CZ294310B6 - Zařízení, mlýn a způsob pro odebírání štávy z cukrové třtiny - Google Patents

Abstract

Zařízení pro odebírání šťávy z cukrové třtiny mající pár proti sobě se otáčejících válců (10), mezi nimiž je drcena třtina. Alespoň jeden z válců (10) má alespoň jeden obvodový kanál pro šťávu, probíhající okolo válce (10) a uzpůsobený k vtékání cukrové šťávy, přičemž je každý kanál uzpůsoben k vytváření těsnicí vrstvy z bagasy v horní části (13) kanálu, přičemž dolní část (14) kanálu je ponechána volná k zadržování šťávy. Obsahuje prostředek (15) pro odstraňování vrstvy z bagasy poté, co se bagasa posunula skrz drticí zónu, aby se šťávě umožňovalo odtékat z dolní části (14) kanálu v poloze kde šťáva není ve styku s vrstvou rozdrcené třtiny. Mlýn a způsob k odebírání šťávy z cukrové třtiny.ŕ

Description

Oblast techniky

Tento vynález se týká zařízení pro odebírání šťávy z cukrové třtiny mající pár proti sobě se otáčejících válců, mezi nimiž je drcena třtina. Vynález se dále týká mlýnu obsahujícího dvojice od sebe vzdálených, proti sobě se otáčejících válců, uzpůsobených ktomu, aby mezi nimi procházela a byla drcena cukrová třtina. Vynález se též týká způsobu pro odebírání šťávy z cukrové třtiny zahrnující drcení třtiny mezi dvojicí od sebe rozmístěných, proti sobě se otáčejících válců se zlepšeným odvodňováním a oddělováním cukrové šťávy od třtiny či bagasy.

Dosavadní stav techniky

Cukrová šťáva je odstraňována z cukrové třtiny drcením třtiny mezi drtícími válci. Třtina je na počátku sekána na kratší délky asi 20 až 50 cm (nazývané polénka) anebo je dezintegrována do jemně rozdělené podoby. Tato polénka anebo dezintegrovaná třtina je pak rozmělňována v řadě od sebe rozmístěných mlýnů.

Známým typem mlýna je mlýn se třemi válci, skládající se ze dvou dolních válců umístěných vedle sebe a horního válce v takovém uspořádání, že středy hřídelí těchto válců vytvářejí trojúhelník. V tomto uspořádání prochází vrstva cukrové třtiny či bagasy skrz válce celkově horizontálním či nepatrně skloněným způsobem a během tohoto způsobu drcení je odebírána šťáva.

Jiný známý mlýn používá dvojici proti sobě se otáčejících válců, vzájemně jeden nad druhým tak, že se cukrová třtina mezi těmito válci pohybuje vodorovně.

Někdy má mlýn před hlavními drtícími či primárními válci, jeden anebo více dodatečných válců. Tyto dodatečné válce tam jsou k tlačení vrstvy stlačené cukrové třtiny či bagasy do hlavních drticích válců. Při provádění toho způsobu dodatečné válce obvykle vymačkávají určité množství šťávy ze třtiny, či bagasy, ale to je vedlejší funkcí, přičemž primární funkcí těchto válců je tlačit třtinu či bagasu do drticích válců.

Když cukrová třtina drcena v továrně, tak třtina prochází množstvím od sebe oddělených drticích mlýnů. Každý mlýn se skládá z výše zmíněného uspořádání dvou, tří, čtyř anebo více válců. Cukrová třtina je dopravována od jednoho mlýnu k dalšímu mlýnu k dalšímu rozmělnění.

Společným charakteristickým rysem všech současných konvenčních mlýnů je to, že funkcí dolního válce je odvést co nejvíce cukrové šťávy z drti. Je tomu tak hlavně z důvodů gravitační sily působící, že odebíraná cukrová šťáva teče pod jejím vlivem do spodního válce. Avšak, horní válec je rovněž drticím válcem a vytlačená cukrová šťáva se rovněž hromadí na horním povrchu horizontálně se pohybující vrstvy třtiny či bagasy.

Aby se tato šťáva odstranila, jsou někdy v horním válci přítomny otvory, kterými může cukrová šťáva protékat do tohoto válce a vyrábět z jeho boku. Tyto válce jsou známy jako „lotosové“ válce.

Aby se zvýšila účinnost drcení třtiny či bagasy, provádí se jak na horním, tak na dolním válci drážkování, aby se vytvořil účinek zapadání válců do sebe.

U dolního válce je známé, že se u něj vyříznou dodatečné drážky na šťávu do hloubky asi 25 mm v každé anebo v každé druhé či třetí drážce ve válci, aby se usnadnilo odvodňování šťávy. Tyto drážky na šťávu poskytují dráhu pro šťávu, aby odtékala zdrcení.

-1 CZ 294310 B6

Nevýhodou toho je ale to, že šťáva teče směrem dozadu, proti směru válce. Tento protitok cukrové šťávy proti pohybu povrchu válce působí škodlivě na účinnost odebírání šťávy. Třecí odpor povrchu válce v kontaktu se šťávou zpomaluje tok šťávy. Tento zpomalovací účinek se zvyšuje, když se zvyšuje rychlost povrchu válce. Tudíž, možné výhody drážek na šťávu jsou omezeny zpomalením toku a mohou být zcela vyrušeny když se rychlost povrchu zvyšuje do bodu, že se protitok šťávy zastavuje a šťáva je nesena směrem dopředu s válcem.

Tento účinek rovněž výrazně omezuje schopnost mlýna, protože tato kapacita je přímo vztažena k délce válce, průměru válce a jeho rychlosti.

Zvýšení rychlosti válce v tradičních mlýnech nad asi 300 mm za vteřinu může vést k ostrému poklesu účinnosti odběru šťávy.

