ITRM20070291A1 - Metodo per l'aumento del volume specifico del tabacco ed impianto per attuare detto metodo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione industriale e avente per titolo:

"metodo per l'aumento dei volume specifico del tabacco ed impianto per attuare detto metodo"

La presente invenzione illustra un metodo per aumentare il volume specìfico del tabacco ed impianto per attuare detto metodo.

Allo stato attuale l'aumento del volume specifico del tabacco ( espansione) si attua, con un trattamento termico, al fine di ottenere caratteristiche chimiche, fisiche ed organolettiche diverse rispetto al prodotto di partenza così da migliorare la qualità del tabacco trattato e ridurre i costi nella produzione delle sigarette.

I processi per l'aumento del volume specifico del tabacco utilizzano sempre l'espansione di un fluido presente nel tabacco prima del trattamento termico.

Come fluidi impregnanti si possono usare gas o lìquidi.

L'espansione si ottiene quando il trasferimento di energia avviene in maniera repentina e quindi si ha la sublimazione o l'evaporazione immediata del fluido presente nel tabacco; usualmente tale processo di espansione si attua facendo investire o/e trasportare il tabacco da una corrente di fluido caldo.

Alla base di tale processo come in tutti quelli di scambio di energia si deve tener conto di vari fattori che se ottimizzati danno un risultato finale migliore.

In particolare si deve tener conto:

» Della differenza di temperatura tra fluido scaldante e tabacco;

« Della differenza di velocità tra fluido scaldante e tabacco;

Del rapporto volumetrico e massico tra fluido scaldante e tabacco;

Dalla forma del condotto in cui avviene il contatto tra tabacco e fluido.

Nella pratica attuale l'espansione si ottiene :

a. Utilizzando trasportatori vibranti in cui il tabacco trasportato è investito inferiormente da getti di vapore;

b. utilizzando tubi convergenti divergenti in cui il tabacco viene investito da fluido scaldante immediatamente prima della zona avente diametro inferiore;

c. Facendo investire il tabacco da una corrente di fluido caldo ad alta velocità; il gas di processo viene accelerato utilizzando ugelli di De Laval.

d. Immettendo il tabacco in una corrente di fluido caldo; in questo caso il processo di espansione non è separato dal processo di essiccazione e quindi risulta difficile individuare la fine de! processo di espansione e l'inizio del processo di essiccazione.

Sommario della invenzione

L'invenzione oggetto del presente brevetto tiene conto dello stato dell'arte ma ha io scopo di ridurne gli svantaggi. In particolare, al fine di avere un sistema dì espansione ed essiccazione più elastico si è separato il sistema di espansione da quello di essiccazione e quindi il nuovo sistema di espansione oggetto dell'invenzione può essere utilizzato anche in combinazione con impianti di essiccazione già presenti sul mercato.

L'invenzione propone un sistema per aumentare del volume specifico del tabacco caratterizzato dal fatto che il tabacco precedentemente umidificato con liquido o impregnato con gas

— viene alimentato, attraverso una valvola a stella, in un canale verticale di forma tale da ridurre al minimo lo spessore dello strato di tabacco da trattare;

— Il fluido di processo (PG) è mosso nel condotto di espansione da una macchina volumetrica in grado di accelerare il fluido stesso che viene spinto, ad alta velocità contro il tabacco, attraverso una feritoia avente la stessa larghezza del canale di alimentazione del tabacco e posizionata nella parte inferiore del canale di alimentazione stesso e posteriore del canale orizzontale"espansore" ;

— Il fluido di processo investendo il tabacco lo devia e lo spinge all'interno del canale orizzontale "espansore;

la concentrazione dell' ossigeno presente nel fluido scaldante è bassa ;

— Parte del fluido caldo a contatto con il tabacco condensa sulla superficie del tabacco incrementandone momentaneamente l'umidità assoluta e provocandone il repentino innalzamento della temperatura;

— incrementando la differenza vettoriale tra la velocità del fluido e quella del tabacco si aumenta lo scambio termico tra tabacco e fluido;

— Incrementando la superficie del tabacco esposta al flusso di fluido si aumenta l'efficacia dei processo di espansione e si assicura una maggiore uniformità ed efficienza di trattamento del tabacco e quindi di avere una espansione uniforme ed omogenea;

— Il tabacco investito dal fluido scaldante corre nel canale orizzontale in cui continua lo scambio termico tra fluido e tabacco e pertanto si ha l'essiccazione del tabacco;

— Il tabacco, investito dal gas di processo, in uscita dall'impianto di espansione ha una umidità inferiore o uguale a quella di entrata.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente illustrata in una<">sua preferita forma di pratica realizzazione riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento agli allegati disegni che mostrano in vista schematica laterale e frontale, in pianta e nell'ingrandimento un impianto secondo l'invenzione.

