JPS63254973A - タバコ材膨嵩方法及び装置 - 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】 り策上五五皿ユ１ 本発明は、タバコ材の充填容量を増大させる、即ちタバ
コ材を膨嵩するための方法及び装置に関し、特に、タバ
コ材に揮発性含浸剤を含浸させ、得られた湿潤タバコ材
を、含浸剤を急激に揮発させるとともにタバコ材を膨張
させるような条件下に維持された膨張帯域内で処理する
ことを特徴とするタバコ材膨嵩方法及び装置に関する。

′　の　ｔ　び　Ｕが　゛し　　と　る。　々タバコ材
の膨嵩法は、多くの米国及びその他の国の特許に開示さ
れており、全世界で商業的に実施されている。商業的に
主として用いられているタバコ材膨嵩法は、タバコ材に
揮発性含浸剤を含浸させ、次いでその含浸タバコ材（含
浸材を含浸したタバコ材）を急激に加熱して含浸材を揮
発させ、それによってタバコ材を膨張させることから成
っている。タバコ材の膨嵩に使用するための含浸剤とし
ては、従来からいろいろな含浸剤が提案され、又実際に
使用されている。一般に広く使用されている含浸剤は、
膨嵩処理を行う寸前に液体の形でタバコ材に含浸させる
ものである。

具体的にいえば、米国特許第３．５２４，４５１号及び
第３，５２４．４５２号は、タバコ材に有機液体を含浸
させ、その湿潤したタバコ材を熱ガスに露呈して液体（
含浸剤）を急激に蒸発させるとともにタバコ材粒子を膨
らませる、即ち膨嵩させることを教示している。使用さ
れる含浸用液体は、タバコ材に対して実質的に不活性で
あり、一般に、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、アル
カノール、脂肪族エステル、エーテル、ハロゲン化炭化
水素の群、及びそれらの混合物に属する。ハロゲン化炭
化水素群の有機化合物、特にフレオンが広く使用されて
いる。

タバコ材内で液体として凝縮するガス状含浸剤を用いる
ようにした、上記タバコ材膨嵩法の変型が、米国特許第
３．５７５．１７８号及び３，６９３，６３１号に開示
されている。即ち、米国特許第３，５７５、１７８号の
特許においては、タバコ材を大気圧より高い圧力に維持
された含浸帯域の下方部分へ導入し、タバコ材を含浸帯
域の下方部分に存在する含浸剤の液体プールに浸漬させ
る０次いで、含浸剤で湿潤されたタバコ材を含浸帯域の
上方部分へ搬送し、そこから直ちに、熱ガスの高速流が
通流している膨張帯域へ送る。米国特許第３．６９３．
６３１号の特許においては、タバコ材と、含浸剤の蒸気
流を含浸帯域の一端へ導入し、含浸帯域の他端にまでタ
バコ材と蒸気流を併流関係をなして移送し、その間にタ
バコ材に含浸剤を完全に含浸させる。次いで、含浸剤で
湿潤されたタバコ材を熱ガスの高速流が通流している膨
張帯域へ直接送る。

更に、そのようなタバコ材膨嵩工程に使用された有機含
浸剤を回収するためのいろいろな方法が開示されている
。例えば、米国特許第３．７８８．３３１号は、膨張用
熱ガス流の一部を充填塔から成る水式洗浄器の下方部分
へ通すことによって有機含浸剤を熱ガス流から回収する
方法を開示している。熱ガスは、充填塔の上方部分へ導
入される水に向流関係をなして接触せしめられ、それに
よって、ガス流からのタバコ微粉の除去、ガス流の冷却
、ガス流内に存在する大部分の水の凝縮、及び、充填塔
の上方部分へ導入される処理廃水からの有機含浸剤の分
離を行う。次いで、有機含浸剤を慣用の方法で凝縮させ
て回収する。

