Vorrichtung zur Behandlung von pflanzlichen Stoffen, insbesondere
von Tabak Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von pflanzlichen
Stoffen, insbesondere von Tabak mit einem strömenden, gasförmigen Medium, enthaltend
eine Mehrzahl von turmartig zu einer Kolonne übereinander gestellten Zellen, von
denen jede seitlich durch eine Zellenwand und nach unten von einem gasdurchlässigen
Boden, der die Zelle in einem Füllraum für den Tabak und einen Strömungsraum für
das gasförmige Medium unterteilt, begrenzt ist und wobei der Füllraum über dem Strömungsraum
angeordnet ist. Rohtabak wird vor seiner Verarbeitung zur eigentlichen Rauchware,
z.B. zu Pfeifentabak, Zigarren oder Zigaretten, einer vorgängigen Behandlung unterzogen.
Die Behandlung ist je nach der Herkunft des Tabaks und der-herzustellenden Rauchware
recht unterschiedlich. Sie lassen sich aber in den meisten Fällen drei
Hauptbehandlungsarten,
nämlich Fermentieren, Entschärfen und:..Be--= feuchten zuordnen. .. Bei der Fermentation
müssen die Tabake auf eine bestimmte Feuchtigkeit und Temperatur gebracht werden,
um bestimmte Veränderungen der im Tabak enthaltenen Verbindungen zu erzielen. Bei
der hauptsächlich für Zigarrentabake verwendeten Stapelfermentation wird die benötigte
Wärme durch die exotherme Fermentation geliefert. Durch Abkühlungen und Austrocknung
am Stapelrand ist man gezwungen, den Tabak mehrmals umzuschichten. Diese Umschichtungen
erfordern einen grossen Arbeitsaufwand und auch die Gleichmässigkeit des so erhaltenen
Materials lässt zu wünschen übrig. Bei der hauptsächlich für neutrale,bzw. für Zigarettentabake
verwendeten Kammerfermentation werden die Tabakeinheiten in geschlossenen isolierten
Räumen mit konditionierter Luft umspült. Beim Entschärfen wird der Tabak von einem
gasförmigen Medium durchströmt, das dem Tabak einen Teil seines Nikotins und Ammoniaks
nimmt. -Beim Befeuchten schliesslich wird der Tabak mit einem gasförmigen, Wasserdampf
enthaltenden Medium behandelt, dem er die notwendige-Feuchtigkeit entnehmen kann.
Bei allen_drei Behandlungsformen ist die Einstellung bzw. Erhaltung bestimmter Feuchtigkeits-
und Temperaturwerte des Tabaks wesentlich. In einigen bekannten Vorrichtungen wird
der Tabak zur Entschärfung und Befeuchtung mit einem gasförmigen bzw. dampfhaltigen
Medium durchströmt. Für die Fermentation sind diese Einrichtungen jedoch nicht geeignet,
weil es nicht möglich ist, die nach der Ernte bzw. Trocknung anfallenden und sofort
zu behandelnden grossen Mengen Tabak wirtschaftlich zu durchströmen. Andererseits
sinkt der Tabak bei der Befeuchtung zusammen, was ungleichmässige Pressungsverhältnisse
in der Tabakcharge
hervorruft und zu einer-ungleichmässigen Behandlung
führt. Diese Pressung ist nämlich in der unteren Tabakschicht durch das Eigengewicht
des Tabaks immer grösser als in der oberen. Die=eisten Anlagen, die bisher zur Behandlung
von Tabak mit gasförmigen Medien verwendet wurden; arbeiten wegen des hohen Strömungswiderstandes
der Charge mit relativ hohen Drücken. Dadurch müssen sie mit entsprechend starken
und daher kostspieligen Wänden ausgebildet werden, erfordern eine grosse Ventilationsleistung
und haben einen hohen Energieverbrauch. Ein istauch eine Vorrichtung zur Befeuchtung
von Tabak bekannt, in der ein oder mehrere Tabakballen in eine Kammer gebracht werden.
Dann wird in das Innere desbzw. der Ballen von oben her ein mit seitlichen Oeffnungen
versehenes Rohr eingeschoben. Das Rohr und die Kammer sind über eine Leitung mit
einer ausserhalb der Kammer aufgestellten Umwälzpumpe verbunden, so dass gasförmiges
Medium aus der Kammer durch den Tabakballen gesaugt und über das im Ballen befindliche
Rohr wieder entfernt wird. Diese Vorrichtung ergibt eine relativ ungleichmässige
Durchströmung der Tabakballen. Wegen des Eigengewichts der Ballen liegen diese unten
dichter als oben, was noch verstärkt wird, wenn der Tabak in der Anlage befeuchtet
wird.Device for the treatment of vegetable matter, in particular
of tobacco The invention relates to a device for treating vegetable
Containing substances, in particular of tobacco with a flowing, gaseous medium
a plurality of cells stacked like a tower in a column, of
which each laterally through a cell wall and downward from a gas-permeable
Bottom that holds the cell in a filling space for the tobacco and a flow space for
the gaseous medium is divided, limited and wherein the filling space is above the flow space
is arranged. Before it is processed, raw tobacco becomes the actual smoking product,
e.g. for pipe tobacco, cigars or cigarettes, subjected to a prior treatment.
