Verfahren zur Herstellung geformter Tabakprodukte
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geformter, insbesondere flächenförmiger, fadenförmiger oder strangförmiger Tabakprodukte, bei dem das Tabakmaterial mit Flüssigkeit durch eine Kugelfüllung eines feststehenden Mühlengehäuses hindurchgeleitet und das gemahlene Gut anschliessend ausgeformt wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, das Tabakmaterial in einer vorzugsweise kontinuierlich arbeitenden Mühle mit einer Flüssigkeit zu mischen und fein zu mahlen, wobei eine Mühle mit vertikaler Arbeitsachse verwendet wird und das Mahlgut die Mühle von unten nach oben, d. h. in praktisch senkrechter Richtung, durchläuft. Die Verwendung einer solchen Vertikalmühle weist aber, wie eingehende Versuche gezeigt haben, beträchtliche Nachteile auf. So entsteht beispielsweise in der Vertikalmühle, vor allen Dingen bei grösseren Mahlgefässen, ein erheblicher Druck, welcher dazu führt, dass die Mahlvorrichtung sehr schnell abgenutzt wird. Ferner ist eine hohe Antriebsenergie notwendig.
Hinzu kommt, dass eine hohe Wärmeentwicklung auftritt, was für den Tabak nachteilige Folgen - insbesondere die unerwünschte Verdunkelung - mit sich bringt.
Diese Nachteile werden gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch behoben, dass das Tabakmaterial mit der Flüssigkeit in praktisch waagrechter Richtung durch die Kugelfüllung hindurchgeleitet wird und dass die Kugelfüllung dabei um eine praktisch waagrechte Achse umgerührt wird.
Die sich bei Verwendung dieses Verfahrens ergebenden Vorteile sind u. a.:
Gleichmässige Druckverteilung, wesentlich niedrigerer Energiebedarf, einfachere Bedienung der Antriebswelle, mehrfache Leistung bei gleicher Kapazität des Gehäuses und gleicher Anzahl Ringe und Mahlkörper, wesentlich höhere Leistung bei geringerem Strombedarf, geringere Erwärmung des zu mahlenden Gutes (es entsteht eine Erwärmung durch Reibung), da der Durchfluss wesentlich schneller ist, daher schwächere Verdunkelung des Mahlgutes.
Da es sich bei der Folien-Herstellung bzw. beim Mahlen von Tabak immer wieder gezeigt hat, dass jede längere Behandlungsdauer einen negativen Einfluss auf den Tabak ausübt (Dunkelfärbung, Zerstörung wesentlicher Bestandteile, z. B. von hochwertigen Aromastoffen usw.) hat sich das neue Verfahren mit praktisch horizontalem Gutdurchgang durch die gute Leistung und die damit erzielte berchleunigte Arbeitsweise als jeder anderen Mahlweise absolut überlegen gezeigt.
Sollen, was in einzelnen Fällen erwünscht sein kann, geringe Mengen verschiedener Zusätze verwendet werden - z.B. zur Verbzsserung des Raucharomas oder der Wasserunlöslichkeit des geformten Tabakproduktes -, so können diese vor dem Mahlvorgang der Flüssigkeit und/oder dem Tabak zugefügt werden. Diese vorteilhafte Ausführungsart des Verfahrens erlaubt eine kontinuierliche Arbeitsweise und erfordert keine pH Kontrollen des Tabakbreis während der Fabrikation.
Im allgemeinen hat die Flüssigkeit einen pH-Wert von 4 bis 10. Vorzugsweise wird man in einem pH Bereich von 6 bis 10 und in besonderen Fällen bei pH-Werten von 7,5 bis 9 arbeiten. Im allgemeinen ist die Flüssigkeit Wasser oder eine wässrige Lösung einer Säure, einer Base oder eines Salzes, wie Ammoniak oder Kaliumhydrogencarbonat.
