RO109497B1

RO109497B1 - Procedeu pentru impregnarea si expandarea tutunului

Info

Publication number: RO109497B1
Application number: RO92-0813A
Authority: RO
Inventors: H Cho Kwang; Thomas J Clarke; Joseph M Dobbs; Eugene B Fischer; Jose Mg Nepomuceno; Rawi Prasad
Original assignee: Phillip Morris Products Inc
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1995-03-30
Also published as: FI922814A7; DE69227544T2; AU1832192A; EE03144B1; EG19705A; NO178992C; BG60139A3; ES2125250T3; IL102203A0; BR9202320A; CN1035595C; SG48232A1; FI102032B1; EP0519696A1; HU215567B; HK1011601A1; TR28924A; KR930000046A; CZ187792A3; NO922369L

Description

invenția se releră ia un procedeu pentru impregnarea și expandarea 1ulunului și, în mod particular, la expandarea tutunului, utilizând bioxid de carbon.

Expandarea se tace cu scopul de a mari masa sau volumul tutunului, pentru a compensa pierderea în greutate cauzală cie p r< >ces ui de p re pa ra re a tutunului și dc a Îmbunătăți caracteristicile dc turnat ..ie anumitor componente ale tutunului, cum ar ti. tulpinile de tutun. S-a dorit, dc asemenea, să se mărească capacitatea dc umplere .1 lutunului. astfel încât să tie necesarăocantitate mai mică de tutun pentru a produce un articol de lumat. «.ani ar ii, o țigaretă, care ar avea aceeași consislentă și totuși ar elibera mai puțin gudron și nicotină decât un articol de turnat comparabil confecționat din tutun neexpandat, având o umplutură mai densă de tutun.

Sunt cunoscute o serie de procedee care includ impregnarea tutunului cu un gaz sub presiune și ulteior destinderea presiunii, astfel gazul provocând dilatarea celulelor tutunului, pentru a mări volumul tutunului tratat. Alte procedee includ tratamentul tutunului cu diferite lichide, cum ar fi, apă sau lichide organice sau anorganice relativ volatile, care impregnează tutunul, după care lichidele sunt îndepărtate pentru a expanda tutunul. Alte procedee cunoscute includ tratamentul tutunului cu materiale solide, care, atunci când sunt încălzite, se des compun, producând gaze care servesc pentru a expanda tutunul. Alte procedee includ tratamentul tutunului cu lichide conținând gaze, cum ar fi, apă conținând bioxid de carbon, sub presiune, pentru a încorpora gazul în tutun și atunci când tutunul impregnat este încălzit sau presiunea ambiantă este redusă, tutunul se dilată. Pentru expandarea tutunului au fost imaginate tehnici suplimentare, care implică tratamentul tutunului cu gaze, care reacționează pentru a forma produse chimice de reacție solide în interiorul tutunului, care pot apoi să se descompună prin încălzire, producând gaze în interiorul lutunului. care, când sunt eliberate, determina dilatarea tutunului. Astfel, brevetul SUA 1789435 descrie o metodă și un aparat pentru mărirea volumului tutunului, pentru a compensa pierderea de volum cauzată de prelucrarea frunzei dc tutun. Pentru a atinge acest obiectiv, lut unul prelucrat si condiționat este adus în contact eu un gaz. care poate fi aer, bioxid de carbon sau abur sub presiune și presiunea este apoi eliberată, tutunul tinde să se dilate. Brevetul precizează că volumul tutunului poate fi mărit prin acesl procedeu cu aproximativ 5...15%.

Brevetul SUA 3771533 descrie un tratament al tutunului cu bioxid de carbon și amoniac, cu aceste gaze, tutunul fiind saturat și itt sitii se formează carbamat de amoniu. Apoi, carbamatul de amoniu este descompus prin încălzire, pentru a elibera gaze în interiorul celulelor de tutun și a produce dilatarea tutunului.

Brevetul SUA 4258729 descrie un procedeu pentru mărirea volumului tutunului, în care tutunul este impregnat cu bioxid de carbon gazos în astfel de condiții încât bioxidul de carbon rămâne în mare măsură în stare gazoasă. Este limitată prerăcirea tutunului, înainte de etapa de impregnare sau răcirea patului de tutun, prin mijloace externe pe timpul impregnării, pentru a evita condensarea bioxidului de carbon într-o proporție semnificativă.

Brevetul SUA 4235250 descrie un procedeu pentru mărirea volumului tutunului, în care tutunul este impregnat cu bioxid de carbon gazos în astfel de condiții încât bioxidul de carbon rămâne în mare măsură în stare gazoasă. Pe timpul depresurizării, o parte din bioxidul de carbon este trecut parțial în stare condensată în tutun. Acest brevet arată că entalpia bioxidului de carbon este controlată în așa manieră încât să fie minimalizată condensarea bioxidului de carbon.

Cererea de Brevet SUA Re.32013 descrie un procedeu §i o instalație pentru

mărirea volumului tutunului, în care tutunul este impregnat cu bioxid de carbon lichid, transformând bioxidul de carbon lichid în bioxid de carbon solid in situ și apoi provocând evaporarea bioxidului 5 de carbon solid și expandarea tutunului Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în stabilirea și controlul parametrilor de procedeu, respectiv cantității de bioxid de carbon care conden- 10 sează pe tutun, o presiune a temperaturii de lucru astfel încât să se obțină tutun cu densitate mai scăzută și volum crescut, deci să se realizeze o expandare îmbunătățită. 15

Procedeul de impregnare și expantajele procedeelor de expandare a tutunului cunoscute din stadiul tehnicii, prin aceea că cuprinde următoarele etape: 20

a) contactarea tutunului cu bioxid de carbon gazos la o presiune de aproximativ 2758 kPa și 7287 kPa și la o temperatură astfel aleasa încât bioxidul de carbon să fie la condițiile de saturare sau aproape 25 de acestea;

b) menținerea tutunului în contact cu bioxidul de carbon gazos o perioadă de timp suficientă pentru a impregna tutunul cu bioxid de carbon, de preferință 30 L..300 s;

c) eliberarea presiunii, de preferință pe un interval de timp aproximativ 1...300 s;

d) supunerea tutunului unei operații 35 de expandate, într-o incintă menținută la o temperatură de aproximativ 149... 427°C o perioadă de timp de aproximativ 0,1...5 s și

e) înainte de etapa (a), îndepărtarea 40 din tutun a unei cantități suficiente de căldură, pentru a produce condensarea unei cantități controlate de bioxid de carbon pe tutun, astfel ca tutunul se va răci la o temperatură de aproximativ 45 -37,4...- 6,7°C, după eliberarea presiunii în etapa (c); și eventual

f) menținerea tutunului impregnat între etapele (c) și (d) într-o atmosferă cu punct de rouă care să fie mai mare 50 decât temperatura tutunului după eliberarea presiunii.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- realizează un procedeu de expandare îmbunătățită a tutunului;

- tutunul impregnat conform prezentei invenții poate fi expandat utilizând mai puțină energie, de exemplu, se poate utiliza o temperatură semnificativ mai scăzută a curentului de gaz la un timp de ședere comparabil, decât pentru tutunul impregnat în condiții în care se utilizează bioxid de caibon lichid;

- oferă un control sporit al componentelor chimice și de aromă, de exemplu, a zaharurilor reducătoare și a alcaloizilor în produsul de tutun final, lăsând destinderea să se desfășoare de-a lungul unui domeniu de temperatură mai mare decât se practica în trecut;

- expandarea tutunului utilizează un agent de expansiune ușor accesibil, relativ necostisitor, necombustibil și netoxic.