Byly prováděny pokusy umístit do drážek (žlábků) před válcem hluboko pronikající škrabáky za účelem odstraňování bagasy, ale to má ten nešťastný následek, že se šťáva znova absorbuje do bagasy, což má opět za následek pokles účinnosti odebírání šťávy.

Když je cukrová třtina předávána od jednoho mlýnu k druhému, má vrstva třtiny tendenci se rozšiřovat, když je vypouštěna z jednoho mlýnu a před tím, než se stlačí a rozmělní dalším mlýnem.

Aby se zvýšila účinnost odběru cukrové šťávy v příštím mlýnu, je známé přidávat vodu, či zředěnou šťávu do vrstvy třtiny když se tato vrstva rozšiřuje, tento postup je známý jako „nasakování“.

Nevýhodou přidávání vody či zředěné šťávy, v této fázi do dvouválcového mlýnu jev tom, že je také vyžadováno, aby vrstva třtiny byla v zpola stlačené podobě. Mezi každou fází drcení jsou tudíž umístěny tlakové žlaby. Tlakové žlaby udržují vrstvu třtiny či bagasy v polostlačené podobě působením hnací síly nezbytné k přenášení bagasy do další fáze, kde je bagasa přenášena horizontálně.

Avšak, udržováním bagasy v polostlačené podobě se tato plně neroztahuje a tudíž nasakování není zcela úspěšné.

Když je do polostlačené bagasy přidána tekutina k nasakování, bagasa nejen že nenasakuje tolik tekutiny jak by to bylo možné, kdyby bagasa nebyla udržována v polostlačeném systému, ale protože je bagasa přenášela podél horizontálního nebo nepatrně sešikmeného úhlu, tekutina pro nasakování je stříkána či přidávána na horní povrch vrstvy bagasy a nesnadno touto vrstvou prostupuje. Obecně není možné stříkat či aplikovat tekutinu na spodní část vrstvy bagasy kvůli gravitaci, která by způsobovala její stékání bez její absorbce.

Další nevýhodou existujících mlýnů je škodlivý účinek vzestupného toku cukrové šťávy na sestupný pohyb cukrové třtiny. Například v konvenčních trojválcových nebo dvouválcových mlýnech, kde je jeden válec nad druhým válcem, se cukrová třtina, či bagasa, pohybuje podél obecně horizontální dráhy (ačkoli tato dráha může být v určitých oblastech mírně skloněná). Bylo zjištěno, že v důsledku velkých tlaků vyvíjených na cukrovou třtinu mezi drtícími válci má cukrová šťáva tendenci pohybovat se směrem nahoru kčelu válců a tudíž není účinně oddělována od třtiny. Tok šťávy vzhůru rovněž snižuje intenzitu uchopení bagasy pomocí válců tím, že to činí válce kluznými. Výsledkem je v podstatě horizontální pohyb cukrové třtiny, či bagasy, mlýnem.

Další nevýhodou u současného mlýna je to, že jestliže jakýkoli pár válců má mechanickou poruchu, celý tandem musí zastavit provoz, protože vadný stupeň nelze obejít.

Další nevýhodou existujících mlýnů je to, že dodávající zakončení páru válců má dosti malou dodávací zónu, což je plocha průřezu kde začíná být bagasa vtahována dovnitř mezi válce. Je

-2CZ 294310 B6 žádoucí mít dodávací zónu tak velkou jak je to jen možné, jíž se bude cukrová třtina či bagasa samočinně dodávat do válců. Je známo, že dodávací válce zvyšují plochu průřezu dodávací zóny, ale přidávají značně na nákladech daného zařízení.

Další nevýhodou u tradičních mlýnů je jejich vysoká spotřeba energie kvůli velkému množství válců potřebných k poskytnutí přijatelné úrovně odebírání šťávy.

Velká pozornost byla též věnována provedení a výrobě drtícího válce, použitého při drcení cukrové třtiny.

Drticí válce jsou výjimečně dobře známé v odvětví cukrové třtiny a široce se používají v drticích mlýnech cukrové třtiny k odebírání sladké šťávy z cukrové třtiny před čištěním, odpařováním a krystalizací cukru z této šťávy.

Byl proveden široký výzkum a vývoj ke zvýšení účinnosti odebírání cukrové šťávy z cukrové třtiny. Tato účinnost je měřena spotřebou energie potřebné k pohonu drticích válců, prosazením cukrové třtiny a účinností odběru cukrové šťávy z třtiny.

Ví se, že účinnost odebírání cukrové šťávy může být zvýšena provedením drážek (žlábků) na obvodě drticích válců a zajištěním kanálů k výtoku šťávy za tímto obvodem. Příklady takových válců se nalézají v příslušné patentové literatuře a následující patentové spisy uvádějí příklady současných válců: australské patentové přihlášky AU 74 784/81, AU 84 046/82, AU 34 686/84, AU 10 914/88; patenty US 3 536 002, US 4 077 316, US 4 220 288, US 4 378 253, US 4 168 660, US 4 420 863, US 4 804 418; patentová přihláška GB 2 025 260; francouzské patenty FR 2 251 622, FR 2 569 608; německé patenty DE 2 716 666, DE 2 657 232, DE 3 427 418.

Kanály pro šťávu procházejí podélně uvnitř válce a hned za obvodem či drticím povrchem válce. Kanálky na šťávu jsou normálně trubičkovité, s poměrně malým průměrem, vytvořené ve válci. Tyto trubičky jsou v kapalinovém spojení s povrchem válce tak, jak je to známo v daném oboru, a funkcí těchto kanálků na šťávu je zlepšit oddělování kapaliny od materiálu, jenž je drcen. Kanály na šťávu nejsou navzájem propojeny a okolo celého válce prochází dosti značné množství paralelně procházejících kanálů na šťávu.

