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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konditionieren eines Tabakprodukts,
mit einem von einem Prozeßgas
durchströmten
Transportrohr, das einen Zuführabschnitt
mit einer seitlichen Zuführöffnung zum
Zuführen
des Produkts und eine nachfolgende Trocknungsstrecke aufweist.
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Derartige
Konditioniervorrichtungen sind bekannt (
DE 100 46 123 A1 ;
EP 1 045 649 B1 ).
Der Trocknungsprozeß kann
dabei insbesondere durch ungleichmäßige Verteilung des Produkts über den Querschnitt
der Trocknungstrecke, sowie unter Umständen durch Tabakverklumpungen,
beeinträchtigt werden.
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Es
ist bekannt, den Druck im Transportrohr im Bereich des Tabakeinlasses
in Abhängigkeit
eines gemessenen Drucks einzustellen (
EP
0 484 899 ,
JP 3109044
B2 ).
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Aus
Research Disclosure No. 434, June 2000, p. 968, ist ein Stromtrockner
bekannt, der eine Verzweigung des Transportrohrs in drei Leitungen aufweist,
wobei je nach Tabakmassenstrom Tabak in eine oder mehrere Leitungen
zugeführt
wird. Die Leitungen münden
am Ende der Trocknungsstrecke vor dem Tabakabscheider ineinander.
Wenn der zu trocknende Tabakmassenstrom geringer als ein Maximalwert
ist, wird das zum Trocknen nicht benötigte Prozeßgas durch die Bypaßleitung
geführt.
Auf diese Weise wird für
unterschiedliche Tabakmassenströme nur
der jeweils benötigte
Anteil am gesamten Prozeßgas
zum Trocknen des Produkts verwendet.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Konditioniervorrichtung
bereitzustellen, bei der eine gleichmäßigere Trocknung des Produkts
in der Trocknungsstrecke erreicht wird.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe insbesondere dadurch, daß das Transportrohr ein Trennmittel zum
Trennen des Prozeßgasstroms
in einen produktaufnehmenden Teil strom und einen im wesentlichen produktfreien
Teilstrom vor der Zuführöffnung,
und zum Zusammenführen
der Teilströme
am Anfang der Trocknungsstrecke aufweist, so daß das Produkt im inneren Bereich
des Transportrohrs in die Trocknungsstrecke eingeleitet wird. Hierdurch
wird eine über
den Querschnitt des Transportrohrs breitere Verteilung des Produkts
in der Trocknungsstrecke und daher eine gleichmäßigere Trocknung erzielt. An einer
Abrißkante
des Verzweigungsmittels am Anfang der Trocknungsstrekke kann ein
Lösen von
Tabakverklumpungen erreicht werden. „Im inneren Bereich" ist dabei nicht
auf die Mittelachse des Transportrohrs oder einen engen zentralen
Bereich beschränkt.
Der innere Bereich weist einen Abstand von mindestens 10 %, vorzugsweise
mindestens 20 %, weiter vorzugsweise mindestens 30 % des Transportrohrdurchmessers
von der Transportrohrwand auf. Der innere Bereich kann auch aus
der Transportrohrmitte heraus versetzt sein. Wesentlich ist nur, daß der produktaufnehmende
Teilstrom im wesentlichen nicht an der Transportrohrwand in die
Trocknungsstrecke eingeleitet wird.
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Die
Einleitung des produktaufnehmenden Teilstroms in die Trocknungsstrecke
im inneren Bereich des Transportrohrs kann bei einem gekrümmten Transportrohr
insbesondere durch Einleitung des produktfreien Teilstroms in die
Trocknungsstrecke am Krümmungsaußenrand
des Transportrohrs erzielt werden.
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Um
unterschiedliche Drücke
für die
Teilströme
einstellen zu können,
sind die Teilströme
vorzugsweise im wesentlichen vollständig voneinander getrennt,
so daß ein
Gasaustausch zwischen den Teilströmen nicht stattfindet. Vorzugsweise
ist eine Einstelleinrichtung vorgesehen, die das Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit
mindestens eines Teilstroms, vorzugsweise insbesondere des produktaufnehmenden
Teilstroms ermöglicht.
Die Strömungsgeschwindigkeit
des produktaufnehmenden Teilstroms auf der Höhe der Zuführöffnung wird vorzugsweise im
Bereich von 10 bis 29 m/s eingestellt.