L'impianto per l'aumento del volume specifico del tabacco è formato da :

1. una valvola a stella (1), o da altro apparato, in grado di alimentare il tabacco e ridurre al minimo l'infiltrazione di aria esterna nell'impianto di espansione;

2. da un canale di alimentazione del tabacco, detto "alimentatore", (2) posto a valle della valvola a stella (1), avente una dimensione tale da ridurre al minimo lo spessore dello strato del tabacco che attraversa il canale; Il rapporto tra la massa di tabacco, in kg, e la superficie del condotto di alimentazione (Sa), in m<2>, attraversato dal tabacco prima di entrare a contatto con il fluido scaldante e compreso tra i valori di 8.000 ( ottomila )-40.000 ( quarantamila).

e preferibilmente tra 10.0Q0( diecimila) e 30,000( trentamila).

3. Il canale di alimentazione sbocca in un canale orizzontale o sub-orizzontale (3), detto "espansore" in cui corre il tabacco spinto dal fluido caldo;la larghezza di tale "espansore" può avere un valore diverso dalla larghezza dell'alimentatore. Il rapporto tra la massa di tabacco, in kg, e la superficie del condotto di espansore (Se), in m<2>è compreso tra i valori di 24.000 (ventiquattromila)-150.000 ( centocinquantamila).

e preferibilmente tra 50.000(cinquantamila) e 100.000 Centomila).

4. In corrispondenza della parte posteriore dell'espansore è prevista una feritoia (4) attraverso cui il fluido caldo di processo (PG) viene immesso nell'espansore; la feritoia ha una larghezza pari a quella dell'espansore.

Il fluido è spinto da una macchina volumetrica capace di creare una pressione tale da permettere al fluido stesso di raggiungere una alta velocità attraverso la feritoia; preferibilmente tale macchina è un ventilatore centrifugo (5).

5. Il flusso di processo, appiattito dal passaggio attraverso la feritoia, investe il tabacco e lo spinge all'interno dell'espansore.

6. Il tabacco a seconda del tipo di trattamento desiderato può essere immesso ad una umidità, calcolata su base umida, compresa nell'intervallo 18-45 %, preferibilmente 21%-38% .

7. Il fluido di processo (PG) è composto da vapore d'acqua ed aria; il rapporto tra la massa del vapore e deH'aria deve essere tale che il quantitativo di ossigeno misurabile nel fluido caldo a monte del trattamento è compreso nell'intervallo 1,5-15%.

8. La temperatura del gas dì processo PG è compreso nell'intervallo 110-350°C ;

preferibilmente nell'intervallo 160-250°C

9. Parte del fluido di processo a contatto con il tabacco condensa sulla superficie del tabacco incrementandone momentaneamente l'umidità assoluta e provocandone il repentino innalzamento della temperatura fino a circalOO°C . 10.11 rapporto tra massa del fluido di processo e massa del tabacco trattato è tale da provocare la evaporazione del quantitativo di gas condensato sul tabacco e di parte del fluido contenuto nella massa di tabacco.

11. Alla fine del processo di espansione l'umidità del tabacco in uscita è pari o inferiore a quella contenuta nel tabacco precedentemente al processo di espansione.

12, Al fine di avere una migliore dispersione del tabacco si può inserire nel canale, di alimentazione un cardatore composto da un aspo rotante (7) posto sotto la valvola stellare(l) e da due feritoie aperte sui lati del canale. I! di fluido di processo, fuoriuscente dalle feritoie (6) in forma appiattita, spinge il tabacco verso la feritoia (4) staccando il tabacco dall'aspo (7).

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita forma di realizzazione, ma si intende che nella pratica attuazione potranno apportarsi varianti esecutive senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto.

