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L'invention a pour ohjet un dispositif et une mé-thode de fabrication de filaments de tabac par extrusion dlun mélange humide a base de particules de tabac.
On connalt divers procédés de reconstitution de tabac à partir de particules pouvant provenir soit des parties nohles des feuilles du plant de tabac r soit de déchets recuperés. Ces particules sont préalablement traitées selon des techniques connues, puis sont Einement broyées, mélangées avec des agents de cohesion connus, par exemple dextrine, amidon, pec-tine, 10 etcet enfin humidifiées a une teneur globale en eau pouvant être comprise entre 15 et 25 %.
Dans cer-talns procédes, on a proposé de réaliser le mélange dans une extrudeuse a vis qui permet de former une feuille ou un ruban au moyen d'une filière plate. Cette Eeuille est ensuite découpée en lanières ~ui peuvent être ondulées par la suite pour obtenir ce que 1' on appelle du chevelu de tabac.
On a également envisagé d'extruder directement un ensemble de filaments obtenu à partir d'une filière munie d'une pluralité d'orifices ou de fentes de faible section.
La filière doit etre capable de résister à la pression d'extrusion et il est difficile de réaliser les orifices de aible section dans une matière sufisamment résistante. En : outre, ces orifices peuvent se boucher facilement ce ~ui en-tralne le remplacement de la filiere et par conséquent, l'arrêt de la production.
Llinvention a pour objet une nouvelle disposition et une nouvelle méthode simple et économique pour la réalisation plus facile de filaments de tabac par extrusion.
Selon la présente invention, il est prévu un disposi-tif de fabricati.on de Eil.aments de tabac par extrusion.d'un - mélanye humide à base de particules de tabac, au moyen d'une extrudeuse à vis munie d'une filière à son extrémite aval, .:
;30~;9 caracterise par le fait que la filière est constituee dlun conduit cylindrique de diamètre suf:Eisant pour que la pression d'extrusion ne produise pas un assèchement du melange, ce conduit ayant une longueur comprise entre 0.5 et 3 fois ledit diamètre, le melange formant dans ce conduit un boudin, et d'un grillage forme de fils tendus entrecroises à section arrondie place à la sortie dudit conduit cylindrique, le boudin etant divise en filaments par ce grillage.
Selon la presente invention, il est egalement prevu une methode de fabrication de ilaments de tabac.par extrusion d'un melange humide à base de particules de tabac, au mo~en d'une extrudeuse à vis munie d'une filière a son extremite aval, cette filière comprenant un conduit suivi d'un grillage place à la sortle du conduit, caract.erise en ce que~on Eorme d'abord un boudin dans ledit conduit qui a un diamètre sufisant pour que la pression d'extrusion ne produise pas un assechement du melange, et on fait sectionner ledit boudin en un grand nombre de filaments par passage à travers des mailles dudit grillage.
Dans un premier mode de realisation preferent:iel, l'extrudeuse peut avoir un axe sensiblement horizontal et les filaments se cassent par gravite dès ~u'une certaine longueur a ete formee au-delà du grillage, ladite longueur etant onction de la composition du melange extrude.
Dans un second mode de realisation preferentiel de l'invention, l'axe de filage peut et.re sensiblement vertical, la fili~re etant associée a un dispositif de coupe de filaments, dans ce cas, l'un au moins des deux éléments de l'ensemble de filage constitué par le conduit et le yrillage est animé d'un mouvement d'osclllation transversal provoquant la formation de filaments ondules.
L'invention va maintenant etre decrite en se referant - à un mode de realisation par~iculier, donne a titre d'exemple ` -- 2 ```` ~ 1630S9 et representé sur les dessins annexes.
La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une filière d'extrusion selon l'invention, La figure 2 est une vue de face de la filièret -.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale à
échelle agrandie du grillage formant fili.ère, La figure 4 est une vue de face d'une variante de montage du grillage, La figure 5 est une vue schematique d'un autre mode de réalisation.
