CH662478A5 - Verfahren und einrichtung zum blaehen von tabak. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blähen von Tabak, insbesondere von geschnittenen Tabakrippen, durch Zuführen von Dampf sowie eine Einrichtung insbesondere zur Durchführung des Verfahrens, mit einem geschlossenen Förderkanal mit einem Einlass und einem Auslass für den Tabak und mit einer Zufuhrvorrichtung für Dampf.
Durch die US-PS 4 298 012 ist es bereits bekannt, Tabakrippen insbesondere in einem Schwingförderer mit Dampf zu beaufschlagen, so dass die durch Kondensation von Dampf auf den Rippen entstehende Wärme das Wasser in den Rippen verdampfen lässt, so dass die Rippen gebläht werden. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, allgemein für Tabak einen höheren Blähgrad zu erzielen. Die Lösung gemäss der Erfindung besteht darin, den Tabak dem Einlass eines geschlossenen Förderkanals zuzuführen und quer zur Erstreckung des Förderkanals in Förderrichtung Dämpf mit einer Temperatur und mit einem Druck einzubringen, der den Tabak im Förderkanal auf eine Temperatur zwischen 100,5 °C und 120 °C erwärmt, bevor der Tabak den Förderkanal durch einen Auslass verlässt.
Eine wirksame und bevorzugte Ausbildung des Tabakkanals besteht in seiner Ausbildung als Schwingförderer, in dem der Tabak, während er durch die Schwingungen durch den Kanal hindurchgefördert wird, praktisch bei Atmosphärendruck auf eine Temperatur von 102 °C bis 110 °C erwärmt werden kann. Die Erwärmung kann mittels Sattdampf oder überhitztem Dampf erfolgen, dessen Kondition so eingestellt wird, dass eine Wärme auf die Tabakteilchen abgebende Kondensation von Feuchte stattfinden kann.
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Es ist aber auch möglich, bei entsprechender Überhitzung des Dampfes die Eingangsfeuchte zu halten, d.h. eine Kondensation und damit Auffeuchtung zu vermeiden. Gemäss einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Dampflkondition in einem Druckbereich von 2,5 bis 25 bar (absolut) und in einem Druckbereich von 126 bis 400 °C liegen. Die hohen Temperaturen gelten für überhitzten Dampf.
Bei der Wahl eines ausreichend hohen Dampfdruckes kann der Tabak von dem z. B. aus einer Lochreihe quer zur Förderrichtung des Förderkanals strömenden Dampf so beschleunigt werden, dass er die Gegenwand erreicht. Bei einem Schwingförderer als Förderkanal, dem Dampf von unten zugeführt wird, ist dies die Deckwand. Infolge der Schwingungen, die auch die Deckwand ausführt, erhalten die Tabakteilchen eine Bewegungskomponente in Richtung auf den Auslass des Förderkanals und nach unten, gelangen dabei wieder in den Einflussbereich des Dampfes, der beispielsweise aus einer in Förderrichtung benachbarten Lochreihe strömt, werden zur Deckwand bewegt usw. Die Löcher der genannten Lochreihen können in benachbarten Reihen gegeneinander «auf Lücke» angeordnet sein.
Es ist aber grundsätzlich auch möglich, den Tabak in einer Vibrowirbelschicht durch Dampf zu erwärmen.
Die Fördergeschwindigkeit des Tabaks durch den Förderkanal wird vorteilhaft so gewählt, dass der Tabak sich eine bestimmte Mindestzeit in Konditionsaustausch mit dem Dampf befindet, z.B. mehr als drei, bevorzugt mehr als fünf Sekunden.
Besonders vorteilhaft ist die Behandlung des Tabaks, wenn im Innenraum des Förderkanals im wesentlichen Atmosphärendruck herrscht, wobei durch Abdichtungen am Ein- und Auslass dafür gesorgt werden kann, dass störende Kühleffekte im Inneren des Förderkanals möglichst ausgeschlossen werden.
Als derartige Abdichtungen in einfachster Form eignen sich herabhängende Lappen aus Kunststoff, Luftvorhänge oder dergleichen. Es können aber auch Schleusen, z.B. Zel-lenradschleusen, Verwendung finden, die zusätzlich eine Erhöhung des Druckes im Inneren des Förderkanals gestatten.
Dem Blähvorgang wird — um das erreichte Ergebnis möglichst gut zu fixieren — gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein schneller Trocknungsvorgang nachgeordnet, der durch einen Vibrowirbelschichttrockner mit Heissgas als Trocknungsmedium oder einen Stromtrockner mit Heissgas oder trockenem Dampf als Trocknungsmedium realisiert werden kann.
