CH640707A5 - Verfahren zur rekonditionierung von expandiertem tabak. - Google Patents

Description

640 707

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Rekonditionierung von expandiertem Tabak, dadurch gekennzeichnet, dass man den expandierten Tabak mit fein vernebeltem Wasser einer durchschnittlichen Tröpfchengrösse von weniger als 120 um Durchmesser besprüht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der durchschnittliche Durchmesser der Tröpfchen 20-60 (im beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man den Tabak in einem rotierenden, mit Mit-nehmerrippen versehenen Zylinder besprüht.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sprühnebel erzeugt, indem man Wasser unter hohem Druck durch kleine Öffnungen presst.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sprühnebel mittels Hochdruck-Wasservernebelungsdüsen erzeugt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sprühnebel durch Schallver-nebelung erzeugt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass man den Sprühnebel mittels eines Ultraschallgenerators erzeugt.

In vielen Verfahren für die Expansion von Tabak wird der Tabak Bedingungen ausgesetzt, die zu einem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt im expandierten Tabak führen. Im allgemeinen weist Tabak aus einem Expansionsverfahren einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 6%, oft von weniger als 3% auf. Somit ist solcherart expandierter Tabak als Füllmittel viel trockener, als dies für die weitere Verarbeitung oder den Gebrauch erwünscht ist. Zur Vermeidung von Bruch und Sicherstellung von befriedigenden Rauchereigenschaften muss daher expandierter Tabak vor der weiteren Handhabung und Verarbeitung auf einen Feuchtigkeitsgehalt im Gleichgewicht mit Normalklimabedingungen wieder befeuchtet, d.h. rekonditioniert werden. Ein typisches Stan-dard-Normalklima, auf das sich sämtliche nachstehenden Angaben beziehen, entspricht 60% rei. Luftfeuchtigkeit bei 24 °C. Tabak, der keiner Expansionsbehandlung unterzogen wurde, nimmt in diesem Normalklima oft einen Feuchtigkeitsausgleich auf ungefähr 12% Feuchtigkeitsgehalt an. Tabakblätter, die einer Expansionsbehandlung mit scharfer Trocknung unterzogen wurden, gleichen sich in diesem Normalklima auf einen etwas geringeren Feuchtigkeitsgehalt von beispielsweise 11 % aus, was ein zweckentsprechendes Ziel für eine Rekonditionierungsbehandlung darstellt.

Für die Wiederbefeuchtung bzw. Rekonditionierung von Tabak wurden bereits viele Möglichkeiten ausgewertet. Allgemeine Praxis umfasst zwei relativ schnelle, zeitsparende Verfahren. Das erste der direkten Rekonditionierung erfolgt einfach durch Besprühen des expandierten Tabaks mit Wasser. Ein zweites Verfahren umfasst die Behandlung des expandierten Tabaks mit gesättigtem Wasserdampf. Weder das direkte noch das Hochtemperaturverfahren erwiesen sich als vollständig befriedigend für Tabakblätter, da das expandierte Füllmaterial in unzulässigem Ausmass schrumpft. Sowohl erhöhte Temperatur wie auch Direktkontakt mit flüssigem Wasser neigen dazu, das Gefüge des Tabakblattes gegen nichtexpandierten Zustand hin zusammenfallen zu lassen. Hieraus ergibt sich bei Anwendung derartig rapider

Rekonditionierungsverfahren ein bedeutender Verlust an Füllkraft, wodurch die aus der Expansionsbehandlung resultierenden Vorteile vermindert werden.

Ein Verfahren, das zur Vermeidung dieser Schwierig-j keiten eingesetzt wurde, umfasste die Ausgleichsbehandlung des expandierten Tabaks bei Zimmertemperatur mit Luft des gewünschten Feuchtigkeitsgehaltes oder geringfügig darüber. Diese Behandlung erwies sich jedoch als langsam, da für die gewünschte Rekonditionierung eine Behandlungs-lo dauer von 24 min bis zu 1 h oder mehr benötigt wurde.

Ein Beispiel einer derartigen Rekonditionierungsbehandlung umfasst das Hindurchziehen von Luft mit 60% rei. Feuchtigkeit bei Zimmertemperatur durch expandierten, trockenen Tabak während 8-24 h. Die benötigte lange Be-i5 handlungsdauer für die Rekonditionierung bis zum Gleichgewicht macht jedoch derartige Verfahren eher unbefriedigend für kommerzielle Anwendung. Zusätzlich wurde gefunden, dass solcherart behandelte Endprodukte einen nicht gleichmässigen Feuchtigkeitsgehalt von im allgemeinen 20 8-16% aufweisen, was offensichtlich auf den ungleichmäs-sigen Berührungskontakt des Tabaks mit dem Luftstrom zurückzuführen ist.