Sur la figure l, on a represente l'extrémité dlune _ _ .. .... . . . . .. . ... .
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1 ~63069 extrudeuse comportant un fourreau 1 à l~interieur duquel est place au moins une vis d'extrusion 2~ Selon une caracteristique de l~invention/ la ~ilière d~extrusion est constituee par un simple conduit cylindrique de diamatre relativement important, par exemple de l'ordre de 10 mm~
~ insi, les matières premières introduites en amont de l'extrudeuse, notamment les particules de tabac et les liants et la quantite d'eau necessaire par exemple 15 ~
25~ du poids de mati~re sèche, sont malaxees a l'interieur du fourreau de façon à former un melange 4 qui est extrude sous pression pour former un jonc ou boudin 5 a l~interieur du conduit cylindrique 3. D'autre part, ~ la sortie du conduit 3 est place un grillage 6 transversal ~ l'a~e clu conduit et qui sectionne. le boudin 5 en une pluralite de filaments 7.
Le gr~llage 6 est constitue comme on l~a represente sur les figures, de fils tendus entrecroises à section arrondie constituant des separateurs 60 susceptibles de sectionner le boudin 5 en une pluralite de filaments dont la section unitaire correspond à la maille interieure résultant de l'intersection des fils 60.
Selon la caracteristiquè essentielle de l'inventionr les filaments son-t donc formes en deux temps:
On forme tout d'abord un jonc 5 dans le conduit 3 de diamètre relativement important et ensuite ce ~onc est sectionne en un grand nombre de filaments par passage a travers les mailles du grillage 6.
Cette methode permet de garantir l'homogeneite du melange extrude et par consequent les qualites des filaments produits.
En effet, si l'on effectuait directement le filage des filaments a travers une fili~re comportant un grand 1 ~3~
nombre d'oriEices de peti-t diamètre, la perte de charge qui en resulterait conduirait a une pression d'extrusion très elevee qui risquerait de produire une expulsion de la phase liquide contenue dans le mélange, celle-ci ayant tendance ~ remonter vers l'amont et la pression dans la filière doit donc être limitée pour éviter cet assechement qui risquerait de nuire à la qualite des fibres.
Cependant, il faut egalement conserver une pression d'extrusion suffisante pour assurer un bon malaxage des produits et en outre le taux d'humidite ne doit pas être trop eleve si l'on veut que les filaments se forment correctement.
L'extrusion des filaments en deux etapes selon l'invention, permet de conjuguer ces differents impératifs.
En efEet, la p~ession dans la filiere dependant essentiellement du diamètre de celle-ci, l'utilisation d~un conduit de grand diametre par exemple compris entre 10 et 20 mm permet d'extruder un debit important sans elever exagerement la pression.
Celle-ci est diminuee en aval par la perte de charge le long du conduit dont la longueur peu-t être comprise entre 0,5 et 3 fois de diamètre.
Ainsi la pression globale du jonc sur le grillage est reduite et ne risque pas de le deformer.
Par ailleurs, les fils du grillage provoquant la division du jonc en filaments auront de preférence une section arrondie qui permet de limiter la perte de charge et la pression dans les filieres constituees par les mailles 61 du grillage.
Il faut egalement noter que l'utilisation dlun grillage a fils arrondis permet de realiser de façon tr~s economique une pluralite de filieres a section rectangulaire et ayant des bords arrondis, ce qui est necessaire pour 6~
realiser les filaments ayant la section voulue.
D ' ailleurs, un autre avantage resulte de l'associa-tion d'un grillage à mailles carrees avec un conduit de section circulaire.
~ n effet, comme on l~a represente sur la figure 2, si l'on utilise un grillage à mailles carrees ou rectangu-laires, la plupart des filaments 71 auront e~alement une section carree ou rectangulaire.
