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Stw.: Tabakvolumenvergrößern-Mikrowellenfeld-Zusatz Verfahren und
Vorrichtung zum Volumenvergrößern von feuchtem Tabak Zusatz zu Patent ... ... (Patentanmeldung
P 21 03 669.1 vom 27. 1. 1971 Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zum Yolumenvergrößern
von feuchtem Tabak, der erhitzt und anschließend abgekühlt wird, wobei dem Tabak
vor dem Abkühlen kurzzeitig äußerlich Wärme zum scharfen Abtrocknen zugeführt wird.
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Das Hauptpatent betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Volumenvergrößern
von feuchtem Tabak mit einer Trocknungsvorrichtung zum scharfen Abtrocknen des feuchten
Tabaks und einer dieser nachgeordneten Kühleinrichtung.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren
gemäß dem Hauptpatent zu verbessern, um eine optimale Volumenvergrößerung des Tabaks
zu erzielen.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß der
Tabak vor der Wärme zufuhr in einer Feucht zone intensiv mit einer Flüssigkeit gefeuchtet,
z.B. getränkt, wird.
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Wenn man Tabak (Tabakblätter, Schnittabak oder geschnittene Tabakrippen)
intensiv feuchtet, so vergrößert er sein Volumen, indem er aufquillt. Eine befriedigende
Volumen-Vergrößerung erhält man gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung,
wenn der Tabak vor dem scharfen Abtrocknen einen Feuchtegehalt von über 40* H2°
aufweist. Geschnittene Tabakrippen vergrößern dabei ihr Volumen um bis zu 50%. Ein
derart intensives Feuchten erzielt man gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung
durch Eintauchen des Tabaks in eine Flüssigkeit (Wasser). Um die Oberfläche des
Tabaks in der aufgequollenen Form zu fixieren, so daß
Stw.: Tabakvolumenvergrößern-Mikrowellenfeld-Zusatz
der volumenvergrößerte Tabak während des für die Weiterverarbeitung des Tabaks erforderlichen
anschließenden Entziehens der überschüssigen Feuchte nicht wieder zusammenschrumpft,
wird der Tabak nach dem Feuchten scharf an seiner Oberfläche abgetrocknet, indem
in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Tabak während seiner Förderung einer
Vibration unterworfen wird und der Tabak während der Förderung von Heißluft durchströmt
wird, wobei der Tabak sich zumindest teilweise für eine optimale Oberflächenabtrocknung
in einer Wirbelschicht befindet. Das Volumenvergrößern des Tabaks auf die vorbeschriebene
Weise kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung unterstützt werden, indem das
Wasser in den Kapillaren des Tabaks sehr schnell verdampft wird, so daß der Dampf
keine Zeit hat, durch die Kapillarwände nach außen zu diffundieren. Hierzu wird
der feuchte Tabak vor dem scharfen Abtrocknen der Wirkung eines Hochfrequenzfeldes
unterworfen. Die Volumenvergrößerung des Tabaks kann zusätzlich dadurch unterstützt
werden, daß der Tabak vor der Behandlung im Hochfrequenzfeld in der Feuchtzone mit
einer organischen Flüssigkeit, z.B. Freon, getränkt wird. Gemäß einer Variante des
Trocknungsverfahrens wird der Tabak von einem Heißluftstrom gefördert und während
der Förderung an seiner Oberfläche abgetrocknet. Bei einem anschließenden langsamen
Abkühlen des Tabaks würde der Dampf in den Kapillaren, da er nur langsam kondensiert,
die Kapillarwände wieder aufweichen, was dann zu einer Rückbildung der Kapillaren
in den ursprünglichen Zustand führen würde. Um dieses AuSz-sichen der Kapillarwände
zu unterbinden, wird gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Tabak
nach dem scharfen Abtrocknen einer Zwangskühlung unterworfen. Der Dampf in den Eapillaren
kondensiert dann schnell und hat so keine Möglichkeit, die Kapillarwände aufzuweichen.