Kanály na šťávu jsou opět ve spojení s výstupním otvorem tak, že šťáva může protékat kanálem a do daného výstupu, kde je opět odváděna pryč pro další zpracování. Výstup může být spojen s ventilem, je-li to žádoucí. Výstupy mohou být opatřeny na obou bočních lícních plochách válce, či pouze na jedné lícní ploše. Výstupy jsou v posuvném, ale těsnicím záběru s boční lícní plochou válce tak, že když se tento válec otáčí, samostatné kanály šťávy procházejí podél výstupu a vypouštějí šťávu. Je možné, aby výstup sahal zcela okolo válce, ale je běžnější, že výstup sahá pouze podél části boční lícní plochy válce, ta část je ovšem tak kde šťáva přechází do kanálů šťávy.

Je známo, že se účinnost drcení (rozmělňování) zvyšuje zvýšením průměru válců. Avšak, provedení a geometrie tradičních tří-, čtyř-, pěti- a šestiválcových mlýnů omezuje průměr těchto válců na asi jednu polovinu délky válce. Bylo zjištěno, že poměr tohoto průměru k délce nabízí přiměřený kompromis mezi kapacitou, efektivností odběru a hmotností válce.

Tradiční myšlení a určení jak zvýšit účinnost válce spočívá v tom, že se změní tvar povrchové drážky, vytvoří se drenážní kanály ve válci, vytvoří se protitlak na válec a omezí se mezera mezi válci.

-3 CZ 294310 B6

Podstata vynálezu

Předmětný vynález se týká zařízení pro odebírání šťávy z cukrové třtiny majícího pár proti sobě se otáčejících válců, mezi nimiž je drcena třtina, které podle vynálezu spočívá v tom, že alespoň jeden z válců má alespoň jeden obvodový kanál pro šťávu, probíhající okolo válce a uzpůsobený k vtékání cukrové šťávy, přičemž je každá kanál uzpůsoben k vytváření těsnicí vrstvy z bagasy v horní části kanálu, přičemž dolní část kanálu je ponechána volná k zadržování šťávy a že obsahuje prostředek pro odstraňování vrstvy z bagasy poté, co se bagasa posunula skrz drticí zónu, aby se šťávě umožňovalo odtékat z dolní části kanálu v poloze kde šťáva není ve styku s vrstvou rozdrcené třtiny.

U zařízení podle vynálezu jsou s výhodu válce uspořádány tak, že umožňují průchod třtiny mezi válci v podstatě ve vertikálním směru. Oba válce mají s výhodu obvodovou dolní část kanálu pro šťávu a prostředek pro odstraňování vrstvy z bagasy.

U zařízení podle vynálezu je s výhodu kanál pro šťávu v příčném průřezu vytvarován ve tvaru písmene U s paralelními bočními stěnami, přičemž kanál má větší hloubku než mají drážky v konvenčním válci.

Vynález se dále týká mlýnu obsahujícího dvojice od sebe vzdálených, proti sobě se otáčejících válců, uzpůsobených k tomu, aby mezi nimi procházela a byla drcena cukrová třtina, který podle vynálezu spočívá v tom, že válce jsou uspořádány tak, že umožňují, aby třtina procházela mezi válci v podstatě ve vertikálním směru, a že alespoň z těchto dvojic válců má alespoň jeden obvodový kanál pro šťávu, probíhající okolo válce a uzpůsobený k vtékání cukrové šťávy, přičemž je kanál uzpůsoben k vytváření těsnicí vrstvy z bagasy v horní části kanálu, přičemž dolní část kanálu je ponechána volná k zadržování šťávy a že obsahuje prostředek pro odstraňování vrstvy z bagasy poté, co se bagasa posunula skrz drticí zónu, aby se šťávě umožňovalo odtékat z dolní části kanálu v poloze kde šťáva není ve styku s vrstvou rozdrcené třtiny.

Vynález se dále týká způsobu pro odebírání šťávy z cukrové třtiny zahrnující drcení třtiny mezi dvojicí od sebe rozmístěných, proti sobě se otáčejících válců, který podle vynálezu spočívá v tom, že se odebíraná šťáva předává do dolní části kanálu pro šťávu na alespoň jednom z válců, přičemž se v drticí zóně válců utěsňuje horní část kanálu vrstvou ze stlačené bagasy a otáčením válce se pohybuje utěsněný kanál ven z drticí zóny do šťávu sbírající zóny, kde se odstraňuje vrstva z bagasy a provádí se vypouštění kanálu.

Způsob podle vynálezu s výhodou spočívá v tom, že se třtina pohybuje v obecně vertikálním směru.

Bylo zjištěno, že toto zařízení, mlýn a způsob poskytují dostatečnou úroveň odebírání šťávy pomocí menší spotřeby energie a s mnohem jednodušším provedením.

Proti sobě se otáčející válce mohou mít různé průměry a délky a válce mohou být vyrobeny z různých materiálů. Typickým materiálem je litina.

Válce jsou typicky ve vztahu se stranami k sobě, s osou otáčení horizontální tak, že cukrová třtina či bagasa prochází mezi válci v podstatě ve vertikálním směru.

Válce jsou typicky rozmístěny od sebe tak, že povrchy těchto válců mohou drtit cukrovou třtinu, či bagasu, když se válce otáčejí proti sobě. Jeden anebo oba válce mohou být opatřeny rýhováním, aby se usnadnilo drcení.

-4CZ 294310 B6

Alespoň jeden a přednostně oba válce mají kanály pro sbírání šťávy, když je cukrová třtina či bagasa drcena mezi válci.

Upřednostňuje se, aby se kanál šťávy protahoval okolo válce, k usnadnění vstupu šťávy do tohoto kanálu a odtékání šťávy z kanálu.

Kanál šťávy může mít různé tvary průřezu. Jeden typ takového kanálu může mít „lahvový tvar“ mající v základně drážky užší hrdlovou část ve válci otevírající se do širšího dílu kanálu. Hrdlová část může usnadňovat vnitřní omezení či bránění třtině, či bagase, aby přecházela do kanálu šťávy.