Für die Behebung der Probleme der vorstehend angeführten Ausgleichsverfahren wurden Systeme mit erzwunge-25 ner Luftzirkulation entwickelt. Derartige Systeme verlangen jedoch grössere Kapitalinvestitionen und trotzdem noch längere Behandlungsdauer für den Feuchtigkeitsausgleich. Beispielsweise zeigte sich bei Einsatz eines derartigen Systems, nämlich einer Einheit von Proctor und Schwartz, dass feuch-30 te Luft während einer Zeitdauer von 24-40 min durch ein Tabakbett gezogen werden muss, um eine befriedigende Rekonditionierung zu erzielen.

Zusätzlich zu den bereits erwähnten Problemen bei diesen Ausgleichsverfahren kann in einigen der üblicherweise 35 für die Rekonditionierung von Tabak verwendeten Zwangsbelüftungseinheiten eine Brandgefahr auftreten. Dies beruht darauf, dass gelegentlich aufgrund der Konstruktion der eingesetzten Einheit brennendes oder schmorendes Material in die Rekonditionierungseinheit gelangt. Der zwangsmässig 40 durch den Tabak hindurchgeleitete Luftstrom kann derartige brennende oder schmorende Teilchen zusammen entfachen. Dies führt zu längerem Stillstand der Einheit wie auch zu Tabakverlusten.

Überraschend wurde gefunden, dass ein überlegen re-45 konditioniertes Endprodukt sehr schnell erhältlich ist nach dem erfindungsgemässen, im Patentanspruch 1 definierten Verfahren.

Das nach dem erfindungsgemässen Schnellverfahren erhaltene Endprodukt zeigt relativ geringe Schrumpfung gegen so den ursprünglichen unexpandierten Zustand hin und eine relativ gleichmässigere Feuchtigkeitsverteilung. Ausserdem ermöglicht das erfindungsgemässe Verfahren verkürzte Behandlungsdauer und aufgrund der kleineren benötigten Einrichtung eine Raumeinsparung, wobei teure Behandlungs-55 und Konditionierungseinrichtungen sowie die bei einigen bekannten Rekonditionierungsverfahren auftretende Brandgefahr entfallen.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht eine schnelle und gleichmässige Rekonditionierung von relativ 60 trockenem, expandiertem Tabak durch einfaches Besprühen mit feinvernebeltem Wasser einer durchschnittlichen Teil-chengrösse von weniger als 120 um, vorzugsweise 20-60 um, Durchmesser. Das Verfahren kann vorteilhaft in einem mit Mitnehmerrippen versehenen rotierenden Zylinder bei Um-65 gebungstemperatur während einer Behandlungsdauer von 1-4 min ausgeführt werden.

Durch das Verfahren erfolgt eine schnelle und relativ gleichmässige Wiederbefeuchtung des einer Expansionsbe

handlung unterzogenen und relativ trockenen Tabaks auf einfache und billige Art bei minimaler Schrumpfung gegen den unexpandierten Zustand hin.

Typisch enthält Tabak nach einer Expansionsbehandlung weniger als 6% Feuchtigkeit, bestimmt wie nachstehend erläutert und im nachstehenden als Ofenflüchtiges «OF» bezeichnet, kann jedoch einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 1 % bis zum Normalgehalt von 12% aufweisen. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist ein annehmbarer Feuchtigkeitsgehalt von derartigem, expandiertem Tabak bei normaler Umgebungstemperatur innert einer Behandlungsdauer von 1-4 min ohne unannehmbares Schrumpfen oder Zusammenfallen des Tabaks gegen den unexpandierten Zustand hin erzielbar.