Claims (4)

1. RIVENDICAZIONI 1) Metodo per l'aumento del volume specifico del tabacco caratterizzato dal fatto che: ® il tabacco viene alimentato in maniera continua attraverso un canale verticale di forma tale da ridurre al minimo lo spessore dello strato di tabacco da trattare; β II fluido di processo (PG) è mosso nel condotto di espansione da una macchina volumetrica in grado di accelerare il fluido stesso che viene spinto, ad alta velocità contro il tabacco, attraverso una feritoia avente la stessa larghezza del canale di alimentazione del tabacco e posizionata nella parte inferiore del canale di alimentazione stesso ; ® Il fluido di processo investendo il tabacco lo devia e lo spinge all'interno di un canale orizzontale; ® la concentrazione dell' ossigeno presente nel fluido scaldante è compresa tra 1,5 e 15% ; e Parte del fluido di processo a contatto con il tabacco condensa sulla superficie del tabacco incrementandone momentaneamente l'umidità assoluta provocandone il repentino innalzamento della temperatura; • incrementando la differenza vettoriale tra la velocità del fluido e quella e tabacco si aumenta lo scambio termico tra tabacco e fluido; » Incrementando la superficie del tabacco esposta al flusso di fluido si aumenta l'efficacia del processo di espansione e si assicura una maggiore uniformità ed efficienza di trattamento del tabacco e quindi si ottiene un incremento del volume specifico del tabacco uniforme ed omogeneo; « II tabacco investito dal fluido scaldante corre nel canale orizzontale in cui continua lo scambio termico tra fluido e tabacco e pertanto si ha l'essiccazione del tabacco; ® II tabacco, investito dai gas di processolo uscita dall'impianto di espansione ha una umidità inferiore o uguale a quella di entrata.
2. 2) Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che si alimenta il tabacco da espandere nell'ambiente di trattamento attraverso una valvola stellare.
3. 3) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che si fa scendere il velo di tabacco da espandere lungo un condotto verticale.
4. 4) Metodo secondo una o più delie rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'angolo compresso tra l'asse del canale di alimentazione e l'asse del canale espansore sia 90°, 5) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'angolo compresso tra l'asse del canale di alimentazione e l'asse dei canale espansore sia diverso da 90°. 6) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il fluido di processo ha una temperatura compresa tra 110°C e 350° C . 7) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il rapporto tra la massa di tabacco, in kg, e la superficie del condotto di alimentazione (Sa), in m<2>, attraversato dal tabacco prima di entrare a contatto con il fluido scaldante è compreso tra i valori di valori di 8,000 ( ottomila )-40.000 ( quarantamila) 8) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il rapporto tra la massa di tabacco, in kg, e la superficie del condotto di espansore (Se), in m<2>, attraversato dal tabacco spinto dal fluido di processo compreso tra i valori di 24.000 (ventiquattromila)-150.000 ( centocinquantamila). 9) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatt che la larghezza del canale di alimentazione e quella del canale espansore siano uguali. 10) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che la larghezza del canale di alimentazione e quella del canale espansore non siano uguali. 11) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che si provoca un aumento di temperatura del tabacco fino a portarlo a circa 100°C. 12) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il flusso del gas di trascinamento del tabacco all'interno del canale dì espansione ha una velocità compresa tra 10 e 70 m/sec. 13) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che il rapporto in peso tra la massa del tabacco anidro e la massa del fluido di trascinamento è tale che l'umidità, calcolata su base umida, del tabacco in uscita dall'impianto di espansione sia uguale o inferiore all'umidità del tabacco in ingresso; 14) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il flusso del fluido di processo immesso nell'espansore abbia una forma appiattita ; 15) Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui la velocità del flusso del fluido di processo immesso attraverso la feritoia abbia una velocità compresa tra 25 e 300 m/sec ; 16) Impianto per attuare il metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui anche nel canale di alimentazione del tabacco sia immesso il fluido di processo; 17) Impianto per attuare il metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui nel canale di alimentazione del tabacco sia introdotto un sistema per cardare il tabacco . 18) Impianto per attuare il metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui il sistema per cardare è composto da un aspo rotante (7) e da un sistema di immissione del fluido di processo nel canale di alimentazione. Il fluido immesso attraverso i canali (8) passa attraverso le feritoie (6) fuoriesce da queste in forma appiattita ed è diretto verso l'estremità dell' aspo rotante. 19) Metodo di aumento del volume specifico del tabacco secondo una o più delie rivendicazioni precedenti ed impianto per attuare il metodo secondo una o più delle rivendicazioni 16 ,17,18 e sostanzialmente come illustrati e descritti.