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EP0049534A1 - Verfahren zur Volumenänderung von zerkleinerten Tabakrippen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Volumenänderung von zerkleinerten Tabakrippen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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Publication number
EP0049534A1
EP0049534A1 EP81108047A EP81108047A EP0049534A1 EP 0049534 A1 EP0049534 A1 EP 0049534A1 EP 81108047 A EP81108047 A EP 81108047A EP 81108047 A EP81108047 A EP 81108047A EP 0049534 A1 EP0049534 A1 EP 0049534A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tobacco
expansion
zone
heating
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP81108047A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0049534B1 (de
Inventor
Laszlo Dr. Egri
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tamag Basel AG
Original Assignee
Tamag Basel AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tamag Basel AG filed Critical Tamag Basel AG
Priority to AT81108047T priority Critical patent/ATE20423T1/de
Publication of EP0049534A1 publication Critical patent/EP0049534A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0049534B1 publication Critical patent/EP0049534B1/de
Expired legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/18Other treatment of leaves, e.g. puffing, crimpling, cleaning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B5/00Stripping tobacco; Treatment of stems or ribs
    • A24B5/16Other treatment of stems or ribs, e.g. bending, chopping, incising
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/18Other treatment of leaves, e.g. puffing, crimpling, cleaning
    • A24B3/182Puffing

Definitions

  • the invention relates to a method for increasing the volume of cut tobacco ribs by impregnating the rib cut with at least water, heating and drying the impregnated rib cut in a pneumatic transport system by means of a gaseous heating and transport medium containing water vapor, and a device for carrying out this method.
  • GB-PS 875 684 describes a method in which the tobacco is dried using heated air.
  • U.S. Patent 3,357,436 there is disclosed a tobacco drying apparatus described, which is used in moist, heated air with a water vapor content of at least 10%, with the tobacco treatment is carried out in a pneuma system at about 65 ° C to about 316 0 C. From the patent description it is apparent that drying takes place relatively slowly using several drying towers and the initial moisture content of the one to be treated. Tobacco must not exceed 35% by weight. Accordingly, very small increases in filling capacity of, for example, 2.3% are reported.
  • the tobacco is moistened intensively and likewise exposed to a heating medium consisting of pure hot air in a heating zone.
  • a heating medium consisting of pure hot air in a heating zone.
  • the intensely moistened and thus swollen tobacco is heated by means of a hot gas in such a way that only the edge zone on the surface of a tobacco particle is significantly dried in relation to its inner area, which means that the swollen tobacco particle has a firm consistency with respect to the inner area and thus dimensional stability after accelerated Cooling should be achieved.
  • the drying itself takes place in a facility in which the moistened tobacco is transported on a conveyor belt with vibration through individual drying chambers through which hot air flows.
  • the speed of the gaseous heating and drying medium is reduced to such an extent that the tobacco or tobacco fin particles can only be kept in suspension.
  • the drying time is several minutes, although on the one hand a certain turbulence of the tobacco particle layer occurs due to the large number of gas inlet points of the fluidized bed floor, on the other hand this method of working for channel formation and thereby leads to uneven expansion effects and fluctuating final moisture content of the treated tobacco material.
  • a method is described in US Pat. No. 3,734,104 and DE-AS 2,253,882, according to which moist; Cut tobacco stems are dried at a temperature of 121 to 371 ° C for 0.3 to a maximum of 3 seconds using a gaseous, steam-containing heating medium.
  • the ribs are transported pneumatically at a very high speed and within 24 minutes to 24 to 60% moisture content. dried up to 6% moisture. After the treatment, they show an up to 50% higher, densimetrically measured filling capacity.
  • the treated rib incision must be re-moistened to 12 to 13% moisture before further processing, whereby a considerable part of the volume increase achieved can be lost if no additional measures, some of which are quite complex, are taken.
  • the tobacco material is even dried up to 3% final moisture content, so that a satisfactory increase in volume can be achieved.
  • the above-mentioned DE-OS also describes a complicated and costly process for rewetting the expanded tobacco, which is intended to minimize the effects that would otherwise result from this.
  • the object of the present invention is to provide a method which is simple and economical Community type makes it possible to increase the volume of cut tobacco ribs effectively, and which excludes the disadvantages of the known methods.
  • the object can be achieved by a method of the type mentioned at the outset, in which the rib cut moistened to at least 45% water content in a pneumatic transport system (pneumatic dryer) at a temperature of the gaseous, steam-containing heating and Transport medium is dried from 105 to about 250 0 C at least about 10 seconds to a minimum final moisture of 12.5% by weight.
  • a pneumatic transport system pneumatic dryer
  • the entire volume effect of the rib section preferably dried to 13 to 14% by weight water content is found almost completely in the end product could be.
  • the tobacco impregnated with an expansion agent is expediently fed into the stream of the gaseous heating medium in a customary manner directly before the heating zone.
