CH632908A5 - Method of expanding tobacco - Google Patents
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- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/18—Other treatment of leaves, e.g. puffing, crimpling, cleaning
- A24B3/182—Puffing
- A24B3/185—Puffing by impregnating with a liquid and subsequently freezing and evaporating this liquid
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Description
Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen beispielsweise beschrieben. The invention is described in detail below, for example.
Allgemein betrifft die Erfindung Verbesserungen des Verfahrens zum Expandieren von Tabak unter Anwendung von flüssigem Kohlendioxid als Expandiermittel. Allgemein betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Expandieren von Tabak unter Anwendung eines einzigen Mittels, das gut zugänglich, relativ wenig kostspielig, nicht brennbar und äusserst wirksam ist und insbesondere die Herstellung eines expandierten Tabakprodukts mit wesentlich verringerter Dichte, hergestellt durch Imprägnieren von Tabak unter Druck mit flüssigem Kohlendioxid, Umwandlung des flüssigen In general, the invention relates to improvements in the method of expanding tobacco using liquid carbon dioxide as an expanding agent. In general, the invention relates to a method of expanding tobacco using a single agent that is easily accessible, relatively inexpensive, non-flammable, and extremely effective, and more particularly to the manufacture of an expanded tobacco product having a substantially reduced density, made by impregnating tobacco under pressure with liquid carbon dioxide, conversion of liquid
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Kohlendioxids in situ in festes Kohlendioxid, was durch rasches Ablassen des Drucks erzielt werden kann, und anschliessende Verdampfung des festen Kohlendioxids und Expandieren des Tabaks, was erzielt werden kann durch Anwendung von Wärme, Strahlungsenergie oder ähnlichen Energie erzeugenden Bedingungen auf den imprägnierten Tabak, wodurch eine rasche Verdampfung des festen Kohlendioxids, das sich in dem Tabak befindet, bewirkt wird. Carbon dioxide in situ in solid carbon dioxide, which can be achieved by releasing the pressure quickly, and then evaporating the solid carbon dioxide and expanding the tobacco, which can be achieved by applying heat, radiation energy or similar energy-generating conditions to the impregnated tobacco, thereby creating a rapid evaporation of the solid carbon dioxide contained in the tobacco is effected.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man entweder ein ganzes getrocknetes Tabakblatt, Tabak in geschnittener oder gehackter Form oder ausgewählte Tabakteile, wie z.B. Tabakrippen oder auch rekonstituierten Tabak behandeln. In zerkleinerter Form kann der zu imprägnierende Tabak eine Teilchengrösse von 0,84-0,149 mm aufweisen, jedoch vorzugsweise nicht unter etwa 0,59 mm. Das zu behandelnde Material kann in relativ trockener Form vorliegen oder kann den natürlichen Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks oder sogar mehr enthalten. To carry out the process according to the invention, either a whole dried tobacco leaf, tobacco in cut or chopped form or selected parts of tobacco, e.g. Treat tobacco ribs or reconstituted tobacco. In shredded form, the tobacco to be impregnated can have a particle size of 0.84-0.149 mm, but preferably not less than about 0.59 mm. The material to be treated can be in a relatively dry form or can contain the natural moisture content of the tobacco or even more.
Im allgemeinen weist der zu behandelnde Tabak mindestens etwa 8% Feuchtigkeit (bezogen auf das Gewicht) und weniger als etwa 50% Feuchtigkeit auf. Gemäss einer speziellen verbesserten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens sollte der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks, der in der ersten Stufe des Verfahrens verwendet wird, einen Wert von etwa 17 bis etwa 25% haben, je nachdem speziell angewendeten Druck. In der vorliegenden Beschreibung kann der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks bezeichnet werden als «Beschickungsfeuchtigkeit» oder «Beschichkungs-OV» und ist etwa äquivalent zu den im Ofen verdampfbaren Anteilen (OV), da im allgemainen nicht über etwa 0,9 Gew.-% des Tabakgewichts aus flüchtigen Anteilen bestehen, die sich von Wasser unterscheiden. Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, dass bei Anwendung eines Beschickungs-OV in diesem Bereich die erste Stufe des Verfahrens vorteilhafter bei Drücken durchgeführt werden kann, die niedriger sind, als die bisher als optimal angesehenen. In der weiteren Beschreibung wird eine genauere Erläuterung der in der ersten Stufe des Verfahrens angewendeten Drücke angegeben; im Hinblick auf die hier beschriebene spezielle Ausführungsform wurde gefunden, dass die folgenden Beschickungs-OV für folgende Drücke bevorzugt sind: Generally, the tobacco to be treated has at least about 8% moisture (by weight) and less than about 50% moisture. According to a special improved embodiment of the method according to the invention, the moisture content of the tobacco used in the first stage of the method should have a value of about 17 to about 25%, depending on the pressure specifically used. In the present description, the moisture content of the tobacco can be referred to as "loading moisture" or "coating OV" and is approximately equivalent to the parts that can be vaporized in the oven (OV), since generally not more than about 0.9% by weight of the tobacco weight consist of volatile components that differ from water. Surprisingly, it has now been found that when a loading OV is used in this area, the first stage of the method can be carried out more advantageously at pressures which are lower than those previously regarded as optimal. In the further description, a more detailed explanation of the pressures used in the first stage of the process is given; With regard to the specific embodiment described here, it was found that the following loading OV are preferred for the following pressures:
(Die hier verwendeten Bezeichnungen «Beschickungs-OV» bzw. «OV-Gehalt» sind stets in Gew.%, bezogen auf das Trockengewicht des Tabaks, angegeben.) (The terms "loading OV" and "OV content" used here are always in% by weight, based on the dry weight of the tobacco.)
bei einem Überdruck von 20,7 bar eine Beschickungs-OV at an overpressure of 20.7 bar a loading OV
von 18 bis 25% from 18 to 25%
bei einem Überdruck von 27,6 bar eine Beschickungs-OV at an overpressure of 27.6 bar a loading OV
von 17 bis 25% from 17 to 25%
bei einem Überdruck von 31 bar eine Beschickungs-OV von 17 bis 25% at an overpressure of 31 bar a loading OV of 17 to 25%
bei einem Überdruck von 34,5 bar eine Beschickungs-OV at an overpressure of 34.5 bar a loading OV
von 16 bis 23% from 16 to 23%
bei einem Überdruck von 43,1 bar eine Beschickungs-OV at an overpressure of 43.1 bar a loading OV
von 14 bis 19% from 14 to 19%
bei einem Überdruck von 51,7 bar eine Beschickungs-OV at an overpressure of 51.7 bar a loading OV
von 13 bis 18% from 13 to 18%
bei einem Überdruck von 58,6 bar eine Beschickungs-OV von 12 bis 18%. at an overpressure of 58.6 bar, a loading OV of 12 to 18%.
Um den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks auf den gewünschten Beschickungsfeuchtigkeitsgrad zu bringen, In order to bring the moisture content of the tobacco to the desired feed moisture level,
kann der Tabak mit Wasser besprüht werden, mit Dampf oder dergleichen in Kontakt gebracht werden, bis der gewünschte Grad erreicht ist, vorzugsweise erzielt man dies durch Besprühen mit Wasser. Um den Feuchtigkeitsgehalt im Tabak auf einen gewünschten Wert zu verringern, kann der Tabak erwärmt werden, vorzugsweise durch indirekte Dampfhitze, bis der gewünschte Gehalt erreicht ist. the tobacco can be sprayed with water, brought into contact with steam or the like until the desired degree is reached, preferably by spraying with water. In order to reduce the moisture content in the tobacco to a desired value, the tobacco can be heated, preferably by indirect steam heating, until the desired content is reached.