Es wurde gefunden, dass durch Einhaltung einer durchschnittlichen Teilchengrösse der feinvernebelten Wassertröpfchen von weniger als 120 |im Durchmesser während der Rekonditionierung Schrumpfung des expandierten Tabaks vermindert werden kann. Tröpfchen einer Teilchengrösse von mehr als 120 |im Durchmesser und Agglomerationen von Wassertröpfchen auf der Oberfläche von Tabakteilchen führen zu Zusammenfallen des expandierten Tabakgefüges. Ausserdem vermindert die Rekonditionierung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 20% das Ausmass von irreversibler Schrumpfung des expandierten Tabaks. Es ist somit zweckmässig, die Rekonditionierung auf einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 15% einzuschränken, und die besten Resultate werden bei Rekonditionierung des Tabaks auf einen Feuchtigkeitsgehalt von oder nahe des normalen Ausgleichs-Feuchtigkeitsgehaltes von expandiertem Tabak, d.h. von 10,5-12%, erhalten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um Wasser auf die zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens benötigte Teilchengrösse zu vernebeln. Nach der ältesten und bestbekannten Methode gelangt hochkomprimierte Pressluft zum Einsatz, mittels welcher das Wasser unter hohem Druck durch kleine Öffnungen gepresst wird. Der wasserhaltige Luftstrom tritt an der Düsenöffnung mit hoher Geschwindigkeit aus. Eine typische Teilchengrösse liegt im Bereich von 5-120 um, und der erhaltene Sprühnebel wird durch den Luftstrom verteilt. Ein zweckmässiger Sprühnebel ist erhältlich durch Verwendung der « % JCO» pneumatischen Ver-nebelungsdüsen von Spraying Systems Company oder einer Kombination einer Flüssigkeitsdüse dieser Firma mit einer Luftdüse. Es können auch Hochdruck-Wasservernebelungs-düsen verwendet werden, die ohne Einsatz von Luft unter einem Druck von 6-70 bar oder mehr betrieben werden.

Bei der Vernebelung mittels Schall wird die Energie in Schallwellen für die Aufteilung zu Teilchen ausgenützt. Komprimierte Luft, die zuerst durch eine sich verengende und dann wieder erweiternde Bohrung einer Düse läuft, ergibt in einem Resonator eine Druckwelle hoher Frequenz. Die Energiewellen werden durch Schockwellen, die vom Resonator ausgehen, verstärkt. Zwischen dem Düsenausgang und dem Resonator wird dabei ein intensives Energiefeld aufgebaut. In dieses Energiefeld gepumptes oder gesogenes Wasser wird gleichmässig zu feinen Tröpfchen einer geringen Fortbewegungsgeschwindigkeit vernebelt. Die typische Teilchengrösse liegt im Bereich von 10-25 }im. Geeignete derartige Schallgeneratoren sind beispielsweise die «Sonico-re»-Vernebler.

Ultraschall-Aerosol-Generatoren können Teilchengrös-sen im Bereich von 20 jxm oder mehr bis zu weniger als 1 (im erzeugen. Das Prinzip beruht auf periodischer Anregung eines Wasserkörpers durch eine akustische Welle zur Bildung von Standwellen auf der Oberfläche, die dann unstabil werden und Tröpfchen abgeben. Derartige Generatoren sind im allgemeinen teurer als die beiden vorstehend beschriebenen.

640 707

Die nicht pneumatischen Generatoren vom Schall- und Ultraschalltyp benötigen zur Wegleitung des erzeugten Nebels vom Generator und zur Verhinderung der Agglomeration von Wassertröpfchen auf dem expandierten Tabak einen Luftstrom oder dergleichen.

Der expandierte Tabak kann mit dem benötigten Wassernebel behandelt werden, indem er in einer Schicht in einer Kammer angeordnet und diese Schicht, im allgemeinen 30-50 °C oberhalb Umgebungstemperatur, direkt mit dem Sprühnebel besprüht wird. Eine zweckmässige Behandlungskammer für die Ausführung des beschriebenen Verfahrens ist ein rotierender Zylinder, vorzugsweise mit Mitnehmerrippen, um gute und gleichmässige Freisetzung und einen gleichmässigen ununterbrochenen Durchlauf des zerkleinerten Tabaks durch die Kammer sicherzustellen. Der Zylinder kann mit Vernebelungs-Sprühdüsen oder anderen zweckmässigen Mitteln zur Abgabe eines Sprühnebels einer durchschnittlichen Teilchengrösse im Bereich von 1-120 um ausgerüstet sein. Zur Herabsetzung eines Zerbrechens des Tabakmaterials während der Rekonditionierung auf ein Minimum ist es zweckmässig, den Feuchtigkeitsgehalt schnell zu erhöhen, indem die ersten paar Sprühdüsen in einem solchen System einen wesentlichen Anteil des gesamten benötigten Wassers abgeben. Die für die Ausführung des beschriebenen Verfahrens benötigte Wassermenge ist abhängig vom Wassergehalt des zu behandelnden, expandierten Tabaks, dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt des rekonditionierten Endproduktes, der im allgemeinen 9-14% beträgt, und von der prozentualen Retention von zugesetztem Wasser, bestimmt durch Erfahrungswerte aus früheren Behandlungen oder mittels zweckentsprechenden Feuchtigkeits-Messgeräten. Die für die Erzielung des erwünschten Feuchtigkeitsgehaltes notwendige Behandlungsdauer mit dem Sprühnebel und Rate des Wasserausstosses können durch einfache Vor versuche bestimmt werden. Die Rate des Wasserausstosses wird im allgemeinen so eingestellt, dass 5-50% mehr Wasser zugeführt werden als für die Erzielung des gewünschten Feuchtigkeitsgehaltes als notwendig gerechnet wurde.

