HU219164B - Eljárás higroszkópos szerves anyagok nedvességtartalmának növelésére vagy csökkentésére - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás higroszkópos szerves anyagok, előnyösendohány újranedvesítésére olyan módon, hogy az egyensúlyba hozottdohány CV (hengertérfogat)-értéke jelentősen ne csökkenjen, és netörténjen jelentős dohánylebomlás. A találmány szerint úgy járnak el,hogy az újranedvesítendő dohányt levegőárammal érintkeztetik, amelynekrelatív nedvességtartalma a dohány egyensúlyi körülményeihez közeli.Amint a dohány illóanyag-tartalma növekszik, a dohánnyal érintkezőlevegőáram relatív nedvességtartalmát növelik abból a célból, hogy adohány újranedvesítését elérjék. A találmány tárgya továbbá eljárásdohány szárítására olyan módon, amely nem okoz jelentős változást adohány egyensúlyi helyzetbe hozott CV (hengertérfogat)-értékében, ésnem okoz jelentős dohánylebomlást. A találmány szerint úgy járnak el,hogy a szárítandó dohányt egy olyan levegőárammal érintkeztetik,amelynek relatív nedvességtartalma a dohány egyensúlyi körülményeihezközeli vagy ez alatti. Amint a dohány illóanyag-- tartalma csökken, adohánnyal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalma iscsökkentett, abból a célból, hogy a dohány szárítását megvalósítsák.Azt találták, hogy a dohány újranedvesíthető vagy szárítható igenhatékony eljárással folyamatos módon egy önkürtős, spirálisszállítószalag-berendezésben. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás dohány és más higroszkópos szerves anyagok, előnyösen gyógyszerészeti hatóanyagok, mezőgazdasági termékek, előnyösen gyümölcsök, zöldségek, gabonafélék, kávé és tea nedvességtartalmának beállítására, azaz nedvességtartalmának növelésére vagy csökkentésére. Részletesebben a találmány tárgya eljárás, amelyben a fenti anyagok nedvesítése vagy szárítása szabályozott nedvességtartalmú levegő segítségével történik.

A szakirodalomban régen felismerték, hogy szükséges különféle higroszkópos szerves anyagok, például a dohány nedvességtartalmának szabályozása. Például a használható termékké feldolgozott dohány nedvességtartalma a feldolgozás során több alkalommal is megváltozik. Minden egyes feldolgozási lépés, például a gőzkezelés, a vágás, az alkotóelemek elkeverése, az ízanyagok adagolása, a dohány expandáltatása és cigarettává történő átalakítása bizonyos optimális nedvességtartalmat igényel, amely igen gondosan szabályozandó abból a célból, hogy igen jó minőségű dohányt nyerjünk vagy igen jó minőségű más higroszkópos szerves anyagokból készült terméket állíthassunk elő. Ezen túlmenően az az eljárás, amivel a dohány nedvességtartalmát megváltoztatjuk, hosszan tartó befolyást gyakorolhat a végtermék fizikai, kémiai és érzékszervre kifejtett jellemzőire. Ennélfogva a dohány vagy más higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának csökkentésével kapcsolatos eljárások minősége és az eljárások alkalmazott formája igen nagyjelentőségű.

Az expandált dohány nedvességtartalmának visszaállítása egy különösen igényes feladat. Jellemzően az expandálási folyamatból nyert dohány nedvességtartalma 6 tömeg% és igen gyakran akár 3 tömeg% alatti. Ilyen alacsony nedvességtartalom esetében a dohány igen könnyen törik. Ezen túlmenően az expandált dohányszerkezet a nedvességtartalom visszaállítása során igen gyakran az expandált szerkezetet elveszti, azaz a dohány részben vagy teljes egészében a nem expandált helyzetbe kerül vissza. Amennyiben ez a szerkezet összeomlik, a dohány töltési képessége csökken, és így a korábbi expandálási folyamatból nem nyerünk előnyt.

Az expandált dohány nedvességtartalmának beállítására különféle eljárásokat alkalmaztak. A legegyszerűbb eljárás általában az, amelynek során a dohányt vízpermetnek vetik alá, jellemzően úgy, hogy egy forgóhengerben centrifugálják. Más eljárás szerint a nedvességtartalom visszaállítását telített gőzzel végzik. Egy harmadik eljárás szerint egy szállítószalagon mozgó dohányágyon keresztül nagy nedvességtartalmú levegőt vezetnek vagy buborékoltatnak át, amint ezt a 4,178,946 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben leírták.

A fenti eljárások egyike sem teljesen kielégítő az expandált dohánnyal kapcsolatos műveletek végrehajtására. A permetezőhengerben történő dohánycentrifugálás az érzékeny, expandált dohány törését eredményezi. A folyékony vízzel történő közvetlen érintkezés azt eredményezi, hogy az expandált dohányszerkezet megszűnik és a korábbi állapot áll vissza. A gőzzel történő nedvességtartalom-beállítás ugyancsak azt eredményezi, hogy az expandált dohányszerkezet összeomlik. Ez ugyan részben annak tudható be, hogy magas hőmérséklet áll fenn a gőzkömyezetben, azonban az expandált dohányban, bármely gáz-halmazállapotú környezetnek kitéve, ahol vízkondenzáció történik, mint például gőz vagy igen magas nedvességtartalmú levegő, az expandált szerkezet összeomlása zajlik le.

Az egyik eljárás, amelyet abból a célból alkalmaznak, hogy ezeket a hátrányokat kiküszöböljék, amelynek során a száraz expandált dohányt olyan kamrába helyezték, amely kívánt nedvességtartalmú levegőt tartalmazott, és hagyták, hogy a dohány a kamrában 24-48 óra időtartamon át egyensúlyba kerüljön. A kamrában a levegősebességet igen alacsony értéken tartották, jellemzően ez nem volt több, mint 0,76 m/perc. Az eljárással elérhető, hogy az expandált dohányszerkezetben igen kis mértékű károsodás történik, vagy egyáltalán nem történik károsodás. Az eljárás hátránya az, hogy 24-48 óra időtartamot igényel, és emiatt alkalmazása laboratóriumi célokra korlátozott.

Kísérleteket végeztek abból a célból, hogy az ilyen egyensúlyi folyamatokban a megkívánt tartózkodási időt megrövidítsék úgy, hogy a levegősebességet megnövelik. Ezek a próbálkozások sikertelenek voltak, mert nem sikerült megduplázni a vízfelvételi hatásosságot, amelyet a lassú laboratóriumi egyensúlyi eljárásban létrehoztak, továbbá a megkívánt hosszú tartózkodási időt biztosító dohányszállító szalagok mérete nem valósítható meg, ezen túlmenően az ilyen szállítószalagokon a dohánytermék nedvességtartalma nem egyenletes, vagy az ilyen berendezésekben gyakran tűz keletkezik, amint ezt a 4,202,357 számú egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben leírták.

A dohányfeldolgozás során a nedvességtartalom szabályozása céljából alkalmazott szárítási eljárás ugyanolyan fontos, mint a nedvességtartalom-visszaállítási eljárás. Amennyiben a dohányt szárítják, fizikai és kémiai változások történnek, amelyek a termék fizikai és/vagy érzékszervekre kifejtett jellemzőit megváltoztatják. Ennélfogva a dohányszárítási eljárások igen nagy fontosságúak.

A dohányiparban két típusú szárítóberendezést alkalmaznak: a rotációs szárítókat és a szalag- vagy szállítószalag-alkalmazású szárítókat. Esetenként pneumatikus típusú szárítókat is alkalmaznak. Az adott szárítóberendezést aszerint választják meg, hogy milyen szárítási feladatot kell elvégezni. A szalagos vagy szállítószalagos szárítókat általában a csík formájú dohány szárítására alkalmazzák, a rotációs szárítókat pedig a vágott dohány szárítására használják. A rotációs és a szállítószalagos szárítást a szárától megszabadított dohány szárítására alkalmazzák.

A szállítószalagos szárítóberendezésben a dohányt egy perforált szállítószalagon elosztják és vagy felső vagy alsó irányból levegőt bocsátanak keresztül rajta, amely áthalad a dohányon és a szállítószalagon. Igen gyakran nem egyenletes dohányszárítás történik amiatt, hogy a dohányágyban a levegőfüvás következtében csatornák keletkeznek, és ezek lehetővé teszik, hogy a szá2

HU 219 164 Β ráz levegő lokálisan a dohány érintése nélkül áthaladjon.

A dohány szárítására a dohányiparban alkalmazott legtöbb rotációs szárító gőzborítással rendelkezik, és indirekt vagy direkt fűtésű szárítóként működhet aszerint, hogy a hő a dohányt tartalmazó szárítóköpenyen belül vagy kívül található. Ezen túlmenően a berendezések működtethetők egyenáramban, amely esetben a dohány és a levegőáram iránya azonos, vagy ellenáramban, amennyiben a dohány és a levegőáram iránya ellentétes. A rotációs szárítást igen gondosan szabályoznunk kell abból a célból, hogy elkerüljük a túlszárítást, amely kémiai változást és/vagy a rotációs mozgás következtében nem szükséges törést okoz. Ezen túlmenően, amennyiben a száradás túl gyorsan történik, áthatolhatatlan réteg keletkezhet a dohány külső felületén, amely nehézzé teszi a dohány belsejéből a nedvesség felületre történő kiáramlását. Az ilyen réteg keletkezése általában lassítja a szárítási sebességet vagy nem egyenletes szárítást eredményez.

A rotációs vagy szállítószalagon történő dohányszárítás olyan termikus kezelést eredményezhet, amely kémiai és fizikai változásokat hoz létre a dohányban. Ezek a változások nem minden esetben károsak, azonban ezek amiatt történnek, hogy a dohányból a nedvességet eltávolítsuk. A jellemző dohányfelhasználások esetében az az igény, hogy a dohányt meghatározott korlátozott ideig szárítsuk, azt eredményezi, hogy a szárítási lépésben hőkezelés is történik, és ez megakadályozza, hogy a szárítástól független hőkezelés mértékét optimalizáljuk.