Es wurde ferner gefunden, dass man die Eigenschaften des geformten Tabakproduktes, z. B. das Aroma oder die Farbe, durch geeignete Wahl des pH-Wertes der Flüssigkeit in Abhängigkeit von der Sorte (heller oder dunkler Tabak), der Vorbehandlung, wie z.B.
Trocknungs- oder Fermentationsgrad, und/oder dem pH-Wert des eingesetzten Tabakmaterials beeinflussen kann.
Der Mischung Tabak/Flüssigkeit können vor dem Einführen in die Mühle bis zu 3 Gewichtsprozent eines tabakfremden Bindemittels, wie Methylcellulose, khyl- cellulose, Natrium-carboxymethylcellulose usw., und/ oder bis zu 5 Gewich.sprozent eines Weichmachers, wie Glycerin, Polyäthylenglykol usw., zugefügt werden.
Es können auch bis zu 2 Gewichtsprozent eines faserigen Materials, wie Asbest usw., zugesetzt werden.
Diese Stoffe können aber auch dem aus der Mühle ausfliessenden Brei zugegeben werden.
Als Ausgangsmaterial verwendet man im allgemeinen grobzerkleinertes Material. Vorzugsweise wird die Mischung Tabak/Flüssigkeit in einer Mühle bis zu kolloidaler Grösse gemahlen. Im allgemeinen wird die Mischung Tabak/Flüssigkeit in der Mühle unter gleich- zeitiger Nassmahlung homogenisiert und durch die Reibungswärme auf höchstens 1000 C erwärmt. Man kann jedoch auch so vorgehen, dass die in der Mühle durch di Reibungswärme hervorgerufene erhöhte Temperatur durch Kühlung auf eine bestimmte Temperatur unter 100 C gesenkt wird. Es ist besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren in einem einzigen Arbeitsgang ausgeführt wird.
Der aus der Mühle fliessende, noch warme Tabakbrei wird in an sich bekannter Weise zu geformtem Tabak getrocknet.
Das erfindungsgemäss hergestellte geformte Tabakprodukt kann als Zigarrentabak, Pfeifentabak oder Zi- garettentabak, d. h. als Schnittgut, Umblatt oder Deckblatt, und auch als Ersatz für Zigarettenpapier verwendet werden.
Beispiel 1
500 Liter Wasser werden in einem Behälter durch Zugabe von 100 g Kaliumhydrogencarbonat auf pH 8,5 gebracht. Nach Zugabe von 100 kg Tabakmaterial aus hellem Tabak (z. B. Virginia) wird die entstandene Sus tension mittels Dosierpumpe einer kontinuierlich ar beifenden Mühle zugeführt und auf die gewfu schte Fein heizt nassgemahlen. Der noch warme ausfliessende Ta bakbrei wird direkt unter Trocknung in die gewünschte Form übergeführt.
Beispiel 2
600 Liter Wasser werden in einem Behälter durch Zugabe von SO ml einer 25 % eigen Ammoniaklösung uf pH 8,0 gebracht. 100 kg dunkler Tabak (z. B.
Java-Zigarren,abak), 22 Glycerin Coezogen auf den eingesetzten Tabak), 1 kg Citronensäure und 1,5 kg Na triumcarboxymethylcellulose werden zugesetzt. Die Mischung wird mittels Dosierpumpe einer kontinuierlich arbeitenden Mühle zugeführt, in welcher sie homogenisiert wird und in welcher sie durch die entstehende Reibung auf die für die Reaktion giinstige Temperatur erwärmt wird. Der aus der Mühle ausfliessende nassgemahlene Tabakbrei wird direkt unter Trocknung in die gewünschte Form übergeführt.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Mühle veranschaulicht, die sich zur Aus übung des Verfahrens als besonders geeignet erwiesen hat. Die einzige Figur der Zeichnung ist ein verein fachier Vertikalsdnitt der Mühle.