Se dau în continuare trei exemple concrete de realizare a invenției, în legătură cu fig 1...13, care reprezintă:

- fig.1 este o diagramă standard a entropiei, funcție de temperatură, pentru bioxid de carbon;

- fig.2 este o diagramă bloc simplificată a unui procedeu pentru expandarea tutunului, încorporând unul dintre aspectele prezentei invenții;

- fig.3 este o reprezentare grafică a procentului de bioxid de carbon, în greutate, degajat din tutun impregnat la

1723,5 kPa și -18°C, în funcție de timpul de postimpregnare pentru tutun, cu un conținut de OV de aproximativ 12%, 14%, 16,2% și 20%;

- fig.4 este o reprezentare grafică a procentului de bioxid de carbon în greutate, reținut în tutun tn funcție de timpul de postdepresurizare pentru trei tutunuri cu OV-uri diferite;

- figS este o reprezentare grafică a echilibrului OV al tutunului, funcție de timpul de reținere, Înainte de dilatare, pentru tutun, cu un conținut de OV de aproximativ 12% și aproximativ 21%;

- fig. 6 este o reprezentare grafică a volumului specific al tutunului expandafi funcție de timpul de reținere, înainte de dilatare, pentru tutun, cu un conținut de OV de aproximativ 12% și aproximativ 21%;

- fig.7 este o reprezentare grafica a echilibrului CV al tutunului expandat, în funcție de ieșirea conținutului de OV din tumul de expansiune;

- fig.8 este o reprezentare grafica a procentului micșorării în tutun a zaharurilor reduse, în funcție de ieșirea conținutului de OV din tumul de expansiune;

- fig.9 este o reprezentare grafica a procentului reducerii în tutun a alcaloizilor, în funcție de ieșirea conținutului de OV din tumul de expansiune;

- fig. 10 este o diagramă schematică a unui vas de impregnare, prezentând temperatura tutunului la diferite puncte de la un capăt la altul al patului de tutun, după depresurizare;

- fig· 11 este o reprezentare grafică a volumului specific al tutunului expandat, în funcție de timpul de reținere, după impregnarea înainte de dilatare;

- fig. 12 este o reprezentare grafică a echilibrului CV al tutunului expandat, în funcție de timpul de reținere, după impregnarea înainte de dilatare;

- fig. 13 este o reprezentare grafică a temperaturii tutunului, funcție de OV a tutunului, arătând valoarea prerăcirii necesare pentru a realiza stabilitatea adecvată, de exemplu, aproximativ 1 h reținere după depresurizare înainte de dilatare, pentru tutun impregnat la 5515 kPa.

Exemplul L Produsul de tutun expandat, de densitate substanțial redusă și putere de umplere crescută, obținut prin impregnarea tutunului sub presiune cu bioxid de carbon gazos saturat și o cantitate controlata de bioxid de carbon lichid, este produs destinzând rapid presiunea și apoi provocând expandarea tutunului, Expandarea poate fî realizată supunând tutunul impregnat încălzirii, energiei radiante sau condițiilor similare generatoare de energie, care vor provoca degajarea rapidă a bioxidului de carbon impregnant

Pentru a conduce procedeul, se poate trata fie întreaga frunza de tutun prelucrat sau tutun sub formă tăiata sau mărunțită, fie părți selectate de tutun, cum ar fi, tulpini de tutun sau posibil chiar tutun reconstituit în forma mărunțită, tutunul de impregnat are, preferabil, o dimensiune a particulei de la aproximativ 6... 100 mesh, preferabil tutunul are o dimensiune a particulei nu mai mică de 30 mesh.

în cele ce urmează, % din umiditate poate fi considerata echivalent conținutului de volatile la cuptor (OV), întrucât nu mai mult de aproximativ 0,9% din greutatea tutunului este reprezentat de alte substanțe volatile decât apa. Determinarea volatilelor la cuptor este o simplă măsurare a pierderii în greutate a tutunului, după expunere timp de 3 h intr-un cuptor cu circulație de aer controlată la 100°C. Pierderea în greutate, sub formă de procentaj față de greutatea inițială, este conținutul de volatile la cuptor.

Termenul volum la cilindru este o unitate pentru măsurarea gradului de dilatare a tutunului. Valorile folosite, în legătura cu acest termen, sunt determinate după cum urmează:

Volumul la cilindru (CV):

Tutunul de umplutura, cântărind 20 g, atunci când este neexpandat, sau 10 g dacă este expandat, este presat într-un cilindru Densimetru cu diametrul de 6 cm, Model nr.DD-60, produs de Heinr. Boigwaldt Company, Heinr. Borgwaldt GmbH, Schnackenburgallee No. 15 Postfack 540702, 2000 Hamburg 54 West Germany. Pe tutunul din cilindru este plasat, pentru 30 s, un piston de 2 kg cu diametrul de 5,6 cm. Volumul tutunului comprimat este citit și divizat la greutatea probei de tutun, pentru a da volumul la cilindru măsurat în cc/g. Testul determină volumul aparent al unei umpluturi date de tutun. Volumul rezultat al um109497 piui urii este raportat ca volum la cilindru. Acest test este condus în condiții ambientale standard, la 24'‘C și 60% RH. In mod convențional, cu excepția cazului în care se precizează altfel, proba este precondilionată în acest mediu timp de

24.. .4.8 h.

Vokmml specific (SV):

fermenul volum specific este o unitate dc măsurare a volumului și a adevăratei densități a obiectelor solide, ue exemplu, tutun, utilizând principiile fundamentale ale levii cazului ideal. Voiuinui specific este determinat luând inversul densiiălii și esie exprimai ca cc/g”. Intr-o celula dintr-un Quantachroăie reiila-lAcuumelei este plasata o probă cântărită de tutun, fie “asa cum este’’ uscată la 100°C (timp de 3 h). fie echilibrată. Celula este apoi pupată și presurizată cu heliu. Volumul de heliu dislocuit de tutun este comparat cu volumul de heliu necesar pentru a umple o celulă fără probe și volumul de tutun este determinat pe baza principiului lui Archimede. Așa cum s-a folosit în această descriere, cu excepția cazului în care se specifică contrariul, volumul speciile se determină utilizând aceeași probă de tutun utilizată pentru a determina OV, adică tutun uscat după expunere timp de 3 h într-un cuptor cu circulație de aer. menținut la 100°C.

In general, tutunul de tratat are un conținut în OV de cel puțin aproximativ

12.. .21%, deși poate fi impregnat și tutun având un conținut de OV mai înalt sau mai scăzut. De preferință, tutunul de tratat arc un conținut în OV de aproximativ 13...15%. Sub aproximativ 12%, tutunul este sfărâmat cu ușurință, ducând la obținerea unei mari cantități de tutun fin. Peste aproximativ 21% OV, sunt necesare cantități excesive de prerăcire, pentru a realiza stabilitate acceptabilă și se cere o temperatură de postabsorbție foarte scăzută (ducând la obținerea unui tutun sfărâmicios care se fărâmițează cu ușurință).

Tutunul de expandat este plasat într un vas de presiune, astlei încât să poată fi contactat convenabil de bioxid de carbon. De exemplu, poate fi utilizată ca suport pentru tutunuri din vas o centură sau o platformă, cu ochiuri, din sârmă.