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Stw.: Tabakvolumenvergrößern-Mikr9jwellenfeld-Zusatz Die vorgenannte
Vorrichtung, die insbesondere zum Ausüben des Verfahrens gemäß der Erfindung dient,
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Trocknungsvorrichtung eine Feuchtvorrichtung
für den Tabak vorgeordnet ist.
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In zweckmäßiger weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Feuchtvorrichtung
einen Behälter mit Flüssigkeit auf, dem ein Zuförderer zum Fördern von Tabak in
die Flüssigkeit und ein Abförderer zum Herausfördern des Tabaks aus der Flüssigkeit
zugeordnet sind. Da die Abtrocknung des Tabaks nach dem Aufquellen möglichst schnell
erfolgen soll, um ein Fixieren der Tabakoberfläche zu erreichen, weist die Trocknungsvorrichtung
einen Schwingförderer auf, dem Mittel zum Zuführen von Heißluft zugeordnet sind.
Da der Schwingförderer den Tabak durch die Schwingbewegung immer wieder hochwirft,
würde man eine optimale Oberflächenabtrocknung erhalten, wenn die Heißluft durch
den hochgeworfenen Tabak geleitet wird. Hierzu ist nach einem weiteren Kennzeichen
der Erfindung der Schwingförderer so ausgeführt, daß er einen luftdurchlässigen
Boden zum Durchleiten von Heißluft aufweist, und um zu verhindern, daß leichtere
Tabakteilchen von der durch den Boden des Schwingförderers strömenden Heißluft aus
dem Schwingförderer herausgerissen werden, divergieren die Seitenwände des Schwingförderers
in Strömungsrichtung der Luft, wodurch die Strömungsgeschwindigkeit der Luft im
Schwingförderer mit zunehmendem Querschnitt des Schwingförderers geringer wird.
Zum Unterstützen des Quellvorganges des Tabaks ist in weiterer Ausbildung der Erfindung
zwischen der Feuchtvorrichtung und der Trocknungsvorrichtung eine Anordnung zum
Erzeugen von Hochfrequenzenergie angeordnet, durch die das Wasser in den Kapillaren
des Tabaks erhitzt wird. Hierbei handelt es sich nach einem weiteren Merkmal der
Erfindung um eine Anordnung zum Erzeugen von hochfrequenten elektromagnetischen
Wellen.
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Stw.: Tabakvolumenvergrößern-Mikrowellenfeld-Zusatz Als Variante der
Trocknungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist der Feuchtvorrichtung ein Strömungstrockner
mit Mitteln zum Zuführen von Tabak nachgeordnet. Beide Vorrichtungen weisen einen
Trockner auf, der im Gleichstroiirverfahren arbeitet, d.h. daß der volle Heißluftstrom
des Trockners am Eingang des Trockners auf den Tabak trifft, so daß dieser schockartig
abgetrocknet wird,
Stw.: TabakvolumenvergröBern-Mikrowellenfeld-Zusatz
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Anlage zum Volumenvergrößern von Tabak
mit einer Feuchtvorrichtung, einer Anordnung zum Erzeugen von HochErequenzenergie
und einer nachgeordneten Trocknungsvorrichtung sowie einer gühlvorrichtung, wobei
der Tabak in einem Wirbelbett getrocknet und gekühlt wird, Figur 2 eine Ansicht
der Anlage in Figur 1 nach Schnitt II-II in vergrößertem Maßstab, Figur 3 eine Variante
der Anlage der Figur 1, Figur 4 eine weitere Variante mit einem Strömungstrockner
und einem Strömungskühler.
