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REVENDICATIONS
1. Poste de traitement pour le contrôle de qualité des échantillons de tabac dans la fabrication des cigarettes, caractérisé en ce qu'il comporte une coiffe (6) fixée au-dessus d'un récipient (1) dans lequel l'échantillon à traiter est mis en présence d'un liquide de réaction, cette coiffe étant pourvue, à sa base, d'un rebord (8) rentrant pour la récupération des vapeurs condensées et, à sa partie supérieure, d'un raccord (11) connecté à un conduit d'évacuation (12) raccordé lui-même, à travers un dispositif de barbotage (18, 23), à une pompe à vide.
2. Poste de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un manchon de refroidissement (3) est monté autour du conduit d'évacuation (12) entre sa connexion à la coiffe (6) et sa connexion au dispositif de barbotage (18, 23).
3. Poste de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de barbotage (18, 23) est constitué par deux récipients de barbotage connectés l'un à l'autre en série, le second récipient étant raccordé à la pompe à vide.
4. Poste de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque récipient de barbotage est muni, à l'extrémité inférieure du tube de barbotage, d'une fritte permettant une meilleure diffusion des gaz et des vapeurs dans l'eau.
5. Poste de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rebord rentrant (18) de la coiffe est muni d'un chéneau (9) pour l'évacuation des acides condensés dans la coiffe, et en ce qu'un récipient de récupération (27) desdits acides condensés est soutenu sous ledit chéneau à l'aide d'une pince et d'une noix fixées sur un support (29).
6. Poste de traitement selon la revendication 2 ou la revendication 5, caractérisé en ce qu'un statif (29) muni d'au moins une pince équipée d'une noix supporte le manchon de refroidissement (13), la coiffe (6) ou le récipient de récupération (27).
7. Poste de traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pompe à vide est une trompe à eau.
8. Poste de traitement selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'un flacon de sécurité est placé entre le dispositif de barbotage et la trompe à eau afin d'éviter l'écoulement d'eau de la trompe dans le dispositif de barbotage en cas de défectuosité de la trompe.
9. Poste de traitement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le récipient placé sous la coiffe est un récipient d'Erlenmeyer et en ce que sa position sous la coiffe est réglable au moyen d'un élévateur métallique de laboratoire.
10. Poste de traitement selon rune des revendications précédentes, caractérisé en ce que toute la verrerie utilisée est résistante au choc, à la chaleur et aux acides utilisés.
On sait que, dans les fabriques de cigarettes, les feuilles de tabac sont l'objet de contrôles approfondis avant d'entrer dans le processus de fabrication. L'un de ces contrôles, qui revêt une importance de plus en plus grande, consiste à déterminer le taux d'oxyde de silicium de la feuille de tabac. En effet, la présence d'oxyde de silicium dans les feuilles de tabac est due aux poussières présentes dans l'atmosphère, et les feuilles de tabac dont la teneur en oxyde de silicium dépasse une certaine limite doivent être mises au rebut.
Or, pour déterminer la teneur en oxyde de silicium d'un échantillon de feuilles de tabac, on commence par faire subir à cet échantillon un traitement dans lequel tous les composants organiques de la feuille de tabac sont oxydés et évaporés au moyen d'un liquide de réaction assez violent, consistant le plus souvent en acide nitrique concentré et en acide perchlorique à 70%. Les résidus de cette opération consistent essentiellement en oxyde de silicium, de sorte que, leur poids étant comparé au poids initial de l'échantillon, on peut en déterminer la valeur du taux qu'on recherche.
Toutefois, les vapeurs et les gaz qui se dégagent lors de la réaction de l'acide nitrique avec les composants organiques de la feuille de tabac sont extraordinairement toxiques et, jusqu'à maintenant, on avait l'habitude de procéder à ces opérations dans une chapelle dont le sommet était raccordé à une conduite d'évacuation allant à l'extérieur de l'usine, de sorte que la durée et la fréquence des opérations de contrôle devaient être strictement limitées. Le nombre des déterminations qu'il était possible de réaliser en une journée sur un poste de travail était donc relativement bas.
Le but de la présente invention est de permettre une meilleure rationalisation de ces opérations de détermination en permettant d'effectuer un nombre beaucoup plus grand de déterminations sur un même poste de travail en une journée, tout en évitant le rejet des vapeurs toxiques dans l'atmosphère.