Pentru un procedeu de impregnare în șarjă, vasul de presiune conținând tutunul este purjat, de preferință, cu bioxid de carbon gazos. operația de purjare luând în general 1...4 min. Etapa de purjare poale fi eliminată, fără detriment pentru produsul final. Avantajul purjării constă in îndepărtarea gazelor care ar putea împiedica recuperarea bioxidului de carbon și îndepărtarea gazelor străine care ar putea împiedica penetrarea deplină a bioxidului de carbon.

Bioxidul de carbon gazos, care este folosit în procedeul din această invenție, se obține în general dintr-un rezervor de aprovizionare în care este păstrat în formă lichidă, saturată la o presiune de la 2758 la 7239 kPa. Rezervorul de aprovizionare poate fi alimentat cu bioxid de carbon gazos recomprimat, degajat din vasul de presiune. Bioxid de carbon suplimentar poate fi obținut dintr-un vas de stocare în care este menținut în formă lichidă, în general la o presiune de aproximativ 1482...2103 kPa și o temperatură de aproximativ -28,9„.-17,8°C. Bioxidul de carbon lichid din vasul de stocare poate fi amestecat cu bioxid de carbon recomprimat și stocat în tancul de alimentare. La alegere, bioxidul de carbon lichid din vasul de stocare poate fi preîncălzit, de exemplu, prin intermediul unor cabluri de încălzire corespunzătoare, plasate de-a lungul liniei de alimentare, la o temperatură de aproximativ -17,8... 29°C, o presiune de aproximativ 2068... 6894 kPa, înainte de a fi introdus în vasul de presiune. După ce bioxidul de carbon este introdus în vasul de presiune, interiorul vasului, incluzând tutunul de tratat, vor fi, în general, la o temperatură de aproximativ -28,9 ...26,7°C și o presiune suficientă pentru a menține bioxidul de carbon gazos sau, în principal. într-o stare sal urată.

Stabilitatea tutunului, adică durata timpului în care tutunul impregnat poate li stocat după depresurizare, înainte de treapta de expansiune finală și să fie 5 încă expandat satisfăcător. depinde de conținutul inițial în OV al tutunului, adică, dc conținutul de OV dc prcimpregnare. și de temperatura tutunului după depresurizarea vasului de presiune. 10 Tutunul cu un conținui deOV inițial mai înalt necesita o temperai ură a tutunului după depresurizare mai ioasă decât tutunul cu un conținui de OV inițial mai scăzut, pentru a atinge același grad de 15 slabi I i tale.

Efectul conținutului iu OV asupra slabilităt ii tutunului impregna teu bioxid de carbon la 1723.5 kPa și -18°C a fosl determinat plasând o probă cântărită de 20 tutun blond, de obicei aproximativ 60 g până la aproximativ J0 g, într-un vas de presiune de 300 cm . Vasul a fost apoi imersat într-o baie de control al temperaturii fixată la -18^CC. După ce atinge 25 echilibrul termic cu baia, vasul este purjai cu bioxid de carbon gazos. Vasul este apoi presurizat Ia aproximativ 1723,5 kPa. Faza impregnării gazoase este asigurată menținând presiunea bioxidului de car- 30 bon cu cel puțin 1379...2068 kPa sub presiunea de saturare a bioxidului de carbon la -18°C. După ce tutunul a fost lăsat să se inhibe la presiune timp de aproximativ 15...60 min. vasul de presiune 35 a fost adus rapid la presiunea atmosferică în aproximativ 3...4 s. prin depresurizare la atmosfera. Supapa de depresurizare a fost imediat închisă și tutunul a rămas în vasul de presiune imersat în baia de 40 control al temperaturii la - 18°C, timp de aproximativ 1 h. După aproximativ 1 h, temperatura vasului a fost ridicată la aproximativ 25°C pe o perioadă de aproximativ două ore, pentru a elibera bioxidul 45 de carbon rămas în tutun. Presiunea și temperatura vasului au fost monitorizate continuu, utilizând un computer compatibil IBM cu 4 programe de achiziție a datelor, versiune LABTECH de la La- 50 boratoriesTechnologies Corp. Cantitatea de bioxid de carbon degajat de tutun, pe o perioadă de timp la o temperatură constantă, poate fi calculata pe baza presiunii vasului pe o perioadă de timp.

Fig.3 compară stabilitatea tutunului blond cu aproximativ 12, 14, 16.2 și 20% OV, impregnat cu bioxid de carbon la

1723,5 kPa la - 18°C, așa cum s-a descris mai sus. Tutunul cu un conținut de OV de aproximativ 20% a pierdut aproximativ 7I% din bioxidul de carbon acumulat, după 15 la -18°C. pe când tutunul cu un conținut de OV de aproximativ 12% a pierdut numai 25% din bioxidul său de carbon acumulat, după 60 min. Cantitatea totală de bioxid de carbon degajată după creșterea temperaturii vasului la 25°C este o indicație a cantității totale de bioxid de carbon absorbit. Aceste date indică că, pentru impregnări la presiuni și temperaturi comparabile, în timp ce conținutul în OV al tutunului crește, stabilitatea tutunului descrește.

Pentru a atinge o stabilitate suficientă a tutunului, este preferabil ca temperatura tutunului să fie aproximativ - 17,8... -12,2°C după depresurizarea vasului de presiune atunci când tutunul de expandat are un conținut de OV inițial de aproximativ 15%. Tutunul cu un conținut inițial de OV mai mare de aproximativ 15% trebuie să aibă o temperatură de postdepresurizare mai mică de -17,8...-12,2°C și tutunul cu un conținut inițial de OV mai mic de 15% poate fi menținut la o temperatură mai mare de aproximativ -17,8...-12,2°C, pentru a atinge un grad de stabilitate comparabil. De exemplu, fig.4 ilustrează efectul temperaturii tutunului la postdepresurizare asupra stabilității tutunului la diferite conținuturi de OV. Fig.4 arată că tutunul cu un conținut de OV mai înalt, aproximativ 21%, necesită o temperatură de postdepresurizare mai scăzută, aproximativ -37,4°C, pentru a atinge un nivel al reținerii de bioxid de carbon similar pe o perioadă de timp, prin comparație cu un tutun cu un conținut în OV mai scăzut, aproximativ

12%, cu o temperatură de postdepresurizare de aproximativ -17,8...-12,2°C. Fig.5 și, respectiv, 6, prezintă efectul conținutului de OV în tutun și a temperaturii de postdepresurizare asupra CV 5 echilibrat și a volumului specific al tutunului expandat după menținerea la temperatura sa indicată de postdepresurizare pe perioada de timp indicată.

Fig.4, 5 și 6 se bazează pe datele 10 experimentelor 49, 54 și 65. In fiecare din aceste experimente, tutunul blond a fost plasat într-un vas de presiune, cu un volum total de 96,3 dm , din care 68 dm³era ocupat de tutun. în experimentele 54 15 și 65, în vasul de presiune au fost plasate aproximativ 9,97 kg tutun cu 20% OV. Acest tutun a fost prerâcit, lăsând să treacă prin vas un curent de bioxid de carbon de 2902...1055 kPa, pentru expe- 20 rimentele 54 la 65, respectiv, timp de aproximativ 4 la 5 min, înainte de presurizare la aproximativ 5515 kPa cu bioxid de carbon gazos.

Presiunea de impregnare, raportul 25 de masă a bioxidului de carbon la tutun și capacitatea de încălzire a tutunului pot fi manipulate de așa manieră încât, în circumstanțe specifice, valoarea răcirii cerute din evaporarea bioxidului de carbon să fie mai mică, comparativ cu răcirea prevăzută prin dilatarea bioxidului de carbon gazos la depresurizare.

