JPH04173079A - たばこ原料の気流乾燥方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、たばこ葉を刻切したたばこ原料の膨化処理の
際に、膨化助剤を含浸したたばこ原料を加熱して膨化、
乾燥する気流乾燥方法およびその装置に関する。

さらに特定すれば、本発明は膨化助剤を含浸したたばこ
原料を高温の水蒸気流内に投入して加熱する気流乾燥方
法およびその装置に関する。

［従来の技術］ 従来から、たばこ原料を膨化するには、このたばこ原料
のたばこ葉の組織中にフロン、炭酸ガス等の膨化助剤を
含浸させ、この後にこのたばこ原料を加熱し、含浸した
膨化助剤を膨脹させてたばこ葉の組織を膨脹させる。

最近ではフロンによる環境への影響を防止するため、膨
化助剤として炭酸ガスを使用するものか採用されるよう
になってきた。ところで、この炭酸ガスを使用した場合
、たばこ葉の組織内に含浸した炭酸ガスが散逸しやすい
。このため、この炭酸ガスを使用した場合には、たばこ
原料を急速に加熱し、含浸した炭酸ガスか散逸する前に
膨脹させなければならない。

このたばこ原料を加熱乾燥する装置としては、従来から
ネットコンベア形通風乾燥機や赤外線乾燥機等がある。

しかしながら、これらのものは、急速な加熱ができない
。このため、膨化助剤に炭酸ガスを使用した場合には、
たばこ原料を加熱する装置として、気流乾燥機を使用す
るのが適当である。

この気流乾燥機は、高温の加熱媒体の気流中にたばこ原
料を投入して加熱するもので、投入されたたばこ原料は
高温の気流中に分散してこの高温の加熱媒体に接触する
ので、このたばこ原料を急速に加熱することができる。

また、さらに急速に加熱するために、この加熱媒体とし
て、比熱の大きい流体たとえば空気との混合比が５０〜
８０容積％の過熱水蒸気等が使用される。

しかし、この気流乾燥機は、たばこ原料に与えられる熱
量が大きいため、急速な加熱ができる半面、たばこ原料
が焦げ、香喫味等の品質が低下する不具合を生じやすい
。

たとえば、炭酸ガスを膨化助剤として使用した場合には
、加熱媒体として水蒸気を５０％含んだ気流で、温度を
２００’Ｃ〜３５０’　Ｃとしなければ十分な膨こう性
が得られない。なお、この膨こう性とは、膨化の度合い
を示すもので、単位重量たとえば１ｋｇのたばこ原料で
標準的なシガレットが何本製造できるかを示す値である
。しかし、たばこ原料は、−射的に温度が１４０°Ｃを
越えるとたばこ葉の組織が焦げだし、１８０’Ｃでは糖
分の分解が始まり、香喫味品質が低下してしまう。

このたばこ原料の品質の低下を防止するには、たばこ原
料を膨化に必要な短い時間だけ加熱することが考えられ
る。

たとえば、特開昭５９−６８７５号には、高温の水蒸気
中にたばこ原料を投入する投入口の下流側にタンゼンシ
ャルセバレータ等を設けるか、あるいはこのタンゼンシ
ャルセパレータ内にたばこ原料を投入し、この投入され
たたばこ原料を極めて短時間だけ水蒸気に接触させて加
熱膨化した直後に、このタンゼンシャルセバレータによ
りたばこ原料を水蒸気流中から分離する装置が開示され
ている。

また、特公昭５７−２５１４９号に開示されているもの
は、たばこ原料を気流乾燥管内で０，２ないし２．０秒
の短時間だけ高温の気流に接触させ、この直後にたばこ
原料と気流とを分離する方法が開示されている。

これらのものは、たばこ原料が短時間で高温に加熱され
るので、たとえば炭酸ガス等の散逸しゃすい膨化助剤を
使用した場合でも、効率的にたばこ原料の膨化をなすこ
とができる。

しかし、上記のような装置および方法では、たばこ原料
が短時間で加熱される過程で、この加熱条件を微妙に制
御することが不可能であり、この結果、香喫味か低下す
ることを防止できない。

