(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に螺旋状案内体を有するスパイラルロールが、大石および根塊よりも小さい隙間をもって複数並列に軸支されて、スパイラルロール群が構成され、
このスパイラルロール群の下方に供給シュートが配設され、
スパイラルロール群の先端部の下方に排出シュートが配設され、
スパイラルロールの回転駆動源が備えられており、
前記回転駆動源により回転駆動されるスパイラルロール群の上面にトラッシュを含む裁断済み砂糖きびが投入されると、大石および根塊はスパイラルロール群上面に残留するとともに、スパイラルロール外周面の螺旋状案内体によりスパイラルロールの先端部側に押されて排出シュートに排出され、その一方で、大石および根塊以外のトラッシュを含む裁断済み砂糖きびは、スパイラルロール間の隙間より供給シュートに排出されるように構成されている、
ことを特徴とする裁断済み砂糖きび中の大石・根塊除去装置。
【請求項２】
次記（イ）、（ロ）および（ハ）の工程を含むことを特徴とする裁断済み砂糖きび中のトラッシュ除去方法。
（イ）請求項１記載の大石・根塊除去装置を用い、裁断済み砂糖きび中の大石および根塊の少なくとも一方を除去する工程。
（ロ）裁断済み砂糖きび中の土砂を除去するとともに、裁断済み砂糖きびの袴を剥離する工程。
（ハ）前記（イ）および（ロ）の工程に従って処理された処理物から、少なくとも健全茎を選別する工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハーベスターにより機械刈りされた砂糖きび原料中に混入している土砂、枯れ葉、青葉、枯死茎、梢頭部およびハカマ等のトラッシュを、原糖工場で除去するための方法、およびこれに用いる裁断済み砂糖きび中の大石・根塊除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、原糖工場で原料となる砂糖きびの収穫方式は、ハーベスターによる機械刈りが主流となっているものの、機械刈りでは裁断済み砂糖きび中にトラッシュ（土砂、枯れ葉、青葉、枯死茎、梢頭部、ハカマ等）が混入するのを避けられない。これらトラッシュは、工場設備の損耗・故障等の原因となる。それによって、工場設備のメンテナンス費の増大および工場歩留まりの低下をきたすこともある。したがって、原糖工場では、先ず裁断済み砂糖きび中のトラッシュを除去する必要がある。
【０００３】
また、手刈り原料についても、省力化のために農場で脱葉することなしに、全茎無脱葉のままで原糖工場に搬入されるようになってきている。したがって、かかる手刈り原料は原糖工場において脱葉を行う必要がある。
【０００４】
かかる要請に基づき、従来から、裁断済み砂糖きび中のトラッシュを除去するシステムが提案されている。
この例として、特公平２−２９１２０６号公報に記載のトラッシュ除去システムがある。このシステムは、裁断済み砂糖きびを供給量制御を行いつつデトラッシャーに供給し、ここで土、砂、泥を除去し、続いてデトラッシャーからの処理物をロール式脱葉ドラムへ供給して脱葉処理を行った後、手作業にて枯死茎および梢頭部を除去するものである（以下先行例１という）。
【０００５】
他の例としては、特開昭６２−２５３３１６号公報に記載のトラッシュ除去システムがある。このシステムは、全茎無脱葉の状態の砂糖きび原料を対象とするシステムである。詳しくは、先ずカッターによる原料の裁断を行った後、原料の搬送層厚を調整するならし羽根により袴の剥離を行い、続いて、多段階の風力選別および比重差選別を行うものである（以下、先行例２という）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のトラッシュ除去システムにおいて大石および根塊の除去を行うものはなかった。そのため、大石および根塊の除去は手作業で行われており、システム全体としての省力化・自動化が不完全であった。したがって、従来のシステムでは全体としての処理能力が低くなっていた。
【０００７】
先行例１では、システム自体は簡素であるものの、枯死茎および梢頭部の除去を行うために、システム全体としての省力化が不完全であった。このように手作業を含む場合に処理能力が低くなるのは前述の場合と同様である。
【０００８】
また先行例２では、システム全体としては省力化が図られているものの、多段階の風力選別を行うなどシステム構成が複雑であった。そのため、特に大量処理を必要とする大型工場においては設備が過大となり、それに要する設備費用およびランニングコストが高いものであった。
【０００９】