A találmány tárgya olyan eljárás, amely azzal az előnnyel rendelkezik, hogy a dohány vagy más megfelelő higroszkópos és mezőgazdasági termék, amely lehet előnyösen gyümölcs, zöldség, gabona, kávé és tea szárítása vagy nedvesítése, úgy történhet meg, hogy igen kis károsodás vagy törés következik be még az igen érzékeny expandált dohány esetében is. A találmány szerinti eljárás további előnye az expandált dohány újranedvesítése esetében, hogy az expandált dohányszerkezet igen kis mértékben károsodik vagy ebben változás nem történik, továbbá az eljárás lehetővé teszi, hogy a dohányt vagy más alkalmas higroszkópos szerves anyagot körülbelül atmoszferikus nyomáson szárítsuk, például az eljárást vákuum alkalmazása nélkül végezzük és a szárítást olyan megválasztott hőmérsékleten hajthassuk végre, ahol a szárítással járó termikus kezelés az eljárás során olyan mértékben szabályozható, amelyet a korábbi szokásos dohányszárító eljárásokban nem tudtak megvalósítani.

A találmány szerinti előnyös eljárásnak megfelelően a dohány vagy más higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának változtatását úgy hajtjuk végre, hogy a dohányt olyan levegővel hozzuk érintkezésbe, amelynek relatív nedvességtartalma igen pontosan szabályozott, és a kontaktusba kerülő higroszkópos szerves anyag egyensúlyi relatív nedvességtartalma fölötti vagy alatti érték. A levegő relatív nedvességtartalmát az eljárás során folyamatosan növeljük vagy csökkentjük az igényeknek megfelelően abból a célból, hogy szabályozott különbséget tartsunk fel a levegő relatív nedvességtartalma és az ezzel kontaktusba kerülő higroszkópos szerves anyag egyensúlyi relatív nedvességtartalmának értéke között. A relatív nedvességtartalom gondos szabályozása lehetővé teszi a higroszkópos szerves anyag és a környezet közötti nedvességtömeg-átadás sebességének szabályozását úgy, hogy a dohány szerkezeti változásait minimális mértékre csökkenthessük. A relatív nedvességtartalom alkalmazása mint elsődleges nedvességtömeg-átadást szabályozó tényező, lehetővé teszi a termikus kezelés független szabályozását. Az eljárás végrehajtható adagonként vagy folytonos eljárás formájában. Ezen túlmenően az eljárás végrehajtható rotációs hengerek alkalmazása nélkül, és így elkerülhető az ilyen berendezés alkalmazásából eredő tördelődés.

A találmány szerinti eljárást és ennek előnyös megvalósítási módját az alábbi ábrákon részletesen bemutatjuk, ahol az 1. ábrán bemutatjuk a levegő relatív nedvességtartalmának (RN) százalékos függését a dohány-nedvességtartalomtól vagy az illóanyag-mennyiségtől (V);

a 2. ábrán bemutatjuk a laboratóriumi berendezés képét, amely berendezés alkalmas a találmány szerinti eljárásnak megfelelően a higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának beállítására úgy, hogy a levegő relatív nedvességtartalmát az idő függvényében csökkentjük;

a 3. ábra a találmány szerinti eljárás folytonos módon történő végrehajtására alkalmazott készülék metszeti képe;

a 3a. ábrán bemutatjuk a 3. ábrán bemutatott spirálisszállítószalag-kürtő egy részének metszeti képét, amely egyben bemutatja, hogy milyen levegőáramlás történik a higroszkópos szerves anyag áramlása vonatkozásában;

a 4. ábra egy másik berendezés sematikus ábrája, amely folyamatos módon alkalmas a találmány szerinti eljárás végrehajtására; az 5. ábra a jelen találmány szerinti eljárás víztartalom-beállításra szolgáló folyamatának blokkdiagramja; és a 6. ábrán bemutatjuk a dohány közvetlen közelében tapasztalható jellemző relatívnedvességtartalom-alakulást az idő függvényében, amelyet a 3. ábrán bemutatott nedvességbeállító berendezésben tapasztalunk.

A találmány tárgya eljárás dohány vagy más alkalmas higroszkópos szerves anyag, mint például gyógyszerészeti hatóanyag vagy mezőgazdasági termék, előnyösen gyümölcs, zöldség, gabonaféle, kávé és tea nedvességtartalmának beállítására úgy, hogy a kezelt dohányban a törést minimalizáljuk, minimálisra csökkentjük a fizikai szerkezet változását vagy a termikus eredetű változásokat, amelyek a kezelt dohány kémiai szerkezetében jöhetnek létre. Részletesebben a találmány tárgya eljárás, amelynek során dohány vagy más alkalmas higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmát megnö3

HU 219 164 Β véljük vagy az ilyen anyagot szárítjuk úgy, hogy szabályozott nedvességtartalmú levegőt alkalmazunk. A dohány vagy más alkalmas higroszkópos szerves anyag nedvességtartalma növelhető vagy csökkenthető úgy, hogy fokozatosan és folyamatosan a kívánalmaknak megfelelően növeljük vagy csökkentjük a dohánnyal vagy más alkalmas higroszkópos szerves anyaggal kontaktusba kerülő levegő relatív nedvességtartalmát. Ezzel az eljárással a nedvességátvitel szabályozott, és lehetővé teszi, hogy az eljárás egyéb jellemzőit, mint például a hőmérsékletet, a levegősebességet és/vagy a levegőnyomást külön eljárásban optimalizáljuk.

A dohány fizikai szerkezetének jellemzésére alkalmazott két szokásos eljárás a hengertérfogat (CV), illetve a fajlagos térfogat (SV) jellemzői meghatározása. Ez a két mérés különösen alkalmas arra, hogy kimutassuk a jelen találmány szerinti eljárás előnyét a dohány nedvességtartalmának megnövelésére. A továbbiakban a „%” kifejezés tömeg%-ot jelent, hacsak másképp nem emeljük ki.

Hengertérfogat (CV)

Amennyiben nem expandált, 20 g tömegű, amennyiben expandált, 10 g tömegű dohánytöltetet helyezünk egy 6 cm átmérőjű Densimeter hengerbe, a berendezés a Model No. DD-60 sűrűségmérő, amely a Heinr, Borgwaldt Company, Heinr. Borgwaldt GmbH (Schnackenburgallee No. 15, Postfack 54 07 02, 2000 Ganbzrg 54 West Germany) terméke. 5,6 cm átmérőjű, 2 kg tömegű dugattyút helyezünk 30 másodpercen át a dohányra a hengerben. A préselt dohány térfogatát leolvassuk, majd osztjuk a dohányminta tömegével, és így megkapjuk a hengertérfogatot, amely köbcentiméter/g dimenziójú. A tesztvizsgálat kimutatja, hogy egy adott tömegű dohánytöltet milyen látszólagos térfogatú. A kapott térfogatértéket a töltet hengertérfogatának nevezzük. A tesztvizsgálatot standard környezeti körülmények között 24 °C és 60% relatív nedvességtartalom mellett hajtjuk végre. Amennyiben másképp nem jelezzük, a mintát ilyen körülmények között 24-48 órán át kondicionáljuk.

Fajlagos térfogat (SV)

A „fajlagos térfogat”, azaz az egység, amely megadja azt a térfogatot, amelyet egy szilárd tárgy (például a dohány) az Arkimédész-elv alapján elfoglal vagy amennyi folyadékot kiszorít. Egy adott tárgy fajlagos térfogatát úgy határozzuk meg, hogy a valódi sűrűség reciprok értékét vesszük. A fajlagos térfogat cm³/g dimenziójú. A mérés elvégzésére akár a higanyporozitás-eljárás vagy a héliumpiknometriás eljárás, alkalmas és ezek eredményei jó korrelációban vannak egymással. Amennyiben héliumpiknométeres eljárást alkalmazunk, mért tömegű dohánymintát helyezünk akár 100 °C hőmérsékleten 3 órás szárítás utáni, akár kiegyenlített, azaz egyensúlyba hozott állapotban, egy cellába, Quantachrome Penta-Pycnometer Model 2042-1 készülékbe, amely a Quantachrome Corporation (5 Aerial Way, Syosset, New York) terméke. Ezután a cellát héliummal átöblítjük, majd héliumnyomás alá helyezzük. Mérjük a hélium térfogatát, amelyet a dohány helyettesít és ezt összehasonlítjuk azzal a héliumtérfogattal, amely az üres cella kitöltéséhez szükséges. A dohány térfogatát az ideális gáztörvény szabályai szerint határozzuk meg. A találmány szerinti leírásban, hacsak másképp nem jelezzük, a fajlagos térfogatot ugyanazon dohányminta esetében mérjük, mint amilyenre az illóanyag-meghatározást is végezzük, azaz a dohány 3 órán át cirkuláló levegőt tartalmazó kemencében 100 °C hőmérsékleten szárított.

A leírásban a nedvességtartalmat egyenlőnek tekinthetjük az illóanyag-tartalommal (OV), mivel a dohány tömegében csak körülbelül 0,9 tömeg% a víztől eltérő illékony anyag. Az illóanyag-tartalom meghatározása egyszerű mérés, amelynek során megmérjük a dohány tömegének veszteségét, miután 3 órán keresztül cirkuláló levegőt tartalmazó kemencében 100 °C hőmérsékletre melegítjük. Az eredeti tömegre számított tömegcsökkenés-százalék az illóanyag-tartalom.

A „szitatesztvizsgálat” olyan eljárás, amelynek során megmérjük a vágott dohánytöltetdarabok hosszeloszlását. Ezt a mérést igen gyakran abból a célból alkalmazzák, hogy meghatározzák a feldolgozás során a dohánydarabhossz csökkenésének mértékét. Egy rázógépbe helyezünk 150±20 g nem expandált vagy 100±10 g tömegű expandált dohánytöltetet. A rázóberendezés egy 366 cm átmérőjű kerek lyukakkal rendelkező tálcasorozatot tartalmaz (a W. S. Tyler, Inc. terméke, amely a Combustion Engineering Inc. Screening Division (Mentor, OHio 44060) leányvállalata, a berendezés megfelelő az ASTM-szabványnak (American Society of Testing Materials). A szitaméretek a tálcákon a 2,5 mm (6 mesh), 1,68 mm (12 mesh), 0,841 mm (20 mesh) és 0,42 mm (35 mesh). A berendezés rázásilöket-hossza körülbelül 4 cm, a rázási sebesség 350±5 fordulat/perc. A rázógépen a dohányt 5 percen át rázatjuk abból a célból, hogy a mintát különböző részecskeméretű osztályokra válasszuk szét. Valamennyi részecskeméret-csoport tömegét meghatározzuk, és így a minta részecskeeloszlását kapjuk.