Im allgemeinen ergibt das beschriebene Verfahren bei Ausführung auf einem «Syntron»-Vibrator innert 1-4 min einen Feuchtigkeitsgehalt in expandiertem Tabak, der demjenigen entspricht, der in einem Raum kontrollierter Feuchtigkeit innert 18-24 h oder in einer kommerziell verwendeten Behandlungskammer innert 24-60 min entspricht, ohne oder bei höchstens geringfügiger Einbusse an Schüttvolumen von beispielsweise 0-3 Einheiten, gemessen als ZV, wie nachstehend erläutert. Expandierter, nach dem beschriebenen Verfahren rekonditionierter Tabak zeigt vor und nach der Behandlung nach verschiedenen Ausführungsarten sehr geringe Unterschiede im Bruch, ausgedrückt als Teilchengrös-severteilung, ermittelt durch Standard-Siebprüfung. Ausserdem zeigt solcherart erhaltenes Tabak-Füllmaterial im Vergleich mit handelsüblichen Mischungen hinsichtlich Rauchereigenschaften, Dichte und chemischer Eigenschaften keine wesentlichen Unterschiede.

Die Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen Herabsetzung der Behandlungsdauer, Verminderung der für die Behandlung benötigten Materialien und des Raumbedarfs für die Ausrüstung, Wegfall teurer Ausrüstung für die Behandlung von Luft und deren Einsatz zur Rekonditionierung und bessere Gleichmässigkeit des erhaltenen Endprodukte.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass im Gegensatz zu den bisher verwendeten Einheiten für Zwangsbelüftung die Brandgefahr ausgeschaltet ist. Durch die Besprühung mit dem Wassernebel werden allfällig aus dem Expansionssystem eingeschleppte brennende Teilchen ausgelöscht. Durch das beschriebene Verfahren werden somit Pro-

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

640707

4

blême längeren Stillstandes und von Tabakverlusten durch auftretende Brände ausgeschaltet.

Wie bereits erwähnt, wird im vorliegenden Fall der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt dem Ofenflüchtigen (OF) gleichgesetzt, da nicht mehr als etwa 0,9% des Gewichtes des Tabaks andere flüchtige Substanzen sind als Wasser. Die Bestimmung der ofenflüchtigen Anteile ist eine einfache Messung des Gewichtsverlustes nach Behandlung in einem Luftzirkulationsofen bei 100 °C während 3 h.

Wie bereits erwähnt, wird das Ausmass der Expansion von Tabak als «ZV», d.h. Zylindervolumen, ausgedrückt. ZV wird folgendermassen ermittelt:

10 g Tabak-Füllmaterial werden in einen Zylinder von 3,358 cm lichter Weite, der auf einem «Syntron»-Vibrator vibriert wird, eingefüllt und während 5 min mit einem Kolben von 1875 g Gewicht und 3,335 cm Durchmesser belastet. Das erhaltene Volumen des Tabak-Füllmaterials wird als Zylindervolumen «ZV» bezeichnet. Diese Prüfung wird bei einem Standard-Normalklima bei 60% rei. Luftfeuchtigkeit und 23,9 °C ausgeführt, wobei das Muster, wenn nichts anderes angegeben ist, in diesem Klima während 18 h vorkonditioniert wird. Dieser Wert ist abhängig vom prozentualen Feuchtigkeitsgehalt OF. Um Materialien mit geringfügig unterschiedlichen OF-Werten auf eine vergleichbare Basis zu bringen, kann der ZV-Wert nach der nachstehenden Formel auf einen spezifizierten OF-Gehalt umgerechnet werden:

Korrigierter ZV, d.h. CZV = ZV + F{Of - OFs), wobei OFs den spezifizierten OF und F einen Korrekturfaktor in Vol.-%, bestimmt für die jeweilige zu prüfende Sorte von Tabak-Füllmaterial, bedeuten. ZV und CZV werden in cm3/ 10 g ausgedrückt. Die Methode der Messung des Zylindervolumens ist von Wakeham et al. unter «Filling Volume of

Cut Tobacco and Cigarette Hardness» in Tobacco Science, Bd. XX, S. 157-160 (1976), worauf hier ausdrücklich Bezug genommen wird, beschrieben.

