CZ230793A3 - Procedure for adjusting moisture in tobacco and other organic substances - Google Patents
Procedure for adjusting moisture in tobacco and other organic substances Download PDFInfo
- Publication number
- CZ230793A3 CZ230793A3 CZ932307A CZ230793A CZ230793A3 CZ 230793 A3 CZ230793 A3 CZ 230793A3 CZ 932307 A CZ932307 A CZ 932307A CZ 230793 A CZ230793 A CZ 230793A CZ 230793 A3 CZ230793 A3 CZ 230793A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- organic material
- tobacco
- air stream
- air
- relative humidity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/04—Humidifying or drying tobacco bunches or cut tobacco
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/12—Steaming, curing, or flavouring tobacco
Landscapes
- Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
- Tea And Coffee (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Control And Other Processes For Unpacking Of Materials (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
Description
Postup úpravy vlhkosti v tabáku a jiných organických látkáchProcedure for the treatment of moisture in tobacco and other organic substances
Oblast technikyTechnical field
Tento vynález se týká postupů pro úpravu vlhkosti tj. postupů pro zvyšování obsahu vlhkosti a sušení tabáku a jiných hygroskopických organických látek, jako jsou farmaceutické a zemědělské produkty, včetně, ale nejenom ovoce, zeleniny, obilovin, kávy, a čaje. Obzvláště se týká použití vzduchu o řízené vlhkosti na zvlhčovani nebo sušení těchto materiálů.The present invention relates to methods for treating moisture, i.e., methods for increasing the moisture content and drying tobacco and other hygroscopic organic substances, such as pharmaceutical and agricultural products, including but not limited to fruits, vegetables, cereals, coffee, and tea. In particular, it relates to the use of controlled humidity air for humidifying or drying such materials.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
V tomto oboru se dlouho uznává potřeba řízení obsahu vlhkosti různých organických materiálů, včetně tabáku. Např. obsah vlhkosti v tabáku, který byl zpracováván na užitečný produkt byl mnohokrát měněn. Každý krok zpracování, např. odstonkování, sekání, přimíchávání složek, aromatisování, expanse a příprava cigaretového plniva, požaduje určité optimální množství vlhkosti, které musí být pečlivě řízeno, aby se nakonec dosáhla špičková kvalita tabáku či výrobku z jiných hygroskopických organických materiálů. Navíc způsob, kterým se mění obsah vlhkosti v tabáku, může mít trvalý vliv na fyzikální, chemické a subjektivní vlastnosti finálního výrobku. Z toho je vidět význam metody a postupu používaného při úpravě obsahu vlhkosti tabáku nebo jiného organického materiálu.The need to control the moisture content of various organic materials, including tobacco, has long been recognized in the art. E.g. the moisture content of the tobacco which has been processed into a useful product has been varied many times. Each processing step, such as shaving, chopping, blending, flavoring, expanding and preparing the cigarette filler, requires a certain optimum amount of moisture that must be carefully controlled to ultimately achieve superior tobacco or other hygroscopic organic material quality. In addition, the way in which the moisture content of the tobacco is varied can have a lasting effect on the physical, chemical and subjective properties of the final product. This indicates the importance of the method and procedure used to adjust the moisture content of tobacco or other organic material.
Obzvláště náročná je úprava vlhkosti expandovaného tabáku. Běžně je obsah vlhkosti tabáku vycházející z expansního zařízení nižší než 6 % a často i méně než 3 %. Tabák se při takové nízké vlhkosti velmi snadno drobí. Mimoto se struktura expandovaného tabáku při úpravě vlhkosti hroutí, tj . částečně nebo úplně se vrací do svého neexpandovaného stavu. Tato degradace struktury snižuje plnivost a ruší výhody, které přinesla expanse tabáku.The moisture treatment of expanded tobacco is particularly demanding. Typically, the moisture content of the tobacco coming from the expansion device is less than 6% and often less than 3%. Tobacco crumbs very easily at such low humidity. In addition, the expanded tobacco structure collapses when the moisture is treated; partially or completely returns to its unexpanded state. This degradation of the structure reduces the filler and abolishes the benefits of tobacco expansion.
K úpravě vlhkosti expandovaného tabáku jsou používány různé způsoby. Nej obvyklejší metodou je postřik vodou při převracení tabáku v rotujícím válci. Jiná metoda používá jako zvlhčovači prostředí nasycenou páru. Ještě jiná metoda používá vzduch o vysoké vlhkosti, který prochází vrstvou tabáku pohybující se na pásu, jak je ukázáno v patentové spise US 4,178,946.Various methods are used to treat the moisture of the expanded tobacco. The most common method is to spray water by turning the tobacco over in a rotating roller. Another method uses saturated steam as the humidifying environment. Yet another method uses high humidity air that passes through a layer of tobacco moving on the web as shown in US 4,178,946.
-29133-29133
Avšak při zpracování expandovaného tabáku žádná s výše uvedených metod plně neuspokojuje. Přímý styk s kapalnou vodou vede ke zhroucení expandované struktury tabáku. Zvlhčování párou také způsobí zhroucení tabákové struktury. Toto může být částečně přičítáno vysokým teplotám v parním prostředí, ale i vystaveni expandovaného tabáku jakémukoliv plynnému prostředí, ve kterém probíhá kondensace, jako je pára nebo vysoce nasycený vzduch, vede ke zhroucení jeho struktury.However, none of the above methods is fully satisfactory in the processing of expanded tobacco. Direct contact with liquid water leads to the collapse of the expanded tobacco structure. Steam humidification also causes the tobacco structure to collapse. This can be partly attributed to high temperatures in the steam environment, but also exposing the expanded tobacco to any gaseous environment in which condensation takes place, such as steam or highly saturated air, leads to the collapse of its structure.
Metoda, která obchází tyto potíže, spočívá ve vyrovnání vlhkosti původně suchého expandovaného tabáku v komoře, která obsahuje vzduch o rovnovážné vlhkosti s tabákem požadované vlhkosti, a umožňuje, aby suchý expandovaný tabák pomalu, ve 24 a 48 hodinách, vyrovnal svou vlhkost s okolím1. Postupná rychlost vzduchu komorou je velmi nízká obvykle ne vyšší než asi 127 mm/s . Tato procedura vede k malému nebo žádnému zhoršení vlastností tabáku vyvolanému zhroucením jeho struktury. Avšak potřebné dlouhé doby kontaktu omezují použitelnost tohoto způsobu pouze na laboratoř.A method which avoids these difficulties consists in leveling the moisture initially dry expanded tobacco in a chamber containing air having a moisture equilibrium with the tobacco moisture setpoint and allowing dry, expanded tobacco slowly, at 24 and 48 hours, compared to its moisture to the surrounding one . The progressive air velocity through the chamber is very low usually not higher than about 127 mm / s. This procedure leads to little or no deterioration in the properties of the tobacco caused by the collapse of its structure. However, the long contact times required limit the applicability of this method to the laboratory.
Pokusili jsme se snížit dobu zdržení potřebnou pro takový vyrovnávací proces zvýšením rychlosti průtoku. Tento přístup nebyl úspěšný, protože se nepodařilo dosáhnout plnivosti, kterou vykazoval laboratorně zpracovaný tabák. Velikost dopravníků, které musí být naplněny tabákem, aby se dosáhlo požadované dlouhé doby zdržení, nerovnoměrnost obsahu vlhkosti tabákového produktu vycházejícího z takových zařízení a výskyt požárů v takových jednotkách jsou popsány v patentovém spise US 4,202,357.We have attempted to reduce the residence time required for such a balancing process by increasing the flow rate. This approach was unsuccessful because the filler content of laboratory processed tobacco could not be achieved. The size of the conveyors that must be filled with tobacco to achieve the desired long residence time, the unevenness of the moisture content of the tobacco product emanating from such devices, and the occurrence of fires in such units are described in US 4,202,357.
Použití sušení pro řízení vlhkosti při zpracování tabáku je stejně důležité jako jeho zvlhčování. Při sušení tabáku mohou nastat fyzikální a chemické změny, které ovlivňují fyzikální a subjektivní kvalitu výrobku. Proto je postup při sušení tabáku také nanejvýš důležitý.Using drying to control moisture in tobacco processing is as important as moistening it. When drying tobacco, physical and chemical changes can occur that affect the physical and subjective quality of the product. Therefore, the tobacco drying process is also of utmost importance.
Obecně se v tabákovém průmyslu používají dva typy sušících zařízení. Rotační sušárny a pásové nebo zástěrové sušárny. Občas se používají sušárny pneumatické. Zvláštní druh sušárny byl vybrán pro požadovanou sušící operaci. Pásová nebo zástěrová sušárna např. se normálně používají pro odstonkovaný tabák, zatímco rotační sušárny se používají pro nařezaný nebo nasekaný tabák. Jak rotační, tak pásové sušárny se používají pro sušení stonků.Generally, two types of drying equipment are used in the tobacco industry. Rotary driers and belt or apron driers. Pneumatic dryers are sometimes used. A particular type of dryer was selected for the desired drying operation. For example, a belt or apron dryer is normally used for shredded tobacco, while rotary dryers are used for cut or chopped tobacco. Both rotary and belt dryers are used for drying stems.
V pásové sušárně je tabák rozprostřen na perforovaném pásu aIn a belt dryer, tobacco is spread over a perforated belt and
-39133 vzduch je prosáván nahoru nebo dolu pásem a vrstvou tabáku. Nerovnoměrné sušení tabáku je důsledek kanálků, které se vytvoří proudem vzduch ve vrstvě, a které umožní sušícímu vzduchu, aby obtékal tabák.-39133 air is drawn up or down through the tobacco web and layer. Uneven drying of the tobacco is a consequence of the channels that are created by the air flow in the layer and which allow the drying air to bypass the tobacco.
Většina rotační sušáren v tabákovém průmyslu je vyložena parními hady a mohou pracovat jako nepřímé nebo přímé sušárny podle « toho zda je teplo dodáváno pláštěm nebo zda se topí přímo, uvnitř sušárny s tabákem. Navíc tyto sušárny mohou být provozovány souproudně, když proudy tabáku a vzduchu postupují stejným směrem a nebo protiproudně, když postupují opačnými směry. Rotační sušení musí být pečlivě řízeno, aby se zabránilo přesušení, které způsobuje jak chemické změny tak zbytečné drobení tabáku při rotaci. Navíc při příliš rychlém sušení se může vytvořit nepropustná vrstva na povrchu tabáku, která brání difusi vnitřní vlhkosti v tabáku k povrchu. Tvorba takové vrstvy zpomaluje rychlost sušení a způsobuje nerovnoměrné sušení.Most rotary driers in the tobacco industry are lined with steam snakes and can work as indirect or direct driers, depending on whether the heat is supplied by the jacket or whether it heats directly inside the tobacco drier. In addition, these dryers may be operated co-current when the tobacco and air streams flow in the same direction, or countercurrently as they advance in opposite directions. Rotary drying must be carefully controlled to avoid overdrying, which causes both chemical changes and unnecessary crumbling of the tobacco during rotation. In addition, with too fast drying, an impermeable layer may be formed on the surface of the tobacco to prevent diffusion of the internal moisture in the tobacco to the surface. The formation of such a layer slows the drying rate and causes uneven drying.
