BRPI0720081B1 - Moenda para a extração de caldo de cana de açúcar a partir da superfície de um produto - Google Patents

Description

(54) Título: MOENDA PARA A EXTRAÇÃO DE CALDO DE CANA DE AÇÚCAR A PARTIR DA

SUPERFÍCIE DE UM PRODUTO (51) Int.CI.: C13B 10/02; B30B 9/20; C13B 10/06 (30) Prioridade Unionista: 14/12/2006 FR 0610911 (73) Titular(es): FIVES CAIL (72) Inventor(es): PHILIPPE HERLANT; JEAN URBANIACK; MICHAÉL FIEBIG

RELATÓRIO DESCRITIVO

Pedido de Patente de Invenção para “MOENDA PARA A EXTRAÇÃO DE CALDO DE CANA DE AÇÚCAR A PARTIR DA SUPERFÍCIE DE UM PRODUTO”

A presente invenção se refere a uma moenda para a extração de caldo de cana de açúcar a partir da superfície de um produto.

Atualmente, para a extração do caldo de cana de açúcar, primeiramente, um estágio preliminar é implementado, durante o qual a cana de açúcar é preparada utilizando materiais como facas, processadores, ou dispositivos trituradores conhecidos como “schreders”.

Por exemplo, um schreder é constituído por um rotor móvel que inclui um conjunto de 100 a 200 martelos de 20 a 30 quilos girando em velocidades tão altas quanto 900 até 1100 rpm, permitindo a abertura das células da cana que incluem o caldo açucarado de modo que as moendas possam extrair o caldo.

Os produtos assim preparados suprem um sistema de prensagem composto geralmente por um conjunto de 4 a 7 moendas em série. Cada moenda extrai uma porção do caldo. Isso permite que o conjunto extraia até aproximadamente 98% do caldo contido na cana.

As moendas conhecidas incluem geralmente ao menos três rolos compressores que giram em sentidos opostos, em particular consistindo em cilindros com vigas. Os rolos também incluem ranhuras para a melhor descarga do caldo. Entre essas zonas de pressão, é conhecida a condução da cana prensada utilizando-se uma lâmina bagaceira que mantém a cana compactada de modo a extrair idealmente o caldo da cana.

Contudo, na referida lâmina bagaceira, uma perda de energia por atrito da cana pode ser observada. Após o término da última prensagem de cada moenda, uma reabsorção do caldo na cana pode ser observada, a

2/11 qual sofre rápida descompactação. Isso é prejudicial para o rendimento da prensagem e requer o uso de diversos rolos compressores sucessivamente.

O documento FR-2.706.808 ou ainda o documento FR2.709.700 divulgam um dispositivo para melhorar a eficiência da compressão dos rolos para a extração de líquidos, e em particular açúcar de cana. Esse dispositivo inclui um canal a jusante dos rolos compressores, chamado de calha, e uma barreira que cria um gargalo na calha. As moendas equipadas com tal dispositivo permitem que se extraia até 70% do caldo durante a primeira prensagem.

O objetivo da invenção é oferecer uma moenda para a extração de caldo de cana que apresente em particular um dispositivo aperfeiçoado que limita a reabsorção do caldo de cana após a prensagem, cujos desempenhos sejam melhores do que os dos sistemas conhecidos.

Um outro objetivo da invenção é oferecer uma moenda de maior rendimento, permitindo que se extraia ao menos 75% do caldo durante a primeira prensagem.

Um outro objetivo da invenção é oferecer uma moenda em que o consumo de energia seja menor do que o das moendas do estado da técnica.

Um outro objetivo da invenção é oferecer uma moenda composta de apenas dois rolos compressores.

Outros objetivos e vantagens da invenção ficarão aparentes a partir da descrição a seguir, que é dada somente por propósitos ilustrativos e não limitativos.

Esta invenção se refere a uma moenda para extrair caldo de cana de açúcar, a referida moenda incluindo ao menos dois rolos compressores que giram em sentidos opostos para conduzir e prensar a superfície do produto em uma zona feita para a compressão e a descarga do

3/ 11 caldo, e uma zona de saída a jusante da referida superfície do produto, podendo ao menos um dos rolos apresentar ranhuras anulares periféricas para o fluxo do caldo extraído.

