CS261884B2 - Device for plant substance separation - Google Patents

Description

Zařízení se skládá z více stupňů vykazujících šnekové lisy, přičemž lisovaný materiál vycházející na výstupu strany stupňů je spojen vždy jedním převodovým (kanálem se vstupem následujícího stupně. Každý stupeň vykazuje otáčky nastavitelné nezávisle na otáčkách jiných stupňů. Oproti šnekovým lisům známého druhu je zde ta přednost, že po každém zpracování v jednom stupni může být lisovaný materiál otvorem v převodovém kanále měřen, kontrolován nebo podroben dodatečnému zpracování. Navíc může být počet stupňů přizpůsoben zpracovávanému materiálu a přitom je u tohoto uspořádání zařízení poměrně velká plynulost provozu.

Obr. 5

281884

Vynález se týká zařízení na rozdělování rostlinného materiálu, kterým se z rostlinného materiálu po předchozím zpracování získává lisováním kapalná fáze a pevná fáze, přičemž tyto fáze se dále zpracovávají odděleně.

Je známé zpracovávat rostlinný materiál tak, aby došlo ke ztrátě co možná nejméně živin obsažených v tomto materiálu. S ohledem na úsporné zpracování je třeba termické nebo chemické způsoby vyloučit, takže je použitelný pouze mechanický postup, jímž se dosáhne otevření buněk lisováním spojeným se zpracováním mačkáním, strouháním nebo roztíráním. Je-li Časový úsek mezi sklizní materiálu a jeho zpracováním malý, může být tento způsob optimální, jelikož při něm může být zpracováním, které zabraňuje klíčení, zamezeno vzniku plísně. Dalším zpracováním kapalné fáze se daří získat protein, který je v ní obsažen a který může najít použití rozmanitým způsobem, a to jak pro výživu lidí, tak i zvířat. Pevné fázi se ještě dále odebírá zbytek vlhkosti, který je zde к dispozici a současně se provádí konzervace. Jelikož takto získaný produkt vykazuje ještě vysoký podíl proteinu, je nejlépe použitelný jako nosič bílkovin ve výživě zvířat.

Podle evropského patentu č. 108 762 se dosahuje zisku pevné a tekuté fáze lisováním rostlinného materiálu. Přitom je navrženo především použití šnekových lisů, jelikož z důvodů šetření živin obsažených v rostlinném materiálu se má použít pouze mechanické úpravy, nikoli však tepelné nebo chemické úpravy. Účelem této úpravy je intenzívním mačkacím, škrábacím a strouhacím zpracováním rostlinného materiálu otevřít ochranné vrstvy rostlinných buněk, eventuálně rozrušit, čímž se dosáhne rozložení na kapalnou fázi, sestávající z buněčné šťávy, a na pevnou fázi, sestávající v podstatě z rostlinných vláken. Takto může být zpracován rostlinný materiál rozličného původu, avšak je zde přece odlišující jev, jelikož probíhá v podstatě v jednom Jediném působení lisováním a tím v jednom jediném lisovacím zařízení, není optimálně nastavitelný pro různý rostlinný materiál.

Lisovací zařízení podle evropského patentu č. 108 763, je vytvořeno jako dvojitý šnekový lis. Skládá se z více skříňových elementů, které současně tvoří zpracovací úselky, v nichž se rostlinný materiál následně zpracovává, až se na výstupní straně vynáší pevná fáze jako suchá hmota, ponejvíce ve formě pelet. Vznikající kapalná fáze se odčerpává nebo po přechodu do fáze ve formě páry odsává. Takto se jedním lisem dosáhne oddělení obou jmenovaných fází. Uspořádáním šnekového lisu do po sobě následujících a za sébou seřazených úseků může být sice odpovídající partie šneku přizpůsobena změně lisovaného materiálu, avšak toto přizpůsobení není optimální proto, že počet otáček je jednak stejný pro všechny zpracovací úseky, a jednak proto, že kontrola a z ní vyplývající ovlivnění lisovaného materiálu není pro zpracovací úseky následující bezprostředně za sebou prakticky možná.

Vynález se vztahuje rovněž na oblast zpracování rostlinného materiálu, na oddělení obou fází, zejména s ohledem na zisk proteinu a pevného produlktu, rovněž obsahujícího protein a týká se jen jedné části tohoto zpracování, to znamená úpravy rostlinného materiálu pro rozdělení na kapalnou a pevnou fázi.