Použití rotačních nebo pásových sušiček při sušení tabáku muže znamenat tepelné zpracování, které způsobuje chemické a fyzikální změny na tabáku. Nejsou to vždy nežádoucí změny a jsou způsobené faktem odstraňování vody z tabáku. V typických tabákových aplikacích určuje potřeba usušit tabák v omezeném čase výsledné tepelné zpracování v sušícím kroku. V důsledku této závislosti tepelného zpracování na sušení nelze optimalizovat tepelné zpracování odděleně od sušení, které zavedlo řadu omezení.The use of rotary or belt dryers in the drying of tobacco can mean heat treatment that causes chemical and physical changes on the tobacco. These are not always undesirable changes and are due to the fact that water is removed from the tobacco. In typical tobacco applications, the need to dry the tobacco in a limited time determines the resulting heat treatment in a drying step. Due to this dependence of the heat treatment on drying, it is not possible to optimize the heat treatment separately from the drying, which introduced a number of limitations.
Tento vynález je definován nezávislými nároky, na které je nutno se odkázat.The present invention is defined by the independent claims to which reference is made.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Realizace vynálezu se vyznačují tím, že výhodně upravují vlhkost hygroskopických materiálů jako je ovoce, zelenina, obilniny, káva, čaj, dokonce i křehký tabák vystupující z expanzního procesu, a nejenom tyto,· ty mohou být sušeny i zvlhčovány bez rozdrobení. Dále je tento postup výhodný tím, že umožňuje upravovat vlhkost expandovaného tabáku s malým nebo žádným poškozením tabákové struktury a umožňuje sušení tabáku nebo jiných vhodných hygroskopických materiálů při přibližné atmosférickém tlaku, např. bez použití vakua a při vybrané teplotě, přičemž tepelné zpracováni vyvolané v tomto procesu může být řízeno v rozsahu, který konvenční způsoby sušení tabáku nedovolí.Embodiments of the invention are characterized in that they preferably treat the moisture of hygroscopic materials such as fruits, vegetables, cereals, coffee, tea, even brittle tobacco emerging from the expansion process, and not only these can be dried and humidified without comminution. Further, the process is advantageous in that it allows the moisture content of the expanded tobacco to be treated with little or no deterioration of the tobacco structure, and allows drying of the tobacco or other suitable hygroscopic materials at approximately atmospheric pressure, eg without vacuum and at a selected temperature. The process can be controlled to an extent that conventional methods of tobacco drying do not allow.
-49133-49133
V preferované realizaci tohoto vynálezu jsou změny v obsahu vlhkosti tabáku nebo jiného organického materiálu ovlivněny stykem tabáku se vzduchem, který má relativní vlhkost pečlivě řízenou nad nebo pod rovnovážnou relativní vlhkostí organického materiálu, se kterým je ve styku. Relativní vlhkost se kontinuálně zvyšuje nebo snižuje, jak je potřeba při zpracování, aby se udržoval řízený rozdíl mezi relativní vlhkostí organického materiálu, se kterým je ve styku. Pečlivé kontinuální řízení relativní vlhkosti umožňuje řídit rychlost přestupu vlhkosti mezi organickým materiálem a jeho okolím tak, že jsou minimalizovány změny struktury tabáku. Využití relativní vlhkosti jako primární hnací síly pro přestup vlhkosti umožňuje nezávislé řízení tepelného zpracování. Tento proces může být prováděn vsádkově nebo kontinuálně. Navíc může být prováděn bez použití sušáren s rotačními válci^, které způsobují drobení4.In a preferred embodiment of the present invention, changes in the moisture content of the tobacco or other organic material are affected by the contact of the tobacco with air having a relative humidity carefully controlled above or below the equilibrium relative humidity of the organic material with which it is in contact. The relative humidity increases or decreases continuously as needed in processing to maintain a controlled difference between the relative humidity of the organic material with which it is in contact. Careful continuous control of the relative humidity makes it possible to control the rate of moisture transfer between the organic material and its surroundings so that changes in the structure of the tobacco are minimized. The use of relative humidity as the primary driving force for moisture transfer allows independent control of heat treatment. This process can be carried out batchwise or continuously. In addition, it can be carried out without the use of rotary rollers which cause crumbling 4 .
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Příklady realizovaní postupu a preferované realizace budou popsány s použití odkazů na přiložené výjresy, na kterých:Examples of the process and preferred embodiments will be described with reference to the accompanying drawings, in which:
Obr. 1 ukazuje závislost relativní vlhkosti vzduchu (RH) vyjádřené v procentech v závislosti na obsahu vlhkosti v tabáku stanovované jako těkavé látky (OV);Giant. 1 shows the relative air humidity (RH) expressed as a percentage of the moisture content of the tobacco determined as volatile (OV);
Obr. 2 je schéma laboratorního zařízení pro zvlhčování hygroskopického organického materiálu podle tohoto vynálezu s použitím vzduchu s časově proměnnou relativní vlhkostí, RH;Giant. 2 is a diagram of a laboratory apparatus for humidifying the hygroscopic organic material of the present invention using time-varying relative humidity, RH;
Obr. 3 je pohled do exemplárního zařízení s odříznutou částí pro realizaci tohoto vynálezu kontinuálním způsobem,·Giant. 3 is a view of an exemplary cut-off device for implementing the present invention in a continuous manner;
Obr. 3a je řez částí spirálního pásového zásobníku ukázaného na Obr. 3, který ukazuje cestu proudu vzduchu relativně vzhledem k cestě hygroskopického organického materiálu;Giant. 3a is a cross-sectional view of a portion of the spiral belt magazine shown in FIG. 3, which shows the path of the air flow relative to the path of the hygroscopic organic material;
Obr. 4 je schéma alternativního zařízení vhodného pro realizaci tohoto vynálezu kontinuálním způsobem;Giant. 4 is a diagram of an alternative device suitable for practicing the present invention in a continuous manner;
Obr. 5 je vývojový diagram ilustrující aplikaci tohoto vynálezu na zvlhčování; aGiant. 5 is a flow chart illustrating the application of the present invention to humidification; and
Obr. 6 představuje typický profil relativní vlhkosti vzduchu, který je u povrchu tabáku, v závislosti na čase,· byl získán při zvlhčování v zařízení na Obr. 3.Giant. 6 is a typical relative air humidity profile of the tobacco surface as a function of time; 3.
-59133-59133
Tento vynález se vztahuje k postupu pro úpravu vlhkosti tabáku a jiných vhodných hygroskopických organických materiálů, jako jsou farmaceutické a zemědělské výrobky včetně, ale nejenom, ovoce, zeleniny, obilnin, kávy a čaje, který je vyznačuje tím5, že při minimalizaci drobení nemění fyzikální strukturu, ani neindukuje nežádoucí tepelné změny v chemickém složení zpracovávaného tabáku. A ještě specielně se týká užití vzduchu o kontrolované vlhkosti ke zvlhčování nebo k sušení tabáku či jiného vhodného hygroskopického organického materiálu. Obsah vlhkosti tabáku nebo jiného vhodného hygroskopického organického materiálu se bud' zvyšuje nebo snižuje, postupným zvyšováním nebo snižováním, jak je vhodné, relativní vlhkosti vzduchu, který je ve styku s tabákem či jiným vhodným hygroskopickým organickým materiálem. Tak je řízen přestup vlhkosti a jiné charakteristiky postupu jako jsou teplota, rychlost a tlak vzduchu mohou být optimalizovány odděleně.This invention relates to a process for adjusting the moisture content of tobacco or other suitable hygroscopic organic materials, such as pharmaceutical and agricultural products, including, but not limited to fruits, vegetables, cereals, coffee and tea, which is characterized by 5 to minimizing the crushing alter physical structure, nor does it induce unwanted thermal changes in the chemical composition of the processed tobacco. More particularly, it relates to the use of controlled humidity air to moisten or dry tobacco or other suitable hygroscopic organic material. The moisture content of the tobacco or other suitable hygroscopic organic material is either increased or decreased by gradually increasing or decreasing, as appropriate, the relative humidity of the air in contact with the tobacco or other suitable hygroscopic organic material. Thus, the moisture transfer is controlled and other process characteristics such as temperature, velocity and air pressure can be optimized separately.
Dvě obecně používané metody pro charakterizaci fyzikální struktury tabáku jsou válcový objem (CV) a specifický objem (SV). Tato měření jsou obzvláště cenná při posuzování výhod tohoto postupu zvlhčování tabáku.Two commonly used methods for characterizing the physical structure of tobacco are cylinder volume (CV) and specific volume (SV). These measurements are particularly valuable in assessing the benefits of this tobacco humidification process.
Válcový objem (CV)Cylinder volume (CV)
Tabáková náplň o hmotnosti 20 g, pokud není expandována, a 10 g, pokud je expandována, je vložena do hustoměrného válce s průměrem 6 cm, Densitometer cylinder, Model No. DD-60, navrženého firmou Heinf. Borgwaldt GmbH, Schnackenburgallee No.15., Postfach 54 07 02, 2000 Hamburg 54, Germany. Na tabák je na 3 0 sekund vložen píst o průměru 5,6 cm a hmotnosti 2 kg. Výsledný objem stlačeného tabáku je odečten a podělen navážkou vzorku tabáku; tak se získá hodnota válcového objemu6 (CV) v cm3/g. Tato zkouška určuje zdánlivý objem tabákové náplně na jednotku hmotnosti. Zkouška se provádí za standardních podmínek při 23,9 °C a 60 % relativní vlhkosti vzduchu; podle zvyklosti, pokud není stanoveno jinak, je vzorek ponechán v tomto prostředí po 24 až 48 hodin.A 20g, if not expanded, and 10g, if expanded, tobacco cartridge is inserted into a 6 cm diameter densitometer cylinder. DD-60, designed by Heinf. Borgwaldt GmbH, Schnackenburgallee No.15., Postfach 54 07 02, 2000, Hamburg 54, Germany. A tobacco with a diameter of 5.6 cm and a weight of 2 kg is placed on the tobacco for 30 seconds. The resulting compressed tobacco volume is subtracted and divided by the tobacco sample weight; this gives a value of a cylindrical volume of 6 (CV) in cm 3 / g. This test determines the apparent volume of tobacco fill per unit weight. The test is performed under standard conditions at 23.9 ° C and 60% relative humidity; as usual, unless otherwise specified, the sample is left in this environment for 24 to 48 hours.
Specifický objem (SV)Specific volume (SV)
Pojem specifický objem je jednotka pro měření objemu, který zabírají pevné předměty např. tabák, zjišťovaný na základě Archimédova zákona o vytlačování. Specifický objem předmětu je určen jako převracená hodnota skutečné hustoty. Specifický objemThe term specific volume is a unit for measuring the volume occupied by solid objects such as tobacco, as determined by the Archimedes Extrusion Act. The specific volume of an object is determined as the reciprocal of the actual density. Specific volume
31»31 »
-69133 je vyjádřen v cm3/g. tato měření jsou vhodné jak rtučová porosimetrie tak i heliová pyknometrie. Bylo nalezeno, že jeich výsledky vzájemně dobře korelují. Pokud je použita heliová pyknometrie, je zvážený vzorek tabáku, bud' tak jak je, nebo sušený při 100 °C po 3 hodiny, nebo vyrovnaný, umístěn do měrné cely v pyknometru (Quantachrome Penta Pycnometer Model 2042-1, který vyrábí Quantachrome Corporation, 5 Aerial Way, Syosset, New York). Cela je dále vypláchnuta a natlakována heliem. Objem helia vytlačený tabákem je porovnán s objemem helia potřebným k tomu, aby se naplnila prázdná cela. Objem tabáku je určen podle zákona pro chování ideálního plynu. V této přihlášce, pokud není uvedeno jinak, je pojem specifický objem používán pro hodnoty určené na stejném vzorku, na kterém byl určován obsah vlhkosti OV, tj. tabák sušený po 3 hodiny v cirkulační vzduchové sušárně při teplotě 100 °C.-69133 is expressed in cm 3 / g. these measurements are suitable for both mercury porosimetry and helium pycnometry. Their results were found to correlate well with each other. When helium pycnometry is used, the weighed tobacco sample, either as it is or dried at 100 ° C for 3 hours, or even, is placed in a measuring cell in a pycnometer (Quantachrome Penta Pycnometer Model 2042-1, manufactured by Quantachrome Corporation, 5 Aerial Way, Syosset, NY). The cell is further rinsed and pressurized with helium. The volume of helium displaced by tobacco is compared to the volume of helium needed to fill the empty cell. Tobacco volume is determined by law for ideal gas behavior. In this application, unless otherwise stated, the term specific volume is used for values determined on the same sample on which the moisture content of the OV has been determined, i.e. tobacco dried for 3 hours in a circulating air drier at 100 ° C.