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Stw.: Ta bak Tabakv olumenvergrößern-Mikrowellend-Zusat z Die Anlage
der Figuren 1 und 2 besteht aus einer Feuchtvorrichtung 81 zum intensiven Feuchten
von Tabak 6, einer Anordnung zum Erzeugen von Hochfrequenzenergie 1, einer Trocknungsvorrichtung
2 und einer Kühleinrichtung 3. Der Feuchtvorrichtung 81 ist ein Zuförderer in Form
eines Förderbandes 83 zum Zuführen von Tabak 6 vorgeordnet. Die Feuchtvorrichtung
81 besteht aus einem Behälter 84 zum Aufnehmen einer Flüssigkeit 85, z.B. Wasser,
einem Abförderer in Form einer Förderschnecke 82 und einem die Förderschnecke 82
umschließenden Mantel 89. Die Feuchtvorrichtung 81 ruht auf einem Gestell 87. Der
Förderschnecke 82 schließt sich eine Austragvorrichtung 88 an, die den Tabak 6 an
ein Förderband 7 abgibt. Auf dem Förderband 7 ist der Tabak 6 durch ein Hochfrequenzfeld
einer Anordnung zum Erzeugen von Hochfrequenzenergie 1 in Form eines Mikrowellensenders
4, z.B. vom Typ MAGNETRON der Deutschen Mikrowellengesellachaft, wie er auch in
Kochherde eingebaut wird und der hoohfrequente elektromagnetische Wellen erzeugt,
förderbar. Die Trocknungsvorrichtung 2 weist Kammern 8, 9 und 11 auf, die untereinander
durch Mittel zum Zuführen von Heißluft in Form von Luftrohren 12 und 13 verbunden
sind. Die Kammer 11 hat außerdem eine Austrittsöffnung 15, die durch ein Sieb 20
abgedeckt ist. Trennwände 14 und 16 haben Ausnehmungen 17 und 18 für einen Schwingförderer
19, der mittels Blattfedern 21 auf Trägern 22 gelagert und durch einen Elektromotor
23 über einen Exzenter24 und eine Pleuelstange 26 antreibbar ist. Der Schwingförderer
19 hat einen mit Bohrungen 27 versehenen Boden 28 und nach oben hin divergierende
Seitenwände 29 und 31. Die Luftrohre 12 und 13 sind vorihren Austrittsöffnungen
an den Kammern 8 und 9 durch Siebe 32, 33 abgedeckt. Als Mittel zum Zuführen von
Heißluft dient ein durch ein Rohr 34 mit der Kammer 8 verbundener Ventilator 36,
in dessen Ansaugrohr 37 eine elektrische Heizung 38 angebracht ist. Eine Stellvorrichtung
39 dient zum Einstellen der Lufttemperatur an
Stw.: TabakvobnenvergrößernMikrowellenfeld-Zusatz
der Ansaugseite des Ventilators 36 durch andern des Mischungsverhältnisses von erhitzter
und raumtemperierter Luft. Das Förderband 7 ist zum Fördern von Tabak 6 auf den
Schwingförderer 19 in die Kammer 8 hineingeführt und um eine Rolle 41 umgelenkt.
Die Kühleinrichtung 3 ist als Kammer 42 ausgebildet und schließt direkt an die Kammer
9 der Trocknungsvorrichtung 2 an. Eine Trennwand 43 zwischen den Kammern 11 und
42 hat eine Ausnehmung 44 für den Schwingförderer 19, der auch zum Fördern des Tabaks
6 durch die Kammer 42 dient. Zum Leiten von Kühlluft durch die Kammer 42 sind ein
durch ein Rohr 46 mit der Kammer 42 verbundener Ventilator 47 und ein durch ein
Sieb 48 abgeschirmter Auslaß 49 vorgesehen. Der Eühleinr ktUDg 3 nachgeordnet ist
ein Förderer 51 zum Abfördern des behandelten Tabaks 6.