The treatment depends on the origin of the tobacco and the tobacco product to be manufactured
quite different. In most cases, however, they can be divided into three
Main types of treatment,
namely fermenting, disarming and: .. humidifying = assigning humidification. .. During fermentation
the tobacco must be brought to a certain humidity and temperature,
to achieve certain changes in the compounds contained in tobacco. at
the batch fermentation mainly used for cigar tobacco becomes the required one
Heat supplied by the exothermic fermentation. By cooling down and drying out
at the edge of the stack you are forced to shift the tobacco several times. These reallocations
require a great deal of work and also the evenness of the so obtained
Materials leaves a lot to be desired. When mainly for neutral, or. for cigarette tobacco
Chamber fermentation used, the tobacco units are isolated in closed
Conditioned air washes around rooms. When defusing the tobacco is removed from you
gaseous medium flows through, which gives the tobacco some of its nicotine and ammonia
takes. -When moistening the tobacco is finally with a gaseous, water vapor
containing medium treated, from which he can remove the necessary moisture.
In all three forms of treatment, the setting or maintenance of certain moisture
and temperature values of tobacco are essential. In some known devices
the tobacco for defusing and moistening with a gaseous or vapor-containing one
Medium flows through. However, these facilities are not suitable for fermentation,
because it is not possible to do this immediately after harvesting or drying
to be treated to flow through large quantities of tobacco economically. on the other hand
the tobacco sinks when it is moistened, resulting in uneven compression conditions
in the tobacco batch
causes and an uneven treatment
leads. This pressure is in fact in the lower tobacco layer by its own weight
of tobacco is always larger than in the upper one. Most of the plants that have been used so far for treatment
used by tobacco with gaseous media; work because of the high flow resistance
of the batch at relatively high pressures. This means they have to be appropriately strong
and therefore costly walls are formed, require a large amount of ventilation
and have a high energy consumption. One is also a device for humidifying
of tobacco known, in which one or more tobacco balls are brought into a chamber.
Then is in the interior of desbzw. the bale in from above with side openings
provided tube inserted. The tube and the chamber are wired with
connected to a circulation pump set up outside the chamber, so that gaseous
Medium sucked from the chamber through the tobacco bale and over the one in the bale
Tube is removed again. This device results in a relatively uneven
Flow through the tobacco bale. Because of the weight of the bales, they are at the bottom
denser than above, which is compounded when the tobacco moisturizes in the plant
will.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht, ein gasförmiges Medium gleichmässig durch den Tabak zu leiten.
Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, in der das
Fermentieren, das Entschärfen und das Befeuchten nacheinander oder als einzelne
Behandlungen mit. minimalem Zeitaufwand und unter optimalen Bedingungen durchgeführt
werden kann. Dadurch soll der Aufwand an benötigtem Raun und mechanischer Arbeit
so klein wie möglich gehalten werden, weil der Tabak vom Einlauf bis zur Trocknung
in der gleichen Vorrichtung verbleibt. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, eine
Vorrichtung zu schaffen,
die es ermöglicht, Tabak bei jeder Behandlung
mit einem gasförmigen Medium von bestimmten unerwünschten flüchtigen, insbesondere
alkalischen Komponenten zu befreien, ohne gewünschte Tabakanteile, wie Aromakomponenten
in unerwünschtem Masse zu entfernen. Ein weiteres Ziel ist,die während der Fermentation
gebildete Eigenwärme des Tabaks grösstenteils für die Fermentation selbst zu verwenden.
Schliesslich soll die zu schaffende Vorrichtung eine genaue Kontrolle der verschiedenen
Behandlungen ermöglichen. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
dass jeder Strömungsraum mit einer zum Zu- oder Ableiten des gasförmigen Mediums
vorgesehenen Leitung und die jeweils oberste und unterste Zelle der Kolonne mit
einem Deckel bzw. Boden versehen ist rd zwischen der obersten Zelle und dem Deckel
ein zusätzlicher, mit einer Leitung für das gasförmige Medium ver-, sehener Strömungsraum
vorgesehen ist. Beispiele für gasförmige Medien sind Mischungen von Luft, Wasserdampf,
Ammoniak, flüchtigen Oxydationsmitteln und derglei-chen, wie sie zur Tabakbehandlung
verwendet werden. In den Zeichnungen sind bevorzugte Beispiele für Aufbau und Anordnung
erfindungsgemässer Vorrichtungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine Zelle der erfindungsgemässen
Vorrichtung im Schnitt und einen Boden und einen Deckelteil. Fig. 2 zeigt schematisch
eine aus mehreren Zellen nach Fig. 1 zusammengesetzte Kolonne mit Boden und Deckelteil
und den Zu- und Ableitungen für das gasförmige Medium.It is an object of the present invention to provide a device which enables a gaseous medium to be passed uniformly through the tobacco. It is a further object of the invention to provide an apparatus in which fermentation, disarming and moistening are carried out sequentially or as individual treatments. can be carried out in a minimum of time and under optimal conditions. This is intended to keep the amount of space and mechanical work required as small as possible because the tobacco remains in the same device from the inlet to the drying. Another object of the invention is to create a device which enables tobacco to be freed of certain undesirable volatile, in particular alkaline, components during each treatment with a gaseous medium, without removing desired tobacco components, such as aroma components, to an undesired extent. Another aim is to use the tobacco heat generated during fermentation for the most part for the fermentation itself. Finally, the device to be created should enable precise control of the various treatments. The device according to the invention is characterized in that each flow space is provided with a line provided for supplying or discharging the gaseous medium and the respective uppermost and lowermost cell of the column is provided with a cover or base, respectively, between the uppermost cell and the cover an additional, provided with a line for the gaseous medium, provided flow space. Examples of gaseous media are mixtures of air, water vapor, ammonia, volatile oxidizing agents and the like , as used for tobacco treatment. In the drawings, preferred examples of the structure and arrangement of devices according to the invention are explained. Fig. 1 shows a cell of the device according to the invention in section and a base and a cover part. FIG. 2 schematically shows a column composed of several cells according to FIG. 1 with a base and cover part and the supply and discharge lines for the gaseous medium.