Es wurde gefunden, dass es durch diese Verbesserung des Grundverfahrens möglich wird, gewünschte Expan-s sionsausmasse bei geringeren Drücken zu erzielen, als sie bisher als für eine derartige Expansion notwendig gefunden wurden. So wurde vor der vorliegenden Erfindung ein breiter Bereich von Drücken als anwendbar gefunden, jedoch wurde es für nötig gehalten, das Verfahren io bei einem absoluten Druck von etwa 35,5 bar oder darüber durchzuführen, um ein Produkt mit einem Zylindervolumen (CV) zu erzielen, das sich einem Wert von etwa 70 nähert (der im allgemeinen als ein Expansionsgrad angesehen wird, der für Handelsprodukte angestrebt wird). 15 Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, dass man ein Zylindervolumen von 68 mit einem absoluten Druck von 21,7 bar erzielen kann, wenn man mit einer Beschickungs-OV von etwa 20% und einer Ausbeute-OV von unter etwa 6% arbeitet. It has been found that this improvement in the basic process makes it possible to achieve desired expansion dimensions at lower pressures than were previously found to be necessary for such an expansion. Thus, before the present invention, a wide range of pressures were found to be applicable, but it was considered necessary to carry out the process at an absolute pressure of about 35.5 bar or above to achieve a cylinder volume (CV) product , which is approaching a value of around 70 (which is generally viewed as a degree of expansion aimed at commercial products). 15 It has now surprisingly been found that a cylinder volume of 68 with an absolute pressure of 21.7 bar can be achieved if one works with a loading OV of about 20% and a yield OV of less than about 6%.
20 Die Ausdrücke «Zylindervolumen» und «korrigiertes Zylindervolumen» stellen Einheiten für die Messung des Expansionsgrades von Tabak dar. Der Ausdruck «Gehalt an im Ofen verdampfbaren Anteilen» oder «ofenflüchtige Anteile» stellt eine Einheit zur Messung des 25 Feuchtigkeitsgehalts (oder des Prozentsatzes an Feuchtigkeit) in Tabak dar. Die in der vorliegenden Beschreibung angewendeten Werte bezüglich dieser Ausdrücke werden wie folgt bestimmt: 20 The terms "cylinder volume" and "corrected cylinder volume" represent units for measuring the degree of expansion of tobacco. The expression "content of parts that can be evaporated in the oven" or "volatile parts of the oven" represents a unit for measuring the moisture content (or percentage) Moisture) in tobacco. The values used in the present description with regard to these terms are determined as follows:
30 Zylindervolumen (CV) 30 cylinder volume (CV)
10 000 g Tabak werden in einen Zylinder von 3,358 cm Durchmesser eingebracht und mit einem Stempel von 1875 g und einem Durchmesser von 3,335 cm während 5 Minuten zusammengedrückt. Das resultierende Volumen 35 des Füllstoffs wird als Zylindervolumen bezeichnet. Diese Untersuchung führt man unter Standard-Umweltbedingungen von 23,9 °C und 60% RF (relative Feuchtigkeit) durch. Falls nicht anders angegeben, wurde die Probe in dieser Umgebung während 18 Stunden vorkondi-40 tioniert. 10,000 g of tobacco are introduced into a cylinder of 3.358 cm in diameter and pressed together with a stamp of 1875 g and a diameter of 3.335 cm for 5 minutes. The resulting volume 35 of the filler is referred to as the cylinder volume. This test is carried out under standard environmental conditions of 23.9 ° C and 60% RH (relative humidity). Unless otherwise specified, the sample was preconditioned in this environment for 18 hours.
Korrigiertes Zylindervolumen (CCV) Der CV-Wert kann einem speziellen ofenflüchtigen Anteil angepasst werden, um Vergleiche zu erleichtern. 45 CCV = CV+F (OV-OVs) worin OVs die spezielle OV ist und F einen Korrekturfaktor (Volumen pro%), vorbestimmt für den speziellen Typ des behandelten Tabaks darstellt. Corrected Cylinder Volume (CCV) The CV value can be adjusted to a specific volatile content to make comparisons easier. 45 CCV = CV + F (OV-OVs) where OVs is the special OV and F is a correction factor (volume per%), predetermined for the specific type of tobacco being treated.
so Gehalt an ofenflüchtigen Anteilen (OV) so content of volatile components (OV)
Die Probe Tabak wird vor und nach 3stündiger Behandlung in einem Umluftofen, der auf 100 °C gesteuert ist, gewogen. Der Gewichtsverlust als Prozentsatz des ursprünglichen Gewichts stellt den Gehalt an ofenflüch-55 tigen Anteilen dar. The tobacco sample is weighed before and after 3 hours of treatment in a forced air oven controlled at 100 ° C. The weight loss as a percentage of the original weight represents the content of oven-volatile components.
Für den in der vorliegenden Beschreibung verwendeten expandierten hellen Tabak beträgt der Wert von F für die Berechnung von CCV 7,4. For the expanded light tobacco used in the present description, the value of F for the calculation of CCV is 7.4.
Der Tabak mit dem gewünschten Beschickungsfeuch-60 tigkeitsgehalt wird im allgemeinen in ein Druckgefass derart eingebracht, dass er in geeigneter Weise in flüssiges Kohlendioxid eingetaucht oder damit in Kontakt gebracht werden kann. Beispielsweise kann ein Drahtkäfig oder eine Beschickungsbühne verwendet werden. 65 Das den Tabak enthaltende Druckgefass kann mit Kohlendioxidgas durch Vakuum oder ein anderes Gas gespült werden, wobei der Spülvorgang im allgemeinen 1 bis 4 Minuten in Anspruch nimmt. Die Spülstufe kann The tobacco with the desired loading moisture content is generally placed in a pressure vessel such that it can be suitably immersed in or brought into contact with liquid carbon dioxide. For example, a wire cage or a loading platform can be used. 65 The pressure vessel containing the tobacco can be flushed with carbon dioxide gas by vacuum or another gas, the flushing process generally taking 1 to 4 minutes. The rinse level can
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weggelassen werden, ohne dass sich dies schädlich auf das Endprodukt auswirkt. Der Vorteil des Spülens liegt in der Entfernung von Gasen, die ein Wiedergewinnungsverfahren für das Kohlendioxid stören könnten und im Austreiben jeglicher Fremdgase aus dem Tabak, die das volle Eindringen des flüssigen Kohlendioxids beeinträchtigen könnten. be omitted without this having a detrimental effect on the end product. The advantages of purging are the removal of gases that could interfere with a carbon dioxide recovery process and the removal of any foreign gases from the tobacco that could interfere with the full penetration of the liquid carbon dioxide.
Das flüssige Kohlendioxid, das beim erfindungsge-mässen Verfahren verwendet wird, kann bezogen werden aus einem Lagerungsgefäss, in dem es im allgemeinen bei einem Überdruck von 17,2 bis 21,0 bar gehalten wird, Das flüssige Kohlendioxid kann in das Druckgefass mit einem Überdruck von 17,2 bis 27,6 bar oder in einem Bereich von etwa 17,2 bis 36,2 bar eingebracht werden. Bei der Einleitung von flüssigem Kohlendioxid in das Druckgefass muss das Innere des Gefasses, einschliesslich des zu behandelnden Tabaks, einen Druck aufweisen, der zumindest dazu ausreicht, das Kohlendioxid in flüssigem Zustand zu halten. The liquid carbon dioxide used in the method according to the invention can be obtained from a storage vessel in which it is generally kept at an overpressure of 17.2 to 21.0 bar. The liquid carbon dioxide can be introduced into the pressure vessel with an overpressure from 17.2 to 27.6 bar or in a range from about 17.2 to 36.2 bar. When liquid carbon dioxide is introduced into the pressure vessel, the interior of the vessel, including the tobacco to be treated, must have a pressure which is at least sufficient to keep the carbon dioxide in a liquid state.
