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Die
Erfindung betrifft das Gebiet der Tabakvorbereitung im Rahmen der
Herstellung von Rauchartikeln, insbesondere Zigaretten. Speziell
betrifft die Erfindung eine modulare Tabakvorbereitung zur Verarbeitung
von Rohtabak, um rauchfähigen Schnitttabak bzw. Zigaretten
herzustellen.
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Bei
der herkömmlichen Tabakverarbeitung werden die meisten
Prozessschritte, wie das Konditionieren, Sossieren, Schneiden, Trocknen
und Expandieren in separaten Standardapparaten wie Trommeln, Dämpftunneln,
Luftstromtrocknern, Bandtrocknern usw. ausgeführt. All
diesen Apparaten wird der Tabak als Schüttgut zugeführt.
Während der Prozesse wird der Tabak im Allgemeinen keiner
besonderen Kompression unterzogen; eine Ausnahme bildet hier lediglich
das Tabakschneiden. Der Tabak wird also weitgehend mit seiner natürlichen
Füllfähigkeit verarbeitet, und daraus ergeben
sich großvolumige Apparate zur Verarbeitung, die in entsprechenden
Gebäuden aufgestellt sein müssen.
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Aus
der
DE 10 2004 043 833 ist
es bekannt, Aufbereitungseinrichtungen übereinander anzuordnen
(”vertikale Tabakvorbereitung”), um den Platzbedarf
zu reduzieren. Natürlich müssen hierzu entsprechend
hohe Gebäude bereitgestellt werden. Weiterhin ist es gängige
Praxis, Pufferboxen zur Entkopplung von Prozessen zu verwenden,
was wiederum den Platzbedarf insgesamt erhöht.
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Ein
typisches Beispiel einer spezialisierten Standardtabakvorbereitung
gemäß dem Stand der Technik ist der 5 zu
entnehmen. Die verschiedenen Tabake haben einzelne Verarbeitungslinien,
und jedes Kästchen in 5 stellt
einen Prozessschritt mit dazugehörigem Apparat dar. Die
unterschiedlichen Apparate sind mit Förderelementen wie
Rinnen oder Bändern verbunden. Ein Prozessschritt kann oftmals
durch unterschiedliche Apparate abgebildet werden, d. h. der Arbeitsschritt
Trocknung kann beispielsweise in einem Trommeltrockner oder Luftstromtrockner
ausgeführt werden. Die teilweise beobachtete und durch
Evolution entstandene Vielseitigkeit von Tabakvorbereitungen steht
grundsätzlich dem Anliegen einer Standardisierung entgegen.
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In
der Regel sind Tabakvorbereitungsanlagen bei einer Konsolidierung
von Werkstrukturen schwierig zu verlagern, da oftmals maßgeschneiderte
Lösungen nicht ohne weiteres auf andere Standorte übertragen
werden können.
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Aus
der
DE 10 2004
059 388 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung von zerkleinertem
Tabakmaterial bekannt, wobei hier aufgezeigt wird, wie aus Tabakrippenmaterial
mit Hilfe eines Schneckenextruders ein zerkleinertes, faseriges
Material hergestellt wird, das unmittelbar in Rauchprodukten verwendet werden
kann.
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Weiterhin
ist in der
DE 10 2005 006117.6 ein Verfahren
offenbart, das erlaubt, Mischungen aus Tabakrippenmaterialien unter
Zusatz von beispielsweise Tabakstäuben zur Herstellung
von geschmacklich aufgewerteten faserförmigen Materialien,
vergleichbar Schnitttabak und geeignet zur direkten Herstellung
von Rauchprodukten, zu extrudieren.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Tabakvorbereitung
zu optimieren. Insbesondere soll Tabakvorbereitung insgesamt kompakter
werden und zwar bezüglich des Raumbedarfs und/oder des
Zeitbedarfs. Unter anderem soll die Tabakvorbereitung als Verfahrensablauf
aber auch als apparative Anordnung besser handhabbar werden.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Tabakvorbereitungsverfahren
gemäß dem Anspruch 1, ein Tabakvorbereitungsaggregat
gemäß dem Anspruch 9, eine Anordnung von Tabakvorbereitungsaggregaten
gemäß dem Anspruch 12 und eine Rauchartikel- bzw.