Die unter Weglassung unwesentlicher Einzelheiten dargestellte Mühle weist ein zylindrisches feststehendes Gehäuse 1 auf, das einen Zuflussstutzen 2 für das Tabak/Flüsgigkeitsgemisch und einen Abflussstutzen 3 für das fertige Mahlgut besitzt. In den Stirnwänden dieses Gehäuses ist eine durch einen Motor 4 angetriebene Welle 5 gelagert, auf welcher, im gegenseitigen Abstand a, mehrere Scheiben 6 drehfest montiert sind.
Die Scheiben 6 können beispielsweise kreisrunden Querschnitt haben; sie können ohne weiteres aber auch in beliebiger asymmetrischer Form ausgeführt werden.
Auch ist es durchaus möglich, zwischen den einzelnen Scheiben zur Erzielung einer besseren Rührintensität Schikane anzuordnen, die vorzugsweise an der inneren Gehäusewandung befestigt werden.
Das den eigentlichen Arbeitsraum der Mühle um schliessende Gehäuse 1 ist seinerseits von einem Mantel 7 umgeben, welcher einen Zuflussstutzen 9 und einen Abflussstutzen 8 für eine Kühlflüssigkeit aufweist.
Die K;ühlflüssigkeit- normalerweise Wasser - durchströmt den zwischen dem Gehäuse 1 und dem Mantel 7 bestehenden Raum 10 und gestattet so eine gesteuerte Kühlung des das Gehäuse 1 durchwandernden Gutes.
Die Scheiben 6 können entweder aus einem Metall oder auch aus einem geeigneten Kunststoff bestehen.
Wie Versuche gezeigt haben, lassen sich bei diesem Verfahren mit praktisch waagrechtem Gutdurchlauf sogar Scheiben aus relativ weichem und elastischem Material, z. B. aus synthetischem Gummi, verwenden.
Auch das Mahlgehäuse 1 kann aus Metall oder einem Kunststoff genügender Festigkeit hergestellt sein.
Im Abflussstutzen 3 des Gehäuses 1 ist eine Siebplatte 11 angeordnet.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Mühle ist folgende:
Das Tabak/Flüssi,keitsgenlisch wird von einer handelsüblichen, nicht dargestellten Pumpe durch den Stutzen 2 ins Innere des Gehäuses 1 eingebracht und durchströmt das Gehäuse in praktisch waagrechtem Durchgang, wobei die Welle 5 und mit ihr die Scheiben 6 mit hoher Drehzahl angetrieben werden. Beim Durchströmen des mit Kugeln 12 versehenen Gehäuses werden die Tabakteile einerseits feinstens vermahlen, anderseits innig vermischt.
Die in Form der Kugeln 12 ausgeführten Mahlkörper können beispielsweise aus korrosionsfestem Stahl oder aus einem anderen, harten Material bestehen.
Der mit dem beschriebenen Verfahren erzielbare Ge winn gegenüber der Verwendung einer Vertikalmühle ist ausserordentlich hoch. Wie Versuche gezeigt haben, kann mit dem neuen Verfahren, in der gleichen Zeit und bei gleicher Mahlwirkung, die 15- bis 20fache Menge - auf Trockentabak bezogen - erzielt werden.
Die erwähnten Vorteile sind selbstverständlich nicht an einen im strikten Wortsinn waagrechten Durchlauf des Gutes durch die Mühle gebunden, was ja schon durch die höhenversetzte Anordnung der beiden Anschlussstutzen 2 und 3 unmöglich wäre. Gesamthaft gesehen bewegt sich das Gut aber in praktisch horizontaler Richtung durch das Mühlengehäuse. Auch das Umrühren der Kugelfüllung 12 erfolgt um eine in diesem Sinne praktisch horizontale Achse.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Herstellung geformter, insbesondere flächenförmiger, fadenförmiger oder strangförmiger Ta bakprodukte, bei dem das Tabakmaterial mit Flüssigkeit durch eine Kugelfüllung eines feststehenden Mühlengehäuses hindurchgeleitet und das gemahlene Gut anschliessend ausgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Tabakmaterial mit der Flüssigkeit in praktisch waagrechter Richtung durch die Kugelfüllung hindurchgeleitet wird und die Kugelfüllung dabei um eine praktisch waagrechte Achse umgerührt wird.