Das flüssige Kohlendioxid wird zweckmässig derart in das Gefäss eingebracht, dass es möglich ist, den Tabak vollständig in Kontakt zu bringen und es sollte vorzugsweise ausreichend flüssiges Kohlendioxid verwendet werden, um den Tabak völlig zu sättigen. Im allgemeinen umfasst dies die Anwendung von 1 bis 10 Gewichtsteilen flüssigem Kohlendioxid pro Gewichtsteil Tabak. Überschüssiges flüssiges C02 ist verschwenderisch, jedoch anwendbar. Die Temperatur des flüssigen Kohlendioxids sollte vorzugsweise etwa 31 °C während der Imprägnierungsstufe nicht überschreiten können. The liquid carbon dioxide is expediently introduced into the vessel in such a way that it is possible to bring the tobacco completely into contact and it should preferably be used with sufficient liquid carbon dioxide in order to fully saturate the tobacco. Generally this involves the use of 1 to 10 parts by weight of liquid carbon dioxide per part by weight of tobacco. Excess liquid C02 is wasteful, but applicable. The temperature of the liquid carbon dioxide should preferably not exceed about 31 ° C during the impregnation step.
Der Druck während der Kontaktstufe, die die erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, wird bei einem Überdruck von 17,2 bis 36,2 bar gehalten, beispielsweise durch Erwärmen des Gefasses unter Verwendung von Heizspiralen oder dergleichen falls notwendig. The pressure during the contact stage, which is the first embodiment of the invention, is kept at an excess pressure of 17.2 to 36.2 bar, for example by heating the vessel using heating spirals or the like if necessary.
Der Tabak und das flüssige Kohlendioxid können unter diesen Bedingungen während eines Zeitraums von 0,1 bis 30 Minuten in Kontakt gehalten werden. The tobacco and liquid carbon dioxide can be kept in contact under these conditions for a period of 0.1 to 30 minutes.
Nachdem das flüssige Kohlendioxid den Tabak sättigen konnte, im allgemeinen während einer Gesamtdauer von 0,1 bis 30 Minuten, vorzugsweise 0,2 bis 1 Minute, wird jeglicher Überschuss an flüssigem Kohlendioxid, der vorhanden sein kann, aus dem Gefäss abgezogen, vorzugsweise unter Beibehaltung der Temperatur-und Druckbedingungen auf den gleichen Werten wie während der Kontaktstufe. After the liquid carbon dioxide has been able to saturate the tobacco, generally for a total of 0.1 to 30 minutes, preferably 0.2 to 1 minute, any excess liquid carbon dioxide that may be present is withdrawn from the vessel, preferably while maintaining it the temperature and pressure conditions at the same values as during the contact step.
Eine spezielle Verbesserung des Verfahrens, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt, bezieht die Anwendung einer Abtropf-Verweilzeit ein. Diese Ausführungsform kann angewendet werden in Kombination mit der ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Druckbereich während der Kontaktstufe von 17,2 bis 36,2 bar Überdruck; jedoch kann diese Ausführungsfonn über einen breiteren Druckbereich von 14,8 bis 65,5 bar Überdruck angewendet werden, wobei ihre günstigen Auswirkungen im niedrigeren Anteil dieses Druckbereichs grösser sind. Entsprechend dem Verfahren kann nach einer Quellzeit von beispielsweise mindestens 0,1 Minute bis zu 30 Minuten zur Erzielung einer Imprägnierung des flüssigen Kohlendioxids in den Tabak, die Flüssigkeit aus der Tabakmasse entfernt werden, beispielsweise durch eine Austrittsöffnung am Boden der Kammer, wobei der Druck in dem Gefäss aufrechterhalten wird. Es wurde gefunden, dass sich überraschende Vorteile ergeben, wenn man eine Abtropf-Verweilzeit von mindestens 2 Minuten nach dem Punkt anwendet, wo der kontinuierliche Abstrom von flüssigem Kohlendioxid aus dem Gefäss aufgehört hat. Bis zum Zeitpunkt der vorliegenden Erfindung bestand eine Methode zur Steuerung des Verfahrens an diesem Punkt darin, das Niveau des flüssigen Kohlendioxids durch ein am Imprägniergefäss angebrachtes Sichtglas zu beobachten, wenn das flüssige C02 abgezogen wurde und das Abziehen zu einem Zeitpunkt zu unterbrechen, an dem keine weitere Flüssigkeit beobachtet wurde, d.h. wenn kein weiterer kontinuierlicher Strom an flüssigem C02 vorhanden war. Manchmal wurde eine kurze Untersuchung auf zusätzliche Flüssigkeit, unmittelbar nach Unterbrechung des Abziehens durchgeführt. Im erfindungsgemäs-sen Verfahren kann eine Abtropf-Verweilzeit angewendet werden, die darin besteht, mindestens etwa 2 Minuten und vorzugsweise mindestens etwa 3 Minuten zu warten und anschliessend die Flüssigkeit ein zweites Mal abzuziehen, bis der erneute kontinuierliche Flüssigkeitsstrom ein zweites Mal aufhört. Der zweite Flüssigkeitsstrom kann im allgemeinen weniger als 1 Minute anhalten. Eine derartige Abtropf-Verweilzeit dient dazu, sicherzustellen, dass überschüssige Flüssigkeit von der Tabakoberfläche entfernt wird. Die Abtropf-Verweilzeit kann durch eine Abwärts-Spülung von C02 oder einem anderen Gas durch die Masse unterstützt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Abtropf-Verweilzeit zu einem im wesentlichen vollständigen Abfliessen führt und darüber hinaus folgendes ergibt: (1) eine vollständigere Wiedergewinnung von C02 als Flüssigkeit und weniger als Gas (welches bei den Wiedergewinnungsstufen eine Kondensation erfordert), (2) die Entfernung von Flüssigkeit von der Tabakoberfläche, bei der es sich gezeigt hat, dass sie sonst bei Druckverringerung teilweise zur Verfestigung auf der Tabakoberfläche führt, wodurch der Tabak zu Klumpen gebunden wird, was wiederum eine schwierige Handhabung sowie ein Brechen erforderlich macht, mit der sich hieraus ergebenden Bildung von Tabak- «Feinstoffen» und (3) eine Verringerung der Wärmebelastung der Expansionsvorrichtung durch Ausschaltung der Notwendigkeit, unwirksames festes C02 von der Oberfläche zu verdampfen. A particular improvement to the process, which is a second embodiment of the invention, involves the use of a drain residence time. This embodiment can be used in combination with the first embodiment described above in the pressure range during the contact stage from 17.2 to 36.2 bar overpressure; however, this embodiment can be used over a wider pressure range from 14.8 to 65.5 bar gauge pressure, and its beneficial effects are greater in the lower portion of this pressure range. According to the method, after a swelling time of, for example, at least 0.1 minute to 30 minutes to achieve impregnation of the liquid carbon dioxide in the tobacco, the liquid can be removed from the tobacco mass, for example through an outlet opening at the bottom of the chamber, the pressure in the vessel is maintained. It has been found that there are surprising advantages when using a drip dwell time of at least 2 minutes after the point where the continuous outflow of liquid carbon dioxide from the vessel has ceased. Up until the present invention, one method of controlling the process at this point was to observe the level of liquid carbon dioxide through a sight glass attached to the impregnation vessel when the liquid CO 2 was withdrawn and to interrupt the withdrawal at a time when none further fluid was observed, ie if there was no further continuous flow of liquid C02. Sometimes a brief check for additional fluid was made immediately after the withdrawal was stopped. In the method according to the invention, a drip-off residence time can be used, which consists in waiting at least about 2 minutes and preferably at least about 3 minutes and then withdrawing the liquid a second time until the renewed continuous flow of liquid stops a second time. The second liquid flow can generally last less than 1 minute. Such a drip dwell time serves to ensure that excess liquid is removed from the tobacco surface. The drip dwell time can be assisted by purging C02 or another gas down through the mass. It has been shown that the drip dwell time results in an essentially complete drain and also results in: (1) a more complete recovery of CO 2 as a liquid and less than a gas (which requires condensation at the recovery stages), (2) the removal of liquid from the tobacco surface, which has been shown to otherwise partially solidify on the tobacco surface when the pressure is reduced, thereby binding the tobacco into lumps, which in turn requires difficult handling and breaking, which the resulting formation of tobacco "fines" and (3) a reduction in the thermal load on the expansion device by eliminating the need to evaporate ineffective solid CO 2 from the surface.