Die eingangs genannte Einrichtung ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Dampf einen derartigen Druck und eine Temperatur aufweist, dass der Tabak aufwerte zwischen 100,5 °C und 120 °C erwärmt wird. Bevorzugt weist der Dampf einen derartigen Druck und eine derartige Temperatur auf, dass der Tabak aufwerte zwischen 102 °C und 110 °C erwärmt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Das Verfahren und die Anordnung gemäss der Erfindung eignen sich besonders zum Blähen von geschnittenen Tabakrippen, sogenanntem Rippenschnitt, der nach der Behandlung gemäss der Erfindung eine flockige Beschaffenheit zeigt.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Einrichtung in der Seitenansicht,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II—II in Fig. 1.
In Fig. 1 ist zum Blähen von Tabak 1 (z.B. von Rippenschnitt), der auf einem Förderband 2 zuführbar ist, ein geschlossener Förderkanal 3 in Form eines Schwingförderers
(Blähkanal) vorgesehen, dem ein Trockner 4 in Form eines Vibrowirbelschichttrockners nachgeordnet ist. Der Förderkanal 3 ist schwingungsfähig an Blattfedern 6 befestigt, die ihrerseits auf einem festen Rahmen 7 befestigt sind. Ein elektrischer Antrieb 8 treibt den Förderkanal 3 über einen Exzenter 9 zu hin- und hergehenden Bewegungen (Schwingungen) an, die dem durch den Einlass 11 eingeführten Tabak 1 eine Förderbewegung in Richtung des Pfeils 13 zu dem Auslass 12 verleihen.
Der Boden des Förderkanals 3 ist in einer Dampfzufuhrzone mit 12 Lochreihen 16, jeweils bestehend aus fünf Löchern 17, versehen. Unter dem Boden 14 ist ein Dampfkanal 18 angeordnet, der über eine Dampfzufuhrleitung 19 und ein Stellventil 21 mit einem Dampferzeuger 22 verbunden ist. Die Oberseite des Förderkanals 3 ist mit einem Deckel 23 (Deckwand) abgeschlossen, so dass er, vom Einlass und Auslass für den Tabak abgesehen, allseitig geschlossen ist. Hierdurch ist eine besonders intensive und schnelle Erwärmung des Tabaks erreichbar.
Der dem Förderkanal nachgeordnete Trockner 4 mit einem Einlass 30 und einem Auslass 35 ist ein an sich bekannter Vibrowirbelbetttrockner, wie er z. B. aus der US-PS 3 877 469 der Anmelderin zum Trocknen von Tabak hervorgeht. Der Trockner 4 weist einen Schwingförderer 26 auf, der über Blattfedern 27 auf einem Rahmen 28 befestigt ist. Einem Heissluftkasten 29 wird über eine Leitung 31 Heiss-luft zugeführt, die von einem bekannten steuerbaren elektrischen Heisslufterzeuger 32 erwärmt ist. Die Heissluft wird in einer elektrischen Heizung 33 erzeugt, zu der die Frischluft von einem Ventilator 34 gesaugt wird. Durch Verstellung einer Steuerklappe 36 kann das Verhältnis von Kaltluft zu Heissluft eingestellt und damit die Temperatur der Heissluft bei praktisch gleichbleibender Luftmenge gesteuert werden. Die Heissluft durchströmt einen (nicht dargestellten) Lochboden, während der Schwingförderer von einem Antrieb (entsprechend 8,9) in Förderschwingungen versetzt wird. Die Geschwindigkeit der durch den Lochboden strömenden Heissluft ist so eingestellt, dass sich der zu trocknende Tabak in einer Wirbelschicht befindet, in der er von der Heissluft sehr intensiv getrocknet wird. Zur Messung der Feuchte des vom Auslass 35 abgegebenen Tabaks 1 dient ein schematisch angedeutetes an sich bekanntes Feuchtemessgerät 37, das z.B. vom bewährten Typ HWK der Anmelderin sein kann. Der Messwert wird an einer Vergleichsstelle 38 mit einem von einem Sollwertgeber 39 abgegebenen Sollwert verglichen; ein der Differenz beider Signale entsprechendes Ausgangssignal steuert nach Verstärkung in einem Verstärker 41 ein Stellglied 42 für die Steuerklappe 36. Ist der Tabak zu trocken, so wird die Klappe 36 im Sinne einer Herabsetzung der Temperatur der dem Trockner 4 zugeführten Heissluft gesteuert, ist der Tabak umgekehrt zu feucht, so wird die Klappe 36 im umgekehrten Sinn gesteuert.
Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 1 und 2: Der von dem Förderband 2 herangeförderte Tabak 1 (z.B. Rippenschnitt) wird durch den Einlass 11 dem allseits geschlossenen Förderkanal 3 (Blähkanal) zugeführt, der von dem Antrieb 8, 9 in Schwingungen versetzt wird und dem von dem Dampfkanal 18 Dampf durch die Löcher 17 der Lochreihen 16 zugeführt ist. Sobald der Tabak in den Einflussbereich der ersten Lochreihe 16a kommt, wird er von dem Dampf zur Decke 23 gefördert, von der er infolge der Schwingbewegungen, an denen die Decke teilnimmt, eine Bewegungskomponente in Richtung des Pfeils 13 zum Auslass 12 und nach unten erhält. Hierdurch kommt er in den Erfassungsbereich der zweiten Lochreihe 16b, die ihn wieder an die Decke befördert usw. Der Dampfdruck im Dampfkanal 18 ist bevorzugt grösser als 3 bar, wobei es sich um Sattdampf oder überhitzten Dampf handeln kann. Je nach
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Dampfart kann man ein mehr oder weniger starkes Kondensieren von Feuchte auf dem Tabak unter Abgabe von Wärme erreichen. Bei dem schnellen und intensiven Erwärmen des Tabaks aufwerte auf oder etwas über 100 °C tritt ein sehr wirksamer Bläheffekt ein mit Volumenvergrösserungen von 50 und mehr %. Nach dem Blähen wird der Tabak dem Trockner 4 zugeführt und von der durch Leitung 31 zugeführten Heissluft, deren Temperatur von dem Feuchtemessgerät 37 in der zuvor geschilderten Weise gesteuert ist, in einer Wirbelschicht schnell und intensiv auf die gewünschte Endfeuchte abgetrocknet. Durch die schnelle Abtrocknung wird ein gutes Fixieren des erreichten Blähgrades erreicht. Man kann hierzu auch einen anderen sehr schnell und intensiv wirkenden Trockner verwenden, z.B. einen in der Zigarettenindustrie schon verwendeten Stromtrockner, der mit Heissgas (z.B. Heissluft) oder trockenem Dampf als Trocknungsmedium arbeitet.
Grundsätzlich ist es auch möglich, den Tabak in einem schwingenden Förderkanal mit trockenem Dampf zu erwärmen, während er sich in einer Wirbelschicht befindet.
Beispiel 1:
In einem ausgeführten Förderkanal von 200 mm Breite und 200 mm Höhe wurden zwölf Lochreihen 16 mit jeweils fünf Löchern 17 (je 0,8 mm Durchmesser) auf einer Länge von 1000 mm vorgesehen. Es wurde eine Förderleistung von ca. 400 kg/Std. Rippenschnitt durch den Förderkanal eingestellt, was einer Verweilzeit eines Tabakteilchens in der Dampfzufuhrzone von ca. fünfzehn Sekunden entsprach.
Der Tabak hatte eine Eingangsfeuchte von ca. 25% und eine Eingangstemperatur von ca. 20 °C. Dem Tabakkanal 18 zugeführt wurde Sattdampf mit einem Druck von ca. 10 bar und einer Temperatur von ca. 183 °C. Am Auslass des Förderkanals war der Tabak 105 °C heiss und auf ca. 35% hochgefeuchtet. Nach Trocknung ergab sich eine Volumenver-grösserung von mehr als 50%.
Beispiel 2:
Ein als Schwingförderer ausgebildeter Förderkanal ohne besondere Abdichtung, d.h. mit offenem Ein- und Auslass für den Tabak, weist bei 400 mm Breite und 150 mm Höhe sieben Reihen von jeweils fünfzehn Löchern (je 0,8 mm Durchmesser) auf 2000 mm Länge auf. Dem Kanal wurde Dampf von 11 bar absolut (d.h. 10 bar Überdruck) und 240 °C zugeführt. Der Dampf war also überhitzt. Die Verweildauer des behandelten Rippenschnitts betrug acht Sekunden, wobei der Rippenschnitt von einer Anfangsfeuchte von 30% leicht auf 28% abgetrocknet wurde. Die Leistung betrug 1200 kg/Std. Der Bläheffekt war hierbei vorzüglich. Bei einer weiteren Erhöhung der Dampftemperatur, d.h. bei stärkerer Überhitzung, tritt der Abtrocknungseffekt stärker auf.
Allgemein kann man sagen, dass ein Übergang zu höheren Dampftemperaturen sich sowohl günstig auf den Bläheffekt als auch auf die Energiebilanz auswirkt, weil dem Tabak in dem anschliessenden Trockner nicht mehr soviel Trocknungsenergie (z.B. mittels Heissluft) zugeführt zu werden braucht. Dies gilt besonders bei Verwendung von überhitztem Dampf, der neben der schnellen Erwärmung des Tabaks zum Blähen auch einen Trocknungseffekt hat, der besonders bei der Behandlung von Rippenschnitt mit seiner Schneidfeuchte von ca. 28 bis 34%, die auf die viel niedrigere Verarbeitungsfeuchte heruntergetrocknet werden muss, erwünscht ist. Der nachgeschaltete Trockner, der auf die gewünschte Endfeuchte abtrocknet, wird hierdurch entlastet.
