BRPI1001978B1

BRPI1001978B1 - Extrator de caldo de cana

Info

Publication number: BRPI1001978B1
Application number: BRPI1001978-2A
Authority: BR
Inventors: Edwin Roy J.
Original assignee: Edwin Roy J.
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2018-05-22
Also published as: BRPI1001978A2; US20100307483A1; US7918160B2

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

(54) Título: EXTRATOR DE CALDO DE CANA (51) Int.CI.: C13B 10/02; C13B 10/06; C13B 5/02 (30) Prioridade Unionista: 04/06/2009 US 12/457.243 (73) Titular(es): J. EDWIN ROY (72) Inventor(es): J. EDWIN ROY

EXTRATOR DE CALDO DE CANA’

FUNDAMENTO DA INVENÇÃO

1. CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a processadores de produto agrícola e, mais especificamente, a um extrator de caldo de cana para extração em campo de caldo de cana de açúcar. __

2. DESCRIÇÃO DA ARTE RELACIONADA

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

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

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

Uma solução proposta envolve um trailer que pode ser rebocado por uma colhedora. O trailer contém uma série de sistemas excessivamente complexos que trituram a cana colhida e extrai o caldo. Embora este sistema pareça atuar bem, os custos potenciais de manutenção e conservação podem não ser atraentes para maioria dos fazendeiros com recursos financeiros limitados. Desse modo, seria benefício na arte prover um dispositivo de extração 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 problemas mencionados acima.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O extrator de caldo de cana inclui um vagão que pode ser engatado a ou rebocado ao lado de uma máquina 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 a cana colhida pode ser alimentada para extração de caldo, e um lado de saída para descartar a polpa. Alimentadores rotativos alimentam a cana para uma estação de corte existente no piso superior. A estação de corte fragmenta a cana em colmos os quais são carregados por uma correia sem fim através de uma série de jogos de roletes de compressão. Cada jogo de roletes é configurado para comprimir a cana cortada para baixo em dimensões menores para, através disso, extrair o caldo. Uma rampa disposta entre os pisos superior e inferior coleta o caldo e o verte por um funil em um tanque de armazenagem de caldo localizado no piso inferior. A polpa é expelida do lado de saída para ser re-introduzida no campo. São dispostos ventiladores ou assopradores em ambos os lados de entrada e saída para respectivamente remover resíduos antes de cortar e direcionar caldo rampa abaixo. A rampa inclui um sistema de filtração para remover polpa e outros resíduos. O piso inferior também inclui um controlador/gerador conectado a uma fonte de combustível.

Estas e outras características da presente invenção se tornarão prontamente aparentes 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 de acordo com a presente invenção.

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

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

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

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

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

Números de referência similares denotam características correspondentes consistentemente 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 situ ou no campo. A construção relativamente simples presta-se à conservação fácil e de baixo custo. Observa-se que embora o texto seguinte descreva o extrator de caldo de cana usado para cana-de-açúcar, a invenção também pode ser usada com outro elemento vegetal para fins de geração de sucos.

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

Referindo-se as figs. 3 e 4, o piso superior inclui um lado de entrada definido por um rampa de alimentação 11. A colhedora_H abastece com cana colhida C a rampa de alimentação 11, que a dirige ao alimentador 16. O alimentador 16 inclui uma pluralidade de dentes de alimentador 18 montados a um eixo rotativo para impelir e dirigir a cana colhida para 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 alimentada na estação de corte 20, um par de ventiladores 23 dispostos entre a estação de corte 20 e o alimentador 16 dirige ar pressurizado para a cana para soprar para longe, sujeira, elementos vegetais soltos e outros refugos. Os ventiladores também podem ser usados em lugar dos assopradores 23.

A estação de corte 20 inclui uma pluralidade de lâminas de corte 22 montadas sobre um eixo e espaçadas^ a uma distância predeterminada longe uma das outras. A cana colhida C tem aproximadamente 12 in. de comprimento e o espaçamento das lâminas de corte 22 permite fragmentação da cana em comprimentos de cerca de 2 % in. Os comprimentos acima são de exemplos, uma vez que o extrator de caldo de cana 10 é plenamente capaz de ser operar com outros comprimentos de canas e colmos. Na configuração corrente, as laminas de corte 22 são preferencialmente lâminas de serra, mas outras lâminas cortantes, tais como trituradores podem ser usados em lugar destas. Uma placa de apoio 24 com uma pluralidade de fendas correspondentes às laminas de serra 22 é disposta operacionalmente abaixo das lâminas de corte 22 para prover, através disso, uma superfície de corte 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 caldo 30 existente no piso superior da estrutura de vagão 12. A estação de extração de caldo 30 inclui uma correia transportadora sem fim 25, que recebe os colmos e os passa através de uma série de jogos de roletes de compressão 32, 33, 34, 35, 36. A correia transportadora 25 é formada preferencíalmente de um ciclo de malha de aço inoxidável, onde os furos na malha permitem que o caldo passe através deles. Outras correias transportadoras similares compostas de borracha, tecidos ou compósitos também são possíveis. A correia transportadora 25 é enrolada em torno de roletes em repouso e acionados 26 provendo tensão suficiente para operação. Um motor 45 aciona os roletes 26.