米国特許第３，７８０．７４４号は、タバコ材膨嵩工程
において通常ならば大気へ放出されてしまう有機含浸剤
含有蒸気をタバコ材から収集し、その収集された有機含
浸剤含有蒸気を分離器に通し、更に活性炭層に通すこと
によって、蒸発した有機液体含浸剤を回収することを開
示している。

しかしながら、タバコ材膨嵩工程において有機含浸剤を
より有効に使用し、その損失を減少させることによって
タバコ材膨嵩工程を一層改善することが望ましい。本発
明は、この問題を解決することを企図したものである。

。　占　　゛　るこめの 上記問題を解決するために、本発明は、タバコ材の充填
容量を増大させるためのタバコ材膨嵩方法であって、第
１帯域内においてタバコ材に揮発性含浸剤を含浸させる
含浸段階と、前記含浸タバコ材を第１帯域から引出して
迅速に別個の第２帯域を通して送り、該第２帯域内にお
いて揮発性含浸剤を含むガス相を除去する含浸剤除去段
階と、第２帯域からのタバコ材を別個の第３帯域内にお
いて熱ガスの流れに接触させることによって膨張させる
膨張段階と、前記第２帯域で除去された揮発性含浸剤を
回収する含浸剤回収段階とから成るタバコ材膨嵩方法を
提供する。

本発明は、又、タバコ材に揮発性含浸剤を含浸させるた
めの含浸手段と、該含浸手段の下流に配置されており、
前記含浸タバコ材から含浸剤蒸気を除去するための滞留
時間の短い（例えば滞留時間を１０秒未満とする）別個
の蒸気除去手段と、該蒸気除去手段の下流に配置されて
おり、前記タバコ材を膨嵩させるために該タバコ材を熱
ガスの流れに接触させるための膨張手段とから成るタバ
コ材膨嵩装置を提供する。

乍」 本発明の方法及び装置は、タバコ材膨嵩工程において有
機含浸剤のより効率的な使用を可能にし、膨嵩処理され
たタバコ材中の含浸剤の残留量を少なくすることができ
る。

寒血湾 本発明の改良された高効率タバコ材膨嵩法は、米国特許
第３，６９３．６３１号の原理による連続タバコ材膨嵩
工程、及び米国特許第３．５７５．１７８号の原理によ
る連続タバコ材膨嵩工程に適用するのが最適である。

第１図は、本発明の方法を実施するための本発明の装置
の好ましい一実施例を示す、熱風乾燥させた裁刻タバコ
材又はパーレイ種タバコ材をホッパー２に装入する。こ
のタバコ材は、好ましくは１０〜３０重量％、更に好ま
しくは約１８重世％の含水量を有する。必要に応じて含
水量を調節するためにホッパー２の上流に配置した適当
な手段（図示せず）を用いることができる。星形送り弁
４又はそれに類似した圧力ロック型送り弁を経て好まし
くは超大気圧（大気圧より高い圧力）に維持されている
含浸器６内へ通される。含浸器６は、超大気圧に維持し
ておくのが有利である。

又、含浸器内には、タバコ材を図面でみて左から右へ送
るためのスクリューコンベヤ（図示せず）を設けるのが
有利である。

それと同時に含浸器の内部へ蒸気導管８を通して揮発性
含浸剤の蒸気が導入される。又、含浸器内の温度を制御
するために熱交換媒体を循環させるだめの外側ジャケッ
ト（図示せず）を含浸器に設けることが好ましい、含浸
剤の蒸気は、含浸器内でタバコ材に接触し、含浸剤蒸気
の少なくとも一部分はタバコ材粒子上及び粒子内で凝縮
する。

導管８を通しての含浸剤蒸気の供給流量は、含浸器内の
圧力によって決定されるが、含浸器内の圧力は、弁４を
通して含浸器内へ導入される比較的低温のタバコ材の流
量によって影響される。使用される特定の含浸剤流体に
基づいて選定された特定の含浸器内圧力において、含浸
剤蒸気供給流量は、乾量基準でタバコ材１００部につき
約５ないし２００重量部の含浸剤を包含した含浸タバコ
材が得られるように容易に制御することができる。