Fig. 3 zeigt das Schema einer Anlage, bestehend aus mehreren Kolonnen
nach Fig. 2 mit zwei getrennten Rezirkulationssystemen,
von denen
jedes eine Umwälzpumpe, eine Klimaanlage, mindestens ein Analysengerät und eines
einen Abscheider enthält.-Die in Fig. 1 gezeigte Zelle besteht aus.vier quadratisch
zueinander angeordneten Seitenwänden, von denen zwei 11, 12 im Schnitt zu sehen
sind. Die Seitenwände sind oben und unten mit einem flachen Rahmen 13, 14 verbunden.
Auf dem oberen Rahmen 13 ist eine dünne Schaumstoffschicht 15 befestigt. Nach aussen
sind die Seitenwände mit einer dicken Schicht 16, 17 aus wärmeisolierendem Material
umgeben. Die Wärmeisolierung kann ebenfalls durch Doppelaeitenwände erfolgen, wobei
zwischen den Seitenwänden Heizelemente eingebaut werden können. Die Doppelwände
können auch zur Führung des Gasmediums in die Strömungsräume 22 verwendet werden.
Im unteren Teil des von den Seitenwänden umschlossenen Raumes ist ein perforiertes
Blech 18 so eingebaut, dass der Raum in zwei ungleiche Teile geteilt wird. Der zwischen
dem perforierten Blech 18 und dem oberen Rand 13 angeordnete Te51 des Raumes ist
zur Aufnahme des Tabaks bestimmt und wird als Füllraum 21 bezeichnet. Der zwischen
dem perforierten Blech 18 und dem unteren Rand 14 befindliche Teil des Raumes soll
den gleichmässigen Durchfluss des gasförmigen Mediums erleichtern und wird als Strömungsraum
22 bezeichnet. Eine der Seitenwände des Strömungsraumes 22 ist mit einem Loch versehen,
in das ein mit einem Regulier- und Absperrventil 20 ausgerüstetes Rohr 19 eingelassen
ist. Die Zelle ist 60 cm hoch und hat einen freien inneren Querschnitt von 1 m2.
Das perforierte Blech 18 liegt 10 cm über dem unteren Rahmen 14. Der Boden 23 besitzt
die gleiche Querschnittsform wie der untere Rahmen 14 der Zelle und ist auf seiner
oberen Seite mit einer Schaumstoffschicht 24 belegt.Fig. 3 shows the scheme of a plant consisting of several columns
according to Fig. 2 with two separate recirculation systems,
of which
each a circulation pump, an air conditioning system, at least one analyzer and one
contains a separator.-The cell shown in Fig. 1 consists of four square
side walls arranged to one another, of which two 11, 12 can be seen in section
are. The side walls are connected to a flat frame 13, 14 at the top and bottom.
A thin foam layer 15 is attached to the upper frame 13. Outward
the side walls are covered with a thick layer 16, 17 of heat-insulating material
surround. The thermal insulation can also be done by double sidewalls, whereby
Heating elements can be installed between the side walls. The double walls
can also be used to guide the gas medium into the flow spaces 22.
In the lower part of the room enclosed by the side walls is a perforated one
Sheet metal 18 installed so that the space is divided into two unequal parts. The between
the perforated sheet 18 and the upper edge 13 is Te51 of the room
intended for receiving the tobacco and is referred to as filling space 21. The between
the perforated sheet 18 and the lower edge 14 located part of the room
facilitate the even flow of the gaseous medium and is called a flow space
22 designated. One of the side walls of the flow space 22 is provided with a hole,
into which a tube 19 equipped with a regulating and shut-off valve 20 is let
is. The cell is 60 cm high and has a free internal cross-section of 1 m2.
The perforated sheet 18 is 10 cm above the lower frame 14. The bottom 23 has
the same cross-sectional shape as and is on top of the lower frame 14 of the cell
upper side covered with a foam layer 24.
Nach oben kann die Zelle durch einen Deckelteil verschlossen werden.
Das Deckelteil besitzt eine Auflagefläche 28, die auf
den Rahmen
13 der Zelle passt, flache Seitenwände 25 und eine obere Abschlussplatte 26, die
einen Innenraum 27 umschliessen. Durch eine der Seitenwände ist ein Rohr 29 geführt,
das mit einem Absperr- und Regulierventil 30 versehen ist. Zn Fig. 2 ist schematisch
gezeigt; wie mehrere Zellen zu einer vertikalen Kolonne übereinander gestapelt werden.
