EP0074534A2 - Continuous two-stage process for the expansion of comminuted tobacco - Google Patents
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/18—Other treatment of leaves, e.g. puffing, crimpling, cleaning
- A24B3/182—Puffing
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of the main claim and a device intended for carrying out the method.
- the tobacco is moved in a vibrating fluidized bed. Heating medium flows in through perforations.
- the gas flow rate is limited by the floating speed of the tobacco particles, which worsens the puffing effect.
- Flow channels are created in the tobacco mass, which lead to an uneven distribution of moisture and an uneven puffing.
- US Pat. No. 4,044,780 describes a gas inlet tube for transporting tobacco in warm, humid air.
- the pipe is provided with an indentation in front of the outlet end in order to accelerate the flow and increase turbulence.
- Turbulence and flow diversion suffer more fracture, which limits the improvement in filling capacity and generates a high proportion of dust.
- the invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a device suitable for carrying out the method, with which the volume increase of the impregnated tobacco is carried out much more gently than the known methods until a high filling capacity improvement for the tobacco is achieved was possible. With this gentle treatment of tobacco, there should be as little waste as possible and there should be no noticeable deterioration in quality.
- the object is achieved according to the invention by the method features specified in the characterizing part of the main claim. Surprisingly, it has been shown that over 80% of the increase in volume is achieved in the first process stage, after which the moisture content has only decreased by 5 to 60%.
- the further treatment of the tobacco in the second stage of the process then takes place much more gently only up to the final moisture content necessary for further processing, with the gently treating the then increasingly drying tobacco reducing waste and largely preventing a deterioration in quality. Because the linear speed and the temperature of the heating medium are significantly reduced in the second process stage, both the energy consumption for the process and the breakage formation in tobacco are reduced.
- tobacco is treated in the form of cut tobacco ribs and / or cut tobacco leaves, either individually or mixed together.
- the method features of claim 2 are important for achieving a good puffing effect. During the first stage of the process, so much heat must be transferred to the tobacco in a very short time that the impregnating agent evaporates inside the cells before any significant drying of the cell surfaces or cell walls takes place. The moist tobacco can withstand these speeds without damage.
- the features of claim 3 are favorable for the second stage of the process, where the tobacco is treated under conditions which have been tempered in this way and in view of its increasing drying.
- the thermal and mechanical stress on the tobacco is thus noticeably reduced in the second process stage compared to the first process stage.
- the energy consumption is also lower.
- the feature of claim 4 is also essential.
- the tobacco is gently dried over 9/10 of the duration of the process.
- the process feature of claim 9 is also important so that the volume increase to the desired, large extent is achieved in the first process stage.
- the temperature drop specified in claim 10 ensures.
- the tobacco is subjected to both process stages in the respectively predetermined manner if the process features of claims 11 and 12 are taken into account.
- the method feature of claim 13 in the second method stage can also be advantageous, since, due to the reduced thermal load, the tobacco can also tolerate mechanical movement without any noteworthy damage.
- the transition from the first process stage to the second process stage can be either continuous or discontinuous. With both alternatives according to claims 1 4 and 1 5 it only has to be ensured that after the first process step the treatment for the tobacco actually takes place in a softer form.
- the method according to the invention can expediently be carried out in a device as explained in claim 17.
- the desired dwell or contact time between the tobacco and the heating medium explained at the outset is exactly achieved in the pipe system, a uniform heat transfer to all tobacco particles and nevertheless a gentle movement of the tobacco being ensured.
- the mixing of the tobacco with the heating medium is particularly refined if the features of claim 18 are realized.
- the tobacco is passed through the cross-sectional expansion into the drying device, in which it is then treated more gently than in the pipe system.
- the drying device is formed by a specially designed shaft or, according to claim 2 1, by a drum dryer.
- a multi-belt dryer is also expedient for the gentle treatment of the tobacco in the second process stage, in which case the tobacco is moved mechanically through the second process stage.
- a drum dryer can also be used for carrying out the method according to the invention, which has a cross section that increases in the flow direction, the first process stage taking place in an initial part of the drum dryer and the second process stage with a gentler one in the second part of the drum dryer with an increasing cross section Treatment of tobacco is carried out.
- claim 26 is directed to a further embodiment of the aforementioned device for carrying out the method according to the invention, in which the cross-sectional enlargement of the drum dryer is adapted to the fact that the tobacco becomes increasingly drier on its way through the drum dryer and therefore has to be treated with increasing care.
- Um the larger the cross-section of the drum dryer is, the t o is the temperature and the velocity of the heating medium is reduced the more.
- claim 28 is directed to a further advantageous embodiment of such a device, which is particularly simple and powerful.
- FIGS. 1 to 7 The method according to the invention for increasing the volume (puffing) of tobacco, in particular cut tobacco ribs and / or cut tobacco leaves, is carried out in a device which is indicated in various embodiments in FIGS. 1 to 7.
- a feed line 1 for the shredded tobacco leads via a control element 2 to the inlet area I of a pipe system denoted by 4.
- a heating medium line 3 is also connected in this area.
- the pipe system consists (not shown) of a plurality of pipes arranged side by side, the wall of which has protruding recesses 5 and 6 which are rounded inwards. These are offset in the longitudinal direction of the pipe system 4 and form rounded obstacles or baffles.
- a funnel-shaped extension 7 is connected, which leads to a drying device, here a drum dryer 8.
- the drum dryer 8 is rotatably supported in bearings 9 and is rotated by a rotary drive, not shown.
- An outlet designated by 10 Trim serves to discharge the finished tobacco T.
- the inlet area of the drum dryer 8 is designated III, its outlet area IV.
- the pipe system 4 has a passage width D between 100 and 120 mm and a length L between 2 and 3 m. From lines 1 and 3, the impregnated tobacco is blown into the pipe system at I. The mixture moves at a linear speed V1 in the direction of the outlet area II. In the widening 7, the speed and the temperature of the heating medium are reduced, so that then only a linear speed V2 is present in the drum dryer 8.
- the impregnated tobacco is supplied with heat and kinetic energy via the heating medium, as a result of which the impregnating agent contained in its cells suddenly changes to steam and leads to a large increase in volume.
- the impregnated tobacco has a certain initial moisture content, of which a certain proportion is broken down in the pipe system 4 when the volume is increased, before moisture is then further removed in the drum dryer 8 until the tobacco T in outlet 10 has a predetermined final moisture content .
- the process for increasing the volume of tobacco takes place in two separate process steps, the first process step taking place in the pipe system 4 and the second process step in the area of the drum dryer 8.
- the total process time is between 10 seconds and 5 minutes, the first process step being controlled in this way that it expires in 1/10 of the total length of the proceedings.
- the characteristic temperature, speed and humidity values are given later using examples in connection with this device.
- the desired volume increase is aimed at an improvement in the filling capacity of the finished tobacco, the treatment of the tobacco being carried out so gently that there is no reduction in quality and only a minimal drop in tobacco dust or breakage.
- the still relatively moist (approx. 60%) tobacco is exposed to intensive turbulence, while in the second process step gentle drying, combined with a low puffing effect, takes place.
- FIG. 2 shows a further embodiment of a device suitable for the method according to the invention.
- a container 11 a predetermined amount of cut tobacco T (here cut Maryland ribs) is moistened with an impregnation agent 12 to a certain moisture content.
- the container 11 is located in the inlet area I of a pipe system 14.
- a feed line 13 for a heating medium is also connected to the inlet area I.
- the inner walls of the pipe system 14 are provided with rounded indentations 15, so that there is an undulating cross-sectional configuration in the pipe system 14.
- a linear velocity V1 is present in the pipe system 14 when the method is carried out.
- the outlet area II of the pipe system 14 leads to a schematically indicated separator 16, which can be of any type.