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Vorzugsweise
ist mindestens eine Meßeinrichtung
zum Messen des Drucks bzw. der Strömungsgeschwindigkeit mindestens
eines Teilstroms vorgesehen. Dies ermöglicht insbesondere eine Steuerung
bzw. Regelung der Strömungsgeschwindigkeit
eines Teilstroms in Abhängigkeit
des Meßwertes
bzw. der Meßwerte.
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Das
Trennmittel kann auf einfache Weise mittels einer in dem Transportrohr
angeordneten Trennwand erreicht werden, die vor der Produktzuführung beginnt
und am Anfang der Trocknungsstrecke endet. Die Erfindung ist aber
nicht darauf beschränkt.
Denkbar ist beispielsweise auch eine Abzweigung einer separaten
produktfreien Bypaßleitung
aus dem Transportrohr vor der Produktzuführung und Einmündung der
Bypaßleitung
in das Transportrohr am Anfang der Trocknungsstrecke.
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In
einer Ausführungsform
ist die Trennwand zum Leiten eines Mediums durch das Innere der Trennwand
ausgebildet. Hierzu kann die Trennwand beispielsweise doppelwandig
ausgeführt
sein. Es kann beispielsweise Kühlmedium
durch die Trennwand geleitet werden, beispielsweise um bei Kühlmitteltemperaturen
unter 100 °C
durch kondensierte Feuchtigkeit Tabakanhaftungen an der Trennwand
zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann auch ein Medium mit höheren Temperaturen
im Vergleich zu der Prozeßgastemperatur
durch die Trennwand geleitet werden, um die Trennwand zu beheizen.
Zweckmäßigerweise
weist die Trennwand in diesen Fällen
einen Zulaufanschluß und
einen Ablaufanschluß für das Medium
auf. Bei einer anderen Ausführungsform
umfaßt die
Trennwand Öffnungen,
beispielsweise in Form von Düsen,
um ein Medium, beispielsweise frisches heißes Prozeßgas oder ein Konditioniermedium,
in das Innere des Transportrohrs zu leiten.
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Nach
einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Transportrohr zum Leiten
eines Mediums durch das Innere der Transportrohrwand eingerichtet.
Hierzu kann die Transportrohrwand beispielsweise doppelwandig ausgeführt sein.
Dieser Aspekt beruht auf der Beobachtung, daß die Trocknung des Tabakprodukts
durch das Prozeßgas
häufig
nur in einem Teil des Transportrohrs nach der Einlaßöffnung für das Tabakprodukt
stattfindet, während
das Prozeßgas
im daran anschließenden
Teil des Transportrohrs durch Feuchtigkeitsanreicherung und Abkühlung zunehmend
verbraucht ist. Die diesbezügliche Aufgabe
des Aspekts der Erfindung liegt daher darin, die Trocknung des Tabakprodukts
zu verbessern. Der Aspekt der Erfindung löst diese Aufgabe durch Einleitung
von frischem, unverbrauchtem Prozeßgas in das Innere des Transportrohrs
nach der Einlaßöffnung für das Tabakprodukt.
Da dieser Aspekt unabhängig
von dem Trennmittel gesehen werden kann, ist der darauf gerichtete
Anspruch 15 gegebenenfalls eigenständig, d.h. in einer nur auf
den Oberbegriff des Anspruchs 1 rückbezogenen Form, schützbar.
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Vorzugsweise
sind dabei die Öffnungen
zum Einleiten des Mediums in das Transportrohrinnere an der Außenseite
gekrümmter
Transportrohrabschnitte angeordnet, um die Umlenkung des Tabakprodukts zu
unterstützen.
Vorzugsweise hat das durch die Transportrohrwand geleitete Prozeßmedium
eine höhere
Temperatur als der Hauptstrom des Prozeßgases, vorzugsweise im Bereich
von 300 bis 800 °C,
sowie vorzugsweise einen höheren
Druck. Durch die damit verbundene Aufheizung der Transportrohrwand
können
Tabakanlagerungen an der Transportrohrwand vermieden werden, was
bei Tabaken mit hohem Soßenanteil
besonders vorteilhaft ist, um Ablagerung von Soßenbestandteilen zu verhindern. Das
durch die Transportrohrwand zugeführte Prozeßmedium kann eine unterschiedliche
Zusammensetzung gegenüber
dem Hauptstrom des Prozeßgases
(Luft, überhitzter
Dampf oder eine Mischung dieser Bestandteile) aufweisen, beispielsweise
durch Zusetzung von Frischluft oder Dampf. Hierdurch ist es möglich, die
Produkttemperatur und die Trocknungsgeschwindigkeit im Verlauf der
Trocknung und dadurch die Produkteigenschaften zu beeinflussen. Zusätzlich kann
eine Steuerung der Prozeßluftzusammensetzung
im Verlauf des Trocknungsprozesses vorgesehen sein, um eine Anpassung
der Produkttemperatur an die jeweiligen Trocknungserfordernisse
zu ermöglichen.