V tomto rámci je úkolem vynálezu vytvořit zařízení v úvodu popsaného typu tak, aby podmínky lisování mohly být snadno přizpůsobeny materiálu a tím se dosáhlo většího množství tekutin.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a stanovený úkol řeší zařízení na rozdělování rostlinného materiálu, který se podrobí dvěma nebo více navzájem odděleným a nezávislým lisovacím krokům za sebou, na tekutou a tuhou fázi, jehož základní jednotku tvoří šnekový lis a jednotky jsou uspořádány v sérii a vzájemně spojeny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v jedné vícestupňové jednotce jsou odděleně uspořádány nejméně dva nebo více šnekových lisů, u nichž, s výjimkou posledního šnekového lisu, výstup slisovaného materiálu je spojen se vstupem slisovaného materiálu následujících šnekových lisů převodovým kanálem, ve kterém je vestavěno dopravní zařízení pro další dopravu slisovaného materiálu vystupujícího z výstupu slisovaného materiálu do následujícího vstupu slisovaného materiálu.

Přednost zařízení na rozdělení rostlinného materiálu na tekutou a tuhou fázi lisováním, podle vynálezu spočívá v tom, že lze zpracovávat rostlinný materiál různého původu, přičemž během zpracování dochází к několikanásobnému působení na materiál. Každý úsek zařízení může mít jiný počet otáček, může být pro zpracovávaný materiál optimálně seřízen a ve spojovacích prostorech lze provádět průběžně kontroly a měření materiálu, který vystupuje z lisovacího prostoru, takže ten může být v případě potřeby ještě dodatečně zpracován. Toto všechno se projeví v zisku většího množství tekuté fáze.

Vynález je v jednom příkladu provedení znázorněn na přiložených výkresech a následně popsán. Na výkresech představuje: obr. 1 — blokové schéma zařízení na získávání kapalné a pevné fáze zpracováním rostlinného materiálu, obr. 2 — schematické zobrazení vícestupňové jednotky zařízení podle obr. 1 a obr. 3 — schematické, prostorové zobrazení šnekového lisu jako části vícestupňové jednotky podle obr. 2 s jedním vytaženým znázorněným převodovým kanálem na vstu261884 pu lisovaného materiálu a na výstupu lisovaného materiálu.

Podle obr. 1 se rostlinný materiál 1, který se výhodně sklízí čerstvý, přivede do vícestupňové jednotky 2, která podle obr. 1 vykazuje čtyři stupně 3, 4, 5, 6. Vícestupňová jednotka 2 však může být také, a to podle zpracovávaného rostlinného materiálu, složena ze dvou, tří, nebo i více než čtyř stupňů. Použije se tolik stupňů, kolik je pro libovolné rozdělení rostlinného materiálu 1 na kapalnou a pevnou fázi potřebné. Stupně 3 až 6 jsou přitom na sobě nezávislé lisovací prostory, v nichž je rostlinný materiál 1 upravován. Úprava sestává v podstatě z lisovací operace, která může být spojena s rozmačkáváním, škrábáním nebo strouhán on materiálu. Touto operací nastává rozležení na buněčnou šťávu a pevnou fázi bohatou na vlákna. Tato dělicí operace se koná především v prvním a druhém stupni 3, 4, pročež je u obou těchto stupňů znázorněn odtok 7 pro buněčnou šťávu. V obou následujících stupních 5, 6 se buněčná šťáva neodvádí, jelikož v těchto stupních 5, 6 se pro teplo, které vzniká úpravou zbývajících složek vlhkost dále odpařuje a jako pára odchází ze stupňů 5, 6 odpovídajícími odvody 8. Z posledního stupně 6 vystupuje slisovaný materiál jalko suchá látka 9. Přitom se jedná o konzervovaný pevný produkt, který vykazuje ještě vysoký podíl proteinu, a tak je vhodný pro výkrm zvířat. Pevný produkt může být dán к dispozici v různé formě, např. jako pelety.