Auf dem Boden 100 steht die untere Zelle 200, und der Schaumstoff 124 bewirkt eine
praktisch luftdichte Verbindung zwischen Zelle und Boden. Ueber der Zelle 200 steht
die Zelle 300, wobei die Berührungsfläche zwischen dem oberen Rahmen der unteren
Zelle und dem unteren Rahmen der oberen Zelle durch die Schaumstoffschicht 215 abgedichtet
ist. Es sind sechs Zellen auf die beschriebene Art übereinandergestellt worden,
wobei die seitlich abragenden Rohre 219, 319, 4199 519, 619, 719 bei übereinanderstehenden
Zellen jeweils naeh der entgegengesetzten Seite weisen. Die Kolonne wird durch den
Deckel 800 abgeschlossen, dessen Rohr 829
so gerichtet ist, wie es das Rohr
einer an seiner Stelle stehenden Zelle wäre. Die Zellen sind lose aufeinandergestellt
und nur durch die an den oberen Rahmen angebrachten Schaumstoffschichten abgedichtet.
Die einzelnen Rohre sind lösbar mit den beiden ortsfesten Rohrleitungen 40, 41 verbunden,
von denen die Rohrleitung 40 für die Zuleitung und die Rohrleitung 41 für die Ableitung
des strömenden Mediums dienen. Das in Fig. 3 gezeigte Schema einer Tabakbehandlungsanlage
enthält drei Kolonnen 50,-51 und 52, von denen jede wie die in Fig. 2 gezeigte Kolonne
aus einzelnen aufeinandergestellten Zellen besteht. Die Rohrleitungen 140, 240,
340 entsprechen der Rohrleitung 40 und die Rohrleitungen 141, 241, 341 der Rohrleitung
41 in Fig. 2. Wie aus dem Schema zu ersehen ist, kann jede Rohrleitung mit Hilfe
eines ihr zugeordneten Steuerventils 142, 242, 342 und-143, 243, 343 an einen von
zwei unterschiedlichen Rezirkulationskreisen (die der besseren Unterscheidung wegen
einmal mit vollen Linien und'einmal gestrichelt
gezeichnet sind)
angeschlossen werden. Der mit vollen Linien gezeichnete Rezirkulationskreis enthält
eine Umwälzpumpe 60 für das gasförmige Medium, eine Klimaanlage 61, die zugleich
als Ein- oder Auslass zum Befeuchten oder Trocknen und zum Erwärmen oder Abkühlen
des gasförmigen Mediums benutzt werden kann. Am Ausgang dieser Klimaanlage ist ein
Analysator 65 befestigt, der das gasförmige Medium auf die für die Tabakbehandlung
wichtigen Eigenschaften untersucht. Vom Ausgang des Analysators führt dann eine
Druckleitung 62 über die Steuerventile 142, 242, 342 und die Rohrleitungen 140,
240, 340 zu den Kolonnen 50, 51, 52. Der Rücklauf von den Kolonnen führt durch die
Rohrleitungen 141, 241, 341 und Steuerventile 143, 243, 343 und eine Saugleitung
63 zu einem Analysengerät 66 und von dort zum Abscheider 64, der direkt mit der
Umwälzpumpe 60 verbunden ist. Der gestrichelt gezeichnete Rezirkulationskreis enthält
ebenfalls eine Umlaufpumpe 70 für das gasförmige Medium, deren Förderleistung aber
wesentlich stärker ist als die der Umwälzpumpe 60, und eine Klimaanlage 71, die,
wie die Klimaanlage 61, zum Ein- oder Auslassen, Befeuchten oder Trocknen, Erwärmen
oder Abkühlen des gasförmigen Mediums benutzt werden kann. Am Ausgang dieser Klimaanlage
befindet sich ein Analysegerät 75, das dem Analysegerät 65 ähnlich ist. Vom Analysegerät
75 führt eine Druckleitung 72 zu den Steuerventilen 142, 242, 342 und von
dort durch die gleichen Rohrleitungen, wie oben beschrieben, in die verschiedenen
Kolonnen. Der Rücklauf von den Kolonnen geht wieder über die Steuerventile
143, 243, 343 und eine Saugleitung 73 direkt zur Umwälzpumpe 70, d.h. der Rezirkulationskreis
mit der geringeren Förderleistung besitzt keinen Abscheider. Im folgenden
soll die Arbeitsweise der in Fig. 3 schematisch dargestellten Anlage für eine komplette
Tabakbehandlung, bestehend aus Fermentieren, Entschärfen, Befeuchten und Trockri#.r,
bescl:Iieben werden. Die Füllräume einer grösseren Anzahl
von Zellen
werden mit Rohtabak gefüllt und danach die gefüllten Zeller zu Kolonnen (wie eine
in Fig. 2 gezeigt ist) zusammengestellt und diese Kolonnen entsprechend Fig. 3 an
zwei Rezirkulationssysteme angeschlossen. Zuerst wird der Rezirkulatiönskreis mit
der geringeren Förderleistung, an den der Abscheider 64 angebaut ist, eingeschaltet.
Die Umwälzpumpe 60 fördert Luft, die in der Klimaanlage 61 vorgewärmt wird, durch
die Druckleitung 62 und die Rohrleitungen 140, 240, 340. Die Zirkulation der Warmluft
innerhalb der Zellen einer Kolonne ist in Fig. 2 durch gestrichelte Linien angegeben.
