BRPI1001978A2

BRPI1001978A2 - extrator de caldo de cana

Info

Publication number: BRPI1001978A2
Application number: BRPI1001978-2A
Authority: BR
Inventors: J Edwin Roy
Original assignee: J Edwin Roy
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2011-07-05
Also published as: US20100307483A1; US7918160B2; BRPI1001978B1

Abstract

EXTRATOR DE CALDO DE CANA O extrator de caldo de cana inclui um vagão que pode ser engatado a ou rebocado ao lado de uma maquina colhedora ou combinada para aplicação em campo. O vagão inclui uma estrutura tendo um piso superior e um piso inferior. O piso superior inclui um lado de entrada onde cana colhida pode ser alimentada para extração de caldo, e um lado de saída para descartar a polpa. Aumentadores rotativqs alimentam com cana uma estação de corte situada no piso superior. A estação de corte corta a cana em colmos que são carregados por uma correia sem fim através de uma série de jogos de roletes de compressão. Cada jogo de roletes comprimem a cana cortada para baixo a dimensões menores para extrair o caldo. Uma rampa disposta entre os pisos superior e inferior coleta o caldo e o verte por funil em um tanque de armazenamento de caldo situado no piso inferior. A polpa é expelida pelo lado de saída para o campo.

Description

"EXTRATOR DE CALDO DE CANA"

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a processadores de produto agrícola e, mais especi-ficamente, a um extrator de caldo de cana para extração em campo de caldo de cana deaçúcar.

2. DESCRIÇÃO DA ARTE RELACIONADA

O açúcar é um dos ingredientes mais básicos presentes nas cozinhas da maioriadas casas. Ele confere o sabor doce que muitos adoram de bebidas, doces e sobremesasaté pratos salgados. Um dos tipos de açúcares mais comuns consumidos pelo público emgeral é a sacarina derivada da cana de açúcar. "

Em geral, produtores e fazendas de cana-de-açúcar utilizam laboratório manuale/ou maquinaria para colher cana-de-açúcar madura. Os pés de cana-de-açúcar são envia-dos para uma instalação de processamento distante do campo onde eles são cortados emcolmos. Os colmos são processados para extrair o caldo. Uma vez que o caldo foi extraído,ele é enviado para usjnas para obtenção do produto final.

Uma das maiores preocupações com o acima é a perda potencial de matéria-primapara extração do caldo, ou seja, não o caldo de cana propriamente, mas o seu conteúdo. Acana-de-açúcar, uma vez cortada, precisa ser transportada com a maior rapidez para a ins-talação de processamento, porque a cana cortada começa a perder seu conteúdo de açú-car. Esta questão é agravada pelo dano inflingido à cana durante colheita mecânica, umavez que ela acelera a deterioração.

Uma solução proposta envolve um trailer que pode ser rebocado por uma colhedo-ra. O trailer contém uma série de sistemas excessivamente complexos que trituram a canacolhida e extrai o caldo. Embora este sistema pareça atuar bem, os custos potenciais demanutenção e conservação podem não ser atraentes para maioria dos fazendeiros com re-cursos financeiros limitados. Desse modo, seria benefício na arte prover um dispositivo deextração de caldo que maximizasse o uso de matérias-primas, sendo funcional no campo e-ao mesmo tempo relativamente simples de construção e conservação.

Assim, deseja-se um extrator de caldo de cana que solucionasse os problemasmencionados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O extrator de caldo de cana inclui um vagão que pode ser engatado a ou rebocadoao lado de uma máquina colhedora ou combinada para aplicação em campo. O vagão incluiuma estrutura tendo um piso superior e um piso inferior. O piso superior inclui um lado deentrada onde a cana colhida pode ser alimentada para extração de caldo, e um lado de saí-da para descartar a polpa. Alimentadores rotativos alimentam a cana para uma estação decorte existente no piso superior. A estação de corte fragmenta a cana em colmos os quaissão carregados por uma correia sem fim através de uma série de jogos de roletes de com-pressão. Cada jogo de roletes é configurado para comprimir a cana cortada para baixo emdimensões menores para, através disso, extrair o caldo. Uma rampa disposta entre os pisossuperior e inferior coleta o caldo e o verte por um funil em um tanque de armazenagem decaldo localizado no piso inferior. A polpa é expelida do lado de saída para ser re-introduzidano campo. São dispostos ventiladores ou assopradores em ambos os lados de entrada esaída para respectivamente remover resíduos antes de cortar e direcionar caldo rampa a-baixo. A rampa inclui um sistema de filtração para remover polpa e outros resíduos. O pisoinferior também inclui um controlador/gerador conectado a uma fonte de combustível.