すなわち、高温に加熱されたたばこ原料の品質低下の特
性は微妙であり、例えば３００°Ｃの水蒸気流中に投入
されたたばこ原料は、滞留時間か１．５秒では実用的に
満足できる香喫味を維持しているが、１．６秒では香喫
味が実用に供することかできない程度まで低下してしま
う。また、たばこ原料を膨化処理する際には、膨脹した
たばこ原料を水分含有量が２〜３重量％までほぼ絶乾状
態まで乾燥し、膨脹したたばこ葉組織を膨脹状態に固定
する必要がある。したがって、たばこ原料が高温の気流
中に滞留する時間かあまり短いと、二のたばこ原料の乾
燥が不十分になり、膨脹したたばこ葉の組織を膨脹状態
に固定できなくなり、最終的な膨こう性が低下する不具
合も生しる。

以上のように、膨化助剤を含浸したたばこ原料を気流中
に投入して膨化、乾燥する場合には、膨こう性と、たば
こ原料の香喫味の両方を満足できるようにするのは困難
であった。

［発明が解決しようとする課題〕 本発明は以上の事情に基づいてなされたもので、膨化助
剤が含浸されたたばこ原料を十分に膨化、乾燥し、かつ
香喫味等のたばこ原料の品質を低下させることがないた
ばこ原料の気流乾燥方法およびその装置を提供するもの
である。

［課題を解決するための手段とその作用］本発明の方法
は、膨化助剤が含浸されたたばこ原料を高温の水蒸気流
中に投入して加熱するとともに、この投入されたたばこ
原料の乾燥か終了する前の状態において、この水蒸気流
中に水または水蒸気を注入し、この水蒸気流の温度を制
御するものである。この方法によれば、水または水蒸気
を注入する位置や、注入量を適宜設定することにより、
水蒸気流中を搬送されてゆくたばこ原料の加熱状態を微
妙に制御できる。したがって、急速に加熱されて十分に
膨化した後、上記の水または水蒸気の注入によって温度
を低下させ、たばこ原料の品質を低下させずに十分に乾
燥させることができる。

また、本発明の装置は、高温の水蒸気が流通される気流
乾燥管と、この気流乾燥管中にたばこ原料を投入する投
入口と、この投入口の下流側に配置された水または水蒸
気を注入する注入ノズルとを備えたものである。したが
って、この注入ノズルから水または水蒸気を注入するこ
とにより、この注入ノズルより下流側の水蒸気流の温度
を制御し、上記のようなたばこ原料の膨化の際の加熱を
簡単な構造の装置で微妙に制御できる。

また、本発明の実施例によれば、気流乾燥管は、加速部
と、この加速部の下流側に配置され加速部の内径より大
きい内径の終速部とから構成され、この終速部に注入ノ
ズルが設けられているものである。このような構成によ
れば、投入されたたばこ原料は加速部内で水蒸気流の流
速近くまで加速され、この際にはたばこ原料と水蒸気流
との間に相対的な速度差があり、この部分でたばこ原料
は急速に加熱されて十分に膨化する。つぎにこのたばこ
原料は終速部に流れるが、この部分では内径が大きいの
で水蒸気流の流速が低下し、たばこ原料の破砕が防止さ
れる。そして、この終速部で注入ノズルから水または水
蒸気が注入されて水蒸気流の温度が低下するので、この
たばこ原料はその品質が低下することなく、かつ十分に
乾燥されることになる。

［実施例］ 以下、本発明の方法および装置を、図に示す実施例装置
にしたかって説明する。この実施例は、膨化助剤たとえ
ば炭酸ガスが含浸されたたばこ原料を加熱膨化する気流
乾燥装置である。

まず、第１図を参照してたばこ膨化設備の全体を概略的
に説明する。

図中の１は膨化設備の主要部である。すなわち、２は含
浸機であって、高圧容器とこの内部に設けられたスクリ
ューフィーダとから構成されている。

そして、この含浸機２の内部はたとえば一５″Ｃ１３０
ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２の雰囲気に維持され、またこの
内部には炭酸ガスか供給される。そして、たばこ原料は
この設備の上部にある投入部、たとえば第１のシュート
３に投入され、第１のロータリーフィーダ４、第２のシ
ュート５、第２のロータリーフィーダ６を介して上記の
含浸機２に送られる。

