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Procédé perfectionné de traitement de feuilles de tabac.
La présente invention concerne le traitement du tabac en feuilles pour la fabrication d'articles à fumer.
Les feuilles de tabac des types utilisés dans la fabrication des cigarettes et articles à fumer semblables comprennent le parenchyme de la feuille, une côte principale longitudinale (nervure) et des veines partant de la côte principale. La côte principale et les grosses veines sont appelées ci-après collectivement côtes. La côte a des propriétés physiques sensiblement différentes de celles du parenchyme et il est depuis longtemps entré dans la pratique de séparer la côte du parenchyme à l'un des premiers stades du traitement des feuilles de tabac, puis de traiter la côte et le parenchyme de façon indépendante et différente.
En règle générale, la côte est séparée du parenchyme à l'aide d'une grande installation de battage complexe qui comprend un certain nombre de machines de battage, par exemple huit, disposées en série, chaque machine de battage étant séparée de la machine adjacente suivante par une unité de classification intermédiaire contiguë.
Comme on le sait, la matière des côtes séparées ou bien une fraction de celle-ci, après une réduction de dimensions appropriée, est souvent remélangée au parenchyme après que celui-ci a subi la suite du traitement. La matière des côtes est souvent souhaitable dans le mélange de tabac pour améliorer son pouvoir de remplissage.
Il est de pratique générale de procéder à la réduction de dimensions des côtes lorsque la teneur en humidité de celles-ci a été augmentée jusqu'à une valeur élevée, qui est d'environ 30 à 50%, tandis que la réduction de dimensions des parenchymes est généralement effectuée à des teneurs en humidité de l'ordre de 18 à 24%, dont la valeur précise dépend beaucoup du type du tabac, de son mode de traitement et des conditions de coupe précises.
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Un but de la présente invention est de procurer un procédé perfectionné de traitement du tabac en feuilles pour former un produit convenant pour les articles à fumer, par exemple les cigarettes et cigares.
La Demanderesse a recherché les moyens de simplifier le procédé complet de transformation du tabac des feuilles en articles à fumer.
La Demanderesse a découvert avec surprise qu'il est possible d'utiliser un broyeur pour traiter simultanément les côtes et le parenchyme en vue d'obtenir un produit se prêtant à l'incorporation aux articles à fumer. La Demanderesse est informée du fait qu'il a déjà été proposé d'utiliser une machine à disques pour réduire la granulométrie de la matière des côtes elle-même, mais elle n'est pas au courant de l'utilisation d'un broyeur unique pour réduire simultanément les parenchymes et côtes en un mélange particulaire de parenchyme et de côtes qui peut être utilisé pour la fabrication d'articles à fumer, en substance sans aucun autre procédé de réduction des dimensions.
Les propositions qui ont déjà été faites de traiter les feuilles de tabac pour constituer le remplissage des cigarettes et articles à fumer analogues sont nombreuses. Des exemples en sont donnés dans les brevets suivants : Allemagne (République Fédérale) no 954 136.
Nouvelle-Zélande n 139 007.
Royaume-Uni ne 1855/2134,413 486,2 026 298,2 078 085,2 118 817, 2 119 220 et 2 131 671.
Etats-Unis d'Amérique no 55 173,68 597,207 140,210 191,250 731,358 549, 360 797,535 134,2 184 567,3 026 878,3 128 775, 3 204 641,3 690 328,3 845 774,4 195 646,4 210 157, 4 248 253,4 323 083,4 392 501,4 582 070,4 696 312 et
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4 706 691.
Suivant l'un de ses aspects, l'invention a pour objet un procédé de traitement du tabac en feuilles, suivant lequel le parenchyme des feuilles de tabac et les côtes des feuilles de tabac sont introduits ensemble dans un appareil de réduction des feuilles, l'agencement de l'appareil et les conditions de traitement étant de nature telle qu'il sorte de l'appareil un produit qui est un mélange comprenant des paillettes de parenchyme et des copeaux de côtes.
Suivant un autre aspect, la présente invention a pour objet une matière à fumer comprenant un mélange de particules de parenchyme et de particules de côtes, laquelle matière est le produit obtenu en introduisant du parenchyme de feuilles de tabac et des côtes de feuilles de tabac ensemble dans un appareil de réduction des feuilles.
Le parenchyme et la côte alimentant l'appareil de réduction des feuilles constituent de préférence une feuille entière telle que définie ci-après. Néanmoins, le parenchyme ou une fraction de celui-ci alimentant l'appareil peut être du parenchyme préalablement séparé de la côte attachée. De même, la côte ou une fraction de celle-ci alimentant l'appareil peut être la côte préalablement séparée du parenchyme attaché.
Par"feuilles entières", on entend des feuilles complètes ou sensiblement complètes ou des feuilles qui ont subi une réduction de dimensions par un procédé de réduction, comme le hachage ou le tranchage, qui n'implique aucune séparation notable entre le parenchyme et la côte.