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Auch
eine Durchleitung von Medium als Heiz- oder Kühlmedium durch die Transportrohrwand ohne
Einleitung in das Innere des Transportrohrs ist denkbar. In diesem
Fall kann das Medium beispielsweise auch flüssig sein.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung
vorteilhafter Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen hervor. Es zeigen:
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1:
einen schematischen Längsschnitt
eines Stromtrockners im Bereich des Tabakeinlasses;
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2A-C:
Querschnitte durch das Transportrohr im Bereich des Tabakeinlasses
mit unterschiedlichen Anordnungen des Trennmittels;
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3, 4:
Querschnitte durch weitere Ausführungsformen
des Transportrohrs im Bereich des Tabakeinlasses; und
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5:
einen schematischen Längsschnitt
einer weiteren Ausführungsform
eines Stromtrockners im Bereich des Tabakeinlasses.
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Ein
Stromtrockner
10 umfaßt
eine Transportrohr
11 zum Transportieren eines Tabakprodukts
23 mittels
eine Prozeßgasstroms
25.
Der Prozeßgasstrom
25,
der beispielsweise eine Temperatur im Bereich von 110 bis 450 °C aufweist,
wird mittels eines nicht gezeigten Gebläses erzeugt und in Pfeilrichtung durch
das Transportrohr
11 geleitet. In einem Zuführabschnitt
12 des
Transportrohrs
11 ist in der Umfangswand des Transportrohrs
11 eine
Zuführöffnung
13 vorgesehen,
durch die das Tabakprodukt
23 in das Transportrohr
11 zugeführt und
mittels des Prozeßgasstroms
25 durch
das Transportrohr
11 transportiert wird. Im Anschluß an den
Zuführabschnitt
12 kann
ein gekrümmter
Rohrabschnitt
17 folgen, der in die vertikal angeordnete
Trocknungsstrecke
18 übergeht.
Ein solcher, hier nur auszugsweise wiedergegebener Stromtrockner
ist beispielsweise aus der
DE 100
46 123 A1 bekannt. Die mit der Zuführöffnung
13 verbundene
Zuführvorrichtung
14 kann
eine Zellenradschleuse
15 und eine Winnoverwalze
16 umfassen.
Eine solche Zuführvorrichtung
14 ist
in der
EP 0 895 721
B1 beschrieben.
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In
dem Zuführabschnitt 12 des
Transportrohrs 11 ist eine Trennwand 19 angeordnet,
die das Transportrohr 11 in einen produktführenden
Teil 20 und einen produktfreien Teil 21 trennt.
Der produktführende
Teil 20 des Transportrohrs 11 ist in der der Zuführöffnung 13 zugeordneten
Hälfte
des Transportrohrs 11 angeordnet, der produktfreie Teil 21 in
der der Zuführöffnung 13 entgegengesetzten
Hälfte.
Das stromaufwärts
gelegene Ende 22 der Trennwand 19 ist in Transportrichtung
vor der Zuführöffnung 13 für das Tabakprodukt
gelegen. Hierdurch wird erreicht, daß das Tabakprodukt 23 im
wesentlichen vollständig
in den produktführenden
Teil 20 des Transportrohrs 11 eingeleitet wird,
während
der produktfreie Teil 21 des Transportrohrs 11 im
wesentlichen frei von Tabakprodukt 23 bleibt. Die Trennwand 19 erstreckt
sich über
den gekrümmten
Abschnitt l7 des Transportrohrs 11 in die Trocknungsstrecke 18 hinein.
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Das
durch die Zuführöffnung 13 eintretende Tabakprodukt
trifft auf die Trennwand 19 und wird entlang dieser durch
den Prozeßgasstrom 25 zur Trocknungsstrecke 18 geleitet.