Cada jogo de roletes de compressão 32, 33, 34, 35, 36 é configurado para comprimir progressivamente os colmos alimentados através dos mesmos e espremer o caldo contido nos mesmos. Por exemplo, o primeiro jogo de roletes de compressão 32 comprime os colmos para baixo até cerca de 9/16 in. Com uma pressão de 2,000 psi. O segundo jogo de roletes de compressão 33 comprime os colmos para baixo até 7/16 in. Com uma pressão de 2,000 psi. O terceiro jogo de roletes de compressão 34 comprime os roletes para baixo até 5/16 in. a 2,000 psi., o quarto jogo de roletes de compressão 35 comprime os colmos até 3/16 in. a 2,000 psi., e o quinto jogo de roletes de compressão 36 comprime os colmos até 1/8 in. a 5,000 psi. Desse modo,_é possível observar que cada jogo 32-36, espreme os colmos para baixo até dimensões menores à medida que eles são alimentados próximos dos roletes de compressão subsequentes 32-36. Diversas formas podem ser usadas para facilitar este processo. Por exemplo, cada jogo de roletes 32-36 pode ter a altura de passagem, ou seja, o espaçamento entre os roletes, ajustados ao nível desejado para o ponto de ajuste de 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 apropriados e fixada nos mesmo pode prover a pressão desejada, ou podem ser usados também meios mecânicos adicionais, tais como molas hidráulicas ou de tensão. Na forma de realização corrente, a altura de passagem dos roletes de cada jogo foi ajustada para aumentar progressivamente a dimensão dos colmos. Alguns dos roletes, tais como os jogos de rolete 32, 33, 34 podem ser em cristas para aumentar a preensão sobre os colmos. Um motor 46 energiza os roletes de compressão 32-36.

Para coletar o caldo, o extrator de caldo de cana 10 inclui uma rampa 40 disposta entre os pesos superior e inferior da estrutura de vagão 12. A rampa 40 fica embaixo da estação de extração de caldo 30 e abarca substancialmente o comprimento da estrutura de vagão 12 para maximizar a coleta de caldo. O caldo extraído é vertido por funil para saída 43 conectada ao tanque de armazenamento ou retenção de caldo 44. A rampa também inclui um sistema de filtração definido pelos filtros 42. Os filtros retêm resíduos de planta indesejáveis e polpa caindo do tanque 44 junto com o caldo. O sistema de filtração pode ser um processo de dois estágios onde o filtro superior 42 remove resíduos maiores enquanto o filtro inferior 42 remove o restante.

Após os colmos passarem através da estação de extração de caldo, a polpa -resultante é expelida para o campo. Devido à pressão e ao momento do ultimo ajuste dos roletes de compressão 36, isto provê força motora suficiente para dirigir a polpa para o lado de saída do piso superior. Como mostrado nas figs. 3 e 4, o lado de saída inclui uma pluralidade de ventiladores 41 dispostos ao longo da largura da estrutura de vagão 12 dirigindo ar para baixo em direção à rampa 40. Isto força o caldo restante na polpa ou o caldo coletado no lado de saída da rampa 40 a ser dirigido para a saída. 43.