Pour cela, il était nécessaire de concevoir une disposition judicieuse du poste de travail permettant d'isoler le circuit des vapeurs et des gaz toxiques par rapport à l'atmosphère ambiante, sans gêner la mise en place rapide d'un récipient de réaction après que les échantillons à tester ont été mis en présence des acides dans ce récipient.
Dans ce but, I'objet de la présente invention est un poste de traitement pour le contrôle de qualité des échantillons de tabac dans la fabrication des cigarettes, caractérisé en ce qu'il comporte une coiffe fixée au-dessus d'un récipient dans lequel l'échantillon à traiter est mis en présence d'un liquide de réaction, cette coiffe étant pourvue, à sa base, d'un rebord rentrant pour la récupération des vapeurs condensées et, à sa partie supérieure, d'un raccord connecté à un conduit d'évacuation raccordé lui-même, à travers un dispositif de barbotage, à une pompe à vide.
Dans une forme d'exécution particulièrement intéressante, la coiffe est constituée d'une pièce de verre de forme conique, présentant le long de son bord inférieur un rebord rentrant pourvu d'un chéneau d'évacuation.
On va décrire ci-après à titre d'exemple une forme d'exécution du poste de traitement selon l'invention en se référant au dessin annexé dont l'unique figure est une vue en élévation schématique de cette forme d'exécution.
Le poste de traitement représenté au dessin comporte tout d'abord un récipient d'Erlenmeyer 1 qui est destiné à contenir les échantillons de feuilles de tabac et la dose de produits de réaction servant à oxyder ses composants organiques. Ce liquide de réaction se compose avantageusement d'acide nitrique concentré et d'acide perchlorique à 70%. Comme on le voit, le récipient d'Erlenmeyer 1 est placé sur un trépied 2 muni d'un treillis métallique avec plaque d'amiante 3 au-dessus d'une flamme 4, par exemple la flamme d'un bec'Bunsen. Celui-ci est placé sur un élévateur 5 qui permet de lever et d'abaisser l'Erlenmeyer sous la coiffe 6.
Cette dernière pièce en verre de forme conique présente des dimensions telles que élévateur ajuste l'Erlenmeyer à la bonne hauteur, de façon que le bord supérieur 7 du récipient soit juste en contact avec la surface intérieure tronconique de la coiffe 6 approximativement aux trois quarts de sa hauteur.
Le long de son bord intérieur, la coiffe 6 comporte un rebord rentrant 8 et, à un endroit de sa périphérie, un élément de tube 9 est soudé dans un trou du rebord rentrant 8 de façon à constituer un chéneau d'évacuation pour les vapeurs condensées qui s'accumulent dans la coulisse 8. A son extrémité supérieure, la coiffe 6 présente un segment vertical 10 qui aboutit à un raccord à rodage sphérique 11.
A ce raccord 11 est connectée l'extrémité supérieure recourbée d'un élément de conduit 12, également en verre, qui traverse dans sa longueur un manchon de refroidissement 13 auquel sont connectées une tubulure d'entrée 14 et une tubulure de sortie 15. Ce réfrigérant est soutenu par une pince 28, tenue au support 29 à l'aide d'une noix. Ces trois pièces sont un matériel courant de laboratoire. Un second raccord à rodage sphérique 16 connecte la sortie du segment de conduit 12 avec la tubulure d'entrée 17 d'un récipient à barbotage 18, munie d'une fritte pour mieux diffuser les gaz et les vapeurs dans l'eau. Ce récipient est également un élément d'utilisation tout à fait courante dans les laboratoires de chimie. Son couvercle 19 est soli
daire d'un conduit de sortie 20 qui est connecté par un troisième raccord à rodage sphérique 21 avec le conduit d'entrée 22 d'un second récipient de barbotage 23 identique au récipient 18. Le conduit de sortie 24 de ce second récipient de barbotage 23 est à son tour connecté par un quatrième raccord à rodage sphérique 25 avec le conduit d'aspiration 26 d'une pompe à vide, par exemple d'une trompe à eau de construction classique avec flacon de sécurité la précédant (non représentés).
Pour la mise en fonctionnement du dispositif décrit, un échantillon de feuilles de tabac sera tout d'abord placé dans le récipient d'Erlenmeyer, comme on l'a dit précédemment, en présence d'une dose prédéterminée d'acide nitrique concentré et d'acide perchlorique, la circulation d'eau de refroidissement sera établie entre le conduit d'entrée 14 et le conduit de sortie 15, les récipients de barbotage 18 et 23 seront remplis d'eau et le conduit 26 sera raccordé au flacon de sécurité de construction classique (appelé flacon de Wolff) avant la trompe à eau. La mise en place du récipient d'Erlenmeyer sur l'élévateur 5 permet de le lever sous la coiffe 6 afin que le bord 7 du récipient vienne se placer pratiquement en contact avec les parois de la coiffe 6.