Von der Rohrleitung 40 gelangt die Warmluft durch die Ventile 220, 420, 620 und
830 in die Strömungsräume 222, 422, 622 und den hohlen inneren Raum des Deckelteils
800. Die Warmluft aus dem untersten Strömungsraum 222 und dem Innenraum $27 des
Deckels hat nur die Möglichkeit, durch den benachbarten Füllraum 221 bzw. 721 zu
strömen. Die in die Strömungsräume 422, 622 eintretende- Warmluft strömt durch die
dem Strömungsraum benachbarten Füllräume 321 und 421 bzw. 521 und 621. Die Einlassventile
sind dementsprechend so geregelt, dass durch jedes der Ventile 420 und 620 etwa
doppelt soviel Warmluft strömt wie durch jedes der Ventile 220 und 830. Die Warmluft
sammelt sich, nachdem sie durch die Füllräume 221 und 321 bzw. i21 und 521 bzw.
621 und 721 geströmt ist, in den Strömungsräumen 322 bzw. 522 bzw. 722 und gelangt
von dort durch die Auslassventile 320, 520, 720 in die Rohrleitung 41, die an die
Saugleitung 61 der Fig. 3 des Rezirkulationskreises angeschlossen ist. Die strömende
Warmluft bewirkt, dass der in den Füllräumen befindliche Tabak zu fermentieren beginnt.
Der Beginn, der Verlauf und das Ende des Fermentierens kann mit Hilfe des Analysengerätes
66 durch die Kontrolle der aus den Kolonnen austretenden Luft überwacht werden.
Dabei ist es nicht notwendig,-dass das Fermentieren im strömenden Medium durchgeführt
wird, sondern dieses kann nach dem Beginn des Fermentierens abgeschaltet und nur
zum Analr!sieren in grösseren zeit-'.ichen Abständen eingeschaltet oder aber die
Menge des umgewälzean Mediums stark gedrosselt d-zrder. Der Abscheide.- 64
sorgt
dafür, dass beim Fermentieren entstehende gas- oder dampfförmige Verbindungen, die
dem Tabak nicht wieder zugeleitet werden sollen, selektiv aus dem umgewälzten Medium
ausgeschieden werden. Sobald die Fermentation als beendet angesehen wird, wird die
Zusammensetzung der Warmluft in der Klimaanlage 61 verändert, eine Aenderung,die
durch das Analysegerät 65 überwacht werden kann. Die jetzt mit entschärfenden Dämpfen
beladene Luft wird auf dem gleichen Weg, wie er oben beschrieben ist, durch die
einzelnen mit Tabak beladenen Zellen geleitet und das Entschärfen durch die Analyse
der die Zellen verlassenden Luft im Analysator 66 kontrolliert. Auch beim Entschärfen
kann der Abscheider 64 dazu verwendet werden, um das umgewälzte gasförmige Medium
selektiv von bestimmten Bestandteilen zu befreien. Nach dem Fastschärfen werden
die Steuerventile 142, 242, 342 und 143, 243, 343 so gestellt, dass die Kolonnen
und die dazugehörigen Zellen mit dem (gestrichelt gezeichneten) Rezirkulationskreis
mit der grösseren Förderleistung verbunden sind. Die Umwälzpumpe 70 treibt nun Luft,
die die Klimaanlage 71 befeuchtet, deren Feuchtigkeitsgrad im Analysator 75 kontrolliert
wird, durch die Druckleitung 72 in die Rohrleitungen"140, 24o, 340 und von dort
in die Zellen mit dem zu behandelnden Tabak. Nachdem die befeuchtete Luft durch
den Tabak geströmt ist, wird sie durch die Saugleitung 73 zur Umwälzpumpe 70 zurückgesaugt,
um von dort erneut in die Klimaanlage 71 gedrückt zu werden. Zum Abschluss der Behandlung
wird die Klimaanlage 71 vom Befeuchten auf Trocknen umgeschaltet,und der zirkulierenden
Luft so lange überschüssige Feuchtigkeit entnommen, bis der in den Zellen liegende
Tabak einen vorherbestimmten Feuchtigkeitsgrad erreicht hat.
Die
Anlage nach dem Ausführungsbeispiel kann je nach den speziellen Anforderungen in
vielerlei Art modifiziert werden. Die einzelnen Zellen müssen keinen quadratischen
Querschnitt haben, sondern können ebensogut rechteckig oder rund sein. Beim Zusammensetzen
der Zellen zu Kolonnen richtet sich die Stellung der von den Zellen-abragenden Rohre
nach dem Ort, an dem sich die Rohrleitungen befinden, d.h. die Rohrleitungen aufeinanderstehender
Zellen können beispielsweise auch-alle in die gleiche Richtung weisen. Wenn es für
notwendig angesehen wird, kann am Rohr jeder einzelnen Zelle ein Analysengerät oder
ein Druck-oder Temperaturmessgerät angebracht werden, wodurch die einzelnen Stufen
der Behandlung fur relativ kleine Tabakmengen individuell gesteuert werden können.