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 14 gera energia para o extrator de caldo de cana 10 e controla ativação e velocidade do alimen5 tador 16, da estação de corte 20, da estação de extração de caldo 30, bem como dos assopradores 23 e ventiladores 41. A fonte de combustível para o controlador/gerador 14 pode ser um par de tanques de propano 15 disposto em seu próprio suporte em cada lado do controlador/gerador 14. Combustíveis ou fontes de energia alternativos também podem ser usados, 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 cana 10 opera. A cana colhida C é entregue no lado de entrada da estrutura de vagão 12. A rampa de alimentação 11 dirige a cana C para o alimentador 16, que positivamente alimenta a cana C na estação de corte 20. Os assopradores 23 asseguram que a cana C fique livre de folhas e outros refugos. A estação de corte 20 corta a cana C em colmos menores que então são carregados no transportador 25 presente na estação de extração deTaldo 30. Cada jogo de roletes de compressão subsequentes 32-36 progressivamente comprime os colmos para baixo até um tamanho menor para espremer ou extrair o caldo contido nos mesmos. O caldo extraído passa através da malha situada no transportador 25 para os filtros 42. Os filtros 42 asseguram que muito da polpa indesejada e outros resíduos não entrem no tanque de armazenamento 44. Todo caldo coletado no lado de saída da rampa 40 é forçado rampa abaixo pelos ventiladores 41. Uma vez que o tanque 44 tenha sido enchido, ele é removido da 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 minimização da perda do mesmo.

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

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

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Extrator de caldo de cana (10), CARACTERIZADO por compreender:

- um vagão adaptado para ser rebocado por um veículo, o vagão tendo uma estrutura (12), a estrutura (12) tendo um piso superior e um piso inferior, o piso superior tendo:

5 - um lado de entrada para receber cana colhida;

- um alimentador (16) para dirigir a cana;

- uma estação de corte (20) para cortar a cana em colmos;

- uma estação de extração de caldo (30) para progressivamente comprimir os colmos para extrair caldo contido nos colmos; e

10 - um lado de saída para expelir polpa de colmo.

- uma rampa de coleta de caldo (40) disposto entre os pisos superior e inferior para coletar e dirigir o escoamento do caldo;

- um tanque de armazenamento (44) disposto no piso inferior e conectado à rampa de coleta de caldo (40) para reter o caldo extraído;

15 - um primeiro conjunto de fluxo de ar positivo (23) para limpar resíduos presentes na cana colhida;

- um segundo conjunto de fluxo de ar positivo (41) para dirigir caldos residuais para baixo da rampa de coleta de caldo; e

- um controlador/gerador (41) disposto no piso inferior para prover energia e opera20 ção de controle de extrator de caldo de cana.
2. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o lado de entrada compreende ainda um rampa de alimentação inclinada (11) dirigindo escoamento da cana colhida para o alimentador.
3. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, 25 CARACTERIZADO pelo fato de que o alimentador compreende ainda uma pluralidade de dentes de alimentação (18) montada em um eixo rotativo.
4. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estação de corte (20) compreende ainda:

- um eixo rotativo;

30 - uma pluralidade de laminas de corte (22) montada a e espaçada ao longo do eixo rotativo;

- e uma placa de apoio (24) disposta abaixo das lâminas de corte, a placa de apoio (24) tendo uma pluralidade de fendas espaçada correspondente às lâminas de corte (22).
5. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, 35 CARACTERIZADO pelo fato de que a estação de extração de caldo (30) compreende ainda:

- uma pluralidade de jogos de roletes de compressão (32-36) adaptada para proPetição 870180003512, de 15/01/2018, pág. 5/9 gressivamente comprimir os colmos em dimensões menores, cada um dos jogos de roletes compressores (32-36) sendo configurado para comprimir os colmos em uma dada dimensão diferente dos outros jogos; e

- um transportador (25) para alimentar os colmos através da pluralidade de jogos de 5 roletes de compressão (32-36).
6. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o transportador (25) compreende ainda uma correia transportadora sem fim em malha.
7. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, 10 CARACTERIZADO pelo fato de que a rampa de coleta de caldo (40) compreende ainda um sistema de filtração (42) disposto dentro da rampa (40) e ficando embaixo da estação de extração de caldo (30) para remover polpa e resíduos.
8. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de filtração (44) compreende um filtro superi15 or e inferior (42).
9. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro conjunto de fluxo de ar positivo (23) compreende ainda uma pluralidade de assopradores de ar (23) disposta ao longo de uma largura do piso superior entre o alimentador (16) e a estação de corte (20), os assopradores de ar diri20 gindo ar em direção ao lado de entrada.
10. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o segundo conjunto de fluxo de ar positivo (41) compreende ainda uma pluralidade de ventiladores (41) disposta ao longo de uma largura do piso superior adjacente ao lado de saída, os ventiladores dirigindo ar em direção à rampa de

25 coleta de caldo (40) para forçar caldo para baixo da rampa de coleta de caldo (40).
11. Extrator de caldo de cana (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda uma fonte de combustível (15) disposta adjacente ao controlador/gerador (14).

Petição 870180003512, de 15/01/2018, pág. 6/9