La trompe à eau fait régner dans les conduits 26 et 24 une pression extrêmement basse, correspondant pratiquement à la tension de vapeur de l'eau. Du fait de la présence d'eau dans les récipients 18 et 23, ceux-ci constituent une résistance dans laquelle le vide diminue au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'aspiration, de sorte que, dans le conduit 12 et à l'intérieur de la coiffe 6, I'effet d'aspiration est très modéré.
Les vapeurs et les gaz qui se dégagent dans le récipient d'Erlenmeyer par suite de la réaction d'oxydation des composants organiques avec l'acide se condensent tout d'abord en faible quantité sur la partie supérieure de la paroi de la coiffe. Ils sont en effet refroidis à cet endroit par un flux d'air ambiant qui est aspiré depuis l'extérieur entre le bord 7 du récipient d'Erlenmeyer et la coiffe et qui longe ces parois vers le haut. Les liquides condensés s'écoulent jusque dans le rebord rentrant 8 par suite de leur adhésion par capillarité à la face interne de la coiffe 6 et, de là, ces liquides sont évacués par le conduit 9 dans un récipient de récupération 27 placé sous le chéneau 9 et tenu par une pince et une noix 30, fixées au support 29.
Le reste
des gaz et des vapeurs est aspiré à travers le raccord 11 dans le
conduit 12 où il se condense en partie par suite du refroidissement
provoqué par l'eau circulant à l'intérieur du manchon 13. Ce
mélange de gaz et de vapeurs condensés barbote ensuite dans l'eau
du premier récipient 18 où les liquides sont dissous, tandis que les
gaz se condensent et se dissolvent. La portion qui reste à l'état
gazeux passe ensuite dans le second récipient 23 où la même opéra
tion se déroule, de sorte qu'il ne reste à l'entrée de la trompe d'aspi
ration pratiquement plus que de l'air humide. Ainsi, les composants
toxiques ont été suffisamment captés à l'état liquide pour que la
partie gazeuse du résultat de l'opération ne puisse plus provoquer de
pollution.
Lorsque, dans l'Erlenmeyer 1, il ne reste plus qu'environ 5 ml de
solution, on arrête la flamme 4 et, quelques minutes plus tard, on
abaisse l'élévateur 5 pour récupérer l'Erlenmeyer afin de procéder à
l'analyse de l'oxyde de silicium dans le résidu contenu dans ce réci
pient.
De préférence, pour éviter la contamination du laboratoire lui
même qui peut être due à une légère fuite possible de vapeurs non condensées et sortant du chéneau 9 ou lorsque l'on change l'Erlenmeyer pour une nouvelle analyse, le poste de traitement sera placé dans une chapelle. Etant donné la rapidité et la simplicité avec lesquelles les échantillons à traiter peuvent être placés sous la coiffe 6 et retirés une fois l'opération terminée, le nombre des déterminations qui peuvent être effectuées en une journée sur un même poste de travail est considérablement augmenté par rapport à l'efficacité que l'on obtiendrait en appliquant d'autres méthodes, par exemple le traitement d'élimination des matières organiques dans un bainmarie.
Les solutions 18 et 23 sont récupérées par une maison spécialisée dans la destruction des acides et, pour remplacer la solution de ces récipients 18 et 23 par de l'eau, il suffit d'enlever les pinces serrejoints des raccords sphériques 16, 21 et 25, de lever la partie supérieure 17, 19, 20 du récipient 18 et de lever la partie supérieure 22, 24 du récipient 23 afin de les vider dans des récipients adéquats avant de les détruire.
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CLAIMS
1. Processing station for the quality control of tobacco samples in the manufacture of cigarettes, characterized in that it comprises a cap (6) fixed above a container (1) in which the sample to be treated is placed in the presence of a reaction liquid, this cap being provided, at its base, with a flange (8) returning for the recovery of condensed vapors and, at its upper part, with a fitting (11) connected to a discharge conduit (12) itself connected, through a bubbling device (18, 23), to a vacuum pump.
2. Treatment station according to claim 1, characterized in that a cooling sleeve (3) is mounted around the evacuation duct (12) between its connection to the cap (6) and its connection to the bubbling device ( 18, 23).