A moenda da invenção apresenta, além disso, meios de 5 limitação da reabsorção do caldo de cana após a prensagem, os referidos meios apresentando, na zona de saída a jusante da superfície do produto, em uma parte, um canal anti-expansão localizado a jusante da zona de compressão, e dentro do qual a superfície do produto prensada é conduzida, sob a ação dos rolos em rotação e, em outra parte, meios de ajuste da seção do canal, para compactar a referida superfície no canal, ao menos localmente.

De acordo com a invenção, o referido canal anti-expansão apresenta ao menos uma seção de comprimento em que o canal é divergente, também chamada de zona de expansão, seguida pelos referidos meios de ajuste da seção do canal para tomar o canal convergente em uma zona correspondente, também chamada de zona de contra-pressão.

De acordo com uma modalidade variante, o canal antiexpansão pode apresentar três seções de comprimento sucessivas, quais sejam:

- uma primeira seção de comprimento do canal em que o canal é convergente, uma segunda seção de comprimento do canal em que o canal é divergente, correspondente à referida zona de expansão, uma terceira seção de comprimento do canal em que o 25 canal é convergente, correspondente à referida zona de contra-pressão.

A invenção será mais bem compreendida a partir da leitura da descrição com os desenhos anexos, nos quais:

4/11 a Figura 1 é uma vista lateral de uma moenda que se adéqua à invenção de acordo com uma modalidade, a Figura 2 e a Figura 3 são vistas parciais do mecanismo para pressionar e limitar a reabsorção como ilustrado na Figura 1, em duas posições dos meios de ajuste da seção do canal, a Figura 4 é uma vista de seção parcial de uma modalidade dos rolos compressores, de acordo com a invenção, que incluem vigas triangulares e ranhuras anulares para a descarga do caldo, a figura 5 e a figura 6 são respectivamente as vistas 10 frontal e lateral de um elemento de pente que permite a limpeza das vigas ilustradas na Figura 4, a Figura 7 é um desenho parcial do princípio de uma moenda que se adéqua a invenção de acordo com uma segunda modalidade,

- a Figura 8 é um desenho parcial do princípio de uma moenda que se adéqua a invenção de acordo com uma terceira modalidade, a Figura 9 é um desenho parcial do princípio de uma moenda que se adéqua a invenção de acordo com uma quarta modalidade, a Figura 10 é um gráfico que ilustra como um exemplo a 20 evolução das pressões dos produtos em três zonas sucessivas do canal da moenda, como ilustrado nas Figuras 7 a 9, isto é: a primeira seção de comprimento em que o canal é convergente (zona 20), a referida zona de expansão (30) e a zona de contra-pressão (zona 40).

A invenção se refere a uma moenda para extrair caldo de cana 25 a partir da superfície de um produto.

A moenda 1 inclui ao menos dois rolos compressores 2 que giram em sentidos opostos para conduzir e prensar a superfície do produto

5/11 em uma zona 3 feita para comprimir e descarregar o caldo, e uma zona de saída 4 a jusante da referida superfície do produto.

Contudo, a invenção encontrará aplicações vantajosas em moendas com apenas dois rolos compressores, sem no entanto estar limitada a estas. E também possível, por exemplo, considerar a referida invenção com moendas convencionais arranjadas com três a seis rolos.

A moenda apresenta também meios de limitação da reabsorção do caldo de cana após a prensagem.

A esse respeito, ao menos um dos dois rolos 2 pode apresentar 10 ranhuras anulares periféricas 5 fornecidas para o fluxo do caldo extraído. Como ilustrado na Figura 1, de acordo com um exemplo, ambos os rolos compressores 2 são emaranhados um ao outro, em particular nas vigas 5.2. As ranhuras 5.1 são então apertadas pelas vigas 5.2. Além disso, a moenda pode ainda apresentar ao menos um elemento de pente 6 para limpar as vigas 5.2 assim como um dispositivo para limpar as ranhuras 5.1. Esse elemento de pente 6 permite a remoção dos produtos comprimidos nas vigas. Como ilustrado na Figura 5, de acordo com um exemplo, essas vigas tem um perfil triangular.