- a discharge line 17 for the heating medium leads away from the separator 16, while a second connecting line 18 leads to a drying device 19, which here is formed by a specially designed multi-belt dryer with twin-wire belts 21 which run over deflection rollers 20.
- a heating medium 22 circulates transversely to the direction of movement of the belts 21, which are moved at a speed V2.
- the inlet of the drying device is designated III.
- the process for increasing the volume of the tobacco takes place in two process steps, with the separator 16 causing an interruption or separation between the two process steps.
- the total process time is between 10S. and 5 minutes; the first process stage takes place in a maximum of one tenth of the total process time in the pipe system 14.
- FIG. 3 shows a further embodiment of a device for carrying out the method according to the invention.
- This device consists of a drum dryer 26 with a conical cross-section and a front, narrow dryer section 27 and a section 28 lying further back in the flow direction and increasing in cross section.
- I In the inlet of the drum dryer 26, designated I, is a line 23 with a control element 24 provided for the tobacco, to which a supply line 25 for the heating medium meets, with which the tobacco can be moved through the drum dryer.
- the surface of the drum dryer 26 has blowing points 30.
- the drum dryer 26 is also blown transversely to its longitudinal direction with hot, humid air.
- section 27 the mixture of heating medium and tobacco flows at a linear speed V1, while at the end II of section 27 up to outlet area III of drum dryer 28 it only has a speed V2 at which tobacco T is discharged from the drum dryer.
- V1 a linear speed
- V2 a speed at which tobacco T is discharged from the drum dryer.
- a predetermined amount of rolled and cut Virginia Ribs is conventionally grown to an initial moisture content of 60 percent by weight damp.
- the tobacco impregnated in this way is removed from line 1 in the device according to FIG. 1 by means of the heating medium, which here is an air / water vapor mixture with 80 volume percent water vapor, at a linear speed V1 of 50 m / s through the sealing section 4 emotional.
- the heating medium which here is an air / water vapor mixture with 80 volume percent water vapor, at a linear speed V1 of 50 m / s through the sealing section 4 emotional.
- the temperature of the heating medium is 205 ° C.
- the mixture takes an average of 0.3 seconds to the outlet area II. During this period, the volume increase effect expires to approximately 80%.
- outlet area II the moisture content of the tobacco is only 48 percent by weight.
- the tobacco is then dried in a drum dryer 8 at a temperature of 1200 ° C. to 140 ° C. in 3 minutes to a final moisture content of 12 to 13 percent by weight, the linear speed V2 of the air / water vapor mixture being approximately 5 m / s.
- a sieve analysis of the tobacco treated according to the method according to the invention showed a proportion increased by 1.0% by weight through a 0.5 mm mesh sieve compared to the untreated tobacco.
- the smoke from the treated tobacco was described as slightly sharper than the smoke from the untreated tobacco.
- a predetermined amount of rolled and cut Maryland tobacco stems were treated in the apparatus of Figure 2 as follows. First, the tobacco was impregnated in the container 11 with an aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate until the initial moisture content was 58 percent by weight and the NaH 2 PO 4 content, calculated on the dry weight, was 1.2 percent by weight. The impregnated tobacco was then transported through the pipe system 14 to the separator 16 with the heating medium blown through the line 13, namely a 210 ° C air / water vapor mixture. The tobacco was then finally treated in the drying device 19, the heating medium circulating through the drying device 19 being an air / water vapor mixture with an average of 130 ° C.
- the linear speed V1 averaged 55 m / s.
- the average length of stay of the tobacco in the pipe system 14 was 0.4 seconds.
- the tobacco still had a moisture content of 42% and already showed an improvement in filling capacity of 58%.
- the heating medium flowed at a linear speed of 6 m / s.
- the tobacco was in the multi-belt dryer for an average of 2.5 minutes and finally showed a final moisture content of 12.5% with a total filling capacity improvement of 65%.
- the method according to the invention is carried out with a mixture of cut tobacco leaves and cut tobacco ribs, the tobacco being brought to an initial moisture content of 44% in the usual way beforehand.
- the impregnated tobacco is then introduced from the line 23 through the heating medium 25 into the drum dryer 26, the cross section of which widens from the beginning to the end to about three times.
- the average diameter of the tumble dryer is between 1.2 and 1.5 meters.
- the first quantity A was introduced into the drum dryer at an air temperature of 180 ° C. in area I at a linear speed of 20 m / s. At III the temperature was still 120 ° C and the linear speed was 7 m / s. There was an improvement in filling capacity of 32%.
- the second quantity B was entered with an air temperature at I of 160 ° C. and a linear speed of 6 m / s, the air temperature in region III still being 130 ° C., while the linear speed was only 2 m / s. This resulted in an improvement in filling capacity of only 8%.
- a lot of sliced Virginia tobacco ribs were moistened to an initial moisture content of 60 percent by weight and with an air / water vapor mixture stream that was 250 ° C in the inlet through a smooth, 12 meter long space tube bent several times is transported to a cyclone separator at a linear speed of 42 m / s.
- the tobacco left the plant after a retention time of 2.5 seconds with a final moisture content of 8 percent by weight.
- the improvement in filling capacity compared to the untreated tobacco was 49%.
- the proportion of material that passed through the 0.5 mm sieve compared to untreated tobacco was 7 percent by weight.
- a smokers test showed that the smoke from the treated tobacco was very sharp with a reduced aroma compared to the smoke from the untreated tobacco.
- FIG. 4 A further embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is indicated in FIG. 4, in which the device part 31 provided for the first method stage is indicated by a dotted line and between an inlet I and an outlet II, which is also the inlet into a drying device 33 , extends.
- a supply line 1 for the tobacco and a supply line 3 for the heating medium lead to the device part 31.
- the drying device is formed here by a shaft, the inlet 32 and the outlet is 36.
- the shaft is designed with a cross section that widens increasingly in the flow direction, for example it has side walls that can be pivoted about pivot bearings 35 in the direction of the double arrows 34.
- the shaft can either be heated or cooled, as indicated at 37.
- the method according to the invention can also be carried out in a stationary pneumatic tube 38, which consists of an initial tube section 39 with a constant cross section and an end tube section 40 that gradually widens in cross section.
- a line 1 for the tobacco and a line 3 for the heating medium lead to the inlet of the pneumatic tube 38 (area I), designated 41.
- the tobacco is moved so quickly by heating medium that approximately 80% of the total increase in volume that can be achieved is achieved there.
- the final, slight increase in volume of the tobacco and its drying to the desired final moisture content take place between the areas II and III, namely the outlet area 42 of the pneumatic tube 38.
- the pneumatic tube 38 can - as indicated at 43 - be cooled or heated, or have blowing openings (not shown) through which a cooling or heating medium can be blown.
- the pneumatic tube 38 is stationary at 44.
- FIG. 6 shows a further embodiment of a device 45 suitable for the method according to the invention in a longitudinal section.
- 7 is a section in the plane VII-VII in FIG. 6.
- the device consists of two longitudinally movable sieve belts 46 and 47 which are guided over deflection rollers 48.
- the sieve belts delimit a tunnel 50 between them, which is closed on both sides of the sieve belts 46, 47 by side seals 49.
- the height or the clear width of the tunnel 50 is dimensioned such that in an initial area (between I and II) of the device 45 above the tobacco T lying on the lower sieve belt 47, an air space 51 is free, so that the volume increase is not impaired .
- inlets 52 and 53 Immediately behind the sieve belts 46, 47 are inlets 52 and 53 through which a heating medium is blown into the tunnel 50 (by arrows 55 indicated).
- the openings in the sieve belts 46 and 47 are designated 54.