Estas e outras características da presente invenção se tornarão prontamente apa-rentes logo após outra revisão do relatório e dos desenhos a seguir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A fig. 1 é uma vista em perspectiva e ambiente de um extrator de caldo de cana deacordo com a presente invenção.

A fig. 2 é uma vista em perspectiva do extrator de caldo de cana de acordo com apresente invenção.

A fig. 3 é uma vista de topo do extrator de caldo de cana de acordo com a presenteinvenção.

A fig. 4 é uma vista lateral do extrator de caldo de cana de acordo com a presenteinvenção.

A fig. 5 é uma vista traseira do extrator de caldo de cana de acordo com a presenteinvenção.

A fig. 6 é uma vista lateral e esquemática do extrator de caldo de cana de acordocom a presente invenção mostrando o processo de extração de caldo.

Números de referência similares denotam características correspondentes consis-tentemente por todos os desenhos anexos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO PREFERIDAS

A presente invenção refere-se a um extrator de caldo de cana que é usado in situou no campo. A construção relativamente simples presta-se à conservação fácil e de baixocusto. Observa-se que embora o texto seguinte descreva o extrator de caldo de cana usadopara cana-de-açúcar, a invenção também pode ser usada com outro elemento vegetal parafins de geração de sucos.

Como mostrado nas figs. 1 e 2, o extrator de caldo de cana, geralmente designadopelo número de referência 10 neste documento, inclui um vagão com uma estrutura 12 comum engate 13 na parte frontal do mesmo. O engate 13 permite que o extrator de caldo decana 10 seja rebocado por uma colhedora H ou rebocado ao lado de uma colhedora destetipo por meio de outro veículo. A estrutura de vagão 12 é separada em um piso superior eum piso inferior com a maioria dos sistemas de extração de caldo dispostos no piso superi-or. O piso inferior inclui um tanque removível de armazenamento ou retenção de caldo 44 eo controlador/gerador 14.

Referindo-se as figs. 3 e 4, o piso superior inclui um lado de entrada definido porum rampa de alimentação 11. A colhedora H abastece com cana colhida C a rampa de ali-mentação 11, que a dirige ao alimentador 16. O alimentador 16 inclui uma pluralidade dedentes de alimentador 18 montados a um eixo rotativo para impelir e dirigir a cana colhidapara a estação de corte 20. Observe o sentido rotativo indicado pela seta 19. Um motor de alimentador 17 energiza o alimentador 16. Enquanto a cana colhida C está sendo alimenta-da na estação de corte 20, um par de ventiladores 23 dispostos entre á^staçãõ~de corte 20e o alimentador 16 dirige ar pressurizado para a cana para soprar para longe, sujeira, ele-mentos vegetais soltos e outros refugos. Os ventiladores também podem ser usados emlugar dos assopradores 23.

A estação de corte 20 inclui uma pluralidade de lâminas de corte 22 montadas so-bre um eixo e espaçadas a uma distância predeterminada longe uma das outras. A canacolhida C tem aproximadamente 12 in. de comprimento e o espaçamento das lâminas decorte 22 permite fragmentação da cana em comprimentos de cerca de 2 3A in. Os compri-mentos acima são de exemplos, uma vez que o extrator de caldo de cana 10 é plenamentecapaz de ser operar com outros comprimentos de canas e colmos. Na configuração corren-te, as Iaminas de corte 22 são preferencialmente lâminas de serra, mas outras lâminas cor-tantes, tais como trituradores podem ser usados em lugar destas. Uma placa de apoio 24com uma pluralidade de fendas correspondentes às Iaminas de serra 22 é disposta opera-cionalmente abaixo das lâminas de corte 22 para prover, através disso, uma superfície decorte da cana alimentada. Um motor 23 energiza operação da estação de corte 20.

Os colmos cortados então são alimentados em uma estação de extração de caldo30 existente no piso superior da estrutura de vagão 12. A estação de extração de caldo 30inclui uma correia transportadora sem fim 25, que recebe os colmos e os-passa através deuma série de jogos de roletes de compressão 32, 33, 34, 35, 36. A correia transportadora 25é formada preferencialmente de um ciclo de malha de aço inoxidável, onde os furos na ma-lha permitem que o caldo passe através deles. Outras correias transportadoras similarescompostas de borracha, tecidos ou compósitos também são possíveis. A correia transporta-dora 25 é enrolada em torno de roletes em repouso e acionados 26 provendo tensão sufici-ente para operação. Um motor 45 aciona os roletes 26.

