ES2218463T3 - Procedimiento para mejorar la capacidad de llenado de tabaco. - Google Patents
Procedimiento para mejorar la capacidad de llenado de tabaco.Info
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Abstract
Procedimiento para mejorar la capacidad de llenado de tabaco, tales como por ejemplo hojas o nervios de tabaco cortados, mediante tratamiento del material de tabaco que presenta una humedad inicial de hasta aproximadamente un 30% en peso, con un gas de tratamiento constituido por nitrógeno y/o argón a presiones comprendidas entre 50 y 1000 bar con compresión continua o en etapas, seguida de una decompresión continua o en etapas, realizándose las etapas de compresión y de decompresión o en un autoclave o en varios autoclaves conectados en forma de cascada, y mediante un postratamiento térmico del material de tabaco expandido, caracterizado porque el postratamiento térmico se realiza con un medio corriente transmisor de calor constituido por una mezcla de gases permanentes y vapor de agua sobrecalentado, manteniéndose la proporción del gas permanente a un valor constante en el intervalo de un 10 a un 60% en volumen.
Description
Procedimiento para mejorar la capacidad de
llenado de tabaco.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para mejorar la capacidad de llenado de tabaco según
el preámbulo de la reivindicación principal.
Para mejorar la capacidad de llenado de tabaco,
se han impuesto los procedimientos de expansión INCOM según, por
ejemplo, los documentos DE
31 19 330 A1, DE 34 14 625 C2 y DE 39 35 774 C2. En dichos procedimientos, el tabaco, por ejemplo en forma de hojas o nervios de tabaco cortados, que presenta una humedad inicial de hasta aproximadamente un 30% en peso, se somete junto con un gas de tratamiento constituido por nitrógeno y/o argón a presiones comprendidas entre 50 y 1.000 bar a una compresión continua o en etapas, seguida de una decompresión continua o en etapas. Las etapas de compresión y de decompresión se llevan a cabo o bien en un autoclave o en varios autoclaves conectados en forma de cascada. A continuación, el material de tabaco descargado se somete a un postratamiento térmico, en el cual se expande el tabaco, aumentando de esta manera la capacidad de llenado del mismo.
31 19 330 A1, DE 34 14 625 C2 y DE 39 35 774 C2. En dichos procedimientos, el tabaco, por ejemplo en forma de hojas o nervios de tabaco cortados, que presenta una humedad inicial de hasta aproximadamente un 30% en peso, se somete junto con un gas de tratamiento constituido por nitrógeno y/o argón a presiones comprendidas entre 50 y 1.000 bar a una compresión continua o en etapas, seguida de una decompresión continua o en etapas. Las etapas de compresión y de decompresión se llevan a cabo o bien en un autoclave o en varios autoclaves conectados en forma de cascada. A continuación, el material de tabaco descargado se somete a un postratamiento térmico, en el cual se expande el tabaco, aumentando de esta manera la capacidad de llenado del mismo.
Dichos procedimientos INCOM resultan ventajosos
frente a los procedimientos de tratamiento de tabaco por presión con
dióxido de carbono, amoníaco o compuestos orgánicos volátiles,
puesto que en estos últimos hay que aceptar que se separen del
material de tabaco sustancias aromáticas o nicotina, lo cual no es
deseable, o porque residuos de gases en el material de tabaco
interfieren en el sabor o porque al fin y al cabo, al utilizarse
dióxido de carbono, la eliminación del hielo seco formado durante
la decompresión gasta demasiada energía.
Respecto a los procedimientos INCOM citados, el
documento DE 31 19 330 A1 describe un procedimiento de expansión de
este tipo con temperaturas de trabajo en el autoclave comprendidas
entre 0 y 50ºC, estando previsto, con el fin de aumentar la
capacidad de llenado o el grado de hinchamiento, utilizar un
material de tabaco que presenta una humedad de hasta un 15% en peso
y un postratamiento con vapor de agua. Además, por los documentos
DE 34 14 625 C2 y DE 39 35 774 C2, se conocen procedimientos en
cascada, en los que se consigue una baja temperatura de trabajo
durante la impregnación del tabaco enfriando el gas de tratamiento
antes de introducirlo en el reactor, enfriando el autoclave o
utilizando un gas de tratamiento sobreenfriado y licuado.
En dichos procedimientos conocidos, se lleva a
cabo el postratamiento térmico con vapor de agua de una densidad
comprendida entre 0,5 y 10 kg/m^{3}, preferentemente vapor
saturado, o con aire caliente de hasta 440ºC.