一方、梢頭部の除去を人手によらず行う方法として、トラッシュの混入している砂糖きび原料を水を張った水槽内に投入する湿式の方法がある。この方法は、梢頭部と健全茎との比重差により、水槽内に投入された原料のうち梢頭部が水面に浮き、健全茎が沈降することを利用して両者を分別回収するものである。しかし、この方法は、砂糖きびから糖分が溶出する点、および給排水設備が必要な点等により歩留りが低下することが問題である。
【００１０】
そこで、本発明の主たる課題は、システム構成の簡素化およびシステム全体としての省力化を図ることにある。また、他の課題は、原料を湿らせることなしに梢頭部の除去の自動化を図ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明のうち請求項１に記載の発明は、外周面に螺旋状案内体を有するスパイラルロールが、大石および根塊よりも小さい隙間をもって複数並列に軸支されて、スパイラルロール群が構成され、
このスパイラルロール群の下方に供給シュートが配設され、
スパイラルロール群の先端部の下方に排出シュートが配設され、
スパイラルロールの回転駆動源が備えられており、
前記回転駆動源により回転駆動されるスパイラルロール群の上面にトラッシュを含む裁断済み砂糖きびが投入されると、大石および根塊はスパイラルロール群上面に残留するとともに、スパイラルロール外周面の螺旋状案内体によりスパイラルロールの先端部側に押されて排出シュートに排出され、その一方で、大石および根塊以外のトラッシュを含む裁断済み砂糖きびは、スパイラルロール間の隙間より供給シュートに排出されるように構成されている、
ことを特徴とする裁断済み砂糖きび中の大石・根塊除去装置である。尚、本明細書中「大石」とは、長径（または外径）が約７０mm以上の石をいい、これよりも小さい「小石」は「土砂」に含まれるものとする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、次記（イ）、（ロ）および（ハ）の工程を含むことを特徴とする裁断済み砂糖きび中のトラッシュ除去方法である。
（イ）請求項１記載の大石・根塊除去装置を用い、裁断済み砂糖きび中の大石および根塊の少なくとも一方を除去する工程。
（ロ）裁断済み砂糖きび中の土砂を除去するとともに、裁断済み砂糖きびの袴を剥離する工程。
（ハ）前記（イ）および（ロ）の工程に従って処理された処理物から、少なくとも健全茎を選別する工程。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳述する。
図１は、本発明に係るトラッシュ除去システムを示しており、大石・根塊除去装置２による大石および根塊の除去工程と、続く回転式トロンメル装置４による土砂類の除去および袴の剥離工程と、風力選別機による健全茎の選別工程とで構成されている。
【００１４】
＜大石および根塊の除去工程＞
図示しないハーベスターにより刈り取られた裁断済み砂糖きび（以下、第１原料という）にはトラッシュが混入している。第１原料は、第１コンベヤー１上に供給され、この第１供給コンベヤー１により大石・根塊除去装置２に供給される。第１供給コンベヤー１先端部の上方にはレベラー（回転式均し羽根）１ａが配設されており、このレベラー１ａおよび第１供給コンベヤー１の搬送速度の調節により、大石・根塊除去装置２に供給される第１原料の供給原料厚さおよび供給速度がそれぞれ調整される。
【００１５】
大石・根塊除去装置２は、図２〜図４にも示すように、水平面に対して所定の角度で傾斜し、かつ大石および根塊よりも小さい隙間をもって並列に配された複数の回転自在に軸支されたスパイラルロールｒ，ｒ…からなるスパイラルロール群２ａを備え、このスパイラルロール群２ａの下方に第２供給コンベヤー３への供給シュート２ｄが配設され、かつスパイラルロール群２ａの高所側先端部の下方に排出コンベヤー２Ｅへの排出シュート２ｃが配設されてなるものである。また、両端のスパイラルロールｒ，ｒの外側のそれぞれに、大石および根塊よりも小さい隙間をもってロールに平行となるように側板２ｆ，２ｆが配設されている。さらに、ｒ２，ｒ２…はスパイラルロールｒ，ｒ…の支持軸ｒ１，ｒ１…に設けられたスプロケットを示しており、Ｇ，Ｇは図示しない回転駆動源に連動する減速機を示している。尚、各スパイラルロールｒ，ｒ…のスプロケットｒ２，ｒ２…と減速機Ｇ，ＧのスプロケットＧ１，Ｇ１とには図示しないチェーンを巻き掛けて、回転駆動源とスパイラルロールｒ，ｒ…とが連動するように構成する。
【００１６】