Cada jogo de roletes de compressão 32, 33, 34, 35, 36 é configurado para compri-mir progressivamente os colmos alimentados através dos mesmos e espremer o caldo con-tido nos mesmos. Por exemplo, o primeiro jogo de roletes de compressão 32 comprime oscolmos para baixo até cerca de 9/16 in. Com uma pressão de 2,000 psi. O segundo jogo deroletes de compressão 33 comprime os colmos para baixo até 7/16 in. Com uma pressão de2,000 psi. O terceiro jogo de roletes de compressão 34 comprime os roletes para baixo até5/16 in. a 2,000 psi., o quarto jogo de roletes de compressão 35 comprime os colmos até5 3/16 in. a 2,000 psi., e o quinto jogo de roletes de compressão 36 comprime os colmos até1/8 in. a 5,000 psi. Desse modo, é possível observar que cada jogo 32-36, espreme os col-mos para baixo até dimensões menores à medida que eles são alimentados próximos dosroletes de compressão subsequentes 32-36. Diversas formas podem ser usadas para facili-tar este processo. Por exemplo, cada jogo de roletes 32-36 pode ter a altura de passagem,10 ou seja, o espaçamento entre os roletes, ajustados ao nível desejado para © ponto de ajustede compressão de colmo. O diâmetro de cada jogo de roletes~pode ser alterado para resul-tados similares. Para regular a pressão, ter a altura de passagem ajustada aos níveis apro-priados e fixada nos mesmo pode prover a pressão desejada, ou podem ser usados tambémmeios mecânicos adicionais, tais como molas hidráulicas ou de tensão. Na forma de realiza-15 ção corrente, a altura de passagem dos roletes de cada jogo foi ajustada para aumentarprogressivamente a dimensão dos colmos. Alguns dos roletes, tais como os jogos de rolete32, 33, 34 podem ser em cristas para aumentar a preensão sobre os colmos. Um motor 46energiza os roletes de compressão 32-36.

Para coletar o caldo, o extrator de caldo de cana 10 inclui uma rampa 40 disposta20 entre os pesos superior e inferior da estrutura de vagão 12. A rampa 40 fica embaixo da es-tação de extração de caldo" 30 e abarca substancialmente o comprimento da estrutura devagão 12 para maximizar a coleta de caldo. O caldo extraído é vertido por funil para saída43 conectada ao tanque de armazenamento ou retenção de caldo 44. A rampa também in-clui um sistema de filtração definido pelos filtros 42. Os filtros retêm resíduos de planta inde-25 sejáveis e polpa caindo do tanque 44 junto com o caldo. O sistema de filtração pode ser umprocesso de dois estágios onde o filtro superior 42 remove resíduos maiores enquanto ofiltro inferior 42 remove o restante.

Após os colmos passarem através da estação de extração de caldo, a polpa resul-tante é expelida para o campo. Devido à pressão e ao momento do ultimo ajuste dos roletes30 de compressão 36, isto provê força motora suficiente para dirigir a polpa para o lado de saí-da do piso superior. Como mostrado nas figs. 3 e 4, o lado de saída inclui uma pluralidadede ventiladores 41 dispostos ao longo da largura da estrutura de vagão 12 dirigindo ar parabaixo em direção à rampa 40. Isto força o caldo restante na polpa ou o caldo coletado nolado de saída da rampa 40 a ser dirigido para a saída. 43.35 A operação do extrator de caldo de cana 10 é provida por um controlador/gerador

14 disposto próximo da parte frontal da estrutura de vagão 12. O controlador/gerador 14gera energia para o extrator de caldo de cana 10 e controla ativação e velocidade do alimen-tador 16, da estação de corte 20, da estação de extração de caldo 30, bem como dos asso-pradores 23 e ventiladores 41. A fonte de combustível para o controlador/gerador 14 podeser um par de tanques de propano 15 disposto em seu próprio suporte em cada lado do con-trolador/gerador 14. Combustíveis ou fontes de energia alternativos também podem ser u-sados, tais como células de combustível, baterias e/ou painéis solares.

Referindo-se a fig. 6, o texto seguinte descreve como o extrator de caldo de cana10 opera. A cana colhida C é entregue no lado de entrada da estrutura de vagão 12. A ram-pa de alimentação 11 dirige a cana C para o alimentador 16, que positivamente alimenta acana C na estação de corte 20. Os assopradores 23 asseguram que a cana C fique livre defolhas e outros refugos. A estação de corte 20 corta a cana C em-colmos menores que en-tão são carregados no transportador 25 presente na estação "ãè extração de caldo 30. Cadajogo de roletes de compressão subsequentes 32-36 progressivamente comprime os colmospara baixo até um tamanho menor para espremer ou extrair o caldo contido nos mesmos. Ocaldo extraído passa através da malha situada no transportador 25 para os filtros 42. Osfiltros 42 asseguram que muito da polpa indesejada e outros resíduos não entrem no tanquede armazenamento 44. Todo caldo coletado no lado de saída da rampa 40 é forçado rampaabaixo pelos ventiladores 41. Uma vez que o tanque 44 tenha sido enchido, ele é removidoda estrutura de vagão 12 e enviado para a instalação de processamento. Desta maneira,descobriu-se que o extrator de caldo de cana 10 maximiza geração de caldo mediante mi-nimização da perda do mesmo.