  • the tobacco ribs generally have a relatively inelastic, wood-like structure, the purpose of their softening and consequently to achieve a considerable expansion is according to the invention process, an initial moisture content of the rib section to be treated of 40 to 60% by weight is particularly advantageous.
  • the gaseous heating and transport medium should contain at least 50 vol% water vapor. Its temperature should preferably be 150 to 180 ° C. immediately before the tobacco cut inlet.
  • the increase in turbulence according to the invention which is known to remove the heat transfer-inhibiting, laminar boundary layer on the surface of the tobacco particles ( destroy) is brought about in a special way according to the invention.
  • the impregnated tobacco rib parts are deflected several times during their transport in their direction of movement, and their relative speeds are changed several times compared to the gaseous heating and transport medium containing water vapor.
  • high turbulence and heat transfer speeds are achieved without doing this in a conventional manner by means of high transport speeds and the associated disadvantages, such as increased breakage and dust formation or short residence times with correspondingly high temperatures.
  • the changes in direction or relative speed occur according to the invention by the pneumatic guidance of the tobacco rib parts along a plurality of opposing and / or mutually offset deflection devices. It has been found that the An When using the deflection devices according to the invention, the temperature of the gaseous heating and transport medium containing water vapor can be substantially reduced with the same initial and final moisture levels of the tobacco rib material, the volume increase achieved remaining at least constant.
  • the ribs are impregnated with an impregnating agent which consists of water with the addition of orthophosphoric acid and / or its sodium salts.
  • a particularly favorable effect with regard to the smoke taste of treated rib cuts is achieved if the orthophosphoric acid and / or its sodium salts are added to the water in an amount of 0.1 to 1.0% by weight, calculated on the weight of tobacco ribs.
  • a preferably vertical shaft the flow cross section of which widens in the transport direction of the tobacco material, is installed in the pneumatic system according to the invention.
  • the rib cut is dried in a particularly gentle way when the temperature of the gaseous.
  • Heating and transport medium containing water vapor in the zone of flow cross-sectional expansion is preferably 110 to about 150 ° C.
  • the tobacco After expansion, the tobacco is separated from the gaseous transport medium, for example in a cyclone separator, and processed further.
  • a device for carrying out the method according to the invention which is particularly distinguished by its simplicity and economy of execution, consists in that opposing, mutually offset deflection devices are arranged in the heating zone.
  • Another device for carrying out the method according to the invention is that guide plates which are offset from one another as deflection devices are arranged in the heating zone.
  • Another device for carrying out the method according to the invention consists in that recesses 4, 4 ', 6 offset from one another are arranged in the heating zone as deflection devices.
  • Pipes 1, 1 ', 5, and those of pipes with a circular or rectangular cross-sectional profile are particularly suitable as the heating zone according to the invention are derived. This means that a cross section through one of the pipes 1, 1 ', 5 from a point at which no deflection devices according to the invention are arranged represents a circular or rectangular profile.
  • pipelines 1, 1 ', 5 are particularly suitable. Flow of gaseous heating medium tobacco parts are flowed through at high speed. Since, according to the invention, the additional heat absorption from the hot inner wall of the heating zone is exploited by the combination of heat radiation and heat conduction, it is advantageous to use pipelines with the largest possible cross-sectional circumference and consequently a large radiation area. It is therefore preferred that the pipelines 1, 1 'have a rectangular cross section, in particular with an aspect ratio of width (b): height (a), 2, preferably, 3. With such an aspect ratio it is achieved that on the one hand the surface of the pipes 1, 1 becomes large and on the other hand the distances between the wall and tobacco particles remain small.
  • the indentations 4, 4 ', 6 have a curved, for example circular segment-like, profile and are arranged at right angles to the longitudinal direction of the pipeline 1, 1', 5 continuously and without interruptions, but offset to the opposite tube wall.
  • Such a configuration of the indentations 4, 4 ', 6 takes place in the flow direction alternating narrowing and expansion of cross-sections. The many changes in direction ensure that the tobacco particles are often guided at an angle predominantly less than 45 ° to the hot pipe inner wall and / or to its immediate vicinity, heat being transferred to the particles by the combination of direct heat conduction and heat radiation, so that an accelerated temperature transition takes place.
  • the indentations 6 consist of a plurality of spherical caps.
  • the flow course of the impregnated tobacco parts is advantageously changed in a similar manner.
  • the cross-sectional changes according to the invention also lead to increased turbulence of the flow, which has a favorable influence on the access of the gaseous heating medium and improves the heat transfer of gaseous heating medium - tobacco.
  • a particularly simple embodiment consists of; that the two mutually arranged pipe walls consist of corrugated, mutually offset sheets.
  • the outer walls of the heating zone designed according to the invention can additionally be provided with heating devices.