Es cierto que, por el documento EP 484 899 B1, se
conoce un procedimiento para el tratamiento de tabaco con dióxido
de carbono a presiones de aproximadamente 30 bar, en el que se
realiza el postratamiento térmico por alimentación del tabaco en
vapor de temperatura elevada o en un gas que contiene un 50 a un 95%
en volumen de vapor de agua calentando el tabaco en un medio
corriente a una temperatura comprendida entre 200 y 350ºC,
utilizándose, para la reducción de temperatura del medio corriente,
agua o vapor de una temperatura más baja corriente abajo del punto
de alimentación del tabaco. A continuación, el tabaco secado por
medio de los medios corrientes transmisores de calor a una humedad
de aproximadamente un 2 a un 3% en peso, se ajusta a su humedad
normal. Puesto que el tratamiento por presión del tabaco con dióxido
de carbono da lugar, tras la decompresión, a la formación de hielo
seco, es necesario que el postratamiento térmico de tabaco por
calentamiento del tabaco se realice rápidamente a pesar de la alta
entalpia de evaporación del hielo seco, lo cual produce una gran
carga térmica y/o mecánica para el tabaco.
En el procedimiento INCOM en el que se basa la
presente invención, los tabacos tratados con nitrógeno y/o argón
requieren una cantidad mucho menor de energía para la desorción de
los gases absortos y la resultante expansión del tabaco que los
tabacos tratados con CO_{2}, con lo cual no se observan en el
procedimiento INCOM, al contrario del procedimiento con CO_{2},
perjuicios con respecto al sabor. Además, en el postratamiento
térmico de tabaco tratado con nitrógeno y/o argón, se trasmite calor
al tabaco frío debido a la condensación de vapor de agua y se
consigue en el curso posterior del postratamiento térmico, debido a
un secado, el contenido en humedad deseado del tabaco
expandido.
No obstante, en el procedimiento INCOM existe
también el riesgo de sobrehumectación o sobrecalentamiento del
tabaco con la consecuencia de pérdidas de capacidad de llenado por
colapso de la estructura celular expandida.
El objetivo de la invención es realizar el
postratamiento del tabaco tratado con nitrógeno y/o argón en el
procedimiento INCOM de tal manera que se consiga una calidad de
producto uniforme en combinación con una capacidad de llenado
óptima.
Para conseguir dicho objetivo, se propone por
tanto un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación
principal, caracterizado porque el postratamiento térmico se
realiza con un medio corriente transmisor de calor constituido por
una mezcla de gases permanentes y vapor de agua sobrecalentado,
manteniéndose la proporción del gas permanente a un valor constante
en el intervalo de un 10 a un 60% en volumen.
Para los fines de la invención, se entiende por
gas permanente cualquier gas que puede utilizarse junto con vapor
de agua para el secado, tal como aire, si se desea mezclado con
nitrógeno y/o argón u otros gases inertes.
Sorprendentemente, se ha hallado que la
proporción del gas permanente en la mezcla con vapor de agua
sobrecalentado es un parámetro esencial para conseguir valores de
capacidad de llenado óptimos en las condiciones del procedimiento y,
en particular, en un procedimiento de secado de una corriente.
Preferentemente, el gas permanente utilizado es
sustancialmente aire, regulándose la proporción de aire de forma
indirecta por medio de la medición de la proporción de oxígeno. La
proporción de aire en el medio corriente transmisor de calor se
sitúa preferentemente en un 20 a un 50% en volumen, en particular en
un 25 a un 40% en volumen.
Es preferible que la temperatura del medio
transmisor de calor se sitúe entre 120 y 300ºC y que la humedad del
tabaco tratado con presión, antes del postratamiento térmico, sea
de un 8 a un 25% en peso. Además, es ventajoso si la humedad del
tabaco, tras el postratamiento térmico, es de un 8 a un 15% en
peso.
En una forma de realización particularmente
preferida del procedimiento según la invención, el procedimiento es
tal que se realiza el suministro de vapor en el postratamiento
térmico en un sistema cerrado según el principio conocido del
secado de una corriente, en el cual el gas permanente se alimenta
corriente abajo de la alimentación del vapor caliente en la zona de
descarga del tabaco expandido y, tras el enfriamiento del tabaco
expandido y la descarga del mismo, se circula en el circuito
cerrado bajo control de la constancia de la proporción de gas
permanente por medio de vapor de agua adicional. De esta manera,
se consigue en particular una rápida reducción de la temperatura del
tabaco y con esto la fijación de la capacidad de llenado.
A continuación, se ilustrará, haciendo referencia
a la representación esquemática representada en la Fig. 1, un modo
preferido del procedimiento por medio de un secador de corriente
convencional, en el que el gas permanente utilizado es aire y se
determina la proporción del mismo de forma indirecta a través de
una medición de oxígeno.
Según la diferencia de presión local entre el
medio transmisor de calor circulado en el circuito y el ambiente,
en la zona de las esclusas de entrada (1) y de salida (2) se aspira
aire atmosférico y se descargan los vapores a través de una
compuerta para vapor (3). La alimentación del vapor sobrecalentado
tiene lugar a través de una válvula de vapor (4). La medición del
contenido en oxígeno en el medio transmisor de calor se llevó a
cabo con una sonda (5). El contenido en oxígeno deseado y por tanto
una relación constante del gas permanente al vapor sobrecalentado
puede obtenerse por regulación de la válvula para vapor (4) y de la
compuerta para vapor (3).