V ještě jedno podobě může být kanál šťávy v podstatě ve tvaru do písmene U s rovnoběžnými bočními stěnami, a mít větší hloubku než mají drážky v tradičním válci. Zdá se, že cukrová třtina či bagasa přechází přes vrchní část či jen částečně do daného kanálu, ale plně ho nezaplňuje.

V další podobě může být alespoň jeden z válců drážkován tradičním způsobem, s otvory zformovanými ve spodní části této drážky, otvory jsou ve spojení s vnitřním kanálem šťávy k předávání šťávy z drticí zóny mezi válci.

V ještě jedné podobě tento vynález obsahuje drticí válec, který má značně větší průměr než dříve možný, bez zvýšení své celkové hmotnosti. Toto umožňuje aby byl válec odstraněn jeřábem a být dostatečně v mezích bezpečného pracovního zatížení jeřábu. Tím, že je válec s větším průměrem je zvětšena dodávací zóna, to je plocha nad vstupním otvorem, kde je třtina uchopována válci a tlačena mezi ně.

Válce s větším průměrem mohou být tudíž vyráběny s kratší délkou aniž by se snížila kapacita. Větší dodávací zóna spojená s válci s většími průměry může rovněž vést k vyššímu odebíráním, protože je možno docílit v drticí zóně mezi válci vyšších úrovní hustoty vláken.

Drticí válec může obsahovat středovou část první délky, prstencovou žebrovou část protahující se směrem ven ze středové části a mající tloušťku, jež je značně menší než je první délka, a obvodovou okrajovou část přizpůsobenou pro drticí kontakt s daným materiálem.

Tím, že je drticí válec výše uvedeného uspořádání, má tento válec mnohem menší objem materiálu v porovnání s tradičními masivními (plnými) válci a tudíž se levněji vyrábí.

Hmotnost válce je rovněž velmi snížena, což umožňuje aby měl tento válec větší průměr než bylo doposud možné anebo mnohem větší délku, při současném udržování si limitu hmotnosti vyžadovaného pracovním zatížením jeřábu. To se sebou opět může přinést podstatné zvýšení drticí kapacity a odebírání šťávy.

Hrdlo válce může mít centrální průchozí otvor umožňující upevnění válce na hřídel. Hřídel může být více či méně tradičního provedení a může zahrnovat ocelovou hřídel, která se tradičně používá k namotávání známých drticích válců.

Válec samotná může být zformován z jakékoli vhodného materiálu. Mlecí válce jsou typicky vyráběny ze speciální třídy litiny, jež byla shledána jako účinná při drcení cukrové třtiny a tedy tento válec může být zformován ze stejného materiálu. Je možné aby válec byl vyroben z oceli, jiných kovů nebo slitin kovů. Obvodový povrch tohoto válce může být drážkován a drážky mohou být podobné drážkám již známým a používaným při drcení cukrové třtiny. Drážky mohou mít tvrdou lícní plochu nebo být chráněné jakýmkoli známým způsobem k pokrytí či nanesení proti opotřebení odolnými materiály.

-5CZ 294310 B6

Vnější povrch válce může být perforován a tyto otvory mohou umožňovat, aby odebíraná cukrová šťáva protékala těmito perforacemi a do drenážních kanálů šťávy, umístěných uvnitř tohoto válce.

Středová část má první délku a tato délka může být dostatečná, aby umožňovala její pevné připojení ke hřídeli. Délka této středové části se může ovšem měnit a je více či méně určována žádoucí délkou drtícího válce samotného anebo průměrem mlecího válce.

Část obvodového okraje (věnce) má vnější povrch, který je v drticím kontaktu s cukrovou třtinou. Část tohoto okraje může mít vnitřní díly k odvádění odebírané cukrové šťávy. Část okraje má délku a jako u středové části se tato délka může měnit aby vyhovovala žádoucí délce drtícího válce anebo průměru tohoto válce. Upřednostňuje se však aby byla délka části okraje asi stejná jako je délka středové části.

Mezi částí středu a částí okraje se protahuje prstencová žebrová část a její funkcí je spojovat je dohromady. Upřednostňuje se aby tato žebrová část byla přibližně ve středu podél středové části a okrajové části, takže válec je symetrickým.

Aby se umožnilo snížení hmotnosti v drticím válci, má žebrová část tloušťku, jež je značně menší než je délka středové části válce a dává se přednost tomu, aby žebrová část měla tloušťku, jež je alespoň polovina nebo i menší než polovina délky středové části.

Rovněž se dává přednost tomu, aby tloušťka středové části byla přibližně tloušťkou žebrové části a aby okrajová část byla rovněž přibližně stejné tloušťky či možná okrajově tenčí než je tloušťka středové části.

Ještě jedna podoba tohoto vynálezu byla vyvinuta z překvapujícího objevu, že mnoho nevýhod známých mlýnů může být překonáno či alespoň sníženo poskytnutím systému drtičů majících dvojici protilehlých válců a kde jsou tyto válce uspořádány nad sebou navzájem tak, že cukrová třtina či bagasa se pohybuje podél celkově vertikální dráhy, když se pohybuje z jednoho souboru válců do dalšího souboru válců.

Tudíž, v další podobě tkví tento vynález v (drticím) mlýnu pro odebírání tekutiny z tekutiny obsahujícího materiálu jako je cukrová třtina, mlýn zahrnuje páry protilehlých drticích válců mezi nimiž může tento materiál procházet. Páry protilehlých válců jsou rozmístěny nad sebou navzájem a mají celkově vertikální vypouštěcí zakončení, takže materiál sleduje celkově vertikální dráhu z vypouštěcího zakončení jednoho páru válců do dodávacího zakončení dolního páru válců.