  • the intensity of the heating is preferably chosen so that the temperature in the interior of the heating zone is between 100 and 250 ° C.
  • the device shown in FIG. 1 consists of a pipeline 1, the inlet opening 2 or outlet opening 3 of which has a rectangular profile with an aspect ratio of width (b): height (a)> 3.
  • the indentations 4 have a circular segment-like profile and are at right angles to the longitudinal direction of the pipeline 1 walking and without interruption, but offset to the opposite surface.
  • the inlet opening 2 'and the outlet opening 3' of this pipeline have the same profile as the pipeline 1 in Fig. 1.
  • the pipeline 1 consists of flat corrugated iron profiles, the indentations 4 'of which run at right angles to the longitudinal direction of the pipeline 1'.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a heating zone according to the invention.
  • the inlet opening 7 and the outlet opening 8 of this pipeline 5 have a circular profile, i.e. the basic cross section of this pipeline 5 also has a circular profile.
  • a large number of indentations 6 in the form of spherical caps are arranged in the pipeline 5 at regular intervals, but offset from one another.
  • a plurality of mutually offset steam and / or gas inlet points are arranged as deflection devices in the heating zone designed according to the invention.
  • Impregnated tobacco rib parts and the gaseous heating and transport medium containing water vapor are introduced into the expansion zone.
  • the expanded parts of tobacco ribs are fed from the expansion zone into the lower end of a drying zone, which is preferably conical at the top.
  • the dried, expanded tobacco rib parts are drawn off at the upper end of the drying zone and processed further.
  • the cut ribs were moistened in a commercially available humidification drum and then treated in a Pneuma transport system of the type mentioned above.
  • the filling capacity measurements on the rib cut were carried out with the help of Borgwaldt densimeter and refer to a standard moisture of the examined material of 13%.
  • Sample cigarettes were made from both treated sections and from untreated rib cuts by moistening section B to 13% water content and mixing it with a proportion of 10% with a standard tobacco mixture. Lot A and the untreated, cut ribs were mixed in the same ratio without further conditioning with the same standard tobacco mixture. The cigarettes were conditioned and sorted according to the same hardness.

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  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Volumenvergrößerung von zerkleinerten Tabakrippen durch Imprägnieren mit einem mindestens Wasser enthaltenden Impragniermittel bis auf einen Wassergehalt von mindestens 45 Gew.-%, Erhitzen der imprägnierten Tabakrippenteile mit einem gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmedium mit einer Temperatur von etwa 105 bis etwa 250°C, wobei die Tabakrippenteile mittels eines pneumatischen Transportsystems durch eine Expansionszone und eine Trocknungszone transportiert werden. Bei diesem Verfahren werden die imprägnierten Tabakrippenteile mindestens etwa 10 Sekunden in der Expansions- und Trocknungszone gehalten und auf eine Endfeuchte von mindestens 12,5 Gew.-% getrocknet. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Volumenvergrößerung von geschnittenen Tabakrippen durch Imprägnieren des Rippenschnittes mindestens mit Wasser, Erhitzen und Trocknen des imprägnierten Rippenschnitts in einem pneumatischen Transportsystem mittels eines gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmediums sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Es sind mehrere Verfahren bekannt, bei welchen der Tabak zwecks Trocknung und/oder Volumenvergrößerung durch Kontakt mit heißen Gasen, wie Luft, luft/Wasserdampf oder Wasserdampf allein, behandelt wird. So wird beispielsweise in der GB-PS 875 684 eine Methode beschrieben, bei welcher der Tabak mittels erhitzter Luft getrocknet wird. In der US-PS 3 357 436 wird eine Vorrichtung zur Tabaktrocknung beschrieben, in welcher feuchte, erhitzte Luft mit einem Wasserdampfgehalt von mindestens 10% eingesetzt wird, wobei die Tabakbehandlung in einem Pneuma-System bei etwa 65°C bis etwa 3160C erfolgt. Aus der Patentbeschreibung geht hervor, daß die Trocknung relativ langsam unter Benutzung mehrerer Trockentürme geschieht und die Anfangsfeuchtigkeit des zu behandelnden. Tabaks 35 Gew. % nicht überschreiten darf. Es wird dementsprechend über sehr geringe Füllkapazitätserhöhungen von beispielsweise 2,3% berichtet.
  • Bei einer weiteren Verfahrensart wird der Tabak intensiv befeuchtet und ebenfalls in einer Erhitzungszone einem Heizmedium, bestehend aus reiner Heißluft, ausgesetzt. Ein solches Verfahren wird in der DE-AS 21 03 669 beschrieben. Nach diesem Verfahren wird der intensiv befeuchtete und dadurch aufgequollene Tabak mittels eines heißen Gases so erhitzt, daß lediglich die Randzone an der Oberfläche eines Tabakteilchens gegenüber seinem Innenbereich nennenswert getrocknet wird, wodurch eine gegenüber dem Innenbereich feste Konsistenz und damit Formbeständigkeit des gequollenen Tabakteilchens nach einem beschleunigten Abkühlen erreicht werden soll. Die Trocknung selbst erfolgt in einer Einrichtung, in der der befeuchtete Tabak auf einem Förderband durch einzelne Trocknungskammern, die mit Heißluft durchströmt werden, unter Vibration transportiert wird.
