DE3114712A1

DE3114712A1 - "tabaktrockungsvorrichtung"

Info

Publication number: DE3114712A1
Application number: DE19813114712
Authority: DE
Inventors: Luther J. Louisville Ky. Mills III
Original assignee: Brown and Williamson Tobacco Corp
Current assignee: Brown and Williamson Holdings Inc
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-04-10
Publication date: 1982-02-25
Also published as: GB2075164B; GB2075164A; US4315515A; CA1160935A; DE3114712C2; AU538106B2; AU6915081A

Description

■k-

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen von Tabak, sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Trocknen von Tabak unter Trocknungsbedingungen mit einer verhältnismäßig hohen Feuchtigkeit.

Bei der Herstellung von Zigaretten ist es übliche Praxis, den Tabak, und zwar sowohl die Blätter als auch die Stengel (Stiele), bis auf eine Teilchengröße zu. schneiden, die für die Herstellung von Zigarettenprodukten geeignet ist. Bei der Behandlung des Tabaks vor dem Schneiden oder Zerschlagen wird der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks im allr gemeinen erhöht, um das Zersplittern der Tabakteilchen während des Schneidens minimal zu halten, und dabei erhält man auch ein Material mit einer einheitlicheren Teilchengröße. Bei der Fortsetzung der Behandlung des Tabaks ist es erforderlich, seinen Feuchtigkeitsgehalt herabzusetzen vor der Herstellung einer Zigarettenstange, die anschliessend zu den vorgeschriebenen Längen zerschnitten und zu einem Zigarettenprodukt verarbeitet wird.

Beim Trocknen des vorher geschnittenen Tabaks liegt der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt in der Regel innerhalb des Bereiches von etwa 15 bis etwa 35 % für die Blätter und von etwa 20 bis etwa 60 % für den Stengel (Stiel). Dieser Tabak wird .im allgemeinen in Gegenwart von heißer Luft getrocknet, bis der Feuchtigkeitsgehalt innerhalb des Bereiches von etwa 12 bis etwa 15 % liegt. Es sind bereits verschiedene dafür geeignete Vorrichtungen bekannt und zwei

Beispiele für das Trocknen von geschnittenem Tabak sind in den US-Patentschriften 3 357 436 und 4 167 191 beschrieben.

In den letzten Jahren ist es in der Tabakindustrie allgemein üblich geworden, den Tabak vor der Einarbeitung in ein Zigarettenprodukt zu expandieren oder "aufzublähen (aufzulockern)". Dieses Expandieren oder "Aufblähen" führt zu einer besseren wirtschaftlichen Ausnutzung sowie zu einer Herabsetzung des Teer- und Nikotingehaltes in dem Endprodukt. Es sind bereits viele verschiedene Verfahren zum Expandieren von Tabak bekannt und beschrieben worden, wie z.B. das Imprägnieren des Tabaks mit Wasser, einer organischen Flüssigkeit, Kohlendioxid oder Ammoniak, und das anschließende Einwirkenlassen von ausreichenden Temperaturen oder Drucken auf den imprägnierten Tabak, um dann das Imprägniermittel aus dem Tabak freizusetzen. Bei vielen der zum Expandieren des Tabaks angewendeten Trocknungsverfahren gehen jedoch viele der Vorteile, die auf die Expansionstechnik zurückzuführen sind, wieder verloren wegen der Schrumpfung während des Trocknungsverfahrens. Daher wäre eine Vorrichtung, die zum Trocknen von expandiertem Tabak verwendet werden kann, wobei keine Schrumpfung auftritt oder diese minimal gehalten wird, von beträchtlichem Vorteil bei der Verarbeitung von expandierten Tabakteilchen.

Es wurde nun erkannt, daß es erwünscht ist, eine verbesserte Vorrichtung zum Trocknen von expandiertem Tabak zu entwickeln. Außerdem wurde erkannt, daß es erwünscht ist, eine Vorrichtung zum Trocknen von Tabak bei einer Tempera-

ν«

tür oberhalb 121°C (25O°F) in Gegenwart einer absoluten Feuchtigkeit bei einem Wert oberhalb des Wertes, der einen Naßkolben-Temperaturwert von mindestens etwa 66 C (150⁰F) ergibt, wobei diese Bedingung nachstehend als "hohe Feuchtigkeitsbedingungen" bezeichnet wird, zu entwickeln. Es wurde ferner erkannt, daß es erwünscht ist, eine Vorrichtung zum Trocknen von Tabak zu entwickeln, mit der das Zersplittern während des Trocknungsverfahrens minimal gehalten wird. Es wurde außerdem erkannt, daß es erwünscht ist, eine Vorrichtung zum Trocknen von expandiertem Tabak mit einer minimalen Schrumpfung zu entwikkeln.