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Process for making molded tobacco products
The present invention relates to a method for producing shaped, in particular flat, thread-like or strand-like tobacco products, in which the tobacco material is passed with liquid through a ball filling of a fixed mill housing and the ground material is then shaped.
It has already been proposed to mix the tobacco material with a liquid in a preferably continuously operating mill and to grind it finely, a mill with a vertical working axis being used and the grinding stock moving the mill from bottom to top, i.e. H. in a practically vertical direction. However, as detailed tests have shown, the use of such a vertical mill has considerable disadvantages. For example, in the vertical mill, especially with larger grinding vessels, there is considerable pressure, which means that the grinding device is worn out very quickly. Furthermore, a high drive energy is necessary.
In addition, there is a high level of heat development, which has adverse consequences for the tobacco - in particular, undesirable darkening.
According to the present invention, these disadvantages are eliminated in that the tobacco material with the liquid is passed through the ball filling in a practically horizontal direction and that the ball filling is thereby agitated about a practically horizontal axis.
The advantages of using this method include: a .:
Even pressure distribution, significantly lower energy requirement, easier operation of the drive shaft, multiple performance with the same capacity of the housing and the same number of rings and grinding media, significantly higher performance with lower power requirement, less heating of the material to be ground (there is heating through friction), since the Flow is much faster, therefore less darkening of the grist.
Since it has been shown time and again in the production of film or in the grinding of tobacco that any longer treatment time has a negative influence on the tobacco (darkening, destruction of essential components, e.g. of high-quality flavorings, etc.) new methods with practically horizontal material passage due to the good performance and the accelerated working method achieved as a result of being absolutely superior to any other grinding method.
If, in individual cases, small amounts of various additives are to be used - e.g. to improve the smoke aroma or the water-insolubility of the formed tobacco product - these can be added to the liquid and / or to the tobacco before the grinding process. This advantageous embodiment of the process allows continuous operation and does not require pH controls of the tobacco pulp during manufacture.
In general, the liquid has a pH value of 4 to 10. It is preferred to work in a pH range of 6 to 10 and in special cases at pH values of 7.5 to 9. Generally the liquid is water or an aqueous solution of an acid, a base or a salt such as ammonia or potassium hydrogen carbonate.
It has also been found that one can improve the properties of the molded tobacco product, e.g. The aroma or the color, by suitable choice of the pH value of the liquid depending on the type (light or dark tobacco), the pretreatment, e.g.
Can influence the degree of drying or fermentation and / or the pH value of the tobacco material used.
The tobacco / liquid mixture can contain up to 3 percent by weight of a non-tobacco binder, such as methyl cellulose, khyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, etc., and / or up to 5 percent by weight of a plasticizer, such as glycerine, polyethylene glycol, etc., before it is introduced into the mill ., can be added.
Up to 2 percent by weight of a fibrous material such as asbestos etc. can also be added.
However, these substances can also be added to the pulp flowing out of the mill.
In general, coarsely ground material is used as the starting material. The tobacco / liquid mixture is preferably ground in a mill to colloidal size. In general, the tobacco / liquid mixture is homogenized in the mill with simultaneous wet grinding and heated to a maximum of 1000 ° C. by the frictional heat. However, one can also proceed in such a way that the increased temperature caused in the mill by the frictional heat is reduced to a certain temperature below 100 ° C. by cooling. It is particularly advantageous if the method is carried out in a single operation.
The still warm tobacco paste flowing out of the mill is dried in a manner known per se to give shaped tobacco.