Um unterschiedliche OF-Materialien auf eine vergleich-s bare Basis zu bringen, wurden die hier aufgeführten ZV-Werte willkürlich auf eine allgemeine Basis von 11,0% OF korrigiert. Dies erfolgte durch Anwendung eines vorbestimmten Korrekturfaktors von 7,5% OF nach der Formel:

io CZV = ZV + (%OF - 11,0) • 7,5

Ein nichtexpandiertes Produkt würde selbstverständlich nicht oder auf einen höheren, unbehandelten Tabak entsprechenden OF-Wert korrigiert.

is Die nachstehenden Prozentangaben sind, wenn nichts anderes angegeben ist, gewichtsmässig.

Die nachstehend verwendete Bezeichnung «Füllmaterial» bezieht sich stets auf geschnittenen, als Pfeifentabak oder zum Füllen von Zigaretten verwendeten Tabak.

20

Beispiel 1

Zur Bestimmung der Auswirkung der Teilchengrösse von Wassertröpfchen auf die Füllkraft von rekonditioniertem Tabak wurden verschiedene Versuche ausgeführt. Bekannte 25 Gewichtsanteile von trockenem, expandiertem Füllmaterial wurden in Kunststoffsäcken umgewälzt, in welche kontrollierte Mengenanteile Wasser bekannter Teilchengrösse der Tröpfchen eingesprüht wurden. Es wurden zwei unterschiedliche Arten von Luft- und Wasserdüsen verwendet. DieTeil-30 chengrösse der Tröpfchen wurde mittels des Luftdruckes reguliert und die Durchschnitte lagen in einem Bereich von 20-250 um.

A) Luftdüsen Nr. 70 und Wasserdüsen Nr. 2050 von Spraying Systems, Inc.

Durchschnittl.

Ausgangs rekonditioniertes

ZV

CZV

Teilchengrösse der material

Material

Wassertröpfchen

Um

% OF

% OF

cm3/10 g cm3/10 g bei 11 % OF

20

3,2

11,8

81

87

30

2,8

12,1

80

88

40

2,9

11,2

86

87

60

3,1

11,0

84

84

120

3,2

11,4

78

81

150

3,8

11,8

58

64

200

3,4

11,6

48

53

250

3,2

11,7

48

53

B) Luftdüsen Nr. 64, Wasserdüsen Nr. 1650

Durchschnittl.

Ausgangs rekonditioniertes

ZV

CZV

Teilchengrösse der material

Material

Wassertröpfchen

Um

%OF

%ÖF

cm3/10 g cm3/10gbei 11% OF

20

2,8

11,4

84

87

30

3,2

11,3

84

87

50

3,2

12,0

50

88

60

3,3

11,9

76

83

90

3,1

11,8

73

79

120

3,0

11,2

75

77

140

2,8

10,8

63

62

200

3,0

11,1

54

55

5

640 707

Aus den vorstehenden Resultaten ist ersichtlich, dass die Schrumpfung des expandierten Füllmaterials mit der Teilchengrösse der Wassertröpfchen zusammenhängt. Wenn die durchschnittliche Teilchengrösse der WassertröpFchen unterhalb 120 |im gehalten wird, ist die Schrumpfung minimal. Eine noch grössere Herabsetzung der Schrumpfung ist festzustellen, wenn die durchschnittliche Teilchengrösse der Wassertröpfchen unterhalb 60 um liegt.

Beispiel 2

Unter Einsatz der Einstellung mit einer durchschnittlichen Teilchengrösse der Wassertröpfchen von 40 Jim wurde eine andere Versuchsreihe ausgeführt, wobei die dem trok-5 kenen, expandierten Füllmaterial zugesetzte Wassermenge von 8—61 % variierte. ZV-Messungen wurden genommen vom rekonditionierten Füllmaterial und vom gleichen Muster des Füllmaterials nach Ausgleich während 18 h bei 60% rei. Luftfeuchtigkeit und 21 °C. Die erhaltenen Prüfresultate io sind nachstehend zusammengefasst.

