BG63813B1

BG63813B1 - Метод за обработване на тютюн

Info

Publication number: BG63813B1
Application number: BG102391A
Authority: BG
Inventors: Robert Nevett; Clifford HENNEVELD; Keith MATTHEWS; Brian Chard
Original assignee: Imperial Tobacco Limited
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1998-04-16
Publication date: 2003-02-28
Also published as: ATE238701T1; KR100369942B1; DE69530624D1; RU2141780C1; KR19990064237A; RO119219B1; JPH11513564A; DE69530624T2; HK1017831A1; ES2149732T1; US6082369A; DE1014810T1; ES2149732T3; JP3487862B2; DK1014810T3; BG102391A

Abstract

Методът включва раздуване на тютюна в няколко етапа и с него се повишава степента на раздуване. Първоначално тютюнът се подлага на понижено налягане,не по-високо от 7 кРа, след което клетъчната му структура се импрегнира с изопентанова пара с температура от 70 до 900С. Тютюнът контактува с парата при налягане поне 400 кРа в продължение максимум на 30 min. Излишната пара се евакуира, като изменението на налягането протича адиабатно. Импрегнираният тютюн се обработва с пара за раздуване на клетъчната му структура, след което раздутият тютюн се подлага на повторно вакуумно овлажняване.

Description

Изобретението се отнася до метод за обработване на тютюн, по-специално до метод за раздуване (увеличаване на обема) на тютюна, за да се повиши неговата пълнежна способност.

Предшестващо състояние на техниката

Тютюневите листа, след обирането им, се подлагат на сушене. В резултат на загубата на вода по време на сушенето, листата претърпяват свиване в различна степен. Общоприета практика в тютюневата промишленост е да се обработва изсушеният тютюн, предназначен за пури или за производство на цигари, за да се възстанови свиването чрез повишаване на пълнежната способност. По принцип се счита, че чрез обработване на тютюна по този начин, клетъчната структура на изсушения тютюнев лист се увеличава до състояние, подобно на това, в което се е намирал листът преди сушенето.

Съществуват редица методи за повишаване на пълнежната способност на тютюна. Те намират широко приложение в промишлеността с цел да се постигне възстановяване на продукта след сушене.

US 3 683 937 разкрива раздуване на тютюн при използване на пара от органичен разтворител, при което тютюнът е подложен на частичен вакуум и след това се импрегнира посредством използването на парите на органичен разтворител. Камерата, съдържаща третирания тютюн, се изпразва и съдържанието влиза в контакт с парата, за да се предизвика раздуване на материала. Етапът на импрегниране с пара протича при атмосферно налягане.

US 3 753 440 също разкрива метод за раздуване на тютюн с органичен разтворител, като този метод по същество включва етап на частично изсушаване между етапа на импрегниране с пара и етап на третиране с топлина. Условията, които се използват в съответствие с този патент, не гарантират, че няма да възникне кондензация на парата върху тютюна. Кондензацията на такива пари предизвиква сериозни проблеми.

Съгласно настоящото изобретение се установи, че може да се постигне степен на раздуване с пълнител, подобна на или понякога по-висока от тази, която се постига чрез общоприетите методи за раздуване и оттук за възстановяване, като се използва изопентан като среда за раздуване в парна фаза при стриктно контролиран процес.

Техническа същност на изобретението

Обект на изобретението е метод за обработване на тютюн, който включва следващите етапи:

(1) тютюнът се подлага на понижено налягане, не по-високо от 70 mbar (7 kPa), в камера;

(2) клетъчната структура на тютюна се импрегнира с изопентанови пари с температура от 70 до 90°С и тютюнът се поддържа в контакт с парите при налягане най-малко 4 bar (400 kPa) до 30 min, за да се импрегнира структурата на тютюна;

(3) отстраняват се излишните изопентанови пари от импрегнирания тютюн чрез създаване на вакуум в камерата, като изменението на налягането се осъществява адиабатно;

(4) импрегнираният тютюн се поставя в контакт с водна пара, за да се раздуе (увеличи обемът му); и (5) раздутият тютюн се подлага на повторно овлажняване под вакуум.

Тютюнът, който се обработва по метода съгласно изобретението, е под формата на късове сушени тютюневи листа, получени чрез вършеене или нарязване на целите изсушени листа. Тютюнът може да бъде алтернативно и под формата на нарязани ивици или под формата на натрошени листа. Тютюнът, който ще се обработва, се поставя в кошници в работната камера.

Изсушеният тютюн съгласно изобретението се подлага на понижено налягане, не по-високо от 70 mbar (7 kPa). Чрез тази обработка, въздухът в работната камера и въздухът, който се задържа в пространствата между късовете тютюнев лист или в клетъчната структура, който иначе пречи на следващото импрегниране на клетъчната структура с изопентановите пари, се отстранява. Използването на понижено налягане над 7 kPa не отстранява в достатъчна степен включения в тютюна въздух, в резултат на което се влошава следващото импрегниране на клетъчната структура на тютюна с изопентанови пари. За предпочитане, налягането в камерата се понижава под 70 mbar (7 kPa), доколкото е възможно да се направи това и това се определя от начина на създаване на вакуум и използваната система за възстановяване. Установено е, че налягане в границите от 40 до 70 mbar (4-7 kPa) е постижимо в този метод и дава добри резултати.