Tak, jak je zde používáno, obsah vlhkosti může být považován za totožný s obsahem těkavých látek7 OV, protože ne více než 0,9 % hmotnosti tabáku jsou těkavé látky jiné než voda. Určení těkavých látek OV je jednoduché stanovení úbytku hmotnosti tabáku vážením po tříhodinovém sušení v cirkulační sušárně při teplotě 100 °C. Hmotnostní ztráta v procentech původní hmotnosti je obsah těkavých látek stanovených sušením v sušárně, OV.As used herein, moisture content may be considered identical with a content of volatile substances 7 OV since not more than about 0.9% of tobacco weight is volatiles other than water. Determination of volatile matter OV is a simple determination of the weight loss of tobacco by weighing after drying for three hours in a circulating oven at 100 ° C. The weight loss in percent of the original weight is the volatile matter content determined by drying in an oven, OV.
Sítová zkouška je metoda měření rozložení délky kousků ve vzorku nasekané tabákové náplně. Test se často používá jako ukazatel degradace délky částeček tabáková náplně při zpracování. Tabáková náplň o váze 150 + 20 g v případě, že se jedná o neexpandovaný tabák a 100 + 10 g v případě expandovaného tabáku, se umístí do sítové třepačky. Třepačka používá řadu kruhových sít, s průměrem 30,5 cm (a jsou vyrobeny W.S. Tyler lne. , A Subsidiary of Combustion Engineering lne. Screenib Division, Mentor , Ohio 44060), která vyhovují ASTM (Americká společnost pro zkoušení materiálů8) standardům. Běžné velikosti ok sít jsou 6; 12; 20; a 35 mesh, což odpovídá 4,2 mm; 2,11 mm; 1.27 mm; a 0,73 mm. Třepačka má zdvih asi 12,5 až 25 mm a třepací rychlost asi 350 ± 5 kmitů za minutu. Třepačka prosívá tabák po dobu 5 minut a separuje vzorek do různých velikostních tříd. Každá velikostní třída je zvážena a uspořádaný soubor výsledků je rozložení velikostí částic vzorku.The sieve test is a method of measuring the length distribution of pieces in a sample of chopped tobacco filling. The test is often used as an indicator of the degradation of the length of the tobacco fill particles during processing. A 150 ± 20 g tobacco charge for unexpanded tobacco and 100 + 10 g for expanded tobacco is placed in a sieve shaker. The shaker uses a series of circular sieves, with a diameter of 30.5 cm (and are manufactured by WS Tyler Inc., A Subsidiary of Combustion Engineering Inc. Screenib Division, Mentor, Ohio 44060) that meet ASTM (American Society for Testing Materials 8 ) standards. Common mesh sizes are 6; 12; 20; and 35 mesh, corresponding to 4.2 mm; 2.11 mm; 1.27 mm; and 0.73 mm. The shaker has a stroke of about 12.5 to 25 mm and a shaking rate of about 350 ± 5 oscillations per minute. The shaker sieves the tobacco for 5 minutes and separates the sample into different size classes. Each size class is weighed and the ordered result set is the particle size distribution of the sample.
Laboratorní pokusy ukázaly, že snahy zvlhčit tabák rychle, vystavením působení vzduchu o -vysoké vlhkosti vedou ke ztrátámLaboratory experiments have shown that attempts to moisten tobacco quickly by exposure to air at high humidity lead to losses
-Ί9133 válcového objemu, CV. Také se ukázalo, že ztráty v hodnotě CV se vzniknou při převlhčení tabáku nebo když na něm zkondenzuje voda. To se stane, když se vlhký vzduch dostane do styky s tabákem, jehož teplota je nižší než rosný bod vlhkého vzduchu. Převlhčení nastane pokud se vytvoří rozdíly ve vlhkosti uvnitř tabákové vrstvy v důsledku nerovnoměrného vystavení vlhkému vzduchu. Tedy úspěšné zvlhčování vlhkým vzduchem musí pracovat při relativně nízké rychlosti s dobrým řízením vzdušné relativní vlhkosti, teploty vzduchu a průtoku a tlaku vzduchu vrstvou tabáku. Toho se nejlépe dosáhne postupným zvyšováním vlhkosti vzduchu procházejícího tabákovou vrstvou tak, že tabák je ve styku s proudem vzduchu, který je v podstatě v rovnováze s tabákem.-Ί9133 cylinder capacity, CV. It has also been shown that losses in the CV value occur when the tobacco is moistened or when water condenses on it. This happens when moist air comes into contact with tobacco whose temperature is below the dew point of moist air. Humidification occurs when moisture differences within the tobacco layer are created due to uneven exposure to humid air. Thus, successful humid air humidification must operate at a relatively low speed with good control of the air relative humidity, air temperature and air flow and air pressure through the tobacco bed. This is best achieved by gradually increasing the humidity of the air passing through the tobacco layer so that the tobacco is in contact with an air stream that is substantially in equilibrium with the tobacco.
Podle Obr. 1, čára ABC je isoterma pro 23,9 °C platící pro typický expandovaný tabák. Tato isoterma se vztahuje obsah těkavých látek v tabáku, OV k relativní vlhkosti vzduchu, který jej obklopuje v rovnováze za dané teploty. Tedy bod B ukazuje, že při 23,9 °C a 60 % relativní vlhkosti RH bude mít vyrovnaný tabák v rovnováze asi 11,7 % těkavých látek OV. Čára DEF na Obr. 1 představuje typický profil RH pro tabák, který byl zvlhčen podle tohoto vynálezu. Čára GEF na Obr. 1 představuje alternativní profil relativní vlhkosti RH, který byl také nalezen jako uspokojivý. Čára HF na Obr. 1 představuje typickou dráhu, která representuje dosavadní způsoby zvlhčování v rovnovážné komoře při velmi nízkých rychlostech vzduchu. Čára IJ na Obr. 1 znázorňuje aplikaci podle tohoto vynálezu představující sušení tabáku.Referring to FIG. 1, the ABC line is an isotherm at 23.9 ° C applicable to typical expanded tobacco. This isotherm refers to the content of volatile matter in tobacco, OV, to the relative humidity of the air that surrounds it in equilibrium at a given temperature. Thus, point B shows that at 23.9 ° C and 60% relative humidity RH, the balanced tobacco will have an equilibrium of about 11.7% volatile matter OV. The DEF line in FIG. 1 represents a typical RH profile for tobacco that has been wetted according to the present invention. The GEF line in FIG. 1 represents an alternative relative humidity profile RH, which was also found to be satisfactory. The line HF in FIG. 1 represents a typical path that represents prior art humidification methods in the equilibrium chamber at very low air speeds. Line IJ in FIG. 1 illustrates an application of the present invention for drying tobacco.
Obr. 1 ukazuje, že zvlhčování tabáku o obsahu těkavých složek asi 6,5 %, který by byl v rovnováze s 30 % relativní vlhkostí RH, na obsah těkavých složek 11,7 %, který by byl v rovnováze se vzduchem o relativní vlhkosti RH asi 60 %, může být dosaženo lépe vystavením tabáku působení vzduchu, jehož vlhkost je postupně zvyšována z 40 % na asi 60 % než když by byl vystaven přímo působení vzduchu o vlhkosti 60 % RH. Pokud se zvlhčování provádí za těchto pomalu se měnících podmínek, potom přestup vlhkosti z proudu vzduchu do tabáku je relativně pomalý, protože hnací síla je malá, a tak se nepoškodí expandovaná struktura tabáku. Zvlhčování expandovaného tabáku beze ztráty na hodnotách válcového objemu CV může být dosaženo vystavením tabáku vzduchu, jehož vlhkost je zvyšována v malých krocích trvajících vždy určitou dobu z 40 % RH na 62 % RH a to asi za 60 minut. To snižuje celkovou dobuGiant. 1 shows that a humidification of tobacco having a volatile content of about 6.5% that would be in equilibrium with 30% relative humidity RH to a volatile content of 11.7% that would be in equilibrium with air with a relative humidity RH of about 60% %, can be better achieved by exposing the tobacco to air whose humidity is gradually increased from 40% to about 60% than if it were directly exposed to air of 60% RH. If the humidification is carried out under these slowly changing conditions, then the transfer of moisture from the air stream to the tobacco is relatively slow because the driving force is low and thus the expanded tobacco structure is not damaged. Humidification of the expanded tobacco without loss of CV value can be achieved by exposing the tobacco to air, the humidity of which is increased in small steps lasting for some time from 40% RH to 62% RH in about 60 minutes. This reduces the total time
-89133 potřebnou k provedení zvlhčení, aniž by se významně změnila struktura expandovaného tabáku. Tedy čáry DEF a GEF na Obr. 1 představují účinné realizace tohoto vynálezu při zvlhčování tabáku.-89133 required to effect humidification without significantly altering the expanded tobacco structure. Thus, the DEF and GEF lines in FIG. 1 illustrate effective embodiments of the present invention in tobacco humidification.
Na Obr. 1 jsou ukázány podmínky blízké rovnovážným segmentem EF a čárou ABC, které se vztahují k proudu vzduchu a tabáku. Významná je skutečnost, že pro tabáky s obsahem těkavých složek OV nižším než asi 7 % je rozdíl mezi relativní vlhkostí vzduchu v rovnováze s tabákem a relativní vlhkostí proudu vlhkého vzduchu použitého pro zvlhčování značně veliký, aniž by to mělo nepříznivý vliv na plnivost tabáku. Také je důležité, že pro tabáky s obsahem těkavých složek OV mezi 7,5 a 11,5 % může být vlhkost vzduchu používaného pro zvlhčování o asi od 2 do 8 % vyšší než relativní vlhkost vzduchu, který je v rovnováze s tabákem, přičemž větší odchylka platí pro tabáky s nižším obsahem těkavých složek, OV, aniž by tím byla nepříznivě ovlivněna plnivost tabáku.In FIG. 1 shows conditions close to the equilibrium segment EF and the line ABC relating to the air and tobacco flow. Significantly, for tobacco with a OV content of less than about 7%, the difference between the relative humidity of the air in equilibrium with the tobacco and the relative humidity of the humidified air stream used for humidification is great, without adversely affecting the filling capacity of the tobacco. It is also important that for tobacco with an OV content of between 7.5 and 11.5%, the humidity of the air used for humidification may be about 2 to 8% higher than the relative humidity of the air that is in equilibrium with the tobacco, with the derogation applies to tobacco with a lower content of volatile constituents, OV, without adversely affecting the filling capacity of the tobacco.