- the device 45 is divided in the longitudinal direction into the first section between I and II and a subsequent section between II and III, a process step being carried out in each of these two sections.
- the tobacco lies on the lower sieve belt 47, for example, at a height between 2 and 20 cm.
- Inlets 52 in the first stage of the process produce a hot steam-gas mixture with a temperature of approximately 240 ° C., preferably pulsating, with a relatively high level Blown in speed between 7 and 10 m / s.
- a steam-gas mixture with a lower steam content and a reduced temperature of 100 to 120 ° C. and a low speed of at most 1 m / s is blown through the device as the heating medium.
- the volume increase in the tobacco is completed to approximately 80% of the total possible volume increase.
- the tobacco, which has been increased in volume is then gently dried to the desired final moisture content at a lower temperature and a significantly lower speed of the heating medium and with a reduced steam content.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Volumenvergrößerung (Puffing) von zerkleinertem Tabak, der mit einem mindestens Wasser enthaltenden Imprägnierungsmittel bis auf einen Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent imprägniert ist und mit einem gasförmigen Wasserdampf enthaltenden Heizmedium bis auf einen End-Feuchtigkeitsgehaft von 10 bis 13 Gewichtsprozent gebracht wird, wobei die Gesamtverfahrensdauer mindestens 10 Sekunden beträgt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es als kontinuierliches Zweistufen-Verfahren durchgeführt wird, bei dem in der ersten Verfahrensstufe der imprägnierte Tabak unter Puffing-Bedingungen auf einen gegenüber dem Anfangs- Feuchtigkeitsgehalt um etwa 5 bis etwa 60% verringerten Feuchtigkeitsgehalt gebracht wird. In der zweiten Verfahrensstufe wird der Tabak unter gegenüber den Puffing-Bedinungen gemilderten Verfahrensbedingungen bei abgesenkter Temperatur vom Heizmedium umströmt und/oder mechanisch bewegt, und zwar bis auf einen End- Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis 13 Gewichtsprozent. Die dazu geeignete Vorrichtung weist einen ersten Vorrichtungsteil zum Durchführen der ersten Verfahrensstufe auf, an den sich mit einem kontinuierlichen oder auch einem diskontinuierlichen Übergang ein zweiter Vorrichtungsteil anschließt, In dem die zweite Verfahrensstufe abläuft. The invention relates to a method and a device suitable for carrying out the method for increasing the volume (puffing) of comminuted tobacco, which is impregnated with an impregnating agent containing at least water to an initial moisture content of at least 35 percent by weight and with a heating medium containing gaseous water vapor up to a final moisture content of 10 to 13 weight percent is brought, the total process time being at least 10 seconds. The process according to the invention is distinguished by the fact that it is carried out as a continuous two-stage process in which, in the first stage of the process, the impregnated tobacco is brought under puffing conditions to a moisture content which is reduced by about 5 to about 60% compared to the initial moisture content. In the second stage of the process, the tobacco is flowed around and / or moved mechanically by the heating medium and / or mechanically under reduced process conditions compared to the puffing conditions, to a final moisture content of about 10 to 13 percent by weight. The device suitable for this has a first part of the device for carrying out the first process stage, which is followed by a second device part with a continuous or discontinuous transition, in which the second process step takes place.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Vorrichtung.The invention relates to a method according to the preamble of the main claim and a device intended for carrying out the method.
Es sind bereits Verfahren und zum Durchführen dieser Verfahren geeignete Vorrichtungen bekannt, mit denen die Füllfähigkeit geschnittenen und imprägnierten Tabaks durch Erhitzen mit einem gasförmigen Heizmedium verbesserbar ist. Zur Verbesserung der Füllfähigkeit von geschnittenen Tabak- rippen reicht hierbei eine Imprägnierung mit Wasser aus, während bei geschnittenen Tabaklamina ein bei niedriger Temperatur siedendes und/oder verflüchtigendes, anorganisches oder organisches Imprägnierungsmittel eingesetzt wird.Methods and devices suitable for carrying out these methods are already known, with which the fillability of cut and impregnated tobacco can be improved by heating with a gaseous heating medium. In order to improve the filling capacity of cut tobacco ribs, an impregnation with water is sufficient, while with cut tobacco laminas an inorganic or organic impregnating agent that boils and / or volatilizes at low temperature is used.
Aus der GB-PS 14 09 825 ist es bekannt, eine Volumenvergrößerung des imprägnierten Tabaks durch eine rasche Druckänderung im umgebenden Milieu herbeizuführen. Dieses Batch-Verfahren ist jedoch sehr unwirtschaftlich.From GB-
Wird zur Volumenvergrößerung als Heizmedium Luft oder ein Inert-Gas ohne nennenswerten Feuchtigkeitsgehalt eingesetzt (US-PSen 3 409 022, 3 409 023), so ergeben sich an der äußeren Oberfläche des Tabakschnittes Krusten, die ein elastisches Nachgeben der äußeren Zellen oder Zellenwände und eine erfolgreiche Tabakausdehnung verhindern.If air or an inert gas without significant moisture content is used as the heating medium to increase the volume (US Pat. Nos. 3,409,022, 3,409,023), there are crusts on the outer surface of the tobacco cut, which give an elastic yield to the outer cells or cell walls and one prevent successful tobacco expansion.
Die Bedeutung der Kontaktzeit des Heizmediums mit dem Tabak während des Verfahrens zur Volumenvergrößerung wird unterschiedlich beurteilt. In der US-PS 3 357 436 wird eine außerordentlich lange Kontaktzeit unter Benutzung mehrerer Trockentürme hervorgehoben, wobei sich aber nur Füllfähigkeitsverbesserungen von ca. 2,3 % ergeben. Bei einem aus der US-PS 3 734 104 oder der korrespondierenden DE-PS 22 53 882 bekannten Verfahren werden feuchte und geschnittene Tabakrippen über eine Kontaktzeit von 0,5 bis maximal 3 Sekunden in einem gasförmigen, Dampf enthaltenden Heizmedium getrocknet, und zwar sehr rasbh bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 %, wobei sich zunächst eine etwa 50%ige Füllfähigkeitsverbesserung ergibt. Das den Tabak transportierende und trocknende Heizmedium strömt mit einer Geschwindigkeit von ca. 40 m/s. Diese hohe Geschwindigkeit bedingt zum Erreichen der angestrebten Kontakt- oder Verweilzeit entsprechend lange Rohrleitungen mit einem beträchtlichen Druckgefälle und einem entsprechend hohen Energieaufwand. Insbesondere in den Biegungen der Rohre sowie beim Abscheiden des Tabaks vom Heizmedium lassen sich Tabakbrüche und damit verbundener Abfall in größerem Maß nicht vermeiden. Der extrem stark getrocknete Tabak wird sehr brüchig und verliert stark an Qualität. Zudem muß er vor der Weiterverarbeitung auf den üblichen Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 13 % gebracht wenden, wodurch die zunächst gegebene Füllfähigkeitsverbesserung wieder stark verringert wird, sofern nicht aufwendige Maßnahmen vorgesehen werden, um dies zu verhindern.The importance of the contact time of the heating medium with the tobacco during the process of increasing the volume becomes clear judged differently. In US Pat. No. 3,357,436, an extraordinarily long contact time using several drying towers is emphasized, but only fill capacity improvements of approximately 2.3% result. In a method known from US Pat. No. 3,734,104 or the
Ähnlich wird auch in der EPA 0029 588 vorgegangen, wo der imprägnierte Tabak in einem mit 90°-Biegungen versehenen Rohrstrang von dem rasch strömenden Heizmedium in maximal 3 Sekunden expandieren und trockiengelassen wird, ehe er in einer Trennvorrichtung vom Heizmedium getrennt wird. Eine starke Versprödung, ein großer Abfallanteil und eine Qualitätsverschlechterung sind hierbei kaum zu vermeiden.A similar procedure is followed in EPA 0029 588, where the impregnated tobacco is expanded and allowed to dry in a pipe string provided with 90 ° bends from the rapidly flowing heating medium in a maximum of 3 seconds before it is separated from the heating medium in a separating device. A strong embrittlement, a big Ab The proportion of cases and a deterioration in quality can hardly be avoided.