Os meios de limitação 7 da reabsorção do caldo apresentam, além disso, na zona de saída a jusante 4 da superfície do produto, em uma parte, um canal anti-expansão 8, situado a jusante da zona de compressão 3, e dentro do qual a superfície do produto comprimida é direcionada, em particular empurrada e sob a ação dos rolos em rotação, e em outra parte, meios de ajuste 9 para ajustar a seção do canal 8, para compactar a referida superfície no canal, ao menos localmente.

Por canal anti-expansão, quer-se dizer um calha que permita a canalização dos produtos, impedindo que tais produtos fiquem completamente soltos e deixados sem qualquer restrição.

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De acordo com a invenção, o canal anti-expansão 8 apresenta ao menos uma seção de comprimento na qual o canal é divergente, também chamada de zona de expansão, seguida pelos referidos meios de ajuste 9 da seção do canal 8 para tomar o canal convergente em uma zona correspondente, assim chamada de zona de contra-pressão.

De acordo com uma modalidade, os referidos meios de ajuste 9 consistem em ao menos um carne articulado 10 em que a parede de orientação dos produtos é inclinável.

A invenção nasceu a partir da observação de que era possível 10 secar a superfície do produto novamente, após uma primeira operação de compressão, liberando-se a pressão de uma forma controlada e exercendose uma nova compressão na superfície, em particular de mesma intensidade.

Além disso, de acordo com a invenção, a área de expansão 15 divergente permite a liberação parcial dos produtos antes de mais compressão na zona de contra-pressão. A moenda ilustrada de acordo com o exemplo das Figuras 1 a 4 permite que se submeta os produtos sucessivamente a uma primeira compressão entre os rolos 2, na zona de compressão 3, liberando os produtos graças à primeira seção de comprimento em que o canal é divergente, e então para uma outra compressão dos produtos na zona de contra-pressão.

É portanto possível extrair mais caldo do que com as moendas do estado da técnica, ou ainda possível se extrair a mesma quantidade de caldo mas consumindo menos energia para a atuação dos rolos. Uma melhoria na extração do caldo de 5% ou mais pode ser observada.

Como ilustrado de acordo com o exemplo das Figuras 1 a 4, o canal anti-expansão 8 pode ser divergente, ao menos em uma primeira seção de comprimento. Em particular, as paredes inferior e superior do

7/11 canal 8 podem formar um ângulo “a” em relação à direção média 13 do canal, na faixa de 2° a 10°, ao menos em uma primeira seção de comprimento divergente.

De acordo com uma modalidade ilustrada nas Figuras 2 ou 3, o 5 ângulo “a” pode em particular ser igual a 5°.

Como ilustrado de acordo com uma modalidade, os meios de ajuste 9 para ajustar a seção do canal 8 consistem em um carne articulado 10, cuja inclinação permite o ajuste da seção do canal localmente e transversalmente.

O carne 10 pode em particular apresentar uma parede de orientação 15 de produtos. Esta parede de orientação 15, disposta sobre toda a largura do passagem da superfície comprimida, forma, ao menos parcialmente, uma parede interna do canal, ao menos em uma segunda seção de comprimento.

O ângulo do carne, indicado por 3 na Figura 3, ou seja, o ângulo da parede de orientação 15 em relação à direção média 13 do canal 8, pode ser determinado fazendo-se o canal convergente, ao menos em uma segunda seção de comprimento.

Em particular, de acordo com a modalidade ilustrada na Figura

3, as paredes inferior e superior do canal formam um ângulo de 5° “a” em relação à direção média 13 do canal, por sobre uma primeira parte de seção de comprimento divergente. O ângulo do carne, isto é, o ângulo “p”, formado entre a parede de orientação 15 dos produtos e a direção média 13 do canal 8, pode ser da ordem de -15° por uma segunda seção de comprimento.

O ângulo do carne pode ser ajustado manualmente por um operador, ou ainda automaticamente. Assim, vantajosamente, a moenda pode apresentar ainda um sensor de força ou um sensor de torque visando

8/11 as tensões induzidas pela superfície compactada no canal sobre o referido came 10.