そして、上記のロータリーフィーダ４，６を通過する際
に２段階で上記の３０ｋｇ／ｃｍ２の圧力まで昇圧され
る。

そして、たばこ原料はこの含浸機２内を送られる間に炭
酸ガスが含浸される。そして、この炭酸ガスが含浸され
たたばこ原料は、第３のロータリーフィーダ１１、第３
のシュート１２、第４のロータリーフィーダ１３、第４
のシュート１４、ロータリーバルブ１５を介して排気シ
ュート］６に送られる。なお、上記のロータリーフィー
ダ１１．１３．を通過する際に、たばこ原料は２段階で
大気圧まで減圧される。

さらに、このたばこ原料はこの排気シュート１６からロ
ータリーバルブ１７を介して気流乾燥管１８内に送られ
る。この気流乾燥管１８内には、たとえば２００’　Ｃ
〜３００’　Ｃの蒸気が流通されており、送入されたた
ばこ原料は短時間に加熱される。したがって、このたば
こ原料中に含浸された炭酸ガスは、上記の減圧および加
熱によって膨脹し、たばこ葉の組織が膨脹して膨化処理
かなされる。なお、この排気シュート１６中に侵入した
蒸気はこの排気シュート１６から排気され、この蒸気か
この膨化処理系内に進入するのか防止される。

そして、このような膨化設備の投入部、すなわち上記の
第１のシュート３にたばこ原料を搬入する搬入装置２０
が設けられている。

この搬入装置２０は、風送管２１を備えており、この風
送管２１の一端部はたばこ原料の投入位置に配置され、
また他端部は上記の膨化設置１の投入部すなわち上部の
第１のシュート３の部分に配置されている。

そして、この風送管２１の一端部には、投入機構２２が
連通されている。この投入機構２２は、投入ホッパ２３
と、ニアロッカー２４とを備え、この投入ホッパ２３内
のたばこ原料はこのニアロッカー２４を介して上記の風
送管２１の一端部に供給される。

また、この風送管２１の一端部には送風機構２５が連通
されている。この送風機構２５は、この風送管内に搬送
用の空気を供給するものである。

そして、上記の投入機構２２から供給されたたばこ原料
は、この送風機構２５から送られる空気によって上記の
風送管内を搬送される。

また、この風送管２１の他端部には、分離機構２６が連
通されている。この分離機構２６は、タンゼンシャルセ
バレータ２７とニアロッカー２８を備えており、搬送用
の空気とともに送られてきたたばこ原料を分離し、上記
のニアロッカー２８を介して前記の第１のシュート３内
に供給するものである。

次に、第２図を参照して上記のようなたばこ膨化設備に
おけるたばこ原料の気流乾燥装置を説明する。図中の１
８は上記の気流乾燥管であり、この気流乾燥管１８内に
は高温の過熱蒸気、たとえば空気との混合割合が５０〜
８０容積％で、温度が２００〜３５０”Ｃの水蒸気が流
通される。

この気流乾燥管１８には、たばこ原料が投入されるたば
こ投入口３４が形成されている。そして、炭酸ガスの含
浸工程で膨化助剤たとえば炭酸ガスが含浸されたたばこ
原料は、上記のシュート１６、ロータリーバルブ１７を
介してこの投入口３４に供給される。

なお、この投入口３４の近傍には、静圧調整機構３７が
設けられている。この静圧調整機構３７は、この投入口
３４の近傍の気流乾燥管１８内の静圧を検出する静圧検
出器３８と、この投入口３４の上流側に設けられた静圧
調整ダンパ３９とを備えている。そして、この静圧検出
器３８からの信号により、上記の静圧調整ダンパ３９が
制御され、この部分を通過する水蒸気流の圧力降下の量
を調整し、上記の投入口３４の近傍の静圧が上記のロー
タリーバルブ１７の供給側の圧力と略等しくなるように
調整する。これによって、このロータリーバルブ１７か
らこのたばこ原料の含浸系統内に高温の水蒸気が侵入す
るのを防止することができる。