タバコ材と含浸材が併流関係をなして含浸器６内を通さ
れる間にタバコ材は完全に揮発性含浸材を含浸せしめら
れる。

タバコ材は、含浸器６から圧力ロック型送り弁そある星
形弁１０を通して排出され、含浸剤除去帯域１２を通し
て迅速に送られる。含浸タバコ材の流れが帯域１２を通
る間にガス状含浸剤を含む蒸気流が蒸気導管１４を通し
て除去される。蒸気除去導管１４は、含浸器６の圧力よ
り相当に低い圧力に維持し、それによって含浸材除去帯
域１２内の圧力を含浸帯域即ち含浸器６内の圧力より相
当に低い圧力とし、蒸気除去導管１４を通しての蒸気の
抽出を促進することが好ましい０例えば、含浸器の作動
圧を大気圧より高い１．４ｋｇ／ｃｍ”　　（ゲージ圧
）（２０ｐｓ　ｉ　ｇ）とし、含浸剤除去帯域１２内の
圧力をほぼ大気圧、即ちＯＫｇ　／　ｃ　ｍ　”とする
ことができる。

所望ならば、蒸気除去帯域からの蒸気の除去は、上述し
た圧力作法式以外の方式によって行うこともできる。−
例として、掃引ガスを用いて蒸気の除去を行うことがで
きる０例えば、第１図を参照して説明すると、含浸剤除
去帯域１２を含浸器６内の圧力より低いが、それに近い
圧力に維持し、掃引ガスを導入管（図示せず）を通して
帯域１２内へ導入し、含浸剤包含蒸気を帯域１２から導
管１４を通して掃引する。掃引ガスは、含浸器６から出
てくるタバコ材の温度より低いか、それとほぼ同じ程度
の温度とするのが好ましく、タバコ材に対して不活性の
、例えば湿った空気のようなガスであることが好ましい
、第１図に示されたような星形弁１０を用いた場合、蒸
気除去帯域１２からのガスは、常時、星形弁１０を通し
て含浸器６内へ送り戻される。従って、帯域１２内へた
掃引ガスが導入されたとすれば、掃引ガスも含浸器へ送
り込まれることになる。従って、この構成では、当業者
には明らかなように、掃引ガスは、含浸器６の圧力より
高い圧力としてはならない。

含浸剤除去帯域内でのタバコ材の滞留時間は短く、好ま
しくは、１０秒以下、より好ましくは５−秒以下最も好
ましくは３秒以下、例えば１秒とする。従って、帯域１
２は、滞留時間の短い帯域として構成する。これは、い
ろいろな態様で行うことができる１例えば、図に示され
るように、帯域１２の容積を小さくするのも１つの方法
である。

あるいは、圧力ロック型送り弁１０と１６との間の相対
回転速度を、滞留時間を短くするように変更してもよい
。

タバコ材は、帯域１２から圧力ロック型送り弁即ち星形
弁１６を通してダクト１８内の高速で移動する熱ガス内
へ排出され、慣用の膨嵩塔（図示せず）へ搬送される。

膨嵩塔は、上記米国特許第３．５７５，１７８号及び３
，６９３．６３１号に記載されたものと同様のものを用
いるのが有利である。

ダクト１８内の熱ガスは、作動圧における含浸剤の沸点
より相当に高い温度とし、タバコ材が熱ガスに接触した
とき、含浸剤が蒸発し、あるいはタバコ材内の蒸気が膨
張してタバコ材を膨張させるようにする。この膨張は、
タバコ材とガスがダクト１８内を通り、膨嵩塔を通って
上方へ流れる短い時間（例えば１０秒以下）の間に生じ
る。帯域１２内で含浸剤蒸気が除去されているので、ガ
ス流内でのこの膨張は、従来の膨嵩工程におけるよりも
より完全にタバコ材から含浸剤を除去することを可能に
する。