Les feuilles ou parties de feuilles ont, en général, été séchées à l'air chaud et peuvent avoir subi d'autres traitements plus ou moins traditionnels.
Suivant un autre aspect, la présente invention a pour objet un procédé de traitement du tabac en feuilles pour produire de la matière de remplissage pour articles à fumer, suivant lequel le tabac en feuilles entières, telles que définies ci-dessus, défile dans un passage défini par
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les parties coextensives d'un premier élément de broyage et d'un second, en mouvement relatif, d'un appareil de réduction des feuilles depuis une entrée de ce passage jusqu'à une sortie de celui-ci à l'écart de l'entrée pour donner, à la sortie, la matière de remplissage comprenant un mélange de particules de parenchyme et de particules de côtes. De préférence, la sortie du passage est située au bord des parties coextensives.
De façon avantageuse, un système d'alimentation par gravité sert à admettre les feuilles à l'entrée de l'appareil de réduction des feuilles.
Parfois, il peut se révéler avantageux d'injecter de la vapeur d'eau, sous basse pression, par exemple sous un bar, dans l'appareil de réduction des feuilles.
L'alimentation en feuilles de l'appareil de réduction des feuilles peut être favorisée par l'entretien, à la sortie de produit de l'appareil, d'une pression d'air réduite, par exemple à l'aide d'un aspirateur, ou par l'entretien d'une pression d'air élevée à l'entrée de produit de l'appareil.
De préférence, l'alimentation en feuilles de l'appareil de réduction des feuilles est une alimentation continue. Il est avantageux que le débit d'alimentation soit sensiblement constant.
Suivant encore un autre aspect, l'invention a pour objet une matière de remplissage pour articles à fumer, laquelle matière de remplissage est un mélange meuble comprenant des particules de parenchyme et des particules de côtes, le facteur de forme d'environ 60% ou davantage des particules exemptes de poussières de ce mélange étant de 0,5 ou davantage.
Le concept de"facteur de forme"est défini ci-après. suivant encore un autre aspect, la présente invention a pour objet un procédé pour fabriquer des cigarettes, suivant lequel du tabac en balles est réduit
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pour donner des feuilles entières distinctes, telles que définies ci-dessus. Les feuilles entières sont introduites dans un broyeur tel qu'il sorte de ce dernier un produit qui est un mélange comprenant des paillettes de parenchyme et des copeaux de côtes, puis le mélange alimente une machine de fabrication de cigarettes en bâton.
La Demanderesse a découvert avec surprise que les procédés conformes à l'invention peuvent être exécutés sur de la feuille entière ayant une teneur en humidité qui est sensiblement inférieure à celle normalement entretenue pour la réduction de dimensions des côtes. Par exemple, la teneur en humidité peut être de l'ordre de la moitié de celle qui est habituelle pour la réduction de dimensions des côtes.
Ceci est évidemment inattendu parce que l'on s'attendrait à ce que l'énergie nécessaire pour diviser en fibres/fragmenter/désintégrer des côtes, lorsque celles-ci se trouvent dans un état relativement sec et résistant, pourrait conduire à une réduction de dimensions inacceptablement extrême du parenchyme qui accompagne, alors qu'il a été découvert que la dimension du parenchyme fragmenté peut être maîtrisée entre des limites acceptables. Il était également inattendu qu'aux faibles teneurs en humidité, par exemple aux teneurs en humidité de l'ordre de 20%, la côte ne se fragmente pas en une matière inacceptable.
En d'autres termes, la granulométrie et le spectre granulométrique tant des particules de parenchyme que des particules de côtes sont tels que leurs mélanges conformes à l'invention permettent d'alimenter une machine industrielle de fabrication de cigarettes en bâton, par exemple une machine Molins Mk 9.
Dans le procédé traditionnel de traitement du tabac en feuilles pour produire la matière de remplissage des cigarettes, le parenchyme haché de la ligne de traitement du parenchyme est mélangé avec les côtes roulées hachées de la ligne de traitement des côtes. En vue d'obtenir un degré raisonnable d'uniformité du caractère de
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remplissage entre les cigarettes, des tentatives ont été faites de mélanger intimement les deux produits. Néanmoins, les formes respectives des deux produits sont telles que ceux-ci ne se mélangent pas aisément. Dès lors, plus on cherche à réaliser le mélange, plus grande devient la probabilité que les particules de tabac se dégradent.
Un avantage sensible de l'invention résulte donc d'une particularité importante de celle-ci, à savoir que dans les produits de l'invention, les particules de parenchyme et les particules de côtes se trouvent en mélange intime.
Du fait que la teneur en humidité (de la fraction de côtes) peut être relativement basse, les besoins de séchage du produit pour l'appareil de réduction de dimensions baissent, ce qui peut conduire à de considérables économies d'appareillage et d'énergie.
Un agent modificateur du fumer, par exemple une sauce casing, peut être appliqué sur le tabac en feuilles avant ou après le traitement de celui-ci par un procédé conforme à l'invention.
