[发明专利]改进的甘蔗皮切割装置

说明书

本发明涉及甘蔗皮、甜高梁皮等的加工装置，尤其涉及了皮的切割装置。

甘蔗杆上有一层蔗皮，该外皮是一种坚硬的、木质纤维物质，它包裹着一个处于中心的蔗髓。蔗髓几乎包含了作为糖制品原料的全部糖汁。蔗皮的外表面上有一层很薄的、蜡质的外层，我们称之为“表层”。

到目前为止，在传统的蔗糖业中，使用甘蔗的主要目的仅仅是因其含有糖份。加工的方法是切碎和压榨甘蔗茎杆，以获得糖汁，剩下的固体废料（甘蔗渣）则一概当作燃料，主要用于制糖作业。

虽然这种做法在制糖业中基本上雷同无异，但是人们已经认识到，如果能先将甘蔗茎杆上的蔗皮、蔗髓和表层分离，那么就能用甘蔗生产出许多有用的产品，经过这种分离而获得的多种有用的最终产品会带来很大的经济效益。这种分离还能大大提高制糖效率。

尽管早在十九世纪后期就开始试着将植物茎杆进行分离，但在整个制糖行业中却仍沿用上面提及的传统加工方法，即：将整根甘蔗茎杆切碎压榨，提取糖汁。

直到本世纪六十年代上述方法一直因循守旧。到六十年代兴起了开发活动，在制糖业中，几乎都与所谓的Tilby系统相关，即与该系统的发明人Sydney  E.（“Ted”）Tilby的名字命名的甘蔗分离系统相关。

概括地说，Tilby系统包括由甘蔗分离机的不同部分完成的多步骤的加工过程，甘蔗先被切成最好是25-35厘米的甘蔗坯料，该坯料被向下送到一个劈刀上，沿纵向将其劈成两个半圆柱形的半坯料，然后，一分为二的两个半坯料分别由分离机的下游部分对称设置的部位进行加工。

分离机下游的第一个部位是去蔗髓区，它包括一个切割辊和一个支承辊，用以将蔗髓从半坯料的外皮上切削下来，并同时将外皮展平。下游随后的部分是去表层区，经过该区处理后的外皮即可送至其后的各种工序加工中，包括纵割，削薄和/或其它加工工序。蔗髓则从分离机被送至压榨区，取出糖汁。

Tilby系统完全商业化后，可以生产出多种极有价值的产品，大大提高了每吨甘蔗的产值。这对于一个多年来利润率至多只不过是处于边际水平的行业来说，是非常重要的。但对于许多经济增长与稳定都有赖于制糖业繁荣的发展中国家来说，就更具特殊的重要性。

由于甘蔗是一种生长快，易成熟，便于获得的生物资源，所以，Tilby系统的完全商业化可以大大降低对森林及其它作物和资源的依赖。用Tilby系统分离的甘蔗所生产出的产品包括各种木制品和建筑材料。

尽管多年来，Tilby系统已经有了实质性的技术进步，但仍面临着很多困难和棘手的问题。这些问题的存在使Tilby系统难以充分商业化，本发明旨在解决上述的某些问题。

Tilby系统完全商业化部分地取决于大量的去蔗髓后的蔗皮的使用，为了使蔗皮能够成为高价值的木质产品和建材的生产原料，必须在加工过程中利用蔗皮的天然纤维强度。人们已经发现：纵向切成细条的一分为二的蔗段的皮有许多用途，例如：制成建筑用板。纤维的抗拉强度得以保持，并被充分利用。

在切割蔗皮的早期尝试中，人们采用了一种已有的设备，即筒式切碎机。美国专利3，567，511（Tilby）中就能看到这样的例子。当蔗皮送入一对相互反向转动的圆筒之间时，圆筒上相互啮合并间隔设置的许多环形凸起（或圆盘）把蔗皮纵向地切割。这些相互啮合的环形凸起机械地挤压蔗皮，产生剪切作用，把蔗皮切成许多细条。

这种现有的装置虽能工作，但是存在一些明显的问题和缺陷。多数问题都与蔗皮流堵塞切割装置有关，这些问题是由切割装置的形状引起的。

一个主要问题是，现有的、相互啮合的环形凸起（或圆盘）稍经使用就会很快变钝。典型地，每套圆盘都具有一个与直径垂直的恒定的轴向尺寸。一套圆盘与另一套圆盘精密地啮合，以便彻底地切割蔗皮。圆盘磨损将会造成切割不完全和降低效率。这将阻碍蔗皮穿过切割装置的运动。磨损的凸起（圆盘）还会撕断蔗皮纤维，降低其抗拉强度，有害地影响最终蔗皮制品的质量。

另外，蔗皮以错误的方式穿过切割装置时，产生的剪切力，经常对圆盘造成不可修复的损坏。在现有技术中，圆盘相互啮合所采用的刚性结构，会使圆盘在上述那种压力下出现损坏的现象。

另外，现有的切割装置造价昂贵。正确操作所要求的高精度需要技工花费大量时间。即使不考造价，圆盘变钝后，精度迅速降低，也需要更换零部件或进行附加的机械加工。