Gemäß der US-PS 3 881 498 wird der Tabak in einer Vibrowirbelschicht bewegt. Durch Perforationen strömt Heizmedium ein. Die Gasströmungsgeschwindigkeit wird durch die Schwebegeschwindigkeit der Tabakteilchen begrenzt, wodurch der Puffing-Effekt verschlechtert wird. In der Tabak-Masse entstehen Strömungskanäle, welche zu einer ungleichmäßigen Feuchtigkeitsverteilung und zu einem ungleichmäßigen Puffing führen.According to US Pat. No. 3,881,498, the tobacco is moved in a vibrating fluidized bed. Heating medium flows in through perforations. The gas flow rate is limited by the floating speed of the tobacco particles, which worsens the puffing effect. Flow channels are created in the tobacco mass, which lead to an uneven distribution of moisture and an uneven puffing.
Bei allen diesen bekannten und unwirtschaftlichen Verfahren, bei denen der Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt über 35 % liegt, wird die.Volumenvergrößerung in einem durchgehenden Verfahrenszug bei praktisch unveränderten Bedingungen durchgeführt.Zur Trennung der Luft vom Tabak und/oder für eine gleichmäßige Trocknung werden Zyklone eingesetzt. Der Endfeuchtigkeitsgehalt liegt nach solchen drastischen Verfahren bei etwa 2 %, da die extremen Puffing-Bedingungen auch beim Trocknen aufrechterhalten werden. Die Endqualität des Tabaks wird dadurch beeinträchtigt und der Abfall gesteigert.In all of these known and uneconomical processes, in which the initial moisture content is above 35%, the volume is increased in a continuous process step with practically unchanged conditions. Cyclones are used to separate the air from the tobacco and / or for uniform drying. The final moisture content after such drastic processes is around 2%, since the extreme puffing conditions are maintained even when drying. This affects the final quality of the tobacco and increases waste.
Die US-PS 4 044 780 beschreibt ein Gaseinlässe aufweisendes Rohr zum Transportieren des Tabaks in warmer, feuchter Luft. Vor dem Austrittsende ist das Rohr mit einer Einbuchtung versehen, um dort eine Beschleunigung der Strömung und eine verstärkte Turbulenz zu bewirken. Dies führt zwar zur besseren Wärmeübertragung bei der Trocknung, gleichzeitig resultiert daraus, daß die Tabak-Teilchen in weitgehend getrocknetem Zustand bei erhöhter Geschwindigkeit durch dieUS Pat. No. 4,044,780 describes a gas inlet tube for transporting tobacco in warm, humid air. The pipe is provided with an indentation in front of the outlet end in order to accelerate the flow and increase turbulence. Although this leads to better heat transfer during drying, at the same time it results from the fact that the tobacco particles in a largely dried state at an increased speed through the
Turbulenzen und Strömungsumlenkungen vermehrt Bruch erleiden, was die Füllfähigkeitsverbesserung beschränkt und einen hohen Staubanteil erzeugt.Turbulence and flow diversion suffer more fracture, which limits the improvement in filling capacity and generates a high proportion of dust.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Volumenvergrößerung des imprägnierten Tabaks bis zum Erreichen einer hohen Füllfähigkeitsverbesserung für den Tabak wesentlich schonender erfolgt, als dies nach den bekannten Verfahren möglich war. Bei dieser schonenden Behandlung des Tabaks soll möglichst wenig Abfall entstehen und zudem keine merkbare Qualitätsverschlechterung eintreten.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned and a device suitable for carrying out the method, with which the volume increase of the impregnated tobacco is carried out much more gently than the known methods until a high filling capacity improvement for the tobacco is achieved was possible. With this gentle treatment of tobacco, there should be as little waste as possible and there should be no noticeable deterioration in quality.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß über 80 % der Volumenvergrößerung bereits in der ersten Verfahrensstufe erreicht werden, nach der der Feuchtigkeitsgehalt erst um 5 bis 60% abgenommen hat. Die weitere Behandlung des Tabaks in der zweiten Verfahrensstufe erfolgt dann wesentlich schonender nur mehr bis zum zur Weiterverarbeitung notwendigen End-Feuchtigkeitsgehalt, wobei durch die schonendere Behandlung des dann zunehmend trocknenden Tabaks Abfäl le und eine Qualitätsverschlechterung weitgehend verhindert werden. Dadurch, daß in der zweiten Verfahrensstufe die lineare Geschwindigkeit und die Temperatur des Heizmediums wesentlich reduziert sind, wird sowohl der Energieverbrauch für das Verfahren als auch die Bruchbildung im Tabak verringert.The object is achieved according to the invention by the method features specified in the characterizing part of the main claim. Surprisingly, it has been shown that over 80% of the increase in volume is achieved in the first process stage, after which the moisture content has only decreased by 5 to 60%. The further treatment of the tobacco in the second stage of the process then takes place much more gently only up to the final moisture content necessary for further processing, with the gently treating the then increasingly drying tobacco reducing waste and largely preventing a deterioration in quality. Because the linear speed and the temperature of the heating medium are significantly reduced in the second process stage, both the energy consumption for the process and the breakage formation in tobacco are reduced.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Tabak in Form von geschnittenen Tabakrippen oder/und geschnittenen Tabakblättern, entweder jeweils für sich allein oder miteinander gemischt, behandelt.In the method according to the invention, tobacco is treated in the form of cut tobacco ribs and / or cut tobacco leaves, either individually or mixed together.
Zur Erzielung eines guten Puffing-Effektes sind die Verfahrensmerkmale von Anspruch 2 wichtig. Während der ersten Verfahrensstufe ist auf den Tabak soviel Wärme innerhalb kürzester Zeit zu übertragen, daß de Imprägnierungsmittel in inneren der Zellen verdampft,ehe eine nennenswerte Abtrocknung der Zellenoberflächen oder Zellenwände stattfindet.Der feuchte Tabak hält hier diese Geschwindigkeiten ohne Schaden aus.The method features of claim 2 are important for achieving a good puffing effect. During the first stage of the process, so much heat must be transferred to the tobacco in a very short time that the impregnating agent evaporates inside the cells before any significant drying of the cell surfaces or cell walls takes place. The moist tobacco can withstand these speeds without damage.