V obr. 1 jsou u stupňů 4, 5 znázorněny čárkovanými čarami přívody 10 médií různého druhu, např. přívod vzduchu, páry, vytápěcího tepla nebo kapaliny. Uspořádání v nezávislých stupních dovoluje provádět mezi každým stupněm takovéto dodatečné zpracování lisovaného materiálu. Možnosti znázorněné na obr. 1 se mohou také měnit. Odtokem 7 buněčné šťávy mohou být opatřeny další stupně 5, 6, ale také odvod 8 páry může být rozšířen na další stupně 3, 4, právě talk jako přívod 10 médií. Vícestupňovou jednotkou může být dosaženo velmi široké přizpůsobení pro optimální úpravu právě zpracovávaného rostlinného materiálu 1.

Na obr. 1 není předchozí zpracování rostlinného materiálu 1 přiváděného do prvního stupně 3 a další zpracování buněčné šťávy znázorněno, jelikož toto není pro předložený vynález podstatné. Toto předzpracování zahrnuje praní, sušení, vytřídění cizích těles a zmenšení rostlinného materiálu 1. Další zpracování buněčné šťávy zahrnuje pasterizaci proteinu a jeho oddělování od zbytkové kapaliny.

Vícestupňová jednotka 2 znázorněná na obr. 2 zahrnuje čtyři stupně 3 až 6, jejichž lisovací prostory jsou vytvořeny jako šnekové lisy, např. se šneky měnitelného stoupání, pro souběžný chod nebo protiběžný chod šneků. Zásadně by mohlo být oddělo vání kapalné a pevné fáze provedeno také jinými nástroji, avšak podle dosavadních zkušeností se hodí šnekové lisy zvláště dobře. Z tohoto důvodu je zařízení na zpracování rostlinného materiálu popsáno za použití šnekových lisů, avšak není na ně omezeno.

Podle o<br. 2 jsou jednotlivé stupně 3 až 6 uspořádány svými šnekovými lisy ve skloněné poloze, přičemž rostlinný materiál 1 je, případně po svém předchozím zpracování, přiváděn vedením 12 ke vstupu E šnekového lisu prvního stupně 3. Na výstupu A je vystupující slisovaný materiál veden převodovým kanálem 15 na vstupní stranu následujícího stupně 4. Každý ze stupňů 3, 4, 5 je takovým převodovým kanálem 15 spojen se vstupem E následujícího stupně 4, 5, 6. Jedině na výstupu A stupně 6 je uspořádána lisovací deska 16, která uvádí vysušený a konzervovaný pevný produkt do požadované formy.

Čtyři stupně 3 až 6 jsou upevněny v rámu, který je tvořen dvěma schematicky znázorněnými podélnými nosiči 17, které jsou podepřeny podpěrami 18. Šnekový lis každého stupně 3 až 6 je poháněn hydraulickým pohonem, z něhož je na obr. 2 znáz rněn hydromotor 19. Podstatné je, že (každý hydromotor 19 je částí nezávislého hydropohonu, takže otáčky každého šnekového lisu jsou samostatně nastavitelné a regulovatelné. Namísto hydropohonů by mohly bvt použity také elektrické nebo mechanické regulační pohony.

Na obr. 3 je znázorněn jeden ze stupňů 3 až 6, vytvořených jako šnekový lis s částečně odkrytou skříní a vždy s jedním převodovým kanálem 15 na vstupu E a na výstupu A. Pro první stupeň 3 je však převodový kanál 15 na vstupní straně nahrazen vedením 12 pro přívod předem zpracovaného rostlinného materiálu 1 a pro poslední stupeň 6 je převodový kanál 15 na výstupní straně nahrazen lisovací deskou 16. Konstrukce stupňů 3 a 6 je však ve většině dílů podobná.

Šnekový lis se skládá ze dvou šneků 20, 21 a jedné šnekové skříně 23. Každý šnek 20, 21 vykazuje šnekový hřídel 24, na kterém jsou seřazeny a pevně upnuty šnekové segmenty 25. Použití jednotlivých šnekových segmentů 25 dovoluje sestavení šneků různého stoupání a výměnu jednotlivých segmentů, aniž by se musel nahradit celý šnek. Šnekové hřídele 24 jsou na obou stranách uloženy ve' stěně šnekové skříně 23, např. prostřednictvím kluzných nebo valivých ložisek 26.

Šneková skříň 23 vykazuje dvě koncové příruby 27, 28 s dutým válcovým pláštěm 29 skříně, ležícím mezi nimi, přičemž koncová příruba 27 na výstupní straně je přikryta přítlačnou deskou 30 odolnou proti opotřebení.

