Способ переработки стеблей сахарного тростника

Способ переработки стеблей сахарного тростника

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 п