JP3125874U - 砂泥分離装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 砂泥等を効率的に分離し、その分離後に再利用することができ、かつ、砂泥等による環境汚染を防止するのに好適な砂泥分離装置を提供すること。
【解決手段】 砂泥と水とを含む砂泥水1を上部2aから導入して砂泥成分4を水分3aから沈澱分離し、底部5aから砂泥成分4を導出する沈澱槽22と;この沈澱槽22の底部5aから導出された砂泥成分4を下部8aから導入して砂泥10と水分3bとに分離し、底部5bから砂泥10を導出する砂泥分離槽14と;を有し、沈澱槽22の底部5aと砂泥分離槽14の下部8aとが連通管7によって連通され、沈澱槽22から導出される砂泥成分4がサイホン作用によって砂泥分離槽14に連続的かつ自動的に導入される砂泥分離装置27。
【選択図】 図1

Description

本考案は、例えば収穫後の甘蔗(さとうきび)の洗浄に際して生じる砂泥水を水分と砂泥とに分離する砂泥分離装置に関するものである。
従来、甘蔗の茎部は、農場での刈り取り後に砂糖の原料として圧搾工程を経て、できるだけ多くの糖汁が搾り出される。
こうした甘蔗の収穫に際しては、その茎部を土壌面上の生え際部分から刈り取り、穂の出た先端部分(以下、稍頭部と称する。)を切り落として、特に主茎部のみを選り分けている。
しかしながら、機械による刈り取りを行う場合には特に、主茎部と共に、稍頭部を含む大量の不要物(以下、トラッシュと称する。)が混じった夾雑物が生じ、これがそのまま処理工程へ送り込まれると、例えば圧搾工程において使用するケーンナイフ、シュレッダーハンマー、ミルロール及びポンプ等の破損や摩耗等のトラブルが生じ易い。
これ以外にも、原料繊維分の増加、甘蔗の糖度の低下、第1汁及び混合汁の純糖率の低下、圧搾処理量の低下、糖度搾出率の低下、バガスの発生、ケーキの発生、糖蜜の増量による糖分の損失、粘度の上昇による煎糖時間の増加、及び回収率の低下等を生じてしまう。
また、稍頭部の糖分は皆無に等しいばかりでなく、カルシウム、ゴム質及びペクチン等の多くの不純物を含んでいるが、この不純物は、糖分の回収率を低下させる上に、砂糖としての結晶化を妨げる要素となる阻害物質を排出してしまう。
従って、刈り取り後に、夾雑物を水槽中に一旦投入し、この水槽の水面に浮き上がったトラッシュを除去する方式(湿式の分離又は洗浄法)を採用する地域がある。
これに対して、我が国のように、台風が頻繁に到来する等の地理的条件の地域では、甘蔗の茎が、直立せずに倒れかけた状態になってしまったり、中には、地面を這うような状態になってしまうものもある。そのため、機械による刈り取りを行う場合には、稍頭部や泥状物等の不要物の混入量が増え、また、刈り取り部分のサイズや形状も均一とならずに種々雑多となってしまう。
このため、上記の湿式分離法による処理工程においてそのまま水槽中へ投入した時には、トラッシュを十分に除去することができず、目的とする主茎部も稍頭部と一緒に除去されてしまうことがある。しかも、この湿式法による場合、主茎部及び稍頭部等を含む夾雑物を水槽中の水によって洗浄することになるので、この洗浄工程に伴う糖分の溶出や洗浄水の汚染等が生じ易い。
しかしながら、収穫の機械化による迅速化、低コスト化及び量産化に対応してトラッシュを効率よく分離するために、水槽を利用した湿式分離法を採用する必要性が求められている。
その一例として、図2に示すように、水槽58を利用したトラッシュ分離装置51が提起されている(本出願人による後述の特許文献1を参照)。
この装置を用いる方法によれば、トラッシュ54や砂泥60からなる夾雑物が混入した原料甘蔗の茎部55を補給水62と共に分離及び洗浄用の水槽58の中に装入し、これらの夾雑物を不要物として分離するに際し、水槽58の水量を調整しながら、水槽58の液面(水面)53近傍に浮遊する稍頭部、蔗葉及び枯死茎等からなるトラッシュ54を水槽58の液面53からコンベア52によって掻き上げて搬出すると共に、水槽58内で沈降した茎部55をチェーンコンベア57によって傾斜した底部56に沿って搬出し、水槽58の底部63に沈降した泥状物からなる砂泥60を底部56の後方側の最深位置(底部63)から排出孔61を介して吸引ポンプ59によって搬出する。