Hingegen sind für die zweite Verfahrensstufe die Merkmale von Anspruch 3 günstig, wo der Tabak unter derart gemilderten Bedingungen und in Anbetracht seiner zunehmenden Trocknung behandelt wird. Die thermische und die mechanische Belastung für den Tabak wird somit in der zweiten Verfahrensstufe gegenüber der ersten Verfahrensstufe merkbar gemildert. Auch der Energieaufwand ist geringer.On the other hand, the features of
Um die Wirkung des Verfahrens auf den Tabak genau dosiert zu halten, ist auch das Merkmal von Anspruch 4 wesentlich. Über 9/10 der Verfahrensdauer wird der Tabak schonend getrocknet.In order to keep the effect of the process on the tobacco precisely dosed, the feature of
Um Geschmacksveränderungen durch das erfindungsgemäße Verfahren vorzubeugen, ist es zweckmäßig, den Tabak mit einem Imprägnierungsmittel gemäß den Ansprüchen 5 und/oder 6 zu behandeln. Gerade Aluminiumsulfat führt bei den geschnittenen Tabakblättern zu einer verbesserten Endstabilität gegen Kollabieren, während Wasser ein preiswertes Imprägnierungsmittel ist.In order to prevent changes in taste by the method according to the invention, it is expedient to treat the tobacco with an impregnating agent according to
Dabei werden die besten Resultate erzielt, wenn die Stoffe in einem Anteil gemäß Anspruch 7 bzw. im Hinblick auf Tabaklamina gemäß Anspruch 8 eingesetzt werden.The best results are achieved if the substances are used in a proportion according to
Damit die Volumenvergrößerung in dem angestrebten, großen Ausmaß bereits in der ersten Verfahrensstufe erreicht wird, ist auch das Verfahrensmerkmal von Anspruch 9 wichtig.The process feature of
Für die schonende Behandlung des Tabaks in der zweiten Verfahrensstufe sorgt die gemäß Anspruch 10vorgegebene Temperaturabsenkung.For the gentle treatment of the tobacco in the second stage of the process, the temperature drop specified in
Der Tabak wird beiden Verfahrensstufen in der jeweils vorbestimmten Weise unterworfen, wenn die Verfahrensmerkmale von Anspruch 11 und 12 berücksichtigt werden.The tobacco is subjected to both process stages in the respectively predetermined manner if the process features of
Alternativ dazu dann auch das Verfahrensmerkmal von Anspruch 13 in der zweiten Verfahrensstufe vorteilhaft sein, da infolge der gemilderten thermischen Belastung der Tabak auch eine mechanische Bewegung ohne nennenswerte Schäden verträgt.As an alternative to this, the method feature of
Es kann dabei der Übergang von der ersten Verfahrensstufe in die zweite Verfahrensstufe entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Es muß bei beiden Alternativen gemäß den Ansprüche 14 und 15 nur sichergestellt werden, daß nach der ersten Verfahrensstufe die Behandlung für den Tabak tatsächlich in gemilderter Form abläuft.The transition from the first process stage to the second process stage can be either continuous or discontinuous. With both alternatives according to
In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Verfahrensmerkmal von Anspruch 16 zu beachten, da bei einer solchen Gesamtverfahrensdauer ein vertretbarer Energie aufwand ausreicht, um zu einer hohen Ausstoßleistung zu kommen.In practice, it has proven to be expedient to observe the process feature of
Das erfindungsgemäße Verfahren kann zweckmäßig in einer Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie Anspruch 17 erläutert. In dem Rohrsystem wird die eingangs erläuterte, angestrebte Verweil-oder Kontaktzeit zwischen dem Tabak und dem Heizmedium genau erreicht, wobei ein gleichmäßiger Wärmeübergang auf alle Tabakteilchen und trotzdem eine schonende Bewegung des Tabaks gewährleistet werden.The method according to the invention can expediently be carried out in a device as explained in
Die Durchmischung des Tabaks mit dem Heizmedium wird dann besonders verfeinert, wenn die Merkmale von Anspruch 18 realisiert sind.The mixing of the tobacco with the heating medium is particularly refined if the features of
Ein weiteres, zweckmäßiges Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt Anspruch 19 an. Über die Querschnittserweiterung gelangt der Tabak nach Abschluß der ersten Verfahrensstufe in die Trocknungsvorrichtung, in der er dann schonender weiterbehandelt wird, als in dem Rohrsystem. Zweckmäßigerweise wird dabei gemäß Anspruch 20die Trocknungsvorrichtung von einem speziell ausgebildeten Schacht.oder gemäß Anspruch 21 von einem Trommeltrockner gebildet.Another useful embodiment of an apparatus for performing the method according to the invention is specified in claim 19 . After the end of the first process stage, the tobacco is passed through the cross-sectional expansion into the drying device, in which it is then treated more gently than in the pipe system. Appropriately, according to
Alternativ ist gemäß Ansprueh 22 auch ein Mehrbandtrockner für die schonende Behandlung des Tabaks in der zweiten Verfahrensstufe zweckmäßig, wobei hier der Tabak auf mechanischem Weg durch die zweite Verfahrensstufe bewegt wird.Alternatively, according to
Um eine exakte Trennung zwischen den beiden Verfahrensstufen zu erhalten, ist es gemäß Anspruch '23weiterhin vorteilhaft, eine Abscheidevorrichtung einzuordnen.In order to obtain an exact separation between the two process stages, it is further advantageous according to claim 23 to arrange a separating device.
Weiterhin ist gemäß Anspruch 24 auch ein Trommeltrockner zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbar, der einen sich in Strömungsrichtung vergrößernden Querschnitt aufweist, wobei in einem Anfangsteil des Trommeltrockners die erste Verfahrensstufe abläuft und in dem zweiten Teil des Trommeltrockners mit sich vergrößerndem Querschnitt die zweite Verfahrensstufe mit schonenderer Behandlung des Tabaks durchgeführt wird.Furthermore, according to claim 24, a drum dryer can also be used for carrying out the method according to the invention, which has a cross section that increases in the flow direction, the first process stage taking place in an initial part of the drum dryer and the second process stage with a gentler one in the second part of the drum dryer with an increasing cross section Treatment of tobacco is carried out.
Besonders zweckmäßig ist dabei das in Anspruch 25 hervorgehobene Merkmal, gemäß dem der Trommeltrockner quer zu seiner Axialrichtung mit einer gleichmäßigen Strömung heißer und feuchter Luft beaufschlagt wird.The feature emphasized in claim 25 is particularly expedient, according to which the drum dryer is subjected to a uniform flow of hot and humid air transversely to its axial direction.
Weiterhin ist Anspruch 26 noch auf eine weitere Ausführungsform der vorgenannten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet, bei der die Querschnittsvergrößerung des Trommeltrockners darauf abgestimmt ist, daß der Tabak auf seinem Weg durch den Trommeltrockner zunehmend trockener wird und deshalb zunehmender schonend behandelt werden muß. Um= so größer der Querschnitt des Trommeltrockners wird,desto so mehr wird die Temperatur und die Geschwindigkeit des Heizmediums verringert.Furthermore, claim 26 is directed to a further embodiment of the aforementioned device for carrying out the method according to the invention, in which the cross-sectional enlargement of the drum dryer is adapted to the fact that the tobacco becomes increasingly drier on its way through the drum dryer and therefore has to be treated with increasing care. Um = the larger the cross-section of the drum dryer is, the t o is the temperature and the velocity of the heating medium is reduced the more.
Daneben ist auch eine weitere Vorrichtung verwendbar, wie sie Anspruch 27 erläutert, und in.der der Tabak vorwiegend mechanisch bewegt wird.In addition, a further device can be used, as explained in
Schließlich ist Anspruch 28 auf eine weitere vorteilhafte Ausführungsform einer solchen Vorrichtung gerichtet, die besonders einfach und leistungsfähig ist.Finally, claim 28 is directed to a further advantageous embodiment of such a device, which is particularly simple and powerful.
Es zeigen
- Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung,
- Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung,
- Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig. 4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung,
- Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform, und
- Fig. 6 und 7 eine sechste Ausführungsform in zwei zueinandergeordneten Schnitten.