Haciendo referencia a la siguiente forma de
realización ejemplificativa, se demuestra la capacidad de llenado
en función de la proporción de gas permanente en el medio
transmisor de calor. La proporción de gas permanente necesaria para
conseguir una capacidad de llenado óptima depende en cada caso
individual del tipo y de la humedad del material de tabaco así como
de las condiciones límite de los equipos.
Se sometieron tabacos tratados según el
procedimiento INCOM a un postratamiento térmico de la siguiente
manera utilizando un secador de corriente según la Fig. 1. El flujo
de masa del tabaco introducido era de 1.250 kg/h, y el flujo
volumétrico del medio transmnisor de calor circulado constituido por
vapor sobrecalentado y aire era de 7.315 m^{3}/h. La proporción
de vapor y de gas permanente deducible de la medición del contenido
en oxígeno se variaba, a una potencia constante del calentador, en
el intervalo de 185 a 165ºC, según una graduación del contenido en
oxígeno de un 1,3, 7,5 y 15% en volumen que corresponde a una
proporción de gas permanente de un
6,5, 37 y 75% en volumen, respectivamente, y a un resultante cambio de temperatura de precalentamiento de dirección opuesta, medido antes de introducir el tabaco.
6,5, 37 y 75% en volumen, respectivamente, y a un resultante cambio de temperatura de precalentamiento de dirección opuesta, medido antes de introducir el tabaco.
La capacidad de llenado del tabaco descargado y
acondicionado se determinó con un densímetro de Borgwaldt, y el
volumen específico se convirtió en ml/g a una humedad deseada de un
12% en peso y a una temperatura deseada de 22ºC. A partir de los
datos del experimento base sin gas permanente y de las muestras
expandidas con medios transmisores de calor y constituidos por vapor
y gas permanente, se calculó la mejora relativa de capacidad de
llenado según:
\Delta % = (F_{E}-F_{B})
\text{*} 100% /
F_{B}
(F_{B} = capacidad de llenado experimento base
vapor sin gas permanente,
F_{E} = capacidad de llenado tabaco expandido
vapor con gas permanente)
El diagrama muestra la capacidad de llenado del
tabaco expandido en función del parámetro de medición, el contenido
en oxígeno, en el medio transmisor de calor y la posibilidad de
poder obtener condiciones de procedimiento óptimas con ayuda de
dicho parámetro de medición.
Claims (8)
1. Procedimiento para mejorar la capacidad de
llenado de tabaco, tales como por ejemplo hojas o nervios de tabaco
cortados, mediante tratamiento del material de tabaco que presenta
una humedad inicial de hasta aproximadamente un 30% en peso, con un
gas de tratamiento constituido por nitrógeno y/o argón a presiones
comprendidas entre 50 y 1000 bar con compresión continua o en
etapas, seguida de una decompresión continua o en etapas,
realizándose las etapas de compresión y de decompresión o en un
autoclave o en varios autoclaves conectados en forma de cascada, y
mediante un postratamiento térmico del material de tabaco
expandido, caracterizado porque el postratamiento térmico se
realiza con un medio corriente transmisor de calor constituido por
una mezcla de gases permanentes y vapor de agua sobrecalentado,
manteniéndose la proporción del gas permanente a un valor constante
en el intervalo de un 10 a un 60% en volumen.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el gas permanente utilizado es
sustancialmente aire y porque la regulación de la proporción de
aire se lleva a cabo por medio de una medición del contenido en
oxígeno.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la proporción de aire en el medio
corriente transmisor de calor está comprendida entre un 20 y un 50%
en volumen.
4. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque la proporción de aire en el medio
corriente transmisor de calor está comprendida entre 25 y un 40% en
volumen.
5. Procedimiento según la reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque la temperatura del medio transmisor de
calor es de 120 a 300ºC.
6. Procedimiento según la reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque la humedad del tabaco tratado con
presión, antes del postratamiento térmico, está comprendida entre
un 8 y un 25% en peso.
7. Procedimiento según la reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque la humedad el tabaco tratado con
presión, tras el postratamiento térmico, está comprendida entre un
8 y un 15% en peso.
8. Procedimiento según la reivindicaciones 1 a 7,
caracterizado porque se realiza el suministro de vapor en el
postratamiento térmico en un sistema cerrado según el principio
conocido del secado de una corriente, en el cual el gas permanente
se alimenta corriente abajo de la alimentación del vapor caliente
en la zona de descarga del tabaco expandido y, tras el enfriamiento
del tabaco expandido y la descarga del mismo, se circula en el
circuito cerrado bajo control de la constancia de la proporción de
gas permanente por medio de vapor de agua adicional.
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