Verschiedene weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung gehen für den Fachmann aus den nachfolgenden Angaben hervor.

Gegenstand der Erfindung ist insbesondere eine Vorrichtung zum Anfeuchten von Luft und zum Trocknen von Tabak, die umfaßt eine Einrichtung zum Zirkulierenlassen von Luft in einem praktisch geschlossenen System; eineEinrichtung zum Erhitzen der Luft in diesem System; eine Einrichtung zur Einführung von Tabak an einem Ende des Systems und in den Weg der erhitzten Luft; eine Einrichtung vor der Tabakeinführungsstation zum Einleiten von Wasserdampf in den Luftstrom stromabwärts von der Einrichtung zum Erhitzen der Luft in dem System; eine Einrichtung in dem System an einem Punkt jenseits der Tabakeinführungsstation, in welcher der Tabak durch die heiße angefeuchtete Luft in Aufwärtsrichtung transportiert wird; eine Einrichtung zur Abtrennung des Tabaks von der ihn

■-j -···' ·^:· 31Η.712

transportierenden Luft; eine Ablaßeinrichtung zum Austragen der mit Feuchtigkeit beladenen Luft aus dem System; und eine Fühlereinrichtung zum Bestimmen (Messen) der Temperatur der Luft und ihres Feuchtigkeitsgehaltes nach dem Austrag des Tabaks, wobei diese Fühlereinrichtung die Menge des Wasserdampfes reguliert, der in das System eingeleitet wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von spezifischen Beispielen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß diese darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Die beiliegende Zeichnung zeigt ein schematisches Fließdiagramm einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Gemäß der beiliegenden Zeichnung wird zur Durchführung der Erfindung Luft in einer geschlossenen Leitung 2 durch eine geschlossene Heizeinrichtung 6 transportiert und die austretende erhitzte Luft strömt in die Leitung 10. Eine Heizeinrichtungs-Ümgehungsleitung 8 kann automatisch oder manuell so mit Ventilen gesteuert werden, daß die Luft die Heizeinrichtung 6 umgeht, wodurch man eine Einrichtung zur Regulierung der Temperatur der in die Leitung 10 eintretenden Luft erhält. Die Kapazität der Heizeinrichtung 6 und der Aufbau der Umgehungsleitung 8 sind zweckmäßig so, daß die Temperatur der Luft in der Leitung 10 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches, im allgemeinen

oberhalb 121⁰C (25O⁰F) gehalten. wird. Die in der Leitung 10 transportierte oder durch diese hindurchgeleitete Luft passiert die Wasserdampf-Eintrittsöffnung 4, durch welche Wasserdampf oder ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft in den Luftstrom eingeleitet werden kann. Die Wasserdampf-Einleitungsöffnung 4, die an ihrem Ende eine Düse 5 aufweist, führt unter einem Winkel, von weniger als 45 , bezogen auf die Richtung des Luftstromes, Wasserdampf in den Luftstrom ein. Wie in der Zeichnung dargestellt, tritt der Wasserdampf im wesentlichen parallel zu dem Luftstrom in den Luftstrom ein. Der durch die Eintrittsöffnung 4 eingeleitete Wasserdampf wird zweckmäßig durch eine automatische Kontrolle des Wasserdampf-Regelventils 40 so eingestellt, daß eine verhältnismäßig hohe vorgewählte Feuchtigkeit in der Leitung 10 aufrechterhalten wird. Das Wasserdampf-Regelventil 40 wird entsprechend der Naßkugeltemperatur der in der Leitung 32 strömenden Luft betätigt, wobei eine Naßkugel-Meßeinrichtung hier mit der Ziffer 42 bezeichnet ist. Die Naßkugel-Meßeinrichtung ist in der Probenentnahmeleitung 44 angeordnet, welche die Leitung 32 und die Heizeinrichtungä-Umgehungsleitung 8 miteinander verbindet. Auf entgegengesetzten Seiten der Naßkugel-Fühlereinrichtung 42 sind ein Paar Ventile 46 und 48 angeordnet, um die Strömungsgeschwindigkeit bzw. -rate und das Abstoppen desLüf !stromes durch sie hindurch für eine Eichung in der Leitung und für die Instandhaltung einzustellen.