Cependan-t, sur la peripherie, les mailles du grillage auront une section tronquee et donneront une c~rtaine propor~
tion de fllaments plus fins. Cette proportion facilite avan-tageusement la mise en forme des cigarettes.
Pour ~ue la pression de filage de la matière res-te dans les limites souhaitees on peut faire varier soi-t le diamètre du Jonc soit le diamètre des fils de chaine et de trame en fonction de l'epaisseur et de la largeur des fila-ments que l'on désire obtenir, pour un débit donné.
On a constaté que des gri]lages disponibles en dimensions standardisées permettaient d'obtenir des filaments ayant les dimensions habituellement utilisees dans la fabrication de tabac.
Ainsi, pour un fil de diamètre compris entre 0,30 et 0,50 mm~ les dimensions des orifices peuvent varier, pour le grand côte entre 0,7 et 2 mm et pour le petit côté entre 0,30 et 0,50 mm.
A titre d'exemple, pour un debit de 60 kg/h de mélange extrudable ayant une teneur en eau comprise entre 10 et 35~ le conduit 3 ayant un diamètre de 10 mm, une toile métalIique constituée de fils de 0,42 mm permettra d'obtenir des filaments de section de 0,35 x 0,75 mm.
D'autre partl i'utilisation comme ~iliare d'un gril1age métallique permet de renou~eler facilement la ~ ~B30~
partie se trouvan-t devant l'o~ifice de sor-tie. En effet, comme on l'a represen-te sur la ~igure 4, le yrillage peu-t être constitue par une bancle cle toile metallique 60 se déroulant a partir d'une bobine de réserve 63 et appliquee contre l'extremite 10 du fourreau 1 par une simple pièce de fixation 11 qu'il suffit de desserrer pour pouvoir faire passer une nouvelle partie de la toile devant l'orifice.
Cette operation peut ainsi se faire sans demontage important de la tête de l'ex-trudeuse et par consequent sans arret de la production, car le deplacement du grillage peut être effectué pendant le filage.
Comme on l'a represente sur la figure 1, les filaments de -tabac sortent librement du grillage suivant une direction sensiblement horizontale. En Eaisant varier les proportions d'agents de cohesion in-troduits dans le melange et la pression d'extrusion, on peut obtenir des filaments ayant suffisamment de tenue pour constituer des brins de tabac qui decrivent une courbe peu prononcée vers le bas et se cassent sous leur poids propre au bou-t d'une certaine longueur.
Il est egalement possible, comme on l'a represente sur la figure 5, d'utiliser une extrudeuse a axe vertical.
Dans ce cas, le grillage 6 doit être associe a un couteau rotatif 8 assurant le sectionnement periodique des filaments formés. Cette disposition est avantageuse pour la fabri-cation de filaments ondules. En effet, il suffit d'animer l'ensemble d'extrusion d'une sui-te de vibrations de frequence et d'amplitude reglable dans un plan sensiblement horizontal pour que les filaments prennent a la sortie la for~e d'ondulations.
Bien entendu, d'autres variantes pourraien-t-etre imaginees, l'invention ne se limitant evidemment pas aux .
39~
details du mode de realisation qui n'a ete decrit qu~à
titre d'exemple.
' . 1 ~ 3 ~ 6 ~
The subject of the invention is a device and a method for manufacturing tobacco filaments by extruding a mixture wet based on tobacco particles.
We know various methods of reconstitution of tobacco from particles that can come from either nohles parts tobacco plant leaves r or recovered waste. These particles are previously treated using techniques known, then finely ground, mixed with agents known cohesion, for example dextrin, starch, pec-tine, 10 and finally humidified to an overall water content that can be between 15 and 25%.
In certain procedures, it has been proposed to carry out the mixture in a screw extruder which allows to form a sheet or ribbon using a flat die. This sheet is then cut into strips ~ ui can be waved by below to obtain what is called tobacco hair.