Válce jsou přednostně uspořádány tak, že dodávací zakončení je v podstatě vertikální jako je vypouštěcí zakončení.

Je zjištěno, že tím, že máme vertikální dodávací zakončení, průřezová plocha, přes níž se bude cukrová třtina či bagasa samočinně dodávat, je zvýšena. Vyššího stlačení a zvýšeného odebírání šťávy je možno dosáhnout od jednoho páru válců důsledkem zvýšeného množství cukrové třtiny či bagasy, jež může být vtahována dovnitř z větší než doposud možné průřezové plochy, kterou můžeme nazývat jako „dodávací zóna“.

Upřednostňuje se aby drticí válce byly uspořádány s jejich osami otáčení na horizontální nebo téměř horizontální rovině. Je-li to žádoucí, jeden či každý pár protilehlých válců může být spojen s dodávacími válci, vysokými skluzy (žlaby), deskovými podavači, či jinými zařízeními, které dokáží zvýšit hustotu bagasy v dodávací zóně, tato zařízení jsou známa.

-6CZ 294310 B6

Prostřednictvím vertikálního výtoku od válců na horizontální nebo téměř horizontální rovině se dodává bagasy od jednoho souboru válců do druhého souboru válců značně zjednodušuje. Typicky může být použito čtyř, pěti nebo šesti stupňů drcení s přidáváním šťávy proti proudu do bagasy v postupu známém jako „nasakování“.

Dává se přednost tomu, aby se vertikální vypouštěcí zakončení páru protilehlých válců protahovalo vertikálně nad dodávacím zakončením dolního páru válců.

Toho může být dosaženo prostřednictvím páru válců v podstatě vertikálně nad sebou navzájem a zformováním uspořádání věžového typu. V takovém uspořádání není více potřeba dopravníků, výtažníků či tlakových dodávacích žlabů. Vertikální uspořádání může být tudíž mnohem jednodušší mechanicky v porovnání s tradičním systémem, kde jsou válce uspořádány horizontálně s mezilehlými nosiči či výtažníky mezi každým stupněm.

Vertikálním uspořádáním válcových párů a nepožadováním tlakových žlabů mezi každým stupněm, se bagasa může rozšiřovat více než bylo doposavad možné a tudíž je postup nasakování mnohem efektivnější.

Další předností u vertikálního uspořádání je to, že nasakovací fluidum může být přidáno na obě strany vrstvy bagasy a bude absorbováno oběmi stranami. To je v protikladu s uspořádáním tlakového žlabu (násypky), kde může být bagasa jenom pokropena více či méně na horní straně bagasové vrstvy .Další výhodou u vertikálního uspořádání je to, že jestliže má jakýkoli pár válců mechanickou poruchu, může být jednoduše vyřazen z provozu a bagasová vrstva pak může přirozeně postupovat gravitací do souboru válců pod vadným souborem válců. Toto znamená, že mlýn může stále ještě pracovat (jinak řečeno, bez jednoho souboru válců).

Jak je to zmíněno výše, prostřednictvím systému s pomocí gravitace, bagasa vystupující zvypouštěcího zakončení jednoho souboru válců může být zcela uvolněna, aby se zvýšilo míchání nasakovacích tekutin. Mohou být provedeny další kroky jako je použití mechanických míchačů a trysků tekutiny, k dalšímu zvýšení omezení stlačených kusů bagasy do základních menších částic.

Další předností provedení „věžového“ mlýna jak popsáno výše je požadovaná malá plocha základů vzhledem k tradičním mlýnům.

V jednom provedení je pár horizontálních válců v poloze bok po boku opatřena radiálními osovými otvory v každém tomto válci. Během drcení šťáva protéká těmito otvory a je uspokojivě oddělována od bagasy. Je pozorováno, že značný podíl této šťávy vytéká z těchto otvorů, když dosáhne základny válce.

V ještě jednom provedení byly válce vyměněny aby poskytovaly celoobvodovou úzkou štěrbinu v základě každé obvodové drážky. Štěrbina se otevírala do rozměru větší šířky přibližně 12 mm a byla provedena radiálně směrem dovnitř do vnitřního okraje osových otvorů. Celoobvodová štěrbina poskytovala mnohem větší průřezovou plochu pro tok šťávy směrem dovnitř v zóně stlačení (drticí zóně) v porovnání se samostatnými radiálními štěrbinami, a mnohem větší průřezovou plochu pro odvodnění šťávy dolů do spodní části daného válce.

Byl poskytnut úzký vstup k omezení vstupu bagasy, rozbíhající se část byla poskytnuta k usnadnění odstraňování jakýchkoli bagasových částic, jež vstoupily. Obrácenému odvodňování šťávy do bagasy do zóny roztažení následně po sevření válci bude bráněno úzkou části štěrbiny.

Válce uvedené výše, s celoobvodovými kanály šťávy poskytovaly velmi značné zlepšení výkonnosti. Bylo zde velmi malé proudění šťávy směrem nahoru a většina šťávy procházela směrem dolů do spodní části válců.

-7CZ 294310 B6

V dalším provedení byl vyroben válec používající tradiční litinový materiál a byl drážkován tradičními nástroji. To zmenšilo výrobní náklady v porovnání se způsobem použitým k opatření drážek se směrem dovnitř se rozbíhajícím celoobvodovým kanálem šťávy.

V tradičním litinovém válci byl kanál šťávy zformován jako paralelně štěrbina přibližně 5 mm široká a 50 mm hluboká. Ačkoli jsou kanály šťávy známy v tradičních válcích s dolním dodáváním, tradiční kanály šťávy nemají poměr hloubky k průměru uvedený výše, tento poměr je zvolen tak, aby zajišťoval odtok šťávy z kanálu.

Myslelo se, že poskytnutím otevřeného štěrbinového kanálu šťávy dojde ke značné reabsorpci šťávy z kanálu do bagasy do expanzní zóny, nastávající po drticí zóně.