Pokud byl tento postup aplikován na sušení tabáku, nebyl zjištěn pokles hodnoty válcového objemu tabáku. A to bylo zjištěno i v případech, kdy relativní vlhkost proudu vzduchu používaného k sušení byla významně menší než relativní vlhkost vzduchu v rovnováze s tímto tabákem, tj . relativní vlhkost proudu sušicího vzduchu byla nižší než rovnovážné podmínky tabáku. Proto je důležité, že čára IJ na Obr. 1 představuje pouze jednu z mnoha cest, které mohou být použity pro sušení tabáku podle tohoto vynálezu.When applied to the drying of tobacco, there was no decrease in the cylindrical volume of the tobacco. This has also been found in cases where the relative humidity of the air stream used for drying was significantly less than the relative humidity of the air in equilibrium with the tobacco, i.e. the relative humidity. the relative humidity of the drying air stream was lower than the equilibrium conditions of the tobacco. Therefore, it is important that the line IJ in FIG. 1 represents only one of the many routes that can be used to dry the tobacco of the present invention.
Tento vynález může být aplikován na vsádkový i kontinuální postup. Pokud se provádí jako vsádkový zvlhčovači postup, pak relativní vlhkost proudu vzduchu obtékajícího tabák se s časem zvyšuje, aby se zajistil kontinuální růst vlhkosti v tabáku. Toho může být dosaženo ve vyrovnávací komoře, jaká je znázorněna na Obr. 2. Tabák, který má být zvlhčen je umístěn ve vrstvě asi 5 cm tlusté na patrech se sítovým dnem uvnitř vyrovnávací komory, takže proud vzduchu o řízené vlhkosti může procházet vrstvou tabáku směrem dolů. Komory, které mohou mít objem od 0,560 do 2,250 m3 (vyrábí je Parameter Generation and Control, lne. 1104 Old US 70, West, Black Mountain, N.C. 28711), byly použity v řadě studií. Vyrovnávací komory byly vybaveny mikroprocesory, které dovolovaly řízené stupňovité změny vlhkosti uvnitř komory. Byly provedeny zkoušky, ve kterých byl zvlhčován suchý expandovaný tabák z počáteční hodnoty OV (těkavých složek) 2 % na konečnou 11 % přiThe present invention can be applied to both batch and continuous processes. When carried out as a batch humidification process, the relative humidity of the air bypassing the tobacco increases with time to ensure the continuous growth of moisture in the tobacco. This can be achieved in a buffer chamber as shown in FIG. 2. The tobacco to be humidified is placed in a layer about 5 cm thick on trays with a sieve bottom inside the buffer chamber, so that the controlled humidity airflow can pass down the tobacco layer. Chambers that may have a volume of 0.560 to 2.250 m 3 (manufactured by Parameter Generation and Control, Inc. 1104 Old US 70, West, Black Mountain, NC 28711) have been used in a number of studies. The equalization chambers were equipped with microprocessors that allowed controlled step changes in humidity within the chamber. Tests were conducted in which dry expanded tobacco was moistened from an initial OV of 2% to a final 11% at
-99133 použití vzduchu se stupňovitě zvyšovanou hodnotou relativní vlhkosti z počátečních hodnot mezi 30 % a 52 % na konečné hodnoty mezi 59 a 65 % v časovém úseku mezi 30 a 90 minutami. Rychlosti vzduchu spadaly do rozsahu mezi asi 0.254 a 1,016 m/s. Měření relativní vlhkosti a teploty bylo sledováno přístrojem Thunder model 4A-1, který vyrábí Thunder Scientific Corp., 623 Wyoming, S.E., Albuquerque, New Mexico 87123. Rychlosti vzduchu byly měřeny s Alnor Thermo Anemometer model 8525, který vyrábí Alnor Instrument Co., 7555 N. Linder Ave. Skokie, Illinois 60066. Zkoušky, ve kterých relativní vlhkost byla stupňovitě měněna z počátečních hodnot tak vysokých jako je 52 % do konečných hodnot kolem asi 62 % v čase, který byl kratší než asi 40 minut, poskytly zvlhčený tabák se zcela zachovanou hodnotou válcového objemu CV, takovou jaké bylo dosaženo v srovnávacím pokusu se podobným tabákem zvlhčovaným ve vyrovnávací komoře se vzduchem o udržované vlhkosti 60 % RH a při 23,9 °C, který procházel tabákem nízkou rychlostí po 24 až 48 hodin. Stupňovité měnění bylo úspěšné pokud rychlosti vlhkého vzduchu byly až 1,016 m/s a teplota od asi 23,9 °C do 32,2 °C. Expandovaný tabák zvlhčený tímto způsobem ukazoval minimální, pokud vůbec nějakou, ztrátu válcového objemu, pokud se srovnával s expandovaným tabákem zvlhčeným v vyrovnávacím řízeném prostoru.The use of air with a step-by-step relative humidity value from initial values between 30% and 52% to final values between 59 and 65% over a period of time between 30 and 90 minutes. Air velocities fell between about 0.254 and 1.016 m / s. The relative humidity and temperature measurements were monitored with a Thunder model 4A-1 manufactured by Thunder Scientific Corp., 623 Wyoming, SE, Albuquerque, New Mexico 87123. Air velocities were measured with an Alnor Thermo Anemometer model 8525 manufactured by Alnor Instrument Co., 7555 N. Linder Ave. Skokie, Illinois 60066. Tests in which the relative humidity was stepwise varied from baseline values as high as 52% to final values of about 62% at less than about 40 minutes yielded a moistened tobacco with a fully maintained cylindrical volume value A CV such as that obtained in a comparative experiment with similar tobacco moistened in a buffer chamber with air maintained at 60% RH and at 23.9 ° C, which passed through the tobacco at low speed for 24 to 48 hours. The step change was successful when the humid air speeds were up to 1.016 m / s and the temperature was from about 23.9 ° C to 32.2 ° C. Expanded tobacco moistened in this manner showed minimal, if any, cylindrical volume loss when compared to expanded tobacco moistened in the buffer control space.
Tento vynález může být prováděn jako kontinuální postup nanejvýš účinně v zařízení Frigoscandia, což je spirálový samočinně srovnávající tabák na dopravníkový pás, který je ukázán na Obr. 3. Toto zařízení je specielně modifikované spirálové mrazicí zařízení Model GCP 42, jak je dodává Frigoscandia Food Process Systems AB of Helsingborg, Sweden. Suchý tabák, který má být zvlhčen vstupuje do jednotky 10 na podavači 13, je transportován jednotkou 10 po spirále ze dna spirálního zásobníku k vrchu, jak je ukázáno a vystupuje tabákovým výstupem po zvlhčení. Zvlhčený vzduch je profukován směrem dolů tabákem ze vs.tupu vlhkého vzduchu 15 ke dnu spirálového zásobníku 14., kde odchází vývodem vlhkého vzduchu 16, přičemž v podstatě teče protiproudně ke směru pohybu tabáku, tj . většina vlhkého vzduchu teče od vrchu vloženého tabáku po patrech tabákové vrstvy, zatímco se tabák pohybuje nahoru a sleduje spirálový pohyb unášeče. Malé množství vlhkého vzduchu proudí po spirálové dráze zásobníku unášeče od vrchu dolů v opravdové protiproudé cestě. Tyto druhy vzdušných toků jsou ukázány na Obr. 3a. Bylo zjištěno, že toto uspořádání účinně duplikuje stupňovitéThe present invention can be carried out as a continuous process most effectively in the Frigoscandia device, which is a spiral self-leveling tobacco on the conveyor belt shown in FIG. 3. This equipment is a specially modified Model GCP 42 Spiral Freezer as supplied by Frigoscandia Food Process Systems AB of Helsingborg, Sweden. The dry tobacco to be moistened enters the unit 10 on the feeder 13, being transported by the unit 10 spirally from the bottom of the spiral magazine to the top, as shown, and exits through the tobacco outlet after moistening. The humidified air is blown downwardly through the tobacco from the humid air outlet 15 to the bottom of the spiral container 14 where it exits through the humid air outlet 16, flowing substantially countercurrently to the direction of tobacco travel, i. most of the moist air flows from the top of the inserted tobacco to the floors of the tobacco layer while the tobacco moves upward and follows the spiral movement of the entrainer. A small amount of wet air flows down the spiral path of the carrier container from top to bottom in a true countercurrent path. These types of air flows are shown in FIG. 3a. It has been found that this arrangement effectively duplicates stepped
-109133 změny relativní vlhkosti, které je možno vytvářet v zařízení na Obr. 2.The relative humidity changes that can be generated in the apparatus of FIG. 2.
Na Obr. 3a, což je průřezová pohled na část spirálového unášeče vloženého tabáku 14, který je na Obr. 3, je znázorněn tok proudu vzduchu 20 a 22 vzhledem k cestě tabákové vrstvy 21. Jak je ukázáno na Obr. 3a, směřuje tok vzduchu odshora dolů po zásobě tabáku v sušárně. Tok tabáku sleduje směr odspodu nahoru jednotkou a je ilustrován jako pohyb zprava doleva na Obr. 3a, jak tabák postupuje nahoru spirálovým podavačem 14· Hlavní část vzduchu 20, která je v podstatě protiproudá dráze tabáku je směřována patry tabákové vrstvy 21 a přichází do styku s tabákem na úrovni bezprostředně pod, zatímco malá část proudu vzduchu 22 prochází vrstvou tabáku 21. Tato část proudu vzduchu 22 může později procházet vrstvou tabáku 21.In FIG. 3a, which is a cross-sectional view of a portion of the spiral tab of the inserted tobacco 14 shown in FIG. 3, the flow of air flow 20 and 22 relative to the path of the tobacco layer 21 is shown. As shown in FIG. 3a, directs the air flow from top to bottom over the tobacco supply in the dryer. The tobacco flow follows the bottom-up direction through the unit and is illustrated as a right-to-left movement in FIG. 3a as the tobacco advances upwardly through the spiral feeder 14. A major portion of the air 20 that is substantially upstream of the tobacco path is directed by the trays of the tobacco layer 21 and comes into contact with the tobacco immediately below, while a small portion of the air stream 22 passes through the tobacco layer. This portion of the air stream 22 may later pass through the layer of tobacco 21.
Klíč k úspěšnému provedení tohoto vynálezu, v případě zvlhčování, jsou prostředky zajišťující trvalé zvyšováni relativní vlhkosti vzduchu ve styku s tabákem, v závislosti na zvyšované vlhkosti vyjádřené hodnotou OV tabáku. Samočinné srovnávání vloženého tabáku v sušárně Frigoscandia na spirálovém podavači podstatou svého návrhu propouští většinu vzduchu proudícího směrem dolů násobnými patry podavače, (zásobou na podavači), které unášejí tabák. Tím, že je tabák uváděn zespoda a vzduch seshora sušárny jsou toky vzduchu a tabáku v podstatě protiproudá. Tento v podstatě protiproudý proud poskytuje přirozený kontinuální gradient RH (relativní vlhkosti) ve vzduchu, který je ve styku s tabákem, protože vzduch je postupně při pohybu nad patry zvlhčovaného tabáku. Uváženým výběrem rychlosti podavače tabáku, rychlosti vzduchu a tabáku, řízením teploty a relativní vlhkosti zvlhčovaného vzduchu, tj. podobných podmínek jako při vsádkových pokusech, mohou být aproximovány vsádkové zvlhčovači pokus v kontinuálním uspořádání. Na zvlhčení asi 65,25 kg tabáku o obsahu 3 % OV za hodinu byly nalezeny tyto podmínky: rychlost pásu odpovídající době zdržení od asi 40 do 80 minut, teplota vzduchu na vstupu od asi 28 do 35 °C se vstupní relativní vlhkostí od asi 61 do si 64 % a průtoku vzduchu asi od 28,3 do asi 70,8 m3 za minutu. Pokud se použila spirálová jednotka Frigoscandia GCP 42, nebyla při nich zjištěna žádná ztráta hodnoty válcového objemu CV ani měřitelné rozdrobení.The key to a successful embodiment of the present invention, in the case of humidification, is a means to permanently increase the relative humidity of the air in contact with the tobacco, depending on the increased humidity expressed as the OV value of the tobacco. By comparing the inserted tobacco in a Frigoscandia dryer on a scroll feeder, the essence of its design permits most of the air flowing down the multiple levels of the feeder (supply on the feeder) that carry the tobacco. By introducing the tobacco from below and the air from the top of the dryer, the air and tobacco flows are substantially countercurrent. This substantially countercurrent stream provides a natural continuous gradient of RH (relative humidity) in the air in contact with the tobacco, as the air is gradually moving over the trays of the moistened tobacco. By considering the tobacco feeder speed, air and tobacco velocity, controlling the temperature and relative humidity of the humidified air, i.e., similar conditions to the batch experiments, a batch humidification experiment in a continuous configuration can be approximated. To moisten about 65.25 kg of 3% OV tobacco per hour, the following conditions were found: web speed corresponding to a residence time of about 40 to 80 minutes, inlet air temperature of about 28 to 35 ° C with an inlet relative humidity of about 61 to about 64% and an air flow rate of about 28.3 to about 70.8 m 3 per minute. When the Frigoscandia GCP 42 helical unit was used, there was no loss of CV or measurable crushing.