膨張後、タバコ材、熱ガス、及び含浸剤の蒸気は、慣用
のサイクロン分離器へ搬送され、そこから膨嵩されたタ
バコ材はエアロツクを経て慣用のストリッピング及び再
調整装置へ送られ、そこでタバコ材は、１２〜１４％程
度の所望の含水率に調整される。スチームと含浸剤の蒸
気を含む熱ガスは、サイクロン分離器から抽出されて再
循環され、所望の温度にまで再加熱されて、ダクト１８
を通して再び循環される。再循環される熱ガスの一部は
、再加熱される前に抽出され、蒸気導管２２を通して充
填塔から成る水洗スクラバー（水洗洗浄器）２０に通さ
れ、水洗スクラバー内でその上端から導入される水に向
流関係をなして接触せしめられる。それによって、ガス
流からタバコ材微粉を除去し、ガス流を冷却し、ガス流
内に存在する水分の大部分を除去し、有機含浸剤からプ
ロセス廃水を除去する。このようにして処理されたガス
即ち含浸剤蒸気は、導管２４を通して慣用の液体回収装
置へ送られ、該装置内で液体に凝縮され、水から分離さ
れる。この液体含浸剤は、含浸器６へ再循環することが
できる。上述したスクラビング（洗浄）及び蒸気回収操
作は、米国特許第３．７８８，３３１号に詳述されてい
る。

同様にして、含浸剤除去帯域１２から蒸気除去導管１４
を通して抽出された、相当な量の含浸剤蒸気を包含した
蒸気も、含浸剤を回収するために処理される。第１図を
参照して説明すると、含浸剤除去帯域１２から蒸気除去
導管１４を通して抽出された蒸気は、前記膨嵩塔から抽
出されたガスを処理するのに使用されるのと同じ水洗ス
クラバー２０を通して水に対し向流関係をなして上昇せ
しめられる。かくして処理された蒸気は、導管２５を通
して慣用の液体回収装置へ送られ、そこで凝縮されて、
含浸剤を精製する０本発明の好ましい実施態様では、帯
域１２から除去された蒸気は、含浸剤が豊富である、即
ち、高い割合の含浸剤を包含している。従って、この含
浸剤の回収法は、その含浸剤を回収する前に膨張帯域で
ガスと混合させてしまう従来の方式に比べて、より能率
的な工程である。上述したスクラバー及び凝縮工程を用
いる代わりにいろいろな回収操作を用いることができる
ことは当業者には明らかであろう。

以上、本発明は、含浸剤をガスとしてタバコ材に供給す
るようにした連続的タバコ材膨嵩工程Ｉ、こ関連して説
明したが、含浸剤は、米国特許第３，５７５、１７８号
に記載されているように、液体の形で含浸器６の入口端
に保持するようにしてもよい。又、含浸器６内の圧力は
、含浸剤の温度及び特性に応じて大気圧に維持してもよ
く、あるいは大気圧以下に維持してもよい。

λ体重 第１図に示された形態のパイロットプラントで４つのテ
ストを行った。使用した含浸剤はフレオン１１であり、
工程は、はぼ米国特許第３．６９３゜６３１号に記載さ
れた態様に従って実施した。４つのテストは、いずれも
下記のようなほぼ同じ条件で実施した。