A laboratóriumi kísérletek kimutatták, hogy a dohány nedvességtartalmának visszaállítása, amennyiben ezt gyorsan kívánjuk elvégezni, úgy, hogy a dohányt nagy nedvességtartalmú levegővel érintkeztetjük, a CV (hengertérfogat) csökkenését eredményezi. Ugyancsak kimutattuk, hogy CV (hengertérfogat)-csökkenés következik be, amennyiben az expandált dohányágyat kondenzált nedvességnek vagy túlnedvesítési körülményeknek tesszük ki. Kondenzáció akkor történik, amikor a nedves levegő olyan dohánnyal érintkezik, amely a nedves levegő harmatpontja alatti hőmérsékletű. A túlnedvesedés akkor történik, amikor a dohányágy belsejében nedvességváltozás lép fel amiatt, hogy a dohány nem egyenletesen kitett a nedves levegőnek. Ennélfogva a sikeres nedves levegővel végzett nedvesség visszaállító rendszer viszonylag alacsony sebességgel, jó szabályozással kell működjön, amelynek során a levegő relatív nedvességtartalmát, a levegő hőmérsékletét, a levegő áramlását és a dohányágyon keresztüli nyomásértéket pontosan szabályozzuk. Ezt a legjobban úgy érhetjük el, hogy a dohányon áthaladó levegő nedvességtartalmát fokozatosan növeljük olyan módon, hogy a dohány mindig olyan levegőárammal érintkezzen, amely

HU 219 164 Β körülbelül egyensúlyi helyzetben van a dohány aktuális nedvességtartalmával.

Az 1. ábra ABC görbéje egy izoterm 24 °C-os görbe, amely egy tipikus expandált világos dohányra vonatkozik. Az izoterm a dohány illóanyag-tartalmára és az adott hőmérsékleten egyensúlyban azt körülvevő levegő relatív nedvességtartalmára vonatkozik. A B. azt jelzi, hogy 24 °C érték és 60% relatív nedvességtartalom mellett a vizsgált expandált dohányminta egyensúlyi helyzetben 11,7 tömeg% illóanyag-tartalommal rendelkezik. Az 1. ábra DEF görbéje egy jellemző relatívnedvességtartalom-profil olyan dohányra, amely a találmány szerinti eljárásnak megfelelően újranedvesített. Az 1. ábrán látható GEF görbe egy másik relatívnedvességtartalom-profil, amely ugyancsak kielégítő minőségű. Az 1. ábrán látható HF görbe egy jellemző út, amelyet a korábbi szakirodalomban írtak le, mint például egy igen kis levegősebességgel végrehajtott egyensúlyi kamrában végzett laboratóriumi újranedvesítési eljárás. Az 1. ábrán látható IJ görbe a találmány szerinti eljárás alkalmazását mutatja dohány szárítására.

Az 1. ábra eredménye azt mutatja, hogy a dohány újranedvesítését egy 6,5 tömeg% illóanyag-tartalomtól indulva, ahol a kiindulási anyaggal egyensúlyban levő levegő 30%-os relatív nedvességtartalmú, a 11,7 tömeg% értékű illóanyag-tartalomig, amely végtermék 60% relatív nedvességtartalmú levegővel lenne egyensúlyban, végrehajthatjuk úgy, hogy a dohányt növekvő nedvességtartalmú levegővel érintkeztetjük, ahol a levegő relatív nedvességtartalma 40%, és a nedvességtartalmat kis lépésenként növeljük, amíg el nem éljük a 60% relatív nedvességtartalmat. Az eredmény ezzel az eljárással sokkal jobban megvalósítható, mint amennyiben a dohányt közvetlenül 60% relatív nedvességtartalmú levegővel kezelnénk. Amennyiben a fenti, lassan és fokozatosan változó körülmények között végezzük a dohány nedvesítését, a levegőáram és a dohány közti tömegátadás viszonylag lassú, mivel a mindenkori hajtóerő alacsony, és amennyiben ezt az eljárást alkalmazzuk, az expandált dohányszerkezet fennmarad. Az expandált dohány újranedvesítése, anélkül hogy a CV (hengertérfogat) csökkenne, úgy is megvalósítható, hogy a dohányt egy növekvő nedvességtartalmú levegővel kezeljük, ahol a levegő kezdeti relatív nedvességtartalma 40%, és ezt a nedvességtartalmat 40-60 perc időtartam alatt fokozatosan növeljük, amíg el nem éri a 62% relatívnedvességtartalom-értéket. Ez az eljárás lecsökkenti a teljes újranedvesítési folyamathoz szükséges időtartamot, anélkül hogy lényegesen megváltoztatná az expandált dohányszerkezetet. Ennélfogva az 1. ábra DEF és GEF vonalai a találmány szerinti eljárás hatékony formáját mutatják, amennyiben az eljárást dohány újranedvesítésére alkalmazzuk.

Az 1. ábrán az EF vonaldarabon és az ABC vonalon bemutatjuk a dohány és a levegőáram közötti közel egyensúlyi állapotokat. Megfigyelhető, hogy a 7 tömeg% alatti illóanyag-tartalmú dohány esetében a dohánnyal egyensúlyban levő levegő relatív nedvességtartalma és az újranedvesítéshez alkalmazott nedves levegő relatív nedvességtartalma között elég nagy különbség lehet, anélkül hogy a dohány töltési jellemzőit károsan befolyásolnánk. Ugyancsak megfigyelhető, hogy a 7,5-11,5 tömeg% illóanyag-tartalmú dohány esetében a dohány újranedvesítésére alkalmazott nedves levegő relatív nedvességtartalma 2-8% értékkel nagyobb lehet, mint a dohánnyal egyensúlyban levő levegő relatív nedvességtartalma, és ez a nagyobb egyensúlytól való eltérés az alacsonyabb illóanyag-tartalmú dohánynál alkalmazható, anélkül hogy a dohány töltési jellemzőit károsan befolyásolnánk.

Amennyiben a találmány szerinti eljárást dohány szárítására alkalmazzuk, a dohány hengertérfogatában (CV) nem mérünk csökkenést. Ez méréseink szerint akkor is fennáll, amennyiben a szárítólevegő-áram relatív nedvességtartalma jelentősen kisebb érték, mint a dohánnyal egyensúlyban levő levegő relatív nedvességtartalma, azaz a szárító légáram relatív nedvességtartalma a dohány egyensúlyi körülményei alatti érték. Ennélfogva az 1. ábrán bemutatott IJ görbe csak az egyik a sok lehetséges út közül, amelyet a találmány szerinti eljárásnak megfelelően dohány szárítására alkalmazhatunk.

A találmány szerinti eljárást adagonkénti vagy folytonos üzemben is végrehajthatjuk. Amennyiben az eljárást adagonkénti újranedvesítési formában hajtjuk végre, a dohánnyal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát egy adott időtartamon át emeljük, és így biztosítjuk a dohány nedvességtartalmának folyamatos növekedését. Ezt megvalósíthatjuk egy, a 2. ábrán bemutatott kamra segítségével. Az újranedvesítendő dohányt megfelelő szitaméretű aljjal rendelkező 23 tálcákra helyezzük körülbelül 5 cm vastagságú rétegben. A 23 tálcák a kamra belsejében helyezkednek el úgy, hogy a 25 levegőbemeneten belépő, a nedvesítést szolgáló 27 vízforrással és 28 mikroprocesszorral szabályozott nedvességtartalmú levegőáram lefelé haladó irányban a dohányon keresztülhalad és a 26 levegőkimeneti nyíláson távozik. A kamrák mérete körülbelül 560-2240 m³ közötti (a Paraméter Generation and Control, Inc. (1104Old US 70, West, Black Mountain, N.C. 28711) terméke), és ezt a berendezést alkalmazzuk számos kísérletben. A kamrák 28 mikroprocesszorral ellátottak, ami lehetővé teszi, hogy a kamrákba szabályozottan emelkedő nedves levegő kerüljön, amit 24 relatívnedvesség-kontroll ellenőriz. A tesztvizsgálatokat úgy végeztük, hogy száraz expandált dohányt újranedvesítettünk kezdeti, 2 tömeg% illóanyag-tartalomról indulva végső, 11,5 tömeg% illóanyagértékig jutva úgy, hogy a relatív nedvességtartalom kezdeti 30% értékét vagy akár 52% relatívnedvességtartalom-értékét 30-90 perc időtartam alatt végső, 59% és 65% relatívnedvességtartalom-értékre emeltük. A levegősebesség 1525-6100 cm/perc érték volt. A relatív nedvességtartalom és a hőmérséklet értékét Thunder 4A-1 modell készüléken méijük [a Thunder Scientific Corp. (623 Wyoming, S.E., Albuquerque, New Mexico 87123) terméke]. A levegősebesség értékét Alnor Thermo Anemometer 8525 modell, [Alnor Instrument Co. (7555 N. Linder Ave, Skokie, Illinois 60066)] berendezéssel méijük. Az olyan tesztvizsgálat során, amely esetében az 52% kezdeti relatívnedvesség-tartalmat emeltük 62% relatívnedvességtartalom-értékre körülbe5

HU 219 164 Β lül 40 perc, azaz viszonylag rövid idő alatt, egy olyan újranedvesitett dohányt nyerünk, amely hasonló minőségű, mint az az újranedvesített dohány, amelyet szabályozott környezetű szobában 60% relatív nedvességtartalom és 24 °C levegő alkalmazásával nedvesítünk, amely levegő a dohányon lassú sebességgel 24-48 órán át halad keresztül, és amely a teljes hengertérfogatot (CV) megőrzi. Az ilyen mértékű relatívnedvességtartalomnövelés olyan nedveslevegő-sebességek esetében is sikeres, mint a 6000 cm/perc sebesség, és a levegő hőmérséklete lehet 24 °C-194 °C közötti érték. Az ilyen eljárással újranedvesített expandált dohány minimális CV (hengertérfogat)-vesztést mutat, amennyiben egyáltalán bekövetkezik, a környezetileg összehasonlítva kontrollált helyiségben újranedvesitett expandált dohánnyal összehasonlítva.