Die Abtropf-Verweilzeit sollte mindestens etwa 2 Minuten betragen. Sie beträgt jedoch corzugsweise 2,5 bis 6 Minuten, wobei längere Dauer einen geringen zusätzlichen Vorteil ergibt, jedoch zufriedenstellend angewendet werden kann; die Abtropf-Verweilzeit hängt in grossem Ausmass von der Bauweise und der Grösse der Gefässe ab. The draining time should be at least about 2 minutes. However, it is preferably 2.5 to 6 minutes, with a longer duration giving a slight additional advantage, but can be used satisfactorily; the draining time depends to a large extent on the construction and the size of the vessels.
Nach dem Imprägnieren, Abziehen und der Abtropf-Verweilzeit kann der Gasdruck mit einer ausreichend grossen Geschwindigkeit verringert werden, so dass mindestens ein Teil des Kohlendioxids in dem Tabak in die feste Form übergeführt wird. After impregnation, stripping and the draining time, the gas pressure can be reduced at a sufficiently high rate that at least part of the carbon dioxide in the tobacco is converted into the solid form.
Der Druck in dem Gefäss wird abgelassen durch Entlüften der Gase, um den Inhalt des Gefasses auf Atmosphärendruck zu bringen. The pressure in the vessel is released by venting the gases to bring the contents of the vessel to atmospheric pressure.
Die Entlüftung erfordert im allgemeinen 0,75 bis 15 Minuten, je nach der Grösse des Gefasses, sie sollte jedoch vorzugsweise nicht mehr als 3 Minuten andauern, worauf die Temperatur in dem Gefäss im allgemeinen — 85 bis — 95 °C beträgt und das flüssige Kohlendioxid in dem Tabak teilweise in festes Kohlendioxid umgewandelt ist. Der Druck muss nicht beim Atmosphärendruck liegen, sondern wird zweckmässig auf einen Überdruck von etwa 4,1 bar verringert. Es ist ersichtlich, dass dies aus wirtschaftlichen Gründen nicht so günstig ist wie die Verringerung des Drucks auf Atmosphärendruck. Venting generally takes 0.75 to 15 minutes, depending on the size of the vessel, but should preferably not last longer than 3 minutes, after which the temperature in the vessel is generally -85 to -95 ° C and the liquid carbon dioxide in which tobacco is partially converted to solid carbon dioxide. The pressure does not have to be at atmospheric pressure, but is expediently reduced to an excess pressure of approximately 4.1 bar. It can be seen that this is not as economical for economic reasons as reducing the pressure to atmospheric pressure.
Das Abziehen und die Abtropf-Verweilzeit sollten vorzugsweise so durchgeführt werden, dass der Tabak 6 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, festes C02 enthält. The stripping and the draining time should preferably be carried out in such a way that the tobacco contains 6 to 25% by weight, particularly preferably 10 to 20% by weight, of solid CO 2.
Nach der Umwandlung des Kohlendioxids in dem Tabak in seine feste Form, wird der festes Kohlendioxid enthaltende Tabak anschliessend Expandierbedingungen ausgesetzt, wobei man das behandelte Produkt beispielsweise einer Er5 After the conversion of the carbon dioxide in the tobacco into its solid form, the tobacco containing solid carbon dioxide is then subjected to expansion conditions, the treated product being subjected, for example, to an Er5
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wärmung oder einer äquivalenten Behandlung unterzieht, um das feste Kohlendioxid zu verdampfen und von dem Tabak zu entfernen. Dies kann in der Anwendung von heissen Oberflächen oder einem Heissluftstrom, einem Gemisch von Gas und Dampf oder der Einwirkung anderer Energiequellen, wie Mikrowellenstrahlungsenergie oder Infrarotbestrahlung, erfolgen. Ein zweckmässiges Mittel zum Expandieren des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks besteht darin, ihn in einen Strom von erwärmtem Gas, wie beispielsweise überhitzten Dampf, einzusetzen oder ihn damit mitzuschleppen, oder ihn in einen turbulenten Luftstrom bzw. Wirbelluftstrom einzusetzen, der beispielsweise bei einer Temperatur von 100 bis 370 °C und vorzugsweise bei einer Temperatur von 150 bis 260 °C gehalten wird, was während 0,2 bis 10 Sekunden erfolgt. Der imprägnierte Tabak kann auch erhitzt werden durch Aufbringen auf ein Förderband und Einwirken einer Infrarotheizung, durch Behandlung in einem Zyklontrockner, durch Kontakt in einem Dispersionstrockner mit überhitztem Dampf oder einem Gemisch von Dampf und Luft oder dergleichen. In jeder dieser Kontaktstufen sollte die Temperatur der Atmosphäre, mit der sich der Tabak in Kontakt befindet, nicht über etwa 370 °C angehoben werden, und sollte vorzugsweise 100 bis 300 °C, besonders bevorzugt 150 bis 260 °C betragen, wenn bei Atmosphärendruck gearbeitet wird. undergoes heating or equivalent treatment to evaporate and remove the solid carbon dioxide from the tobacco. This can be done using hot surfaces or a hot air stream, a mixture of gas and steam or the action of other energy sources such as microwave radiation energy or infrared radiation. A convenient means of expanding the solid carbon dioxide-containing tobacco is to place it in a stream of heated gas, such as superheated steam, or to carry it with it, or to use it in a turbulent air flow or vortex air flow, for example at a temperature of 100 to 370 ° C, and preferably at a temperature of 150 to 260 ° C, which takes 0.2 to 10 seconds. The impregnated tobacco can also be heated by being placed on a conveyor belt and exposed to infrared heating, by treatment in a cyclone dryer, by contact in a dispersion dryer with superheated steam or a mixture of steam and air or the like. In each of these contact levels, the temperature of the atmosphere with which the tobacco is in contact should not be raised above about 370 ° C, and should preferably be 100 to 300 ° C, more preferably 150 to 260 ° C when operating at atmospheric pressure becomes.
Wie bei der Verarbeitung von jeglichen organischen Materialien bekannt, führt eine Überhitzung zur Zerstörung, zunächst zur Farbbildung, wie einem unerwünschten Dunkeln und schliesslich bis zur Verkohlung. Die notwendige und ausreichende Temperatur sowie die Behandlungsdauer für die Expansion ohne eine derartige Schädigung stellt eine Funktion dieser beiden Variablen sowie des Zustands der Verteilung des Tabaks dar. So sollte zur Vermeidung unerwünschter Schädigungen bei der Erwärmungsstufe der imprägnierte Tabak höheren Temperaturgraden, z.B. 370 °C, nicht länger als einige Zehntel einer Sekunde ausgesetzt werden. As is known in the processing of any organic material, overheating leads to destruction, first to color formation, such as an undesirable darkness and finally to charring. The necessary and sufficient temperature as well as the duration of treatment for the expansion without such damage represents a function of these two variables and the state of the distribution of the tobacco. Thus, in order to avoid undesirable damage at the heating stage, the impregnated tobacco should have higher temperatures, e.g. 370 ° C, no longer than a few tenths of a second.
