру в жидкость.
Способ псреработки c3>;3ðíoãо тростппкя н3 описанном выше варианте устройства, показанном ня фиг. 8 — 17, включает в себя псрвую технологическую операцию, I;pll которой происходит удялснпс и соор воска с нару>киой поверхности целого стебля, 3 также удаление остатков и других посторонних веществ, прилипших к наружной поверхности стебля.
Это выполняется, например, при прохождении целого стебля через прорезь или отверстие определенного размера, которое должно быть саморегулируемым, для того чтобы при прохождении стебля с него можно было удалить большую часть воска, не удаляя или нс разрушая значительную часть кожицы илп коры.
Следующая технологическая операция состоит в удалении и сборе кожицы, что достигается при прохождении целого стержня, с которого удален воск, через прорезь илп отверстие определенного размера, которое также должно быть саморсгулирусмым, для того чтобы можно было отде. пить кожицу от коры, при этом обнажаются плотные и крепкие волокна коры.
После этого целый стебель разделяется в продольном направлении, т. е. по длине, на две половины, которые имеют в основном полукруглое поперечное сечение. Затем половины стебля разворачиваются таким образом, что их плоские стороны, i13 которых находится вскрытая сердцевина, оказываются в нп>кием положении.
Затем кора и сердцевина разделяются, причем сначала кору выпрямляют с помощью быстровращающихся ножей, которые захватывают сердцевину и отрывают сс от коры, без зацепления или разрушения волокон коры.
Важно правильно направлять н поддер>кивать половины стеблей, проходящие к ножам. Половины стсбля взаимодействуют с ножами под совместным влиянием трех сил: 1) силы, перемещающей стебель в горизонтальном направлении навстречу к ножам; 2) силы. создаваемой неподвижной направляющей, которая загибает передний консц движущейся половины стебля вниз, устанавливая его касательно по отношению к ножам; поскольку половина стебля обладает >кссткостью в продольном направлении, то при подходе к ножу она остается в основном в горизонтальном положен 1. и; 3 ) у с и л и я и р у ж и н ьl, Il p 11 I л 3 д ы В 3 с м О Г О 1 ,!О 70Винс стсб 7Я. Hp l >I;HH3 поджим !с! Ilo,loВ П И СТ С 0 Л Я К В C P Х У, P ll C l! 0, 1 3 Ã 3 II Е С К Я С >1 Т СЛ Ь Н 0
Г!О ОТНОШЕНИIО К HO>11>IМ, ПРИ ЭТОМ ПЕРСДНЯЯ часть ножсй прсдохр 311яст 0Т у,паров. ВыГоднсс всего сделать та", чтобы врящснпс ножей происходило навстречу подаваемой сердцевине.
207165
Сердцевина, в которой содержится большая часть сока, собирается с ножей и направляется на дальнейшую переработку. Все описанные выше операции не изменяли первоначальную, естественную, форму коры, т. е. волокна коры не перемещались значительно относительно друг друга. Например, отделение сердцевины от коры выполнялось таким образом, что кора оставалась согнутой. То, что стебель оставался в естественном изогнутом положении, давало возможность регулировать разделение его на части, особенно отделение сердцевины и коры, не вызывая отделения сока от сердцевины. После этого полосы коры выпрямляют и прессуют, пропуская их через первый ряд вальцов, где кора изменяет форму, и из нее выжимается сок. Затем к полосам добавляется регулируемое количество воды, и их снова отжимают, извлекая оставшийся сахар.
Кору можно также обрабатывать диффузионным способом. Наконец, кору обрабатывают химически, для того чтобы предотвратить ее повреждение, высушивают и складируют.
Способ и устройство в соответствии с предлагаемым изобретением отличаются от обычных способов, при которых стебли сахарного тростника перевозят с поля на завод для получения сока из них вскоре после резки, Устройство в соответствии с предлагаемым способом может использоваться рядом с плантацией на сортировочных складах, благодаря чему можно перерабатывать небольшие партии только что срезанного тростника. Относительно небольшие размеры и дешевизна устройства позволяют использовать большое количество сортировочных складов, что выгодно по сравнению с обычным устройством, где один завод занимает значительную площадь. Тростник срезается и сразу доставляется на склад, где сердцевина отделяется от коры.
Сердцевину, еще содержащую натуральный сок, можно обработать щелочным раствором, например известковым молоком, чтобы нейтрализовать естествснную кислотность сока.
Затем сердцевину можно перевезти на завод для последующего удаления нейтрализованного сока, после чего этот сок можно рафинировать в сахарные продукты. Если необходимо, сок можно отделить от сердцевины на складе, и тогда останется только отвезти его на очистительный завод. Это будет значительно экономичней IIo сравнению с транспортировкой целых стеблей сахарного тростника.
Можно хранить сердцевину с находящимся в ней соком или сырой сок, извлеченный из сердцевины.