A találmány szerinti eljárást folyamatos eljárásként legelőnyösebben és leghatékonyabban egy Frigoscandia önkürtős spirális szállítóberendezésen végezhetjük, mint például a 3. ábrán bemutatott berendezés. A berendezés speciálisan módosított GCP 42 modell spirális fagyasztó, amely a Frigoscandia Food Process Systems AB of Helsingborg, Sweden terméke. Az újranedvesítendő száraz dohány a 10 egységbe a 13 szállítószalagon keresztül jut be a 12 bemenőnyíláson és a 10 egységben a 13 szállítószalagon spirálgeometria szerint halad keresztül; a spirálon alulról felfele haladva; majd a 11 dohánykiürítőn keresztül távozik, miután nedvesítése megtörtént. A dohányon nedves levegőt fuvatunk keresztül a 15 nedveslevegő-bevezetőből, amely a 14 spirális kürtő aljára érkezik, és amely levegő a 16 nedveslevegő-kimeneten távozik és lényegében a dohány mozgásával ellentétes irányba halad. Azaza a nedves levegőáram többsége a kürtő tetejéről lefelé áramlik a dohányhalmok sorozatán keresztül, míg a dohány a spirális szállítószalag útját követve alulról fölfele halad. Az ilyen típusú levegőáramokat a 3a. ábrán mutatjuk be. Az az elrendezés a vizsgálatok szerint megduplázza a 2. ábrán bemutatott berendezésben kapott relatív nedvességtartalom növekedési mértékét.

A 3a. ábrán, amely a 3. ábrán bemutatott 14 spirális kürtő egy részének metszeti képe, a 20 és 22 levegőáram útját ábrázoljuk a 21 dohányágy viszonyában. Mint a 3a. ábrán látható, a 20 és 22 levegőáram a kürtő tetejéről a kürtő alja irányába halad. A dohányáramlás az egység aljáról a teteje felé irányul, és úgy bemutatott, amint a 3a. ábra jobb oldalától a bal oldala felé haladva, felfelé halad a 14 spirális kürtőn. A 20 levegőáram főáram, amely lényegében keresztirányú a dohánnyal, 21 dohány ágysoron keresztül halad és a dohány ágyat közvetlenül ez alatt éri el, míg a 22 levegőáram kis része a 21 dohányágy felett halad el a 21 dohányágy útjával ellentétes irányban. Ez a 22 levegőáramrész később áthaladhat a 21 dohányágyon.

A találmány szerinti eljárás kulcsfontosságú szempontja ennek alkalmazásában, amennyiben az eljárást újranedvesítésre használjuk, hogy olyan eszközt alakítsunk ki, amely biztosítja a dohánnyal kontaktusba kerülő levegő relatív nedvességtartalmának egyenletes és állandó növekedését, amint a dohány illóanyag-tartalma növekszik. A Frigoscandia önkürtős spirális szállítószalag, abból eredően, hogy önkürtős tervezésű, a 20 levegőáram nagy részét lefelé vezeti a 13 szállítószalag többszörös rétegén keresztül (a szállítószalag-kürtőn), amely 13 szállítószalag a dohányt szállítja. Amennyiben a dohányt a 13 szállítószalagra a 14 spirális kürtő alján tápláljuk be, nedvesített levegőt pedig a kürtő tetején alkalmazunk, a levegő és a dohány egész áramlása ellenirányú. Ez a lényegében ellenáramú anyagáram a levegőn egy természetes folyamatos relatívnedvességtartalom-gradienst biztosít (amely levegő a dohánnyal érintkezik), mivel a levegő fokozatosan elveszti nedvességtartalmát, amint lefelé haladó irányban a nedvesítőeljárásnak alávetett dohányrétegeken keresztülhalad. Amennyiben megfelelő mérlegeléssel választjuk meg a szállítószalag sebességét, a levegő és a dohány áramlási sebességeit és szabályozzuk a belépőlevegő hőmérsékletét, valamint relatív nedvességtartalmát, ugyanolyan körülményeket érhetünk el, amelyekkel az adagonkénti laboratóriumban növelt nedvességtartalmú újranedvesítési kísérletekben az eljárás szerinti nedvesítést végeztük, és ezt folytonos üzemben használhatjuk. Célszerűen 80 kg/óra 3 tömeg% illóanyagot tartalmazó expandált dohányt kívánunk újranedvesíteni és 40-80 perc közötti tartózkodási időt biztosító szállítószalag-sebességet és 24-35 °C közötti hőmérsékletű levegőt alkalmazunk, amelynek relatív nedvességtartalma 61-64% közötti és a 20 és 22 levegőáram 28,3-71 m³/perc közötti. Ezzel az eljárással teljes újranedvesítést érhetünk el, anélkül hogy jelentős hengertérfogat- (CV)-csökkenés vagy mérhető dohánytördelődés történne, amennyiben az eljárásban a módosított Frigoscandia GCP 42 spirálberendezést alkalmazzuk.

A relatív nedvességtartalom időbeni függését a 29-03 modell relatív nedvességtartalom/hőmérséklet mérővel végezhetjük (Rustrak Instruments Co. E. Greenwich, Rí terméke), amelyet a Frigoscandia berendezésben működtetünk, miközben a dohányt újranedvesítjük. A mérőeszközök a levegő nedvességtartalmának állandó és egyenletes növekedését mutatják, amikor a mérőeszközt a 14 spirális kürtőben felfelé mozgatjuk a szállítószalagon. A kezdeti relatív nedvességtartalom a spirális kürtő alján általában 35-45% közötti, ahol a dohány a legszárazabb, és 62% a 14 spirális kürtő tetején, ahol a dohány lényegében teljesen újranedvesített.

A 6. ábrán bemutatunk egy jellemző relatív nedvességtartalom-időfuggés görbét, amelyet Rustrak-egységgel mérünk. A 6. ábrán bemutatjuk a dohányágy melletti levegő relatív nedvességtartalmának függését az időtől. A kezdeti 3 tömeg% illóanyag-tartalmú dohány, amely a spirális újranedvesítő 10 egységbe belép, egy 43% relatív nedvességtartalmú levegővel érintkezik (6. ábra A). A 6. ábrán látható, hogy amint a dohány a spirális újranedvesítő 10 egységen áthalad, a dohány melletti levegő relatív nedvességtartalma 43%-ról 62%-ra növekszik, amely utóbbi az egység kimeneténél tapasztalható (6. ábra B). A dohány 11 tömeg% illóanyag-tartalmú azon a ponton, ahol elhagyja a spirális újranedvesítő 10 egységet. A spirális újranedvesító 10 egységbe belépő levegő relatív nedvességtartalmát

HU 219 164 Β úgy szabályozzuk, hogy az újranedvesített dohány a hengertérfogat- (CV)-értékben ne mutasson jelentős csökkenést.

Már eszközök is alkalmazhatók a találmány szerinti eljárás folytonos módon történő megvalósítására, amelyek biztosítják a relatív nedvességtartalmú levegő nedvességtartalmának növekedését. Ilyen berendezés lehet például a 4. ábrán mutatott készülék. A 4. ábrán bemutatott készülékbe a dohány a 40 dohánybemeneten át kerül be a 43 szállítószalagon, és a 41 dohány ürítési kimeneten keresztül távozik. Egyenletesen növekvő relatív nedvességtartalmú levegőt hivatunk keresztül vagy felülről lefelé, vagy alulról fölfelé a 42 dohányágyon a 44 zónán keresztül, és így reprodukáljuk a 2. ábrán bemutatott berendezésben biztosított, szaggatott nyíl irányában történő relatívnedvességtartalom-növekedést. Ezt a nedvességtartalom-növekedési hatást úgy érhetjük el, hogy a levegőt egyetlen forrásból szerpentinszerű módon a 4. ábra jobb oldala irányából a bal oldal irányába mozgatjuk, és így a dohány mozgásával szemben lényegében ellenáramú légáramot biztosítunk. Egy adott zónából kikerülő levegő a következő szomszédos bal oldali zónában bemeneti levegővé válik.

Az 5. ábra a találmány szerinti eljárás blokkdiagramja. Az expandált dohány 93 °C hőmérsékleten, 3 tömeg% illóanyag-tartalommal lép be az 51 dohányhűtőbe, melybe felülről 24 °C-os, 52% relatív nedvességtartalmú 52 hűtőlevegőt vezetünk be. A lehűtött, 27 °C hőmérsékletű és 4% relatív nedvességtartalmú dohány az 51 dohány hűtőből az 53 spirális újranedvesítő egységbejut, melybe 29 °C hőmérsékletű, 62% relatív nedvességtartalmú 54 újranedvesítő levegőt vezetünk be. Az 53 spirális újranedvesítő egységből távozó 55 dohány hőmérséklete 29 °C, illóanyag-tartalma 11,5 tömeg%.

A találmány szerinti eljárásnak megfelelően kezelhetünk egész kezelt dohánylevelet, vágott vagy aprított formájú dohányt akár expandált vagy nem expandált formában, vagy a dohány bizonyos részeit, mint például dohányszárat vagy rekonstruált dohányt. Az eljárás alkalmazható a fenti esetek közül bármelyikre vagy az összesre, amennyiben ezekhez ízesítőanyagot adagoltunk vagy ízesítőanyag nélkül alkalmazzuk azokat. A dohányszárítás egyes eseteiben azt tapasztaltuk, hogy a nem expandált vágott töltőanyag folyamatosan szárítható lényegében szobahőmérsékleten, lényegében ellenáramú levegőáram alkalmazásával módosított Frigoscandia önkürtős spirális szállítószalag-berendezésben, és így a dohány nedvességtartalma 21 tömeg% illóanyag-tartalomról 15 tömeg% illóanyag-tartalomra csökkenthető körülbelül 1 óra időtartamon belül. Ebben az esetben az egység tetején belépő levegő 29 °C hőmérsékletű és 58% relatív nedvességtartalmú, a kimenőlevegő pedig 25 °C hőmérsékletű és 68% relatív nedvességtartalmú. A szárítást a dohányra kifejtett hőkezelés nélkül vagy igen kis hőkezeléssel hajtjuk végre.