След това изопентановите пари се нагнетяват в работната камера. Важно за метода съгласно изобретението е, че не се допуска течен изопентан да навлиза в работната камера. Следователно, течният изопентан, съхраняван извън работната камера, трябва да бъде изцяло превърнат в пари преди да постъпи в работната камера и да влезе в контакт с тютюна. Тъй като изопентанът е силно летлив и запалим разтворител, инженерното проектиране на метода и системата за възстановяване трябва да бъдат внимателно разработени. Температурата на изопентановите пари, постъпващи в камерата е от 70 до 90°С. Изопентанови пари с температура, по-висока от 90°С, не трябва да се използват в метода съгласно изобретението, тъй като нарушават следващото раздуване с водна пара и не позволяват да се постигне необходимата степен на раздуване на тютюна. Освен това, ако топлообменникът се регулира да произвежда изопентанови пари с температура под 70°С, се рискува течен изопентан да премине и да навлезе в работната камера. Изопентанови пари с такава температура могат след навлизане в камерата да бъдат охладени от съдържанието на камерата до такава степен, че да кондензират. Ако се допусне течен изопентан да премине в работната камера, резултатът е прекъсване на процеса. Преди всичко, какъвто и да е наличен течен изопентан в камерата ще отнема енергия от системата, като се изпарява. Освен това, ще се повишат енергийните разходи за регенериране на излишъка от изопентан.

Количеството на изопентана, което импрегнира клетките в тютюневия лист, се контролира чрез налягането на изопентановите пари, създадено в работната камера. Изопентановите пари се вдухват в камерата до достигане на вътрешно налягане най-малко 4000 mbar (400 kPa), за предпочитане от 4000 до 4500 mbar (400-450 kPa). Когато се достигне тази стойност на налягането, камерата се херметизира, след което вътрешното налягане продължава да нараства (обикновено до около 5000 mbar (500 kPa)), като температурата на изопентановите пари продължава да се покачва. Тютюнът се държи в контакт с изопентановите пари при налягане най-малко 4000 mbar (400 kPa) в продължение на до 30 min, за да се позволи пълно проникване на изопентана в клетките на тютюневия лист. Установено бе, че оптималното раздуване на тютюна се получава чрез под държане на високо налягане около 30 min. Приема се, че в етапа на импрегниране изопентанът, намиращ се в клетъчната структура, се свива под действие на налягане в течната фаза.

Веднага щом изтече този период от време, целият излишък от изопентанови пари се отстранява от камерата чрез понижаване на налягането в камерата, колкото е възможно по-бързо, за предпочитане до около атмосферно налягане. Изменението на налягането е адиабатно. Чрез осигуряване на адиабатно изменение на налягането се избягва деструкция и разкъсване на клетъчната структура, което е пагубно. Намерено е, че такова понижение на налягането може да се постигне за по-малко от 15-20 min, обикновено за около 15 min.

Веднага след създаването на вакуум в камерата температурата на импрегнирания тютюн бързо се повишава принудително чрез довеждане на тютюна в контакт с водна пара. Като резултат от повишаването на температурата се повишава обемът на попадналия в клетките на тютюневия лист течен изопентан, който се освобождава, като причинява раздуване на клетъчната структура на тютюна. Чрез електронна микроскопия се установява, че клетъчните стени са набъбнали в резултат на обработката. Освен това, листната повърхност изглежда грапава. Обикновено, водната пара се въвежда в камерата, за да се повиши налягането в нея (в камерата) до стойност от 1000 mbar (100 kPa) до 1400 mbar (140 kPa), за предпочитане от 1000 до 1200 mbar (100 до 120 kPa). Трябва да се внимава при добавянето на водната пара да не се създаде турбулентност в камерата, която ще окаже пагубно влияние върху раздуването на тютюна. За предпочитане, етапът на раздуване се счита за завършен, когато се изпусне водната пара от камерата чрез създаване на вакуум и температурата в системата за регенериране се повиши до 90-95°С, по-специално до 94°С. В тази точка подаването на водна пара се прекъсва. Периодът от време от началото на подаването на водна пара до постигането на тази температура, за предпочитане, не трябва да бъде по-дълъг от 4 min и ако е възможно, да не е по-дълъг от 2 min.

Веднага след като завърши етапът на раздуване, раздутият тютюн се подлага на изпарително повторно овлажняване, за да се постигне желаното крайно раздуване и съдържание на влага. Обикновено, крайното съдържание на влага в тютюна е колкото е възможно по-близко до това преди обработването. Повторното овлажняване може, по принцип, да се осъществи чрез създаване на вакуум в работната камера след завършване на етапа на раздуване, до налягане от 180 до 220 mbar (18-22 kPa). След това налягането се връща изотермично до атмосферно и раздутият тютюн се извежда от работната камера.