Aus dem Vorratstrichter 12 wird durch die Vorratsfördereinrichtung 14 expandierter Tabak in eine vertikale Rohrleitung 16 in. die Luftschleuse 27 und dann in die Leitung 10

31H712

eingeführt. Andererseits kann die Tabakzuführungseinrichtung natürlich auch dazu verwendet werden, um den expandierten Tabak mit der heißen Luft mit hoher Feuchtigkeit innerhalb der Leitung 10 innig zu vermischen. In einigen Vorrichtungen ist eine Leitung 10 nicht erforderlich, wenn der Tabak direkt in den Luftstrom eingeführt werden kann, wenn dieser in eine Expansionskammer 18 eintritt, wie nachfolgend näher erläutert wird. Der von der Luft mitgerissene Tabak wird dann durch eine Vielzahl von Trocknungskammern 18 und diese verbindende Leitungen 20 hindurchgeführt. Es ist jedoch klar, daß bei einigen Anwendungen nur eine Kammer 18 benötigt wird und daß bei anderen Anwendungen das Trocknen in den Förderleitungen, wie z.B. der Leitung 10, erzielt werden kann. Die Kammern 18 sind Expansionskammern zur Herabsetzung der Geschwindigkeit des Luftstromes durch die Vorrichtung sowie eine Trocknereinrichtung zum Trocknen des expandierten Tabaks, der von Luft mitgerissen wird, bis auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt. Die Kammern 18 können so gewählt werden, daß sie eine ausreichende Kapazität besitzen, um den gewünschten Temperaturbereich des Luftstromes, in der Regel von etwa 121 bis etwa 343 C (250 - 650 F), aufrechtzuerhalten. Die Anzahl der Kammern 18 kann so gewählt werden, daß sie jede gewünschte Verweilzeit für jeden gewünschten Trocknungsgrad ergeben.

Der expandierte Tabak und die Luft, die aus der letzten Kammer 18 austreten, werden durch die Leitung 22 in einen Separator 24 eingeführt.Der Separator 24 ist vorzugsweise ein Tangentialseparator. Es sei jedoch bemerkt, daß auch

andere Separatortypen vertuendet werden können. Durch die Luftschleuse 26 tritt Tabak aus dem Separator 24 aus und wird durch die Fördereinrichtung 28 in die nächste Tabakbehandlungsstufe eingeführt. Die abgetrennte Abluft wird durch die Leitungen 30 und 32 im Kreislauf zurückgeführt. Innerhalb des Leitungssystems · befindet sich ein Gebläse 34, um die Luft anzutreiben. In der Leitung 32 ist auch eine Ablaßöffnung 36 angeordnet, um die überschüssige Luft aus dem System abzulassen. Die durch die Leitung 32 transportierte Luft tritt wieder in die Leitung 2 ein durch einen Schlußseparator 38, der eventuellen Staub aus dem Luftstrom entfernt. Bei dem Separator 38 handelt es sich vorzugsweise um einen Separator vom Rotoclon-Typ, der ebenfalls das Antreiben der Luft unterstützt. In der beiliegenden Zeichnung geben die Pfeile die Strömungsrichtung des expandierten Tabaks und/oder der Luft an. In Abhängigkeit von der aus einem speziellen Tabak entfernten Feuchtigkeitsmenge variieren die Tabaktypen, die Tabakmischungen und Formen derselben, wobei die Arbeitsparameter des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechender Weise variieren bei der Herstellung eines einheitlichen und konstanten Feuchtigkeitsgehaltes des aus dem System ausgetragenen Tabaks.

Um den Strom durch das System zu steuern (kontrollieren), ist in der Recyclisierungsleitung 32 ein Zugregler 50 vorgesehen. Der Zugregler 50 wird betätigt in Abhängigkeit von dem vorgewählten Druck der Druckfühlereinrichtung 52. Die Druckfühlereinrichtung 52 umfaßt ein Paar Druckfühlersonden 54 und 56, die in dem Luftstrom auf entgegengesetzten Seiten des Tabakseparators 24 angeordnet sind.

31H712

Jede Sonde mißt den Druck des Luftstromes an der vorher festgelegten Position und der Differenzdruck, wie er von der Druckfühlereinrichtung 52 gemessen wird, bestimmt, ob der Zugregler 50 geöffnet oder geschlossen wird.