Bei einer Erhöhung der Dampftemperatur auf 300 °C in einem Druckbereich, in dem der Dampf überhitzt ist, machen sich diese Erscheinungen besonders bemerkbar.
Der bevorzugte Temperaturbereich des Tabaks nach der Erwärmung liegt bei 102 bis 110 °C. Die Blähung erfolgt — trotz der sehr guten Volumenvergrösserung — gegenüber Blähverfahren, die den Tabak z.B. mit überhitztem Dampf von über 300 °C auf viel höhere Werte erhitzen, sehr schonend und praktisch ohne Geschmacksbeeinträchtigung. Auch eine Erwärmung des Tabaks aufwerte zwischen 110 °C und 120 °C, für die man vorteilhaft das Kanalinnere im Ein- und Auslassbereich gegen Atmosphäre abdichtet (z.B. durch bekannte Zellenradschleusen), ist nach der Erfindung möglich.
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1 Blatt Zeichnungen
Claims (26)
1. Verfahren zum Blähen von Tabak, insbesondere von geschnittenen Tabakrippen, durch Zuführen von Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak dem Einlass eines geschlossenen Förderkanals zugeführt wird und dass quer zur Erstreckung des Förderkanals in Förderrichtung Dampf mit einer Temperatur und mit einem Druck eingebracht wird, der den Tabak im Förderkanal auf eine Temperatur zwischen 100,5 °C und 120 °C erwärmt, bevor der Tabak den Förderkanal durch einen Auslass verlässt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak durch Schwingung durch den Förderkanal hindurchgefördert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak in dem Förderkanal bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 102 °C und 110 °C erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf mit einem Druck von 2,5 bis 25 bar und einer Temperatur von 126 °C bis
400 °C zugeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf mit einem Druck zwischen 5 und 12 bar zugeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf mit einer Temperatur zwischen 150 °C und 300 °C zugeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak im Förderkanal bei Atmosphärendruck oder einem geringen Überdruck erwärmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak von dem Dampf gegen die der Dampfeinlassseite gegenüberliegende Wand des schwingenden Förderkanals gefördert wird, von der er durch die Schwingung des Förderkanals mit einer Bewegungskomponente in Richtung des Kanalauslasses weitergefördert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak länger als drei Sekunden durch den von Dampf beaufschlagten Förderkanal gefördert wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Wasser auf dem Tabak bei dessen Erwärmung kondensiert.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak anschliessend an das Blähen einem intensiven TrocknungsVorgang unterzogen wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak in einer aus Heissgas bestehenden Wirbelschicht getrocknet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak in einem Stromtrockner mittels Heissgas oder trockenem Dampf getrocknet wird.
14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem geschlossenen Förderkanal mit einem Einlass und einem Auslass für den Tabak und mit einer Zufuhrvorrichtung für Dampf, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Dampf einen derartigen Druck und eine Temperatur aufweist, dass der Tabak aufwerte zwischen 100,5 °C und 120 °C erwärmt wird.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Förderkanal (3) als Schwingförderer ausgebildet ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine Dampfzufuhr zur Erwärmung des Tabaks auf eine Temperatur zwischen 102 °C und 110 °C.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zugeführte Dampf einen
Druck zwischen 2,5 bar und 25 bar (absolut) und eine Temperatur zwischen 126 C und 400 C aufweist.
18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf einen Druck zwischen 5 und 12 bar aufweist.
19. Einrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf eine Temperatur zwischen 150 und 300 °C aufweist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Innere des Förderkanals unter Atmosphärendruck oder geringem Überdruck steht.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass und Auslass des Förderkanals gegen Atmosphäre im wesentlichen abgeschlossen sind.
22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb für den Förderkanal auf dessen Länge so abgestimmt ist, dass die Förderzeit zum Durchfördern des Tabaks durch die Dampfzuführzone mehr als drei Sekunden beträgt.
23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfkondensation so eingestellt ist, dass Wasser auf dem Tabak zu dessen Erwärmung kondensiert.
24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass dem Förderkanal ein Trocknungsförderer (4) nachgeordnet ist.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Förderkanal ein Vibrowirbelbetttrockner (4) mit Heissgas als Trocknungsmedium nachgeordnet ist.
26. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass dem Förderkanal ein Stromtrockner mit Heissgas oder trockenem Dampf als Trocknungsmedium nachgeordnet ist.
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