în fiecare din experimentele 49, 54 și 65, după atingerea presiunii de impregnare de aproximativ 5515 kPa, presiunea sistemului a fsot menținută la aproximativ 5515 kPa, timp de aproximativ 5 min înainte ca vasul să fie depresurizat rapid la presiunea atmosferică în aproximativ 90 s. Masa de bioxid de carbon condensat pentru 1 kg tutun pe timpul presurizării, după răcire, a fost calculată pentru experimentele 54 și 65 și este raportată mai jos. Tutunul impregnata fost menținut la temperatura sa de postdepresurizare în atmosferă uscată până la expandarea într-un turn de dilatare cu diametrul de 70,2 mm, prin contact cu abur la temperatura indicată și la o viteză de aproximativ 44,15 m/s, pentru mai puțin de aproximativ 5 s.

Tabelul 1

Experiment	49	54	65
Alimentare OV %	12,6	20,5	20,4
Tutun greutate (kg) Presiunea curentului de trecere a	5,88	9,8	9,25
CO2 la răcire (psig)	fără	421	153
Presiunea de impregnare (kPa)	5515	5515	5322
Temperatura de prerăcire ^C)	N/A	12,2	-28,9
Temperatura postdepresurizare (°C) Temperatura gazului în turnul de	(-17,8.^12,2)	(-12,2...28,9)	-31,4
dilatare (°C)	246	301	301
CV echivalent (cc/g)	10,4	8^	10,0
SV (cc/g)	3,1	1,8	2,5
CO2 condensat calculat (kg/kg tutun)	neglijabil	0,19	0,58

Gradul de stabilitate cerut pentru tutun și, de aici, temperatura de postdepresurizare dorită, este dependent de mulți factori, incluzând durata timpului de după depresurizare și înainte de dilatarea tutunului. Prin urmare, alegerea unei temperaturi dorite de postdepresu30 rizaie trebuie făcută ținând cont de gradul de stabilitate cerut

Temperatura dorită de postdepresurizare a tutunului, poate fi obținută prin orice mijloace adecvate, indusiv prin prerădrea tutunului înainte de introducere în vasul de presiune, răcirea in situ cere în vasul de presiune, răcirea in situ a tutunului în vasul de presiune prin purjare cu bioxid de carbon rece sau alte mijloace adecvate, sau răcire sub vid in 5/f«, sporită cu ajutorul unui flux continuu de bioxid de carbon gazos. Răcirea sub vid are avantajul reducerii conținutului de OVa tutunului, fără degradare fermieri a tutunului. Răcirea în vid îndepărtează, de asemenea, gazele necondensabile din as. .isife! ducând la eliminarea etapei de purjare. Răcnea sub vid poale li utilizată eficace și practic pentru a reduce temperatura tutunului de nu mai puțin de aproximativ - I C. Se preferă ca tutunul să fie răcit in situ în vasul de presiune.

Valoarea prerăcirii sau răcirii in situ. cerute pentru a realiza temperatura dorită de postdepresurizare a tutunului, depinde de valoarea răcirii rezultate prin expansiunea bioxidului de carbon în timpul depresurizării. Valoarea răcirii tutunului datorată expansiunii bioxidului de carbon este o funcție a raportului masei bioxidului de carbon la masa tutunului, a capacității de încălzire a tutunului, a presiunii finale de impregnare și a temperaturii sistemului. Prin urmare, pentru o impregnare dată, atunci când tutunul alimentat și presiunea, temperatura și volumul sistemului sunt fixate, controlul temperaturii finale de postdepresurizare a tutunului poate fi realizat controlând cantitatea de bioxid de carbon admisă să condenseze pe tutun.

Valoarea răcirii tutunului datorită evaporării bioxidului de carbon condensat din tutun este o funcție a raportului masei de bioxid de carbon condensate la masa de tutun, a capacității de încălzire a tutunului și a temperaturii sau presiunii sistemului.

Stabilitatea cerută a tutunului este determinată prin reprezentarea specifică a procedeelor de impregnare și dilatare utilizate. Fig. 13 ilustrează temperatura de postdepresurizare a tutunului, cerută pentru a realiza stabilitatea dorită a tutunului ca o funcție a OV pentru proiectarea unui procedeu particular. Zona umbrită 200 de jos ilustrează valoarea răcirii la care contribuie expansiunea bioxidului de carbon gazos și zona 250 superioară ilustrează valoarea răcirii suplimentare cerule de evaporarea bioxidului de carbon lichid ca funcție a OV a tutunului, pentru a realiza stabilitatea cerulă. Penlru acest exemplu, o stabililate adecvată a tutunului este realizată atunci când temperatura este la sau sub temperatura arătată de linia de stabilitate. Variabilele procedeului care determină temperatura de postdepresurizare a tutunului includ variabilele discutate mai înainte și alte variabile incluzând, dar fără a se limita la acestea, temperatura vasului, masa vasului, volumul vasului. configurația vasului, geometria fluxului, orientarea echipamentului, raportul de transfer al căldurii la pereții vasului și timpul indicat de retenție între impregnare și expansiune a procedeului.

Pentru procedeul cu 5515 kPa, ilustrat în fig. 13, cu un timp de ședere postdepresurizare de 1 h, nu este necesară prerăcirea pentru tutunul de 12% OV pentru a atinge stabilitatea cerută, pe când tabacul de 21% OV necesită o prerăcire suficientă pentru a atinge o temperatură de -37,4°C la postdepresurizare.

Temperatura dorită, de postdepresurizare a tutunului din prezenta invenție, de aproximativ -37,4 la aproximativ 6,7°C, este semnificativ mai înaltă decât temperatura de postdepresurizare, de aproximativ -79°C, când este utilizat bioxidul de carbon lichid ca impregnant Această temperatură mai înaltă de postdepresurizare a tutunului și OV mai scăzut al tutunului permite ca treapta de dilatare să fie condusă la o temperatură semnificativ mai scăzută, ducând la obținerea unui tutun expandat cu mai puțină încălzire și mai puțină pierdere de aromă. în plus, este cerută mai puțină energie pentru a expanda tutunul. Mai mult, deoarece se formează puțin, dacă nu deloc, bioxid de carbon solid, este simplificată manipularea tutunului impregnat. Spre deosebire de tutunul impregnat numai cu bioxid de carbon lichid, tutunul impregnat conform prezentei 5 invenții nu tinde să formeze algomerări care trebuie sfărâmate mecanic. Astfel, este obținută o productivitate în tutun utilizabil mai mare, datorită faptului că este eliminată treapta dc sfărâmare a 10 aglomerărilor, care duce la particule fine de tutun prea mici pentru utilizare în țigări.

în plus, tutunul de aproximativ 21%

OV la aproximativ - 37.4%'. până la 15 tutunul de aproximativ 12% OV la aproximativ -6,7' C, spre deosebire de orice tutun cu alt OV la aproximativ -79°C, nu este sfărâmicios și, prin urmare, este manipulat cu minimum de degradare. 20 Această proprietate duce la obținerea unei productivități mărite a tutunului utilizabil deoarece este sfărâmat mecanic mai puțin tutun în cursul manipulării normale, în timpul descărcării vasului 25 de presiune sau al transferului din vasul de presiune în zona de expansiune.

