CN1005088B - 烟草加工的方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开了将泡沫材料加入到烟草中去的方法和设备，特别与香烟的制造结合起来。例如，泡沫材料可以在卷烟机的导向块部分在设备件口（２１）加入到烟草中，或通过短舌板（３０）加入到烟草中，或通过上面两个地方加入到烟草中，或在烟草筒部分（１０）加入到烟草中，在卷烟过程中将泡沫材料加入到烟草导致被加入的材料在香烟中更均匀分布。

Description

烟草加工的方法和装置

本发明叙述了加工烟草的设备和方法，具体叙述了在香烟制作过程中将泡沫材料加到填充烟草上。

在制造香烟过程中为了改进成品香烟的某些特性，可以将各种材料加入到填充烟草中。加入到填充烟草中的最常用的材料是香料。加入到填充烟草中的材料重要的是均匀分布在填充烟草中，使一支香烟实质上要完全相同于其后面生产出来的另一支香烟。另外，将材料均匀加入，使第一批一直到最后一批中的每一支香烟具有一致的香烟特性也是重要的。

使加入到填充烟草的材料达到均匀分布的过去的作法需要在填充烟草被送进香烟制造机之前的早期制作过程中处理填充烟草。在早期制作过程中加入材料所引起的问题是，有些材料在进一步加工时可能会损失，特别是当材料容易挥发的时候。另外一个问题是有些材料在香烟制造机中可能会磨去并粘到香烟机上，必须将卷烟机定期停机进行清理。很明显这种将卷烟机停机进行清理由于清洗需要人工而且损失了生产时间，所以是很浪费的。因为加入到香烟中的许多香料是很昂贵的，所以由于挥发性和由于聚集在香烟机中这两种情况所造成的香料的损失也是很浪费的。

因此仍然希望在制作过程的后期，最好是在卷烟机上以一种均匀的方式将材料加入到填充烟草，在卷烟机上加入材料的先有技术不能使被加入的材料均匀分布。例如如果按照Nickols的美国专利4，409，995号方法将材料在卷烟机的短舌板部分加入，则加入的材料可能沿烟卷的全长在每单位长度内是均匀分布的，但是有些材料可能集中在烟卷的一侧，而不是在整个烟卷的横截面上均匀分布，如果加入的材料是液体，当以这种方式加入时，则会导致在卷烟纸上产生花纹。

通常仅需要加入少量的材料到填充烟草中去。过去加入这种少量材料，或者是在卷烟机上加入，或者是在较早的烟草处理过程中加入，将加入的材料冲兑成稀溶液加入到填充烟草中去。如果在香烟制造机上加入材料，例如如果按英国专利申请2128873A（UK Patent Application 2128873A）提出的方法加入一该专利公开了将液态粘结剂加到烟草中去一，则过量的液体常常会在卷烟纸上产生上述的斑纹。如果在制造过程的早期加入材料，则加入的溶液一定会在干燥过程中从填充烟草中挥发出去，这将导致附加的费用。

因此，本发明的目的之一是保证将所选择的材料加入到已切好的烟草中，使材料均匀分布在整个烟草中，也就是提供一种在接近卷烟制造过程的最后阶段将材料加入到烟草中;以及在制造过程中将少量材料加入到填充烟草中去而又不产生过量液体的方法。

本发明的另外一个目的是提供一种实施本发明上述方法的专用设备。

本发明包括用泡沫形式的香料或其它材料处理填充烟草。应用泡沫材料后，由于泡沫具有特殊的穿透能力，所以填充烟丝可以被完全地浸透。泡沫密度小，有可能使泡沫材料的应用量足以渗透填充烟丝而又不弄脏卷烟纸。泡沫材料既可以在烟草离开真空带之前，或烟草从真空带上掉下来的时候，在卷烟机的烟草筒中加入到填充烟草中去，也可以在烟卷包卷烟纸之前在短舌板上或任何一个合适的位置加入到填充烟草中去，泡沫材料也可以用一空心针管加到成品香烟中去，或者在将填充烟草送到卷烟机之前加入到填充烟草中去。

图1示出了适合于按本发明使用的香烟制造机。

图2是图1所示出的香烟制造机的烟纸导向部分和短舌板的横截面图。

图3是图1所示的从上往下看的烟纸导向部分的横截面图。

图4是图3所示的烟纸导向部分的横截面图。

图5是按照本发明另一个实施例的香烟制造机的烟草筒部分的横截面图。

图5A是示于图5的从右向左看的烟草筒的导向块部分横截面图。

图6是按照本发明的又一个实施例的香烟制造机的修整部分（ecreteur section）的横截面图。

图7是按照本发明再一个实施例的香烟制造机的修整部分横截面图。

图8是按照本发明的附加实施例的香烟制造机的修整部分横截面图。

图9是按照本发明的一种替代实施例的香烟制造机的修整部分横截面图。

图10是示于图9的切割轮的立体图。

图11是本发明在香烟包装成盒之前将泡沫材料加入的另一种替代实施例的立体图。

现在根据附图说明本发明，附图中公开了许多本发明的有代表性的实施例，其中有些是优先选用的。虽然在所有以下的说明中讨论的泡沫材料是一种粘合性泡沫，但是已经发现实际上可以应用任何泡沫材料，比如应用成膜剂，或交联剂，粘结剂，燃烧添加物，酪素或香料，借此增加材料在烟草中分布的均匀性。

虽然在本发明书中所述的特定的香烟制造机是由莫林斯公司生产的MK8型卷烟机，但是实际上在许多工厂生产出售的香烟制造机上都可以将泡沫材料加到填充烟草或任何合适的烟草代用品中。另一方面，泡沫材料也可以加到像雪茄这样的烟卷产品中，或甚至加到非烟草的烟卷产品中。