Más eljárás szerint a találmány szerinti eljárás alkalmas olyan dohány szárítására, amely jelentősen magasabb hőmérsékletű, mint a szobahőmérséklet; például 93-121°C hőmérsékletű dohány szárítására. Amennyiben ilyen hőmérséklethatárok közötti dohányt szárítunk, a szárítólevegő relatív nedvességtartalma és hőmérséklete úgy beállított, hogy megfelelően biztosítani tudjuk a találmány szerinti eljárás körülményeit.

Hasonlóan a dohány-újranedvesítési eljáráshoz, azt találtuk, hogy a szárítást a legjobban akkor tudjuk végrehajtani minimális idő alkalmazásával, ha a végső levegő nedvességtartalma alacsonyabb, mint amennyi szükséges lenne ahhoz, hogy a dohányt a kívánt végső levegőnedvességtartalom-értékre alakítsuk. Ezzel megnöveljük a levegő-dohány nedvességgradienst és ennek megfelelően a hajtóerőt, amely a szárítást előreviszi. Az újranedvesítési eljárással ellentétben a levegőáram végső nedvességtartalmát olyan szinten tarthatjuk, amely sokkal kisebb, mint amely egyensúlyban lenne a kívánt illóanyag-tartalmú szárítás utáni dohányra vonatkoztatva.

1. példa

A száraz expandált dohány nedvesítést eljárásának előnyét mutatjuk ki, amely eljárás során a dohányhoz a vizet lassú ütemben adagoljuk, összehasonlítva a sprayvagy hengeres újranedvesítéssel. Erre a célra 20 g dohánytöltőanyagot helyezünk egy tömített exszikkátorba. A mintát folyékony szén-dioxiddal impregnáljuk, majd egy expandálótoronyban 287 °C hőmérsékleten expandáljuk. Az expandált dohánytöltőanyag illóanyagtartalma 3,4 tömeg%. Kiszámítottuk, hogy körülbelül

I, 89 g víz szükséges ahhoz, hogy a minta illóanyagtartalmát 11,5 tömeg%-ra növeljük. Ezt a mennyiségű vizet egy kis üvegedénybe öntjük, amelyet egy 0,3 cm belső átmérőjű üvegcsővel átfúrt gumidugóval lezárunk. Az üvegedényt ugyancsak a tömített exszikkátorba helyezzük. 9 nap elteltével a dohány valamennyi vizet adszorbeálja. Ezután a dohánymintát analizáljuk, és azt találjuk, hogy az 11,5 tömeg% illóanyag-tartalmú. A leírásban a dohány elnevezés alatt olyan anyagot értünk, amely egyensúlyba hozás előtti állapotú, az egyensúlyba hozást egy kamrában végezzük, amelyben 60% relatív nedvességtartalmú és 24 °C hőmérsékletű levegő halad keresztül alacsony sebességgel 24-48 óra időtartamon át. A fenti egyensúlyba hozási eljárást általában abból a célból alkalmazzuk, hogy a dohányt standard körülmények közé módosítsuk, mielőtt a hengertérfogat-, a fajlagostérfogat- és a szitaméretméréseket elvégezzük. A standard kiegyenlítési vagy egyensúlyba hozási eljárás során az exszikkátorban újranedvesített dohány CV (hengertérfogat)-értéke 9,5 cm³/g és fajlagostérfogat(SV)-értéke 2,9 cm³/g, ugyanakkor illóanyag-tartalma

II, 6 tömeg%. Összehasonlítás céljából egy második ugyanilyen dohánymintát helyezünk közvetlenül az egyensúlyi kamrába, és újranedvesítjük egyensúly-beállítási folyamat segítségével standard körülmények között. Ebben az esetben az egyensúlyba hozott anyag illóanyag-tartalma 9,3 tömeg% és a hengertérfogat (CV), a fajlagos térfogat (SV) jellemzője 9,4, vagy 2,7 cm³/g volt. Egy harmadik expandált dohánytöltőmintát spray hengerkészülékben újranedvesítünk úgy, hogy a nedvesítés után az illóanyag-tartalma 11,5 tömeg% legyen. A kiegyenlítés után ez a minta 8,5 cm³/g hengertérfogat(CV)- és 1,9 cm³/g fajlagostérfogat- (SV)-értékkel ren7

HU 219 164 Β delkezik, a kiegyenlítési illóanyag-tartalom 11,6 tö- összehasonlítva azzal a mintával, amelyet spray segítsémeg% érték. gével nedvesítünk újra. Ez a minta továbbá bizonyos jaMint az 1. táblázat adataiból látszik, az olyan do- vulást mutat a hengertérfogat (CV) és a fajlagos térfohány, amelyet exszikkátorban lassú vízadagolással újra- gat (SV) értékeiben abban az esetben is, amennyiben aznedvesítünk, jelentős javulást mutat az egyensúlyi hen- 5 zal a mintával hasonlítjuk össze, amelyet közvetlenül gertérfogat (CV) és a fajlagos térfogat (SV) értékeiben, kiegyenlítő egyensúlyi kamrában nedvesítünk.

1. táblázat

Minta	Minta jellemzői	Kiegyenlített minta jellemzői
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)	SV (cm3/g)
Toronykimenet	3,4	3,0	11,3	9,4	2,7
Hengerben újranedvesített	11,5	1,8	11,6	8,5	1,9
Exszikkátorban újranedvesített	11,5	2,7	11,6	9,5	2,9

Második kísérletsorozatot végzünk környezeti kamra alkalmazásával, amelynek során expandált dohánytöltőanyagot nedvesítünk újra. Ebből a célból Parame- 20 tér Generation and Control (PGC) kamrát alkalmazunk.

A kamrát Micro-Pro 2000 mikroprocesszorral látjuk el, amely a Paraméter Generation and Control Inc. terméke, és ez lehetővé teszi, hogy a kamra belsejében a körülményeket megfelelő mértékben szabályozott módon növeljük.

2. példa

1,35 kg világos dohányt impregnálunk folyékony szén-dioxiddal, majd az 1. példában leírt körülmények- 30 hez hasonló körülmények között expandáljuk. Ezután a dohányt 5 cm vastagságban egy tálcára helyezzük.

A tálca oldalai tömörek, az alja viszont megfelelő nyílásokkal ellátott szita. A tálcát környezeti körülményeket biztosító kamrába helyezzük. A mintát ezután 1 óra idő- 35 tartamon át újranedvesítjük 24 °C hőmérsékletű, kezdetben 36% relatív nedvességtartalmú levegővel, aminek nedvességtartalmát 60% végső relatívnedvességtartalom-értékre emeljük. A levegőáram lefelé irányul a dohányágyon keresztül, és a levegő sebessége 13,7 méter/perc érték. Ezt a kísérletet ezután 3 óra, 6 óra és 12 óra időtartamon belül megismételjük. Az eredményeket a 2. táblázatban mutatjuk be. Az eredmények azt mutatják, hogy a körülbelül 6 órán át történő nedvességtartalom növelése az alkalmazott körülmények kö25 zött az újranedvesítés a dohány CV (hengertérfogat)- és SV (fajlagostérfogat)-értékét befolyásolja. Amennyiben kisebb sebességű újranedvesítést alkalmazunk, magasabb CV (hengertérfogat) és SV (fajlagostérfogat)-értékeket tapasztalunk. Ezen túlmenően a találmány szerinti újranedvesítési eljárás esetében a sprayhengerben történő dohány-újranedvesítéssel összehasonlítva legalább 1 cm³/g értékkel nagyobb hengertérfogat (CV)és legalább 0,2 cm³/g értékkel nagyobb fajlagostérfogat- (SV)-értékeket érhetünk el. Ezzel szemben azt tapasztaltuk, hogy ezt az előnyös változást elsősorban úgy érhetjük el, hogy a nedvességtartalom-emelést akár 1 órán belül végezzük.

2. táblázat

	A termék	A termék környezeti körülményeket biztosító kamrában egyensúlyba hozva
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömcg%)	CV (cm3/g)
Toronykimenet	3,10	3,06	11,33	9,71
Sprayhenger	11,51	1,61	11,37	8,61
1 órán belüli emelés	10,83	1,85	11,38	9,72
3 órán belüli emelés	11,44	1,88	11,36	9,81
6 órán belüli emelés	11,45	1,90	11,30	9,88
12 órán belüli emelés	11,41	1,97	11,27	9,89

3. példa

Laboratóriumi vizsgálatot végeztünk, hogy megvizsgáljuk az újranedvesítési sebesség, és a hőmérséklet hatását a dohány hengertérfogatára (CV)-, és fajlagos térfogatára (SV). Hét vizsgálatot végeztünk olyan dohányt alkalmazva, amelyet szén-dioxiddal impregnáltunk, majd 60 ezután az impregnált keveréket kiterjesztettük egy kiterjesztőtoronyban 287 °C hőmérsékleten. Az expandált dohány újranedvesítését az alábbi eljárással végezzük:

(1) A dohányt 24 órán át környezeti körülményeket biztosító kamrában 60% relatív nedvességtartalom és 24 °C alkalmazásával egyensúlyi helyzet8

HU 219 164 Β be hozzuk úgy, hogy a dohányon keresztül 7,6 méter/perc sebességgel levegőt áramoltatunk át;

(2) vizet permetezünk az elegyhez abból a célból, hogy az illóanyag-tartalmat 7,5 tömeg% értékre 5 növeljük, majd a kapott anyagot 60% relatív nedvességtartalmú és 167 °C levegő segítségével órán át az (1) pontnak megfelelő eljárással egyensúlyi helyzetbe hozzuk;

(3) vizet permetezünk be abból a célból, hogy az 10 illóanyag-tartalmat 7,5 tömeg% értékre növeljük, majd a végső nedvesítést egy sprayhengerben hajtjuk végre;

(4) vizet permeteztünk be abból a célból, hogy az illóanyag-tartalmat 7,5 tömeg%-on tartsuk, és olyan nedves levegőt alkalmazunk, amelynek relatív nedvességtartalma a kezdeti 46%-ról végső 60%-ra növekszik; és (5) a nedves levegő nedvességtartalmát 46%-ról 60% értékre növeljük.