Die Menge der zum Trocknen des Tabaks erforderlichen Wärme hängt von der Geschwindigkeit bzw..Rate ab, mit welcher der Tabak durch das System hindurchgeführt wird, und von seinem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt·. Eine Zunahme der Geschwindigkeit bzw. Rate oder des Feuchtigkeitsgehaltes führen zu einer Verringerung der Lufttemperatur in der Leitung 10 und in den Kammern 18, so daß die Wärmezufuhr in die Heizeinrichtung 6 natürlich erhöht werden muß. In entsprechender Weise führt eine Herabsetzung der Beschikkungsgeschwindigkeit bzw. -rate oder des Feuchtigkeitsgehaltes zu einer Verminderung der Wärmezufuhr. Daher wird die Wärmezufuhr in Abhängigkeit von den Bedingungen so proportioniert, daß der Endfeuchtigkeitsgehalt des Tabaks konstant gehalten wird.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt die Temperatur der eingeführten Luft, welche die Leitung 10 passiert, im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 121 bis 343°C (250 - 650⁰F) und sie kann in einigen Fällen 343°C (65O°F) übersteigen» Der in die Leitung 10 eintretende expandierte Tabak kann eine Temperatur von bis zu 101,5 C (215 F) haben, die Temperatur des eintretenden Tabaks ist jedoch nicht kritisch und hängt von dem Typ und dem Zustand des verwendeten Tabaks ab. Die Temperatur der aus der letzten Kammer 18 austretenden Luft liegt

V · «J

-..;. 31H712

• /la·

im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 77 bis weniger als 316°C (170 -<600°F). Der Tabak wird somit, nachdem er anfänglich Lufttemperaturen von 121 bis 343°C (250 - 65O°F) ausgesetzt worden ist, danach kühlerer Luft von 77 C (170 F) bis weniger als 316 C (<:600 F) ausgesetzt. Nach dem Austritt des getrockneten Tabaks kann er gewünschtenfalls noch weiter abgekühlt werden.

Die Verweilzeit des expandierten Tabaks in der erfindungsgemäßen Trocknungsstufe kann beendet werden, wenn d*r gewünschte Feuchtigkeitsgehalt erreicht ist. Die genauen Trocknungszeiten können durch Ausprobieren für jeden gegebenen expandierten Tabak leicht bestimmt werden.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims

P 16 161 10. April 1981 Brown & Williamson Tobacco Corporation 1600 West Hill Street Louisville, Kentucky 4-02J2, U.S.A. Tabaktrocknungsvorrichtung Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Anfeuchten von Luft und zum Trocknen von Tabak, gekennz eichnet durch eine Einrichtung (10) zum Zirkulierenlassen von Luft in einem praktisch geschlossenen System; eine Einrichtung (6) zum Erhitzen der Luft in diesem System; eine Einrichtung (12, 14, 16, 27) zurEinführung von Tabak an einem Ende des Systems und in den Weg der erhitzten Luft; eine Einrichtung (40, 4, 5) vor der Tabakeinführungsstation zum Einleiten von Wasserdampf in den Luftstrom stromabwärts von der Einrichtung (6) zum Erhitzen der Luft in dem System; eine Einrichtung in dem System an einem Punkte jenseits der Tabakeinführungsstation, in welcher der Tabak durch die heiße, angefeuchtete Luft in Aufwärtsrichtung transportiert wird; eine Einrichtung (22, 24, 26) zur Abtren-

TELEFON (OBS) 93 38 63

TELEX OS-3S3BO

TELEQRAMME MONAPAT

nung des Tabaks von der ihn transportierenden Luft; eine Ablaßeinrichtung (36) zum Austragen der mit Feuchtigkeit beladenen Luft aus dem System; und eine Fühlereinrichtung (42) zur Messung (Bestimmung) der Temperatur der Luft und ihres Feuchtigkeitsgehaltes nach dem Austragen des Tabaks, welche die Menge des in das System eingeleiteten Wasserdampfes reguliert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung (42) eine Naßkugel-Fühlereinrichtung umfaßt.

3« Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einleiten von Wasserdampf eine innerhalb des Luftstromes angeordnete Wasserdampf-Einleitungsöffnung (4) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampf-Einleitungsöffnung (4) so angeordnet ist, daß sie Wasserdampf unter einem Winkel von weniger als 45 , bezogen auf die Richtung des Luftstromes, in den Luftstrom einleitet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampf-Einleitungsöffnung (4) im wesentlichen parallel zu dem Luftstrom verläuft.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung (42) in Abhängigkeit von einer Regelventileinrichtung (40) be-

·^:·"··· "·-- sr- 31H712

tätigt wird, die innerhalb einer Wasserdampfeinleitungsleitung angeordnet ist, die ihrerseits, mit einer Wasserdampf-Einleitungsöffnung (4) in Strömungsverbindung stehend, innerhalb des Luftstromes angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung in dem System an einem Punkte jenseits der Tabakeinführungsstation aufweist, in welcher der Tabak durch die heiße, angefeuchtete Luft in Aufwärtsrichtung transportiert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tabak in Aufwärtsrichtung in mindestens eine Expansion skatnmer (18) transportiert wird,wodurch die Geschwindigkeit des Luftstromes durch die Vorrichtung herabgesetzt wird.