Eine Behandlungsanlage nach Fig. 3 kann weniger oder mehr als drei Kolonnen enthalten
je nach der Leistungsfähigkeit des Rezirkulationskreises, der Anzahl der Zellen
in jeder Kolonne und dem zeitlichen Ablauf der Behandlung. Für die einzelnen Kolonnen
ist es auch gleichgültig, ob die Strömungsrichtung des gasförmigen Mediums den in
Fig. 2 gezeichneten Pfeilen entspricht oder diesen entgegenläuft. Die Strömungsrichtung
ist durch den äusseren Rezirkulationskreis gegeben. Es genügt natürlich, wenn für
die gesamte Anlage nur ein Rezirkulationskreis vorgesehen wird und dieser kann offen,
teilweise geschlossen oder ganz geschlossen sein. Die Verwendung mehrerer Rezirkulationskreise
ist dann vorteilhaft, wenn viele Kolonnen angeschlossen werden können und ein möglichst
kontinuierlicher Arbeitsablauf angestrebt wird. Während dann die eine Kolonne mit
Tabak beladen wird, erfolgt zu gleicher Zeit in einer anderen Kolonne das Fermentieren
und in noch einer anderen das Entschärfen usw.The cell can be closed at the top by a cover part. The cover part has a support surface 28 which fits onto the frame 13 of the cell, flat side walls 25 and an upper end plate 26 which enclose an interior space 27. A pipe 29, which is provided with a shut-off and regulating valve 30, is guided through one of the side walls. Fig. 2 is shown schematically; how several cells are stacked on top of each other to form a vertical column. The lower cell 200 stands on the floor 100, and the foam 124 creates a practically airtight connection between the cell and the floor. The cell 300 stands above the cell 200, the contact area between the upper frame of the lower cell and the lower frame of the upper cell being sealed by the foam layer 215. Six cells have been placed on top of one another in the manner described, the laterally protruding tubes 219, 319, 4199 519, 619, 719 each pointing towards the opposite side when the cells are on top of one another. The column is closed off by the cover 800, the tube 829 of which is directed as the tube of a cell standing in its place would be. The cells are loosely stacked on top of each other and only sealed by the foam layers attached to the upper frame. The individual pipes are detachably connected to the two stationary pipes 40, 41, of which the pipe 40 is used for the supply line and the pipe 41 is used for the discharge of the flowing medium. The scheme of a tobacco treatment plant shown in FIG. 3 contains three columns 50, -51 and 52, each of which, like the column shown in FIG. 2, consists of individual cells placed one on top of the other. The pipelines 140, 240, 340 correspond to the pipeline 40 and the pipelines 141, 241, 341 to the pipeline 41 in FIG -143, 243, 343 can be connected to one of two different recirculation circuits (which are drawn once with full lines and once with dashed lines for better differentiation). The recirculation circuit drawn with full lines contains a circulating pump 60 for the gaseous medium, an air conditioning system 61, which can be used at the same time as an inlet or outlet for humidifying or drying and for heating or cooling the gaseous medium. At the outlet of this air conditioning system, an analyzer 65 is attached, which examines the gaseous medium for the properties important for tobacco treatment. A pressure line 62 then leads from the outlet of the analyzer via the control valves 142, 242, 342 and the pipes 140, 240, 340 to the columns 50, 51, 52. The return from the columns leads through the pipes 141, 241, 341 and control valves 143, 243, 343 and a suction line 63 to an analyzer 66 and from there to the separator 64, which is connected directly to the circulating pump 60. The recirculation circuit shown in dashed lines also contains a circulation pump 70 for the gaseous medium, the delivery rate of which is, however, much higher than that of the circulation pump 60, and an air conditioning system 71, which, like the air conditioning system 61, is used for letting in or out, humidifying or drying, heating or Cooling of the gaseous medium can be used. At the outlet of this air conditioning unit there is an analysis device 75 which is similar to the analysis device 65. A pressure line 72 leads from the analysis device 75 to the control valves 142, 242, 342 and from there through the same pipelines, as described above, into the various columns. The return from the columns goes again via the control valves 143, 243, 343 and a suction line 73 directly to the circulating pump 70, ie the recirculation circuit with the lower delivery rate does not have a separator. In the following, the method of operation of the plant shown schematically in FIG. 3 for a complete tobacco treatment, consisting of fermentation, disarming, moistening and drying, will be described. The filling spaces of a larger number of cells are filled with raw tobacco and then the filled cells are combined into columns (as one is shown in FIG. 2) and these columns are connected to two recirculation systems as shown in FIG. 3. First, the recirculation circuit with the lower delivery rate, to which the separator 64 is attached, is switched on. The circulation pump 60 conveys air, which is preheated in the air conditioning system 61, through the pressure line 62 and the pipes 140, 240, 340. The circulation of the warm air within the cells of a column is indicated in FIG. 2 by dashed lines. From the pipe 40, the warm air passes through the valves 220, 420, 620 and 830 into the flow spaces 222, 422, 622 and the hollow inner space of the cover part 800. The warm air from the lowermost flow space 222 and the inner space $ 27 of the cover has only the Possibility of flowing through the adjacent filling space 221 or 721. The warm air entering the flow spaces 422, 622 flows through the filling spaces 321 and 421 or 521 and 621 adjacent to the flow space Valves 220 and 830. After having flowed through the filling chambers 221 and 321 or i21 and 521 or 621 and 721, the warm air collects in the flow chambers 322 or 522 or 722 and passes from there through the outlet valves 320, 520, 720 into the pipeline 41, which is connected to the suction line 61 of FIG. 3 of the recirculation circuit. The flowing warm air causes the tobacco in the filling rooms to begin to ferment. The beginning, the course and the end of fermentation can be monitored with the aid of the analyzer 66 by checking the air emerging from the columns. It is not necessary that the fermentation is carried out in the flowing medium, but this can be switched off after the start of fermentation and only switched on at longer intervals for analysis or the amount of medium circulated d -zrder. Der Abscheide.