-119133-119133
Zařízení pro záznam relativní vlhkosti v průběhu času, jako je model 29-03 RH/Temperature recorder (vyrobený firmou Rustrak Instruments Co. E. Greenwich, RI) byly připojeny k jednotce Frigoscandia po celou dobu zvlhčování tabáku. Toto zařízení ukázalo trvalý vzestup relativní vlhkosti při přenosu po spirálovém zásobníku s počáteční hodnotou relativní vlhkosti od asi 35 do 45 % ve spodní části zařízení, kde je tabák nejsušší, do asi 62 % na vrchu zařízení, kde je tabák již plně upraven zvlhčením.Relative humidity recorders over time, such as the 29-03 RH / Temperature recorder (manufactured by Rustrak Instruments Co. E. Greenwich, RI), were connected to the Frigoscandia unit throughout the tobacco humidification period. This device showed a sustained increase in relative humidity in the spiral container with an initial relative humidity of from about 35 to 45% at the bottom of the drier, to about 62% at the top of the device where the tobacco is already fully humidified.
Obr. 6 je typická křivka závislosti relativní vlhkosti na čase, kterou zaznamená Rustrakova jednotka. Procenta relativní vlhkosti vzduchu při vrstvě tabáku proti času jsou ukázána na Obr. 6. Tabák s počáteční vlhkostí OV kolem 3 %, který vstupuje do spirálové zvlhčovači jednotky a byl ve styku se vzduchem o relativní vlhkosti asi 43 % (Bod A Obr. 6). Obr. 6 ukazuje, že při postupu tabáku spirálovou zvlhčovači jednotkou se zvyšuje relativní vlhkost vzduchu z asi 43 % na asi 62 % na výstupu z jednotky (Bod B Obr. 6) . Tabák o obsahu těkavých látek OV vystupuje z jednotky. Relativní vlhkost vzduchu RH vstupující do spirálové zvlhčovači jednotky byla řízena tak, aby odcházející tabák nevykazoval významnou ztrátu válcového objemu.Giant. 6 is a typical relative humidity vs. time curve recorded by the Rustrak unit. The relative air humidity percentages of the tobacco layer versus time are shown in FIG. 6. Tobacco with an initial OV humidity of about 3% that enters the scroll unit and has been in contact with air with a relative humidity of about 43% (Point A Fig. 6). Giant. 6 shows that as the tobacco progresses through the spiral humidification unit, the relative humidity increases from about 43% to about 62% at the outlet of the unit (Point B Fig. 6). The OV tobacco is exiting the unit. The relative humidity RH entering the spiral humidifier was controlled so that the outgoing tobacco did not exhibit a significant cylinder volume loss.
Aby bylo možno realizovat tento vynález mohou být také použity jiné způsoby pro realizaci stupňovité změny relativní vlhkosti vzduchu, jako je jednotka ukázaná na Obr. 4. Podle tohoto Obr. 4, vstupuje tabák na podavač 43 na vstupu tabáku 40 a vystupuje na výstupu tabáku 41. Vzduch s postupně se zvyšující vlhkostí je uváděn tak, aby profukoval nahoru nebo dolů tabákovou vrstvu 42 v několika zónách 44 a tak reprodukoval efekt stupňovité vlhkosti v zařízení na Obr. 2. Tento stupňovitý vliv může být dosažen také pohybem vzduchu z jednoho zdroje sledujícího serpentinový vzor zprava doleva na Obr. 4, který v podstatě představuje protiproudy tok vzduchu k pohybu tabáku. Tedy vzduch vystupující z určité zóny se stává vstupujícím vzduchem pro přilehlou zónu na levé straně.In order to realize the present invention, other methods may also be used to effect a gradual change in relative air humidity, such as the unit shown in FIG. 4. According to this FIG. 4, the tobacco enters the feeder 43 at the tobacco inlet 40 and exits the tobacco outlet 41. The air of increasing humidity is introduced to blow up or down the tobacco layer 42 in several zones 44 and thus reproduce the stepped moisture effect in the apparatus of FIG. . This stepwise effect can also be achieved by moving the air from one source following the serpentine pattern from right to left in FIG. 4, which essentially represents the countercurrent flow of air to move the tobacco. Thus, the air exiting the particular zone becomes the incoming air for the adjacent zone on the left.
Aby se realizoval postup podle tohoto vynálezu, je možné zpracovávat jak celý kouřem zpracovaný tabákový list (bright tobacoo), tabák sekaný nebo nařezaný, buď expandovaný nebo neexpandovaný, nebo vybrané části tabáku jako jsou stonky nebo rekonstituovaný tabák. Postup může být aplikován na kterýkoliv výše uvedený druh a to i na aromatizovaný tabák. Pro zvláštní případ sušení tabáku bylo zjištěno, že neexpandovaná tabáková náplň můžeIn order to carry out the process of the present invention, it is possible to process both the whole tobacco leaf, bright tobacco, chopped or cut, either expanded or unexpanded, or selected portions of tobacco such as stems or reconstituted tobacco. The process can be applied to any of the above species, including aromatized tobacco. For a particular case of tobacco drying, it has been found that an unexpanded tobacco charge can
-129133 být sušena kontinuálně v podstatě při pokojové teplotě v podstatě protiproudým způsobem modifikovaným spirálním sušícím zařízením s podavačem, Frigoscandia, a to z vlhkosti tabáku od asi 21 na asi 15 % za asi hodinu. V tomto případě vzduch vstupoval do horní části jednotky při asi 29,5 °C, a vlhkosti RH 58 % a vystupoval při 25 °C a vlhkosti RH 68 %. Sušení bylo provedeno při malém nebo žádném tepelném zpracování tabáku.-129133 be dried continuously at substantially room temperature in a substantially countercurrently modified spiral dryer with feeder, Frigoscandia, from a moisture content of from about 21 to about 15% in about an hour. In this case, air entered the top of the unit at about 29.5 ° C, with a RH of 58% and exited at 25 ° C and a RH of 68%. Drying was carried out with little or no heat treatment of the tobacco.
Alternativně může být postup podle tohoto vynálezu použit pro sušení tabáku, který má teplotu výrazně vyšší než je pokojová teplota, např. tabák při 93,3 °C až 121 °C. Pokud je tabák sušen za této vysoké teploty potom teplota a relativní vlhkost sušícího vzduchu jsou upraveny, aby byly vytvořeny vhodné podmínky pro provedení postupu podle tohoto vynálezu.Alternatively, the process of the invention may be used to dry tobacco having a temperature significantly higher than room temperature, e.g., tobacco at 93.3 ° C to 121 ° C. When the tobacco is dried at this high temperature, the temperature and relative humidity of the drying air are adjusted to create suitable conditions for carrying out the process of the invention.
Analogicky ke zvlhčování tabáku, bylo nalezeno že sušení se nejlépe dosáhne v minimálním čase tak, že se nastaví konečná úroveň vlhkosti vzduchu nižší, než by odpovídala tomu, aby byl tabák připraven v požadované konečné vlhkosti, čímž se zvýší gradient vlhkosti mezi vzduchem a tabákem a podle toho i hnací síla způsobující sušení. Ale na rozdíl od zvlhčovacího postupu, může být vzduchový proud udržován na úrovni mnohem nižší než ten, který jev rovnováze s tabákem o požadovaném obsahu těkavých látek OV po sušení.Analogously to tobacco humidification, it has been found that drying is best accomplished in a minimum amount of time by adjusting the final air humidity level lower than would be appropriate to prepare the tobacco at the desired final humidity, thereby increasing the air-tobacco humidity gradient and accordingly, the driving force causing drying. However, unlike the humidification process, the air flow can be maintained at a level much lower than that which equilibrates with tobacco of the desired OV content after drying.
Pokus č.1Experiment 1
Abychom demonstrovali výhodu zvlhčovacího postupu u suchého expandovaného tabáku, ve které se dávkuje voda pomaleji než u sprejové metody ve válcové nádobě, umístili jsme 20 g tabákové náplně do utěsněného exsikátoru. Tento vzorek byl impregnován kapalným kysličníkem uhličitým a expandován v expansní věži při teplotě 288 °C. Obsah těkavých látek, OV, v této tabákové náplni byl 3,4 %. Bylo spočítáno, že asi 1,89 gramu vody bude potřeba na zvýšení obsahu těkavých látek, OV, na 11,5 %. Toto množství vody bylo vloženo do malé skleněné nádoby s gumovou zátkou se skleněnou trubkou o vnitřním průměru 3,2 mm, která touto zátkou procházela. Tato nádoba byla také těsně uzavřena v exsikátoru. Po devíti dnech byla všechna voda adsorbována tabákem. Jeho následnou analysou bylo zjištěno, že vykazuje obsah těkavých látek, OV, asi 11,5 %. Zde se tím rozumí tabák před tím, než byl vyrovnán se vzduchem o 60 % relativní· vlhkosti a teplotě 23,9 *?C v době od 24 do 48 hodin. Tento postup vyrovnání se obecně používá jako prostředek k dosaženíTo demonstrate the advantage of the humidification process for dry expanded tobacco in which the water is dosed more slowly than in the spray method in a cylindrical vessel, we placed 20 g of tobacco fill in a sealed desiccator. This sample was impregnated with liquid carbon dioxide and expanded in an expansion tower at 288 ° C. The VOC content of this tobacco fill was 3.4%. It has been calculated that about 1.89 grams of water will be needed to increase the OV content to 11.5%. This amount of water was placed in a small glass container with a rubber stopper with a 3.2 mm inner diameter glass tube passing through the stopper. This vessel was also tightly sealed in a desiccator. After nine days, all water was adsorbed by tobacco. Its subsequent analysis revealed a volatile matter, OV, of about 11.5%. Here we mean tobacco before it has been equilibrated with air at 60% relative humidity and a temperature of 23.9 ° C for 24 to 48 hours. This alignment procedure is generally used as a means to achieve
-139133 standardního stavu tabáku před měřením válcového objemu CV a specifického objemu SV a také před sitovacimi zkouškami. Po tomto standardním vyrovnání měl tabák zvlhčený v exsikátoru válcový objem, CV, asi 9,5 cm3/g a specifický objem, SV, asi 2,9 cm3/g při obsahu těkavých látek, OV, asi 11,6 %·. Pro srovnání, pokud byl vzorek stejného tabáku umístěn přímo uvnitř vyrovnávací komory za standardních podmínek, potom vyrovnaný obsah těkavých látek, OV, byl 11,3 % a hodnotu CV a SV byly postupně 9,4 cm3/g a 2,7 cm3/. Třetí vzorek expandované tabákové náplně by zvlhčován ve sprejové koloně tak, aby obsah těkavých látek byl asi 11,5 %. Po vyrovnání tohoto vzorku vykazoval CV asi 8,5 cm3/g a SV asi 1,9 cm3/g při rovnovážném OV asi 11,6 %.-139133 of the standard state of the tobacco before measuring the cylinder volume CV and specific volume SV, as well as before the screening tests. After this standard alignment, the tobacco moistened in the desiccator had a cylindrical volume, CV, of about 9.5 cm 3 / g and a specific volume, SV, of about 2.9 cm 3 / g with a volatile matter content, OV of about 11.6% ·. For comparison, if a sample of the same tobacco was placed directly inside the buffer chamber under standard conditions, then the equilibrium volatile content, OV, was 11.3% and the CV and SV were successively 9.4 cm 3 / g and 2.7 cm 3 / respectively. . A third sample of expanded tobacco filling would be moistened in a spray column so that the volatile content was about 11.5%. After equalizing this sample, the CV showed about 8.5 cm 3 / g and an SV of about 1.9 cm 3 / g at an equilibrium OV of about 11.6%.