We have also considered directly extruding a set of filaments obtained from a die equipped with a plurality of orifices or slits of small section.
The industry must be able to withstand the pressure extrusion and it is difficult to make the orifices of small section in a sufficiently resistant material. In : in addition, these orifices can be easily plugged this ~ ui en-delays the replacement of the die and consequently, the stop from production.
The subject of the invention is a new provision and a new simple and economical method for making easier tobacco filaments by extrusion.
According to the present invention, a device is provided.
tif of fabricati.on of Eil.aments of tobacco by extrusion.
- wet melanye based on tobacco particles, using a screw extruder with a die at its downstream end, .:
; 30 ~; 9 characterized by the fact that the sector is made up of cylindrical pipe of suf diameter: Eisant so that the pressure extrusion does not produce a drying of the mixture, this conduit having a length between 0.5 and 3 times said diameter, the mixture forming a rod in this conduit, and of a mesh in the form of stretched cross-sectional threads rounded place at the outlet of said cylindrical conduit, the rod being divided into filaments by this mesh.
According to the present invention, it is also provided a method of manufacturing tobacco ilaments. by extrusion a wet mixture based on tobacco particles, mo ~ en a screw extruder fitted with a die at its downstream end, this sector comprising a conduit followed by a place grid to the sortle of the conduit, caract.erise in that ~ on Eorme first a rod in said conduit which has a diameter sufficient to that the extrusion pressure does not dry out the mixture, and the said tube is cut in large numbers of filaments by passing through meshes of said mesh.
In a first embodiment prefer: iel, the extruder may have a substantially horizontal axis and the filaments break by gravity from ~ u a certain length has was formed beyond the mesh, said length being anointing of the composition of the extruded mixture.
In a second preferential embodiment of the invention, the spinning axis can be substantially vertical, the fili ~ re being associated with a filament cutting device, in this case, at least one of the two elements of the set of wiring formed by the conduit and the yarn is animated by a transverse osclllation movement causing the formation of wavy filaments.
The invention will now be described with reference to - to an embodiment by ~ iculier, given by way of example `- 2 `` `` ~ 1630S9 and shown in the accompanying drawings.
Figure 1 is a longitudinal sectional view of a extrusion die according to the invention, Figure 2 is a front view of the thread -.
Figure 3 is a longitudinal sectional view to enlarged scale of the grid forming a chain, Figure 4 is a front view of a variant of mounting of the mesh, Figure 5 is a schematic view of another mode of achievement.
In figure l, we represent the end of the moon _ _ .. ..... . . . ... ...
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1 ~ 63069 extruder comprising a sheath 1 inside which is placed at least one extrusion screw 2 ~ According to a feature of the invention / the extrusion line is constituted by a simple cylindrical diameter pipe relatively large, for example of the order of 10 mm ~
~ insi, the raw materials introduced upstream extruder, especially tobacco particles and binders and the amount of water needed for example 15 ~
25 ~ of the weight of dry matter, are kneaded inside sheath so as to form a mixture 4 which is extruded under pressure to form a rod or rod 5 inside of the cylindrical conduit 3. On the other hand, ~ the outlet of the conduit 3 is placed a transverse mesh 6 ~ a ~ e clu leads and cuts. the flange 5 in a plurality of filaments 7.
The gr ~ llage 6 is constituted as shown in ~
in the figures, stretched cross-sectional threads rounded constituting separators 60 likely to section the strand 5 into a plurality of filaments including the unitary section corresponds to the inner mesh resulting from the intersection of the wires 60.
According to the essential characteristic of the invention the filaments are therefore formed in two stages:
First form a rod 5 in the conduit 3 of relatively large diameter and then this ~ onc is cuts a large number of filaments per passage a through the mesh of the wire mesh 6.
This method ensures the homogeneity of the extruded mixture and therefore the qualities of the filaments products.