Die Trenneinrichtung 19 kann daher auch als Leiteinrichtung
bezeichnet werden. Aufgrund der Trennwand 19 wird das Tabakprodukt 23 in
einem zentralen Bereich 26 des Transportrohrs 11 in
die Trocknungsstrecke 18 eingeleitet.
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Die
Trennwand 19 ist im Bereich der Zuführöffnung 13 vorzugsweise
im wesentlichen senkrecht zur Zuführrichtung 24 angeordnet.
Am stromabwärts gelegenen
Ende 27 der Trennwand 19 wird das Tabakprodukt 23 daher
durch den peripher eingeleiteten produktfreien Prozeßgasstrom
von der Gegenseite 28 der Transportrohrwand abgeschirmt.
Die Gegenseite 28 bezeichnet dabei den Teil der Transportrohrwand,
der der Zuführöffnung 13 gegenüberliegt. Aufgrund
der Abschirmung von der Gegenseite 28 der Transportrohrwand
und der etwa mittigen Einleitung des Tabakprodukts 23 in
die Trocknungsstrecke 18 wird eine breitere Verteilung
des Tabakprodukts 23 in der Trocknungsstrecke 18 und
daher ein verbessertes Trocknungsergebnis erzielt. An der Abrißkante an
dem stromabwärts
gelegenen Ende 27 der Trennwand 19 treten Verwirbelungen
auf, die ein Lösen
von Verklumpungen des Tabakprodukts 23 und dadurch eine
weitere Verbesserung des Trocknungsergebnisses bewirken können. Die
Anmeldung unterscheidet sich von der Anordnung gemäß Research Disclosure
No. 434, June 2000, p. 968 (s.o.), wo die einzelnen Teilrohre nebeneinander
in Bezug auf die Zuführöffnung für das Tabakprodukt
angeordnet sind, d.h. in einer zur Zuführrichtung senkrechten Ebene, um
eine direkte Tabakzuführung
in sämtliche
Teilrohre zu ermöglichen.
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Die
Trennwand 19 kann etwa im Bereich der maximalen Strömungsgeschwindigkeit
des freien Transportrohrs 11, d.h. des Transportrohrs 11 ohne Trennwand 19,
angeordnet sein. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel (1, 2B und 3)
der Fall, wo die Trennwand 19 etwa 1/3 des Transportrohrdurchmessers
von der Transportrohrwand beabstandet in der der Zuführöffnung 13 gegenüberliegenden
Transportrohrhälfte
angeordnet ist. Die 2A (Trennwand etwa 50 % des
Transportrohrdurchmessers von der Transportrohrwand beabstandet)
und 2C (Trennwand etwa 15 % des Transport rohrdurchmessers
von der Transportrohrwand beabstandet) zeigen jedoch, daß dies keineswegs
zwingend der Fall ist.
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Die
Trennwand 19 trennt den produktführenden Teil 20 und
den produktfreien Teil 21 des Transportrohrs 11 vorzugsweise
vollständig
voneinander ab, so daß im
wesentlichen kein Gasaustausch zwischen diesen Teilen des Transportrohrs 11 stattfindet.
Am stromaufwärts
gelegenen Ende 22 der Trennwand 19 ist eine Verteilklappe 29 angeordnet, die
in Pfeilrichtung schwenkbar ist, so daß je nach Schwenkposition das
Verhältnis
der Strömungsgeschwindigkeiten
in dem produktführenden
Teil 20 und dem produktfreien Teil 21 des Transportrohrs 11 einstellbar
ist. Zur Steuerung der Schwenkposition der Verteilklappe 29 kann
eine Steuereinrichtung 30 vorgesehen sein. Es können Drucksensoren 31, 32 zur Messung
und Überwachung
des Drucks in dem produktführenden
Teil 20 und/oder in dem produktfreien Teil 21 des
Transportrohrs 11 vorgesehen sein. Es kann weiterhin eine
Regelung der Strömungsgeschwindigkeiten
in den Teilen 20, 21 des Transportrohrs 11 auf
der Grundlage der mit den Drucksensoren 31, 32 gemessenen
Drücke
erfolgen. Vorzugsweise wird die Strömungsgeschwindigkeit in dem produktführenden
Teil 20 des Transportrohrs 11 auf der Höhe der Zuführöffnung 13 im
Bereich von 10 bis 29 m/s eingestellt.