Compreende-se que o extrator de caldo de cana 10 não se limita ao acima, mas a-brange uma variedade de alternativas. Por exemplo, é preferível que o extrator de caldo decana seja feito de aço inoxidável, mas podem ser usados outros materiais alternativos con-tanto que eles sejam duráveis e de longa duração. A rampa 40 e a rampa de alimentação 11podem ser revestidas para reduzirem tensão ou atrito de superfície para eficientemente mo-verem o caldo através da estação de extração e coletarem o caldo. Além disso, o número dejogos de roletes de compressão pode ser aumentado ou diminuído dependendo da com-pressão desejada.

É importante compreender que a presente invenção não se limita às formas de rea-lização descritas acima, mas abrangem quaisquer e todas as formas de realização que este-jam dentro do escopo das reivindicações a seguir.

Claims

1. Extrator de caldo de cana, CARACTERIZADO por compreender:- um vagão adaptado para ser rebocado por um veículo, o vagão tendo uma estru-tura, a estrutura tendo um piso superior e um piso inferior, o piso superior tendo:- um lado de entrada para receber cana colhida;- um alimentador para dirigir a ca-na;- uma estação de corte para cortar a cana em colmos;- uma estação de extração de caldo para progressivamente comprimir os colmospara extrair caldo contido nos colmos; e- um lado de saída para expelir polpa de colmo. -- uma rampa de coleta de caldo disposto eriíFe os pisos superior e inferior para cole-tar e dirigir o escoamento do caldo;- um tanque de armazenamento disposto no piso inferior e conectado à rampa decoleta de caldo para reter o caldo extraído;- um primeiro conjunto de fluxo de ar positivo para limpar resíduos presentes na ca-na colhida;- um segundo conjunto de fluxo de ar positivo para dirigir caldos residuais para bai-xo da rampa de coleta de caldo; e- um controlador/gerador disposto no piso inferior para prover energia e operaçãode controle de extrator de caldo de cana.

2. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que o lado de entrada compreende ainda um rampa de alimentação inclinadadirigindo escoamento da cana colhida para o alimentador.

3. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que o alimentador compreende ainda uma pluralidade de dentes de alimentaçãomontada em um eixo rotativo.

4. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que a estação de corte compreende ainda:- um eixo rotativo;- uma pluralidade de Iaminas de corte montada a e espaçada ao longo do eixo rota-tivo;- e uma placa de apoio disposta abaixo das lâminas de corte, a placa de apoio ten-do uma pluralidade de fendas espaçada correspondente às lâminas de corte.

5. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que a estação de extração de caldo compreende ainda:- uma pluralidade de jogos de roletes de compressão adaptada para progressiva-mente comprimir os colmos em dimensões menores, cada um dos jogos de roletes com-pressores sendo configurado para comprimir os colmos em uma dada dimensão diferentedos outros jogos; e- um transportador para alimentar os colmos através da pluralidade de jogos de ro-Ietes de compressão.

6. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADOpelo fato de que o transportador compreende ainda uma correia transportadora sem fim emmalha.

7. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que a rampa de coleta de caldo compreende ainda um sistema de filtração dis-posto dentro da rampa e ficando embaixo da estação de extração de caldo para removerpolpa e resíduos.

8. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADOpelo fato de que o sistema de filtração compreende um filtro superior e inferior.

9. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que o primeiro conjunto de fluxo de ar positivo compreende ainda uma plurali-dade de assopradores de ar disposta ao longo de uma largura do piso superior entre o ali-mentador e a estação de corte, os assopradores de ar dirigindo ar em direção ao lado deentrada.

10. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpelo fato de que o segundo conjunto de fluxo de ar positivo compreende ainda uma plurali-dade de ventiladores disposta ao longo de uma largura do piso superior adjacente ao ladode saída, os ventiladores dirigindo ar em direção à rampa de coleta de caldo para forçar cal-do para baixo da rampa de coleta de caldo.

11. Extrator de caldo de cana, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADOpor compreender ainda pelo menos uma fonte de combustível disposta adjacente aocontrolador/gerador.