Ke koncové přírubě 28 na vstupní straně přiléhá ložisková a převodová skříň 31, ve které jsou uspořádána ložiska 26 a dvojice ozubených kol 32, 33. Ložisková a převodová skříň 31 je uzavřena vnější přírubou 34, na které jsou upevněny dvě spojovací skříně 35, 36. Spojovací skříně 35, 36 vykazují přírubu 37, 38, ke které je vždy upevněn hydromotor pohonu 39, 40. Hřídele těchto hydromotorů jsou spojkami uloženými ve spojovací skříni 35, 36 spojeny se šnekovými hřídeli 24, které procházejí šnekovou skříní 23 a ložiskovou a převodovou skříní 31.

Hydromotory jsou částí jednoho hydraulického regulačního pohonu, jehož regulační čerpadlo dopravuje proud oleje pro hydromotory pohonu 39, 40, výhodně zapojené paralelně. Jelikož hřídele hydromotorů jsou spojeny dvojicí ozubených kol 32, 33, dopravuje každý z těchto hydromotorů polovinu hnacího výkonu potřebného pro šnekový lis. Spotřeba výkonu jednotlivých stupňů je rozdílná, přičemž první stupeň 3 vyžaduje obvykle nižší výkon, takže v tomto případě může být jeden z hydromotorů vypuštěn. Rozdvojení výkonu se pak provádí dvojicí ozubených kol 32, 33.

Šneková skříň 23 a ložisková a převodová skříň 31 jsou drženy pohromadě upínacími čepy 41 a vytvářejí tak uzavřenou skříň.

Buněčná šťáva vzniká především v prvních stupních, to znamená v prvním a druhém stupni 3, 4. Z tohoto důvodu je část pláště 29 skříně nahrazena meziskříní 42, která jako ostění skříně vykazuje síťový plášť 43, který je obklopen kruhovým kanálem 45 uzavřeným stěnou 44. Buněčná šťáva, vystupující z buněk rostliného materiálu, se shromažďuje na nejkratší cestě v kruhovém kanálu 45 a odtokovým kanálem 46 se přivádí к dalšímu zpracování.

Šipkami uvnitř šnekové skříně 23 je znázorněn průchod média, např. vzduchu nebo páry, které se přivádí vrtáními ve šnekových hřídelích 24 a přes kanály 48 a radiální vrtání 49 vystupuje mezi nebo ve šnekových segmentech 25 do uzavřené šnekové skříně 23. Na vrcholu šnekové skříně 23 se nachází hrdlo, které není znázorněno, к němuž je připojeno vedení 50, jíímž se odvádí vzduch a buněčná šťáva. Hrdlo pro vedení 50 se nachází ve vrcholové oblasti výstupního konce šnekového lisu. Na výstupní straně vstupuje vylisovaný materiál výstupním otvorem 51 do převodového kanálu 15.

Převodový kanál 15 vykazuje na výstupní straně v podstatě úhelníkový kanál 52, v· jehož trubkovém ramenu 53 na vstupní straně jsou uspořádána zadržovací zařízení 55 a v trubkovém výstupním ramenu 54 dopravní zařízení 56 pro dopravu slisovaného materiálu. Zadržovací zařízení 55 vykazuje dvě výkyvné zadržovací klapky 57, které jsou drženy odklápěcím pohonem, který není znázorněn, např. hydroválcem, v určité klopné poloze. Zadržovacími klapkami 57 může být nastavována měnitelná průchozí mezera 58, jíž může být regulován lisovací tlak ve šnekovém lisu. Dopravní zařízení 56, např. dopravní šnek, je poháněn motorovým pohonem 59, např. hydromotorem. Toto uspořádání zadržovacího zařízení 55 v převodovém kanále 15 má tu přednost, že působení tohoto zařízení může být kontrolováno např. měřením teploty lisovaného materiálu. Proto je v úhelníkovém kanále 52 vytvořen otvor 60, jímž může být materiál hlídán. Otvorem 60 mohou být také přiváděna média, např. vzduch, pára nebo také kapaliny.

Převodový kanál 15 na vstupní straně, znázorněný na obr. 3, je konstruován přesně stejně Jako převodový kanál na výstupní straně, a proto není popsán. Převodové kanály 15 slouží, jak již bylo zmíněno, ke kontrole a přivádění médií, ale také pro zajištění kontinuálního průchodu lisovaného materiálu zařízením. Přitom jsou motorové pohony 59 dopravních zařízení 56 co do otáček rovněž regulovatelné.

