[发明专利]具有两个旋转圆盘部分的碾磨系统及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有互相面对的两个相似的圆盘部分的碾磨系统，这两个圆盘部分被连接至未对准的轴，使得圆盘的下部在操作期间始终保持结合，圆盘保持旋转从而挤压蔬菜材料从中提取汁液。支撑圆盘部分的支架组件是独立的并且具有独特的特征，形成固定部和可动部以便调节待压缩的蔬菜块。这样的碾磨单元能根据需要单独地或串联地用在适当的支架上。

本发明的另一方面涉及该碾磨系统在获得蔬菜液，尤其是获得甘蔗液的过程中的应用。在这种情况下，所提出的碾磨系统也可以用在甘蔗的收割中，以一个或一系列这种碾磨单元成为这种农业机械的一部分。

因此，本发明的技术领域属于甘蔗和其他生物质碾磨的领域并且属于以机械方式从生物质提取液体的领域。该农业技术方面是糖和酒精工业以及农业机械制造等工业所关注的。

背景技术

包括碾磨系统的蔬菜块尤其是甘蔗用处理机与通常基于使用水平金属辊子系统的机械设备对应，当进料时，该处理机通过压缩碾磨植物的茎，提取汁液。工业上，该系统是单独的或串联的操作筒或辊，如专利申请PI0201995-7中提出的甘蔗的碾磨法的情况，其中引导甘蔗渣通过一系列接连的筒形碾磨机(在第一个筒形碾磨机中产生的甘蔗渣供给下一个筒形碾磨机，从而完成循环)。专利申请US4,147,557还公开了串联的多个辊系统。在所述的工艺路线中，也存在如文献BRPI9305112-3和BRPI07007221所公开的使用筒形辊碾磨机的实例。

大多数用于甘蔗的便携型式碾磨机也基于使用圆筒或辊，所述圆筒或辊诸如文献BRMU7500595-6中所述的样式。

尽管不常见，另一种甘蔗碾磨方法是利用“蜗杆”挤压并碾磨植物的方法。通常，该类型的挤压系统使用锥螺纹(BRPI0303941-2)，包括使用位于锥螺纹端部的锥形环，如专利申请GB1375497所示。

具有相对阻力的蔬菜(诸如甘蔗)用碾磨系统的主要限制涉及针对输入的植物块的初始特征控制挤压力，尤其是针对整个甘蔗茎或包括切碎的甘蔗(甘蔗渣)在内的甘蔗块。在这种情况下，用于碾磨辊的进料系统处于高压下以便提高提取液体的效率，这会导致由于材料被排出或进入系统的植物块的相当大的损失引起的严重的技术问题。涉及辊子系统的绝大多数专利都通常试图通过以下方式解决该问题，即，调整碾磨过程，以较小的压力开始并且随着甘蔗渣(切碎的甘蔗)的压缩调整压缩力。在这种情况下，以多个循环发生碾磨过程，从而增加了蔗糖的提取，在每个碾磨循环之间必须将甘蔗渣弄湿(增加清洁水。)该过程变得昂贵，因为除了过程漫长外还使用了大量水。为减少这些提取过程中的时间消耗，提出了在串联的圆筒之间的若干种类型的布置(通常通过三个辊子单元-碾磨套件)。然而，特别是在工业过程中，产生湿甘蔗渣的步骤仍是所述发明的碾磨操作所必需的，以确保通过重复的挤压循环提取蔗糖，导致最后形成具有平均湿度为50％的甘蔗渣。然而，由于高的液体提取效率(较少的碾磨时间)，循环次数较少。

一些试图解决辊轧机中的原材料在碾磨辊中被排出的问题的尝试都基于引入通常直径较小的第四辊和/或碾磨套件之间的结合，并/或基于引入在挤压之前使甘蔗膨胀，如专利申请BRPI0503537-6所述。也在技术上研究了在将甘蔗切成小块之后引入碾磨阶段中。也采用原材料选择而在操作期间增大蔗糖的浓度，这可以通过利用产量和强度更高的植物或者通过收割过程，其中该收割程序忽视仍留在地里的甘蔗末端，诸如专利申请BRPI0402356-0中所述的甘蔗收割机中所用横向切割装置。

具有水平辊的系统的另一个缺点与空磨(idle mill)的高发相关联，并且为此，越来越多地开发了串联的辊组，因为这些辊组在辊之间具有较小的间距，其中通常通过使用旋转垫块来执行甘蔗渣的再循环系统的安装。专利申请BRPI0201995-7描述了一种具有这些特征以便将碾磨的空转时间减到最小的用于碾磨甘蔗的方法和碾磨甘蔗的工厂。列出了其它实施方式，如文献BRPI0700722-1所述，涉及用于甘蔗和其它生物质并且由被若干其他辊环绕的中心辊组成的碾磨机。

对于基于使用“蜗杆”的系统的情况，应用这些系统(尤其是在甘蔗的情况下)的主要限制在于液体的低提取效率，尽管它能实现生物质的高压缩。通常，这些系统具有较慢的提取过程并且需要高能量消耗。它们在工业级别上的实施也被削弱，因为它们需要精心制作的提取室。