Jak je vidět z dat v TAB. 1, vykazoval tabák zvlhěovaný pomalu v exsikátoru výrazné zlepšení rovnovážných hodnot CV a SV ve srovnání s hodnotami pro vzorek, který byl zvlhčován sprejovým způsobem. Tento vzorek také vykazoval nepatrné zlepšení v CV a SV hodnotách proti vzorku, který byl přímo vyrovnáván ve vyrovnávací komoře.As can be seen from the TAB data. 1, the tobacco moistened slowly in the desiccator showed a significant improvement in the CV and SV equilibrium values compared to the values for the sample which had been humidified by the spray method. This sample also showed a slight improvement in CV and SV values over the sample that was directly leveled in the buffer chamber.
TAB. 1TAB. 1
Druhá sada pokusů byla provedena ve vyrovnávací komoře pro zvlhčování tabákové náplně. Pro tento účel byla použita komora PGC (Parameter Generation and Control)9. Tato komora byla vybavena mikroprocesorem Micro-Pro 2000 dodaným od firmy Parameter Generation and Control Inc., která dovolovala řízené stupňování19 podmínek uvnitř komory.A second set of experiments was performed in a buffer chamber for humidifying the tobacco fill. A PGC (Parameter Generation and Control) chamber 9 was used for this purpose. This chamber was equipped with a Micro-Pro 2000 microprocessor supplied by Parameter Generation and Control Inc., which allowed a controlled escalation of 19 conditions inside the chamber.
-149133-149133
Pokus č.2Experiment 2
Asi 1359 g kouřem zpracovaného tabaku impregnovaného kapalným kysličníkem uhličitým a expandovaného za podmínek podobných podmínkám popsaným pokusu č. 1 bylo umístěno na síto ve vrstvě asi 5 cm vysoké. Síto mělo pevné okraje a síčovinu na dně a bylo umístěno ve vyrovnávací komoře. Vzorek byl zvlhčován po jednu hodinu ve vzduchu o teplotě asi 23,9 °C s počáteční relativní vlhkosti asi 36 %, která byla stupňovitě zvyšována na konečnou relativní vlhkost asi 60 %. Pohyb vzduchu v směrem dolů tabákovou vrstvou měl rychlost asi 23 cm/s. Tento pokus byl opakován v intervalech 3, 6 a 12 hodin. Výsledky jsou presentovány v TAB. 2 a ukazují, že pro periody stupňů do asi 6 hodin a za těchto experimentálních podmínek neovlivňuje rychlost zvlhčování CV a SV tabáku. Čím pomalejší je rychlost, tím vyšší hodnoty CV a SV byly zjištěny. Navíc zvlhčování podle tohoto vynálezu poskytuje CV hodnoty alespoň o 1 cm3/g a SV hodnoty alespoň o 0,2 cm3/g vyšší než jsou hodnoty dosažené u tabáku zvlhčeného ve sprejových válcových nádobách. Avšak bylo nalezeno, že největší přínos je dosažen stupňováním v čase tak krátkém jako je jedna hodina.About 1359 g of smoke treated tobacco impregnated with liquid carbon dioxide and expanded under conditions similar to those described in Test No. 1 was placed on a sieve in a layer about 5 cm high. The screen had solid edges and mesh at the bottom and was placed in a buffer chamber. The sample was humidified for one hour in air at a temperature of about 23.9 ° C with an initial relative humidity of about 36%, which was gradually increased to a final relative humidity of about 60%. The downward movement of the air through the tobacco layer had a velocity of about 23 cm / sec. This experiment was repeated at intervals of 3, 6 and 12 hours. The results are presented in TAB. 2 and show that, for periods of up to about 6 hours and under these experimental conditions, it does not affect the wetting rate of CV and SV tobacco. The slower the speed, the higher the CV and SV values were found. In addition, the humidification of the present invention provides CV values of at least about 1 cm 3 / g and SV values of at least 0.2 cm 3 / g higher than those achieved with tobacco moistened in spray cylindrical containers. However, it has been found that the greatest benefit is obtained by escalating in time as short as one hour.
TAB. 2TAB. 2
-159133-159133
Pokus č. 3Experiment 3
Byla provedena laboratorní studie vlivu rychlosti zvlhčování a teploty na hodnoty CV a SV tabáku. Sedm sad pokusů bylo provedeno s tabákem impregnovaným kysličníkem uhličitým a expandovaným v expanzní věži při 288 °C. Expandovaný tabák byl zvlhčován těmito způsoby:A laboratory study was conducted on the effect of humidification rate and temperature on the CV and SV values of tobacco. Seven sets of experiments were carried out with tobacco impregnated with carbon dioxide and expanded in an expansion tower at 288 ° C. The expanded tobacco was moistened in the following ways:
1) Vyrovnáním při 24 hodinách ve vyrovnávací komoře při 60 % relativní vlhkosti a 23,8 °C při rychlosti vzduchu vrstvou tabáku asi 12,7 cm/s;1) Equalizing at 24 hours in a buffer chamber at 60% RH and 23.8 ° C at an air velocity of tobacco bed of about 12.7 cm / sec;
2) Sprej ováním vodou tak, aby se zvýšil obsah těkavých látek OV na asi 7,5 % a potom vyrovnáním po 24 hodin jako ve způsobu (1).2) Spraying with water to increase the OV content to about 7.5% and then leveling for 24 hours as in method (1).
3) Postřikem vodou až k 7,5 % OV a potom konečným zvlhčením ve sprejové válcové nádobě;3) Spraying with water up to 7.5% OV and then final wetting in a spray barrel;
4) Postřikem vodou na asi 7,5 % OV a potom použitím stupňovitě měněné relativní vlhkosti z 46 na 60 %; a4) Spraying water at about 7.5% OV and then using a stepwise varying relative humidity from 46 to 60%; and
5) Stupňováním vlhkosti vzduchu z RH 46 na 60 %.5) Increasing air humidity from RH 46 to 60%.
Zvlhčování vlhkým vzduchem bylo provedeno uvnitř PGC vyrovnávací komory vybavené mikroprocesorem pro řízení stupňování ve vybraných intervalech. Byly vybrány tyto podmínky:Humid air humidification was performed inside a PGC buffer chamber equipped with a microprocessor to control the gradation at selected intervals. The following conditions were selected:
1) Stupňovací časy: 30, 60 a 90 minut;1) Grading times: 30, 60 and 90 minutes;
2) Teploty vzduchu 23,8 °C a 35 °C2) Air temperatures of 23.8 ° C and 35 ° C
3) postupné rychlosti vzduchu nahoru vrstvou tabáku asi 23 cm/s a dolu vrstvou tabáku 89 cm/s; a3) successive air velocities upward through a layer of tobacco of about 23 cm / sec and downward through a layer of tobacco of 89 cm / sec; and
4) Tloušťka vrstvy tabáku: 51 mm4) Tobacco layer thickness: 51 mm
Tabák použitý ve všech zvlhčováních s výjimkou toho, který prošel válcovou sprejovou nádobou, byl odebrán na výstupu z věže po expanzi a před zvlhčováním utěsněn ve dvojitém umělohmotném pytlíku. Proto musel být tabák před zvlhčováním ochlazen na pokojovou teplotu z 93 °C, což je teplota na výstupu z expanzní věže. Tabák, stále ještě v utěsněném pytlíku, byl před zvlhčování vzduchem»se stupňovitě měněnou vlhkostí při 35 °C dostatečně ohřát tak, aby se v podmínkách stupňovitého zvlhčování předešlo kondensaci vody na tabáku při jeho styku s vlhkým vzduchem. Data pro tyto sady pokusů jsou uvedena v TAB. 3a až 3e.Tobacco used in all humidifiers, except that passed through a cylindrical spray can, was removed at the exit of the tower after expansion and sealed in a double plastic bag prior to humidification. Therefore, the tobacco had to be cooled to room temperature from 93 ° C, which is the temperature at the exit of the expansion tower, before being humidified. The tobacco, still in the sealed sack, was sufficiently heated prior to humidified air at 35 ° C to prevent condensation of the water on the tobacco when contacted with humid air. The data for these test sets is shown in the TAB. 3a to 3e.
-169133-169133
TAB. 3aTAB. 3a
-179133-179133
TAB. 3bTAB. 3b
-189133-189133
TAB. 3 cTAB. 3 c
-199133-199133
TAB. 3dTAB. 3d
-209133-209133
TAB. 3eTAB. 3e
Data uvedená v TAB 3a až 3e ukazují zisk v hodnotách CV, který je v rozsahu od 0,5 do asi 1 cm3/g a zisk v hodnotách SV od asi 0,3 do asi 0,4 cm3/g, který může být dosažen stupňovitou změnou RH vzduchu při zvlhčování studeného tabáku, tj. tabáku o teplotě od 23,9 °C do asi 35 °C, ve srovnání se sprejováním ve válcové nádobě použitém při zvlhčování horkého tabáku opouštějícího expanzní věž. Obsah těkavých látek, OV, dosažený při použití stupňovitého zvlhčování přímo na výstupu z věže se ukázal výhodnější než při prvním sprej ování tabáku ve zvýšení hodnoty OV na asi 7 %, které je následováno stupňovitým zvlhčováním. Nebyl nalezen významný rozdíl v hodnotách SV a CV u tabáku zvlhčovaného stupňovitým způsobem při užití vlhkého vzduchu s počáteční vlhkostí RH kolemThe data presented in TABs 3a to 3e show a gain in CV values ranging from 0.5 to about 1 cm 3 / g and a gain in SV values from about 0.3 to about 0.4 cm 3 / g, which may be achieved by a stepwise change in the RH of air in the humidification of cold tobacco, i.e. tobacco at a temperature of from 23.9 ° C to about 35 ° C, as compared to spraying in a cylindrical vessel used in the humidification of hot tobacco leaving the expansion tower. The volatile matter content, OV achieved by using a stepwise humidification directly at the tower outlet, proved to be more advantageous than an initial tobacco spraying of increasing the OV value to about 7%, followed by a stepwise humidification. There was no significant difference in SV and CV values for step-humidified tobacco using humid air with an initial RH around
5/.; .--.,......,. ...„ ._......................................................................5 / .; .--., ......,. ... "._............................................ ..........................