Zigarettenherstellungsvorrichtung gemäß dem Anspruch
14 gelöst. Die Unteransprüche definieren bevorzugte
Ausführungsformen der Erfindung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Tabakvorbereitungsverfahren
wird ein Tabakmaterial durch mindestens einen Extrusionsprozess
aufbereitet, welcher eine Verdichtung mit Druck und Temperaturerhöhung sowie
eine mechanische Bearbeitung und schlagartige Entspannungstrocknung
des Materials an einem Extruderauslass umfasst. Das Tabakmaterial,
das hier als Eingangsmaterial dient, umfasst erfindungsgemäß ein
Tabaklaminamaterial. Mit anderen Worten kann die vorliegende Erfindung
ein Extrusionsverfahren benutzen, um damit im Wesentlichen den gesamten
Tabakvorbereitungsablauf durchzuführen, der für ein
Laminamaterial, also das hochwertigste Tabakmaterial, benötigt
wird. Die Erfindung hat also erkannt, dass eine Extrusion nicht
nur für die Aufbereitung von Tabak-Nebenprodukten, wie
Staub, Winnowings, Cutter-Knockouts, Stem Fibres, Scraps, Short Stems,
sondern auch als attraktive und kompakte Lösung für
eine Lamina-Tabakvorbereitung geeignet ist, insbesondere für
einen kompletten Ersatz einer herkömmlichen Tabakvorbereitung.
Mit der vorliegenden Erfindung wird also die Erkenntnis umgesetzt,
dass eine solche Extrusion gleichwertig zu einer klassischen Tabakvorbereitung
in Linien anzusehen ist, wobei ein großer Vorteil darin
besteht, dass Platz und Energie gespart werden und damit eine umweltfreundliche
Betriebsweise mit erhöhter Prozessflexibilität
bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann die Erfindung eine
integrierte Produktionsweise verwirklichen, ohne das Tabak-Nebenprodukte
anfallen und mit garantiert hohen Materialausbeuten. Die praktizierte
Linienspezialisierung (Virginia, Burley, Orient, Rippen) kann aber
grundsätzlich beibehalten werden.
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Was
die Kompaktheit des erfindungsgemäßen Verfahrens
und seiner apparativen Umsetzung betrifft, so ergibt sich diese
speziell aus der Verarbeitung eines komprimierten Produkts im Extruder,
weil dadurch mehr Produkt in geringerer Zeit und auf einem geringeren
Stellraum verarbeitet werden kann. Als kennzeichnende Größe
für die Auslegung von Produktionsstätten und Behandlungsapparaten
sind die Schüttdichte der Tabakmischung sowie die jährliche
Sollkapazität anzusehen. Die Durchsatzleistung und damit
die jährliche Kapazität ist eine festgelegte Größe,
wohingegen die Schüttdichte, die in der Regel im Bereich
von ca. 200 kg/m3 liegt, erfindungsgemäß beeinflusst
werden kann. Weil es der Erfindung gelingt, durch die Extrusionsverarbeitung
die Tabakverarbeitungsprozesse in einer ”verdichteten Tabakphase” (bei
ca. 800 kg/m3) laufen zu lassen, wird das
Bearbeitungsvolumen auf ein Viertel reduziert. Weil in einem Extruder
auch weitere Prozessschritte am verdichteten Tabakvolumen quasi
gleichzeitig verrichtet werden können (z. B. Konditionierung),
entstehen auch zeitliche Vorteile.
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Es
kann also erfindungsgemäß das Tabaklaminamaterial
oder ein Tabakmaterial, das ein solches Tabaklaminamaterial umfasst,
kompakter und schneller verarbeitet werden, und die wirtschaftliche Bedeutung
dieser erfindungsgemäßen Erkenntnis ist beträchtlich,
da riesige Anlagen zum Konditionieren, Dreschen, Trocknen usw. überflüssig
werden können.