- 1 is a schematic side view of a first embodiment of a device,
- 2 shows a schematic view of a second embodiment of a device,
- 3 shows a schematic side view of a third embodiment of a device for carrying out the method according to the invention,
- 4 shows a schematic view of a fourth embodiment of the device,
- Fig. 5 shows a fifth embodiment, and
- 6 and 7 a sixth embodiment in two mutually arranged sections.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Volumenvergrößerung (Puffing)von Tabak,insbesondere geschnittenen Tabakrippen und/oder geschnittenen Tabakblättern, wird in einer Vorrichtung durchgeführt, die in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 1 bis 7 angedeutet ist. Gemäß Fig. 1 führt eine Zuleitung 1 für den zerkleinerten Tabak über ein Regelorgan 2 zum Einlaßbereich I eines mit 4 bezeichneten Rohrsystems. Eine Heizmediumleitung 3 ist ebenfalls in diesem Bereich angeschlossen. Das Rohrsystem besteht (nicht dargestellt) aus mehreren nebeneinander angeordneten Rohren, deren Wand einwärts gerundet vorspringende Einbuchtungen 5 und 6 aufweist. Diese sind in Längsrichtung des Rohrsystems 4 zueinander versetzt und bilden gerundete Hindernisse oder Schikanen. Im Auslaßbereich II des Rohrsystems 4 ist eine trichterförmige Erweiterung 7 angeschlossen, die zu einer Trocknungsvorrichtung, hier einem Trommeltrockner 8, überleitet. Der Trommeltrockner 8 ist in Lagern 9 drehbar gelagert und wird mit einem nicht dargestellten Drehantrieb in Drehung versetzt. Ein mit 10 bezeichneter Auslaßvorstutzen dient zum Abführen des fertig behandelten Tabaks T. Der Einlaßbereich des Trommeltrockner 8 ist mit III, sein Auslaßbereich mit IV bezeichnet.The method according to the invention for increasing the volume (puffing) of tobacco, in particular cut tobacco ribs and / or cut tobacco leaves, is carried out in a device which is indicated in various embodiments in FIGS. 1 to 7. According to FIG. 1, a feed line 1 for the shredded tobacco leads via a control element 2 to the inlet area I of a pipe system denoted by 4. A
Das Rohrsystem 4 hat je eine Durchgangsweite D zwischen 100 und 120 mm und eine Länge L zwischen 2 und 3 m.Aus den Leitungen 1 und 3 wird der imprägnierte Tabak in das Rohrsystem bei I eingeblasen. Die Mischung bewegt sich darin mit einer linearen Geschwindigkeit V1 in Richtung zum Auslaßbereich II hin. In der Aufweitung 7 wird die Geschwindigkeit und die Temperatur des Heizmediums verringert, so daß im Trommeltrockner 8 dann nur mehr eine lineare Geschwindigkeit V2 vorliegt.The
Dem imprägnierten Tabak wird über das Heizmedium Wärme und Bewegungsenergie zugeführt, wodurch das in seinen Zellen enthaltene Imprägnierungsmittel sich schlagartig in Dampf verwandelt und zu einer starken Volumensvergrößerung führt. Der imprägnierte Tabak hat einen bestimmten Anfangs- Feuchtigkeitsgehalt, von dem in dem Rohrsystem 4 bei der Volumenvergrößerung ein bestimmter Anteil durch Trocknung abgebaut wird, ehe dann im Trommeltrockner 8 weiterhin Feuchtigkeit entzogen wird, bis im Auslaß 10 der Tabak T einen vorbestimmten End-Feuchtigkeitsgehalt hat.The impregnated tobacco is supplied with heat and kinetic energy via the heating medium, as a result of which the impregnating agent contained in its cells suddenly changes to steam and leads to a large increase in volume. The impregnated tobacco has a certain initial moisture content, of which a certain proportion is broken down in the
Das Verfahren zur Volumenvergrößerung des Tabaks läuft in zwei getrennten Verfahrensstufen ab, wobei sich die erste Verfahrensstufe in dem Rohrsystem 4 vollzieht und die zweite Verfahrensstufe im Bereich des Trommeltrockners 8. Die Gesamtverfahrensdauer beträgt zwischen 10 Sekunden und 5 Minuten;die erste Verfahrensstufe wird dabei so gesteuert, daß sie in 1/10 der Gesamtverfahrensdauer abläuft. Die charakteristischen Temperatur-, Geschwindigkeits- und Feuchtigkeits-Werte werden später anhand von Beispielen in Verbindung mit dieser Vorrichtung angegeben. Die angestrebte Volumenvergrößerung zielt auf eine Füllfähigkeitsverbesserung des fertig behandelten Tabaks ab, wobei die Behandlung des Tabaks so schonend durchgeführt wird, daß sich keine Qualitätsminderung und nur ein minimaler Abfall an Tabakstaub oder -Bruch ergibt. In der ersten Verfahrenstiefe wird der noch relativ feuchte (ca. 60%) Tabak einer intensiven Turbulenz ausgesetzt, während in der zweiten Verfahrensstufe eine schonende Trocknung, verbunden mit einem geringen Puffing-Effekt, erfolgt.The process for increasing the volume of tobacco takes place in two separate process steps, the first process step taking place in the
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung gezeigt. In einem Behälter 11 wird hier eine vorbestimmte Menge geschnittenen Tabak T (hier geschnittene Maryland-Rippen)mit einem Imprägnierungsmittel 12 bis auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt angefeuchtet. Der Behäler 11 steht im Einlaßbereich I eines Rohrsystems 14. An den Einlaßbereich I ist ferner eine Zufuhrleitung 13 für ein Heizmedium angeschlossen. Die Innenwände des Rohrsystems 14 sind mit gerundeten Eindrückungen 15 versehen, so daß sich eine wellenförmige Querschnittskonfiguration im Rohrsystem 14 ergibt. Bei der Durchführung des Verfahrens liegt im Rohrsystem 14 eine lineare Geschwindigkeit V1 vor. Der Auslaßbereich II des Rohrsystems 14 führt zu einem schematisch angedeuteten Abscheider 16, der von beliebiger Bauart sein kann. Aus dem Abscheider 16 führt eine Abführungsleitung 17 für das Heizmedium weg, während eine zweite Verbindungsleitung 18 zu einer Trocknungsvorrichtung 19 führt, die hier von einem speziell ausgebildeten Mehrbandtrockner mit Doppelsiebbändern 21 gebildet wird, die über Umlenkrollen 20 laufen. Quer zur Bewegungsrichtung der Bänder 21, die mit einer Geschwindigkeit V2 bewegt werden, zirkuliert ein Heizmedium 22. Der Einlaß der Trocknungsvorrichtung ist mit III bezeichnet.2 shows a further embodiment of a device suitable for the method according to the invention. In a
Auch in dieser Vorrichtung gemäß Fig. 2 läuft das Verfahren zur Volumenvergrößerung des Tabaks in zwei Verfahrensstufen ab, wobei durch den Abscheider 16 eine Unterbrechung bzw. Trennung zwischen den beiden Verfahrensstufen bewirkt wird. Auch hier liegt die Gesamt- verfahrensdauer wieder zwischen 10S. und 5 Minuten; die erste Verfahrensstufe läuft in maximal einem Zehntel der Gesamtverfahrensdauer im Rohrsystem 14 ab.In this device according to FIG. 2, too, the process for increasing the volume of the tobacco takes place in two process steps, with the