特許第3665656号公報(第7頁42行目〜第8頁47行目、図1〜図5)
しかし、上記の水槽58を利用した湿式分離法において、水槽58の底部56に沈降した砂泥60は底部56の後方側の最深位置から搬出されるものの、これをそのまま河川又は海に投棄すると、廃棄物(砂泥水)による環境汚染を引き起こす可能性がある。これは、上記した他の分離又は洗浄法においても同様である。
本考案はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、砂泥等を効率的に分離し、その分離後に再利用することができ、かつ、砂泥等による環境汚染を防止するのに好適な砂泥分離装置を提供することにある。
即ち、本考案は、砂泥と水とを含む砂泥水を上部から導入して砂泥成分を水分から沈澱分離し、底部から前記砂泥成分を導出する第1の分離部(例えば後述の沈澱槽22)と;この第1の分離部の底部から導出された前記砂泥成分を下部から導入して砂泥と水分とに分離し、底部から前記砂泥を導出する第2の分離部(例えば後述の砂泥分離槽14)と;を有し、前記第1の分離部の前記底部と前記第2の分離部の前記下部とが連通管(例えば後述の連通管7)によって連通され、前記第1の分離部から導出される前記砂泥成分がサイホン作用によって前記第2の分離部に導入される砂泥分離装置(例えば後述の砂泥分離装置27)に係わるものである。
本考案の砂泥分離装置によれば、前記第1の分離部と前記第2の分離部とを前記連通管によって連通させ、前記第1の分離部の底部から水分と分離して導出された前記砂泥成分を前記第2の分離部へサイホン作用で導入して砂泥と水分とに分離し、この砂泥を底部から導出するので、砂泥を効率的に連続して取り出すことができ、しかも分離された前記砂泥及び前記水分をそれぞれ廃棄するのではなく、例えば燃料又は建築資材として前記砂泥を再利用でき、かつ前記水分を例えば甘蔗の洗浄水としての補充水や、甘蔗畑への肥料として再利用でき、環境汚染を防止することができる。
また、前記第1の分離部の前記底部と前記第2の分離部の前記下部とが前記連通管によって連通され、前記第1の分離部から導出される前記砂泥成分がサイホン作用によって前記第2の分離部に導入される構造であるため、前記第1の分離部から導出される前記砂泥成分が前記第2の分離部に導入される際に、圧送ポンプ等の動力を用いることなしに自動的に導出及び導入することができ、装置全体の構成を簡易化及び効率化することができる。
本考案においては、前記第2の分離部において分離された前記砂泥が前記底部から、前記水分が上部からそれぞれ導出された後に、廃棄又は再利用されることが望ましい。
また、前記第1の分離部において分離された前記水分が上部から導出されて濾過部にその下部から送り込まれ、この濾過部において濾過された水分がその上部から取り出されて廃棄又は再利用され、前記濾過部の底部から水分以外の成分が取り出されて廃棄又は再利用されることが望ましい。この場合、前記濾過部の最上部からはオーバーフローした水が取り出され、このオーバーフロー位置の下方においては濾過材が前記濾過部内へ還流されると共に、分離された水混合物が排水として前記底部から取り出されるのがよい。
また、前記第1の分離部における分離を容易にするために、前記第1の分離部での沈澱を促進するための凝集剤が前記砂泥水に添加された後に混合機で混合され、更に前記第1の分離部に導入されるのが望ましい。
また、前記第2の分離部において分離された前記砂泥が前記底部から、前記水分が上部からそれぞれ確実に導出されるために、前記第2の分離部に放電管センサーと液面センサーとが設けられ、前記砂泥の濃度が高いときには前記放電管センサーが感知して前記砂泥の導入が制御され、前記砂泥の濃度が低い時には前記液面センサーが感知して上部からの排水と下部からの前記砂泥の導出とが実行されるのが望ましい。
本考案の砂泥分離装置は、甘蔗の水洗浄によって生じた砂泥水を分離処理するのに好適である。
次に、本考案の好ましい実施の形態を図面参照下に詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における砂泥分離装置27の構成を示すものである。