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Das
Tabakmaterial, das dem erfindungsgemäßen Verfahren
als Eingangsmaterial zugeführt wird, kann ein Tabaklaminamaterial
und ein Tabakrippenmaterial umfassen, insbesondere ein Gemisch aus
einem Tabaklaminamaterial und einem Tabakrippenmaterial, speziell
im Wesentlichen auch ganze Tabakblätter. Hier zeigt sich
einer der größten Vorteile der vorliegenden Erfindung,
insbesondere bei der Gemischverarbeitung. Dem Verfahren kann nämlich entweder
gereifter (curing) Rohtabak direkt nach der Ernte als Ganzblatt
oder nach dem Dreschen in einer ”Green Leaf Threshing Plant” (GLT),
getrennt als Lamina (Strips) und Rippe zugeführt werden.
Orienttabake finden grundsätzlich den Weg als Ganzblatt
in die Tabakindustrie. Die Vorteile der möglichen Zuführung
von Mischungen aus Lamina (Tabakblatt) und Rippen liegen klar auf
der Hand und betreffen die Zusammenführung von separaten
Prozessschritten. Wenn Ganzblatt verwendet wird, ergibt sich ein
hohes Einsparungspotential, weil sich das Dreschen, also das Trennen
von Rippe und Blatt, praktisch erübrigt.
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Das
erfindungsgemäße Tabakvorbereitungsverfahren kann
so ausgestaltet werden, dass es einen einzigen Extrusionsprozess
umfasst, der ein Tabakmaterial aus mehreren Komponenten extrudiert und
dadurch ein Tabakvorbereitungsprodukt erzeugt. Diese Variante ist
apparativ am günstigsten.
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Andererseits
kann das erfindungsgemäße Verfahren mehrere Extrusionsprozesse
umfassen, von denen mindestens einer als Eingangsmaterial bzw. aufzubereitendes
Material ein Tabaklaminamaterial verwendet, wobei die durch die
jeweiligen Extrusionsprozesse erzeugten Extrusionsprodukte zusammen
bzw. im Gemisch ein Tabakvorbereitungsprodukt bilden. Der Vorteil
einer solchen Anordnung liegt darin, dass die verschiedenen Tabakmaterialien auch
in üblicher Weise unterschiedlich aufbereitet werden können.
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Einer
der Extrusionsprozesse kann Tabakrippenmaterial aufbereiten, während
mehrere Extrusionsprozesse des Tabakvorbereitungsverfahrens als Eingangsmaterial
bzw. aufzubereitendes Material ein Tabaklaminamaterial verwenden
können, insbesondere zwei oder drei Prozesse, wobei:
- – bei zwei Prozessen insbesondere
Burley-Tabaklaminamaterial einerseits und ein Gemisch von Virginia-
und Orient-Tabaklaminamaterial andererseits getrennt aufbereitet
werden, und
- – bei drei Prozessen insbesondere Burley-Tabaklaminamaterial,
Virginia-Tabaklaminamaterial und Orient-Tabaklaminamaterial getrennt
aufbereitet werden.
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Die
aufgezeigten Extrusionsprozesse können parallel zueinander
stattfinden (zeitlich und räumlich), und es besteht die
Möglichkeit, dass ein, zwei, drei- oder mehr Extrusionsprozesse
für Tabaklaminamaterial mit einem Extrusionsprozess für
Tabakrippenmaterial gekoppelt werden, wobei das Tabakvorbereitungsprodukt
sich aus den Produkten dieser Extrusionsprozesse ergibt.