A moenda pode então apresentar meios de inclinação serviçal do came, através do método de compressão, em função dos sinais do sensor e de um valor de configuração determinado, em particular um valor de força ou ainda um valor de torque.

A moenda pode apresentar também meios de ajuste 11 para ajustar a inclinação do came, em particular formados por um macaco hidráulico ou elétrico 12.

Como ilustrado, a direção média 13 do canal anti-expansão pode ser oblíqua, descendente. Por exemplo, a direção média 13 pode formar um ângulo relativo à horizontal na faixa de 10 a 30°, em particular igual a 20°.

Vantajosamente, em uma modalidade preferida, a moenda inclui dois rolos compressores 2 e os referidos rolos compressores 2 podem ser fornecidos com ranhuras anulares periféricas 5.1 e as vigas 5.2, a moenda apresentando para cada rolo um elemento de pente 6.

Como ilustrado na Figura 1, a moenda pode então apresentar três rolos formando um triângulo, em particular orientado pelos rolos 16.

Dois dos rolos são os rolos compressores 2, sendo o terceiro um rolo 14 fornecido para conduzir e guiar a superfície do produto.

Como ilustrado nas Figuras 2 e 3, as paredes inferior e superior do canal podem ser formadas ao menos parcialmente por dois blocos 18, 19 fechados lateralmente por flanges.

O bloco inferior 18 pode ser de seção em forma de paralelepípedo e apresentar uma superfície de suporte com furos, em particular para o ajuste dos elementos de pente 6, em particular por fixação de parafusos.

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O bloco superior 19 pode ser menor do que o bloco inferior 18. Ele pode apresentar uma parede posterior com dimensões projetadas para interagir rotativamente com o came articulado 10. A parede posterior pode apresentar em particular um raio de curvatura substancialmente semelhante ao raio de curvatura de uma geratriz semi-circular do came articulado 10.

Como ilustrado, o bloco superior pode apresentar em uma parede frontal uma superfície para a fixação de um elemento de pente 6, em particular fornecida com furos para a fixação de parafusos.

De acordo com uma modalidade ilustrada de acordo com as 10 variantes das Figuras 7 a 9, o canal anti-expansão 8 pode apresentar três seções de comprimento sucessivas, quais sejam:

uma primeira seção de comprimento em que o canal 8 é convergente, correspondente à zona 20, uma segunda seção de comprimento em que o canal é 15 divergente, correspondente à zona de expansão 30, uma terceira seção de comprimento do canal em que o canal 8 é convergente, correspondente à zona de contra-pressão 40.

O gráfico da Figura 10 ilustra a pressão interna dos produtos (em bars) sobre o eixo das ordenadas em relação à posição dos produtos ao longo do comprimento do canal. Três curvas são traçadas, cada uma correspondendo a uma inclinação particular do came articulado 10 na moenda e às geometrias das Figuras 7 a 9.

Pode ser então observado que à medida que os produtos progridem e avançam no canal 8 a pressão interna aumenta na referida zona

20, diminui na referida zona 30, e aumenta novamente de forma significativa na zona de contra-pressão 40.

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Os produtos são então submetidos a três compressões, isto é: uma primeira compressão entre os rolos compressores 2, seguida por uma expansão dos produtos para dentro de uma zona 4 de saída a jusante da superfície, uma segunda compressão na referida zona convergente 20 do canal 8, seguida por uma segunda expansão na zona de expansão 30 do canal 8, e por fim uma terceira compressão na zona de contra-pressão 40 sob a ação dos meios de ajuste da seção do canal, e em particular do carne articulado 10. Uma extração ideal do caldo a partir da superfície do produto.

Vantajosamente, o caldo flui na entrada 25 do canal a montante da zona 20 e na saída 35 da zona de expansão 30, a montante da zona de contra-pressão 40, como simulado pelas setas nas Figuras 7 a 9.

A referida saída 35 se apresenta na forma de um orifício que consiste em uma abertura criada por entre a extremidade do canal 30 e o começo dos meios de ajuste da seção do canal.