Ein Verfahren zur Bewirkung der Expansion der Tabakzellen besteht in den US-PS 3 409 022 und 3 409 027 beschriebenen Bestrahlungsmethoden. Eine andere Methode besteht in der Anwendung einer Hitzepistole wie der «Day-ton-heat-gun» oder einer ähnlichen Vorrichtung, die mit einer Luftaustrittstemperatur von 190-344 °C während eines Zeitraums von 0,2 Sekunden bis 4 Minuten arbeitet, wobei sich selbstverständlich die kürzeren Zeiten auf die höheren Temperaturen beziehen. Bei dieser Arbeitsweise erreicht der Tabak niemals eine Temperatur über ca. 140 °C, da er durch die rasche Bildung von Gasen gekühlt wird. Die Anwesenheit von Dampf während des Erhitzens unterstützt die Erzielung optimaler Ergebnisse. One method of effecting tobacco cell expansion is in the radiation methods described in U.S. Patents 3,409,022 and 3,409,027. Another method is to use a heat gun such as the "day-ton-heat-gun" or a similar device that works with an air outlet temperature of 190-344 ° C for a period of 0.2 seconds to 4 minutes, during which time of course the shorter times refer to the higher temperatures. With this mode of operation, the tobacco never reaches a temperature above approx. 140 ° C because it is cooled by the rapid formation of gases. The presence of steam during heating helps to achieve optimal results.
Ein weiteres System besteht in der Anwendung eines Dispersionstrockners, beispielsweise eines, der entweder mit Dampf allein oder in Kombination mit Luft beschickt wird. Ein Beispiel für einen derartigen Trockner ist der Dispersionstrockner PB von Proctor und Schwartz. Die Temperatur in dem Trockner kann im Bereich von 121 bis 371 °C liegen, bei einer Kontaktdauer in dem Trockner von etwa 4 Minuten bei der niedrigsten Temperatur bis 0,1 bis 0,2 Sekunden bei der höchsten Temperatur. Im allgemeinen wendet man eine Kontaktdauer von 0,1 bis 0,2 Sekunden an, wenn die Temperatur des heissen Gases bei 260-315 °C oder etwas darüber liegt. Wie vorstehend festgestellt, können andere Arten von Heizvorrichtungen angewendet werden, Another system is to use a dispersion dryer, for example one that is fed either with steam alone or in combination with air. An example of such a dryer is the dispersion dryer PB from Proctor and Schwartz. The temperature in the dryer can range from 121 to 371 ° C, with a contact time in the dryer from about 4 minutes at the lowest temperature to 0.1 to 0.2 seconds at the highest temperature. In general, a contact time of 0.1 to 0.2 seconds is used when the temperature of the hot gas is 260-315 ° C or slightly higher. As noted above, other types of heaters can be used
wenn sie dazu geeignet sind, die Expandierung des imprägnierten Tabaks zu bewirken, ohne eine übermässige Dunkelfärbung zu ergeben. Es sei festgestellt, dass falls ein hoher Prozentsatz an Sauerstoff in den heissen Gasen vorliegt, dieser zur Nachdunkelung beiträgt, so dass bei Anwendung eines Heissdampf-Gemischs ein hoher Anteil (z.B. über 80 Vol.-%) an Dampf bevorzugt ist. Die Anwesenheit einer Dampfatmosphäre von 20 Vol.-% oder darüber der gesamten Heissgaszusammensetzung wirkt unterstützend bei der s Erzielung der besten Expansion. if they are capable of causing the impregnated tobacco to expand without causing excessive darkening. It should be noted that if there is a high percentage of oxygen in the hot gases, this contributes to the darkening, so that when using a hot steam mixture, a high proportion (e.g. above 80% by volume) of steam is preferred. The presence of a vapor atmosphere of 20 vol.% Or more of the total hot gas composition helps to achieve the best expansion.
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in der Steuerung der Ausstoss- oder Austrittsfeuchtigkeit des Produkts bei der Erwärmungsstufe für die Expansion des Tabaks, so dass die Austrittsfeuchtigkeit vorzugs-io weise nicht über 6% und besonders bevorzugt nicht über 3,0%, bestimmt als OV beträgt. A third embodiment of the present invention is to control the discharge or exit moisture of the product at the heating stage for the expansion of the tobacco, so that the exit moisture is preferably not more than 6% and more preferably not more than 3.0%, determined as OV is.
Wie vorstehend festgestellt, ist es wichtig, dass das Produkt von der Erwärmungs-/Expansionsstufe einen Austritts-OV-Gehalt von nicht über 6% aufweist. Das Ergebnis dieses is relativ trockenen Zustands ist eine optimale permanente Expansion, nach Wiederherstellung der Standard-Feuchtigkeitsbedingungen. Eine derartige OV kann erzielt werden durch geeignete Gleichgewichtseinstellung zwischen der Beschickungsgeschwindigkeit des imprägnierten Tabaks in den 20 Trockner und der Temperatur des Trocknergases, wenn man eine fixierte Gasströmimg voraussetzt; die Strömungsgeschwindigkeit stellt eine weitere in Betracht zu ziehende Variable dar. Die Austritts-OV kann auch durch weitere Behandlung des Produkts, wie beispielsweise in einem Trock-25 ner, auf einen gewünschten Gehalt gesenkt werden. As stated above, it is important that the product from the heating / expansion stage have an exit OV content of not more than 6%. The result of this relatively dry condition is an optimal permanent expansion after restoring the standard humidity conditions. Such OV can be achieved by appropriate equilibrium between the rate of loading of the impregnated tobacco into the dryer and the temperature of the dryer gas, if a fixed gas flow is required; flow rate is another variable to be considered. The exit OV can also be reduced to a desired level by further treating the product, such as in a dryer.
Nach Gewinnung des Tabaks aus der Erwärmungs-/Ex-pansionsstufe mit der gewünschten Austritts-OV wird er dann anschliessend im allgemeinen equilibriert (wiedereingestellt) auf handelsübliche Bedingungen. Die Wiedereinstel-30 lung führt man vorzugsweise unter Standardbedingungen durch, die im allgemeinen darin bestehen, den Tabak bei einer Temperatur von 23,9 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 60% während zumindest 18 Stunden zu halten. After the tobacco has been obtained from the heating / expansion stage with the desired exit OV, it is then generally equilibrated (re-adjusted) to standard conditions. The readjustment is preferably carried out under standard conditions which generally consist of keeping the tobacco at a temperature of 23.9 ° C and a relative humidity of 60% for at least 18 hours.
Das vorliegende Verfahren kann in verschiedenen For-35 men von Vorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise solchen, wie sie in den BE-PS 821 568 und 825 133 beschrieben werden. The present method can be carried out in various forms of devices, for example those as described in BE-PS 821 568 and 825 133.