かかる大石・根塊除去装置２において、例えば図示しない回転駆動源により減速機Ｇ，Ｇ等を介して図４に矢印で示すように回転するスパイラルロール群２ａの上面にトラッシュを含む第１原料が投入される。投入された第１原料のうち大石および根塊については、スパイラルロールｒ，ｒ間の隙間（または側端のスパイラルロールｒと側板２ｆとの隙間）より落下せずにスパイラルロール群２ａ上面に残留し、スパイラルロールｒ外周面のスパイラルリード（螺旋状案内体）ｒ３により高所側に押し上げられ排出シュート２ｃに排出される。一方、大石および根塊以外のトラッシュを含む裁断済み砂糖きび（以下、第２原料という）については、スパイラルロールｒ，ｒ間の隙間（または側端のスパイラルロールｒと側板２ｆとの隙間）より供給シュート２ｄを介して第２供給コンベヤー３上に落下する。排出シュート２ｃより排出された大石および根塊は、排出コンベヤー２Ｅにより搬出され廃棄される。
【００１７】
尚、スパイラルロール群２ａを水平に設置することもできるが、図示例のように、スパイラルロール群２ａを大石および根塊の排出端が高くなるように傾斜させると、投入された原料はスパイラルロール群２ａ上により長い時間滞留することになり、その分だけ大石および根塊とそれ以外のトラッシュおよび裁断済み砂糖きびとの分離効果が向上するので好ましい。
【００１８】
＜土砂類の除去および袴の剥離工程＞
大石・根塊除去装置２において大石および根塊が除去され、第２供給コンベヤー３上に供給された第２原料は依然として他のトラッシュを含んでいる。この第２原料は第２供給コンベヤー３により回転式トロンメル装置４に運ばれる。回転式トロンメル装置４は、傾斜状態に軸支されたトロンメル４ａ（スクリーン面が円筒形、角筒形、円錐台形、または角錐台形をなすスクリーン）を備え、これを回転させることにより、被分離物をトロンメル４ａ内を周方向および軸方向低所側に移動させつつふるい分けるものである。
【００１９】
第２原料は、この回転式トロンメル装置４の高所側からトロンメル４ａ内に投入される。投入された第２原料はトロンメル４ａの回転により回転周方向に持ち上げられ続いて自然に落下することによりスクリーン面上を軸方向低所側に移動する。この移動過程で、第２原料中の土砂類（小石を含む）のみがスクリーンを通過し排出シュート４ｃを介して第１排出コンベヤー５上に落下する。それ以外のトラッシュおよび裁断済み砂糖きび（以下、第３原料という）についてはトロンメル４ａの低所側の端部より供給シュート４ｂを介して第３供給コンベヤー６上に供給される。
【００２０】
また、同過程において、裁断済み砂糖きびがトロンメル４ａ内に所定の時間滞留され、裁断済み砂糖きびの袴が第２原料同士の摩擦およびトロンメル４ａのスクリーン面との摩擦により剥離される。剥離された袴は本工程では排出されず、第３原料の一部として第３供給コンベヤー６上に供給される。尚、前記所定の時間は、トロンメル４ａの材質、形、サイズ、傾斜角度、回転速度、およびスクリーンの孔形等に左右されるため実験により定めるのが好ましい。本発明者らの知見によれば、６０ｔ／ｈの場合で、約３分以上の滞留時間は必要である。
【００２１】
他方、スクリーンの孔を幅１５mm、長さ５０mmの長孔とすると、スクリーンの孔に砂糖きびの茎等が刺さったり、粘土質の土砂が詰まったりすることが無くなるので好ましい。
【００２２】
＜健全茎の選別工程＞
第３原料は、第３供給コンベヤー６により風力選別機８に搬送され、この風力選別機８において、健全茎と、梢頭部および枯死茎等と、枯れ葉・青葉および袴との３種類に選別される。
【００２３】
風力選別に先立ち、第３供給コンベヤー６による搬送過程において、第３供給コンベヤー６上側に設けられた２台のレベラー７，７（回転式均し羽根）により、風力選別機８への第３原料の供給層厚が均一にされる。後の風力選別機８は、一段階で健全茎・梢頭部等・枯葉等の３種類に選別する集中選別方式を採用しているため、その選別能力を十分に発揮させるために、供給原料層厚はできる限り薄くする。
【００２４】
続いて、かかる供給層厚の均一化処理がなされた第３原料が風力選別機８に投入される。
この風力選別機８においては、ケーシング８ａの一方の側壁上部に原料投入部８ｂが設けられ、この下方にケーシング８ａの他方の側壁に向かいかつ斜め上方向を向く送風ノズル９ａ，９ａが設けられ、ケーシング８ａの底部には、送風ノズル９ａから離間する方向に順に健全茎のための第１捕集シュート８ｄ、梢頭部等のための第２捕集シュート８ｅおよび枯葉等のための第３捕集シュート８ｆが設けられ、ケーシング８ａの他方の側壁上部に排風部８ｊが設けられている。
【００２５】