膨嵩塔の 含浸帯域　　　含浸帯域　　　加熱器のとΔ工力−　　
　Δ蓬茂−ζ玉Ω里１ 入旦　　直旦 １．４にｇ／ｃｍ”　　　　５２℃　　　　１２２℃　
１５１℃（２０ｐｓｉ）　　　　（１２５下）　　　　
（２５０下）　　（３０５下）上記各テストは、本発明
による含浸剤除去帯域を作動させた場合と、作動させな
い場合の両方について行った。含浸剤除去帯域を作動さ
せる場合は、含浸剤除去帯域内の圧力をほぼ大気圧に維
持し、除去された蒸気を第１図に示されるようなスクラ
バーへ直接通すようにした０本発明による含浸剤除去帯
域を作動させない場合は、蒸気除去導管１４（第１図）
に設けた弁（図示せず）を閉じて蒸気が含浸剤除去帯域
から除去されないようにした。いずれの場合も、含浸剤
除去帯域における滞留時間は約１秒未満とした。これら
のすべてのテストにおいて、以下に述べるように含浸剤
除去帯域の効果を見極めるための測定を行った。

膨嵩塔部ち膨張帯域内の、タバコ材が投入される部位の
直ぐ上流の部位でガスのサンプリング（抜き取り）検査
を行うことによって膨嵩塔内のフレオン存在率（容積％
）を測定した。

系内へ導入されたフレオンの量と、系内から回収された
フレオンの量を測定することによってフレオンの使用量
を測定した。これらのテストにおいてはフレオンは米国
特許第３，７８８，３３１号に記載された方法に従って
膨嵩塔から連続的に回収したが、米国特許第３．７８０
．７４４号に記載された膨嵩後フレオン回収法は用いな
かった。

膨嵩工程直後の膨嵩されたタバコ材の少量サンプルを抜
き取り、タバコ材から溶媒抽出によってフレオンを抽出
することによって製品（膨嵩されたタバコ材）中のフレ
オンの残留率（重量％）を測定した。

米国特許第３．５２４．４５２号に記載された手順に従
って製品（膨嵩処理済タバコ材）の充填容量を測定した
。その際、すべての検査においてタバコ材の含水率は１
１．５％であるものとして修正した上で測定した。

上記テストで得られた結果は、以下の表に記載されてい
る。

宍 レオン　　　　　　％ 含浸剤除去　　　含浸剤除去 ｇＬＭＪＬＥＬ　　　　蚤遅しソえ月 テスト１　　　８．７５　　　　　３６．３テスト２　
　　３．７　　　　　　３２．６テスト３　　　２．２
　　　　　　３３．６テスト４　　　９．０　　　　　
　２２．０フレオンの　　　　日 テスト１　　２０４．Ｏ１２２８０，１２（５３，９ｇ
ａｌ　　Ｌ　　　（７４，Ｏｇａｌ　　）テスト２　　
２００．６ｊ２　　　２９５．２ｊ２（５３，Ｏｇａｌ
　）　　　（７８，Ｏｇａｌ　）テスト３　　２０６．
３℃　　　２６５．０β（５４，５ｇａｌ　）　　　（
７０，Ｏｇａｌ　）テスト４　　２０４．４ｊ２　　　
２７２．０ｆｌ（５４，Ｏｇａｌ　　）　　　（７２，
Ｏｇａｌ　　）″。　のフレオン　　　　　　％ テスト１　　　　１．９８　　　　　２．８８テスト２
　　　　２．６６　　　　　３．５１テスト３　　　　
２．６２　　　　　５．７８テスト４　　　　３．３２
　　　　　４．９８管　　　バコ　１００　　　　の　
　内　□ｌテスト１　　　　７６４　　　　　７４４テ
スト２　　　　７４６　　　　　７４２テスト３　　　
　８００　　　　　８４７テスト４　　　　７９４　　
　　　７８９羽ＩＢ以作Ｊじ１釆 以上のテスト結果から分かるように、本発明による含浸
剤除去帯域の使用は、フレオンの使用量及び得られた製
品（膨嵩処理されたタバコ材）中のフレオン残留率を大
幅に減少させ、しかも、従来の方法による場合と同等の
膨嵩を達成する。更に、本発明は、膨嵩塔内におけるフ
レオンの存在率（濃度）を大幅に減少させ、それによっ
てフレオン回収効率を向上させる。このように本発明は
、従来のタバコ材膨嵩処理方法に大きな改良をもたらす
ものである。