Versuch

Ausgangs rekonditioniertes

Nr.

material

Material

% OF

% OF

1

3,2

8,0

2

3,2

9,3

3

3,2

10,1

4

3,4

10,8

5

2,8

12,3

6

2,8

14,9

7

2,8

18,0

8

2,6

22,8

9

2,8

28,6

10

2,6

40,0

11

2,2

56,0

12

2,2

61,6

rekonditioniertes . rekonditioniertes Material

Material nach Ausgleich CZV,

ZV, cm3/10 g cm3/10 g bei 11 % OF

102

85

99

84

93

82

87

83

76

83

50

78

38

76

35

52

24

40

20

40

18

38

16

36

Aus den vorstehenden Resultaten geht hervor, dass Zusatz von Wasser bis zu mehr als 20% OF zu irreversibler 30 Schrumpfung des expandierten Füllmaterials führt. Verminderte Schrumpfung wird erzielt, wenn die Rekonditionierung mittels des Sprühnebels auf weniger als 20% OF, vorzugsweise weniger als 15% OF, eingeschränkt wird. Die besten Resultate werden erhalten, wenn das rekonditionierte Füll- 35 material den Feuchtigkeitsgehalt des normalen Ausgleichgehaltes von expandiertem Füllmaterial oder darunter, d.h. 10,5-12% OF, aufweist.

Beispiel 3

Handelsübliches Füllmaterial für Zigaretten, das gemäss 40 der US-PS 3 771 533 expandiert wurde, wurde vom Austrittsende der Expansionseinheit direkt in die eine von zwei Rekonditionierungseinheiten eingeleitet. Diese erste Einheit war ein horizontaler rotierender Zylinder einer Länge von 3,65 m und 0,9 m lichter Weite, der im Inneren in Längsrich- 45 tung und gleichen Abständen voneinander 8 gerade Mitnehmerrippen einer Höhe von 15 cm aufwies. Im Inneren des Zylinders waren mit gleichen Abständen voneinander über dessen Länge verteilt 9 mit Pressluft betriebene Wassersprühdüsen, Modell % JCO der Spraying Systems Company so angeordnet. Die Düsen wurden solcherart betrieben, dass ein Sprühnebel einer durchschnittlichen Tröpfchengrösse von 40 um mit einem Wasserdurchfluss von 341/h gebildet wurde, wobei etwa 80% des gesamten Wassers den ersten fünf Düsen auf der Eingangsseite des Zylinders und die restlichen etwa 20% den nachfolgenden vier Düsen zugeführt wurden. Durch Zuführung von etwa 80% des gesamten Wassers zu den ersten fünf Sprühdüsen wurde der Feuchtigkeitsgehalt des Füllmaterials schnell erhöht und dessen Bruch vermindert. Der Ausstoss an Füllmaterial betrug 327 kg/h bei einer Tourenzahl des Zylinders von 5,75 min und einer Verweilzeit des Füllmaterials im Zylinder von 3 min. Das rekonditionierte Endprodukt enthielt schätzungsweise 79% des eingesprühten Wassers.

Für Vergleichszwecke wurde parallel zur vorstehend beschriebenen ersten Rekonditionierungseinheiteine Rekondi-tionierungseinheit vom Trocknertyp geführt. Die Rekondi-tionierungseinrichtung von Proctor und Schwartz lieferte Luft von 68% rei. Feuchtigkeit und 24 °C. Auf frisch expandiertem, aus dem vertikalen Expansionsturm mit 3,9% OF austretendem Füllmaterial wurde ein Vergleichsversuch während 5 h geführt. In Tabelle 1 sind vergleichsweise die Resultate der beiden Rekonditionierungsverfahren hinsichtlich Kennzeichnung des Endproduktes, Siebanalyse und Standard-Abweichungen angeführt. Aus den Resultaten ist ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren weniger Schwankungen ergibt als das konventionelle Verfahren des Vergleichsversuchs.

Tabelle 1

Musterentnahme Anzahl Durch- Stan- CZV Stan- Siebanalyse, %

Prü- schnitt dard- cm3/10g dard- lange mittlere kurze kleine kleinste fungen % OF Abwei- abwei-

chung chung vor Befeuchtungszylinder,

erfindungsgem.

8

3,90

0,43

-

36,68

48,20

12,16

2,05

0,91

vor Rekonditionierung,

Vergleichsversuch

7

3,61

0,45

-

41,51

46,66

9,46

1,52

0,85

nach Befeuchtungszylinder,

erfindungsgem.