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Ein
erfindungsgemäßes Tabakvorbereitungsaggregat weist
mindestens die folgenden Komponenten auf: einen Dosierförderer
und einen Extruder, der eine Verdichtung eines Tabakmaterials mit Druck-
und Temperaturerhöhung sowie eine mechanische Bearbeitung
und schlagartige Entspannungstrocknung des Materials am Extruderauslass
vornimmt. Die Komponenten sind erfindungsgemäß insgesamt
als modular abgrenzbare Einheit zur Verarbeitung eines Tabakmaterials
ausgebildet, welches ein Tabaklaminamaterial umfasst. Mit anderen
Worten stellt das Tabakvorbereitungsaggregat einerseits in seiner
kleinstnotwendigen Form, andererseits aber auch mit optionalen Zusatzkomponenten
ein Modul, also eine separate, in sich geschlossene Einheit dar, welche
einen flexiblen Einsatz und eine flexible Handhabung, auch räumliche
Versetzung gestattet. Durch diese modulare Ausgestaltung entstehen
kompakte und überall einsetzbare, insbesondere auch verschiffbare
Tabakvorbereitungsaggregate.
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In
einer erweiterten Ausführungsform, aber noch immer in Modul-Zusammenstellung
(in zusammengehörigen einzelnen Einheiten, die immer in
gleicher oder ähnlicher Weise kombiniert werden können und
so eine räumliche Einheit bilden) umfasst das Tabakvorbereitungsaggregat
noch mindestens eine der folgenden Komponenten:
- – einen
dem Dosierförderer vorgeschalteten Tabakmaterialspeicher
(1); und
- – eine dem Extruder nachgeschaltete Kühlvorrichtung
(4) für das extrudierte Tabakvorbereitungsprodukt.
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Natürlich
kann das Tabakvorbereitungsaggregat so ausgestaltet sein, dass es
zur Durchführung eines Tabakvorbereitungsverfahrens geeignet ist,
wie es oben in verschiedenen Ausführungsformen beschrieben
worden ist. Insbesondere werden dazu die entsprechenden Aggregatsteile
bzw. Vorrichtungsteile bereitgestellt, die zum Ausführen
der Verfahrensschritte notwendig sind.
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Im
gleichen Sinne ist eine erfindungsgemäße Anordnung
von mehreren Tabakvorbereitungsaggregaten zur Durchführung
eines der Verfahren geeignet auszugestalten, wie sie oben im Hinblick ”auf mehrere
Extrusionsprozesse” erläutert wurden. Dabei ist
es möglich, für jeden Extrusionsprozess ein Aggregat
vorzusehen und die Tabakvorbereitungsprodukte der Aggregate zur
Weiterverarbeitung im Rauchartikelherstellungsprozess zu sammeln,
insbesondere auf einem Förderer zu sammeln (Bandförderer,
Rinnenförderer etc.).
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Für
jedes Aggregat kann erfindungsgemäß ein Tabakmaterialspeicher
mit jeweils einem anderen Eingangsmaterial oder einer anderen Eingangsmaterialkombination
vorgesehen sein, wobei das Eingangsmaterial oder die Eingangsmaterialkombination
insbesondere eines oder eine Kombination der folgenden Materialien
umfasst:
- – Burley-Tabaklaminamaterial;
- – Virginia-Tabaklaminamaterial;
- – Orient-Tabaklaminamaterial;
- – Tabakrippenmaterial.
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Das
genannte Aggregat oder die Aggregate einer Aggregatsanordnung sind
gemäß vorteilhaften erfindungsgemäßen
Ausführungsformen durch mindestens eines der folgenden
Merkmale gekennzeichnet:
- – mindestens
einer der Tabakmaterialspeicher ist ein Silo, speziell ein hochgestellter
Silo, aus dem das Tabakmaterial nach unten durch Schwerkrafteinwirkung
abgegeben wird;
- – der Dosierförderer ist ein Schneckenförderer;
- – der Extruder ist ein Schneckenextruder mit verstellbarem
Scherspaltauslass;
- – die Kühlvorrichtung ist ein Förderbandkühler;
- – das Tabakvorbereitungsprodukt wird durch ein Förderband
vom jeweiligen Aggregat abtransportiert, und gegebenenfalls werden
die Produkte mehrerer Aggregate auf einem Förderband gesammelt.