Es ist wichtig, dass die Vorrichtung, in der der flüssiges Kohlendioxid enthaltende Tabak in Tabak umgewandelt 40 wird, der festes Kohlendioxid enthält, dazu geeignet ist, It is important that the device in which the liquid carbon dioxide-containing tobacco is converted 40 into tobacco containing solid carbon dioxide is suitable for
Gase bei den anwendbaren erhöhten Drücken, in einigen Fällen so hoch wie 65,5 bar Überdruck, aufzunehmen. Dieses Gefäss verwendet man vorzugsweise für den ersten Kontakt des flüssigen Kohlendioxids mit dem Tabak. Das 45 Druckgefass kann in zahlreichen Anordnungen vorliegen bzw. verschiedenartig gebaut sein. Jedoch sollten vorzugsweise ein mit Ventil versehener Einlass von einer Quelle für flüssiges Kohlendioxid und ein mit Ventil versehener Auslass am Boden des Gefasses, durch den die Flüssigkeit abgezogen so werden kann, vorhanden sein; ein zweiter, mit Ventil versehener Auslass in der Nähe des oberen Endes kann zur Belüftung zugefügt werden und kann als Teil der Einlassleitung eingefügt werden, gegebenenfalls zwischen dem Gefäss und dem Einlassventil gelegen. Eine Einrichtung zur Erwärmung 55 des Gefasses und/oder des Belieferungsgefässes, wie äussere Heizschlangen, können angewendet werden. Bringt man das Gefäss auf eine Messzelle auf, so wird die Messung der Kohlendioxidbeschickung stark vereinfacht. Vorteilhaft ist ein zusätzliches Gefäss, das ähnlich ausgerüstet ist mit Wie-6o gevorrichtungen und Heizschlangen, obwohl es nicht notwendig ist, da es die Vorerwärmung einer Charge von flüssigem Kohlendioxid von dessen gewöhnlicher geringer Lagerungstemperatur von — 20 °C (was einem Überdruck von etwa 14,8 bar entsprechen kann) ermöglicht. Beim Betrieb 65 kann die Füllung in einer Haltevorrichtung, wie einem Drahtkorb, der über dem Boden des Gefasses gehalten wird, in das Hauptdruckgefass eingebracht werden. Das geschlossene Gefäss kann anschliessend mit Kohlendioxidgas gespült Absorb gases at the applicable elevated pressures, in some cases as high as 65.5 bar gauge. This vessel is preferably used for the first contact of the liquid carbon dioxide with the tobacco. The pressure vessel can exist in numerous arrangements or can be constructed in different ways. However, there should preferably be a valved inlet from a source of liquid carbon dioxide and a valved outlet at the bottom of the vessel through which the liquid can be drawn off; a second valved outlet near the top can be added for ventilation and can be inserted as part of the inlet conduit, optionally between the vessel and the inlet valve. A device for heating 55 the vessel and / or the delivery vessel, such as external heating coils, can be used. If the vessel is placed on a measuring cell, the measurement of the carbon dioxide loading is greatly simplified. An additional vessel, which is similarly equipped with weighing devices and heating coils, is advantageous, although it is not necessary, since it preheats a batch of liquid carbon dioxide from its usually low storage temperature of -20 ° C (which means an overpressure of about 14 , 8 bar can correspond). In operation 65, the fill can be placed in the main pressure vessel in a holding device, such as a wire basket, which is held above the bottom of the vessel. The closed vessel can then be flushed with carbon dioxide gas
7 7
632 908 632 908
werden, und die Auslässe können geschlossen werden, worauf flüssiges Kohlendioxid aus dem Lagerungsbehälter eingebracht wird, beispielsweise mit einem Druck von 17,2 bar in einer ausreichenden Menge, um den gesamten in dem Gefäss vorliegenden Tabak zu bedecken. Die Temperatur kann durch die Heizvorrichtungen angehoben werden, beispielsweise durch die Heizschlangen, um den Tabak auf die gewünschte Temperatur zu bringen, die zweckmässig unter 31 °C (der kritischen Temperatur des Kohlendioxids) liegen sollte und diesen Zustand hält man vorzugsweise während bis zu 20 Minuten aufrecht, während die Imprägnierung erfolgt. Anschliessend wird überschüssiges flüssiges Kohlendioxid beispielsweise durch Öffnen des unteren Auslasses am Gefäss in einen Vorratsbehälter oder ein ähnliches Abführungssystem abgezogen, und wenn die gesamte überschüssige Flüssigekeit aus dem Gefäss entfernt ist, kann das Gefäss auf Atmosphärendruck belüftet werden. Der Tabak kann anschliessend einem Arbeitsgang zur Verflüchtigung des festen Kohlendioxids unterzogen werden, vorzugsweise durch Entfernen des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks aus dem Gefäss und Leiten durch eines der verschieden möglichen Rasch-Erwärmungssysteme, um die Expansion zu erzielen. Wie vorstehend angegeben, sind für dieses Expansionsverfahren Systeme besonders zufriedenstellend, die einen raschen turbulenten Kontakt mit dem heissen Gas oder Dampf ergeben. Bei einer geeigneten Steuerung der Temperatur und der Behandlungsdauer kann das Produkt in expandiertem Zustand mit dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gewonnen werden. and the outlets can be closed, whereupon liquid carbon dioxide is introduced from the storage container, for example at a pressure of 17.2 bar in an amount sufficient to cover all the tobacco present in the vessel. The temperature can be raised by the heaters, for example by the heating coils, in order to bring the tobacco to the desired temperature, which should suitably be below 31 ° C (the critical temperature of the carbon dioxide) and this state is preferably maintained for up to 20 minutes upright while the impregnation is taking place. Excess liquid carbon dioxide is then drawn off, for example by opening the lower outlet on the vessel, into a storage container or a similar discharge system, and when all the excess liquid has been removed from the vessel, the vessel can be vented to atmospheric pressure. The tobacco can then be subjected to an operation to volatilize the solid carbon dioxide, preferably by removing the solid carbon dioxide-containing tobacco from the vessel and passing it through one of the various rapid heating systems to achieve expansion. As indicated above, systems that provide rapid turbulent contact with the hot gas or steam are particularly satisfactory for this expansion process. With a suitable control of the temperature and the duration of the treatment, the product can be obtained in the expanded state with the desired moisture content.
Das Gesamtverfahren kann, abgesehen von den erfin-dungsgemässen Verbesserungen, im allgemeinen entsprechend der Lehre der BE-PS 821 568 durchgeführt werden. Apart from the improvements according to the invention, the overall process can generally be carried out in accordance with the teaching of BE-PS 821 568.
Beispiel 1 example 1
45,4 kg helle Tabakteilchen von der Grösse für Zigarettenfüllungen mit einem OV-Gehalt von 20% wurden in einem Drahtkorb in ein Druckgefäss eingebracht. Das Gefäss wurde bis auf eine Öffnung zum Einlass von COa-Gas geschlossen. Das Gas wurde auf einen Druck von 27,6 bar eingebracht und die Öffnung wurde geschlossen. Das Gefäss wurde anschliessend mit flüssigem COz mit einem Druck von 27,6 bar und bei — 7 °C mit ausreichend flüssigem C02 gefüllt, um die Tabakmasse zu bedecken. Das System wurde unter diesen Bedingungen 30 Sekunden lang gehalten, und anschliessend wurde eine Öffnung am Boden geöffnet, um die Flüssigkeit herauszupumpen. Die Öffnung wurde geschlossen und nach 3 Minuten wurde sie erneut geöffnet, um angesammelte Flüssigkeit zu entfernen. Die Öffnung wurde geschlossen und das Gefäss durch ein Ventil am oberen Ende zur Atmosphäre geöffnet, so dass der Druck während eines Zeitraums von 180 Sekunden abgelassen wurde. Beim Entfernen des Deckels vom Gefäss und Wiegen des Korbes zeigte sich, dass etwa 8,2 kg C02 vom Tabak zurückgehalten wurden. Es war nicht schwierig, das Produkt abzutrennen und es konnte mit einer gesteuerten Geschwindigkeit in die nächste Stufe eingeführt werden. Ein ähnlicher Ansatz ohne die Abtropf-Verweilzeit behielt etwa 14,3 kg C02 zurück und war in unangenehmer Weise verklumpt. 45.4 kg of bright tobacco particles the size of cigarette fillings with an OV content of 20% were placed in a wire basket in a pressure vessel. The vessel was closed except for an opening for the inlet of COa gas. The gas was brought to a pressure of 27.6 bar and the opening was closed. The vessel was then filled with liquid CO2 with a pressure of 27.6 bar and at - 7 ° C with sufficient liquid CO2 to cover the tobacco mass. The system was held for 30 seconds under these conditions and then an opening in the bottom was opened to pump out the liquid. The opening was closed and after 3 minutes it was opened again to remove the accumulated liquid. The opening was closed and the vessel opened to the atmosphere through a valve at the top so that the pressure was released over a period of 180 seconds. When the lid was removed from the container and the basket was weighed, it was found that approximately 8.2 kg of C02 was retained by the tobacco. It was not difficult to separate the product and it could be fed into the next stage at a controlled speed. A similar approach without the drip dwell time retained about 14.3 kg of CO 2 and was clogged in an uncomfortable manner.