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Wirkungsweise der Anlage gemäß den Figuren 1 und 2: Der Tabak 6 wird
durch das Förderband 83 in die Feuchtvorrichtung 81 gegeben. In dem unteren Teil
der Feuchtvorrichtung 81 ist der Behälter 84 mit dem Wasser 85 so angeordnet, daß
der Tabak 6 von dem Förderband 83 direkt in das Wasser 85 fällt. Durch die Förderschnecke
82 wird der Tabak, der sich mit Wasser vollsaugt, aus dem Behälter 84 zur Austragvorrichtung
88 gefördert. Der Tabak 6, der durch die Tränkung einen sehr hohen Feuchtegehalt
aufweist, fällt auf das Förderband 7 und wird von diesem durch das Hochfrequenzfeld
des Mikrowellensenders 4 gefördert. Die Hochfrequenzenergie erhitzt das Wasser in
den Kapillaren des Tabaks 6 und verdampft das Wasser. Da Wasserdampf ein grösseres
Volumen einnimmt als Wasser, werden die Kapillaren durch den in ihnen entstehenden
Dampfdruck gedehnt. Der Tabak wird also durch den Dampfdruck in seinen Kapillaren
aufgebläht, etwa wie ein schlaffer Luftballon, der mit Luft gefüllt wird. Im Verlaufe
seiner Weiterförderung auf dem Förderband 7 gelangt der Tabak in die Kammer 8 der
Stw.:
Tabakvolumenvergrößern-Mikrowellenfeld-Zusatz Trocknungsvorrichtung 2, wo der Tabak
auf den Schwingförderer 19 übergeben wird. Der Schwingförderer 19 fördert den Tabak
6 von der Kammer 8 in die Kammer 9 und von dort in die Kammer 11. Der der Kammer
8 zugeordnete Ventilator 36 fördert durch das Rohr 34 Heißluft in die Kammer 8,
die durch die Bohrungen 27 im Boden 28 des Förderers 19 strömt. In dem Schwingförderer
19 nimmt die Strömungsgeschwindigkeit nach und nach ab, weil durch die in Strömungsrichtung
der Luft divergierenden Seitenwände 29 und 31 des Sohwingförderers 19 der Strömungsquerschnitt
der Heißluft zunimmt. Der während seiner Förderung von dem Schwingförderer 19 immer
wieder hochgeworfene Tabak 6 befindet sich unter Mitwirkung der strömenden Heißluft
in einer Wirbelschicht, wodurch ein sehr intensiver Energieaustausch zwischen Tabak
6 und Heißluft ermöglicht wird. Die Heißluft tritt aus der Kammer 8 durch das Luftrohr
12 aus und wird der Kammer 9 zugeleitet, wo sie wiederum durch den Boden 28 des
Sohwingförderers 19 hindurchtritt und ein abermaliger Energieaustausch zwischen
Tabak und Heißluft stattfindet.
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Aus der Kammer 9 wird die Heißluft durch das Luftrohr 13 abgeleitet
und der Kammer 11 zugeführt zu einem letztmaligen Energieaustausch mit dem Tabak
6. Die Heißluft verläßt die Trocknungsvorrichtung 2 durch die Austrittsöffnung 15.
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Durch das Leiten der Heißluft von der Kammer 8 in die Kammer 9 und
von dort in die Kammer 11 und in den Kammern immer wieder durch den Tabak hindurch
wird eine Gleichstromtrocknung realisiert. Am Anfang der Trockenstrecke in der Trocknungsvorrichtung
2 (in der Kammer 8) trifft die Heißluft mit ihrer größten Hitze auf den im Hochfrequenzfeld
volumenvergrößerten Tabak. Es erfolgt praktisch eine schockartige Abtrocknung der
Tabakoberfläche, wobei in den Kammern 9 und 11 diese Abtrocknung lediglich noch
verfestigt wird, aber nicht weiter in die Tiefe des Tabaks dringt, da die Temperatur
der Heißluft in den Kammern 9 und 11 immer mehr abnimmt und ihre Feuchtigkeit immer
mehr
Stw.: Tabakvolumenvergrößern-MikrowellenSeld-Zusats zunimmt.
Da mit der Trocknungsvorrichtung nur eine Oberflächentrocknung des Tabaks erzielt
werden soll, kann es auch genügen, nur eine Trockenkammer, die dann allerdings etwas
länger sein müßte als die gezeigten, zu verwenden.