3. Treatment station according to claim 1, characterized in that the bubbling device (18, 23) consists of two bubbling containers connected to each other in series, the second container being connected to the pump. empty.
4. Treatment station according to claim 1, characterized in that each bubbling container is provided, at the lower end of the bubbling tube, with a frit allowing better diffusion of gases and vapors in water.
5. Treatment station according to claim 1, characterized in that the re-entrant flange (18) of the cap is provided with a gutter (9) for the evacuation of the acids condensed in the cap, and in that a container recovery (27) of said condensed acids is supported under said gutter using a clamp and a nut fixed on a support (29).
6. Treatment station according to claim 2 or claim 5, characterized in that a stand (29) provided with at least one clamp equipped with a nut supports the cooling sleeve (13), the cap (6) or the recovery container (27).
7. Treatment station according to one of the preceding claims, characterized in that the vacuum pump is a water pump.
8. Treatment station according to claim 7, characterized in that a safety bottle is placed between the bubbling device and the water pump to prevent the flow of water from the pump into the bubbling device. failure of the proboscis.
9. Treatment station according to one of the preceding claims, characterized in that the container placed under the cap is an Erlenmeyer container and in that its position under the cap is adjustable by means of a metal laboratory elevator.
10. Treatment station according to one of the preceding claims, characterized in that all of the glassware used is resistant to shock, heat and the acids used.
We know that, in cigarette factories, tobacco leaves are subject to in-depth checks before entering the manufacturing process. One of these controls, which is becoming increasingly important, is to determine the level of silicon oxide in the tobacco leaf. In fact, the presence of silicon oxide in tobacco leaves is due to dust present in the atmosphere, and tobacco leaves whose silicon oxide content exceeds a certain limit must be discarded.
However, to determine the silicon oxide content of a sample of tobacco leaves, one begins by subjecting this sample to a treatment in which all the organic components of the tobacco leaf are oxidized and evaporated by means of a liquid fairly violent reaction, most often consisting of concentrated nitric acid and 70% perchloric acid. The residues of this operation consist essentially of silicon oxide, so that, their weight being compared with the initial weight of the sample, we can determine the value of the rate we are looking for.
However, the vapors and gases which are evolved during the reaction of nitric acid with the organic components of the tobacco leaf are extraordinarily toxic and, until now, it has been the practice to carry out these operations in a chapel, the top of which was connected to an evacuation pipe going outside the factory, so that the duration and frequency of control operations had to be strictly limited. The number of determinations that could be made in a day on a workstation was therefore relatively low.
The aim of the present invention is to allow a better rationalization of these determination operations by allowing a much greater number of determinations to be carried out on the same workstation in one day, while avoiding the rejection of toxic vapors into the atmosphere.
For this, it was necessary to design a judicious arrangement of the work station to isolate the circuit of vapors and toxic gases from the ambient atmosphere, without hindering the rapid establishment of a reaction vessel after the samples to be tested were placed in the presence of acids in this container.
For this purpose, the object of the present invention is a processing station for the quality control of tobacco samples in the manufacture of cigarettes, characterized in that it comprises a cap fixed above a container in which the sample to be treated is placed in the presence of a reaction liquid, this cap being provided, at its base, with a re-entrant flange for the recovery of condensed vapors and, at its upper part, with a connection connected to a evacuation pipe itself connected, through a bubbling device, to a vacuum pump.
In a particularly advantageous embodiment, the cap consists of a piece of glass of conical shape, having along its lower edge a re-entrant flange provided with a drainage channel.
An embodiment of the processing station according to the invention will be described below by way of example with reference to the appended drawing, the sole figure of which is a schematic elevation view of this embodiment.
The treatment station shown in the drawing first comprises an Erlenmeyer container 1 which is intended to contain the samples of tobacco leaves and the dose of reaction products used to oxidize its organic components. This reaction liquid advantageously consists of concentrated nitric acid and 70% perchloric acid. As can be seen, the Erlenmeyer container 1 is placed on a tripod 2 provided with a wire mesh with asbestos plate 3 above a flame 4, for example the flame of a 'Bunsen burner'. This is placed on an elevator 5 which allows the Erlenmeyer to be raised and lowered under the cover 6.
This last piece of conical glass has dimensions such that the elevator adjusts the Erlenmeyer to the right height, so that the upper edge 7 of the container is just in contact with the frustoconical inner surface of the cap 6 approximately three quarters of his height.