Les produits de l'invention peuvent être soumis à un procédé d'expansion du tabac. Des exemples de procédés d'expansion qui pourraient être appliqués sont décrits dans les brevets anglais n 1 484 536 et 2 176 385.
Il a été découvert que la teneur en humidité des feuilles entières est, en règle générale, le facteur principal qui détermine si, d'une part, des particules de côtes sont produites ou si, d'autre part, de la côte sensiblement intacte est produite et que, de façon étonnante, il existe une transition nette d'un produit à l'autre à une teneur en humidité relativement précise.
La teneur en humidité à laquelle cette transition a lieu est dite ci-après"teneur en humidité de transition".
La teneur en humidité de transition du tabac qui doit être broyé est déterminée aisément par simple expérience avant les opérations de la fabrication. Pour du tabac de Virginie en feuilles entières passant dans un
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broyeur Quester SM11, la teneur en humidité de transition s'est révélée être de sensiblement 18%. La Demanderesse a découvert une limite supérieure de sensiblement 70% pour la production d'un mélange de paillettes de parenchyme et de copeaux de côtes au-delà de laquelle le produit s'homogénéise et s'agglutine au point de ne plus pouvoir être travaillé.
De façon avantageuse, la teneur supérieure en humidité des feuilles entières utilisées dans le procédé de traitement conforme à l'invention n'excède pas environ 35% et n'excède plus avantageusement pas environ 30%.
Une teneur en humidité d'environ 30% à l'entrée de l'appareil de réduction des feuilles peut être appropriée lorsque l'intention est de soumettre le produit à un procédé d'expansion au cours duquel le mélange de particules de parenchyme et de côtes est mis en contact avec un milieu gazeux chaud.
De la chaleur peut être apportée au tabac qui alimente l'appareil de réduction des feuilles. Si de la chaleur est apportée, par exemple en exposant le tabac à un rayonnement de micro-ondes, la teneur en humidité de transition tend à baisser.
Les feuilles traitées suivant un procédé conforme à l'invention peuvent être formées d'une seule qualité de tabac ou d'un mélange de qualités de tabacs. Lorsqu'une seule qualité ne forme qu'une faible proportion d'un mélange, même si cette qualité unique a une teneur en humidité inférieure à la teneur en humidité de transition, il reste possible d'obtenir un produit conforme à l'invention à la condition que la teneur moyenne en humidité reste supérieure à la teneur en humidité de transition.
Du fait qu'un appareil de réduction des feuilles utilisé pour exécuter un procédé conforme à l'invention est sensiblement plus compact qu'une installation de battage traditionnelle avec sa multitude de machines de battage et de classification et l'importante distribution d'air qui y
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est associée, l'application de l'invention plutôt que l'exploitation d'une installation de battage traditionnelle permet des économies de capital. Des économies sont réalisées aussi sur la consommation d'énergie. De surcroit, diverses économies de capital et d'énergie résultent de la simplification de la section de traitement primaire des feuilles à l'usine de tabac.
Par conséquent, l'application de l'invention permet de faire d'importantes économies dans le procédé complet de traitement du tabac en feuilles, c'est-à-dire le procédé dont les opérations commencent sur le tabac en feuilles reçu du cultivateur et se terminent avec la confection des cigarettes ou autres articles à fumer.
Il convient d'observer que non seulement l'invention procure des procédés pour réduire simultanément la dimension du parenchyme et des côtes, pour produire un mélange de particules de parenchyme distinctes et de particules de côtes distinctes sans que de nombreuses machines de traitement des feuilles montées en série soient nécessaires, mais que de plus l'invention procure des procédés faciles à exécuter sans qu'il soit nécessaire de recycler du produit pour une nouvelle réduction de dimensions. En d'autres termes, le travail en une seule passe est facilement réalisé.
Les appareils de réduction des feuilles utilisés pour exécuter les procédés conformes à l'invention sont de préférence du genre dans lequel un trajet de passage de matière s'étend entre et sur des faces opposées d'un premier élément de réduction des feuilles et d'un second, de façon qu'une action de cisaillement soit exercée sur le tabac pendant que celui-ci passe dans le trajet. De façon avantageuse, au moins l'un des éléments de réduction des feuilles est discoïde, auquel cas il est avantageux que le ou chaque élément discoïde comprenne, sur sa face active, des protubérances généralement linéaires en forme de nervures qui s'étendent radialement. De préférence, les deux
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éléments de réduction des feuilles sont discoïdes.
Les broyeurs qui comprennent deux éléments de réduction des feuilles ayant la forme de disques sont, par exemple, l'appareil Bauer modèle 400 et l'appareil Quester modèle SMll. Lors du fonctionnement de l'appareil Bauer modèle 400, les deux disques sont entraînés en sens opposés, tandis que lors du fonctionnement de l'appareil Quester modèle SM11, l'un des disques tourne, tandis que l'autre reste immobile. Un certain nombre de disques différents sont disponibles pour le broyeur Bauer 400, chaque disque étant muni d'un motif particulier de protubérances sur sa face active. Les plaques Bauer dites 325 et 326 sont utiles pour exécuter la présente invention.