  • Bei diesem Verfahren ist die Geschwindigkeit des gasförmigen Heiz- und Trocknungsmediums so weit herabgesetzt, daß die Tabak- bzw. Tabakrippenteilchen lediglich in Schwebe gehalten werden können. Dadurch beträgt die Trocknungszeit mehrere Minuten, wobei einerseits durch die Vielzahl der Gaseinlaßstellen des Fließbettbodens zwar eine gewisse Verwirbelung der Tabakteilchenschicht eintritt, andererseits diese Arbeitsweise zur Kanalbildung und dadurch zu ungleichmäßigen Ausdehnungseffekten sowie schwankender Endfeuchte des behandelten Tabakmaterials führt.
  • In der US-PS 3 734 104 bzw. DE-AS 2 253 882 ist ein Verfahren beschrieben, nach welchem gefeuchtete; geschnittene Tabakrippen bei einer Temperatur von 121 bis 371°C während 0,3 bis maximal 3 Sekunden mittels eines gasförmigen, Dampf enthaltenden Heizmediums getrocknet werden. Die Rippen werden dabei mit sehr hoher Geschwindigkeit pneumatisch transportiert und innerhalb äußerst kurzer Zeit von 24 bis 60% Feuchtigkeitsgehalt auf. bis zu 6% Feuchte abgetrocknet. Sie weisen nach der Behandlung eine bis zu 50% erhöhte, densimetrisch gemessene Füllfähigkeit auf.
  • In der gleichen Patentschrift wird anhand von Beispielen der Einfluß der Endfeuchtigkeit von behandeltem Rippenschnitt auf die Volumenvergrößerung demonstriert. So ist die Dichte des auf 13,8% Feuchte abgetrockneten Rippenschnitts um etwa 12% und des auf 14,5% Feuchte abgetrockneten Rippenschnitts um etwa 23% höher als diejenige von auf 6,0% abgetrocknetem Rippenschnitt, d.h. nach der Lehre der erwähnten Patentschrift ist der Volumenvergrößerungseffekt umso größer, je geringer die Endfeuchtigkeit des behandelten Materials ist.
  • Die entscheidenden Nachteile eines solchen Verfahrens sind:
    • Die zu einem günstigen Volumeneffekt notwendigen, hohen Abtrocknungsgeschwindigkeiten können unter Einhaltung der kurzen Behandlungszeiten nur mit sehr hohen Temperaturen erreicht werden, was zu einer erhöhten Brandgefahr und hohem Energieverbrauch führt.
  • Der auf unter 10% Wassergehalt getrocknete Rip-penschnitt wird sehr brüchig, wodurch - unter Berücksichtigung der hohen Transportgeschwindigkeiten - ein hoher Verlust durch Bruch- und Staubbildung entsteht.
  • Der behandelte Rippenschnitt muß vor der weiteren Verarbeitung auf 12 bis 13% Feuchte wiederbefeuchtet werden, wodurch ein beträchtlicher Teil der erreichten Volumenvergrößerung verlorengehen kann, wenn keine zusätzlichen, zum Teil recht aufwendigen Maßnahmen ergriffen werden.
  • Wie es in der DE-OS 29 43 373 erwähnt wird, wird das Tabakmaterial sogar bis zu 3% Endfeuchtigkeitsgehalt abgetrocknet, damit eine befriedigende Volumenerhöhung erreicht werden kann. Die erwähnte DE-OS beschreibt weiterhin ein kompliziertes und kostspieliges Verfahren zur Wiederbefeuchtung des expandierten Tabaks, welches die sonst dadurch entstehenden Effekteinbußen auf ein Minimum beschränken soll.
  • Für den absoluten Betrag der Volumenerhöhung von Tabakmaterial sind demnach mehrere Faktoren von Wichtigkeit. Zunächst ist es für eine Expansion der Tabakzellen entscheidend, die Wärme so schnell zu übertragen, daß zumindest ein Teil des Zellinhalts verdampft, bevor die Zellwände durch Abtrocknen unelastisch werden. Die Verdampfung darf aber nicht in dem Maße geschehen, daß die. Tabakzellen durch den inneren Überdruck zerstört werden. Ferner hat es sich als wichtig herausgestellt, die Feuchte dem Tabak im anschließenden Trocknungsprozeß unter relativ milden Temperatur- und Transportbedingungen zu entziehen, um die Oberfläche des Tabakpartikels nicht übermäßig spröde und so für den Abrieb anfällig zu machen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches auf einfache und wirtschaftliche Art es ermöglicht, das Volumen von geschnittenen Tabakrippen wirkungsvoll zu erhöhen, und welches die Nachteile der bekannten Verfahren ausschließt.
  • Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst werden kann, bei welchem der auf mindestens 45% Wassergehalt befeuchtete Rippenschnitt in einem pneumatischen Transportsystem (Pneuma-Trockner) bei einer Temperatur des gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmediums von 105 bis etwa 2500C mindestens etwa 10 Sekunden auf eine minimale Endfeuchte von 12,5 Gew.% abgetrocknet wird. Durch die Bestimmung der Gewichts-, Härte- bzw. Zugwiderstandsrelation der aus dem erfindungsgemäß behandelten Rippenschnitt in Mischung mit Lamina angefertigten Cigaretten hat es sich erwiesen, daß der gesamte Volumeneffekt des vorzugsweise auf 13 bis 14 Gew.% Wassergehalt abgetrockneten Rippenschnitts nahezu vollständig im Endprodukt wiedergefunden werden konnte.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der mit einem Expansionsmittel imprägnierte Tabak zweckmäßigerweise unmittelbar vor der Erhitzungszone auf übliche Weise in den Strom des gasförmigen Heizmediums eingespeist.
  • Besonders günstige Resultate sowohl hinsichtlich des Expansionseffekts als auch der Staubbildung und Weiterverarbeitung des behandelten Rippenschnitts wurden erreicht, wenn der Rippenschnitt innerhalb von etwa 10 bis 20 Sekunden, vorzugsweise etwa 15 bis etwa 20 Sekunden, abgetrocknet wurde.
  • Da die Tabakrippen im allgemeinen einen verhältnismäßig unelastischen, holzartigen Aufbau aufweisen, ist zwecks ihrer Aufweichung und folglich zur Erreichung einer beträchtlichen Ausdehnung nach erfindungsgemäß durchgeführtem Verfahren eine Anfangsfeuchte des zu behandelnden Rippenschnitts von 40 bis 60 Gew.% besonders vorteilhaft. Um die Elastizität der Zellwände, insbesondere während der ersten Phase der erfindungsgemäßen Tabakrippenbehandlung, aufrechtzuerhalten und dadurch die Volumenvergrößerung der Tabakzellen günstig zu beeinflussen, soll das gasförmige Heiz- und Transportmedium mindestens 50 Völ-% Wasserdampf enthalten. Seine Temperatur soll unmittelbar vor dem Tabakrippenschnitt-Einlaß vorzugsweise 150 bis 1800C betragen.
  • Im Zusammenhang mit der oben erwähnten schnellen Übertragung der Wärme vom Heizmedium auf die Tabakteile, die insbesondere in der ersten Phase der Behandlung für gute Volumeneffekte wichtig ist, wurde erfindungsgemäß die Turbulenzerhöhung, welche bekanntlich die wärmeübertragungshemmende, laminare Grenzschicht auf der Oberfläche der Tabakteilchen zu entfernen (zerstören) vermag, auf eine erfindungsgemäß spezielle Art herbeigeführt. Die imprägnierten Tabakrippenteile werden dabei während ihres Transports in ihrer Bewegungsrichtung mehrmals abgelnkt, und ihre Relativgeschwindigkeiten werden gegenüber dem gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmedium mehrmals geändert. Dadurch werden hohe Turbulenzen und Wärmeübertragungsgeschwindigkeiten erreicht, ohne dies auf konventionelle Art mittels hoher Transportgeschwindigkeiten und die damit verbundenen Nachteile, wie erhöhte Bruch- und Staubbildung oder kurze Aufenthaltszeiten mit entsprechend hohen Temperaturen, zu bewerkstelligen.
  • Die Richtungs- bzw. Relativgeschwindigkeitsänderungen geschehen erfindungsgemäß durch die pneumatische Führung der Tabakrippenteile entlang mehrerer, sich gegenüberliegender und/oder gegeneinander versetzter Ablenkeinrichtungen. Es hat sich herausgestellt, daß durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtungen die Temperatur des gasförmigen,Wasserdampf enthaltenden Heiz-und Transportmediums bei gleichen Anfangs- und Endfeuchtigkeiten des Tabakrippenmaterials wesentlich herabgesetzt werden kann, wobei die erzielte Volumenvergrößerung mindestens gleichbleibt.
  • Für die organoleptischen Eigenschaften der behandelten Rippen hat es sich als günstig erwiesen, wenn die Rippen mit einem Imprägniermittel, welches aus Wasser mit Zusatz von Orthophosphorsäure und/oder deren Natriumsalzen besteht, imprägniert werden.