Schimbările chimice din timpul dilatării tutunului impregnat, de exemplu, pierderea de zaharuri reducatoare și 30 de alcaloizi, ca urmare a încălzirii, pot fi reduse prin creșterea degajării de OV din tutun, adică, a conținutului în OV a tutunului imediat după dilatare, până la aproximativ 6% OV sau mai mult. Acest lucru poate fi realizat prin reducerea temperaturii treptei de dilatare. în mod normal, o creștere a degajării de OV din tutun este cuplată cu o descreștere a valorii dilatării realizate. Descreșterea valorii dilatării este strâns legată de conținutul, de început. în OV alimentat al tutunului. întrucât OV-urile de alimentarea tutunului stiiii reduce la aproximaliv 13'7. se abscrvă o reducere minimă a gradului dc dilatare, chiar la un conținut în umiditate a tutunului de aproximativ 6% sau mai mult, degajându- se prin dispozitivul de expansiune. Prin urmare, dacă OV de alimentare și temperatura de expansiune sunt reduse, se poate atinge o expansiune surprinzător de bună. în timp ce schimbările chimice sunt minimalizate. Acest lucru este arătat în fig.7. 8 și 9.

Fig.7. 8 și 9 sunt bazate pe datele din experimentele 2241 și 2242 și 2244 până la 2254. Aceste date sunt tabelate în tabelul 2. în fiecare din aceste experimente, se plasează într-un vas de presiune, similar vasului descris în experimentul anterior, o cantitate măsurată de tutun blond.

Tabelul 2

Experiment nr.	2241	2242	2244 + 46 (al 3-lea)	2245 (al 2-lea)
Tutun greutate (kg)	43,5	43,5	141,5	141,5
CO2 condensat (kg/kg) (calculat)	Nu se aplică	Nu se aplică	0,36	0,36
Temp. Turn (°C)	329.5	357	260	288
Alimentat: ca OV	18,8	18,9	17,0	17,2
OV echiv.	12,2	12,1	12,2	12,1
OV echiv. (cc/g)	4,5	4,6	4,8	4,9
SV (cc/g)	0,8	0,9	0,8	0,8
Turn: ca OV	2,5	2,2	4,6	3,3
OV echiv.	11,5	11,2	11,9	11,8
CV echiv. (cc/g)	9,5	10,8	7,1	8,2
SV (cc/g)	3,0	3,1	1,8	2,3
Alimentat:
Alcaloizi *	2,71	2,71	2,71	2,71

* Greutate %, pe bază de greutate uscat

Tabelul 2 (continuare)

18

Experiment nr.	2241	2242	2244 + 46 (al 3-lea)	2245 (la 2-lea)
Zaharuri reducătoare *	13,6	13,6	13,6	13,6
Ieșire turn:
- Alcaloizi *	2,12	1,94	2,47	2,42
- Reducere	21,8	28,4	8,9	10,7
Zaharuri reducătoare *	11,9	10,6	13,3	13,3
- Reducere	12,5	22,0	2,2	2,2

* Greutate %, pe bază de greutate uscat

Tabelul 2 (continuare)

Experiment nr.	2246 (primul)	2247 + 48 (primul)	2248 (al 2-lea)	2249 + 50 (primul)
Tutun greutate (kg)	141,5	104,5	104,5	104,5
CO2 condensat Ocg/kg) (calculat)	0,36	0,29	0,29	0,29
Temp. Turn (°C)	315,5	204	232	260
Alimentat: ca OV	17,5	14,30	14,2	15,2
OV echiv.	12,0	11,6	11,8	113
OV echiv. (cc/g)	4,9	5,2	5,3	5,3
SV (cc/g)	0,8	0,8	0,8	0,8
Turn: ca OV	3,1	6,1	4,6	4,4
. OV echiv.	11,6	12,0	11,6	113
OV echiv. (cc/g)	9,5	7,4	8,7	9,4
SV (cc/g)	2,8	X2	2,6	2,9
Alimentat:
Alcaloizi *	2,71	2,71	2,71	2,71
Zaharuri reducătoare *	13,6	13,6	13,6	13,6
Ieșire turn:
- Alcaloizi *	2,12	2,61	2,49	2,36
- Reducere	21,8	3,7	8,1	12,9
Zaharuri reducătoare *	11,2	13,6	13,6	13,2
- %Reduceje	1¾.....	0	0	â2

* Greutate %, pe bază de greutate uscat

Tabelul 2 (continuare)

Experiment nr.	2250	2251	2252	2253+54	2254
(al 2-lea)	(primul)	(al 2-lea)	(primul)	(la 2-lea)
Tutun greutate (kg)	104,5	913	913	91,5	913
CO2 condensat (kg/kg)(calculat)	0,29	0,25	0,25	0,25	0,25
Temp. Turn^C)	288	1903	218	246	274
Alimentat: ca OV	15,0	12,9	ιχο	1X8	1X9
OV echiv.	11,9	1X0	113	11,8	1X0
OV echiv. (cc/g)	53	5,4	5,4	5,3	5,4
SV (cc/g)	0,8	0,8	0,8	03	0,8
Turn: ca OV OV echiv.	2,8 11,4		5.0 1X1	3,60 113	X9 11,7
CV echiv. (cc/g)	9,4	83	8,9	W	9,1
svfcaa	3.0	16	2»		3.2

Tabelul 2 (continuare)

Experiment nr.	2250 (a! 2-lea)	2251 (primul)	2252 (al 2-lea)	2253+54 (primul)	2254 (la 2-lea)
Alimentat: - Alcaloizi *	2.71	2.71	o ⁷1	2.71	9 71
Zaharuri reducătoare *	13.6	13.6	13.6	13.6	13,6
Ieșire turn: - .Alcaloizi *	2.26	2.54	O	2.39	2,28
% Reducere	16.6	6.3	6.6	11.8	15,9
j Zaharuri reducătoare ²	ΙΛ-	13.6	13.5	13, i	12.9
I ^C/r Reducere	2.M	0		-Λ - /	5.1

' < ireutnie 'F. pe bază de greutate uscat

Pentru a impregna tutunul î n experimentele 2241 și 2242 s-a utilizat bioxid de carbon lichid la 2964 kPa. Tutunul a fost lăsat să se inhibe în bioxidul de carbon lichid timp de aproximativ 60 s 5 înainte să fie drenat excesul de bioxid de carbon licliid. Vasul a fost depresurizat rapid la presiunea atmosferică, formând bioxid de carbon solid in situ. Apoi, tutunul impregnat a fost îndepărtat din vas și 10 orice aglomerare s-ar fi putut forma a fost sfărâmată. Tutunul a fost apoi expandat într-un turn de expansiune de

203,2 mm, prin contactare cu un amestec de 75% abur/aer la temperatura indicată 15 și la o viteză de aproximativ 25,9 m/s, pentru mai puțin de aproximativ 4 s.

A fost măsurat conținutul în alcaloizi al nicotinei și în zaharuri reduse înainte și după dilatare, utilizând un sistem de 20 analiză în flux continuu Bran Luebbe (înainte denumit Technicon). Pentru a extrage alcaloizii de nicotină și zaharurile reducătoare din tutun, se utilizează o soluție apoasă de acid acetic. Extractul 25 este supus mai întâi dializei, care îndepărtează interferențele majore ale ambelor determinări. Zaharurile reducătoare sunt determinate prin reacția lor cu hidrazida acidului p-hidroxibenzoic în 30 mediu bazic la 85°C, pentru a forma o colorație. Alcaloizii nicotinici sunt determinați prin reacția lor cu clor cian, în prezență de amină aromatică. O descreștere în conținutul de alcaloizi sau 35 de zaharuri reducătoare. al tutunului, este un indice a pierderii sau schimbării în componente chimice și aromatice a tutunului.