The shaped tobacco product produced according to the invention can be used as cigar tobacco, pipe tobacco or cigarette tobacco, i.e. H. can be used as cut material, binder or cover sheet, and also as a substitute for cigarette paper.
example 1
500 liters of water are brought to pH 8.5 in a container by adding 100 g of potassium hydrogen carbonate. After adding 100 kg of tobacco material from light tobacco (e.g. Virginia), the resulting suspension is fed to a continuously operating mill by means of a metering pump and wet-ground to the desired fine heating. The still warm tobacco paste flowing out is converted directly into the desired shape while drying.
Example 2
600 liters of water are brought to a pH of 8.0 in a container by adding 50 ml of a 25% ammonia solution. 100 kg of dark tobacco (e.g.
Java cigars, abac), 22 glycerin co-derived on the tobacco used), 1 kg of citric acid and 1.5 kg of sodium carboxymethyl cellulose are added. The mixture is fed to a continuously operating mill by means of a metering pump, in which it is homogenized and in which it is heated to the temperature favorable for the reaction by the resulting friction. The wet-ground tobacco pulp flowing out of the mill is converted directly into the desired shape while drying.
In the accompanying drawing, an embodiment of a mill is illustrated, which has proven to be particularly suitable for practicing the method. The only figure in the drawing is a simplified vertical section of the mill.
The mill shown with the omission of insignificant details has a cylindrical stationary housing 1 which has an inlet connection 2 for the tobacco / liquid mixture and an outflow connection 3 for the finished grist. In the end walls of this housing there is mounted a shaft 5 driven by a motor 4, on which a plurality of disks 6 are non-rotatably mounted at a mutual distance a.
The disks 6 can, for example, have a circular cross section; however, they can easily be designed in any asymmetrical shape.
It is also entirely possible to arrange chicane between the individual disks in order to achieve a better stirring intensity, which are preferably fastened to the inner housing wall.
The housing 1 which closes the actual working space of the mill is in turn surrounded by a jacket 7 which has an inflow connection 9 and an outflow connection 8 for a cooling liquid.
The cooling liquid - normally water - flows through the space 10 existing between the housing 1 and the jacket 7 and thus allows controlled cooling of the goods passing through the housing 1.
The disks 6 can either consist of a metal or a suitable plastic.
As tests have shown, even discs made of relatively soft and elastic material, e.g. B. synthetic rubber, use.
The grinding housing 1 can also be made of metal or a plastic of sufficient strength.
A sieve plate 11 is arranged in the drain connection 3 of the housing 1.
The mode of operation of the mill described is as follows:
The tobacco / liquid, keitsgenlisch is introduced by a commercially available pump, not shown, through the nozzle 2 into the interior of the housing 1 and flows through the housing in a practically horizontal passage, the shaft 5 and with it the disks 6 being driven at high speed. When flowing through the housing provided with balls 12, the tobacco parts are on the one hand finely ground and on the other hand intimately mixed.
The grinding bodies in the form of balls 12 can for example consist of corrosion-resistant steel or of another hard material.
The Ge gain that can be achieved with the described method compared to the use of a vertical mill is extremely high. As tests have shown, 15 to 20 times the amount - based on dry tobacco - can be achieved with the new process in the same time and with the same grinding effect.
The advantages mentioned are of course not tied to a horizontal passage of the goods through the mill in the strict sense of the word, which would be impossible due to the offset arrangement of the two connection pieces 2 and 3. Viewed overall, however, the material moves in a practically horizontal direction through the mill housing. The ball filling 12 is also stirred about an axis that is practically horizontal in this sense.
PATENT CLAIM 1
A process for the production of shaped, in particular sheet-like, thread-like or strand-like tobacco products, in which the tobacco material with liquid is passed through a ball filling of a fixed mill housing and the ground material is then shaped, characterized in that the tobacco material with the liquid in a practically horizontal direction through the Ball filling is passed through and the ball filling is stirred around a practically horizontal axis.
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