-21- 9133 % ve srovnání s tabákem zvlhčovaným stupňovitým způsobem s počátečním RH kolem 30 %, nebo s tabákem stupňovitě zvlhčovaným buď během 60 nebo 90 minut. Také bylo pozorováno, že tabák může být zvlhčen buď při pohybu vzduchu směrem dolů s rychlostmi od asi 8 9 do asi 119 cm/s nebo nahoru s rychlostmi asi do 23 cm/s, aniž se pozorují významné rozdíly v hodnotách SV a CV. Dodatečně bylo pozorováno, že stupňovité zvlhčování poskytlo ekvivalentní nebo lepší hodnoty CV a SV než tabák po expanzi v expanzní komoře zvlhčený přímým vystavením vlhkosti 60 % RH při 23,9 °C ve vyrovnávací komoře. Nakonec bylo zjištěno, že sprej ování vodou vedoucí ke zvýšeni těkavých látek OV na asi 7,5 % a následné stupňovité zvlhčování vlhkým vzduchem poskytlo lepší hodnoty CV a SV než sprej ování následované konečným dovlhčením v sprej ové válcové nádobě.-21- 9133% compared to tobacco humidified in a stepwise manner with an initial RH of about 30%, or tobacco humidified in either 60 or 90 minutes. It has also been observed that the tobacco can be wetted either by moving the air downward at speeds from about 89 to about 119 cm / s or upwards at speeds up to about 23 cm / s without observing significant differences in SV and CV values. Additionally, it was observed that the stepwise humidification yielded equivalent or better CV and SV values than tobacco after expansion in an expansion chamber humidified by direct exposure to 60% RH at 23.9 ° C in the buffer chamber. Finally, it was found that water spraying leading to an increase in OV of about 7.5% and subsequent staged humidification provided better CV and SV values than spraying followed by final wetting in the spray cylinder.
Pokus č. 4Experiment 4
Byly provedeny pokusy k určení vlivu proudu vzduchu a jeho rychlosti na únos, kanálkování a zhutňování tabáku. Tyto testy byly provedeny při použití dvou vyrovnávacích komor PGC. V obou komorách byl skutečný průtok vzduchu přibližně 14,16 m3 za minutu. Vzduch proudil vrstvou tabáku směrem nahoru v jedné a směrem dolů v druhé komoře. Vzorky tabáku ve vrstvě 51 mm hluboké byly umístěny uvnitř shora otevřených sít o rozměrech 124 x 145 mm se sířovinou na dně a s pevnými okraji o výšce 102 mm. Tato síta byla umístěna uvnitř vyrovnávacích komor. Vzduch byl donucen proudit vzorky zakrytím neobsazené plochy patra lepenkou a utěsněním všech mezer páskou. Rychlost vzduchu byla měněna změnou počtu sít se vzorky, které byly do komory vkládány. Tabák pro tyto pokusy by impregnován kysličníkem uhličitým a expandován při asi 288 °C. Tabák byl zvlhčen v prvním stupni sprej ováním vodou na asi 8 % OV bezprostředně po expanzi. Podmínky uvnitř komory při testech byly řízeny na 23,9 °C a 60 % RH. K měření rychlostí vzduchu byl použit jak lopatkový anemometr (Airflow Instrumentation, Model LCA 6000, Frederick, Maryland) tak anemometr s horkým drátkem13 (Alnor Instrument Company, Skokie, Illinois, Thermometer Model 8525) . Tyto přístroje byly umístěny pro měření při směru průtoku vzduchu vzhůru bezprostředně nad, a pro měřeni při směru průtoku dolů pod, vrstvou vzorku.Attempts have been made to determine the effect of air flow and its velocity on the abduction, channeling, and compaction of tobacco. These tests were performed using two PGC buffer chambers. In both chambers, the actual air flow was approximately 14.16 m 3 per minute. The air flowed through a layer of tobacco upwardly in one chamber and downwardly in the other chamber. Tobacco samples in a 51 mm deep layer were placed inside the 124 x 145 mm open mesh sieves with the sulfur at the bottom and the solid edges 102 mm high. These screens were located inside the buffer chambers. The air was forced to flow through the samples by covering the unoccupied floor area with cardboard and sealing all gaps with tape. The air velocity was varied by varying the number of sample screens that were loaded into the chamber. Tobacco for these experiments would be impregnated with carbon dioxide and expanded at about 288 ° C. The tobacco was moistened in the first stage by spraying with water to about 8% OV immediately after expansion. The conditions inside the test chamber were controlled at 23.9 ° C and 60% RH. Both the blade anemometer (Airflow Instrumentation, Model LCA 6000, Frederick, Maryland) and the hot wire anemometer 13 (Alnor Instrument Company, Skokie, Illinois, Thermometer Model 8525) were used to measure air velocities. These instruments were positioned to measure upstream immediately above, and downstream below the sample layer.
-229133 cm/s byl pozorovatelný a následovalo významné-229133 cm / s was observable and followed by significant
Při pohybu vzduchu nahoru bylo pozorováno lehké nadzvedávání tabáku bezprostředné po zapnutí průměrné rychlosti průtoku a to dokonce i pro tak nízké rychlosti jako je 13,2 cm/s. Pak se vytvořili malé vzduchové kanálky a tabák se usadil. V důsledku těchto kanálků jsme zjistili, že průtok je velice nehomogenní a to od 11,2 cm/s do 22,86 cm/s pro průměrný průtok asi 13.2 cm/s. Se zvyšováním průměrného průtoku vzduchu se kanálkování stávalo zřetelnější a při průtocích nad 22,9 významný únos a odfouknutí tabáku kanálkování vrstvy.Upon moving the air, a slight lifting of the tobacco was observed immediately after switching on the average flow rate, even at speeds as low as 13.2 cm / s. Then small air ducts formed and the tobacco settled. As a result of these channels we have found that the flow rate is very inhomogeneous from 11.2 cm / s to 22.86 cm / s for an average flow rate of about 13.2 cm / s. As the average air flow rate increased, the channeling became more pronounced and, at flow rates above 22.9, the kidnapping and blowing of the tobacco channeling became significant.
S pohybem vzduchu směrem dolů bylo pozorováno určité zhutnění vrstvy a odpovídající snížení rychlosti vzduchu vrstvou bylo pozorováno při všech studovaných rychlostech. To je ukázáno v TAB. 4. Při počáteční rychlosti kolem 97,5 cm/s byla vrstva tabáku zhutněna o 28 % a v důsledku toho byla snížena rychlost vzduchu vrstvou na asi 72 cm/s. Při počátečních rychlostech kolem 72 cm/s nebo menších bylo zhutnění vrstvy asi tak poloviční než při 97,5 cm/s a průtok vzduchu tabákem byl daleko méně snížen.With downward air movement, some layer compaction was observed and a corresponding decrease in air velocity through the layer was observed at all speeds studied. This is shown in TAB. 4. At an initial velocity of about 97.5 cm / s, the tobacco layer was compacted by 28% and as a result the air velocity of the layer was reduced to about 72 cm / s. At an initial velocity of about 72 cm / sec or less, the compaction of the layer was about half that at 97.5 cm / sec and the air flow through the tobacco was much less reduced.
TAB 4.TAB 4.
Na základě těchto pokusu bylo určeno, že expandovaný tabák může být zvlhčen s výhodou stupňovou metodou za těchto podmínek:On the basis of these experiments, it has been determined that expanded tobacco can be preferably wetted by the step method under the following conditions:
(a) Doba: od asi 60 do 90 minut;(a) Time: from about 60 to 90 minutes;
(b) RH: z počáteční RH od asi 30 do 45 % do konečné RH od asi 60 do 64 %;(b) RH: from an initial RH of about 30 to 45% to a final RH of about 60 to 64%;
(c) Teplota: od asi 23,9 do 35 °C ;(c) Temperature: from about 23.9 to 35 ° C;
(d) Průtok vzduchu: směrem vzhůru rychlosti do 22,9 nebo směrem dolů do asi 112,7 cm/s.(d) Airflow: upward speed to 22.9 or downward to about 112.7 cm / sec.
-239133-239133
Pokus č.5Pokus č.5
Přibližně 65,25 kg za hodinu směsi kouřem zpracovaného a tabáku typu burley14, která byla impregnována kysličníkem uhličitým podle postupu popsaného ve společně přihlášené a společně uznané přihlášce Cho a kol., S.N. 07/717,067, a expandované tak, jak je popsáno ve výše uvedených příkladech, prošlo chladícím dopravníkem, aby se snížila teplota z asi 93,3 na asi 29,4 °C před uvedením do spirálové jednotky Frigoscandia Model GCP 42. Tabák prochází spirálovou jednotkou odspodu nahoru. Vzduch protéká svrchu ke dnu, čímž v podstatě vzniká protiproudy tok tabáku a vzduchu. Toto uspořádání poskytuje stupňovité zvlhčování tabáku jako výsledek kontinuální dehydratace vzduchu tabákem. Tabák vstupuje do procesu s asi 3 % a vychází s 11 % OV. Hodnota CV u vyrovnaného vstupního materiálu byla asi 10,53, zatímco hodnota CV u vyrovnaného zvlhčeného materiálu byla 10,46 cm3/g, což nenaznačuje žádnou významnou ztrátu plnící schopnosti tabáku ve zvlhčovacím procesu, jinými slovy: standardní analýzou rozptylu nebyl zjištěn statisticky významný úbytek plnicí schopnosti. Navíc sítová zkouška neprokázala měřitelný pokles velikosti částic tabáku způsobený zvlhčovacím procesem.Approximately 65.25 kg per hour of a mixture of smoke and burley 14 impregnated with carbon dioxide according to the procedure described in co-pending and co-pending application Cho et al., SN 07 / 717,067, and expanded as described above of the examples, passed through a cooling conveyor to reduce the temperature from about 93.3 to about 29.4 ° C prior to introduction into the Frigoscandia Model GCP 42 spiral unit. Tobacco passes through the spiral unit from bottom to top. Air flows from above to the bottom, essentially creating a countercurrent flow of tobacco and air. This arrangement provides a stepwise moistening of the tobacco as a result of the continuous dehydration of the tobacco air. Tobacco enters the process with about 3% and comes out with 11% OV. The CV value of the leveled feed material was about 10.53, while the CV value of the leveled wetted material was 10.46 cm 3 / g, indicating no significant loss of tobacco filler performance in the humidification process, in other words, no statistically significant variance analysis was found. loss of filling capacity. In addition, the sieve test did not show a measurable decrease in tobacco particle size due to the humidification process.
Pokus č.6Pokus č.6
Byla provedena řada pokusů s tabákem expandovaným při různých teplotách věže, ve které byl tabák zvlhčován v postupu podle tohoto vynálezu. V každém pokusu asi 68 kg/hod tabáku vztaženého na zvlhčenou tabákovou hmotu, bylo zvlhčeno v modifikované spirálové jednotce Frigoscandia popsané v pokusu č.5. Teplota vzduchu vstupujícího do zvlhčovači jednotky byla nastavena na asi 29,4 °C a relativní vlhkost na asi 62 %. Vzduch vystupující ze zvlhčovači jednotky měl typicky teplotu asi 32,2 až 35 °C a relativní vlhkost asi 40 až 45 %. Jak je ukázáno v TAB. 5, nevykazoval tabák zvlhčený podle tohoto vynálezu žádný pokles plnicí schopnosti.Numerous experiments have been carried out with tobacco expanded at different tower temperatures in which the tobacco has been humidified in the process of the invention. In each experiment, about 68 kg / h of tobacco relative to the moistened tobacco mass was moistened in the modified Frigoscandia spiral unit described in Experiment 5. The temperature of the air entering the humidifier was set to about 29.4 ° C and the relative humidity to about 62%. The air exiting the humidifier unit typically had a temperature of about 32.2 to 35 ° C and a relative humidity of about 40 to 45%. As shown in TAB. 5, the tobacco moistened according to the present invention showed no decrease in filling capacity.