Ein Vertikaltrockner von etwa 20,3 cm Durchmesser wurde mit 31,1 m/s von 85% überhitztem Dampf in Luft von 249 °C zur Expansion verwendet. Das Produkt von der C02-Behandlung wurde mit etwa 1,7 kg/min in den Trockner eingeführt, wo die Kontaktdauer mit dem Dampf schätzungsweise 3 Sekunden betrug. Das Produkt wurde in einer Zyklon-Trennvorrichtung gewonnen und wies einen OV-Gehalt beim Abkühlen von 1,8% auf. Sein wieder hergestelltes Zylindervolumen, korrigiert auf 11 % OV betrug 74,0 cm2/ A vertical dryer approximately 20.3 cm in diameter was used to expand at 31.1 m / s of 85% superheated steam in air at 249 ° C. The product from the CO 2 treatment was fed into the dryer at about 1.7 kg / min where the contact time with the steam was estimated to be 3 seconds. The product was recovered in a cyclone separator and had an OV content on cooling of 1.8%. His restored cylinder volume, corrected to 11% OV was 74.0 cm2 /
10 g im Vergleich mit dem Original-CV von 34,0 cm2/10 g für das helle unbehandelte Füllmaterial mit dem Standardfeuchtigkeitsgehalt von 12,5% OV. 10 g compared to the original CV of 34.0 cm2 / 10 g for the light untreated filling material with the standard moisture content of 12.5% OV.
Beispiel 2 Example 2
45,4 kg Ansätze von hellem Tabak, ähnlich dem im Beispiel 1 verwendeten und mit einem ähnlichen Beschickungsfeuchtigkeitsgehalt wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet, mit einem Abgasen während 177-190 Sekunden, wobei jedoch die 3minütige Abtropf-Verweilzeit weggelassen wurde und Änderungen der Expansionsverfahrensweise und -bedingun-gen durchgeführt wurden. Als Ergebnis erhielt man einen variierenden OV-Gehalt am Austritt und eine variierende Füllkraft des Produkts, gemessen durch CCV. Die Ergebnisse und Bedingungen für diese Ansätze sind im Doppel in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Expansion erfolgte durch Behandlung im Turm während etwa 3 Sekunden mit 81 bis 88% Dampf. Es ist ersichtlich, dass eine optimale Füllkraft bei einer geringen OV für das aus der Expansionsstufe austretende Produkt erzielt wird und dass eine OV von unter 6,0% günstig und von unter 2,5% besonders günstig ist. 45.4 kg batches of light tobacco, similar to that used in Example 1 and with a similar feed moisture content as in Example 1, were processed with 177-190 seconds of gassing, but omitting the 3 minute drain residence time and changes in expansion procedures and -conditions were carried out. The result was a varying OV content at the outlet and a varying fill power of the product, measured by CCV. The results and conditions for these approaches are listed in Table 1 in duplicate. The expansion was carried out by treatment in the tower for about 3 seconds with 81 to 88% steam. It can be seen that an optimal filling power is achieved with a low OV for the product emerging from the expansion stage and that an OV of less than 6.0% is favorable and of less than 2.5% is particularly favorable.
Tabelle 1 Table 1
Beschickung Turm- OV am CCV, cm2/10g in den Turm temperatur Austritt kg/min °C % Loading tower OV at CCV, cm2 / 10g into the tower temperature outlet kg / min ° C%
2,49 149 • 12,0 12,2 59,4 65,6 2.49 149 • 12.0 12.2 59.4 65.6
2,27 177 8,5 7,8 65,0 67,8 2.27 177 8.5 7.8 65.0 67.8
1,93 204 4,5 4,8 67,8 69,2 1.93 204 4.5 4.8 67.8 69.2
1,42 249 1,8 2,5 69,5 75,4 1.42 249 1.8 2.5 69.5 75.4
Beispiel 3 Example 3
Heller Tabak mit einem Gewicht von 45,4 kg und einer OV von 20% wurde für das Eintauchen wie in Beispiel 1 bereitet. Flüssiges Kohlendioxid wurde in die Kammer eingeführt, die vorher auf einen Überdruck von ca 20,7 bar gebracht worden war; beim gleichen Druck wurde der Tabak bedeckt und so während 30 Sekunden gehalten. Die Temperatur betrug etwa — 16,7 °C. Die Flüssigkeit wurde durch ein Bodenventil abgepumpt, es wurde 5 Minuten lang mit COz-Gas von oben her zum Boden des Gefässes gespült, um die Entfernung von nicht abgezogenem flüssigen C02 zu unterstützen. Anschliessend wurde das Gefäss zur Atmosphäre 152 Sekunden lang belüftet und das gekühlte Produkt wurde entnommen. Light tobacco with a weight of 45.4 kg and an OV of 20% was prepared for immersion as in Example 1. Liquid carbon dioxide was introduced into the chamber, which had previously been brought to an overpressure of approximately 20.7 bar; at the same pressure, the tobacco was covered and held for 30 seconds. The temperature was about - 16.7 ° C. The liquid was pumped out through a bottom valve, it was flushed with CO 2 gas from above to the bottom of the vessel for 5 minutes to aid in the removal of undrawn liquid CO 2. The vial was then vented to the atmosphere for 152 seconds and the cooled product was removed.
Dieses Produkt war nicht verklumpt; es wurde in einen Expansionsturm mit einem Dampfstrom von 85% und mit einer Geschwindigkeit von 38,1 m/s bei 249 °C in einer Menge von etwa 1,95 kg/min Gesamtgewicht eingebracht. Die Behandlungsdauer wurde auf 3 Sekunden geschätzt. Das Produkt enthielt 2,1 % OV und zeigte bei einer Wiedereinstellung auf 12,0% OV ein Zylindervolumen, korrigiert auf 11,0% OV von 68,0 cm2 /10 g. Die Ausgangsfülung wies eine CCV von 37,3 cm2/10 g bei 12,5% OV auf. This product was not clumped; it was placed in an expansion tower with a steam flow of 85% and at a speed of 38.1 m / s at 249 ° C in an amount of about 1.95 kg / min total weight. The treatment time was estimated to be 3 seconds. The product contained 2.1% OV and, when readjusted to 12.0% OV, showed a cylinder volume, corrected to 11.0% OV of 68.0 cm2 / 10 g. The initial filling had a CCV of 37.3 cm2 / 10 g at 12.5% OV.
Beispiel 4 Example 4
Ansätze von 45,4 kg von hellem Tabak mit verschiedenem OV-Gehalt wurden nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 behandelt (Imprägnierung, Flüssigkeitsentfernung, Abtropfen, Ablassen des Drucks und Expandieren durch Behandlung im Turm), wobei lediglich die Temperatur des Turmgases von 232 bis 254 °C variierte, um zunehmende OV-Gehalte der Beschickung auszugleichen. Die Austritts-OV aller Proben lag bei 1,3% bis 2,8% OV. Nach der Re- Batches of 45.4 kg of light tobacco with different OV content were treated according to the procedure of Example 1 (impregnation, liquid removal, draining, releasing the pressure and expanding by treatment in the tower), with only the temperature of the tower gas being 232 to 254 ° C varied to compensate for increasing OV contents in the feed. The exit OV of all samples was 1.3% to 2.8% OV. After the re-
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
632 908 8 632 908 8
konditionierung wurden alle Proben auf das CV, korrigiert zielung der besten Expansion benötigt wird, in dieser Reihe auf 11,0% OV untersucht. Die in der Tabelle 2 aufgeführten bei mindestens 68 cm2/10 g CCV, minimal 17% betrug. Ergebnisse zeigen, dass eine Feuchtigkeit (OV), die zur ErTabelle 2 Conditioning all samples corrected for CV, aiming for the best expansion needed, were examined in this series for 11.0% OV. The listed in Table 2 at least 68 cm2 / 10 g CCV, minimum 17%. Results show that a moisture (OV) that results in ErTable 2
Zylindervolumen, bezogen auf die Einlassfeuchtigkeit, bei einer Imprägnierung bei einem Überdruck von 27,6 bar Cylinder volume, based on the inlet humidity, with an impregnation at an overpressure of 27.6 bar
Einlass OV Füllvermögen Inlet OV filling capacity
% wiederhergestellte CCV, 11% OV % restored CCV, 11% OV
C V, cm2/10 g cm2/ 10g C V, cm2 / 10 g cm2 / 10g
10,1 10.1
44,5 44.5
50,6 50.6
10,6 10.6
52,5 52.5
55,0 55.0
10,9 10.9
10,9 10.9
47,9 47.9
48,5 48.5
53,1 53.1
52,6 52.6
11,7 11.7
' 59,6 '59.6
62,3 62.3
15,5 15.5
60,7 60.7
66,5 66.5
16,0 16.0
16,0 16.0
59,6 59.6
60,4 60.4
64,6 64.6
67,0 67.0
17,1 17.1
17,0 17.0
61,0 61.0
62,2 62.2
69,1 69.1
69,0 69.0
17,4 17.4
17,5 17.5
62,2 62.2
58,6 58.6
68,7 68.7
67,9 67.9
17,7 17.7
17,9 17.9
68,7 68.7
64,6 64.6
72,9 72.9
68,2 68.2
18,0 18.0
18,4 - 18.4 -
62,0 62.0
67,1 67.1
70,9 70.9
72,5 72.5
19,0 19.0
19,1 19.1
60,9 60.9
63,2 63.2
68,3 68.3
70,1 70.1
18,0 18.0
18,3 18.3
69,2 69.2
60,8 60.8
74,4 74.4
68,1 68.1
19,4 19.4
19,5 19.5
60,9 60.9
56,9 56.9
72,6 72.6
69,4 69.4
19,7 19.7
20,6 20.6
63,0 63.0
68,9 68.9
73,8 73.8
73,4 73.4
21,9 . 21.9.