  • Ein besonders günstiger Effekt bezüglich des Rauchgeschmacks von behandeltem Rippenschnitt wird erreicht, wenn die Orthophosphorsäure und/oder deren Natriumsalze in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.%, berechnet auf Tabakrippen-Trockengewicht, dem Wasser zugesetzt werden.
  • Um den Rippenschnitt unter schonenden Bedingungen trocknen zu können und gleichzeitig eine einheitliche Endfeuchte zu erreichen, wird erfindungsgemäß in das Pneuma-system ein vorzugsweise vertikaler Schacht, dessen Strömungsquerschnitt sich in der Transportrichtung des Tabakmaterials erweitert, eingebaut. Durch geeignete Dimensionierung der Strömungsquerschnitterweiterung wird eine solche Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit erreicht, daß nur die Teilchen, die ein bestimmtes spezifisches Gewicht, d.h. eine bestimmte Feuchtigkeit, besitzen, weiterbefördert werden.
  • Die Trocknung des Rippenschnitts geschieht auf besonders schonende Art, wenn die Temperatur des gasförmigen. Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmediums in der Zone von Strömungsquerschnittserweiterung vorzugsweise 110 bis etwa 150°C beträgt.
  • Nach der Expansion wird der Tabak vom gasförmigen Transportmedium, beispielsweise in einem Zyklonabscheider, abgetrennt und weiterverarbeitet.
  • Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnungen noch näher erläutert; es zeigen
    • Fig. 1 eine Draufsicht von rechts oben auf eine erfindungsgemäße Erhitzungszone (Expansionszone);
    • Fig. 2 ebenfalls eine Draufsicht von rechts oben auf eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erhitzungszone;
    • Fig. 3 eine Ansicht von unten auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erhitzungszone;und
    • Fig. 4 eine schematische Darstellung der wichtigsten Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die sich besonders durch ihre Einfachheit und Wirtschaftlichkeit in der Ausführung auszeichnet, besteht darin, daß in der Erhitzungszone sich gegenüberstehende, gegeneinander versetzte Ablenkeinrichtungen angeordnet sind.
  • Eine andere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß in der Erhitzungszone als Ablenkeinrichtungen gegeneinander versetzte Leitbleche angeordnet sind.
  • Eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß in der Erhitzungszone als Ablenkeinrichtungen gegeneinander versetzte Einbuchtungen 4, 4', 6 angeordnet sind.
  • Als Erhitzungszone eignen sich erfindungsgemäß insbesondere Rohrleitungen 1, 1', 5, die von Rohrleitungen mit einem kreisförmigen oder rechteckigen Querschnittsprofil abgeleitet sind. Das heißt, daß ein Querschnitt durch eine der Rohrleitungen 1, 1', 5 von einer Stelle, an der keine erfindungsgemäßen Ablenkeinrichtungen angeordnet sind, ein kreisförmiges oder rechteckiges Profil darstellt.
  • Als Erhitzungszone eignen sich besonders Rohrleitungen 1, 1', 5, die von in den. Strom des gasförmigen Heizmediums aufgegebenen Tabakteilen mit hoher Geschwindigkeit durchströmt werden. Da erfindungsgemäß die zusätzliche Wärmeaufnahme von der heißen Innenwand der Erhitzungszone durch die Kombination von Wärmestrahlung und -leitung ausgenutzt wird, ist es vorteilhaft, Rohrleitungen mit einem möglichst großen Querschnittsumfang und folglich einer großen Strahlungsfläche einzusetzen. Es wird deshalb bevorzugt, daß die Rohrleitungen 1,1' einen rechteckigen Querschnitt, insbesondere mit einem Seitenverhältnis von Breite (b) : Höhe (a) ≥ 2, vorzugsweise ≥ 3, aufweisen. Bei einem solchen Seitenverhältnis wird erreicht, daß einerseits die Oberfläche der Rohrleitungen 1, 1 groß wird und andererseits die Abstände zwischen Wand und Tabakpartikel klein bleiben. Durch geeignete Ausgestaltung der Ablenkeinrichtungen der gegenüberliegenden Rohrwände wird die Strömungsrichtung der imprägnierten Tabakteile in Längsrichtung der Rohrleitung 1, 1', 5 gestört, so daß die Hauptbewegungsrichtung etwa einer Zick-Zack-Bahn gleichkommt und die Tabakpartikel somit möglichst nahe und lange in Wandnähe verbleiben.
  • In einer geeigneten Ausführungsform weisen die Einbuchtungen 4, 4', 6 ein kurvenartiges, beispielsweise kreissegmentartiges, Profil auf und sind im rechten Winkel zur Längsrichtung der Rohrleitung 1, 1', 5 durchgehend und ohne Unterbrechungen, jedoch zur gegenüberliegenden Rohrwand versetzt angeordnet. Durch eine derartige Ausgestaltung der Einbuchtungen 4, 4', 6 erfolgen in Strömungsrichtung abwechselnd Querschnittsverengungen und -erweiterungen. Durch die vielen Richtungsänderungen wird erreicht, daß die Tabakpartikel häufig in einem Winkel vorwiegend kleiner als 45°an die heiße Rohrinnenwand und/oder an ihre unmittelbare Nähe geführt werden, wobei Warme durch die Kombination von direkter Wärmeleitung und Wärmestrahlung auf die Partikel übergeht, so daß ein beschleunigter Temperaturübergang erfolgt.