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einem Trommeltrockner 26 mit im Querschnitt konischer Gestalt und einem vorderen, engen Trocknerabschnitt 27 sowie einem in Durchströmungsrichtung weiter hinten liegenden und sich im Querschnitt vergrößernden Abschnitt 28. Im mit I bezeichneten Einlaß des Trommeltrockners 26 ist eine Leitung 23 mit einem Regelorgan 24 für den Tabak vorgesehen, zu der eine Zuleitung 25 für das Heizmedium stößt, mit dem der Tabak durch den Trommeltrockner hindurch bewegt werden kann. Die Oberfläche des Trommeltrockners 26 weist Einblasstellen 30 auf. Der Trommeltrockner 26 wird zudem quer zu seiner Längsrichtung mit heißer, feuchter Luft durchblasen. Im Abschnitt 27 strömt das Gemisch aus Heizmedium und Tabak mit einer linearen Geschwindigkeit V1, während es am Ende II des Abschnittes 27 bis zum Auslaßbereich III des Trommeltrockners 28 nurmehr eine Geschwindigkeit V2 besitzt, mit der der Tabak T aus dem Trommeltrockner ausgetragen wird. Hier besteht ein kontinuierlicher Übergang zwischen der ersten Verfahrensstufe und der zweiten Verfahrensstufe, obwohl der Tabak in den beiden Verfahrensstufen unterschiedlich behandelt wird.3 shows a further embodiment of a device for carrying out the method according to the invention. This device consists of a
Eine vorbestimmte Menge gewalzter und geschnittener Virginia-Rippen wird in üblicher Weise bis zu einem Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt von 60 Gewichtsprozent befeuchtet. Der auf diese Weise imprägnierte Tabak wird in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 aus der Leitung 1 mittels des Heizmediums, das hier ein Luft/Wasserdampf-Gemisch mit 80 Volumenprozent Wasserdampf ist,mit einer linearen Geschwindigkeit V1 von 50 m/s durch den Robrabschnitt 4 bewegt. Im Einlaßbereich I beträgt die Temperatur des Heizmediums 205°C.Bei dem Durchgangsquerscbnitt und der Länge des Rohrsystems 4 (hier 2 Meter) benötigt das Gemisch bis zum Auslaßbereich II durchschnittlich 0,3 Sekunden. Während dieser Zeitspanne läuft der Volumenvergrößerungseffekt zu annähernd 80 % ab. Im Auslaßbereich II beträgt der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks nurmehr 48 Gewichtsprozent. Im Trommeltrockner 8 wird der Tabak dann bei einer Temperatur von 1200C bis 140°C in 3 Minuten auf einen End-Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 13 Gewichtsprozent getrocknet, wobei die lineare Geschwindigkeit V2 des Luft/Wasserdampf-Gemisches etwa 5 m/s beträgt.A predetermined amount of rolled and cut Virginia Ribs is conventionally grown to an initial moisture content of 60 percent by weight damp. The tobacco impregnated in this way is removed from line 1 in the device according to FIG. 1 by means of the heating medium, which here is an air / water vapor mixture with 80 volume percent water vapor, at a linear speed V1 of 50 m / s through the
Die mittels eines Borgwaldt-Densimeters gemessene Füllfähigkeitsverbesserung gegenüber dem unbehandelten Tabak beträgt bei Entnahme des Tabaks bei II bereits durchschnittlich 47%. Eine Messung der Füllfähigkeitsverbesserung bei IV zeigte einen durchschnittlichen Wert von 51 %, wobei der End-Feuchtigkeitsgehalt nurmehr 13 % beträgt.The improvement in filling capacity compared to untreated tobacco, measured using a Borgwaldt densimeter, is already 47% on average when the tobacco is removed from II. A measurement of the improvement in filling capacity at IV showed an average value of 51%, the final moisture content now being only 13%.
Eine Siebanalyse des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Tabaks ergab einen um 1,0 Gewichtsprozent erhöhten Anteil durch ein 0,5mm Maschenweite-Sieb gegenüber dem unbehandelten Tabak. In einem Rauchertest wurde der Rauch des behandelten Tabaks als geringfügig schärfer gegenüber dem Rauch des unbehandelten Tabaks bezeichnet.A sieve analysis of the tobacco treated according to the method according to the invention showed a proportion increased by 1.0% by weight through a 0.5 mm mesh sieve compared to the untreated tobacco. In a smokers' test, the smoke from the treated tobacco was described as slightly sharper than the smoke from the untreated tobacco.
Eine vorbestimmte Menge gewalzter und geschnittener Maryland-Tabakrippen wurde in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wie folgt behandelt. Zunächst wurde im Behälter 11 der Tabak mit einer wässrigen Lösung von Natriumdihydrogenphosphat imprägniert, bis der Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt 58 Gewichtsprozent und der NaH2P04-Gehalt, auf das Trockengewicht gerechnet, 1,2 Gewichtsprozent betrug. Der imprägnierte Tabak wurde dann mit dem durch die Leitung 13 eingeblasenen Heizmedium, und zwar einem 210°C heißen Luft/Wasserdampf-Gemischdurch das Rohrsystem 14 zum Abscheider 16 transportiert. Danach wurde der Tabak in der Trockenvorrichtung 19 abschließend behandelt, wobei das durch die Trocknungsvorrichtung 19 zirkulierende Heizmedium ein Luft/Wasserdampf-Gemisch mit durchschnittlich 130°C war. Im Rohrsystem zwischen dem Einlaß I und dem Auslaß II betrug die lineare Geschwindigkeit V1 durchschnittlich 55 m/s . Die durchschnittliche Aufenthaltsdauer des Tabaks im Rohrsystem 14 betrug 0,4 Sekunden. Zwischen den Bereichen II und III hatte der Tabak noch einen Feuchtigkeitsgehalt von 42 % und zeigte bereits eine Füllfähigkeitsverbesserung von 58 %. In der Trocknungsvorrichtung 19 strömte das Heizmedium mit einer linearen Geschwindigkeit von 6 m/s. Der Tabak befand sich durchschnittlich 2,5 Minuten im Mehrbandtrockner und zeige schließlich einen End- Feuchtigkeitsgehalt von 12,5 % bei einer totalen Füllfähigkeitsverbesserung von 65%.A predetermined amount of rolled and cut Maryland tobacco stems were treated in the apparatus of Figure 2 as follows. First, the tobacco was impregnated in the
Ein Rauchertest ergab keine Unterschiede im Rauchgeschmack zwischen behandeltem und unbehandeltem Tabak.A smokers' test showed no differences in smoke taste between treated and untreated tobacco.
In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Mischung aus geschnittenen Tabakblättern und geschnittenen Tabakrippen durchgeführt, wobei der Tabak zuvor auf übliche Weise bis auf einen Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von 44 %gebracht wird. Der imprägnierte Tabak wird dann aus der Leitung 23 durch das Heizmedium 25 in den Trommeltrockner 26 eingeführt, dessen Querschnitt sich von Anfang bis zum Ende auf etwa das Dreifache erweitert. Der durchschnittliche Durchmesser des Trommeltrockners beträgt zwischen 1,2 und 1,5 Meter.In the device according to FIG. 3, the method according to the invention is carried out with a mixture of cut tobacco leaves and cut tobacco ribs, the tobacco being brought to an initial moisture content of 44% in the usual way beforehand. The impregnated tobacco is then introduced from the
Von den imprägnierten Tabak wurden zwei Chargen separat dem Verfahren unterworfen, wobei zum deutlicheren Hervorheben der positiven Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit unterschiedlichen Kenngrößen gearbeitet wurde.Two batches of the impregnated tobacco were subjected to the process separately, with different parameters being used to emphasize the positive effect of the process according to the invention.
Die erste Menge A wurde bei einer Lufttemperatur von 180°C im Bereich I mit einer linearen Geschwindigkeit von 20 m/s in den Trommeltrockner eingegeben. Bei III betrug die Temperatur noch 120°C und die lineare Geschwindigkeit 7 m/s. Es ergab sich eine Füllfähigkeitsverbesserung von 32 %.The first quantity A was introduced into the drum dryer at an air temperature of 180 ° C. in area I at a linear speed of 20 m / s. At III the temperature was still 120 ° C and the linear speed was 7 m / s. There was an improvement in filling capacity of 32%.