Avšak, překvapivě a neočekávaně bylo pozorováno velmi malé či žádné snížení výkonnosti, to je nebylo zjištěno významné reabsorbování šťávy do bagasy bez ohledu na to, že kanál byl otevřenou štěrbinou. Bylo zjištěno, že šťáva sebraná z válce s paralelním kanálem s velkou šířkou bylo asi stejně jako šťáva sebraná ve výše popisovaném válci s kanálem s úzkým vstupem.

Ačkoli není žádoucí vázat se na nějakou teorii, zdá se, že kanál šťávy je utěsněn bagasou, která je vtlačována do horní části kanálu. To je podporováno pozorováním toho, že v zóně roztažení se vrstva bagasy rozděluje do dvou částí, každá část je připojena k drážkovému povrchu daného válce.

Bagasa byla vysoce stlačena a měření prostupnosti potvrzuje, že bagasa v tomto vysoce stlačeném stavu je většinou nepropustná a tudíž neschopna reabsorbování šťávy z kanálu. Šťáva v kanálu je tudíž omezena v celém obvodu kanálu šťávy prostřednictvím určité „ucpávky“ z nepropustné bagasy dokud není dostatečně vedle škrabáku.

Obzvláště charakteristickým rysem tohoto vynálezu je zvýšení výtokového proudu šťávy tím, že šťáva proudí ve stejném směru jako vrstva cukrové třtiny, či bagasy.

U tradičních válců zvýšené rychlosti válce poskytuje ostrý pokles v účinnosti odběru šťávy. Žádné takové omezení není zaváděno zařízením tohoto vynálezu, kde mohou být válce umístěny v podstatě v horizontálním uspořádání, což má za následek stejný podíl při odvodňování oběma válci a tok šťávy v kanálech ve stejném směru jako je pohyb válců.

Tabulka 1 znázorňuje odběr šťávy jako procento rychlosti válce u tradičního mlýna a u válců v provedení podle tohoto vynálezu.

Tabulka 1

Tradiční válec (horizontální dodávání)
rychlost mm/sek	% odběru šťávy
142	66,5
181	62,5
210	62,5
291,5	60,0
311	60,8
Válec dle vynálezu i	vertikální dodávání)
rychlost mm/sek	% odběru šťávy
153	74,2
203	73,3
303	72,7

-8CZ 294310 B6

Ve výše uvedené tabulce 1 oba mlýny drtily najemno připravenou cukrovou třtinu. Poměr stlačení u tradičního mlýna byl 3,5 a poměr stlačení u mlýna podle tohoto vynálezu činil 3,1. Čím vyšší poměr stlačení, tím je lepší odebírání šťávy. Výsledky demonstrují jasné výhody ze zdokonalené drenáže šťávy v tomto vynálezu. Nejenom je odebírání šťávy znatelně vyšší při nižším poměru stlačení, ale škodlivý vliv vyšší rychlosti je mnohem méně znatelný.

Schopnost provozu ve vysokých rychlostech je důležitým atributem tohoto vynálezu, protože kapacita je přímo vztažena k rychlosti válce. Kapacita je rovněž přímo úměrná délce válce o průměru. V současném vynálezu bylo zjištěno, že dva válce s téměř standardní geometrií mají asi stejnou kapacitu jako tradiční pěti nebo šestiválcový mlýn, jestliže tyto dva válce fungují v asi dvojnásobné rychlosti než je rychlost tradičních válců. Omezení na dva válce dociluje podstatné úspory v nákladech výroby a instalace.

Dalším prospěšným, charakteristickým znakem tohoto vynálezu je stejný podíl odvodňování šťávy těmito dvěmi válci, což je v protikladu k tradičním drtičům, kde většina šťávy vytéká pouze ze spodního válce.

Bylo provedeno další porovnání mezi mlýnem, jenž je předmětem současné přihlášky a známým komerčním zařízením, s výsledky poskytnutými v tabulce 2. Připravená třtina byla sbírána z cukrovaru a ve stejném momentě byla vzorkována bagasa vypouštěná z prvního drtiče této továrny. Mlýnem byl tradiční šestiválcový drtič. Připravená třtina a bagasa jak z komerčního drtiče, tak z mlýna předmětu této přihlášky byla analyzována a porovnávána extrakce k pólech v porovnání se stejným rozpětím poměru stlačení. Extrakce sacharózy (pol) na jakémkoli prvním mlýnu je nepatrně vyšší než je extrakce šťávy (základna pro předchozí porovnání mezi dvěmi pokusnými jednotkami). Pol je míra sacharózy.

Tabulka 2

Tradiční nriýn (horizontální dodávání)
poměr stlačení	% extrakce (pol)
3,6	69,0
3,7	65,1
3,9	72,0
4,0	70,8
4,1	74,4
Mlýn dle vynálezu (vertikální dodávání)
poměr stlačení	% extrakce (pol)
3,2	75,4
3,4	72,3
3,5	78,7
3,7	79,1
3,8	80,0
4,4	81,3

Mlýn podle vynálezu, skládající se z páru horizontálně protilehlých válců, potvrzuje jasnou výhodu ve výkonu extrakce ve stejném rozpětí tlaku. Odvodňování šťávy ze základny válců v přítomném vynálezu se vyhýbá problémům se vstupem šťávy do ložisek, jež otočně podporují válce, což je běžný problém u tradičních mlýnů. Rovněž je zvýšena hygiena mlýnu.