さらに、この風力選別機８のケーシング８ａ内には、供給原料を強制的に分散させつつ送風ノズル９ａ，９ａ方向に落下させうるように、軸部外周面に径方向に突出するスポークを複数設けた回転掻き落とし装置８ｇが原料投入部８ｂの近傍に設けられ、雨の日等により原料が濡れている時と乾燥している時とでは飛距離が異なるため、これに対応すべく高さ調整板８ｈが各捕集シュート間の境界部分に必要に応じて継ぎ足され、送風ノズル９ａ，９ａより送風された風が第３シュートに導風されるようにバッフル８ｉが設けられている。
【００２６】
尚、図中の９は、送風ノズルに管路９ｂを介して送風する送風ファン群を示しており、図中の１０は、ケーシング８ａ内に送風された風を排風部８ｊおよび管路１０ａを介して強制的に排風しケーシング８ａ内を大気圧に保つための排風ファンを示している。風速および風量の安定を図り選別能力を向上させるためには、図示のように送風ファンを複数台使用するのが好ましい。
【００２７】
かかる風力選別機８において、原料投入部８ｂを介して供給された第３原料は、回転掻き落とし装置８ｇにより分散され送風ノズル９ａ，９ａに向かい落下させられる。送風ノズル９ａ，９ａからは送風ファン群９からの風が吹き出しており、分散され落下された第３原料はその風力を均一に受け、ケーシング８ａの他端の側壁に吹き飛ばされる。このうち最も重い健全茎が手前側の第１捕集シュートに落下し捕集され、次に重い梢頭部および枯死茎が中間の第２のシュートに落下捕集され、最も軽い枯葉、青葉および袴等がバッフルの導風作用により最も遠方側に位置する第３のシュートに落下捕集される。
【００２８】
その結果、第１捕集シュートからは健全茎が出てきて、第１シュート下方に設置された第３供給コンベヤー１１により既存のミルラインに供給される。第２補集シュートより補集された梢頭部等は、第２シュート下方に設置された第２排出コンベヤー１２により系外に排出され、第２補集シュートより補集された枯葉等は、第３シュート下方に設置された第３排出コンベヤー１３により系外に排出される。
【００２９】
＜装置例＞
処理量を６０ｔ／ｈを目標として、上記例と同様のシステムを構築する場合、各装置は次記のようになる。
（１）大石・根塊除去装置
スパイラルロール（φ：３００mm×Ｌ：２５００mm）を７列とし、ロール傾斜角度を６（度）とし、ロール回転数を８０（r.p.m.）とする。
（２）回転式トロンメル装置
トロンメルは円筒形（φ：３２００mm×Ｌ：９０００mm）とし、トロンメルの傾斜角度を３（度）とし、回転数を１０（r.p.m.）とする。かかる仕様で本装置におけるトラッシュ除去率は約７０％である。
（３）風力選別機
風量は８００（m3／min ）とする。必要な電力は４５kWである。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、システム構成の簡素化およびシステム全体としての省力化が図られる。より具体的には次記の効果が奏せられる。
【００３１】
（１）従来のものに比べて簡素な設備で、大型原糖工場におけるトラッシュ除去が可能となる。また、それによって設備投資費用およびランニングコストを低く抑えることができる。
【００３２】
（２）従来の湿式分別方法および手作業による除去方式と比べて、効率良く梢頭部の除去を行うことができる。
【００３３】
（３）本発明に係るシステムによれば、２４時間稼働させた場合、従来例に比べて遙に多い、例えば１０００（ｔ／日）以上の機械刈り原料のトラッシュ除去処理が可能になる。また、かかるトラッシュ除去により、製糖工場の設備機械の損耗および故障が低減でき、従い工場の歩留まりも向上する。一方、砂糖きびの生産農家においては、砂糖きびの完全機械刈り収穫が可能になり、省力化により作付面積を増大することができ、原料たる砂糖きびの増産を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るトラッシュ除去システムのフロー図である。
【図２】本発明に係る大石・根塊除去装置の上面図である。
【図３】図２のII−II断面図である。
【図４】図２の右側面図である。
【符号の説明】
１…第１供給コンベヤー、２…大石・根塊除去装置、３…第２供給コンベヤー、４…回転式トロンメル装置、５…第１排出コンベヤー、６…第３供給コンベヤー、７…レベラー、８…風力選別機、９…送風ファン群、１０…排風ファン、１１…第３供給コンベヤー、１２…第２排出コンベヤー、１３…第３排出コンベヤー。
【図１】
0003591757.tif 000002
【図２】
0003591757.tif 000003
【図３】
0003591757.tif 000004
【図４】
0003591757.tif 000005