A nedves levegővel történő újranedvesítést egy PGC környezeti kamrában végezzük, amely mikroprocesszorral ellátott, és így a mikroprocesszor alkalmas arra, hogy a nedvességtartalmat a megválasztott időpontokban növelje. Az alábbi körülményeket alkalmazzuk.

(1) Nedvességtartalom-növelési időpontok: 30, 60 és 90 perc;

(2) levegő hőmérséklete: 167 °C és 203 °C;

(3) levegősebesség: felfelé irányuló áramlás a dohányágyon keresztül 13,7 m/perc sebességgel és a dohányágyon keresztül lefelé 53,4 m/perc; és (4) a dohányágy vastagsága: 5 cm.

Az újranedvesítési kísérletekben alkalmazott dohányt, kivéve a sprayhengerben alkalmazott mintát, az expandálótorony kimeneténél gyűjtöttük, majd ezután az újranedvesítés előtt kétszeres műanyag zacskóba zártuk. A tárolás következtében a dohány 93 °C hőmérsék15 létről, amely az expandálótorony kimeneti dohány hőmérsékletre, szobahőmérsékletre hűlt, mielőtt az újranedvesítést végrehajtottuk volna. Amennyiben az újranedvesítés során a nedvesítést körülbelül 35 °C hőmérsékleten végezzük, miközben a dohány továbbra is a tö20 mített zacskóban található, ezt úgy hajthatjuk végre, hogy elkerüljük a nedves levegő következtében létrejövő kondenzációt, mielőtt a dohány a megnövelt nedvességtartalmú levegővel kapcsolatba kerülne. A vizsgálatok eredményeit a 3a-3e táblázatokban mutatjuk be.

3a táblázat

Minta	A minta önmagában	Egyensúlyi helyzetű minta
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
X Kimeneti torony	3,43	3,02	11,31	9,04
S Permetezőkön keresztül (kizárólagos eset)	8,06	2,14	11,68	8,66
C Permetezőn és hengeren keresztül	11,53	1,81	11,59	8,59
F Permetezőn és 90 percen belül végrehajtott nedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomig, 24 °C hőmérsékleten)	11,27	1,87	11,51	9,01
H Permetezőn és 90 percen belüli relatívnedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomig, 167 °C hőmérsékleten)	10,96	1,98	11,36	9,48
I AH minta, amelyet 15 percen át 60% relatív nedvességtartalmú levegőben 167 °C hőmérsékleten tartunk	11,54	1,95	11,56	9,40
J Permetezőkön és 60 percen át történő relatívnedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 62% relatív nedvességtartalomig, 35 °C hőmérsékleten)	10,37	2,38	11,28	9,85
K J minta, amelyet 15 percen át 62% relatív nedvességtartalmú levegőben 35 °C körülmények között tartunk	11,17	2,26	11,22	9,88

3b táblázat

Minta	A minta önmagában	Egyensúlyi helyzetű minta
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
X Kimeneti torony	3,01	2,58	11,34	9,23
S Permetezőkön keresztül (kizárólagos eset)	7,51	2,13	11,39	8,87

HU 219 164 Β

3b táblázat (folytatás)

Minta	A minta önmagában	Egyensúlyi helyzetű minta
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
C Permetezőn és hengeren keresztül	11,86	1,59	11,64	8,07
F Permetezőn és 90 percen belül végrehajtott nedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomig, 24 °C hőmérsékleten)	10,55	1,64	11,45	8,86
G A H minta, amelyet 15 percen át 60% relatív nedvességtartalmú levegőben 24 °C hőmérsékleten tartunk	11,56	1,64	11,42	8,61
H Permetezőn és 30 percen belüli relatívnedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomig, 24 °C hőmérsékleten)	10,28	1,97	11,27	8,99
I AH minta, amelyet 15 percen át 60% relatív nedvességtartalmú levegőben 24 °C hőmérsékleten tartunk	11,73	1,82	11,25	8,61

3c táblázat

Minta	A minta önmagában	Egyensúlyi helyzetű minta
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
A Kimeneti torony	1,81	2,78	11,37	9,23
B 60 percen belüli nedvességtartalom-növelés (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 35 °C hőmérsékleten)	10,91	1,86	11,47	8,86
C 60 percen belüli nedvességtartalom-növelés (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 24 °C hőmérsékleten)	10,53	2,02	11,28	9,20
D 90 percen belüli relatívnedvességtartalomnövelés (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 35 °C hőmérsékleten)	10,84	1,99	11,45	8,90
E Sprayberendezésen keresztül	5,39	2,37	11,25	8,71
F Spray+közvetlenül 60% relatív nedvességtartalmú, 35 °C levegőbe helyezve 30 percen át	10,80	1,81	11,27	8,39
G Sprayberendezésen keresztül és 60 percen át végzett nedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 35 °C hőmérsékleten)	10,66	1,85	11,23	8,65
H Sprayberendezésen keresztül és 90 percen át végzett nedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 35 °C hőmérsékleten)	10,76	1,82	11,24	8,62
I Sprayberendezésen keresztül és 60 percen át végzett nedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 24 °C hőmérsékleten)	10,65	1,90	11,23	8,75
J Sprayberendezésen keresztül és 90 percen át végzett nedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 24 °C hőmérsékleten)	10,57	1,87	11,38	8,74

HU 219 164 Β

3c táblázat (folytatás)

Minta	A minta önmagában	Egyensúlyi helyzetű minta
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
K Sprayberendezésen keresztül és közvetlenül 60% relatív nedvességtartalmú, 24 °C hőmérsékletű környezetbe helyezve 30 percen át	10,73	1,87	11,22	8,64
L Sprayberendezésen és hengeren keresztül	10,98	1,60	11,39	8,28

3d táblázat

Minta	A minta önmagában	Egyensúlyi helyzetű minta
OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
TI Kimeneti torony	2,83	3,01	11,92	9,46
T2 Közvetlenül 60% relatív nedvességtartalmú, 24 °C hőmérsékletű levegőbe helyezve 30 percen át	11,24	2,27	11,77	9,08
T3 90 percen át történő nedvességtartalmú növelés (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 24 °C hőmérséklet)	11,08	2,24	11,83	9,29
T4 90 percen át történő relatív nedvességtartalmú növelés (30% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 24 °C hőmérsékleten)	9,77	2,39	11,85	9,43
SÍ Sprayberendezésen keresztül	4,78	2,82	11,66	8,98
S2 Sprayberendezésen keresztül és közvetlenül 60% relatív nedvességtartalmú, 24 °C hőmérsékletű környezetbe helyezve 30 percen át	11,10	2,19	11,64	8,89
S3 Sprayberendezésen keresztül és 90 percen át végzett relatívnedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomról 60% relatív nedvességtartalomra, 24 °C hőmérsékleten)	10,54	2,25	11,27	9,05
S4 Sprayberendezésen keresztül és 60 percen át növelt relatív nedvességtartalommal (46%) relatív nedvességtartalomtól 60% relatív nedvességtartalomig, 24 °C hőmérsékleten)	10,56	2,22	11,73	9,03
S5 Sprayberendezésen keresztül és 30 percen át végzett relatívnedvességtartalom-növeléssel (46% relatív nedvességtartalomtól 60% relatív nedvességtartalomig, 24 °C hőmérsékleten)	9,74	2,29	11,67	9,19
C Sprayberendezésen és hengeren keresztül	10,48	1,95	11,81	8,80

3e táblázat

Nedvesscgtartalom-növelés körülményei	A minta önmagában	Egyensúlyba hozott minta
	Kiindulási OV (illóanyag, tömeg%)	Átlagos levegő sebesség (m/perc)	Idő (perc)	Hőmér- séklet (°C)	Relatív nedvességtartalom, %	OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
A toronyba betáplált anyag				15,40	0,79	11,86	5,05
A toronyból kikerülő anyag						3,94	2,82	11,72	9,49

HU 219 164 Β

3e táblázat (folytatás)

Nedvességtartalom-növelés körülményei	A minta önmagában	Egyensúlyba hozott minta
	Kiindulási OV (illóanyag, tömeg%)	Átlagos levegő sebesség (m/perc)	Idő (perc)	Hőmér- séklet (°C)	Relatív nedvességtartalom, %	OV (tömeg%)	SV (cm3/g)	OV (tömeg%)	CV (cm3/g)
1 kimeneti helyzetű permet						5,64	2,72	11,82	9,48
Kimeneti henger						10,36	2,04	11,66	9,28
A	3,9	71,6	60	24	30-58	6,67	2,39	11,65	9,76
B	5,6	53,3	60	24	30-58	8,44	2,45	11,82	9,91
C	3,9	57,9	60	24	45-58	7,83	2,25	11,65	9,57
D	5,6	57,9	60	24	45-58	8,44	2,39	11,79	9,66
E	3,9	57,9	60	24	47-62	11,10	2,33	11,74	10,02
F	5,6	53,5	60	24	47-62	10,10	2,41	11,59	10,08
G	3,9	54,8	60	24	30-62	8,13	2,20	11,89	9,63
H	5,6	53,3	60	24	30-62	9,41	2,41	11,79	10,11
I	3,9	60,9	60	24	47-62	10,21	2,15	11,76	8,98
J	3,9	53,3	60	24	47-64	10,18	2,13	11,94	9,03
K	3,9	53,3	60	24	35-64	9,07	2,23	11,90	9,51
L	3,9	53,3	60	35	35-60	8,65	2,17	12,09	8,59
M	3,9	53,3	60	35	45-60	10,11	2,39	11,92	10,02
N	5,6	53,3	60	35	45-60	10,08	2,39	11,93	10,02
O	3,9	73,2	60	35	47-64	10,88	2,31	11,96	9,51
P	3,9	73,2	60	35	47-64	11,30	2,33	11,95	9,30