Spotřeba energie u tohoto mlýnu podle vynálezu je rovněž podstatně menší než je energie spotřebovaná na tunu třtiny drcené tradičními šesti- pěti-, čtyř- a tříválcovými mlýny. Pěti- a šestiválcové mlýny mají dvě desky tlakového podavače otočnou závoru, jež absorbuje energii

-9CZ 294310 B6 třecí odolností. Desky tlakového podavače a otočná závora mají škrabky k očištění stlačené bagasy z drážek s ostrými hranami (dále pouze „ostré drážky“) v povrchu válce. Ve skutečnosti všechny válce musí mít škrabáky, takže pro každý dodatečný válec je zde dodatečná spotřeba energie od extra škrabáku.

Odstraňování bagasy z unikátně hlubokých kanálů šťávy v tomto vynálezu vedlo k vývoji nových škrabáků a podpůrných uspořádání.

Upřednostňuje se použití dvou fází škrabání bagasy. V první fázi škrabáky formují přední okraj 10 daného vypouštěcího žlabu (skluzu, či zase další násypky). Tradiční škrabáky jsou vyráběny z ocelové desky a mají zuby vyřízlé tak, aby zapadaly do drážky s ostrými hranami ve válci. Tam kde je bagasa napěchována dolů do základny daného žlábku, zuby škrabáku trpí nadměrným opotřebením. V tomto vynálezu se bagasa a šťáva pohybují ve stejném směru-bagasa v sešikmené části drážky a šťáva ve vnitřním paralelním kanále. Je jasné, že škrabák by neměl pronikat 15 příliš daleko do paralelní části, ale určitý průnik bodem předního zubuje žádoucí, aby se bagasa zvedla od spodu, kde je tato bagasa volně stlačena bez opotřebení způsobovaného prořezáváním silně stlačené bagasy. Byl vyvinut zlepšený škrabák, který má čepel z pružinové oceli či jiného vhodného materiálu v každé paralelní drážce. Čepele jsou podporovány (neseny) na škrabákové desce, jež má vhodně tvarované zuby. Nicméně funkcí této desky je pohybovat bagasu uvolně20 nou čepelí do vypouštěcího skluzu. Čepel tak dostatečně vyčnívá v přední části desky. Její hrot může být umístěn blízko sevření válců. Čepel může být nahraditelným prvkem, drženým ve štěrbině v desce nebo jiným vhodným prostředkem.

Druhý škrabák je podobný škrabákům používaným k čištění mělkých drážek pro šťávu. Avšak, 25 umístěním těchto škrabáků tak, že visí vertikálně dolů a použitím vhodně tvarované čepele, škrabáky mohou být namontovány na kulatou či tvarovanou tyč, takže jsou volné k pohybu do stran a mají určitou volnost pohybu do a ven z drážky. Škrabací čepele umístěné tímto způsobem jsou drženy v drážce prostřednictvím pohybu válce a malou silou vypouštěné bagasy.

Přehled obrázků na výkresech

Provedení tohoto vynálezu bude podrobně popsáno pomocí odkazů na následující výkresy, v nichž:

obr. 1 - znázorňuje podélný průřez drticím válcem podle prvního provedení, obr. 2 - znázorňuje podélný průřez drticím válcem podle druhého provedení, obr. 3 - znázorňuje pohled zezadu na drticí válec na obr. 2, obr. 4 - znázorňuje vertikální, věžový mlýn podle provedení tohoto vynálezu, znázorňující dvoji40 té, protilehlé válce vzájemně spojené s uzavřenými skluzy.

obr. 5 - znázorňuje pohled řezem na drticí válec podle jednoho provedení, připojený k hřídeli.

Příklady provedení vynálezu

Okazuje na příslušné výkresy a na počátku na obr. 1, kde je znázorněn podélný průřez jedním válcem. Tento válec se skládá z paralelních cirkulámích desek 1, upevněných na středové hřídeli 2 jakýmkoli tradičním způsobem. Desky jsou tvarovány tak, že formují ostrý celoobvodový žlábek 8, jenž se sbíhá do úzké celoobvodové štěrbiny 5 radiálně uvnitř a pak se rozbíhá do širšího 50 celoobvodového kanálu 6. Kanál 6 se křižuje s osovými otvory 9. Na hrotu a boku ostrých drážek může být nanesena tvrdá, hrubá ochranná vrstva 7. Při provozu je šťávou zatížená třtina či bagasa tlačena do žlábků protilehlým horizontálním válcem. Těsně stlačovaná bagasa je omezena

-10CZ 294310 B6 do šikmé části žlábku 8. Šťáva může volně radiálně dovnitř a dolů celoobvodovým kanálem a ven radiálními otvory. V praxi je dráha nejmenšího odporu dolů a skrze osové otvory ve skutečnosti neproudí žádná šťáva.

Obr. 2 znázorňuje podélný průřez druhou podobou drtícího mlýna, jenž se levněji vyrábí, snadněji se čistí a nabízí zlepšené odvodňování šťávy. Válec může být vyroben z jednoho nebo více kusů 10 plné litiny, železa SG, oceli či jiného vhodného materiálu v podobě pláště upevněného ke středové hřídeli 12. V plášti jsou zformovány celoobvodové drážky s ostrými hranami 13. V základně každé drážky jsou zformovány celoobvodové paralelní kanály 14. Při provozu je bagasa těsně natlačena do ostrých drážek 13 a vnější části paralelních kanálů 14 působením horizontálně protilehlého druhého válce. Šťáva může volně téci radiálně dovnitř a dolů skrze paralelní kanály šťávy 14 a vytékat ze základny válce.

Obr. 3 znázorňuje osový průřez válcem 10 středovou rovinou jedné celoobvodové ostré drážky a paralelních kanálů šťávy. Rovněž je znázorněn průřez primárními a sekundárními škrabáky a sběrné koryto šťávy. Škrabák pohybuje stlačenou bagasu z ostré drážky 13 a vnější části paralelního kanálu šťávy 14. Čepele 15 jsou nastaveny tak, že přední hroty čepelí pronikajíc do paralelního kanálu 14 šťávy hlouběji než jakákoli pevně netlačená bagasa. Když se válec a bagasa pohybují směrem dolů, čepele 15 tlačí bagasu doprava, ven z drážky a do vypouštěcího skluzu. Šťáva může volně téci dolů celým obvodovým kanálem 14 do základny válce a vytéká do sběrných koryt 16 šťávy. Čepele 15 jsou nepatrně tenčí než šířka paralelního kanálu 14 šťávy. Čepele 15 jsou neseny deskou 17, jež má sešikmený vršek ke směrování volné bagasy do vypouštěcího skluzu bagasy.