  • In einer weiteren Ausführungsform bestehen die Einbuchtungen 6 aus einer Vielzahl von Kugelkalotten. Wie schon bei der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben, wird auch hier der Strömungsverlauf der imprägnierten Tabakteile auf ähnliche Weise vorteilhaft geändert. Die erfindungsgemäßen Querschnittsveränderungen führen ebenfalls zu erhöhter Turbulenz der Strömung, welche den Zutritt des gasförmigen Heizmediums günstig beeinflußt und den Wärmeübergang gasförmiges Heizmedium - Tabak verbessert.
  • Eine besonders einfache Ausführungsform besteht darin; daß die beiden gegeneinander angeordneten Rohrleitungswände aus gewellten, gegenseitig versetzten Blechen bestehen.
  • Die Außenwände der erfindungsgemäß ausgestalteten Erhitzungszone können zusätzlich mit Heizeinrichtungen versehen werden. Die Intensität der Beheizung wird vorzugsweise so gewählt, daß die Temperatur im Inneren der Erhitzungszone zwischen 100 und 250°C liegt.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einer Rohrleitung 1, deren Eintrittsöffnung 2 bzw. Austrittsöffnung 3 ein rechteckiges Profil mit einem Seitenverhältnis von Breite (b) : Höhe (a) > 3 aufweist. Die Einbuchtungen 4 haben ein kreissegmentartiges Profil und sind im rechten Winkel zur Längsrichtung der Rohrleitung 1 durchgehend und ohne Unterbrechung, jedoch zur gegenüberliegenden Fläche versetzt angeordnet.
  • Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erhitzungszone. Die Eintrittsöffnung 2' und die Austrittsöffnung 3' dieser Rohrleitung haben dasselbe Profil wie die Rohrleitung 1 in Fig. 1. Die Rohrleitung 1 besteht aus flachen Wellblechprofilen, deren Einbuchtungen 4' im rechten Winkel zur Längsrichtung der Rohrleitung 1' verlaufen.
  • Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erhitzungszone. Die Eintrittsöffnung 7 und die Austrittsöffnung 8 dieser Rohrleitung 5 haben ein kreisförmiges Profil, d.h. der Grundquerschnitt dieser Rohrleitung 5 hat ebenfalls ein kreisförmiges Profil. In der Rohrleitung 5 ist in regelmäßigen Abständen, jedoch gegeneinander versetzt, eine Vielzahl von Einbuchtungen 6 in Form von Kugelkalotten angeordnet.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform werden in der erfindungsgemäß ausgestalteten Erhitzungszone als Ablenkeinrichtungen mehrere gegeneinander versetzte Dampf- und/oder Gaseinlaßstellen angeordnet.
  • In Fig. 4 sind schematisch die wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. In die Expansionszone werden imprägnierte Tabakrippenteile sowie das gasförmige, Wasserdampf enthaltende Heiz- und Transportmedium eingeführt. Die expandierten Tabakrippenteile werden aus der Expansionszone in das untere Ende einer vorzugsweise nach oben konisch ausgebildeten Trocknungszone eingespeist. Die getrockneten, expandierten Tabakrippenteile werden am oberen Ende der Trocknungszone abgezogen und weiterverarbeitet.
  • Aus den folgenden Beispielen sind die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie die erzielten Resultate ersichtlich.
  • Bei allen beschriebenen Behandlungen wurden die geschnittenen Rippen in einer handelsüblichen Befeuchtungstrommel befeuchtet und anschließend in einer Pneuma-TransportAnlage oben erwähnter Art behandelt. Die Füllfähigkeitsmessungen am Rippenschnitt wurden mit Hilfe von Borgwaldt-Densimeter durchgeführt und beziehen sich auf eine Standardfeuchtigkeit des untersuchten Materials von 13%.
  • B e i s p i e l Material: Heller Virginia-Rippenschnitt
  • Figure imgb0001
  • Aus beiden behandelten Partien sowie aus unbehandeltem Rippenschnitt wurden Probezigaretten angefertigt, indem Partie B auf 13% Wassergehalt befeuchtet wurde und mit einem Anteil von 10% mit einer Standard-Tabakmischung vermengt wurde. Partie A sowie die unbehandelten, geschnittenen Rippen wurden ohne weitere Konditionierung mit der gleichen Standard-Tabakmischung in gleichem Verhältnis vermischt. Die Zigaretten wurden konditioniert und nach gleicher Härte sortiert.