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Die
Verteilklappe
29 dient zur Einstellung des Verhältnisses
der pro Zeiteinheit fließenden
Gasmenge des produktführenden
Teils
20 des Transportrohrs
11 relativ zu dem
produktfreien Teil
21. Die gesamte durch das Transportrohr
11 fließende Gasmenge
bleibt jedoch im wesentlichen unverändert. Hierdurch unterscheidet
sich die Verteilklappe
29 von bekannten Einrichtungen zur
Veränderung
des gesamten Strömungsquerschnitts
(
EP 0 484 899 ,
JP 3109044 B2 ).
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Die
Trennwand 19 endet am Anfang der Trocknungsstrecke 18,
so daß die
gesamte Prozeßgasmenge
einschließlich
der durch den produktfreien Teil 21 des Transportrohrs 11 fließenden Prozeßgasmenge
zur Trocknung des Produkts in der Trocknungsstrecke 18 zur
Verfügung
steht. Dies unterscheidet die Konditioniervorrichtung von derjenigen aus
Research Disclosure No. 434, June 2000, p. 968 (s.o.), wo die produktfreie
Leitung erst am Ende der Trocknungsstrecke wieder einmündet und
das produktfreie Prozeßgas
für die
Trocknung des Tabakprodukts daher nicht zur Verfügung steht.
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In
der Ausführungsform
gemäß 3 sind an
der der Zuführöffnung 13 zugewandten
Seite der Trennwand 19 in Längsrichtung verlaufende Leitschienen 33 angeordnet.
Hierdurch kann die Verteilung des Tabakprodukts 23 über den
Durchmesser des Transportrohrs 11 fixiert werden und können die
Strömungslinien
des Prozeßgases 25 gleichgerichtet werden,
d.h. eine Querkomponente des Tabakprodukts 23 und des Prozeßgases 25 unterdrückt werden,
was zu einer gleichmäßigeren
Verteilung des Tabakprodukts 23 in der Trocknungsstrecke 18 beiträgt.
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Die
Trennwand 19 ist besonders vorteilhaft für die in
den 2, 3 gezeigten
runden Querschnitte des Transportrohrs 11, da sie verhindert,
daß sich
das Tabakprodukt 23 in der der Zuführöffnung 13 gegenüberliegenden
Rundung des Transportrohrs 11 ansammelt und sich dort Feststoffsträhnen bilden. Die
Erfindung ist aber keineswegs auf runde Rohrquerschnitte beschränkt.
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Die
Erfindung ist nicht auf jeweils einen produktführenden oder einen produktfreien
Teil des Transportrohrs 11 beschränkt.
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Bei
den Ausführungsformen
gemäß 4, 5 ist
die Trennwand 19 doppelwandig ausgeführt und umfaßt einen
Anschluß 36 zur
Einleitung eines Mediums durch eine entsprechende Zuleitung 37.
Es kann ein weiterer, nicht gezeigter Anschluß zum Ableiten des Mediums
vorgesehen sein, wenn das Medium lediglich zum Kühlen oder Heizen der Trennwand 19 vorgesehen
ist. In diesem Fall kann das Medium beispielsweise auch flüssig sein.
Ein Ablaufanschluß ist
aber nicht unbedingt erforderlich, wenn, wie im Beispiel der 5,
das Medium durch als Düsen
ausgeführte Öffnungen 34 in
das Innere des Transportrohrs 11 geleitet wird. In diesem
Fall kann das Medium insbesondere als frisches, heißes Prozeßmedium
oder als Konditioniermedium dienen.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 5 ist die
Umfangswand des Transportrohrs 11 doppelwandig ausgeführt. Das
Transportrohr 11 umfaßt
einen nicht gezeigten Anschluß für die Einleitung
von Medium in die Transportrohrwand. In der Transportrohrwand sind Öffnungen 35 zum
Einleiten von frischem, heißem
Prozeßmedium
in das Innere des Transportrohrs 11 vorgesehen, um die
Trocknung des Tabakprodukts 23 zu verbes sern. Anstelle
oder zusätzlich zu
den Öffnungen 35 kann
ein weiterer, nicht gezeigter Anschluß zum Ableiten von durch die
Transportrohrwand geleitetem Kühl-
oder Heizmedium vorgesehen sein.