Lors du fonctionnement des broyeurs à disques pour le broyage simultané du parenchyme et des côtes, des paramètres déterminants pour la dimension des particules du produit sont les vitesses de rotation relatives des disques, l'ampleur de l'intervalle entre les disques et la configuration des protubérances broyeuses sur la face des disques.
Un autre broyeur qu'il est possible d'utiliser aux fins de la présente invention est un broyeur dit batteur, qui comprend un corps en forme de cylindre creux dans lequel tourne un rotor dont l'arbre est coaxial avec le corps. La surface courbe intérieure du corps porte des protubérances en forme de nervures qui sont parallèles à l'axe du corps, tandis que le rotor porte trois lames espacées à angles égaux qui sont parallèles à l'arbre du rotor et passent à proximité étroite des protubérances en forme de nervures du corps.
Il a été observé que les broyeurs du genre fonctionnant par"impact", comme les broyeurs à marteaux, ne conviennent généralement pas pour l'exécution du broyage souhaité.
La Demanderesse a examiné un broyeur appelé broyeur à broches Robinson (dit Sentry M3 Impact Disrupter).
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Ce broyeur comprend un disque qui tourne et un stator discoïde, qui sont tous deux munis de rangées circulaires de broches s'étendant perpendiculairement sur les faces en regard de ces deux éléments. Les broches d'un élément passent entre celles de l'autre élément. L'expérience limitée, acquise sur le broyeur à broches Robinson connu, indique qu'il pourrait être utile pour exécuter les procédés conformes à l'invention.
Toute opération de vieillissement peut être exécutée sur les feuilles entières telles que définies ci-dessus ou sur le produit ayant subi la réduction de dimensions que donne l'appareil propre à cet usage.
Les produits de l'invention sont des mélanges meubles de particules de parenchyme et de côtes ayant généralement un angle de talus n'excédant pas environ 450 ou même un angle de talus n'excédant pas environ 350 par rapport au plan horizontal lorsqu'ils ont une teneur en humidité convenant pour la confection des cigarettes traditionnelles, par exemple 13%.
Il a été observé aussi sur les produits de l'invention que le facteur de forme d'environ 60% ou davantage des particules exemptes de poussières est de 0,5 ou davantage. Le facteur de forme d'environ 70% ou davantage des particules exemptes de poussières peut être de 0,5 ou davantage.
Facteur de forme = (4 r x surface)/ (périmètre)
La forme ayant le facteur de forme maximum, à savoir un, est un cercle.
Il a aussi été observé qu'en règle générale la valeur de remplissage Borgwaldt des produits de l'invention est inférieure à celle du tabac à fumer traditionnel comparable. Toutefois, il a été découvert avec surprise que la fermeté de cigarettes comprenant un produit de l'invention formant une proportion majeure du remplissage
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est comparable à celle de cigarettes comprenant du tabac à fumer traditionnel.
De façon avantageuse, la granulométrie des produits de l'invention a la caractéristique que 50 à 65% des particules sont retenus sur un tamis dont les ouvertures sont des carrés de 1,4 mm x 1,4 mm.
De préférence, les produits de l'invention sont sensiblement exempts de côtes intactes.
L'invention permet d'obtenir des produits qui peuvent alimenter une machine de fabrication d'articles à fumer sans devoir d'abord subir une nouvelle réduction des dimensions ou requérant une nouvelle réduction de dimensions qui n'atteint qu'un degré mineur. Cela ne veut évidemment pas dire qu'une fraction mineure lourde et/ou une fraction mineure de poussières ne peuvent être séparées du produit avant l'incorporation de celui-ci dans les articles à fumer.
Lorsqu'ils sont incorporés à des cigarettes après avoir alimenté une machine de fabrication de cigarettes, les produits de l'invention ont un aspect semblable à celui d'un remplissage traditionnel incorporé de cette façon à des cigarettes.
Le tabac à fumer haché traditionnel qui est utilisé pour fabriquer les cigarettes est une matière en brins longs enchevêtrés et non meubles. Pour cette raison, le poste d'alimentation des machines de fabrication de cigarettes comprend des moyens de cardage qui désenchevêtrent la matière de remplissage. Du fait que les produits de la présente invention sont meubles et sont des mélanges non enchevêtrés de particules de parenchyme et de côtes, les moyens de cardage ou au moins certains de ceux-ci peuvent être supprimés lorsque les produits de l'invention sont incorporés à des cigarettes.