    Figure imgb0002
  • B e i s p i e 1 2 Material: Gewalzte und geschnittene Maryland-Rippen
  • Figure imgb0003
  • B e i s p i e 1 3 Material: Gewalzte und geschnittene dunkle Rippenmischung
  • Figure imgb0004

Claims (25)

1. Verfahren zur Volumenvergrößerung von zerkleinerten Tabakrippen durch Imprägnieren mit einem mindestens Wasser enthaltenden Imprägniermittel bis auf einen Wassergehalt von mindestens 45 Gew.%, Erhitzen der imprägnierten Tabakrippenteile mit einem gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmedium mit einer Temperatur von etwa 105 bis etwa 250°C, wobei die Tabakrippenteile mittels eines pneumatischen Transportsystems durch eine Expansionszone und eine Trocknungszone transportiert werden, dadurch gekennzeichnet , daß die imprägnierten Tabakrippenteile mindestens etwa 10 Sekunden in der Expansions- und Trocknungszone gehalten und auf eine Endfeuchte von mindestens 12,5 Gew.% getrocknet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakrippenteile innerhalb von etwa 10 bis etwa 20 Sekunden, vorzugsweise etwa 15 bis etwa 20 Sekunden, getrocknet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakrippenteile auf eine Endfeuchte von 13 bis 14 Gew.% getrocknet werden.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche. 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakrippenteile vor dem Erhitzen auf einen Wassergehalt von 50 bis 60 Gew.% eingestellt werden.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Heiz-und Transportmedium mindestens 50 Vol-% Wasserdampf enthält.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmediums unmittelbar vor dem Inkontaktbringen mit den Tabakrippenteilen 150 bis 180°C beträgt.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die-Bewegungsrichtung und die Relativgeschwindigkeiten der imprägnierten Tabakrippenteile gegenüber dem gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmedium während des Transports durch die Expansionszone mehrmals geändert werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtungs- bzw. Relativgeschwindigkeitsänderung während des pneumatischen Transports der Tabakrippenteile entlang mehrerer, sich gegenüberliegender und/oder gegeneinander versetzter Ablenkeinrichtungen geschieht.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel Wasser und Orthophosphorsäure und/oder mindestens eines ihrer Natriumsalze enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel Orthophosphorsäure und/oder deren Natriumsalze in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.%, bezogen auf das Tabakrippentrockengewicht, enthält.
11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Querschnittserweiterung der Trocknungszone die Transportgeschwindigkeit der Tabakrippenteile in vorzugsweise vertikaler Richtung so weit herabgesetzt wird, daß nur die Teile, die auf einen bestimmten Trocknungsgrad getrocknet sind, weiterbefördert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heiz- und Transportmediums in dem Teil der Trocknungszone mit erweitertem Querschnitt etwa 1100 bis 150°C beträgt.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einer Expansionszone und einer Trocknungszone, dadurch gekennzeichnet, daß in der Expansionszone sich gegenüberstehende, gegeneinander versetzte Ablenkeinrichtungen so angeordnet sind, daß sie die Flugbahn der Tabakteile in Richtung der gegenüberliegenden Wand so lenken, daß sie in einem Winkel vorwiegend kleiner als 45° an die heiße Innenwand der Expansionszone und/oder in ihre unmittelbare Nähe geführt werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Expansionszone als Ablenkeinrichtungen gegeneinander versetzte Leitbleche angeordnet sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Ablenkeinrichtungen gegeneinander versetzte Einbuchtungen (4;4',6) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionszone eine Rohrleitung (5) mit kreisförmigem Querschnitt ist.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionszone eine Rohrleitung (1,1') mit rechteckigem Querschnitt ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckige Querschnitt ein Seitenverhältnis von Breite (b) : Höhe (a) 2 2, vorzugsweise ≥ 3, aufweist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 und/oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (4) ein kurvenartiges Profil bilden und im rechten Winkel zur Längsrichtung der Rohrleitung (1) durchgehend über die Breite (b) angeordnet sind.
20. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (4) ein kreissegmentartiges Profil bilden und im rechten Winkel zur Längsrichtung der Rohrleitung (1) durchgehend über die Breite (b) angeordnet sind.
21. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen (6) aus einer Vielzahl von Kugelkalotten bestehen.
22. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü-> che 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung (1) aus einander gegenüberliegenden, gegenseitig versetzt gewellten Blechen besteht.
23. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Expansionszone als Ablenkeinrichtungen gegeneinander versetzte Dampf- und/oder Gaseinlaßstellen angeordnet sind.
24. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwände der Expansionszone zusätzlich geheizt werden.
25. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Teil der Trocknungszone eine Erweiterung des Strömungsquerschnitts in der Transportrichtung der Tabakteile vorgesehen ist.
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