Относительно небольшие размеры устройства позволяют прицеплять его к неподвижной уборочной машине для сахарного тростника или выполнять его за одно целое с этой машиной. В этом случае предлагаемое устройство можно установить на соответствующую транспортную платформу за обычной машиной для уборки сахарного тростника, в результате чего эта машина вместе с предлага5 и
65 емым устройством будет перемещаться IIo плантации, а стебли сахарного тростника— перерабатываться в различные продукты потребления, описанные выше. Такая система схематически изображена на фиг. 18, где обычная машина для уборки сахарного тростника 444 срезает растущий сахарный тростник 445, который сразу же подается в предлагаемое устройство 44б, установленное на подвижной платфор»с 447. Сухие продукты можно ссыпать в мешки или укладывать в кипы, а сырую сердцевину или сок можно помещать в контейнеры 448, которые после заполнения могут отправляться для последующей переработки. Такая система, возможная при использовании предлагаемого устройства, позволяет отказаться от большого количества различного оборудования и уменьшает расходы на складывание и погрузку стеблей сахарного тростника на плантации после того как они срезаны и на дальнейшую обработку целых стеблей на заводе.
Исходя из существующей практики обработки сахарного тростника пытались культивировать сорт с мягкой корой и минимальным количеством воска. Предлагаемый способ и устройство подходят для обработки сахарного тростника почти любого сорта, даже если он имеет очень жесткую кору; более того, значительное содержание воска в некоторых сортах следует рассматривать как преимущество, поскольку воск сахарного тростника представляет собой ценный продукт.
Предлагаемый способ и устройство можно успешно использовать совместно с существующим очистительным оборудованием. Поскольку полученный сок содержит меньшее количество вредных веществ и имеет высокую плотность по Бриксу, процесс производства сахара значительно совершенствуется. Выше указывалось, что стебель сахарного тростника перерабатывается на пять первичных частей: воск, кожицу, волокна коры, флоккулированный осадок сердцевины и сок, Багасса здесь не получается, и это следует считать наиболее важным усовершенствованием по сравнению с существующими способами.
Предмет изобретения
1. Способ переработки стеблей сахарного тростника, включающий извлечение сока, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сока и получения новых продуктов, производят отделение и сбор наполненной соком сердцевины стебля без смешивания сердцевины с другими частями стебля.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, перед отделением сердцевины от коры и извлечением сока из сердцевины, удаляют воск и кожицу с наружной поверхности целого стебля, 3. Способ по п. 2, отлича ощийся тем, что указанные операции производят при движении стебля в продольном направлении по за207165
26 данному пути, в различных точках этого пути, со сбором в этих точках -оотвстствующих частей стебля.
4. Способ по пп. 1, 2, отличающийся тем, что стебель разделяют на отдельные части при непрсрывном его движении до тех пор, пока он не будет разделен на отдельные составляющие части, причем первая операция состоит в удалении наружного воска с целого стебля, вторая — в разделении коры и сердцевины, а третья — в извлечении сока, находящегося в сердцевине.
5. Способ по и. 4, отличающийся тем, что указанные операции производят одновременно над несколькими стеблями с раздельным сбором воска, коры, сердцевины и сока от этих стеблей.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что перед отделением сердцевины от коры производят разрезание коры в продольном направлении. 4
7. Способ по п. 6, отличагощийся тем, что выделение сока из сердцевины производят с помощью прикладываемого к ней давления.
8. Способ по п. 6, отличагощийся тем, что выделение сока из сердцевины производят диффузионным путем.
9. Способ по п. 6, отличающийся тем, что выделение сока из сердцевины производят путем ес центрифугирования.
10. Способ по пп. 4 или 6, отличающийся тем, что дополнительно производят извлечение сока из коры после отделения от нее сердцевины.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после уборки сахарного тростника отделяют сердцевину от коры на сортировочном складе рядом с плантацией и транспортируют эту сердцевину на завод, где производят извлечение сока и его очистку.
12. Способ по п. 1, отличающггйся тем, что после уборки сахарного тростника отделяют сердцевину от коры и извлекают сок из нее на сортировочном складе и транспортируют этот сок на завод для последующей его очистки.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сердцевину отделяют от коры в процессе уборки сахарного тростника и транспортируют ее на завод, где производят извлечение сока и
его очистку.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сердцевину отделяют от коры и извлекают из нее сок в процессе уборки сахарного тростника и транспортируют этот сок на завод для последующей его очистки.
2О7165 а@у 4А
Фиг. /7
Фиг. 1д
Составитель Т. Фрегер
1 едактор М. А. Полянинов Техред А. А, Камышиикова Корректоры: С. Ф. Гоптаренко и Н. И. Быстрова
Заказ 4696!18 Тираж 530 Подписное
Ц11ИИПИ Комитета по делам изобрете ий и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