A 3a-3e táblázatokban megadott adatokból kitűnik, hogy az expanziós toronyból kijutó forró dohány hengeres spray újranedvesítési eljárásával összehasonlítva a lehűtött dohány, azaz 24-35 °C közötti hőmérsékletre dohány fokozatosan növelt nedvességtartalmú levegő- 40 vei történő újranedvesítése esetében 0,5 cm³/g1 cm³/g közötti CV (hengertérfogat)-nyereséget és 0,3 cm³/g-0,4 cm³/g SV (fajlagostérfogatj-nyereséget érhetünk el. Amennyiben közvetlenül a torony kimenetéből nyert dohány növekvő nedvességtartalmú levegő- 45 vei történő újranedvesítését végezzük, azt találjuk, hogy előnyös, amennyiben a dohányt először sprayvel kezeljük, és így a dohány illóanyag-tartalmát 7 tömeg%-ra növeljük, majd ezután végezzük a fokozott nedvességtartalmú levegővel történő újranedvesítést. 50 Az újranedvesített dohány CV (hengertérfogat)- vagy SV (fajlagostérfogat)-értékében jelentős eltérést nem tapasztaltunk, akkor az újranedvesítést egy kezdeti 46% nedvességtartalmú levegővel végezzük, vagy egy kezdeti 30% nedvességtartalmú levegőt alkalmazunk henge- 55 rés eljárásban vagy olyan dohány esetében sem, amikor az újranedvesítési eljárást 60 perc vagy 90 perc időtartam alatt végezzük. Ezen túlmenően megfigyeltük, hogy a dohány újranedvesíthető olyan esetben, amikor a levegőáram lefelé haladó irányú a dohányágyon ke- 60 resztül 53-71 m/perc sebességgel, vagy amennyiben a levegő felfelé halad, egészen 13 m/perc sebességgel. Ilyen esetekben nem tapasztalunk jelentős eltérést a CV (hengertérfogat)- vagy az SV (fajlagostérfogat)-értékekben. Ezen túlmenően megfigyeltük, hogy a fokozatos levegőnedvességtartalom-növeléssel történő újranedvesítés ugyanolyan vagy jobb CV (hengertérfogat)- és SV (fajlagostérfogat)-értékekkel rendelkező dohányt eredményez, mint az a dohány, amelynek újranedvesítését úgy végezzük, hogy egy környezeti kamrába helyezzük és közvetlenül 60% relatív nedvességtartalmú és 24 °C hőmérsékletű levegővel kezeljük, (miután az expanziós toronyból kikerül). Végül megfigyeltük, hogy a vízzel történő permetezés abból a célból, hogy az illóanyagtartalmat 7,5 tömeg%-ra növeljük, majd ezt követő fokozatos nedvességtartalmú nedves levegővel történő kezelés jobb CV (hengertérfogat)- és SV (fajlagostérfogat)-értékű dohányt eredményez, mint az olyan dohány, amelyet úgy készítünk, hogy a végső újranedvesítés céljából a spraykezelést egy sprayhengerben végezzük.

4. példa

Tesztvizsgálatokat végeztünk, hogy meghatározzuk a levegőáram és levegősebesség hatását a dohány töltési, szálba állítási és tömörítési jellemzőire. A tesztvizsgála12

HU 219 164 Β tokát PGC környezeti kamrák alkalmazásával végeztük, és a kísérletekben két ilyen kamrát használtunk. Mindkét kamrában a levegőmozgás sebessége 500 CFM-érték volt (1415 liter/perc). Az egyik PGC kamrában a levegő mozgása a dohányágyon keresztül felfelé irányuló, a másik kamrában a levegőáram a dohányágyon keresztül lefelé halad. Az 5 cm rétegvastagságú dohánymintákat egy felső oldalon nyitott tálcarendszerre helyezzük, amelynek mérete 150 cm χ 170 cm (5” χ 5 3/4”), és amely tálcák szita-alsórésszel rendelkeznek, továbbá 10 cm magas tömött oldallapokkal ellátottak. A tálcákat polcokra helyezzük, amely polcok a környezeti kamra belsejében találhatók. A levegőt úgy vezetjük át a mintákon, hogy a polc nem fedett területét kartonpapírral borítjuk, és a nyílásokat, illetve bármely törésvonalat ragasztószalaggal tömítjük. A levegősebességet úgy változtatjuk, hogy változtatjuk a mintatartályok számát, amelyen keresztül a levegőt átvezetjük. A kísérletekben alkalmazott dohányt szén-dioxiddal impregnáljuk, majd 290 °C hőmérsékleten expandáljuk. A dohányt úgy nedvesítjük újra, hogy első lépésben vízzel permetezzük, és így közvetlenül expandálás után 8 tömeg% illóanyag-tartalmat érünk el. A tesztvizsgálat alatt a kamrában a körülményeket 24 °C hőmérséklet és 60% relatívnedvességtartalom-értékre állítjuk be. A nedves levegő sebességének mérésére lapátos légsebességmérőt (Airflow Instrumentation, Model LCA 6000, Frederick, Maryland) és hődrótos levegősebesség-mérőt (Alnor Instrument Company, Skokie, Illinois, Thermometer Model 8525) alkalmazunk. A készülékeket közvetlenül a minták fölé vagy alá helyezzük el attól függően, hogy a levegőáram felfelé irányul vagy lefelé irányuló.

Amennyiben felfelé irányuló levegőáramot alkalmazunk, a dohány kismértékű megemelkedése tapasztalható közvetlenül azután, miután a levegő sebessége eléri az átlagos, akár 8 m/perc sebességet. Ekkor kisméretű levegőcsatornák keletkeznek, és ennek következtében a dohány eredeti helyzetébe ülepszik. A keletkező csatornák miatt azt találtuk, hogy a levegőáramlás egyáltalán nem egyenletes a dohányágyon keresztül (6,7-13,7 m/perc érték, átlagértékben 7,9 m/perc áramlásisebesség-érték). Amennyiben az átlagos levegőáramot megnöveljük, láthatóan sokkal több csatorna keletkezik, és 13 m/perc áramlási sebesség felett jelentős mozgás, illetve „forrás” következik be a dohányban, majd ezt jelentős csatornaképződés követi az ágyban.

Amennyiben lefelé irányuló levegőáramot alkalmazunk, az ágyban tömörödés és ennek következtében csökkenő levegősebesség tapasztalható bármely vizsgált levegősebesség-érték mellett. Ezt a 4. táblázatban mutatjuk be. 58,5 m/perc kezdeti levegősebesség esetében a dohányágy vastagsága 28%-kal csökken tömörödés miatt, ennek következtében az ágyon áthaladó levegő sebessége 43 m/perc értékre vagy akár ez alatti értékre is csökken. Amennyiben 43 m/perc kezdeti levegő sebességet vagy ennél kisebb sebességet alkalmazunk, a fenti 58 m/perc sebességnél tapasztalt ágy tömörödés körülbelül fele jön létre, és a dohányágyon keresztül a levegő áramlási sebessége sokkal kisebb mértékben csökken.

4. táblázat

A dohányágyon áthaladó levegő sebességének hatása az ágy tömörödésére

Levegősebesség (m/perc)	Ágymagasság (cm)
Kiin- dulás	Vég- pont	%-os változás	Kiin- dulás	Vég- pont	%-os változás
58	43	27	5	3,62	28
49	44	11	5	4,12	18
43	40	6	5	4,3	15
31	30	6	5	4,5	10
13	12	5	5	4,7	5

A fenti kísérletek alapján megállapítható, hogy az expandált dohányt újranedvesíthetjük a találmány szerinti eljárással előnyösen az alábbi növelési körülmények alkalmazásával.

(a) Időtartam: 60 perc-90 perc közötti;

(b) relatív nedvességtartalom: kezdeti nedvességtartalom 30%-45% közötti és a végső relatív nedvességtartalom 60%-64% közötti;

(c) hőmérséklet: 24 °C és 35 °C közötti;

(d) levegőáramlási sebesség: felfelé áramló sebesség maximálisan 13,7 m/perc vagy lefelé áramló levegősebesség maximálisan 71,6 m/perc.

5. példa

6,8 kg/óra sebességű világos és nyers dohánykeveréket táplálunk egy módosított Frigoscandia GCP 42 modell önkürtős spirális berendezésbe. A betáplálás előtt a dohánykeveréket szén-dioxiddal impregnáljuk. Ezt követően a dohánymintát egy hűtőszalagon vezetjük keresztül abból a célból, hogy hőmérsékletét 93 °Cról 29 °C hőmérsékletre hűtsük le, mielőtt a fenti berendezésbe betápláljuk. A levegőáram iránya a berendezés tetejétől az alja irányában halad, és így a dohány áramlásának irányával szemben lényegében ellenáramú levegő áramot biztosítunk. Az elrendezés biztosítja, hogy növekvő nedvességtartalmú levegővel történő dohányújranedvesítés történjen, mivel a dohány által a levegő folytonos és folyamatos dehidratálása történik. A berendezésbe vezetett dohány 3 tömeg% illóanyag-tartalommal rendelkezik, a berendezést elhagyó dohány pedig 11 tömeg% illóanyag-tartalmú. A betáplált anyag egyensúlyi helyzetbe hozott CV (hengertérfogat)-értéke 10,53 cm³/g, míg az újranedvesített anyag egyensúlyba hozott CV (hengertérfogat)-értéke 10,46 cm³/g érték, amely azt jelzi, hogy az újranedvesítés során a dohány töltési jellemzőiben lényeges változás nem történt, azaz nem történt statisztikusan jelentős csökkenés a töltési jellemzőkben, mint ahogy ezt a standard variációs analízissel meghatároztuk. Ezen túlmenően nem tapasztalunk mérhető dohányrészecskeméret-csökkenést, amely analízist az újranedvesítési eljárás során szitavizsgálat segítségével végezzük.