Lorsqu'un procédé de réduction du parenchyme des feuilles conforme à l'invention est exécuté dans une région de culture du tabac, les feuilles peuvent être des feuilles dites"vertes", c'est-à-dire des feuilles séchées telles
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qu'elles sont reçues du cultivateur. Toutefois, si les feuilles doivent être traitées dans une usine de tabac éloignée de la région de culture, il peut être avantageux de soumettre le tabac à une opération dite de reséchage. Un reséchage est effectué pour assurer que les feuilles aient une teneur en humidité suffisamment basse pour les rendre propres au transport et au stockage à l'usine sans détérioration de la qualité.
L'utilisation de feuilles de tabac entières comme matière première pour produire la matière de remplissage d'articles à fumer, sans qu'il faille procéder à une séparation entre le parenchyme et les côtes, offre des avantages économiques parce qu'il est à prévoir que les feuilles entières soient moins chères à l'achat que les côtes et parenchymes produits par une installation de battage.
Les opérations traditionnelles peuvent être exécutées sur les produits de l'invention d'une façon semblable à celle appliquée pour les opérations exécutées sur les tabacs traités de façon classique. Par exemple, des mélanges de paillettes de parenchyme déchiqueté et de copeaux de côtes produits par un procédé conforme à l'invention peuvent être incorporés de façon connue à une ou plusieurs autres matières à fumer dans un rapport quelconque qui apparaît souhaitable, mais de préférence une proportion au moins majeure de la matière à fumer du mélange résultant est formée par un produit obtenu par un procédé conforme à l'invention. Des matières à fumer auxquelles les produits de l'invention peuvent être mélangés sont les tabacs, les tabacs reconstitués et les substituts de tabac.
Les produits de l'invention appartenant à des qualités différentes de tabacs peuvent être mélangés.
Pour former la matière de remplissage pour des cigarettes type USA, on pourrait mélanger 1) le produit obtenu en soumettant du tabac de Virginie en feuilles entières à un procédé conforme à l'invention, et 2) la
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fraction de parenchyme du produit obtenu en soumettant du tabac Burley en feuilles entières, d'une teneur en humidité inférieure à la teneur en humidité de transition, à une opération de broyage de façon que le produit consiste en un mélange de particules de parenchyme et de brins de côtes sensiblement intacts.
Pour la bonne compréhension de l'invention et sa mise en pratique aisée, il est fait référence ci-après, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels : la Fig. 1 est un tableau synoptique relatif à un procédé traditionnel de traitement du tabac en feuilles entières séchées à l'air chaud ; la Fig. 2 est un tableau synoptique relatif au traitement du tabac en feuilles entières séchées à l'air chaud conformément à l'invention ; la Fig. 3 est un histogramme relatif au facteur de forme des particules (en abscisses) en fonction de la fréquence constatée, en million, (en ordonnées) pour une matière de remplissage de cigarettes formée de parenchyme haché traditionnel ; la Fig. 4 est un histogramme donnant la même information qu'à la Fig. 3, mais pour une matière de remplissage de cigarettes formée d'un produit de l'invention ;
chaque facteur de forme porté en abscisses dans les histogrammes constituant les Fig. 3 et 4 est la valeur supérieure d'un intervalle unitaire ; ainsi, la valeur 0,4, par exemple, signifie que l'intervalle s'étend de la plus petite valeur supérieure à 0,3 jusqu'à un maximum de 0,4 ; la Fig. 5 est un diagramme de dispersion relatif à la longueur des particules en mm (en abscisses) en fonction du facteur de forme (en ordonnées) pour la matière de remplissage traditionnelle faisant l'objet de la Fig. 3 ; la Fig. 6 est un diagramme de dispersion relatif à la longueur des particules en mm (en abscisses) en fonction du facteur de forme (en ordonnées) pour la matière
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de remplissage faisant l'objet de la Fig. 4 ;
la Fig. 7 représente une masse de matière de remplissage traditionnelle faisant l'objet des Fig. 3 et 5, et la Fig. 8 représente une masse de matière de remplissage faisant l'objet des Fig. 4 et 6.
A la Fig. 1, les chiffres de référence indiquent les stades suivants :
1 Conditionnement/séchage.
2 Désablage.
3 Conditionnement.
4 Battage.
5 Côtes.
6 Séchage
7 Empaquetage.
8 Côtes.
9 Conditionnement.
10 Mélange.
11 Calandrage.
12 Hachage.
13 Traitement des côtes avec de l'eau.
14 Séchage.
15 Parenchyme.
16 Séchage.
17 Empaquetage.
18 Parenchyme.
19 Conditionnement.
20 Mélange.
21 Hachage.
22 Séchage.
23 Mélange et addition.
24 Stockage du tabac haché.
25 Fabrication des cigarettes.
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Les stades 1-4,5-7 et 15-17 ont lieu dans la région de culture du tabac, tandis que les stades 8-14, 18-22 et 23-25 ont lieu dans une usine de cigarettes, laquelle est généralement à grande distance de la région de culture du tabac.
Le procédé exécuté aux stades 8-14 et 18-22 constitue la section de traitement primaire des feuilles de l'usine, laquelle section est parfois appelée département de traitement primaire (DTM). D'habitude, les stades 8-14 constituent une"ligne de côtes"et les stades 18-22 constitue une"ligne de parenchyme".
