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M E M O I R E D E S 0 R I P T I F dépose à l'appui d'une demande de
B R E V E T D'I N V E N T I O N Berthold BLOCK et . Dr. Julius DOMS, " procède et dispositif pour le traitement du tabao ". Priorité dtune demande de brevet en Allemagne déposée le 4 mai 1944= N B 206 028/ IV i/79 o. '
La présente invention ést relative à un procédé de traite- ment du tabao, en particulier de fermentation du tabac, en vue de régler son'degré d'humidité, sa teneur en nicotine, d'arrêter la fermentation ainsi ,que de tuer les éléments nuisibles, d'ori- gine animal,les insectes etc,,,
Le traitement du tabac se fait en général dans la grande industrie sur du tabac en balles.
Les balles.de' tabac'ordinaires ont environ 60 à 80 cm de largeur, 30à 80 om d'épaisseur-et 50 à 100 om de - haut.
Ces balles de tabac faites de feuilles empilées les unes sur les autres opposent une grande résistance à l'accès et à l'évacuation de la chaleur, à la répartition régulière de la température, à légalisation de. la température entre l'air am- biant et l'intérieur de la balle du fait de la mise en couches peu serrées et de la mauvaise conductibilité calorifique.
La fermentation-qui se prqduit dégage de la chaleur. Cette ohaleur libérée provoque un autochauffage. La chaleur produite à l'intérieur-de'la balle est mal répartie et évacuée. La tem- pérature monte de.plus en plus et finalement elle dépasse la température de fermentation la plus favorable.qui est, par ex- emple, 55 . Si la température monte par exemple à 60 et plus, ,les ferments sont détruits et la continuation ultérieure de la fermentation est interrompue. La haute température nuit aussi à la qualité du tabac.. - ' @
Au contraire, la ohaleur est évacuée trop rapidement des. zones extérieures dé la balle à l'air ambiant.
Les feuilles de tabac placées à l'extérieur sont sous-refroidies. La fermenta--' tion est troublée et se développe mal. '
Ce travail en balles présente donc le gros inconvénient d'une irrégularité de température dans les-balles..
D'autre part l'humidité du tabac est également soumise à de grandes fluctuations lors du séchage en grandes balles, pour évacuer l'humidité en excès du tabac, il faut qu'il-se produise une évaporation de- l'eau des feuilles de'tabac.'Pour effectuer cette évaporation, il faut amener de la chaleur. les couches extérieures de la balle'sont chauffées relativement vite tandis que les couches' plus-profondes ne sont chauffées que lentement et imparfaitement. La chaleur se,propage si lentement qu'il faut plusieurs jours pour amener-à l'intérieur de la balle,la chaleur nécessaire pour produire l'évaporation t le séchage désiré.
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En outre en ce cas, on a des difficultés pour répartir la chaleur rapidement et,uniformément dans toute la balle de tabac.-
Ce n'est que lorsque lton amène uniformément la chaleur et qu'on la répartit uniformément dans la balle que l'on peut enlever régulièrement l'eau par séchage. Ce n'est qu'alors que l'on peut régler l'humidité du tabac de façon qu'elle ait par- tout la. valeur uniforme désirée.
-Pour tuer les agents nuisibles ( insectes, champignons de moisissures, etc..),.il est également nécessaire de répartirf uniformément dans tout l'intérieur de la balle. /= la chaleur
Dans le procédé, selon l'invention, de destruction de ces organismes vivants nuisibles, on travaille de préférence sous vide avec apport simultané de chaleur. Sous l'action du vide et de la chaleur, on évapore l'eau des corps des animaux ou orga- nismes nuisibles. Du fait de la perte de l'eau de leur corps, ceux-ci meurent. On ne réussit à tuer ou à rendre inoffensifs les dits animaux ou organismes nuisibles dans toute'la balle de tabac que lorsque l'on a soin de répartir uniformément la cha- leur aussi bien à l'intérieur que dans les zones extérieures de la balle.
L'apport de chaleur se fait par la surface extérieure de la balle de tabac vers l'intérieur. La surface extérieure prend relativement vite la chaleur. Celle-ci ne pénètre dans la balle que par conductibilité calorifique. Cette propagation de la cha- leur dépend de l'indice de conductibilité calorifique du tabac, de la différence de température entre la surface extérieure et l'intérieur de la balle et de l'épaisseur des couches de la bal- le à traverser.
L'indice de conductibilité calorifique ne peut être amé- lioré que dans une faible mesure en comprimant la balle plus ou moins fortement.
Il ne reste jusqu'ici pour améliorer le rendement que l' augmentation de la différence de température.
Cette différence de température dépend à son tour,d'une part,de la température maximum admissible à laquelle doit être soumis le tabac pendant l'opération en question/d'autre part, de la température interne.de la balle. Celle-ci doit se rap- procher de la température optimum la plus favorable. Ainsi on ne dispose que d'une-faible différence de température pour faire passer la chaleur de l'extérieur vers l'intérieur. Une faible différence de température et une mauvaise conductibili- té calorifique imposent par suite une longue durée pour intro- duire la chaleur néoessaire.