Experimentele 2244 până la 2254 au fost impregnate cu bioxid de carbon gazos la 5515 kPa, conform metodei descrise. Pentru a studia efectul temperaturii de dilatare, a fost expandat tutun dintr-o singură impregnare la temperaturi diferite, de exemplu, 147,5 kPa. Pachete de tutun au fost impregnate și apoi trei probe luate după aproximativ o oră, au fost testate și expandate la 260, 288 și 315,5°C, reprezentând experimentele 2244, 2245 și respectiv 2246. Pentru a studia efectul conținutului în OV, au fost impregnate pachete de tutun cu conținuturi în OV de aproximativ 13, 15, 17 și 19%. Notația primului, al doilea sau al treilea, după numărul experimentului, indică ordinea în care tutunul se expandează dintr-o impregnare specială.

Tutunul impregnat se expandează într-un turn de expandare de 203,2 mm prin contact cu un amestec de 75% abur/aer la temperatura indicată și la o viteză de aproximativ 25,9 m/s, pentru mai puțin de aproximativ 4 s. Conținutul de alcaloizi și zaharuri reducătoare al tutunului s-a măsurat în același mod ca mai sus.

Referitor la fig.2, tutunul de tratat este introdus în uscătorul 10, unde este uscat de la aproximativ 19...28% umiditate (în greutate) la aproximativ 12—21% umiditate (în greutate), preferabil la aproximativ 13...15% umiditate (în greutate). Uscarea poate fi realizată prin orice mijloc adecvat. Acest tutun poate fi depozitat în masă într-un siloz pentru impregnare și dilatare ulterioară sau poate fi alimentat direct în vasul de presiune 30. după ajustarea adecvată a temperai urii.

Eventual, o cantitate măsurată de tutun uscat esîe măsurată cu un cântar cu bandă și este alimentat printr-un transportor cu bandă în unitatea 20 dc răcirea tutunului pentru tratament înainte de impregnare. Tutunul este răcit în interiorul unității 20 de răcire prin oricare dintre mijloacele convenționale, incluzând refrigerarea, până la mai puțin de -6,7°C. preferabil la mai puțin de aproximativ -17.8°C. înainte de a fi alimentat în vasul de presiune 30.

Tutunul răcit este alimentat în vasul de presiune 30 prin orificiul 31 de acces al tutunului, unde este depozitat Vasul de presiune 30 este apoi purjat cu bioxid de carbon gazos, pentru a îndepărta din vasul 30 urmele de aer sau alte gaze care nu condensează. Este de dorit ca puijarea să fie condusă în așa manieră încât să nu ridice semnificativ temperatura tutunului în vasul 30. De preferință, efluentul acestei trepte de purjare este tratat în orice mod adecvat pentru a recupera bioxidul de carbon pentru reutilizare sau poate fi eliberat în atmosferă prin linia 34.

După treapta de puijare, se introduce bioxid de carbon gazos în vasul de presiune 30 din tancul de alimentare 50, unde este menținut la aproximativ 2758 până la 7287 kPa. Când presiunea internă a vasului 30 atinge aproximativ 2068...3447 kPa, este deschis orificiul 32 de ieșire a bioxidului de carbon și bioxidul de carbon este lăsat să treacă prin patul de tutun, răcind tutunul până la o temperatură în mare măsură uniformă, în timp ce presiunea vasului 30 este menținută la aproximativ 2068—3447 kPa. După ce se atinge în mare măsură o temperatură uniforma, orificiul de ieșire a bioxidului de carbon 32 este închis și presiunea vasului 30este ridicată de la aproximativ 4826 la aproximativ 6894 kPa. preferabil aproximativ 5515 kPa. prin adăugarea de bioxid de carbon gazos. Apoi, se închide orificiul 33 de admisie a bioxidului de carbon. In acest moment, temperatura patului de tutun este aproximativ la temperatura de saturație a bioxidului dc carbon. în timp ce se pot utiliza presiuni economice de 7239 kPa și o presiune egală presiunii critice a bioxidului dc carbon. 7287 kPa ar fi acceptabilă, nu există nici o limită superioară cunoscută din domeniul presiunii de impregnare fețele, alte decât cea impusă în posibilitățile echipamentului accesibil și de efectele bioxidului de carbon supercritic, asupra tutunului.

în timpul presurizării vasului de presiune, se preferă să fie urmată calea termodinamică, care permite ca pe tutun să condenseze o cantitate controlată de bioxid de carbon gazos. Fig.l este o diagramă standard pentru temperatură (°F) - entropie (BtuÂb°F) pentru bioxid de carbon cu liniile I-V desenate pentru a ilustra o cale termodinamică în acord cu prezenta invenție.

De exemplu, într-un vas de presiune la aproximativ 18,3°C este plasat tutun (la I) și presiunea vasului este ridicată la 2068 kPa (așa cum este arătat de linia

I-II). Vasul este apoi răcit la aproximativ -17,8°C, prin trecerea unui curent de răcire de bioxid de carbon la aproximativ 2068 kPa (așa cum este arătat de linia Π-ΙΙΙ).

în vas se introduce bioxid de carbon suplimentar, ridicând presiunea la aproximativ 5515 kPa și temperatura la aproximativ 19,4°C. Totuși, datorită faptului că temperatura tutunului este sub temperatura de saturație a bioxidului de carbon gazos, din nefericire, o cantitate de bioxid de carbon va condensa pe tutun (așa cum este arătat de linia III-IV). După menținerea sistemului la aproxi109497 mativ 5514 kPa pentru perioada de timp dorită, vasul este depresurizat rapid la presiunea atmosferică, ducând la obținerea unei lemperaturi de postdepresurizare de aproximativ -20.6 până la aproximativ -23.3''C (așa cum este arătat de lima III-1V).

Răcirea tutunului in si tu la aproximativ -12,2°C înainte de presurizare va permite. în general, ca o cantitate din bioxidul de carbon saturai să condenseze. Condensarea. în general, duce la o distribuire în mare măsură uniformă a bioxidului de carbon de la un capăt la altul al patului de tutun. Evaporarea acestui bioxid de carbon lichid în timpul treptei de depresurizare ajută răcirea în mod uniform a tutunului. O temperatură postimpregnare uniformă a tutunului duce la obținerea unui tutun expandat mai uniform.

Această temperatură uniformă a tutunului este ilustrată în fig. 10. care este o diagramă schematică a vasului de impregnare 100, utilizat în experimentul 28, reprezentând temperatura în diverse localizări de la un capăt la altul al patului de tutun după depresurizare. De exemplu, temperatura patului de tutun la secțiunea 120, la 0,91 m de vârful 100 al vasului, s-a găsit că are temperatura de aproximativ-11,7... 14°C, -14...-16°C. într-un vas de presiune de 1,5 m (diametru intern) x 2,6 ni (înălțime) au fost plasate 815 kg tutun blond cu un conținut în OV de aproximativ 15%. Apoi, vasul a fost purjat cu bioxid de carbon gazos timp de aproximativ 30 s înainte de presurizare cu bioxid de carbon la aproximativ 2413 kPa. Patul de tutun a fost apoi răcit la aproximativ -12,2°C, prin trecerea unui curent de răcire la 2413 kPa timp de aproximativ

12,5 min. Presiunea vasului a fost apoi ridicată la aproximativ 5515 kPa și menținută timp de aproximativ 60 s înainte de depresurizarea rapidă în aproximativ 4,5 min. A fost măsurată temperatura patului de tutun în diverse puncte și s-a găsit că este în mare măsură uniformă, așa cum se arată în fig. 10.