Le terme"addition"au stade 23 désigne un apport possible d'autres matières à fumer lors du processus de mélange des produits des lignes de côte et de parenchyme.
Des exemples de ces matières à fumer supplémentaires sont le tabac expansé et le tabac reconstitué.
La matière première au stade 1 est le tabac en feuilles vertes entières.
Le procédé dans son ensemble, du stade 1 au stade 25, pourrait varier dans le détail, mais la Fig. 1 illustre un procédé traditionnel typique de traitement du tabac en feuilles pour en faire de la matière de remplissage pour des cigarettes.
A la Fig. 2, les chiffres de référence indiquent les opérations suivantes :
26 Conditionnement/séchage.
27 Désablage.
28 Séchage.
29 Empaquetage.
30 Feuilles entières.
31 Conditionnement.
32 Mélange.
33 Broyage.
34 Séchage.
35 Mélange et addition.
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36 Magasin-tampon.
37 Fabrication des cigarettes.
Les stades 26-29 ont lieu dans la région de culture du tabac et les stades 30-37 dans une usine de cigarettes.
Les opérations de conditionnement sont exécutées d'une manière évitant au moins sensiblement d'éliminer les constituants susceptibles d'extraction par l'eau.
La matière première au stade 26 est du tabac en feuilles vertes entières.
Comme on peut le déduire d'une comparaison du procédé de traitement traditionnel que concerne la Fig. 1 et du procédé de traitement conforme à l'invention que concerne la Fig. 2, le second est beaucoup plus simple.
Des détails sont donnés ci-après à propos d'expériences concernant l'invention.
EXPERIENCE 1.
Le tabac en feuilles utilisé pour cette expérience est du tabac en feuilles vertes entières, séché à l'air chaud, d'origine canadienne de qualité unique, acquis chez le cultivateur, en balles ayant une teneur en humidité d'environ 18%. Les balles sont tranchées à la guillotine pour donner de grands morceaux de feuilles conformes à la définition des feuilles entières ci-dessus, la plupart des morceaux ayant une largeur d'environ 10 à 20 cm.
Les feuilles entières ainsi obtenues sont conditionnées jusqu'à une teneur en humidité d'environ 26%, puis amenées par gravité en marche continue au débit de 150 kg par heure à un broyeur à disques Quester (modèle SM11). Le disque tournant du broyeur est animé d'une vitesse de 1000 tours par minute. Le disque tournant et le
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"disque"fixe ou plaque, qui sont les organes normaux pour le modèle SM11, portent sur leurs faces actives en regard un motif de saillies en forme de nervures linéaires qui
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s'étendent radialement.
On fait fonctionner le broyeur avec un intervalle nominal entre les disques de 0,15 mm, qu'on augmente par incréments de 0,15 mm jusqu'à un intervalle nominal entre les disques de 0,9 mm. On débite de la vapeur d'eau dans le broyeur sous une pression de 1 bar.
Le produit broyé obtenu pour chaque valeur de l'intervalle entre les disques est un mélange intime et meuble de particules de parenchyme et de particules de côtes. Tous les produits sont jugés propres à la fabrication de cigarettes sur une machine traditionnelle de fabrication de cigarettes. Comme prévu, à mesure que la distance entre les disques augmente, la granulométrie moyenne du produit s'accroît.
EXPERIENCE 2.
On répète l'expérience 1, sauf que l'on conditionne les feuilles entières jusqu'à une teneur en humidité de 24% et que les intervalles nominaux entre les disques sont de 0,15, 0,75 et 1, 05 mm. Les produits obtenus dans les trois essais sont chaque fois un mélange intime et meuble des particules de parenchyme et particules de côtes, les trois produits étant jugés propres à la fabrication de cigarettes sur une machine traditionnelle de fabrication de cigarettes.
EXPERIENCE 3.
On répète le troisième essai de l'expérience 2, c'est-à-dire avec un intervalle nominal de 1,05 mm entre les disques, mais sur des feuilles entières conditionnées à une humidité plus faible, à savoir de 21%. Le produit obtenu est un mélange de particules de parenchyme et de brins de côtes intacts. De façon évidente, les feuilles entières introduites dans le broyeur ont une teneur en humidité inférieure à la teneur en humidité de transition applicable pour les conditions de l'expérience.
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EXPERIENCE 4.
On répète l'expérience 1 sur des feuilles entières conditionnées à une teneur en humidité de 20% et avec un débit d'alimentation de 180 kg par heure. On exécute des essais à des intervalles nominaux entre les disques de 0,30 mm et de 1,2 mm. A l'intervalle nominal de 0,30 mm, le produit est conforme à l'invention et consiste en un mélange intime et meuble de particules de parenchyme et de particules de côtes. Le produit obtenu avec l'intervalle nominal de 1,2 mm n'est toutefois pas conforme à l'invention et est un mélange de particules de parenchyme et de brins de côtes intacts.