この装置27は、砂泥と水とを含む洗浄後の砂泥水1を、上部2aから導入して砂泥成分4を水分3aから沈澱分離し、その底部5aから砂泥成分4を導出する沈澱槽(第1の分離部)22と;この沈澱槽22の底部5aから導出された砂泥成分4を連通管7によって下部8aから導入して砂泥10と水分3bとに分離し、底部5bから砂泥10を導出する砂泥分離槽(第2の分離部)14と;を有することが特筆すべきことである。
この装置27によれば、まず、機械で刈り取られた甘蔗(サトウキビ)に多量に付着した砂泥をできる限りシャワー洗浄水等の洗浄水によって洗い落とした後、その砂泥水1を図示しないポンプによって沈澱槽22に供給する。この洗浄水量及び沈澱槽22の大きさは、甘蔗の砂泥による汚染程度及び甘蔗の処理量等の条件によって異なってくる。
砂泥水1は、沈澱槽22に供給する前に、ミキシング装置であるボーテックスミキサー21に導入されるが、そのミキサー21への導入前にごく少量の凝集剤が添加される。その結果、砂泥水1と凝集剤とはミキサー21でよく撹拌されてから沈澱槽22に静かに流入する。
沈澱槽22に供給された砂泥水1は、直ちに凝集作用によって水分(上澄水)3aと砂泥成分4とに分離され、オーバーフローして導出された水分3aは配管19cを介して濾過槽28へ導入される。他方、砂泥成分4は底部5a部分に沈澱する。
沈澱槽22から導出される砂泥成分4は、砂泥分離槽14に導入される際に、圧送ポンプ等の動力を用いることなく、連通管7によって自動的に導出され、砂泥分離槽14に導入される。
即ち、沈澱槽22の底部5aと、沈澱槽22に並置された砂泥分離槽14の下部8aとが、バルブ6a及び6bを有するサイホン式流入管である連通管7によって連通されることによって、沈澱槽22から導出される砂泥成分(最大水分97%前後)4がサイホン作用によって砂泥分離槽14に導入される。この砂泥成分4は、放電管センサー13等を有する砂泥分離槽14内をその底部5bより徐々に上昇して砂泥分離槽14内を満たす。
なお、砂泥分離槽14の底部形状は例えば円錐状であり、最底部の中央には連通管7の端部が配置され、この連通管7の外周には排出管12が配置されて二重管構造になっている。
砂泥分離槽14の上部2bには、放電管センサー13と液面センサー15との2種類のセンサーが設けられ、導入された砂泥10の砂泥濃度(濃縮密度)が高いときには、これを放電管センサー13が感知してバルブ6bが閉じられ、砂泥10の導入が停止される。これと同様の放電管センサー13は、後記の貯槽17bにおいても備えられている。
これとは逆に、沈澱した砂泥10の種類が若干異なって、濃縮密度がやや低い状態で砂泥分離槽14が満杯になり、かつ、砂泥10の上面に水分3bが浮かび上がった場合には、液面センサー(水位センサー)15が感知して上部2bから若干の水分3bがオーバーフローによって配管9を介して排出され、その後直ちに、砂泥10が底部5bの連通管7の外側を通って排出される。排出された水分3bは、最大約98%の水分濃度で甘蔗畑の溝11aにキビ絞りカス(バガス)と共に放流される。この場合、泥分は肥料にもなる。
砂泥分離槽14において分離された砂泥10は、バルブ6cを有する排出管12を介して導出され、貯槽17aに導入された後、配管19a、圧送ポンプ20及び配管19bを順次介して、放電管センサー13を有する貯槽17b内にその上部2cから導入される。そして更に、砂泥10は、底部5cから配管19e及びバルブ6dを介して砂泥輸送車26の荷台にバガス25と共に積み込まれ、廃棄又は建材、燃料等として再利用される。
他方、沈澱槽22において分離された水分(上澄水)3aは上部2aから配管19cを介して導出されてサンド式の濾過槽(濾過部)28にその下部8bから送り込まれる。この濾過槽28において濾過材16である砂で濾過された水分3cが逆洗排水としてその上部2dから取り出され、配管19dを介して下水溝11bに排出される。また、濾過槽28の最上部30からはオーバーフローした処理水(清水)23が取り出されて洗浄水等として再利用若しくは廃棄され、その下方においては分離された水分3cが排水として取り出される。また、濾過槽28の底部5dからは、バルブ6eを有するブロー管29を介して水混合物が必要に応じて取り出されて下水溝11bに排出される。