S-a calculat că pe kg de tutun condensează 0.26 kg de bioxid de carbon.

Revenind la fig.2. tutunul este menținut în vasul de presiune 30sub presiune de bioxid de carbon la aproximativ 5515 kPa de la aproximativ Îs până la 300 s, preferabil 60 s. S-a constatat că timpul de contact al tutunului cu bioxidul de carbon gazos. adică, perioada de timp în care tutunul trebuie menținut în contact cu bioxidul de carbon gazos, pentru a absorbi cantitatea dorită de bioxid de carbon, este puternic influențată de conținutul în OV al tutunului și de presiunea de impregnare utilizată. Tutunul cu un conținut inițial în OV mai înalt necesită un timp de contact mai scurt la o presiune data, decât tutunul cu un conținut inițial în OV mai scăzut, pentru a realiza un grad de impregnare comparabil mai ales la presiuni mai joase. La presiuni de impregnare mai înalte, efectul OVdin tutun asupra timpului de contact cu bioxid de carbon gazos este redus. Acest lucru este ilustrat în fig.3.

După ce tutunul s-a impregnat suficient, vasul de presiune 30 este depresurizat rapid la presiunea atmosferică în timp de aproximativ 1...300 s, funcție de mărimea vasului, prin eliberarea bioxidului de carbon mai întâi către unitatea 40 de recuperare a bioxidului de carbon și apoi prin linia 34 către atmosferă. Bioxidul de carbon care a condensat pe tutun este vaporizat în timpul acestei trepte de depresurizare, ajutând la răcirea tutunului, ducând la o temperatură de postdepresurizare a tutunului de aproximativ -37,4...6,7°C.

Cantitatea de bioxid de carbon condensată în tutun este, de preferință, în intervalul 0,0435...0,391 kg CO2 per 0,435 kg de tutun. Cea mai bună proporție este de 0,0435...0,130 kg per 0,435 kg dar cantitățile de până la 0,217 kg sau 0,261 kg per 0,435 kg sunt potrivite în unele circumstanțe.

Tutunul impregnat din vasul de presiune 30 poate fi expandat imediat prin orice mijloc adecvat, de exemplu prin alimentarea turnului de expansiune 70. La alegere, tutunul impregnat poate ti menținut timp de aproximativ 1 h la temperatura sa de postdepresurizare în dispozitivul de transfer al tutunului. 60. 5 într-o atmosferă anhidră, adică, o atmos feră cu punct de condensare izolată sub temperatura de postdepresurizare, pentru dilatare ulterioară. După dilatare și, dacă se dorește, rearanjare, tutunul poate fi utilizat în fabricarea produselor din tutun, inclusiv țigări.

Efectele presiunii de impregnare si OV al tutunului asupra timpului de contact cu CO/

Tabelul 3

Experiment	20	14	21	59	49		A 3J.	35	30	ΎΤ
OV tutun inițiali%) Presiunea de impreg-	12,2	11.7	11,8	12,3	12.6	16,7	16.4	16.9	— 16,5	16.0
nare(kPa) Timp de contact la presiune de impreg-	3250	3187	3208	5533	5520	2967	2967	29.67	3174	3105
nare (minute) Ieșire Turn:	5	15	60	1	5	0.25	5	10	15	20
CV echiv. (cc/g)	7.5	8.7	10,1	9.8	10.4	8.5	9.3	10.5	11.1	10,5
SV (cc/g) Control *	1,8	2.1	2,8	3.1	3,1	2,1	2,6	3.4	3,1	9 9
CV echiv. (cc/g)	5,3	5,4	5,2	5,6	5.7	5,5	5,5	5.7	5,5	5,5
j SV (cc/g)	0,8	0_?8	0.8	0,8	0j8	0_?8	0,8	0.8	08	0,8

* CV și SV ale tutunului alimentat

Exemplul 2. O probă încărcătură de 109 kg tutun blond, cu un conținut în OV de 15%, este răcită la aproximativ -6,7°C și apoi este plasată într-un vas de 10 presiune de aproximativ 0,61 m în diametru și aproximativ 2,4 m în înălțime. Vasul este apoi presurizat la aproximativ 2068 kPa cu bioxid de carbon gazos.

Tutunul este apoi răcit, în timp ce vasul 15 de presiune este menținut la aproximativ 2068 kPa la aproximativ -17,8°C, prin spălare sub presiune cu bioxid de carbon gazos aproape de condițiile de saturare, timp de aproximativ 5 min, înainte de 20 presurizare la aproximativ 5515 kPa cu bioxid de carbon gazos. Vasul de presiune se menține la aproximativ 5515 kPa, timp de aproximativ 60 s. Presiunea vasului este scăzută la presiunea atmosferică, 25 prin detentă în aproximativ 300 s, după care temperatura tutunului se constată că este aproximativ - 17,8°C. Pe baza temperaturii tutunului, presiunii sistemului, temperaturii și volumului și temperaturii de postdepresurizare a tutunului, se calculează că pe 1 kg de tutun condensează aproximativ 0,29 kg bioxid de carbon.

Proba impregnată are o creștere în greutate de aproximativ 2%, care poate fi atribuită impregnării cu bioxid de carbon. Apoi, tutunul impregnat este expus încălzirii, pe o durată de o oră,întrun turn de dilatare cu un diametru de

203,2 mm, prin contact cu un amestec 75% abur/aer la aproximativ 288°C și o viteză de aproximativ 25,9 m/s, pentru mai puțin de 2 s. Produsul ieșind din tumul de expansiune are un conținut în OV de aproximativ 2,8%.

Produsul este echilibrat la condiții standard de 24°C și 60% RH, timp de

h. Puterea de umplere a produsului echilibrat se măsoară prin testul volumu109497 lui în cilindrul standardizat (OV). Aceasta da o valoare CV de 9.4 cc/g la un continui dc echilibru în umiditate de

1.4%·. Controlul neexpandat s-a constatai că are un volum în cilindru de 5.3 cc/g la un conținut de echilibru în umiditate de 12.2%. Deci, după prelucrare, proba are o creștere de 77% a puterii de umplere, așa cum s-a măsurat prin metoda CV.

în experimentele 2132-1 până la 2135- este studiat efectul timpului de ședere după impregnare înainte dc dilatare asupra SV și CV a tutunului expandat, in fiecaredin aceste experimente, 2132-1. 2132-2. 2134-1. 2134-2. 2135-1 și 2135-2, în aceiași vas de presiune ca cel descris în exemplul 1 sunt plasate 98 kg de tutun blond cu un conținut în OV de 15%. Vasul este presurizat la 1723...2068 kPa cu bioxid de carbon gazos. Tutunul este răcit apoi, în timp ce presiunea vasului este menținută la 1725...2068 kPa. în același mod ca la exemplul 1. Vasul este apoi presurizat la aproximativ 5515 kPa cu bioxid de carbon gazos. Această presiune este menținută timp de aproximativ 60 s înainte de aducerea vasului la presiunea atmosferică în aproximativ 301 s. Tutunul impregnat este menținut întrun mediu ambiant cu punct de condensare izolară sub temperatura de postdepresurizare a tutunului înainte de dilatare. Fig. 11 ilustrează efectul timpului de ședere după impregnare asupra volumului specific al tutunului expandat. Fig. 12 ilustrează efectul timpului de ședere după impregnare asupra volumului specific al tutunului expandat.