Une comparaison des résultats de cette expérience et de l'expérience 3 révèle que la distance entre les disques peut être déterminante pour la valeur de la teneur en humidité de transition.
EXPERIENCE 5.
Les tabacs en feuilles utilisés pour cette expérience sont trois tabacs séchés à l'air chaud, du Zimbabwe, reséchés dits A, B et C. On tranche ces tabacs en balles en réglant la trancheuse pour obtenir des morceaux de feuilles de 15 à 20 cm de largeur. On conditionne les feuilles entières ainsi obtenues à une teneur en humidité souhaitée de 24%, puis on les broie, une qualité à la fois, dans le broyeur Quester SM11 réglé à un intervalle nominal entre les disques de 0,3 mm.
Les produits obtenus à partir des qualités B et C sont des produits acceptables conformes à l'invention, mais celui obtenu à partir de la qualité A est un mélange de particules de parenchyme et de brins de côtes intacts.
A l'examen, il apparaît que les côtes des feuilles du tabac de qualité A telles qu'elles existent dans les feuilles retirées d'une balle sont exceptionnellement épaisses et ont un aspect nettement ligneux.
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EXPERIENCE 6.
On répète l'expérience 5, mais on mélange les feuilles entières des qualités A, B et C avant de les conditionner à une teneur moyenne souhaitée en humidité de 24%. En faisant passer le mélange dans un broyeur Quester, on obtient un produit qui est conforme à l'invention, bien qu'il contienne une très faible proportion (1,2%) de brins de côtes intacts. Ces brins de côtes sont faciles à séparer du produit par élutriation.
EXPERIENCE 7.
On mélange des rubans de parenchyme avec des côtes dans un rapport pondéral de 80 : 20. On fait passer ce mélange, ayant une teneur moyenne souhaitée en humidité de 24%, dans le broyeur Quester SM11 avec un intervalle nominal entre les disques de 0,3 mm et un apport de vapeur d'eau sous une pression de 1 bar. On obtient ainsi un produit conforme à l'invention qui est un mélange intime et meuble de particules de parenchyme et de particules de côtes.
EXPERIENCE 8.
On mélange des feuilles entières obtenues par tranchage de balles avec des rubans de parenchyme dans un rapport de 10 : 90. On fait passer ce mélange, ayant une teneur moyenne souhaitée en humidité de 24%, dans le broyeur Quester SM11 avec un intervalle nominal entre les disques de 0,3 mm et un apport de vapeur d'eau sous une pression de 1 bar. On obtient ainsi un produit conforme à l'invention qui est un mélange intime et meuble de particules de parenchyme et de particules de côtes.
EXPERIENCE 9.
On mélange des feuilles entières obtenues par tranchage de balles avec des côtes dans un rapport de 60 : 40.
On fait passer ce mélange, ayant une teneur moyenne souhaitée en humidité de 24%, dans le broyeur Quester SMll avec un intervalle nominal entre les disques de 0,3 mm et un apport de vapeur d'eau sous une pression de 1 bar. On obtient ainsi un produit conforme à l'invention qui est un
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mélange intime et meuble de particules de parenchyme et de particules de côtes.
Dans les expériences 7,8 et 9, chacune des matières premières utilisées, à savoir les bandes, les côtes et les feuilles entières, est un mélange des trois qualités du Zimbabwe mentionnées à propos de l'expérience 5.
EXPERIENCE 10.
La trancheuse étant réglée pour donner des morceaux de feuilles d'une largeur de 15 à 20 cm, on tranche des balles de tabac en feuilles entières de trois qualités USA, séchées à l'air chaud et reséchées. On mélange les trois qualités de feuilles entières ainsi obtenues avant de les conditionner jusqu'à une teneur en humidité souhaitée de 28%. On fait passer le mélange dans un broyeur à disques Bauer modèle 400 avec un intervalle de 3,9 mm entre les disques, la vitesse d'entraînement pour chacun des deux disques étant de 700 tours par minute. Les disques, qui sont un disque 325 et un disque 326, portent sur leurs faces actives un motif de saillies en forme de nervures linéaires s'étendant radialement.
Le broyeur comprend des injecteurs d'air dont la fonction est d'aider au transport du tabac à travers les trous d'alimentation qui traversent le premier des deux disques que le tabac rencontre. Le produit broyé est un mélange intime et meuble de particules de parenchyme et de particules de côtes. Le produit est jugé propre à la fabrication de cigarettes sur une machine traditionnelle de fabrication de cigarettes.
On observe de façon générale que les feuilles d'alimentation doivent avoir une teneur en humidité plus élevée pour l'usage d'un broyeur Bauer 400 que pour l'usage du broyeur Quester SM11.
EXPERIENCE 11.