濾過槽28の上部2dからは、配管を通して底部5dの濾過材16内に空気が送り込まれるために、この空気圧により底部5dの濾過材16の一部が上部2dに上昇した後に下降して、濾過層28内へ還流される。
本実施の形態の砂泥分離装置27によれば、最終的に分離された砂泥10、水分3a及び3bをそれぞれ廃棄するだけでなく、それぞれを、例えば、燃料又は建築資材、甘蔗の洗浄時の補充水及び甘蔗畑の肥料等として再利用することができると共に、廃棄物の量を減少させて環境汚染を防止することができる。
しかも、沈澱槽22と砂泥分離槽14とを組み合せているので、砂泥を十分かつ効率良く高濃度に分離できる上に、沈澱層22から導出される砂泥成分4が砂泥分離槽14に導入される際に、圧送ポンプ等の動力を用いることなく、サイホン作用のある連通管7によって連続的かつ自動的に導出及び導入することができ、砂泥分離装置27全体を構成する設備の簡易化を図ることができる。
なお、上述した実施の形態は、本考案の技術的思想に基づいて、各装置構成部分の構造、形状、配置等を種々に変形してもよい。
本考案の砂泥分離装置は、甘蔗のみならず砂泥の付着した材料の洗浄によって生じる砂泥水から砂泥を高濃度かつ高効率に分離するのに好適である。
本考案の実施の形態による砂泥分離装置の概略構成図である。 従来例による洗浄機の要部断面図である。
符号の説明
1…砂泥水、2a、2b、2c、2d…上部、3a、3b、3c…水分、
4…砂泥成分、5a、5b、5c、5d…底部、
6a、6b、6c、6d、6e…バルブ、7…連通管(流入管)、8a、8b…下部、
10…砂泥、11a、11b…溝、12…排出管、13…放電管センサー、
14…砂泥分離槽、15…液面センサー、16…濾過材、17a、17b…貯槽、
9、19a、19b、19c、19d、19e…配管、20…圧送ポンプ、
21…ボーテックスミキサー、22…沈澱槽、23…処理水(清水)、25…バガス、
26…砂泥輸送車、27…砂泥分離装置、28…濾過槽、29…ブロー管、30…最上部

Claims (7)

  1. 砂泥と水とを含む砂泥水を上部から導入して砂泥成分を水分から沈澱分離し、底部から前記砂泥成分を導出する第1の分離部と;この第1の分離部の底部から導出された前記砂泥成分を下部から導入して砂泥と水分とに分離し、底部から前記砂泥を導出する第2の分離部と;を有し、前記第1の分離部の前記底部と前記第2の分離部の前記下部とが連通管によって連通され、前記第1の分離部から導出される前記砂泥成分がサイホン作用によって前記第2の分離部に導入される砂泥分離装置。
  2. 前記第2の分離部において分離された前記砂泥が前記底部から、前記水分が上部からそれぞれ導出された後に、廃棄又は再利用される、請求項1に記載した砂泥分離装置。
  3. 前記第1の分離部において分離された前記水分が上部から導出されて濾過部にその下部から送り込まれ、この濾過部において濾過された水分がその上部から取り出されて廃棄又は再利用され、前記濾過部の底部から水分以外の成分が取り出されて廃棄又は再利用される、請求項1に記載した砂泥分離装置。
  4. 前記濾過部の最上部からはオーバーフローした水が取り出され、このオーバーフロー位置の下方においては濾過材が前記濾過部内へ還流されると共に、分離された水混合物が排水として前記底部から取り出される、請求項3に記載した砂泥分離装置。
  5. 前記第1の分離部での沈澱を促進するための凝集剤が前記砂泥水に添加された後に混合され、更に前記第1の分離部に導入される、請求項1に記載した砂泥分離装置。
  6. 前記第2の分離部に放電管センサーと液面センサーとが設けられ、前記砂泥の濃度が高いときには前記放電管センサーが感知して前記砂泥の導入が制御され、前記砂泥の濃度が低い時には前記液面センサーが感知して上部からの排水と下部からの前記砂泥の導出とが実行される、請求項1に記載した砂泥分離装置。
  7. 前記砂泥水が甘蔗の水洗浄によって生じた砂泥水である、請求項1に記載した砂泥分離装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115815200A (zh) * 2023-02-03 2023-03-21 中铁十四局集团有限公司 一种机制砂生产用泥砂分离设备

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