En outre, dans le traitement du tabac, il est essentiel de régler la teneur en nicotine. Non seulement cette teneur est très différente d'une feuille à l'autre, mais encore il y a de grandes différences dans la feuille elle-même. La teneur en nicotine des nervures est, par exemple, sensiblement plus élevée que celle de la feuille proprement dite.
Il est'nécessaire aussi d'égaliser cette teneur en nico- tine. On y parvient grâce au fait que par traitement dans le vide avec apport de chaleur une partie de la nicotine se su- blime. La sublimation régulière hors-des oouohes de feuilles' dans la balle dépend également de l'apport uniforme de chaleur.
Dans les balles, on remarque également l'inconvénient d' un plus fort apport de ohaleur sur la couche extérieure qu'à ' l'intérieur de la balle. En outre, l'augmentation de l'apport de ohaleur provoque l'enlèvement d'une plus grande quantité de nicotine sublimée.
La teneur en nicotine est fortement ré- duite à l'extérieur d'une manière inutile ; au contraire, à l'
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intérieur de la-balle, la teneur en'nicotine indésirablement élevée subsiste, Par suite, 11 est également nécessaire pour régler la teneur en'nicotine d'amener la chaleur uniformément et de la répartir également dans la balle. '
Conformément à l'invention, on obtient un apportet une répartition de'chaleur uniformes dans la balle de tabac en y plaçant des corps métalliques, 'tôles, plaques, barres, etc...
On a représenté sohématiquement, avec coupe, sur le des- sin annexé un dispositif pour la mise'en oeuvre du procédé se- lon l'invention.. @
Dans ce procédé, on place, lorsque l'on fait la balle entre les différentes couches de tabac a, par couches, par ex- emple des tôles métalliques b. on dispose successivement une couche de feuilles de tabac,-puis on place une couche métallique, ensuite une couche de tabac,de nouveau une couche' métallique, etc... jusqu'à ce que toute la hauteur de la balle soit attein- te.
Les parties métalliques interposées conduisent et répàrtis- sent rapidement la chaleur à l'intérieur de la-balle,
Afin que la chaleur de la surface extérieure soit bien introduite à l'intérieur de la balle, les tôles interposées se- lon l'invention comportent des bords o relevés extérieurement.
Ces bords o sont chauffés par la chaleur rayonnante qui émane de la surface de chauffage extérieure de l'appareil. Ces sur- faces métalliques transmettent la chaleur aux parties de tôle allant vers l'intérieur. De la surface des tôles, la chaleur passe alors par contact et conductibilité dans les couches de tabac.
Les tôles intercalées peuvent avoir une épaisseur allant en diminuant vers l'intérieur, comme les tôles d, par exemple en rivant ou soudant-plusieurs tôles les unes sur les autres. ,
En correspondance avec la quantité de chaleur qui diminue de plus en plus vers l'intérieur, l'épaisseur des plaques conduo- trices, les tôles-intercalées, va en diminuant,ce qui éoonomise de la matière.
On a trouvé en outre que des tôles en métaux légers, tels que l'aluminium, le magnésium, l'électron, etc..., possèdent des propriétés particulièrement favorables pour la répartition de la ohaleur lors de la fermentation du tabac. Du fait de la faible densité, de la faible chaleur spécifique et de la rela- tivement bonne conductibilité'calorifique de ces métaux légers, il n'y a qu'une faible quantité de la chaleur qui est emmaga- sinée dans les métaux eux-mêmes. Leur température propre aug- mente rapidement. La différence des températures de la tôle in- teroalée et des couches de tabac est augmentée. La ohaleur re- çue de l'extérieur est cédéerapidement aux couches de tabac.
Les tôles intercalées peuvent comporter aussi extérieurement des charnières ou des surfaces extérieures élastiques h qui viennent toucher directement les. Surfaces'chauffantes i de l' .appareil. De ce fait,.la chaleur de la'surface chauffante est ' .amenée.rapidement aux plaques intercalées par conductibilité , directe.
La régularité de la fermentation dépend aussi bien de l'uniformité de la température que de celle de la teneur en-hu- midité et de l'uniformité de la répartition des gaz. Cette uni- formité est défectueuse dans les balles faite à la façon habi- tuelle. L'apport de ohaleur nécessaire pour le séchage ou l'ob- tention de la température-de.fermentation désirée, peut encore être aidée en disposant lss tôles intercalées 'de .manière que l'on puisse les chauffer.
Ainsi ces tôles peuvent être à double
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paroi comme les tôles e, pour permettre le chauffage; par la vapeur, l'eau chaude,, eto..., ou'bien elles peuvent être mu- nies de résistance'de chauffage électriques f en.vue de pro- duire par le courant électrique la chaleur uniformément répar- tie.