上記の投入口３４から投入されたたばこ原料は、この内
部を流通する水蒸気流中に分散して加熱、膨化、乾燥さ
れつつ搬送される。そして、この膨化、乾燥されたたば
こ原料はタンゼンシャルセバレータ１１によって水蒸気
流中から分離され、この分離されたたばこ原料はロータ
リーバルブ４２を介して次の工程に送られる。

このタンゼンシャルセパレータ４１によってたばこ原料
か分離された水蒸気は、サイクロンセパレータ４３によ
って含まれているたばこ原料の微粉末が除去された後、
循環ファン４４によってヒータ４５に送られ、加熱され
る。このヒータ４５で加熱された水蒸気は、循環流量制
御弁４８を介して上記のたばこ原料搬送管１に戻され、
このような系統内を循環する。なお、４９は流量検出器
である。

また、上記のヒータの前後で、水蒸気供給弁４６．４７
を介してこの循環系統内に水蒸気または水が供給される
。一方、上記の循環ファン４４の上流側において、この
系統内を循環する水蒸気の一部が排気制御弁４０を介し
て排気ファン４１によってこの系統外に排気される。ま
た、上記のヒータ４５の下流側には、酸素濃度検出器５
１が設けられ、この系統内を循環する水蒸気中の酸素濃
度すなわち空気の割合を検出する。そして、この酸素濃
度信号に対応して上記の排気制御弁４０が制御され、こ
の循環系統内を循環する水蒸気と空気の混合気体の水蒸
気の割合をたとえば５０〜８０容積％の範囲の所定の割
合に維持する。

また、上記の気流乾燥管１８は、加速部３２と、この加
速部３２の下流側に連続した終速部３３とから構成され
ている。この加速部３２は、たとえば内径が１３０ｍｍ
で長さが約７ｍである。また、上記の終速部３３は、た
とえば内径が加速部３２より太きく１９０ｍｍで、また
長さは約１５ｍである。そして、水蒸気流は、この加速
部３２内を約５０ｍ／ｓの流速で流通され、また終速部
３３では減速され、約２５　ｍ　／　ｓの流速で流れる
。

そして、上記の終速部３３には、複数たとえば４個の注
入ノズル６１ａ〜６１ｄが設けられている。これら注入
ノズルのうちの第１の注入ノズル６１ａは、上記の終速
部３の上流側端から約２ｍ下流側の位置に配置され、以
下、第２の注入ノズル６１ｂ１第３の注入ノズル６１Ｃ
１第４の注入ノズル６１ｄの順に、この終速部３３の長
さ方向に沿ってたとえば３ｍおきに配置されている。

また、これらの注入ノズル６１ａ〜６１ｄは、それぞれ
注入制御弁６２８〜６２ｄを介して注入管６３にそれぞ
れ接続されている。そして、供給源（図示せず）からこ
れら注入管６３、注入制御弁６２ａ〜６２ｄを介して上
記の注入ノズル６１ａ〜６１ｄに水蒸気または水が供給
される。

そして、供給された水蒸気または水は、これらの注入ノ
ズル６１ａ〜６１．　ｄからこの終速部３３内を流通す
る水蒸気流中に噴射される。

なお、上記の注入制御弁６２ａ〜６２ｄによって、上記
の注入ノズル６１ａ〜６１ｄから噴射する水蒸気または
水の流量を制御し、またこれら注入ノズル６１ａ〜６１
ｄから選択的に水蒸気または水を噴射することができる
。

次に、上記のような装置を使用して実施する本発明の方
法の実施例およびこの装置の作動を説明する。

上記の投入口３４からは、膨化助剤たとえば炭酸ガスが
含浸されたたばこ原料がこの気流乾燥管１８内に投入さ
れる。投入されたたばこ原料は、流通されている水蒸気
流中に分散し、加速部３２内でこの水蒸気流の流速近く
まで加速される。この際、このたばこ原料と、周囲の水
蒸気流の速度に速度差が生じ、かつ水蒸気は空気より比
熱が大きいので、このたばこ原料は急速に加熱され、た
ばこ葉の組織内に含浸されていた炭酸ガスは急速に膨脹
し、このたばこ葉の組織を膨脹させる。この膨脹は、こ
の加速部３２内でほぼ終了する。