21,9 21.9
68,2 68.2
71,4 71.4
73,0 73.0
76,5 76.5
23,0 23.0
59,1 59.1
68,6 68.6
23,5 23.5
23,5 23.5
63,9 63.9
66,3 66.3
70,7 70.7
71,0 71.0
23,9 23.9
24,2 24.2
58,6 58.6
58,9 58.9
68,4 68.4
68,6 68.6
25,7 25.7
58,6 58.6
68,4 68.4
Beispiel 5 Example 5
Ansätze von hellem Tabak wurden imprägniert und anschliessend genau wie in Beispiel 1 beschrieben expandiert, wobei jedoch die Abtropf-Verweilzeit (vom Schliessen bis zum Wiederöffnen des Auslasses) wie in den Tabellen gezeigt variiert wurde. Die ersten Ansätze (Tabelle 3) wogen 45,4 kg und wiesen in der Imprägniervorrichtung eine Tiefe von 91,4 cm auf; die zweite Gruppe (Tabelle 4) wog 84 kg und wies eine Tiefe von 152,4 cm auf. Die OV am Austritt des Expansionsturmes lag bei etwa 2% in jedem Ansatz. Das Zylindervolumen der Produkte wurde gemessen und zum Vergleich der Verringerung der Grösse wurde auch gesiebt. Die Batches of light tobacco were impregnated and then expanded exactly as described in Example 1, but the drainage residence time (from closing to reopening the outlet) was varied as shown in the tables. The first batches (Table 3) weighed 45.4 kg and had a depth of 91.4 cm in the impregnation device; the second group (Table 4) weighed 84 kg and was 152.4 cm deep. The OV at the exit of the expansion tower was around 2% in each batch. The cylinder volume of the products was measured and sieved to compare the reduction in size. The
40 3minütige Spülung war gleich einer 3minütigen Abtropf-Verweilzeit, mit der Ausnahme, dass C02-Gas als Spülgas abwärts durch den imprägnierten Tabak geblasen wurde. A 3 minute purge was equal to a 3 minute drip hold time, except that CO 2 gas was purged downward through the impregnated tobacco as the purge gas.
Die Tabellen 3 und 4 enthalten die Ergebnisse. Da eine Verteilung von etwa der des Kontrollversuchs erwünscht ist, 45 und insbesondere eine Gesamtheit von «kleinen» und «feinen» (S + F) Anteilen von nicht über 2% angestrebt wird, ist ersichtlich, dass die Abtropf-Verweilzeiten von 2 Minuten oder länger die besten Ergebnisse ergaben. Die Auswirkung auf das korrigierte CV schien gering oder nicht vorhanden so zu sein. Tables 3 and 4 contain the results. Since a distribution of approximately that of the control test is desired, 45 and in particular a total of “small” and “fine” (S + F) proportions of not more than 2% is aimed for, it can be seen that the draining residence times are 2 minutes or gave the best results longer. The effect on the corrected CV appeared to be little or nonexistent.
Tabelle 3 Table 3
Wirkung der Abtropf-Verweilzeit auf Siebfraktionen mit Ansätzen von 45,4 kg Effect of the draining time on sieve fractions with batches of 45.4 kg
Abtropf-Verweilzeit Siebfraktionen % Draining time sieve fractions%
Minuten Lang Mittel Kurz Klein Fein L+M S+F CCVcm2/10g bei 11% OB Minutes Long Medium Short Small Fine L + M S + F CCVcm2 / 10g at 11% OB
Nicht expandierte Not expanded
Kontrolle control
55,5 55.5
35,9 35.9
7,0 7.0
0,9 0.9
0,6 0.6
91,4 91.4
1,5 1.5
— -
0 0
38,2 38.2
50,0 50.0
9,2 9.2
1,2 1.2
1,2 1.2
88,2 88.2
2,4 2.4
74,6 74.6
I I.
41,9 41.9
47,7 47.7
8,1 8.1
1,2 1.2
1,2 1.2
89,6 89.6
2,4 2.4
73,7 73.7
2 2nd
43,7 43.7
47,0 47.0
7,3 7.3
1,0 1.0
0,9 0.9
90,7 90.7
1,9 1.9
76,3 76.3
3 3rd
42,2 42.2
49,2 49.2
6,8 6.8
0,7 0.7
1,0 1.0
91,4 91.4
1,7 1.7
74,2 74.2
3minütige Spülung 3 minute rinse
42,7 42.7
48,5 48.5
6,9 6.9
1,0 1.0
1,0 1.0
91,2 91.2
2,0 2.0
75,0 75.0
9 632 908 9 632 908
Tabelle 4 Table 4
Wirkung der Abtropf-Verweilzeit auf Siebfraktionen mit Ansätzen von 84 kg Effect of the draining time on sieve fractions with batches of 84 kg
Abtropf-Verweilzeit Siebfraktionen % Draining time sieve fractions%
Minuten Minutes
Lang Long
Mittel medium
Kurz Short
Klein Small
Fein Fine
L+M L + M
S+F S + F
CCV cm2/10 g CCV cm2 / 10 g
Kontrolle control
52,0 52.0
38,9 38.9
7,5 7.5
1,1 1.1
0,5 0.5
90,9 90.9
1,6 1.6
_ _
0 0
38,3 38.3
48,5 48.5
10,0 10.0
2,0 2.0
1,3 1.3
86,8 86.8
3,3 3.3
74,4 74.4
3 3rd
44,5 44.5
45,7 45.7
7,7 7.7
1,2 1.2
0,9 0.9
90,2 90.2
2,1 2.1
76,6 76.6
6 6
44,1 44.1
46,1 46.1
7,7 7.7
1,2 1.2
0,9 0.9
90,2 90.2
2,1 2.1
76,8 76.8
Die in den vorstehenden Beispielen angewendeten verschiedenen Siebfraktionen werden wie folgt definiert: Lang > 1,68 mm, (die Teilchen werden von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,68 mm zurückgehalten); Mittel < 1,68 bis > 0,84 mm; Kurz < 0,84 mm bis > 0,59 mm; is Klein <0,59 bis >0,297 mm und Fein <0,297 mm. The various sieve fractions used in the above examples are defined as follows: long> 1.68 mm, (the particles are retained by a sieve with a clear mesh size of 1.68 mm); Mean <1.68 to> 0.84 mm; Short <0.84 mm to> 0.59 mm; is small <0.59 to> 0.297 mm and fine <0.297 mm.
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