-249133-249133
TAB. 5TAB. 5
kouřem zpracovaný tabák světlý tabák z Kentuckysmoke-treated tobacco light tobacco from Kentucky
Pokus Č. 7Experiment No. 7
Asi 90,6 kg kouřem zpracovaného tabáku za hodinu s OV asiAbout 90.6 kg of smoke treated tobacco per hour with OV about
21,6 % bylo uváděno do modifikované jednotky Frigoscandia popsané v pokusu č. 5 pracující jako sušárna. Tok tabáku na spirálovém dopravníku sušící jednotky byl orientován odspodu nahoru. Vzduch proudil odshora ke dnu jednotky, což vytvářelo v podstatě protiproudy tok tabáku vzhledem ke vzduchu. Tabák byl úspěšně usušen na asi 12,2 % OV v době zdržení- asi 60 minut při použití vzduchu se vstupní teplotou asi 35 °C a vlhkosti RH okolo 35 %. Vzduch opouštějící sušící jednotku měl asi 28,3 °C a vykazoval vlhkost 62 % RH. Tabák vstupující i vystupující z jednotky byl na dotek chladný s odhadovanou teplotou asi 23,8 °C, což naznačuje, že neproběhlo žádné tepelné zpracování tabáku. Nebyla zjištěna změna hodnoty CV vyrovnaného tabáku v důsledku sušení. Tento zvláštní sušící pokus byl navržen tak, aby bylo minimalizováno tepelné zpracování. Podobné sušící výsledky mohou být dosaženy při použití vyšších teplot při řízeném tepelném zpracování.21.6% were fed to the modified Frigoscandia unit described in Experiment 5 operating as an oven. The tobacco flow on the spiral conveyor of the drying unit was oriented from bottom to top. Air flowed from the top to the bottom of the unit, creating essentially countercurrent flow of tobacco relative to the air. The tobacco was successfully dried to about 12.2% OV in a residence time of about 60 minutes using air having an inlet temperature of about 35 ° C and a RH of about 35%. The air leaving the drying unit was about 28.3 ° C and had a humidity of 62% RH. The tobacco entering and leaving the unit was cold to the touch with an estimated temperature of about 23.8 ° C, indicating that no heat treatment of the tobacco took place. There was no change in the CV value of the balanced tobacco due to drying. This particular drying experiment was designed to minimize heat treatment. Similar drying results can be obtained using higher temperatures in controlled heat treatment.
Přestože vynález byl zvlášť, popsán ve spojení s preferovanými realizacemi, je nutné chápat, že různé změny v postup a detailech mohou být provedeny aniž by to znamenalo odklon od myšlenky a rozsahu patentu.Although the invention has been specifically described in connection with the preferred embodiments, it is to be understood that various changes in the process and details may be made without departing from the spirit and scope of the patent.
Claims (34)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/969,035 US5383479A (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Process for adjusting the moisture content of tobacco |
US07/969,109 US5526581A (en) | 1992-10-30 | 1992-10-30 | Process for adjusting the moisture content of organic materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ230793A3 true CZ230793A3 (en) | 1994-08-17 |
CZ294159B6 CZ294159B6 (en) | 2004-10-13 |
Family
ID=27130521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19932307A CZ294159B6 (en) | 1992-10-30 | 1993-10-29 | Process for adjusting moisture in organic material |
Country Status (32)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0595616B1 (en) |
JP (1) | JP3696260B2 (en) |
KR (1) | KR100281931B1 (en) |
CN (1) | CN1043183C (en) |
AT (1) | ATE188846T1 (en) |
AU (1) | AU679003B2 (en) |
BG (1) | BG62028B1 (en) |
BR (1) | BR9304433A (en) |
CA (1) | CA2109153C (en) |
CO (1) | CO4230157A1 (en) |
CZ (1) | CZ294159B6 (en) |
DE (1) | DE69327631T2 (en) |
DK (1) | DK0595616T3 (en) |
EE (1) | EE03289B1 (en) |
EG (1) | EG20133A (en) |
ES (1) | ES2144002T3 (en) |
FI (1) | FI103373B (en) |
GR (1) | GR3033102T3 (en) |
HK (1) | HK1013785A1 (en) |
HU (1) | HU219164B (en) |
LV (1) | LV11096B (en) |
MX (1) | MX9306795A (en) |
MY (1) | MY109619A (en) |
NO (1) | NO304095B1 (en) |
PL (1) | PL172905B1 (en) |
PT (1) | PT595616E (en) |
RO (1) | RO111821B1 (en) |
RU (1) | RU2120217C1 (en) |
SK (1) | SK281909B6 (en) |
TR (1) | TR27107A (en) |
TW (1) | TW296974B (en) |
UA (1) | UA29384C2 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2283604C2 (en) | 2002-03-14 | 2006-09-20 | Джапан Тобакко Инк. | Method for regulating of material moisture content and apparatus for performing the same |
TW201233345A (en) * | 2010-12-23 | 2012-08-16 | Philip Morris Prod | Method of treating burley tobacco stems |
CN103284294B (en) * | 2013-04-16 | 2015-06-10 | 川渝中烟工业有限责任公司 | Cut tobacco drying technology method adopting HDT to reduce hydrocyanic acid release amount of cigarettes |
CN105520185A (en) * | 2016-01-20 | 2016-04-27 | 长沙鑫迪电子科技有限公司 | Tobacco leaf baking equipment |
DE102017120626A1 (en) * | 2017-09-07 | 2019-03-07 | Hauni Maschinenbau Gmbh | Conditioning of tobacco |
FR3085385B1 (en) * | 2018-09-03 | 2021-04-02 | Remi Heliot | THIN LAYER MALTING PROCESS |
CN113747803A (en) * | 2019-04-03 | 2021-12-03 | 日本烟草国际股份有限公司 | Method and system for treating tobacco |
CN110720654B (en) * | 2019-11-05 | 2022-04-22 | 福建中烟工业有限责任公司 | Method for controlling moisture content of cigarette |
CN111728258B (en) * | 2020-07-13 | 2022-05-03 | 广西中烟工业有限责任公司 | Pretreatment process for shredding tobacco flakes |
CN115886309B (en) * | 2022-11-23 | 2024-08-13 | 浙江中烟工业有限责任公司 | Method and device for controlling moisture of cut-tobacco drier after material cutting |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2105848A (en) * | 1935-04-11 | 1938-01-18 | Wurton Machine Company | Method for treating tobacco |
GB1257444A (en) * | 1969-03-12 | 1971-12-15 | ||
DE2103671C2 (en) * | 1971-01-27 | 1982-12-23 | Hauni-Werke Körber & Co KG, 2050 Hamburg | Process and system for conditioning tobacco |
US4241515A (en) * | 1971-01-27 | 1980-12-30 | Hauni-Werke Korber & Co. Kg | Method and apparatus for conditioning tobacco |
DE2402538C2 (en) * | 1974-01-19 | 1985-05-09 | Hauni-Werke Körber & Co KG, 2050 Hamburg | Method and device for conditioning tobacco |
US3879857A (en) * | 1974-02-27 | 1975-04-29 | Amf Inc | Spiral moisture equaliser and method of using same |
US4178946A (en) * | 1976-06-25 | 1979-12-18 | Philip Morris Incorporated | Apparatus and method for control of air relative humidity with reduced energy usage in the treatment of tobacco |
US4202357A (en) * | 1978-10-27 | 1980-05-13 | Philip Morris Incorporated | Reordering expanded tobacco by water mist |
-
1993
- 1993-10-22 TW TW082108836A patent/TW296974B/zh active
- 1993-10-25 MY MYPI93002207A patent/MY109619A/en unknown
- 1993-10-25 CA CA002109153A patent/CA2109153C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-27 EP EP93308562A patent/EP0595616B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-27 TR TR00984/93A patent/TR27107A/en unknown
- 1993-10-27 CO CO93415790A patent/CO4230157A1/en unknown
- 1993-10-27 DK DK93308562T patent/DK0595616T3/en active
- 1993-10-27 SK SK1193-93A patent/SK281909B6/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-27 AT AT93308562T patent/ATE188846T1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-27 PT PT93308562T patent/PT595616E/en unknown
- 1993-10-27 DE DE69327631T patent/DE69327631T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-27 ES ES93308562T patent/ES2144002T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-10-28 RO RO93-01457A patent/RO111821B1/en unknown
- 1993-10-29 CN CN93120741A patent/CN1043183C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-10-29 PL PL93300893A patent/PL172905B1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 NO NO933932A patent/NO304095B1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 BR BR9304433A patent/BR9304433A/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 FI FI934821A patent/FI103373B/en active
- 1993-10-29 HU HU9303088A patent/HU219164B/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 RU RU93049599A patent/RU2120217C1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 LV LVP-93-1174A patent/LV11096B/en unknown
- 1993-10-29 CZ CZ19932307A patent/CZ294159B6/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-29 BG BG98186A patent/BG62028B1/en unknown
- 1993-10-29 MX MX9306795A patent/MX9306795A/en unknown
- 1993-10-29 UA UA93002130A patent/UA29384C2/en unknown
- 1993-10-30 KR KR1019930022825A patent/KR100281931B1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-10-30 EG EG68893A patent/EG20133A/en active
- 1993-11-01 JP JP29751093A patent/JP3696260B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-11-01 AU AU50366/93A patent/AU679003B2/en not_active Ceased
-
1994
- 1994-09-06 EE EE9400141A patent/EE03289B1/en not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-12-24 HK HK98115332A patent/HK1013785A1/en not_active IP Right Cessation
-
2000
- 2000-03-29 GR GR20000400791T patent/GR3033102T3/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1105344A (en) | Tabacco drying process | |
US5383479A (en) | Process for adjusting the moisture content of tobacco | |
EP0484899A1 (en) | Method and system for expanding tobacco | |
CZ230793A3 (en) | Procedure for adjusting moisture in tobacco and other organic substances | |
EP2692247B1 (en) | Tobacco material expansion method and device | |
JP3441079B2 (en) | Method and apparatus for re-drying tobacco with low residence time | |
BRPI0400277B1 (en) | a method and apparatus for packing under pressure, tobacco material for use in smoking articles and smoking article. | |
US5755238A (en) | Method and apparatus for low residence time redrying of tobacco | |
RU2067401C1 (en) | Tobacco swelling method | |
US5526581A (en) | Process for adjusting the moisture content of organic materials | |
CZ283798B6 (en) | Process of drying tobacco to increase filling property thereof and apparatus for making the same | |
EP0073137B2 (en) | Process for increasing the filling power of tobacco lamina filler | |
EP1369047A2 (en) | Process and apparatus for reordering expanded tabacco | |
GB2149897A (en) | A process for drying tobacco | |
US20040216756A1 (en) | Process and apparatus for reordering expanded tobacco | |
US4458700A (en) | Process for increasing the filling power of tobacco lamina filler having a low initial moisture content | |
CA1252013A (en) | Processing continuously-extruded tobacco-containing material | |
JP2003024032A (en) | Method for controlling humidity of tobacco material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20091029 |