次に、この膨化したたばこ原料は、水蒸気流とほぼ同じ
速度となり、この水蒸気流とともに終速部３３内に流れ
る。この終速部３３は、加速部３２より内径が大きいの
で、水蒸気流の流速が減速する。したがって、この終速
部３内でたばこ原料が破砕される割合が極力減少される
。なお、たばこ原料を円滑に搬送するには、少なくとも
１５ｍ／ｓ以上の流速が必要であり、この終速部３３内
の流速もこれ以上の流速に維持される。そして、たばこ
原料はこの終速部３３内を搬送される間に周囲の水蒸気
からさらに熱を供給され、含有水分が２〜３重量％の略
絶乾状態まで乾燥される。この乾燥によって、たばこ葉
の組織が固化し、このたばこ葉は膨化状態に固定される
。

この終速部３３内を搬送される間に、上述の如くたばこ
原料は周囲の水蒸気からさらに熱の供給を受けるため、
品質が低下することがある。本発明では、このような不
具合を防止するため、上記の注入ノズル６１ａ〜６１ｂ
から水蒸気または水を噴射し、この終速部３内を流れる
水蒸気の温度を低下させる。したがって、このたばこ原
料の香喫味等の品質の低下を招くことなく、このたばこ
原料を乾燥することかできる。

また、上記の注入ノズル６１ａ〜６１ｄから水または水
蒸気を注入することによって、この注入箇所から下流の
部分では水蒸気の温度か低下する。

そして、たばこ原料は、この終速部３３を上述したよう
に約２５　ｍ　／　ｓの速度で通過する。したかって、
この終速部３３を通過する際のたばこ原料の温度は短時
間で微妙に制御することができる。

前述のように、高温の水蒸気中に投入されたたばこ原料
の時間の経過に対する品質の低下の特性は、極めて短い
時間に微妙に変化するものであるが、上記のような方法
および装置によれば、このたばこ原料の温度変化を微妙
にかつ確実に制御することができるので、最も好ましい
条件でたばこ原料を処理することができる。

また、たばこ原料は農産物であり、品質にある程度のば
らつきがあり、また品種によっても特性が相違する。し
たがって、これらのばらつきゃ相違に対応して、この気
流乾燥工程での処理条件を微妙に変化させる必要がある
。このような場合、上記の方法および装置によれば、複
数の注入ノズル６１ａ〜６１ｄから注入する水または水
蒸気の流量や、注入箇所を適宜選択することにより、こ
れらたばこ原料の品質のばらつきゃ品種の差に対応して
、処理条件を精密かつ確実に制御でき、常に最適の条件
で処理できる。

次に、第１図に示すような装置を用いて本発明の方法に
よる効果を従来の方法と比較した試験の結果を示す。な
お、この試験は、たばこ原料の流量は１００ｋｇ／時間
、流通する水蒸気に対するたばこ原料の投入割合は６．
６重量％、空気に対する水蒸気の割合は８０容積％の条
件でおこなった。このような条件で、従来のように終速
部３３内に水または水蒸気を注入しない場合と、本発明
の場合すなわち水または水蒸気を注入した場合の両方の
場合について、処理したたばこ原料の膨こう性および香
喫味の評価の結果を第１表に示す。

第　　　１　　　表 なお、上記の香喫味の評価の基準を第２表に示す。なお
、この評価は、専門の１０名のパネルによっておこなっ
た。

第　　　２　　　表 上記の第１表から明らかなように、本発明の方法、すな
わち注入ノズルから水を噴射した場合には、いずれも実
用的には十分な香喫味の評価が得られている。なお、本
発明の方法の場合には、膨こう性がやや低下しているが
、実用的には十分な値である。−射的には、このような
膨化処理したたばこ原料は、約２６００本／ｋｇ以上の
膨こう性が得られれば、実用的には十分である。