Die zweite Menge B wurde mit einer Lufttemperatur bei I von 160 C und einer linearen Geschwindigkeit von 6 m/s eingegeben, wobei die Lufttemperatur im Bereich III noch 1300C betrug, während die lineare Geschwindigkeit nur mehr 2 m/s betrug. Hierbei ergab sich nur eine Füllfähigkeitsverbesserung von 8 %.The second quantity B was entered with an air temperature at I of 160 ° C. and a linear speed of 6 m / s, the air temperature in region III still being 130 ° C., while the linear speed was only 2 m / s. This resulted in an improvement in filling capacity of only 8%.
Eine Menge von geschnittenen Virginia-Tabak-Rippen wurde bis auf einmAnfangs-Feuchtigkeitsgehalt von 60 Gewichtsprozent befeuchtet.und mit einem Luft/Wasserdampf-Gemischstrom, der im Einlaß eine Temperatur von 250°C hatte, durch ein glattes, 12 Meter langes, aus Platzgründen mehrere Male gebogenes Rohr zu einem Zyklonabscheider mit einer linearen Geschwindigkeit von 42 m/s transportiert. Der Tabak verließ die Anlage nach 2,5 Sekunden Verweilzeit mit einem End-Feuchtigkeitsgehalt von 8 Gewichtsprozent. Die Füllfähigkeitsverbesserung gegenüber dem unbehandelten Tabak betrug 49 %. Der Materialanteil, der durch das 0,5 mm Sieb gegenüber unbehandeltem Tabak durchging, betrug 7 Gewichtsprozent. Ein Rauchertest ergab, daß der Rauch des behandelten Tabaks sehr scharf bei vermindertem Aroma gegenüber dem Rauch des unbehandelten Tabaks war.A lot of sliced Virginia tobacco ribs were moistened to an initial moisture content of 60 percent by weight and with an air / water vapor mixture stream that was 250 ° C in the inlet through a smooth, 12 meter long space tube bent several times is transported to a cyclone separator at a linear speed of 42 m / s. The tobacco left the plant after a retention time of 2.5 seconds with a final moisture content of 8 percent by weight. The improvement in filling capacity compared to the untreated tobacco was 49%. The proportion of material that passed through the 0.5 mm sieve compared to untreated tobacco was 7 percent by weight. A smokers test showed that the smoke from the treated tobacco was very sharp with a reduced aroma compared to the smoke from the untreated tobacco.
In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angedeutet, bei der der für die erste Verfahrensstufe vorgesehene Vorrichtungsteil 31 punktiert angedeutet ist und sich zwischen einem Einlaß I und einem Auslaß II, der gleichzeitig der Einlaß in eine Trocknungsvorrichtung 33 ist, erstreckt. Zum Vorrichtungsteil 31 führt eine Zuleitung 1 für den Tabak sowie eine Zuleitung 3 für das Heizmedium. Die Trocknungsvorrichtung wird hier von einem Schacht gebildet, dessen Einlaß 32 und dessen Auslaß 36 ist. Der Schacht ist mit in Strömungsrichtung sich zunehmend erweiternden Querschnitt ausgebildet, beispielsweise verfügt er um Schwenklager 35 in Richtung der Doppelpfeile 34 schwenkbare Seitenwände. Der Schacht ist entweder beheiz - oder kühlbar, wie bei 37 angedeutet wird.A further embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is indicated in FIG. 4, in which the
Gemäß Fig. 5 läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch in einem stationären Pneuma-Rohr 38 durchführen, das über einen Anfangsrohrabschnitt 39 mit gleichbleibendem Querschnitt und einen sich im Querschnitt allmählich erweiternden Endrohrabschnitt 40 besteht. Zum mit 41 bezeichneten Einlaß des Pneuma-Rohres 38 (Bereich I) führt eine Leitung 1 für den Tabak sowie eine Leitung 3 für das Heizmedium. In der Längserstreckung zwischen I und II wird der Tabak durch Heizmedium so schnell bewegt, daß annähernd 80 % der insgesamt erreichbaren Volumensvergrößerung dort erreicht werden. Zwischen den Bereichen II und III, nämlich dem Auslaßbereich 42 des Pneuma-Rohres 38, erfolgt die abschließende, geringe Volumenvergrößerung des Tabaks sowie seine Trocknung bis auf den gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt. Das Pneuma-Rohr 38 kann - wie bei 43 angedeutet - gekühlt oder beheizt werden, bzw. über nicht dargestellte Einblasöffnungen verfügen, durch welche ein Kühl- oder Heizmedium geblasen werden kann. Das Pneuma-Rohr 38 ist bei 44 stationär gelagert.5, the method according to the invention can also be carried out in a stationary
In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung 45 im Längsschnitt gezeigt. Fig. 7 ist ein in der Ebene VII - VII geführter Schnitt in Fig. 6. Die Vorrichtung besteht aus zwei in Längsrichtung bewegbaren Siebbändern 46 und 47, die über Umlenkrollen 48 geführt weiden. Die Siebbänder begrenzen zwischen sich einen Tunnel 50, der zu beiden Seiten der Siebbänder 46, 47 von seitlichen Abdichtungen 49 verschlossen wird. Die Höhe bzw. die lichte Weite des Tunnels 50 ist so bemessen, daß in einem anfänglichen Bereich (zwischen I und II) der Vorrichtung 45 oberhalb dem auf dem unteren Siebband 47 liegenden Tabak T ein Luftraum 51 frei ist, damit die Volumenvergrößerung nicht beeinträchtigt wird. Unmittelbar hinter den Siebbändern 46, 47 befinden sich Einläße 52 und 53, durch welche ein Heizmedium in den Tunnel 50 eingeblasen wird (durch Pfeile 55 angedeutet). Die Öffnungen in den Siebbändern 46 und 47 sind mit 54 bezeichnet. Die Vorrichtung 45 ist in Längsrichtung in den ersten Abschnitt zwischen I und II und einen darauf folgenden Abschnitt zwischen II und III unterteilt, wobei in diesen beiden Abschnitten jeweils eine Verfahrensstufe durchgeführt wird. Der Tabak liegt auf dem unteren Siebband 47 beispielsweise in einer Höhe zwischen 2 und 20cm.Durch die Einläße 52 wird in der ersten Verfahrensstufe ein heißes Dampf-Gas-Gemisch mit einer Temperatur von ca. 240°C, vorzugsweise pulsierend, mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zwischen 7 und 10 m/s eingeblasen. In der zweiten Verfahrensstufe bzw. im Abschnitt zwischen II und III wird als Heizmedium ein Dampf-Gas-Gemisch mit geringerem Dampfgehalt und einer abgesenkten Temperatur von 100 bis 120°C und einer niedrigen Geschwindigkeit von höchstens 1 m/s durch die Vorrichtung geblasen. Im Abschnitt zwischen I und II wird bei dem feuchten Tabak infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit und der hohen Temperatur bzw. dem höheren Dampfgehalt des Heizmediums die Volumenvergrößerung zu annähernd 80% der gesamtmöglichen Volumensvergrößerung abgeschlossen. Im zweiten Abschnitt zwischen II und III erfolgt dann bei abgesenkter Temperatur und wesentlich niedrigerer Geschwindigkeit des Heizmediums und bei verringertem Dampfgehalt das schonende Trocknen des im Volumen vergrößerten Tabaks auf den gewünschten End-Feuchtigkeitsgehalt.6 shows a further embodiment of a
Als zweckmäßig hat sich erwiesen, beim Puffen mit einem Heizmedium zu arbeiten, dessen Temperatur zwischen etwa 120 und etwa 300°C liegt. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann im übrigen die gesamte Verfahrensdauer (Puffing und Trocknung) bis auf ca. 6 Sekunden und darüber reduziert werden.It has proven expedient to work with a heating medium when puffing, the temperature of which is between about 120 and about 300 ° C. In contrast to the method described above, the entire process time (puffing and drying) can be reduced to about 6 seconds and more.
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