21

11,73

0,69

79,5

5,8 32,68

51,76

12,61

2,20

0,75

nach Rekonditionierung,

Vergleichsversuch

21

11,07

1,59

82,9

11,1 41,31

47,83

8,50

1,60

0,75

640 707

6

Beispiel 4

Eine Füllmaterialmischung für Zigaretten wurde nach dem in der US-PS 441 767 beschriebenen Verfahren expandiert und vom Austrittsende der Expansionseinheit aus mit 3% OF direkt in eine der nachstehenden drei Rekonditionie-rungseinheiten eingeleitet. Die erste, vergleichsweise eingesetzte Einheit war ein konventioneller Trockner, wie er bisher für die Rekonditionierungsbehandlung eingesetzt wurde, der mit Luft von 60% rei. Feuchtigkeit und 24 °C bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 30 m/s beschickt wurde. Die zweite, vergleichsweise eingesetzte Einheit war ein Kondi-tionierungsraum, in welchem das Füllmaterial in einer Höhe von 10 cm auf Tablaren ausgebreitet war und im Raum eine Luftatmosphäre von 60% rei. Feuchtigkeit und 21 °C herrschte. Die dritte, zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens eingesetzte Einheit war ein rotierender Zylinder mit 12 in Längsrichtung angeordneten geraden Mitnehmerrippen einer Höhe von 20 cm zum Durcheinanderwirbeln und Verteilen des Füllmaterials, wobei im Inneren des Zylinders auf einer Linie 38 cm von der Längsachse des Zylinders entfernt 18 Wasservernebelungsdüsen, Modell % J von Spraying Systems Company mit Zwischenräumen von 30 cm untereinander angeordnet waren und zur Erzielung einer durchschnittlichen Teilchengrösse der "Wassertröpfchen von 40 [im mit Wasser und Luft mit einem Überdruck von je 2,75 bar betrieben wurden. Das Wasser wurde insgesamt mit einer Rate von 227 kg/h vernebelt, und die durch Vorversuche ermittelte Verweilzeit des zu behandelnden Füllmaterials im Zylinder betrug 1 min. Von jeder der drei verschiedenen

Rekonditionierungseinheiten wurden je drei Versuchsreihen I, II und III ausgeführt und geprüft und die erhaltenen Resultate aufgezeichnet. In Tabelle II sind vergleichsweise die ermittelten ZV-Werte und in Tabelle III die Resultate entsprechender Siebanalysen angeführt.

Tabelle II

10

Versuchsreihe I II

III

CZV vergleichsweise aus i5 Trocknereinheit cm3/10 g 77,6 81,1 77,9

% OF 11,0 10,7 11,9 CZV vergleichsweise aus Konditionierungsraum

20 nach 24 h 75,8 82,5 76,8

% OF 11,3 10,7 CZV erfindungsgemäss cm3/10 g 77,3 78,0 78,3

% OF 11,4 11,3 10,5 25 arithmetische Durchschnitte der vorstehenden Resultate:

vergleichsweise aus Trocknereinheit 78,8

vergleichsweise aus Konditionierungsraum 78,3

erfindungsgemäss 77,8

Tabelle III Siebanalysen

Versuchs

Durch lange mittlere kurze kleine kleinste reihe

schnitt

% OF

%

%

%

%

%

I

vergleichsweise aus Trockner

11,0

35,9

52,0

9,8

1,3

1,0

vergleichsweise aus Konditionierungsraum

11,3

34,4

52,8

9,9

1,6

1,4

erfindungsgemäss

11,4

34,2

52,1

10,8

1,3

1,5

II

vergleichsweise aus Trockner

10,7

38,6

50,9

8,4

1,2

0,8

vergleichsweise aus Konditionierungsraum

10,7

35,1

51,6

9,9

1,8

1,5

erfindungsgemäss

11,3

35,8

51,6

10,0

1,4

1,2

III

vergleichsweise aus Trockner

11,9

41,2

49,5

7,7

0,9

0,7

vergleichsweise aus Konditionierungsraum

-

37,3

51,1

8,8

1,5

1,3

erfindungsgemäss

10,5

33,2

54,4

10,1

1,3

1,1

Durch vergleichsweise aus Trockner

11,2

38,6

50,8

8,6

1,1

0,8

schnitts

werte

vergleichsweise aus Konditionierungsraum

11,0

35,6

51,3

9,5

1,6

1,4

erfindungsgemäss

11,1

34,4

52,7

10,3

1,3

1,3

Beispiel 5

Frisch expandiertes Füllmaterial mit 3,5% OF wurde direkt aus dem Expansionsturm in eine der zwei nachstehenden Rekonditionierungseinheiten eingeleitet. Die erste, vergleichsweise eingesetzte Rekonditionierungseinheit war die gleiche konventionelle Trocknereinheit wie in Beispiel 3. Die zweite, erfindungsgemäss eingesetzte Konditionierungsein-heit war die gleiche rotierende Zylindereinheit wie in Beispiel

4, wobei den ersten 6 Vernebelungsdüsen zur schnellen Erhöhung des Feuchtigkeitsgehaltes 40% der gesamten Wassermenge zugeführt wurden. Der Durchsatz an expandiertem Füllmaterial wurde auf 1998 kg/h, die Tourenzahl des 65 Zylinders auf 6 min und die durchschnittliche Teilchengrösse der Wassertröpfchen auf 40 (im eingestellt. Die in den beiden Versuchsreihen erhaltenen Prüfresultate sind in Tabelle IV zusammengefasst.