Along its inner edge, the cap 6 has a re-entrant flange 8 and, at a point on its periphery, a tube element 9 is welded into a hole in the re-entrant flange 8 so as to constitute a discharge channel for the vapors condensate which accumulates in the slide 8. At its upper end, the cap 6 has a vertical segment 10 which leads to a ball-joint connection 11.
To this connector 11 is connected the curved upper end of a duct element 12, also made of glass, which passes through its length a cooling sleeve 13 to which an inlet pipe 14 and an outlet pipe 15 are connected. refrigerant is supported by a clamp 28, held on the support 29 using a nut. These three pieces are common laboratory equipment. A second ball-joint fitting 16 connects the outlet of the duct segment 12 with the inlet pipe 17 of a bubbling container 18, provided with a frit to better diffuse the gases and vapors in the water. This container is also an element of use quite common in chemical laboratories. Its cover 19 is soli
Daire of an outlet conduit 20 which is connected by a third ball joint fitting 21 with the inlet conduit 22 of a second bubbling container 23 identical to the container 18. The outlet conduit 24 of this second bubbling container 23 is in turn connected by a fourth ball-joint connection 25 with the suction pipe 26 of a vacuum pump, for example of a water pump of conventional construction with safety bottle preceding it (not shown).
For the operation of the device described, a sample of tobacco leaves will first be placed in the Erlenmeyer container, as mentioned above, in the presence of a predetermined dose of concentrated nitric acid and d perchloric acid, the cooling water circulation will be established between the inlet pipe 14 and the outlet pipe 15, the bubbling containers 18 and 23 will be filled with water and the pipe 26 will be connected to the safety bottle of classic construction (called Wolff bottle) before the water pump. The positioning of the Erlenmeyer container on the elevator 5 makes it possible to lift it under the cover 6 so that the edge 7 of the container comes to be placed practically in contact with the walls of the cover 6.
The water pump causes an extremely low pressure in the conduits 26 and 24, practically corresponding to the vapor pressure of the water. Due to the presence of water in the containers 18 and 23, these constitute a resistance in which the vacuum decreases as one moves away from the suction, so that, in the duct 12 and inside the cap 6, the suction effect is very moderate.
The vapors and gases released in the Erlenmeyer flask as a result of the oxidation reaction of the organic components with the acid first condense in small quantities on the upper part of the wall of the cap. They are in fact cooled at this location by a flow of ambient air which is sucked in from the outside between the edge 7 of the Erlenmeyer flask and the cap and which runs along these walls upwards. The condensed liquids flow into the re-entrant flange 8 as a result of their adhesion by capillary action to the internal face of the cap 6 and, from there, these liquids are evacuated through the conduit 9 in a recovery container 27 placed under the gutter 9 and held by a clamp and a nut 30, fixed to the support 29.
The rest
gas and vapor is sucked through fitting 11 into the
duct 12 where it partly condenses due to cooling
caused by the water flowing inside the sleeve 13. This
mixture of condensed gases and vapors then bubbled into the water
of the first container 18 where the liquids are dissolved, while the
gases condense and dissolve. The portion that remains in the state
gas then passes into the second container 23 where the same opera
tion takes place, so that it only remains at the entrance to the suction tube
ration practically more than moist air. So the components
were sufficiently captured in the liquid state that the
gaseous part of the result of the operation can no longer cause
pollution.
When, in the Erlenmeyer 1, there is only about 5 ml of
solution, stop flame 4 and, a few minutes later,
lower the elevator 5 to recover the Erlenmeyer flask in order to carry out
analysis of the silicon oxide in the residue contained in this reci
pient.
Preferably, to avoid contamination of the laboratory,
even which may be due to a possible slight leak of uncondensed vapors and leaving the gutter 9 or when the Erlenmeyer is changed for a new analysis, the treatment station will be placed in a chapel. Given the speed and simplicity with which the samples to be treated can be placed under the cap 6 and removed once the operation is complete, the number of determinations which can be carried out in one day on the same work station is considerably increased by compared to the efficiency that would be obtained by applying other methods, for example the treatment of elimination of organic matter in a water bath.
The solutions 18 and 23 are recovered by a house specializing in the destruction of acids and, to replace the solution of these containers 18 and 23 with water, it suffices to remove the clamps from the ball joints 16, 21 and 25 , to lift the upper part 17, 19, 20 of the container 18 and to lift the upper part 22, 24 of the container 23 in order to empty them into suitable containers before destroying them.