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In
ihrer umfassendsten Form betrifft die vorliegende Erfindung eine
Rauchartikel- bzw. Zigarettenherstellungsvorrichtung mit einem Aggregat
oder einer Aggregatsanordnung, wie sie oben in verschiedenen Ausführungsformen
beschrieben worden sind. Das Aggregat oder die Aggregatsanordnung
ist dabei als Tabakvorbereitungsmodul (Primary-Modul) einem Zigarettenmaker
(Secondary-Einheit oder Zigarettenherstellungsmaschine) vorgeschaltet,
insbesondere unmittelbar an einer Schnittstelle vorgesetzt. Hier wird
die universelle und optimale Einsetzbarkeit bzw. Handhabbarkeit
der modularen Tabakvorbereitung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit all ihren Vorteilen ersichtlich. Die modulare Tabakvorbereitung kann
wegen ihres geringen Platzbedarfs und ihres hohen Durchsatzes und
insbesondere auch wegen der breiten Einstellungsmöglichkeiten
was die Qualität und Quantität des Endproduktes
betrifft (Konditionierung im Extruder) überallhin verschifft
und anstelle der bisher notwendigen großflächigen
Tabakvorbereitungsanlagen eingesetzt werden. Insbesondere kann sie
z. B. schon in Tabak-Herstellungsländer verschifft werden,
wo man – aus den oben angegebenen Gründen – auch
noch die Drescheinrichtung einsparen kann, so dass erheblich schneller,
günstiger und platzsparender produziert werden kann.
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In
ihrer Grundkonzeption und in ihren verschiedenen Ausführungsformen
setzt die erfindungsgemäße Tabakvorbereitung also
die folgenden Merkmale um:
Prozessschritte herkömmlicher
Tabakvorbereitungen werden kombiniert oder ganz eliminiert, und
zusätzlich wird durch eine ”verdichtete Arbeitsweise” umschlossenes
Gebäudevolumen (Gebäudefläche) eingespart.
Das Feuchteprofil kann beim Durchlauf zwischen Anlieferungsfeuchte
und Verarbeitungsfeuchte auf maximal 25% einmalig variiert werden,
was natürlich den Energieverbrauch und den Anfall von Brüden und
Abgasen beträchtlich reduziert. Darüber hinaus entfallen
bestehende Einschränkungen bezüglich der Wahl
der Ausgangsmaterialien; es kann sogar Ganzblatt verwendet werden.
Prozessschritte, die eingespart bzw. ersetzt werden können,
sind im Wesentlichen mindestens einige der folgenden:
- – Entrippungsprozess in der ”Green Leaf Threshing
Plant”, weil eine Ganzblattverarbeitung grundsätzlich
möglich ist;
- – typische Konditionier- und Schneiderlinien;
- – Burley-Prozess-Toasten (Doppeltrocknung);
- – Tabaktrocknung durch Kontakt an warmen (heißen)
Oberflächen in Trommeln bzw. durch Konvektion in Luftstromtrocknern,
Wirbelschichttrocknern oder durch kapazitive Trocknung in Schneckenförderelementen
wie Extrudern; und
- – Apparate zur Flavourisierung.
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Die
Infrastruktur der Zigarettenfabrik wird im Wesentlichen kapazitätsmäßig
von Anlagen entlastet, die der Emissionsgesetzgebung unterliegen,
wie z. B. Entstaubungsanlagen, Brüdenaufbereitungsanlagen
und Abwasseraufbereitungsanlagen.
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Die
Erfindung wird im Weiteren anhand verschiedener Ausführungsformen
und mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
Sie kann die hierin beschriebenen Merkmale einzeln sowie in jedweder
Kombination umfassen und als Verfahren, Vorrichtung oder Verwendung
den entsprechenden zuordnungsfähigen Merkmalen verstanden
werden. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Extrusions-Tabakvorbereitungsmoduls;
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2 Varianten
einer erfindungsgemäßen Aggregatsanordnung in
Tabellenform;
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3 mehrere
erfindungsgemäße Tabakvorbereitungsaggregate für
unterschiedliche Tabakmaterialien, zusammengeschaltet zu einem Produktionsmodul;
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4 die
Zusammenschaltung eines erfindungsgemäßen Tabakvorbereitungsmoduls
mit einem Zigarettenmaker, zu einer Zigarettenherstellungsanlage
bzw. Zigarettenfabrik in schematischer Darstellung; und
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5 die
herkömmliche Tabakvorbereitung für verschiedene
Tabakmaterialien als Ablaufdiagramm, auf das einleitend bei der
Erörterung des Stand des Technik Bezug genommen wurde.