Indeed, if we carried out the spinning directly filaments through a fili ~ re comprising a large 1 ~ 3 ~
number of holes of small diameter, the pressure drop which would result in very extrusion pressure who would risk evicting the liquid phase contained in the mixture, this having trend ~ go back upstream and pressure in the sector must therefore be limited to avoid this drying out which could harm the quality of the fibers.
However, it is also necessary to keep a pressure sufficient extrusion to ensure good mixing of products and in addition the humidity level should not be too high if you want the filaments to form correctly.
The extrusion of the filaments in two stages according to the invention makes it possible to combine these different imperatives.
Indeed, dependency in the dependent sector essentially the diameter of it, the use of a large diameter conduit for example between 10 and 20 mm allows to extrude a significant flow without raising exaggerate the pressure.
This is reduced downstream by the loss of load along the conduit whose length can be between 0.5 and 3 times in diameter.
Thus the overall pressure of the rod on the mesh is reduced and does not risk deforming it.
Furthermore, the wire mesh causing the division of the rod into filaments will preferably have a rounded section which limits the pressure drop and the pressure in the dies formed by the meshes 61 of the fence.
It should also be noted that the use of a wire mesh with rounded son allows to realize very ~
economical a plurality of dies with rectangular section and having rounded edges, which is necessary for 6 ~
make the filaments with the desired section.
Another advantage results from the association tion of a square mesh screen with a circular section.
~ n effect, as shown in Figure 2, if a square or rectangular mesh is used most of the filaments 71 will also have a square or rectangular section.
However, on the periphery, the mesh of the fence will have a truncated section and will give a proportional proportion tion of finer flames. This proportion makes it easier tagging the shaping of cigarettes.
For ~ ue the spinning pressure of the material res-te within the desired limits you can vary the diameter of the rod is the diameter of the chain and weft depending on the thickness and width of the threads elements that one wishes to obtain, for a given flow rate.
It has been found that scratches available in standardized dimensions allowed to obtain filaments having the dimensions usually used in the tobacco manufacturing.
So, for a wire with a diameter between 0.30 and 0.50 mm ~ the dimensions of the orifices may vary, for the large rib between 0.7 and 2 mm and for the small side between 0.30 and 0.50 mm.
For example, for a flow rate of 60 kg / h of extrudable mixture having a water content of between 10 and 35 ~ the conduit 3 having a diameter of 10 mm, a metallic canvas made of 0.42 mm threads will allow to obtain filaments with a cross section of 0.35 x 0.75 mm.
On the other hand, the use as ~ iliare of a metal gril1age allows to easily renew ~ eler the ~ ~ B30 ~
part is in front of the exit o ~ ifice. Indeed, as we have represented on the ~ igure 4, the yrillage little be made up of a wire mesh bench 60 unwinding from a reserve coil 63 and applied against the end 10 of the sleeve 1 by a single piece fastening 11 that is enough to loosen to be able to do pass a new part of the canvas in front of the hole.
This operation can be done without significant disassembly of the head of the ex-extruder and therefore without stopping production, because the displacement of the mesh can be performed during spinning.
As shown in Figure 1, the Tobacco filaments come out freely from the mesh following a substantially horizontal direction. By varying the proportions of cohesion agents introduced into the mixture and the extrusion pressure, we can get filaments having sufficient hold to constitute strands of tobacco that describe a slight downward curve and break under their own weight at the expense of a certain length.
It is also possible, as we have shown in FIG. 5, to use an extruder with a vertical axis.
In this case, the wire mesh 6 must be associated with a knife.
rotary 8 ensuring the periodic sectioning of the filaments trained. This arrangement is advantageous for the manufacture cation of wavy filaments. Indeed, it is enough to animate the extrusion assembly of a series of frequency vibrations and of adjustable amplitude in a substantially horizontal plane so that the filaments take the exit for ~ e ripples.
Of course, other variants could be imagine, the invention is obviously not limited to .
39 ~
details of the embodiment which has only been described at as an example.
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