On tamise 100 g de parenchyme haché de tabac USA traditionnel séché à l'air chaud en utilisant un appareil de tamisage d'épreuve qui est une boîte dans laquelle sont logés l'un au-dessus de l'autre cinq tamis horizontaux. Les
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ouvertures nominales des mailles des tamis, de haut en bas, sont de 1,98, 1,40, 1,14, 0,81 et 0,53 mm. L'appareil de tamisage d'épreuve comprend un organe de secouage qui secoue la boîte et les tamis qu'elle contient. On répartit uniformément l'échantillon de 100 g dans le tamis supérieur et on fait fonctionner l'organe de secouage pendant 10 minutes au terme desquelles on recueille les fractions sur les quatre tamis supérieurs. La fraction sur le tamis inférieur et celle ayant traversé le tamis inférieur constituent une poussière fine qu'on rejette.
On répartit des sous-échantillons de 0,5 g des quatre fractions recueillies sur des surfaces plates respectives de façon que chaque particule de parenchyme se trouve à l'écart des autres particules. Ensuite, on soumet chacun des sous-échantillons à une analyse géométrique à l'aide de l'analyseur d'image modèle 2 fabriqué par Joyce-Loebl et appelé Magiscan Image Analyser. On règle l'analyseur pour obtenir des informations relatives à la surface des particules (deux dimensions), à la longueur (plus grande dimension linéaire) et à la longueur du périmètre.
A partir des résultats obtenus, on dresse un histogramme de la relation entre le facteur de forme des particules et la fréquence observée (Fig. 3) et un diagramme de dispersion relatif à la longueur des particules en fonction du facteur de forme (Fig. 5).
EXPERIENCE 12.
On soumet un échantillon de 100 g d'un produit conforme à l'invention, obtenu en broyant du tabac en feuilles entières séché à l'air chaud, type USA, d'une teneur en humidité de 22%, dans le broyeur Quester avec un intervalle entre les disques de 0,3 mm, à l'opération de tamisage détaillée dans l'expérience 11. On soumet, comme dans l'expérience 11, quatre sous-échantillons de 0,5 g des quatre tamis supérieurs, c'est-à-dire exempts de poussières, à l'analyse géométrique.
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A partir des résultats ainsi obtenus, on dresse l'histogramme facteur de forme/fréquence et le diagramme de dispersion longueur/facteur de forme qui constituent les Fig. 4 et 6, respectivement.
Une comparaison des histogrammes des Fig. 3 et 4 montre que le produit de l'invention (Fig. 4) a un caractère nettement différent du parenchyme haché traditionnel (Fig. 3). Sous ce rapport, on peut observer, par exemple, que pour le parenchyme haché, le produit, sur base exempte de poussières, a pour environ 80% un facteur de forme de 0,5 sinon moins, tandis que le produit conforme à l'invention, sur base exempte de poussières, a pour environ 75% un facteur de forme de 0,5 ou davantage.
Le caractère distinctement différent des deux produits s'aperçoit aussi à l'examen des Fig. 5 et 6.
EXPERIENCE 13.
On introduit dans un becher de laboratoire de 125 ml du parenchyme haché traditionnel formé d'un mélange des qualités A, B et C mentionné dans l'expérience 5, d'une teneur en humidité d'environ 12,5%, sans exercer aucune pression d'écrasement extérieure sur le contenu du becher. On retourne ensuite le becher sur une surface plane horizontale et on le retire en le levant verticalement. La masse résultante de parenchyme haché est représentée à la Fig. 7. Comme on peut l'observer, l'angle de talus du parenchyme haché est d'environ 90 par rapport au plan horizontal.
EXPERIENCE 14.
On répète l'expérience 13 en utilisant un produit de l'invention pouvant être obtenu à partir d'un mélange de feuilles entières des qualités A, B et C mentionnées dans l'expérience 5, d'une teneur en humidité d'environ 12,5%. La masse résultante est représentée à la Fig. 8. L'angle de talus est d'environ 30. par rapport au plan horizontal.
Une comparaison des Fig. 7 et 8 montre à nouveau les caractéristiques très différentes du parenchyme
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traditionnel et d'un produit de l'invention.
EXPERIENCE 15.
On soumet à un traitement préalable avec une sauce casing, c'est-à-dire qu'on traite au moyen d'un agent modificateur du fumer, des rubans de parenchyme de Virginie, des rubans de parenchyme de Burley et des rubans de parenchyme de tabac d'Orient, puis on les introduit dans la trémie mélangeuse conjointement avec des côtes pour obtenir un mélange dans lequel les proportions des quatre constituants sont de 44%, 23%, 16% et 17%, respectivement.
On introduit le mélange des quatre constituants, ayant une teneur en humidité souhaitée de 24%, dans le broyeur Bauer 400 fonctionnant avec un intervalle de 2,7 mm entre les disques et une vitesse d'entraînement des disques de 700 tours par minute. On sèche le produit jusqu'à une teneur en humidité souhaitée de 14,5% et on l'introduit ensuite dans une machine de fabrication de cigarettes Molins Mk 9.5 pour produire ainsi des cigarettes dont le remplissage est formé de 100% du produit.