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Bei
der Ausführungsform, die in der 1 dargestellt
worden ist, weist eine Bearbeitungseinheit, d. h. ein Extrusionsmodul
die folgenden Komponenten auf: einem Mischsilo 1, in dem
Tabakmaterial als Batch zusammengestellt und dabei ein Rezept formuliert
wird; eine Dosierschnecke 2, die eine Volumendosierung
bzw. Massendosierung vornimmt und das Tabakmaterial aus dem Silo 1 abtransportiert; einen
Extruder 3, zu dem das dosierte Tabakmaterial geliefert
wird und in dem die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- – Konditionierung mit Wasser/Dampf
ggfs. zusätzlich Casing;
- – Verdichtung, Mischen, Erhitzen, Verweilen, Geschmacksbildung,
Aromatisierung;
- – Formgebung von in der Länge geschnittenen Tabakfasern
zu einem Tabakhaufwerk unter Entspannungstrocknung bei gleichzeitiger
Wiederherstellung der natürlichen Füllfähigkeit
durch Expansion auf Umgebungsdruck.
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Schließlich
weist das gesamte Modul noch die Kühleinheit 4 auf,
die der Fixierung der Struktur und der Extraktion von anhaftendem
Dampf dient. Was den Mischsilo 1 betrifft, so kann das
Beschicken dieses Silos mit ganzen Packstücken entweder
mit Hilfe eines Slicers oder eines Brechers vor Eintritt in das
Mischbehältnis durchgeführt werden. Ferner kann
das so vorgebrochene Schüttgut dann mit einem Silo-Mischwerk
homogenisiert und weiter verarbeitet werden.
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Zu
dem Extruder ist anzumerken, dass er eine beheizbare Druckkammer
aufweisen kann, die einen Tabakmaterial-Einlass auf der Niederdruckseite
und einen Tabakmaterial-Auslass auf der Druckseite sowie eine Förderrichtung
(Stopfschnecke zum Fördern des Tabakmaterials vom Einlass
zum Auslass) aufweisen kann. Der Tabakmaterial-Auslass weist einen
Strömungskanalquerschnitt (definiert durch Spalt+Profilierung)
für den Durchgang des Tabakmaterials unter Entspannung
auf, und der Strömungskanalquerschnitt hat vorzugsweise
gegeneinander bewegbare Spaltwände, die Aufrauhungen oder
Profilierungen aufweisen können. Die Spaltwände
können ferner voneinander weg und aufeinander zu bewegbar,
zum geschlossenen Zustand des Spalts hin vorgespannt und im festen
oder fest einstellbaren Abstand gegeneinander beweglich sein (0,01
mm bis 2 mm). Die Aufrauungen können Rillen oder Kreuzprofilierungen
sein, und der Spalt kann einen Ringspalt, Zylinderspalt oder ein
Kegelspalt sein, dessen Spaltwände insbesondere gegeneinander kontinuierlich
oder intermittierend hin- und herbewegbar sind. Die Extruderschnecke
kann zum Bereich des Auslasses hin das Kammervolumen mindernde Maßnahmen
aufweisen, insbesondere degressive Schneckensteigungen oder progressive
Extruderwellen, und es besteht die Möglichkeit in der Druckkammer
mechanische Vorzerkleinerungsmittel bzw. Vorzerfaserungsmittel anzuordnen.
An der Druckkammer können Einlässe für
Konditionierungs- oder Casingmittel bzw. Dampf vorhanden sein.