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Der an seiner Oberfläche abgetrocknete und somit formbeständig gemachte
volumenvergrößerte Tabak wird von dem Schwingförderer 19 in die sich anschließende
Kühleinrichtung 3, d.h. in die Kammer 42, gefördert. Hier wird der Schwingförderer
19 von Kaltluft, die von dem Ventilator 47 in die Kammer gedrückt wird, durchströmt.
Der Tabak, der sich wie bereits erwähnt, in einer Wirbelschicht während seiner Förderung
auf dem Schwingförderer 19 durch die Kammern 8, 9, 11 und 42 befindet, wird intensiv
abgekühlt, wodurch der Dampfdruck in den Kapillaren abnimmt und letstenendes der
Dampf wieder kondensiert. Durch das Kondensieren des Dampfes wird verhindert, daß
dieser in die getrocknete Oberfläche des Tabaks eindringt und diesen wieder aufweicht.
Die getrocknete Oberfläche des Tabaks wirkt wie eine Schale und verhindert, daß
der Tabak mit dem Absinken des Dampfdruckes in den Kapillaren wieder zusammensohrumpft.
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Der volumenvergrößerte und in seiner Form fixierte Tabak wird von
dem Schwingförderer 19 auf den Förderer 51 abgegeben und von diesem zur Weiterverarbeitung
abgefördert.
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Figur 3 zeigt eine Variante der Anlage der Figur 1. Teile, die mit
denen der Figur 1 übereinstimmen, sind mit denselben Bezugszeichen, vermehrt um
100, bezeichnet und nicht erneut erläutert. Der Unterschied der Anlage der Figur
3 zu der Anlage derSigur 1 besteht darin, daß zwischen der Feuchtvorrichtung 181
und der Trocknungsvorrichtung 102 keine Anordnung zum Erzeugen von Hoohfrequenzenergie
angeordnet ist.
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Diese Anlage ist insbesondere zum Volumenvergrößern von geschnittenen
Tabakrippen, die viel Feuchtigkeit aufnehmen können, geeignet.
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Stw.: Tabakvolumenvergrößern-Mikrowellenfeld-Zusat z Wirkungsweise
der Anlage gemäß Figur 3: Der Tabak 106 (geschnittene Tabakrippen) saugt sich in
der Feuchtvorrichtung 181 derartig mit Wasser voll, daß er, wenn er auf das Förderband
107 gelangt, einen Feuchtegehalt von über 40% H20 aufweist und stark aufgequollen
ist. Dieser aufgequollene Tabak 106 wird von dem Förderband 107 tin die Kammer 108
der Trocknungsvorrichtung 102 gefördert, wo der Tabak 106 auf den Schwingförderer
119 übergeben wird.
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Wie bereits im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben, wird
der Tabak 105 hier von Heißluft umströmt unscharf an seiner Oberfläche abgetrocknet,
wodurch die Oberfläche des Tabaks in ihrer aufgequollenen Form fixiert wird, so
daß der volumenvergrößerte Tabak während des anschließenden Entziehens der überschüssigen
Feuchte nicht wieder zusammenschrumpft. Mit dieser Art der vorbesohriebenen Volumenvergrößerung
wird bei geschnittenen Tabakrippen eine Volumenvergrößerung bis zu 50% erzielt.
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In der Variante der Anlage gemäß Figur 4 sind als Trocknungsvorrichtung
und Kühle inrichtung ein Strömungstrockner und ein Strömungskühler vorgesehen. Übereinstimmende
Teile mit denen der Figur 1 sind mit denselben Bezugszeichen, vermehrt um 200, bezeichnet
und nicht näher erläutert. Die ETrocknuDgsvorrichtung 202 in Form eines Strömungstrockners
256 besteht aus einem senkrechten Trockenschacht 25 l, an des sen unterem Ende ein
Luftansaugstutzen mit einer elektrischen Heizung 258 angeordnet ist. In Richtung
des Gutdwrchlaufes sind nachstehende Teile hintereinander angeordS;: Mittel zum
Zuführen von Tabak in Form einer Zuführschleuse 259, eine Zufiihrsohütte 261, der
Trockenschacht 257, ein sich verjüngender Umlenkbogen 262, ein senkrechter Fallachaeht
263 und ein Luftabsoheider 264. Eine Ventilatorsaugleitung 266 führt vom Luftabsoheider
264 zu einem Ventilator 267.