Exemplul 3. într-un vas de presiune de 96 dm , este plasată o probă de 8,3 kg tutun blond de umplutură, cu un conținut în OV de 15%. Vasul este apoi presurizat cu bioxid de carbon gazos la aproximativ 1276 kPa. Tutunul este apoi răcit la -31.7°C, în timp ce vasul de presiune este menținut îa aproximativ 1276 kPa, prin spălare cu bioxid de carbon gazos, aproape de condițiile de saturare, timp de aproximativ 5 min înainte de presurizare la aproximativ 2965 kPa cu bioxid de carbon gazos. Vasul de presiune este menținut la aproximativ 2965 kPa, timp de circa 5 min. Presiunea vasului este scăzută până la presiunea atmosferică, prin aerisire în circa 60 s, după care se constată că temperatura tutunului este aproximativ-33,9°C. Pe baza temperaturii tutunului, presiunii sistemului, temperaturii și volumului, se calculează că pe kg de tutun condensează aproximativ 0,23 kg bioxid de carbon.

Proba impregnată are o creștere în greutate de circa 2%·, care poate fi atribuită impregnării cu bioxid de carbon. Apoi, tutunul impregnat este expus încălzirii de-a lungul unei perioade de o oră. într-un turn de expansuine cu diametrul de 76,2 mm. prin contact cu abur 100% la circa 274°C și la o viteză de circa 41,2 m/s. pentru mai puțin de 2 s. Produsul care iese din turnul de expansiune are un conținut în OV de circa 3,8%. Produsul este echilibrat la condiții standard de 24°C și 60% RH, timp de 24 h. Puterea de umplere a produsului echilibrat este măsurată prin testul cu volumul la cilindrul standardizat (CV). Acesta dă o valoare CV echilibrat: de 10,1 cc/g la o umiditate de echilibru de 11,0%. Pentru un control neexpandat, s-a găsit un volum la cilindru de 5.8 cc/g, la o umiditate de echilibru de 11,6%. Proba după prelucrare are, prin urmare, o creștere a puterii de umplere de 74%, așa cum s-a măsurat prin metoda CV.

Claims

Revendicări

1. Procedeu pentru impregnarea și expandarea tutunului, caracterizat prin aceea ca constă din următoarele etape:

a) contactarea tutunului cu bioxid de carbon gazos la o presiune de aproximativ

2758...7287 kPa și la o temperatură astfel aleasă încât bioxidul de carbon să fie la condițiile de saturare sau aproape de acestea;

b) menținerea tutunului în contact cu bioxidul de carbon gazos o periodă de timp suficientă pentru a impregna tutunul cu bioxid de carbon, de preferință aproximativ 1...300 s:

c) eliberarea presiunii, de preferință pe un interval de timp de aproximativ

1.. .300 s;

d) supunerea tutunului unei operații de expandare, într-o incintă menținută la o temperatură de aproximativ 149... 427°Coperioadă de timp de aproximativ 0.!...?’ s și

e) înainte de etapa (a), îndepărtarea din tutun a unei cantități suficiente de căldură, pentru a produce condensarea unei canttități controlate de bioxid de carbon pe tutun, astfel că tutunul se va răci la o temperatură de aproximativ -37.4...- 6.7°C. după eliberarea presiunii în etapa (c): și eventual

f) menținerea tutunului impregnat între etapele (c) și (d). într- o atmosferă cu punct de rouă care să fie mai mare decât temperatura tutunului după eliberarea presiunii.
2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că răcirea tutunului înainte de etapa (a) este realizată prin trecerea bioxidului de carbon gazos peste tutun.
3. Procedeu, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că presiunea în timpul răcirii cu bioxid de carbon gazos este sub 3447 kPa.
4. Procedeu, conform revendicărilor 2 sau 3. caracterizat prin aceea că, după răcire, se crește presiunea de bioxid de carbon pentru a produce condensarea bioxidului de carbon pe tutun.
5. Procedeu, conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că presiunea mărită este în intervalul de aproximativ

5170.. .6549 kPa.
6. Procedeu, conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că presiunea în timpul răcirii este cuprinsă în intervalul

1723.. .3446 kPa.
7. Procedeu, conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că presiunea în timpul răcirii cu bioxid de carbon gazos este sub 1379 kPa, după care se crește până la aproximativ 2758 kPa, pentru a produce condensarea bioxidului de carbon gazos pe tutun.
8. Procedeu, conform oricăreia din revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că răcirea tutunului, pentru a produce condensarea bioxidului de cart>on gazos în timpul etapei de impregnare, include o prerăcire înainte de a pune tutunul în contact cu bioxidul de carbon gazos.
9. Procedeu, conform revendicării 8. caracterizat prin aceea că prerăcirea se realizează prin menținerea tutunului sub un vid parțial.
10. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările 1...7, caracterizat prin aceea că tutunul are un conținut OV inițial de 15... 19%, dar înaintea contactării cu bioxid de carbon gazos este supus unui vid parțial, pentru a reduce conținutul OV și a răci tutunul.
11. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că răcirea tutunului înaintea etapei (a) este realizată la o temperatură -12,2°C sau mai mică.
12. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că tutunul are un conținut OV înaintea etapei de contactare de

12...21%.
13. Procedeu, conform revendicării 12, caracterizat prin aceea că conținutul de OV este de 13...16%.
14. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că cantitatea de bioxid de carbon condensată pe tutun este în intervalul 0,0435...0,261 kg per 0,435 kg de tutun.
15. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările 1...13, caracterizat prin aceea că cantitatea de bioxid de carbon gazos condensata pe tutun este în intervalul 0,0435...0,130 kg per 0,435 kg tutun.
16. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că tutunul este expandat prin contactarea lui cu abur și/sau aer la aproximativ 177...288°C. timp de mai puțin de 4 s.
17. Procedeu, conform cu oricare dintre revendicările anterioare, caracterizat prin aceea că temperatura tutunului după eliberarea presiunii este mai mică de -12.2°C.

ÎS. Procedeu, conform revendicării

1. caracterizat prin aceea ca în etapa (e), tutunul este răcit la o temperatură de -12.2°C sau mai puțin, cu bioxid de carton gazos. presiunea este apoi crescută cu bioxid de carbon gazos saturat până la o valoarea cuprinsă în intervalul 2758... 7287 kPa. cu formarea unui sistem care conține bioxid de carbon condensat și tutun, iar sistemul este menținut în contact cu bioxid de carbon gazos sub presiune, pentru a efectua impregnarea, iar când presiunea este eliberată în etapa (c), tutunul este răcit prin evaporarea bioxidului de carbon condensat și a bioxidului de carbon gazos.
19. Procedeu pentru expandarea tutunului, conform revendicării 18. caracterizat prin aceea că răcirea se efectuează înaintea etapei de impregnare și este suficientă pentru a produce condensarea bioxidului de carbon pe tutun în etapa de impregnare și în care eliberarea presiunii, expandarea bioxidului de carbon gazos și evaporarea bioxidului de carbon condensat se fac la o temperatură mai mică decât temperatura tutunului, la o temperatură în intervalul -37,4... -6.7°C.
20. Procedeu, conform revendicării 19, caracterizat prin aceea că răcirea se efectuează prin trecerea bioxidului de carbon gazos prin sistem și presiunea gazului este apoi mărită, pentru a realiza condensarea și impregnarea.