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Die
beiliegende 2 zeigt erfindungsgemäße
Varianten in Tabellenform zusammen mit der Anzahl der notwendigen
Extruder (Extruderzellen bzw. Extrudermodule). Wenn Ganzblatt ohne
Tabakspezialisierung verwendet wird, ist minimal nur ein Extruder
notwendig. Dann wird, wie in 1 gezeigt, das
Mischungsrezept in einem Silo des Extrusionsmoduls realisiert, und
es wird beispielsweise nicht nach Virginia, Burley, Orient und Rippen
prozesstechnisch unterschieden. Im Falle der Verwendung von Ganzblatt
entspricht der Anteil des Gerüstbildners Cellulose dem
natürlichen Gehalt im Blatt und wird deshalb als besonders
vorteilhaft bezüglich der Produkteigenschaften eingeschätzt.
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Es
sind Ausführungsformen denkbar, bei denen eine getrennte
Extruder-Behandlung unterschiedlicher Tabakmaterialien bzw. Lamina-Sorten stattfindet,
und in der zweiten Zeile zeigt die 1 eine Variante,
in. der gedroschener Tabak verwendet also Rippe und Lamina getrennt
behandelt werden. Hierzu sind minimal zwei Extruder notwendig, und
es können unterschiedliche Schnittbreiten für
Rippe und Lamina eingestellt bzw. unterschiedliche Casingvariationen
gewählt werden.
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Wenn
gemäß der dritten und vierten Variante in 2 die
klassische Spezialisierung der Linien beibehalten werden soll, werden
drei bis vier Extrusionsmodule benötigt, nämlich
für Burley, Virginia, Orient und Rippe. Der Vorteil dieser
Verfahrensweise ist, dass eine Spezialisierung durch unterschiedliche Prozessparameter
und Casing-Applikationen sowie andere Parameter vorgesehen werden
kann (Burley-Extruder-Toasting, etc.) Wenn Rippe und Burley getrennt
aufbereitet werden, Virginia und Orient aber zusammen, sind minimal
drei Extruder notwendig, wenn Rippe, Burley, Virginia und Orient
getrennt aufbereitet werden, braucht man mindestens vier Extruder
und die Erfindung wird zu einer Abbildung einer Standardtabak-Aufbereitung,
jedoch mit Extrudermodulen und der zugehörigen Platzersparnis
und allen anderen erfindungsgemäßen Vorteilen,
die schon beschrieben wurden.
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Es
sind natürlich Kombinationen möglich, wie beispielsweise
die getrennte Verarbeitung nach Rippe und Blatt, wobei Burley, Virginia
und Orient gemeinsam in einem Extrusionsmodul prozessiert werden.
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Eine
der vorgenannten Versionen ist in der 3 dargestellt,
wobei ein Rippenbearbeitungsmodul 10, ein Virginia/Burley-Bearbeitungsmodul 20 und ein
Orient-Modul 30 jeweils eine erfindungsgemäße Extrusions-Tabakvorbereitung
durchführen und das extrudierte Produkt dann jeweils über
die Förderer 15, 25 und 35 zu
einem gemeinsamen Förderer 50 liefern, der dann
die Schnittstelle zur weiteren Zigarettenherstellung bzw. zum Zigarettenmaker
bildet.
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Die 4 zeigt
im Ganzen eine Zigarettenherstellungsvorrichtung bzw. eine ”kleine
Zigarettenfabrik” mit einem Extrusionsmodul 40 (Silo 1,
Dosierschnecke 2, Extruder 3, Förderer 55,
Trockner 4), welches unmittelbar einem Zigarettenmaker 60 vorgeschaltet
ist. Dabei gehört das Tabakvorbereitungsmodul 40 also
zu einer (oder einer kleinen Gruppe von) Zigarettenmaschine(n) in
quasi einer 1:1-Beziehung. Mit der Einführung einer solchen
erfindungsgemäßen Konzeption bzw. der erfindungsgemäßen
modularen Tabakvorbereitung wird es möglich, unabhängige
Fabrikationsmodule für Tabakvorbereitung und Zigarettenherstellung
zu schaffen, und eine zukünftige Fabrik könnte
aus ganzzahligen Vielfachen solcher Minifabriken bestehen, wie sie
in der 4 dargestellt sind. Mit diesem Konzept wird eine
weitgehende Flexibilisierung der Zigarettenherstellung bzw. der
Rauchartikelherstellung erreicht.