Jedno výhGdné uspořádání šnekových lisů v řadovém uložení jednotlivých stupňů 3 až 6 ukazuje obr. 2, avšak je možné i jiné uspořádání. V každém případě je toto uspořádání nenáročné na místo a může se přizpůsobit místu, které je к dispozici. To je podstatný předpoklad, aby celé zařízení včetně předzpracovacích a dokončovacích částí mohlo být postaveno na korbě vozidla. Přitom je účelné uložit samotné zařízení na desce, s jejíž pomocí může být uloženo na vozidle.

Místo rostlinného materiálu se může v popsaném zařízení zpracovávat také smetí, usazovací kal, dřevěné odpadky, např. kůra, piliny nebo podobně, sláma a rašelina. Je ovšem možné také vyrábět granuláty z kusů autoplášťů, např. pro použití jako hnojivo, nebo ze skleněných částí o velikosti zrn pod 1 mm. Zařízení je díky své konstrukci do rozdělených stupňů tak široce přizpůsobitelné, to znamená, co se týká počtu otáček, směru otáčení, stoupání a tvaru šneků a ve vztahu ke zpracování materiálu teplem, chladem, párou, kapalinami a plyny, že může být zpracován tak rozdílný materiál, jak bylo uvedeno výše.

1β

Claims (9)

1. 281884

   PŘEDMĚT

   1. Zařízení na rozdělování rostlinného materiálu na telkutou a tuhou fázi lisováním, jehož základní jednotku tvoří lisovací zařízení, např. šnekový lis, přičemž jednotky jsou seřazeny za sebou, vyznačující se tím, že ve vícestupňové jednotce (2) jsou uspořádány odděleně ve stupních (3, 4, 5, 6) dva nebo více šnekových lisů, u nichž je, s výjimkou posledního šnekového lisu, výstup (A) slisovaného materiálu spojen se vstupem (E) slisovaného materiálu následujícího šnekového lisu převodovým kanálem (15), ve kterém je dopravní zařízení (56) slisovaného materiálu.
2. 2. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že za sebou uspořádané šnekové lisy mají osu skloněnou к vodorovné rovině, přičemž převodový kanál (15) mezi dvěma šnekovými lisy je vytvořen jako úhelníkový kanál (52).
3. 3. Zařízení podle bodu 2 vyznačující se tím, že ve výstupním trubkovém ramenu (53) převodového kanálu (15) je vestavěno nastavitelné zadržovací zařízení (55) a v druhém trubkovém výstupním ramenu (54) dopravní zařízení (56), např. dopravní šnek.
4. 4. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že šnekové lisy jsou vybaveny regulovatelnými anebo reversibilními pohony (39, 40), přičemž každý šnekový lis má nezávisle nastavitelné otáčky.

   VYNÁLEZU
5. 5. Zařízení podle některého z bodů 1 až 3 vyznačující se tím, že dopravní zařízení (56) v trubkovém výstupním ramenu (54) převodového kanálu (15) má nastavitelné otáčky.
6. 6. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že šnekové lisy jsou dvouhřídelové lisy, jejichž duté šnekové hřídele (24) jsou uloženy na obou koncích ve šnekové skříni (23), přičemž na šnekových hřídelích (24) jsou pevně uloženy šneky složené ze šnekových segmentů (25).
7. 7. Zařízení podle některého z předcházejících bodů 1 až 6 vyznačující se tím, že šnekové skříně (23) vykazují plášť (29) skříně, jehož výstupní konec je vytvořen hladkostěnný nebo jako sítový plášť (43), který je přes kruhový kanál (45) opatřen nejméně jedním odtokovým kanálem (46).
8. 8. Zařízení podle bodu 6 vyznačující se tím, že ve šnekových hřídelích (24) a ve šnekových segmentech (25) jsou uspořádány kanály (48) a radiální vrtání (49),ostřiIkovaná zevně médiem, např. teplem, párou nebo kapalinou.
9. 9. Zařízení podle některého z bodů 1 až 8 vyznačující se tím, že na výstupním konci pláště (29) skříně je ve vrcholové oblasti uspořádán otvor s vedením (50).

   2 listy výkresů