A fim de facilitar a descarga do caldo, o canal pode ser fornecido com orifícios 21 para o descarregamento do caldo extraído, podendo tais orifícios ser, como ilustrado nas Figuras 7 a 9, distribuídos particularmente sobre a zona de expansão 30 do canal.

Como ilustrado nas Figuras 7 a 9, a moenda pode apresentar dois carnes articulados 10, capazes de “pinçar” a superfície do produto sobre a zona de contra-pressão 40.

Deve ser observado que os padrões dos exemplos das Figuras a 9 não são limitativos. Além disso e embora não ilustrado, as moendas das Figuras 7 a 9 podem ser fornecidas com elementos de pente para limpar as vigas dos rolos compressores 2 e com um dispositivo para a limpeza das ranhuras anulares.

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Naturalmente, outras modalidades, ao alcance dos técnicos no assunto, poderiam ter sido consideradas sem sair do escopo da invenção definida pelas reivindicações anexas.

Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Moenda (1) para a extração de caldo de cana de açúcar a partir da superfície de um produto, a referida moenda compreendendo ao menos dois rolos compressores (2) que giram em sentidos opostos para

   5 conduzir e prensar a superfície do produto no nível de uma zona de compressão e de descarga (3) do caldo e de uma zona de saída (4) da superfície do produto, onde ao menos um dos dois rolos apresenta ranhuras anulares periféricas (5.1), projetadas para o escoamento do caldo extraído, a moenda apresentando também meios de limitação (7) da reabsorção do

   10 caldo de cana após a compressão, apresentando, na zona de saída (4) da referida superfície do produto, em uma parte, um canal anti-expansão (8), situado a jusante da zona de compressão (3), e no interior do qual a superfície do produto comprimido é conduzida, restringida pelos rolos (2) em rotação, e, em outra parte, meios de ajuste (9) da seção do canal (8),

   15 para compactar a referida superfície no canal, ao menos localmente, caracterizada pelo referido canal anti-expansão (8) apresentar ao menos uma seção de comprimento na qual o canal seja divergente, chamada zona de expansão, seguida pelos referidos meios de regulagem (9) da seção do canal (8) para tomar o canal convergente em uma seção de comprimento

   20 correspondente, chamada zona de contrapressão.
2. 2. Moenda de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo canal anti-expansão (8) apresentar três seções de comprimentos sucessivos, a saber:

   uma primeira seção de comprimento (20) na qual o 25 canal (8) é convergente, uma segunda seção de comprimento (30) na qual o canal (8) é divergente, também chamada zona de expansão,

   2/3 uma terceira seção de comprimento (40) na qual o canal (8) é convergente, correspondente à referida zona de contrapressão.
3. 3. Moenda de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo canal ser fornecido com orifícios (21; 35) para a

   5 descarga do caldo.
4. 4. Moenda de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelos referidos meios de regulagem (9) serem constituídos por ao menos um carne articulado (10) onde a parede de orientação é inclinável.

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5. 5. Moenda de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pela referida zona de contra-pressão ser fornecida com dois carnes articulados.
6. 6. Moenda de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por apresentar também um sensor de força e um sensor de

   15 torque visando as tensões induzidas pela superfície compactada no canal (8) sobre o referido carne (10), a moenda apresentando ainda meios para controlar a inclinação do carne em função dos sinais de medição do sensor e de um valor de configuração determinada.
7. 7. Moenda de acordo com uma das reivindicações 1 a 6,

   20 caracterizada por apresentar meios (11) de ajuste da inclinação do carne constituído por um pistão (12).
8. 8. Moenda de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pela direção média (13) do canal (8) anti-expansão ser oblíqua, descendente.

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9. 9. Moenda de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelos dois rolos compressores (2) serem fornecidos com ranhuras anulares periféricas (6), a moenda apresentando para cada rolo um elemento de pente (6).

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10. 10. Moenda de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por apresentar três rolos que formam um triângulo, sendo dois dos rolos os rolos compressores (2), e sendo o terceiro rolo (14) um rolo para transportar e guiar a superfície do produto.

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