7

Tabelle IV

640 707

Trocknereinheit, vergleichsweise Zylindereinheit, erfindungsgemäss

Prüf-Nr. OF ZV CZV OF ZV CZV

10-14 10,92 80,9 80,1 10,90 80,4 79,3

10-24 10,42 89,2 81,9 11,01 81,8 81,9

10-25 11,03 74,3- 74,6 10,56 85,4 80,7

11-1 11,00 79,0 79,0 11,54 75,3 80,8 11-2 10,84 75,5 73,9 11,19 78,2 80,2

Prüf-Nr.

Siebanalysen, % lange mittlere kurze kleine kleinste

Siebanalysen, % lange mittlere kurze kleine kleinste

10-14

36,99

48,04

12,00

2,10

0,87

38,38

45,08

13,33

2,25

0,96

10-24

36,86

49,26

10,76

2,03

1,09

39,44

46,01

11,46

2,16

0,93

10-25

32,68

50,58

13,42

2,36

0,95

39,12

46,03

12,12

1,94

0,79

11-1

35,64

49,00

12,36

2,19

0,81

39,29

46,29

11,74

1,95

0,73

11-2

36,94

49,05

11,27

2,05

0,69

40,21

45,40

11,78

1,86

0,75

Beispiel 6

Gemäss Beispiel 5 wurde rekonditioniertes Füllmaterial 25 in Mengenanteilen von 6,15 bzw. 25% einer Zigaretten-Tabakmischung zugesetzt und zu Zigaretten verarbeitet. Mit den erhaltenen Zigaretten wurden Vergleichsprüfungen hinsichtlich Kompaktheit, chemischen und subjektiven Rau-

Tabelle V Kompaktheitsprüfung

Gewicht in g aus 30 Bestimmungen % Zusatzmenge Trocknereinheit Zylindereinheit % Differenz*

zum Gemisch vergleichsweise erfindungsgemäss

6 0,748 0,753 0,67

15 0,729 0,727 0,27

25 0,704 0,712 1,14

* weniger als 3% Differenz ist unbedeutend.

chereigenschaften ausgeführt. Im Vergleich zu Zigaretten aus kommerziell expandiertem Tabak wurden bei allen diesen geprüften Eigenschaften keine Unterschiede festgestellt. Die erhaltenen Prüfresultate sind in den Tabellen V und VI zusammengefasst.

Tabelle VI

Subjektive Beurteilung der Rauchereigenschaften bei 15% Zusatz zum Tabakgemisch Bevorzugung*

Trocknereinheit Zylindereinheit Kein Unterschied vergleichsweise erfindungsgemäss

% Prüfpersonen 39,5 37,0 23,5

* Es wurden keine wesentlichen Unterschiede festgestellt.

Beispiel 7

Durch Aufbau und Wirkungsweise der Expansionseinheit bedingt, werden gelegentlich brennende Füllmaterialteilchen in die Rekonditionierungseinheit geschleppt. In den bisher als Rekonditionierungseinheit verwendeten Einrichtungen von Proctor und Schwartz werden solche brennenden Füllmittelteilchen durch das notwendige zwangsweise Hindurchblasen von Luft durch das Tabakbett zu Flammen entfacht, woraus lange Betriebsstillstände und Produktionsverluste entstehen. Um abzuklären, ob das fein vernebelte Wasser im erfindungsgemässen Verfahren dazu befähigt ist, derartige brennende Tabakteilchen auszulöschen, wurden drei

Versuche ausgeführt, wobei in den wie in Beispiel 5 beschrieben im Betrieb befindlich rotierenden Zylinder 6,8 kg schwelende Teilchen von expandiertem Füllmaterial eingeleitet wurden. In keinem der drei Versuche konnten am Aus-60 trittsende des rotierenden Zylinders brennende Tabakteilchen festgestellt werden. Aus diesen Versuchen ergibt sich, dass die in der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zum Einsatz gelangende Rekonditionierungseinheit in Form eines rotierenden Zylinders ein 65 wirksames Mittel darstellt, um die bisher oft auftretende Brandgefahr zu vermindern.

s