- 64 ensures that gaseous or vaporous compounds which are produced during fermentation and which should not be returned to the tobacco are selectively separated from the circulating medium. As soon as the fermentation is considered to have ended, the composition of the warm air in the air conditioning system 61 is changed, a change which can be monitored by the analyzer 65. The air, which is now loaded with defusing vapors, is passed through the individual cells loaded with tobacco in the same way as described above, and the defusing is controlled by analyzing the air leaving the cells in the analyzer 66. During disarming, too, the separator 64 can be used to selectively free certain constituents from the circulated gaseous medium. After almost sharpening, the control valves 142, 242, 342 and 143, 243, 343 are set so that the columns and the associated cells are connected to the recirculation circuit (shown in dashed lines) with the greater delivery rate. The circulation pump 70 now drives air, which humidifies the air conditioning system 71, the degree of humidity of which is controlled in the analyzer 75, through the pressure line 72 into the pipes 140, 24o, 340 and from there into the cells with the tobacco to be treated. After the humidified air has flowed through the tobacco, it is sucked back through the suction line 73 to the circulation pump 70, from there to be pressed again into the air conditioning system 71. At the end of the treatment, the air conditioning system 71 is switched from humidifying to drying, and the circulating air so long as excess Moisture is removed until the tobacco lying in the cells has reached a predetermined degree of moisture. The system according to the embodiment can be modified in many ways depending on the special requirements. The individual cells do not have to have a square cross-section, but can just as well be rectangular or round. When the cells are assembled into columns, the St. Positioning of the pipes protruding from the cells according to the location at which the pipes are located, that is to say the pipes of cells standing on top of one another can, for example, all point in the same direction. If deemed necessary, an analyzer or a pressure or temperature measuring device can be attached to the tube of each individual cell, whereby the individual stages of the treatment can be individually controlled for relatively small quantities of tobacco. A treatment plant according to FIG. 3 can contain fewer or more than three columns, depending on the efficiency of the recirculation circuit, the number of cells in each column and the timing of the treatment. For the individual columns it is also irrelevant whether the direction of flow of the gaseous medium corresponds to the arrows drawn in FIG. 2 or runs counter to them. The direction of flow is given by the external recirculation circuit. It is of course sufficient if only one recirculation circuit is provided for the entire system and this can be open, partially closed or completely closed. The use of several recirculation circuits is advantageous when many columns can be connected and the aim is to achieve as continuous a workflow as possible. While one column is being loaded with tobacco, at the same time fermenting takes place in another column and defusing in another column, etc.
Vorzugsweise wird der Tabak beim erfindungsgemässen Verfahren in mehreren
Lagen geringer Höhe übereinander verteilt, wobei die einzelnen Lagen vorzugsweise
in Abständen voneinander
angeordnet und über ihre ganze Breite
praktisch gleichmässig von dem gasförmigen Medium durchströmt werden. Die Stufe
für die selektive Entfernung von Komponenten des rezirkulierten Mediums, die entweder
aus einer vorangehenden Behandlung oder aus dem Tabak selbst stammen können und
in der Regel alkalisch reagierende flüchtige Komponenten, wie Ammoniak, Nikotin,
Pyridin und dergleichen, sind, kann z.B. ein üblicher Absorber sein, in welchem
das gasförmige Medium mit einem sauren Waschmedium, wie wässriger Schwefelsäure,
behandelt wird. Zweckmässigerweise wird der rezirkulierte Strom des gasförmigen
Mediums konditioniert, d.h. auf eine bestimmte Temperatur und Feuchtigkeit eingestellt.
Die Verwendung von Schwefelsäure als Absorptionsmittel ist bevorzugt, weil diese
Säure auch die Einstellung einer gewünschten Luftfeuchtigkeit im gasförmigen Medium
ermöglicht. Die Absorptionsstufe kann auch mit Vorteil zur Entfernung des hauptsächlich
während der Fermentation entstehenden Kohlendioxydes dienen, und zwar unabhängig
von der Entfernung alkalischer Komponenten oder zusammen mit dieser. In diesem Fall
wird vorzugsweise der Absorber mit wässriger Kaliumhydroxydläsung beschickt. Die
Fermentation kann durch die im Rezirkulationssystem laufend gemessene Werte des
pH, des Gehaltes an Ammoniak, C02, Nikotin und dergleichen gesteuert werden.
Beispiel
Zur Durchführung der Tabakfermentation kann wie folgt gearbeitet
werden: Getrocknete Tabakbüschel oder lose Tabakblätter werden in einer Schichthöhe
von etwa 40-60 cm dicht in die einzelnen Zellen einer Kolonne der in Fig. 2 dargestellten
Art gelegt, wobei freie Luftdurchgänge durch entsprechende Packung vermieden werden.