また、水蒸気流に対するたばこ原料の混合割合を７．８
重量０６まで増加した場合の上記の同様の試験結果を第
３表に示す。

なお、この混合比を７．８重量％より高い比率、たとえ
ば約２倍の１６重量％まで上げると、処理したたばこ原
料の膨こう性にむらか生じ、品質上の不具合が生しる。

第　　　３　　　表 この場合ににおいても、香喫味の評価は実用上十分な結
果であり、さらに膨こう性については、従来の方法とほ
とんど変わらない結果を得た。

また、本発明の実施例の装置について、従来の方法を実
施した場合と、本発明の方法すなわち注入ノズルから水
蒸気を注入した場合の気流乾燥管１８内の温度を実際に
測定した結果を第２図に示す。この第２図から明らかな
ように、本発明の方法を実施した場合には、この終速部
３３内の温度が低下している。

なお、本発明は上記の実施例には限定されない。

たとえば、注入ノズルからは水に限らず、低温の蒸気等
を注入してもよい。

また、水または水蒸気の注入量や注入箇所は上記の実施
例には限定されない。

［発明の効果コ 上述の如く、本発明の方法によれば、水蒸気流中に投入
した後のたばこ原料の温度変化を微妙かつ正確に制御す
ることができ、このたばこ原料を十分な膨こう性が得ら
れ、かつ高い香喫味評価が得られるように最適の条件で
処理することができる。

また、本発明の装置によれば、気流乾燥管に注入ノズル
を設けるだけの簡単な構成によって、この内部を流通す
る水蒸気およびたばこ原料の温度を正確かつ精密に制御
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はたばこ膨化設備全体の構成を概略的に示す図で
ある。第２図は本発明の気流乾燥装置のの実施例を概略
的に説明する図である。また、第３図は気流乾燥管内の
温度変化を示す線図である。 １８・・・気流乾燥管、３２・・加速部、３３・・・終
速部、３４・・・投入口、４１・・・タンゼンシャルセ
バレータ、４４・・・循環ファン、４５・・・ヒータ、
６１ａ〜６１ｄ・・・注入ノズル 出願人　日本たばこ産業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）膨化助剤が含浸されたたばこ原料を加熱し、この
   たばこ原料のたばこ葉内に含浸された膨化助剤を加熱膨
   脹させてこのたばこ原料を膨化するとともにこのたばこ
   原料を乾燥する方法において、 高温の水蒸気流内に膨化助剤が含浸されたたばこ原料を
   投入し、このたばこ原料を水蒸気とともに搬送しながら
   加熱する工程と、 このたばこ原料が水蒸気流中を搬送されながら加熱され
   て膨化および乾燥が終了する前の状態において、この水
   蒸気流内に水または水蒸気を噴射して上記のたばこ原料
   に与えられる熱量を制御する工程とを備えたことを特徴
   とするたばこ原料の気流乾燥方法。 （３）膨化助剤が含浸されたたばこ原料を加熱し、この
   たばこ原料のたばこ葉内に含浸された膨化助剤を加熱膨
   脹させてこのたばこ原料を膨化するとともにこのたばこ
   原料を乾燥する装置において、 高温の水蒸気が流通される気流乾燥管と、 この気流乾燥管内に膨化助剤が含浸されたたばこ原料を
   投入する投入口と、 この投入口より下流側の箇所で上記の気流乾燥管内に水
   または水蒸気を注入する注入ノズルとを具備したことを
   特徴とするたばこ原料の気流乾燥装置。 （４）前記の気流乾燥管は、投入されたたばこ原料を水
   蒸気流中で加速しながら加熱して膨化させる加速部と、
   この加速部の下流側に設けられこの加速部の内径より大
   きな内径の終速部とを備え、前記の注入ノズルはこの終
   速部に設けられていることを特徴とする請求項３記載の
   たばこ原料の気流乾燥装置。 （５）前記の注入ノズルは複数個が設けられ、これらの
   注入ノズルは、前記の気流乾燥管の長さ方向に互いに離
   間して配置されていることを特徴とする請求項３記載の
   たばこ原料の気流乾燥装置。