Obr. 4 znázorňuje vertikální věžový mlýn 20. Věžový mlýn 20 se skládá z pěti párů protilehlých, proti sobě se otáčejících válců 21 až 25. Každý pár válců 21 až 25 je složen ze dvou proti sobě se otáčejících válců, mezi nimiž prochází a je drcena vrstva 26 třtiny. Polínka cukrové třtiny, drcená třtina či rozvlákněná třtina jsou dodávány do horního souboru válců 21 tradiční násypkou. Šťáva z těchto válců je recyklována do předchozího skluzu vstřikovacím čerpadlem. Válce samotné mohou být různých typů, ale přednostně jsou to odvodňovací válce z obr. 2 a 3. V tomto provedení je každý pár protilehlých válců poháněn samostatným hnacím uspořádáním. Vrstva třtiny prochází vertikálně každým souborem válců, což poskytuje různé přednosti před horizontálně se pohybující vrstvou třtiny.

Odkazujíce na obr. 5, tento znázorňuje drticí válec 50 cukrové třtiny vyrobený z litiny a namontovaný k otočné hřídeli 52. Válec je namontován aby se neotáčel ve vztahu k hřídeli 52. Válec má středovou část 51, směrem ven se protahující žebrovou část 56, jež má tloušťku značně menší než středová část 51, a část okraje 57. Okrajová část 57 je zformována s drážkami typu, jenž je v dané technice známým. Okrajová část je formována s perforacemi a/nebo štěrbinami ve spojení s podélnými kanály 54 šťávy, k odnášení odebírané cukrové šťávy.

Je vidět, že tento válec má dvě hmotnost snižující prázdné prstencové části 58, které existují kvůli konstrukci žebrové části 56 s poměrně tenkou stěnou. Tyto mezery značně snižují hmotnost válce, což zase umožňuje aby válec byl značně delší než bylo doposud možné, či umožňuje tomuto válci aby měl mnohem větší průměr než bylo dosud možné. Toto má zase za následek efektivnější drticí kapacitu a odebírání šťávy.

Mělo by být vzato v úvahu, že ve zde popsaných provedeních je možno provádět různé jiné změny a úpravy, aniž by se šlo za duch a rámec tohoto vynálezu.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   5 1. Zařízení pro odebírání šťávy z cukrové třtiny mající pár proti sobě se otáčejících válců (10), mezi nimiž je drcena třtina, vyznačující se tím, že alespoň jeden z válců (10) má alespoň jeden obvodový kanál pro šťávu, probíhající okolo válce (10) a uzpůsobený k vtékání cukrové šťávy, přičemž je každý kanál uzpůsoben k vytváření těsnicí vrstvy z bagasy v horní části (13) kanálu, přičemž dolní část (14) kanálu je ponechána volná 10 k zadržování šťávy a že obsahuje prostředek (15) pro odstraňování vrstvy z bagasy poté, co se bagasa posunula skrz drticí zónu, aby se šťávě umožňovalo odtékat z dolní části (14) kanálu v poloze, kde šťáva není ve styku s vrstvou rozdrcené třtiny.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že jsou válce (10) uspořádány tak, 15 že umožňují průchod třtiny mezi válci (10) v podstatě ve vertikálním směru.
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že oba válce (10) mají obvodovou dolní část (14) kanálu pro šťávu a prostředek (15) pro odstraňování vrstvy z bagasy.

   20
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že kanál pro šťávu je v příčném průřezu vytvarován ve tvaru písmene U s paralelními bočními stěnami, přičemž kanál má větší hloubku než mají drážky v konvenčním válci.
5. 5. Mlýn obsahující dvojice od sebe vzdálených, proti sobě se otáčejících válců (10), uzpůsobe25 ných ktomu, aby mezi nimi procházela a byla drcena cukrová třtina, vyznačující se tím, že válce (10) jsou uspořádány tak, že umožňují, aby třtina procházela mezi válci (10) v podstatě ve vertikálním směru, a že alespoň některá z těchto dvojic válců (10) má alespoň jeden obvodový kanál pro šťávu, probíhající okolo válce (10) a uzpůsobený k vtékání cukrové šťávy, přičemž: je kanál uzpůsoben k vytváření těsnicí vrstvy z bagasy v horní části (i 3) kanálu, 30 přičemž dolní část (14) kanálu je ponechána volná k zadržování šťávy a že obsahuje prostředek (15) pro odstraňování vrstvy z bagasy poté, co se bagasa posunula skrz drticí zónu, aby se šťávě umožňovalo odtékat z dolní části (14) kanálu v poloze, kde šťáva není ve styku s vrstvou rozdrcené třtiny.

   35
6. 6. Způsob pro odebírání šťávy z cukrové třtiny zahrnující drcení třtiny mezi dvojicí od sebe rozmístěných, proti sobě se otáčejících válců (10), vyznačující se tím, že se odebíraná šťáva předává do dolní části (14) kanálu pro šťávu na alespoň jednom z válců (10), přičemž se v drticí zóně válců (10) utěsňuje horní část (13) kanálu vrstvou ze stlačené bagasy a otáčením válce (10) se pohybuje utěsnění kanál ven z drticí zóny do šťávu sbírající zóny, kde se odstraňuje 40 vrstva z bagasy a provádí se vypouštění kanálu.
7. 7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že se třtina pohybuje v obecně vertikálním směru.