Die Tabakfeuchtigkeit beträgt etwa 17-22 %, wobei der
spezielle
Wert von der Witterung abhängt. Die Füllungsdichte beträgt 200-250 kg/m3. Nach Anschluss
der entsprechenden Rohrleitungen beginnt man mit der Aufheizung. Hierzu wird die
unter der Wirkungseines Ventilators zugeführte Luft in einer Klimaanlage erwärmt.
Sofern der Tabak grössere Anteile an grünem Material enthält, beginnt man mit etwa
85-90 % relativer Luftfeuchtigkeit durch entsprechende Wasser bzw. Dampfzuführung
in einer Klimaanlage (Fig. 3). Die Temperatur der rezirkulierten Luft wird auf 40-50°C
eingestellt. Nach etwa 24 Std. erhöht man die Temperatur der rezirkulierten Luft
auf 55-65°C und bringt die Feuchtigkeit des Tabaks auf 18-23 %. Zur Vermeidung
eines Wärmeverlustes in den Kolonnen werden diese zweckmässigerweise mit Isolierwänden,
vorzugsweise mit einem Doppelmantel versehen, welcher vom rezirkulierten gasförmigen
Medium durchströmt ist. Hierdurch kann die Kondensation von Feuchtigkeit in den
Wänden der Kolonne vermieden werden. Sobald die aus dem Tabak strömende Luft eine
alkalische Reaktion zeigt, wird die Absorptionsfunktion der Anlage in Betrieb gesetzt,
z.B. durch Behandlung mit Schwefelsäure, bis die Luft praktisch neutral ist. Sobald
der Tabak keine alkalisch reagierenden flüchtigen Komponenten mehr entwickelt, wird
die Fermentation dadurch beendet, dass der Tabak in der -Anlage getrocknet wird.
Dies kann am einfachsten durch Beendigung der Wasserversorgung der Klimaanlage erfolgen,
wobei gegebenenfalls die Absorptionsstufe zur Trocknung des rezirkulierten Gases
herangezogen werden kann. Der Wasserentzug kann selbstverständlich auch direkt in,der
Klimaanlage, z.B. durch Kondensation, erzielt werden. Anschliessend wird der Tabak
durch-Rezirkulation von wasserdampfhaltiger Luft in der Anlage auf eine Feuchtigkeit
von 14-17 % gebracht und gleichzeitig auf 25-40°C gekühlt. Auch dieser Behandlungsschritt
kann durch entsprechende Steuerung der Förderleistung und Betrieb der Klimaanlage
rasch und einfach erzielt werden. Anschliessend wird der Tabak aus den Zellen der
Kolonnen entnommen und gepresst.In the method according to the invention, the tobacco is preferably distributed one above the other in several layers of small height, the individual layers preferably being arranged at a distance from one another and the gaseous medium flowing through them practically evenly over their entire width. The step for the selective removal of components of the recirculated medium, which can originate either from a previous treatment or from the tobacco itself and which are usually volatile components with an alkaline reaction, such as ammonia, nicotine, pyridine and the like, can, for example, be a conventional absorber in which the gaseous medium is treated with an acidic washing medium such as aqueous sulfuric acid. The recirculated flow of the gaseous medium is expediently conditioned, ie adjusted to a specific temperature and humidity. The use of sulfuric acid as an absorbent is preferred because this acid also enables a desired humidity to be set in the gaseous medium. The absorption stage can also be used to advantage to remove the carbon dioxide formed mainly during fermentation, independently of the removal of alkaline components or together with this. In this case, the absorber is preferably charged with aqueous potassium hydroxide solution. The fermentation can be controlled by the pH, the ammonia, CO 2, nicotine and the like values continuously measured in the recirculation system. Example The tobacco fermentation can be carried out as follows: Dried tobacco tufts or loose tobacco leaves are placed in a layer height of about 40-60 cm tightly in the individual cells of a column of the type shown in FIG. 2, free air passages being avoided by appropriate packing . The tobacco moisture is around 17-22%, the specific value depending on the weather. The filling density is 200-250 kg / m3. After connecting the appropriate pipelines, the heating process begins. For this purpose, the air supplied under the action of a fan is heated in an air conditioning system. If the tobacco contains larger proportions of green material, start with about 85-90% relative humidity by supplying appropriate water or steam in an air conditioning system (Fig. 3). The temperature of the recirculated air is adjusted to 40-50 ° C. After about 24 hours, the temperature of the recirculated air is increased to 55-65 ° C and the humidity of the tobacco is brought to 18-23 %. To avoid heat loss in the columns, these are expediently provided with insulating walls, preferably with a double jacket, through which the recirculated gaseous medium flows. In this way, the condensation of moisture in the walls of the column can be avoided. As soon as the air flowing out of the tobacco shows an alkaline reaction, the absorption function of the system is put into operation, for example by treatment with sulfuric acid, until the air is practically neutral. As soon as the tobacco no longer develops any volatile components with an alkaline reaction, fermentation is ended by drying the tobacco in the plant. The easiest way to do this is by terminating the water supply to the air conditioning system, and if necessary the absorption stage can be used to dry the recirculated gas. The dehydration can of course also be achieved directly in the air conditioning system, for example by condensation. Then the tobacco is brought to a humidity of 14-17% by recirculating air containing water vapor in the system and at the same time cooled to 25-40 ° C. This treatment step can also be achieved quickly and easily by appropriate control of the delivery rate and operation of the air conditioning system. The tobacco is then removed from the cells of the columns and pressed.