Така обработеният тютюн може впоследствие, по желание, да се смеси по обичайния начин и след това да се транспортира до мястото за производство на пури или цигари, както е необходимо.

За да се определи пълнежният показател на сушения, обезпрашен тютюнев продукт за пури, както е описано в следващите примери, се използва уред за определяне на пълнежния показател, който се състои главно от цилиндър с диаметър 64 mm, в който се плъзга бутало с диаметър 63 пил. Буталото има градуирана маркировка на стената. Прилага се налягане върху буталото и се определя обемът в милилитри на определено тегло тютюн - 14,18 g. Опитите показват, че този уред определя точно пълнежния показател на дадено количество обезпрашен тютюн за пури с добра възпроизводимост на резултатите. Приложеното налягане върху тютюна от буталото във всички опити е 12,8 kPa, като налягането се прилага в продължение на 10 min, през което време се отчитат данните за пълнежния показател. Съдържанието на влага в тютюна влияе върху пълнежния показател, определен по този метод, поради което сравнителни данни за пълнежната способност се получават при еднакво съдържание на влага.

Примери за изпълнение на изобретението тюн за пури, съдържащ 14 до 14,5% влага и с пълнежен показател 5,08 cm³/g, определен по описания по-горе начин, се поставя в кошници и се обработва по метода съгласно изобретението. Тю5 тюнът се подлага на понижено налягане от 64 mbar (6,4 kPa), след което в работната камера се нагнетяват изопентанови пари с температура от 70 до 90°С и налягането в камерата се повишава до 4300 mbar (430 kPa). Тютюнът се оставя в контакт с 10 изопен-тана за 30 min, като в края на този период от време налягането се повишава до 4964 mbar (496,4 kPa). Целият излишък от изопентанови пари се отвежда от камерата чрез адиабатно понижаване на налягането от 1100 mbar (110 kPa) за около 6 15 min. След това създаване на вакуум, в работната камера се вдухва водна пара, докато получената отработена пара от камерата чрез създаване на вакуум и системата за възстановяване повишат температурата си до 104°С. След изпарителното повторно овлажняване чрез следващо създаване на вакуум в камерата до налягане 200 mbar (200 kPa), налягането се възстановява до атмосферно и раздутият тютюн се изнася от работната камера. Крайният пълнежен показател на тютюна е 8,14 cm³/g, съдържанието на влага е 14 до 14,5%.

Процедурата от пример 1 се повтаря върху следващи партиди тютюн и резултатите са отбелязани в таблица 1. Работните параметри в примери 2,3 и 4 са същите както в пример 1, ако не е казано друго. Стойностите на налягането в работната камера за цялото времетраене на обработката съгласно примери от 1 до 4 са представени графично на фиг. 1 до 4, съответно.

Пример 1. 150 kg сушен, обезпрашен тюТаблица 1.

	Пример 2	Пример 3	Пример 4
Пълнежен показател (cm³/g) преди след Налягане в камерата в края на етапа на импрегниране (mbar) Температура на водната пара, напускаща камерата в края на етапа на раздуване (°C)	5,04 8,23 4975 103	4,74 8,60 4811 104	4,67 8,33 4974 104

Claims

1. Метод за обработване на тютюн в камера за получаване на раздут тютюн, който обхваща етапите на импрегниране на тютюна с течност, въведена в камерата, загряване на импрегнирания тютюн, за да се предизвика раздуване на тютюна и понижаване на налягането в камерата до атмосферното, който се характеризира с това, че преди импрегнирането тютюнът се подлага на понижено налягане, не по-високо от 7 kPa, а импрегнирането се извършва с изопентанови пари, подадени в камерата при температура от 70 до 90°С и поддържане на контакт между тютюна и изопентановите пари при налягане от поне 400 kPa, като излишъкът от изопентанови пари се отстранява чрез адиабатно понижаване на налягането в камерата, а загряването на тютюна за раздуването му се извършва посредством осъществяване на контакт между него и водната пара и подлагане след това на раздутия тютюн на повторно овлажняване.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че преди импрегнирането, тютюнът се подлага на понижено налягане в грани- цата от 4 до 7 kPa.

3. Метод съгласно претенции 1 или 2, характеризиращ се с това, че тютюнът се поддържа в контакт с изопентановите пари при наля-

5 гане от 400 до 450 kPa, в продължение на около 30 min.

4. Метод съгласно която и да е от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че импрегнираният тютюн се загрява посредством подаването на водна пара в камерата за повишаване на налягането до стойност от 100 до 140 kPa.

5. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че подаването на водна пара в камерата се прекъсва, когато температурата на отработената пара, напускаща камерата, достигне 90-95°С, по-специално 94°С.

6. Метод съгласно която и да е от претенциите от 1 до 5, характеризиращ се с това, че раздутият тютюн се подлага на повторно овлажняване, което включва вакуумно сушене при понижено налягане в границата от 18 до 22 kPa.