Le séchage se fait de préférence sous vide, par consé- quent suivant le procédé de séchage à vide.
Une fois la fermentation effectuée ou une fois que le de- gré de fermentation désiré a été atteint, il faut empêcher que la fermentation ne continue ou recommence. Pour cela, il faut porter la température de la balle de tabac à environ 60 à 65 .
Dans les balles habituelles, il est difficile pour les raisons iridiquées de chauffer uniformément. Lorsque les surfa- ces extérieures sont déjà chauffées bien au delà de la tempéra- ture admissible de 65 , l'intérieur de la balle de tabac est à la température de fermentation d'environ 50 - 55 . Dans cet é- tat, le tabao est surchauffé extérieurement et est gâté à l'in- térieur, au contraire la fermentation continue et dépasse la mesure désirée.
Egalement en ce cas on a constaté que les tôles interca- lées répartissent en amènent uniformément la chaleur de sorte que l'on atteint rapidement, comme cela est nécessaire pour ob- tenir un' bon produit, la température d'arrêt désirée de 60 - 65 ..
Grâce aux tôles intercalées :
1 ) Dans la fermentation,.en chauffant jusqu'à environ 50 , l'apport de chaleur de l'extérieur jusqu'aux couches médi- anes est meilleur et plus rapide. Les tôles intercalées pren- nent bien la chaleur grâce aux surfaces marginales disposées extérieurement et la conduisent rapidement à l'intérieur du tas.
Le temps de ohauffage est sensiblenient raccourci.
2 ) Une fois atteinte la température de chauffage de, par exemple, 50 , les tôles assurent une répartition uniforme de la chaleur dégagée par la fermentation qui se produit alors.
L'excès de chaleur de fermentation est évacué de l'inté- rieur vers l'extérieur, la ohaleur est uniformément répartie.
Les tôles intercalées empêchent une surchauffe spontanée locale irrégulière.
3 ) Pour le séchage subséquent, la chaleur est introduite rapidement et bien uniformément dans le tas. Les tôles inter- calées, assurent par suite un séchage facile, rapide et uniforme.
4 ) Pour le réglage subséquent de la teneur en nicotine, les tôles intercalées exeroent également une action favorable oar elles amènent et répartissent uniformément la chaleur.
On obtient ainsi la sublimation de la nicotine en excès irrégulièrement répartie.
5 ) Pour arrêter la fermentation, les tôles intercalées répartissent enfin uniformément dans la balle l'augmentation de température.
La répartition uniforme de la température et le chauffage uniforme sont surveillés par des thermomètres g qui sont intro- duits dans les balles à différentes profondeurs*. On peut pla- cer des thermomètres enregistreurs qui inscrivent continuelle- ment l'allure des températures.
On a constaté que,les tôles intercalées influent de fa- çon extraordinairement efficace sur la valeur de la température et l'intensité de l'apport de chaleur.
Alors que, sans tôles intercalées, la température n'a augmenté dans une balle que de 12 pendant un laps de temps donné, dans une balle avec tôles intercalées, elle a augmenté
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dans le même temps d'environ 35 . Dans le premier cas, la température au bordde la balle était de 60 et par contre la température interne n'avait atteint qu'environ 32 . Dans la balle avec les tôles intercalées, la température à l'extérieur de la balle était de 55 et à l'intérieur, uniformément répartie, de 52 .
52 . On sait que la fermentation du tabac est. améliorée lorsque l'on empêche l'accès de l'oxygène de l'air. Les aérobies, par exemple les moisissures ne peuvent pas vivre sans l'oxygène de' l'air. Dans les balles de tabac, en présence d'air, son oxygène donne facilement bien à la formation de moisissures. On a constaté que celle-ci était empêchée en enlevant l'air, dans le vide. En outre,, il est possible d'amener- des gaz inertes, par exemple de l'azote, de l'anhydride carbonique, qui agissent de façon favorable sur les microorganismes supérieurs désirés.
Dans ce but, dans l'appareil à vide k dans lequel se trouve la balle 'de tabac, on fait arriver en bas, en 1, de l'anhy- dride carbonique. Celui-ci- qui est dense refoule vers le haut l'air plus léger qui peut encore 'exister en faible quantité dans l'appareil à vide de sorte que l'on est sûr qu'il n'y a plus d'oxygène pour les- aérobies. On a constaté que les tôles intercalées améliorent encore sensiblement l'arrivée et la ,ré- partition de.l'anhydride carbonique.'
Le procédé selon l'invention procure les avantages sui- vents :
1 ) On atteint rapidement la température de fermentation.
2 ) La.chaleur produite par'la fermentation est uniformément répartie 'et rapidement évacuée.
3 ) On peut' régler la teneur en eau du tabac..
4 ) On peut régler ,la teneur en nicotine.
5 ) On obtient un apport de chaleur rapide et bien réparti servant à augmenter la température qui provoque l'arrêt et la fin de la fermentation.