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Dem Luftabscheider 264 schließt sich eine weitere Zuführschleuse 268
der Kühleinrichtung 203 in Form eines Strö-
Stw.: Tabakvolumenvergrößern-Mikrowellenfeld-Zusatz
mungskühlers 270 an, der im Prinzip wie der Strömungstrockner 256 aufgebaut ist.
In Richtung des Gutdurchlaufes weist er folgende Teile auf: Die Zuführschleuse 268,
eine Zuführschütte 269, einen senkrechten Kühlschacht 271 mit einem Luftansaugstutzen
265, einen sich verjüngenden Umlenkbogen 272, einen senkrechten Fallschacht 273,
einen Luftabscheider 274 und eine Austragschleuse 276, unter der sich der Förderer
251 befindet. Eine Ventilatorsaugleitung 277 verbindet den Luftabscheider 274 mit
einem'Ventilator 278.
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Wirkungsweise der Vorrichtung gemäß Figur 4: Der auf dem Förderband
207 geförderte Tabak 206 wird auf die im Zusammenhang mit der Figur 1 oder 3 beschriebene
Weise volumenvergrößert. Der so behandelte Tabak 206 wird in die Zuführschleuse
259 gefördert und von dieser über die Zuführschütte 261 in den Innenraum des Trockenschachtes
257 des Strömungstrockners 256 ausgeschleust. In dem Trockenschacht 257 wird der
Tabak 206 von der hochströmenden Heißluft aufwärts gefördert. Während seiner pneumatischen
Förderung im Trocken schacht 257 und über den Umlenkbogen 262 in den Fallachacht
263 wird der Tabak vom Heißluftstrom durchgewirbelt und aufgelockert und hierbei
an seiner Oberfläche rasch abgetrocknet. Auch hier trifft die Heißluft am Anfang
der Trockenstrecke im Trockenschacht 257 mit ihrer größten Hitze auf den volumenvergrößerten
Tabak, wodurch eine schockartige Abtrocknung der Tabakoberfläche erfolgt. Über den
Fallschacht 263 gelangt der Tabak in den Luftabscheider 264 und von diesem in die
Zuführschleuse 268. Diese schleust den Tabak über die Zuführschitte 26-9 in den
Icühlschacht 271 des Strömungskühlers 270, in dem der Tabak von der hochströmenden
Kühlluft aufwärts gefördert wird. Während seines pneumatischen Beförderns im Kühlschacht
271 und über den Umlenkbogen 272 in den Fallschacht 273 wird auch hier der Tabak
von dem Kühlluftstrom durchgewirbelt und aufgelockert und hierbei ein rascher Energie-
Stw.:
Tabakv olumenvergrößern-Mikrowellenfe ld-Zusa tz austausch zwischen Tabak und Kühlluft
erzielt. Über den Pallschacht 273 gelangt der Tabak 206 in den Luftabscheider 274
und von dort in die Austragschleuse 276.
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Von dieser wird der Tabak aus der Kühleinrichtung 203 ausgeschleust
und auf den Förderer 251 gegeben, der den Tabak zur Weiterverarbeitung abfördert.
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Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß gegenüber den bisher
bekannten Verfahren durch die schockartige Abtrocknung der Oberfläche des volumenvergrößerten
Tabaks diese Oberfläche in ihrer Form fixiert wird, so daß die Volumenvergrößerung
nach dem Abkühlen des Tabaks erhalten bleibt.
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- Patentansprüche -