HU 219 164 Β

6. példa

Kísérletsorozatot hajtunk végre úgy, hogy különféle típusú dohányt expandálunk különféle toronyhőmérséklet alkalmazásával, majd a dohányt a találmány szerinti eljárásnak megfelelően újranedvesítjük. Vala- 5 mennyi kísérlet esetében 6,8 kg/óra dohányt alkalmazunk az újranedvesített dohány tömegére számítva, és ezt a dohánymennyiséget módosított Frigoscandia önkürtős spirális berendezésben nedvesítjük újra, amelyet az 5. példában leírtunk. Az újranedvesítő egység bemenetilevegő-jellemzői: 29 °C hőmérséklet, relatív nedvességtartalom 62%. Az újranedvesítő egységet elhagyó levegő jellemzői: 32-35 °C hőmérséklet és relatív nedvességtartalma 40%-45% közötti. Mint az 5. táblázatban bemutatjuk, a találmány szerinti eljárással újranedvesített dohány nem mutat jelentős csökkenést töltési jellemzőiben.

5. táblázat

Dohánytípus	Kísérlet száma	Toronyhő- mérséklet (°C)	Dohány- illóanyag- bemenet (tömeg%)	Dohány- illóanyag- kimenet (tömcg%)	Hengertcr- fogat- bemenet (cm3/g)	Egyensúlyi helyzetbe hozott
Illóanyag- bemenet (tömeg%)	Hengcrtérfogat-kimenct (cm3/g)	lllóanyag- kimenet (tömeg%)
Világos	FO 205C	142	2,70	11,16	9,93	11,87	9,40	12,00
	FO 205A	160	2,11	11,58	10,41	11,57	10,83	11,56
	FO 205B	166	1,87	9,99	11,30	11,30	10,90	11,50
Világos	FO 206A	153	2,47	11,09	10,00	12,34	10,20	11,74
	FO217	160	2,59	10,86	10,49	11,79	10,51	11,63
Nyers	FO 206B	120	3,11	10,75	12,39	10,91	12,31	10,52
	FO 206C	132	2,95	10,22	12,08	10,85	12,41	10,40
	FO214	132	3,00	10,4	11,3	10,4	11,2	10,4

7. példa SZABADALMI IGÉNYPONTOK

90,8 kg/óra sebességgel világos dohányt, amelynek 30 illóanyag-tartalma 21,6 tömeg%, táplálunk egy módosított Frigoscandia önkürtős berendezésbe, amelyet az 5. példában írtunk le, és amely szárítóberendezésként működik. A dohány áramlása a spirális szárítóegységen keresztül alulról a felső része irányából az alsó rész irányá- 35 ba történik, és ezzel biztosítjuk, hogy lényegében a levegő, és a dohány mozgásában ellenáram jöjjön létre.

A dohányt megszárítottuk 12,2 tömeg% illóanyagtartalomig, 60 perc tartózkodási idő alkalmazásával, amennyiben olyan levegőt alkalmazunk, amelynek be- 40 meneti hőmérséklete 35 °C és bemeneti relatív nedvességtartalma 35%. A szárítóegységet elhagyó levegő hőmérséklete 28 °C és relatív nedvességtartalma 62%.

A szárítóberendezésbe belépő és ezt elhagyó dohány érintésre hidegnek tűnik, és becsült hőmérséklete 45 24 °C, amely azt jelzi, hogy lényegében nem történt a dohányon termikus hőkezelés. A szárítási eljárás során az egyensúlyi helyzetbe hozott dohány CV (hengertérfogat)-értékében nem történt változás. Ezt a bemutatott szárítási eljárást azért végeztük, hogy a szárítás során 50 minimálisra csökkentsük a termikus hőkezelést. Hasonló szárítási eljárásokat végezhetünk magasabb hőmérsékleteken is, és szabályozott hőkezelési értéket érhetünk el.

A találmány tárgyát a példákban az előnyös megva- 55 fásításokkal részletesen bemutattuk, azonban a találmány tárgykörébe, amint ezt a szakember felismeri, különféle változtatásokat is beleértünk, és minden olyan módosítást beleértünk, amely találmány tárgykörének lényegét nem változtatja.

Claims (21)

1. Eljárás higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának növelésére, azzaljellemezve, hogy (a) higroszkópos szerves anyagból ágyat hozunk létre úgy, hogy a higroszkópos szerves anyagot egynél több szinttel rendelkező spirális kürtös szállítószalagra deponáljuk;

(b) a higroszkópos szerves anyagot az ágyon levegőárammal érintkeztetjük, amely levegőáram a higroszkópos szerves anyag ággyal szemben szintről szintre lényegében ellenáramú, és a higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalma a higroszkópos szerves anyag egyensúlyi körülményeihez közeli, (c) az ágyon elhelyezkedő higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát növeljük a higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának növelésére, és a higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát mindenkor a higroszkópos szerves anyag egyensúlyi körülményeihez közeli értéken tartjuk a kívánt higroszkópos szerves anyag nedvességtartalma eléréséig, melynek során a levegőáramnak a higroszkópos szerves anyag ágyon történő ellenáramú áramoltatásakor a levegőáramot folyamatosan dehidratáljuk és a higroszkópos szerves anyagot folyamatosan nedvesítjük.

2. Eljárás higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának csökkentésére, azzal jellemezve, hogy (a) a higroszkópos szerves anyagból ágyat hozunk létre úgy, hogy a higroszkópos szerves anyagot egynél több szinttel rendelkező spirális kürtös szállítószalagra 60 deponáljuk;

HU 219 164 Β (b) a higroszkópos szerves anyagot az ágyon levegőárammal érintkeztetjük, amely levegőáram a higroszkópos szerves anyag ággyal szemben szintről szintre lényegében ellenáramú, és a higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalma a higroszkópos szerves anyag egyensúlyi körülményeihez közeli vagy annál kisebb, (c) az ágyon elhelyezkedő higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát csökkentjük a higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának csökkentésére, és a higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát mindenkor a higroszkópos szerves anyag egyensúlyi körülményeihez közeli vagy annál alacsonyabb értéken tartjuk a kívánt higroszkópos szerves anyag nedvességtartalma eléréséig, melynek során a levegőáramnak a higroszkópos szerves anyag ágyon történő ellenáramú áramoltatásakor a levegőáramot folyamatosan hidratáljuk és a higroszkópos szerves anyagot folyamatosan dehidratáljuk.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a higroszkópos szerves anyag hőmérsékletét 38 °C érték alatt tartjuk a levegőárammal történő érintkezés előtt.

4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan higroszkópos szerves anyagot alkalmazunk, amelynek nedvességtartalma a levegőárammal történő érintkezés előtt 1,5 tömeg% és 13 tömeg% közötti.

5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan higroszkópos szerves anyagot alkalmazunk, amelynek kezdeti nedvességtartalma a levegőárammal történő érintkezés előtt 1,5 tömeg% és 6 tömeg% közötti.

6. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan levegőáramot alkalmazunk a higroszkópos szerves anyaggal történő érintkezésre, amelynek relatív nedvességtartalma 30% és 64% közötti, és hőmérséklete 21 °C és 49 °C közötti.

7. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy higroszkópos szerves anyagként dohányt alkalmazunk.

8. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dohányként expandált dohányt alkalmazunk.

9. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dohányként vágott dohányt alkalmazunk.

10. A 7. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy dohányként expandált vagy nem expandált dohányt, teljes levéldohányt, vágott vagy aprított dohányt, dohányszárat, rekonstruált dohányt vagy ezek bármely kombinációját alkalmazzuk.

11. Eljárás higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának csökkentésére, azzal jellemezve, hogy (a) a higroszkópos szerves anyagot 38 °C és 121 °C közötti hőmérsékletre melegítjük fel;

(b) a higroszkópos szerves anyagból ágyat hozunk létre úgy, hogy a felmelegített higroszkópos szerves anyagot egynél több szinttel rendelkező spirális kürtös szállítószalagra deponáljuk;

(c) a higroszkópos szerves anyagot az ágyon levegőárammal érintkeztetjük, amely levegőáram a higroszkópos szerves anyag ággyal szemben szintről szintre lényegében ellenáramú, és a higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalma a higroszkópos szerves anyag egyensúlyi körülményeihez közeli vagy annál kisebb, (d) az ágyon elhelyezkedő higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát csökkentjük a higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának csökkentésére, és a higroszkópos szerves anyaggal érintkező levegőáram relatív nedvességtartalmát mindenkor a higroszkópos szerves anyag egyensúlyi körülményeihez közeli vagy annál alacsonyabb értéken tartjuk a kívánt higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmának eléréséig, melynek során a levegőáramnak a higroszkópos szerves anyag ágyon történő ellenáramú áramoltatásakor a levegőáramot folyamatosan hidratáljuk és a higroszkópos szerves anyagot folyamatosan dehidratáljuk.

12. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a higroszkópos szerves anyag nedvességtartalmát a c) lépés után 11-13 tömeg%-ra állítjuk.

13. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a levegőárammal történő érintkeztetés előtt 11 tömeg% és 40 tömeg% közötti nedvességtartalmú higroszkópos szerves anyagot alkalmazunk.

14. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a higroszkópos szerves anyagot olyan levegőárammal hozzuk érintkezésbe, amelynek relatív nedvességtartalma 20% és 60% közötti, és hőmérséklete 21 °C és 49 °C közötti.

15. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy olyan levegőáramot alkalmazunk, amelynek hőmérséklete 24 °C és 121 °C közötti.

16. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a higroszkópos szerves anyagot és a levegőáramot úgy érintkeztetjük, hogy 0,23 m/s és 1,22 m/s levegőáram-sebességet alkalmazunk.

17. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a higroszkópos szerves anyagot a levegőárammal úgy érintkeztetjük, hogy levegőáramot lefelé áramló irányban vagy felfelé áramló irányban vezetjük keresztül a higroszkópos szerves anyag ágyon vagy a levegőáramot lefelé, egy időben felfelé áramban is alkalmazzuk a higroszkópos szerves anyag ágyban.

18. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a termikus kezeléshez legalább 60 °C hőmérsékletű levegőáramot alkalmazunk.

19. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy legfeljebb 60 °C hőmérsékletű levegőáramot alkalmazunk.

20. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy higroszkópos szerves anyagként gyümölcsöt, zöldséget, gabonafélét, kávét, gyógyszerészeti hatóanyagot teát, vagy ezek bármely kombinációját alkalmazzuk.

21. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a levegőt a kürtőn keresztül az egymás után következő szállítószalagsorokon áramoltatjuk keresztül.