以上、本発明を実施例に関連して説明したが、本発明は
、ここに例示した実施例の構造及び形態に限定されるも
のではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱することな
く、いろいろな実施形態が可能であり、いろいろな変更
及び改変を加えることができることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のタバコ材膨嵩方法を実施するのに使
用するためのタバコ材膨嵩装置の一実施例の概略側面図
である。 ６：含浸器（含浸帯域） １２：含浸剤除去帯域 １４：蒸気除去導管 ２０：水洗洗浄器（充填塔） １・　、−′□？Ｎ 代理人の氏名　　倉　内　基　弘　；　−・２．１−４
；：

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）タバコ材の充填容量を増大させるためのタバコ材膨
   嵩方法であって、 第１帯域内においてタバコ材に揮発性含浸剤を含浸させ
   る含浸段階と、 前記含浸タバコ材を第１帯域から引出して迅速に別個の
   第２帯域を通して送り、該第２帯域内において揮発性含
   浸剤を含むガス相を除去する含浸剤除去段階と、 第２帯域からのタバコ材を別個の第３帯域内において熱
   ガスの流れに接触させることによって膨張させる膨張段
   階と、 前記第２帯域で除去された揮発性含浸剤を回収する含浸
   剤回収段階と、 から成るタバコ材膨嵩方法。 ２）前記第２帯域を第１帯域の圧力より低い圧力に維持
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタバ
   コ材膨嵩方法。 ３）前記含浸段階は、第１帯域においてタバコ材とガス
   状含浸材を併流関係をなして通流させることによって行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は２項記載
   の記載のタバコ材膨嵩方法。 ４）前記第１帯域を大気圧より高い圧力に維持すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項又は２項記載の記載
   のタバコ材膨嵩方法。 ５）前記第１帯域を大気圧より低い圧力に維持すること
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載のタバコ材膨嵩
   方法。 ６）前記第２帯域から除去された揮発性含浸剤を含むガ
   ス相を水洗スクラバーを通して水の流れとは向流関係を
   なすようにして通流させる段階を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項又は２項記載の記載のタバコ材膨
   嵩方法。 ７）前記第３帯域内における熱ガス流の一部を分流して
   前記水洗スクラバーを通して通流させる段階を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のタバコ材膨嵩
   方法。 ８）前記第２帯域内におけるタバコ材の滞留時間を約５
   秒未満とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のタバコ材膨嵩方法。 ９）前記第２帯域内におけるタバコ材の滞留時間を約３
   秒未満とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のタバコ材膨嵩方法。 １０）タバコ材に揮発性含浸剤を含浸させるための含浸
   手段と、該含浸手段の下流に配置されており、前記含浸
   タバコ材から含浸剤蒸気を除去するための滞留時間の短
   い別個の蒸気除去手段と、該蒸気除去手段の下流に配置
   されており、前記タバコ材を膨嵩させるために該タバコ
   材を熱ガスの流れに接触させるための膨張手段とから成
   るタバコ材膨嵩装置。 １１）前記蒸気除去手段によって除去された含浸剤蒸気
   を回収するための含浸剤回収手段を備えていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項記載のタバコ材膨嵩装
   置。 １２）前記蒸気除去手段は、前記含浸タバコ材の、該蒸
   気除去手段における滞留時間を約５秒とするように構成
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記
   載のタバコ材膨嵩装置。 １３）前記蒸気除去手段は、その入口端と出口端に圧力
   ロック型送り弁を備えていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１０項記載のタバコ材膨嵩装置。 １４）前記含浸剤回収手段は、前記含浸剤蒸気を水と向
   流関係をなして接触させるための充填塔型水洗スクラバ
   ーから成ることを特徴とする特許請求の範囲第１１項記
   載のタバコ材膨嵩装置。