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Eine
Leistungsanpassung hinsichtlich des Tabak-Durchsatzes an den Zigarettenmaschinenbedarf
(Maker-Bedarf) kann entweder mit dem Dosierförderer des
Extruders selbst (kleiner Stellbereich durch Drehzahlvariationen)
oder mit der Anzahl der Extruder pro Silo (großer Stellbereich
durch Vervielfachung der Grundeinheit) durchgeführt werden. Auch
die Aromatisierung kann hiermit einbezogen werden, beispielsweise
als bewährte Online-Aromatisierung während der
Zigarettenherstellung. Sie kann aber auch vorab in einer Flavourtrommel
zusammen mit einem Mischen des Materials geführt werden,
bevor es an den Tabaksilo weitergegeben wird.
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Eine
Extrusionszelle, die in den 3 und 4 beispielsweise
mit 20, 30 bzw. 40 aufgezeigt wurde,
kann einen Stellplatz von 15 × 15 m bei einer Leistungsfähigkeit
von bis zu 1000 kg/h benötigen. Zusammenfassend ist festzustellen,
dass die Erfindung eine Ressourcen schonende Tabakaufbereitung bereitstellt
(Energie, Brüdenanfall etc.), und zwar ohne Vorbehandlung
des Tabakmaterials mit einer nahezu 100%-igen Rohstoffausbeute in
einem kompakten Extrusionsmodul.
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Bei
einem Verfahrensbeispiel für die erfindungsgemäße
Tabakaufbereitung werden verschiedene Virginia-Grades in Form von
Strips bereitgestellt und in einem Silo 1 mit schneidenden
Mischorganen für faserförmige Pflanzenmaterialien
ohne Feuchtung entsprechend eines Rezeptes gemischt. Die Batchgröße
wird dabei auf 4000 kg festgelegt. Während des Mischens
wird zusätzlich eine Zerkleinerung des bruchempfindlichen
Blattmaterials bewusst in Kauf genommen. Der dabei entstehende Staub
dient zur Stabilisierung des Prozessablaufes. Es kann durchaus vorteilhaft
sein, noch Tabakstaub oder andere Tabakkleinmaterialien aus weiteren Quellen
zum Rezeptbestandteil zu machen.
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Das
so vorbereitete Batch wird mit Hilfe einer Dosierschnecke 2 dem
Extruder 3 zugeführt und dort wie bereits beschrieben,
zu einem faserförmigen Tabakprodukt ausgeformt.
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Die
Ausbeute beträgt dabei nahezu 100%. Durch die schlagartige
Expansion entstehen ansprechende Füllfähigkeiten
von z. B. 5,1 ml/g und das Produkt ist visuell vom klassischen Produkt
nicht unterscheidbar. Der Staub bzw. andere Tabakkleinteile werden
während des Verdichtungs- und Extrusionsprozesses an das
entstehende faserige Tabakmaterial gebunden, was zu der hohen Materialausbeute führt.
Die gefertigten Zigaretten sind qualitativ hochwertig und liegen
ohne weiteres im Bereich der Qualität der klassischen Tabakaufbereitung.
Darüber hinaus sind sie visuell nicht von Zigaretten zu
unterscheiden, bei denen eine klassische Tabakaufbereitung verwendet
worden ist. Die Härte der Zigaretten wird bei der erfindungsgemäßen
Tabakvorbereitung sogar verbessert, nämlich verringert.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht also die Erzeugung eines
einwandfreien Rauchproduktes mit allen genannten Vorteilen hinsichtlich
der Handhabbarkeit der Tabakvorbereitung, ihrer Produktivität, sowie
der Ersparnis an Stellplatz, Energie- und Anlagenaufwand.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102004043833 [0003]
- - DE 102004059388 B4 [0006]
- - DE 102005006117 [0007]