图1示出了MK8型卷烟机的制香烟设备，它总的用数字8表示。如图所示，卷烟机8包括一烟草筒10，烟草T从烟草筒中被吸到由滚筒14和16驱动的带有孔眼的真空带12上，由真空带携带的烟草T被传输到修整部分或调整刀具18上，修整部分18根据以香烟重量或密度为基础的控制信号，进行向着或离开传输的烟草的运动，以改变在真空带12上传输的烟草量。

在滚筒14的左边，卷烟机8包括一细长的设备件20，如图4所示，其上有一开口槽19，开口槽以普通圆柱体的形状纵向延伸。

无末端的设备带或传送带22，被送入到设备件的上游烟草入口21，并在传动轮24作用下，越过导辊24a-24e，通过设备件20。卷烟纸26从纸带盘28，越过导辊28a、28b和24d被送进入口21，送到传送带22上。当除去加在真空带上的真空时，烟草便从真空带12上掉到卷烟纸26上。当传送带22进入设备件槽19时，设备件便使设备带成形为普通的半圆柱体形状，随之将卷烟纸，以及从真空带12掉在烟草纸上的烟草也成形为同样的形状，泡沫发射喷口68，如图2所示是安装在传送带22的上边，靠近烟草从真空带12上被释放下来的地方。

短舌板30更详细地示于图2，它有一个装在托架34上的压脚32。压脚32如图1所示，它和设备件20一起动作，使填充烟草成形为普通的圆柱形，以作成烟卷27。为此，在压脚32上加工了一纵向延伸的普通半圆柱体形的开口槽，并使这个槽的普通半圆柱形开口正对着设备件20的半圆柱形槽的开口，成为互补。当烟草在成形为烟卷的时候，泡沫发生器50通过管道51和压脚32将泡沫粘合剂送到烟草。

当已成形的烟卷27离开短舌板30时，一小段香烟纸将从纸卷中切向伸出来。示于图1的涂胶轮40将把粘合剂加到这一小段伸出来的烟纸上，折纸部件42将这一小段上胶的烟纸折叠到卷烟纸的另一端上面，然后由部件44加热封口。现在封口的连续不断的烟卷将穿过核心密度计46，然后由烟卷切割机构48进行切割。

现在参考图2，它示出了短舌板30和烟纸导向部分的纵向截面。泡沫发生器60将泡沫粘合剂通过管道61供给装在传送带22上边的喷口68。烟草T由真空带12传输到设备带22上边的一个位置。当真空带12上的真空被解除之后，烟草便落到设备带22携带的烟纸26上。从喷口68喷出的泡沫，当它落向烟纸26时便均匀分散到疏松的烟草上。

再回到图1，当烟草用传送带22传输通过卷烟机8时，传送带22连同设备件20使烟草成形为普通圆柱形。当烟草经过具与设备件20的形状互补的圆柱形的短舌板30的下面时，烟草进一步被压缩并形成烟卷。当烟草通过短舌板30的压脚32下面时，泡沫发生器50通过管道51将另外的泡沫粘合剂加到烟草中。粘合性泡沫可以只用喷口68，或者只用管道51加入到烟草，在疏松的烟草的都能达到合适的分散。但是用喷口68和管道51同时将泡沫粘合剂加入烟草，更能保证泡沫粘合剂完全渗透烟卷。

图3示出了图2所示的从上往下看的烟纸导向部分的纵向横截面，从此图可以更清楚看出粘合性泡沫管道61和喷口68相对于设备件20中心线的位置。

图4示出了从烟草筒10对着短舌板30的方向看，沿图3的Ⅳ线截开的喷头68和设备件20的横截面。

一般说，按本发明所用的泡沫粘合剂将包括气体和液体粘合剂，液体粘合剂可能包括起泡剂或泡沫稳定剂，或粘结剂，例如成膜材料或交联剂这样的粘结剂，或它们的混合剂，液体粘合剂可以有乳化剂，也可以没有乳化剂。

一般说，对本发明适合的并能应用于本发明中的成膜材料的种类，包括从聚糖类及其衍生物选出的聚合物或树脂、热塑性塑料薄膜成形剂及其类似材料、以及从天然产品，如烟草得到的糊剂或其它衍生物、或它们的提取物、或从培养的烟草细胞中得到的细胞外材料，细胞外材料既可以带细胞本身，也可不带细胞本身。

在美国专利4341228中公开了典型的聚糖，聚糖衍生物以及人造薄膜成形剂，并根据此处的参考掺合在一起，也可以使用＊＊酸盐、膨润土等这样的粘结剂。

典型的起泡剂包括皂角苷、酪蛋白酸盐、水鲜蛋白、肥皂、十二＊＊＊酸钠、聚甘油脂、乳酸酯以及它们的混合物。

如图5所示，粘结性泡沫也可以在烟草从烟草筒抽到真空带上的时候被加入到烟草。当烟草被抽上去并聚集在真空带上时，泡沫粘合剂便从泡沫发生器50通过管道51加到喷口58上，虽然喷口可以放在距真空带12不同的距离，但是已经发现。放在距真空带12约一英寸的距离，泡沫粘合剂可以均匀分布在烟草中。喷口58与真空带12的距离，将根据泡沫是如图5所示平行注射在真空带12上，还是垂直射到真空带上而改变。当平行注射到真空带上时，喷口可以放得近一点。

图5a示出了从右向左看的示于图5的烟草筒10的真空带导向区的横截面图。烟草T在气动的作用下按箭头64所指的方向向上移动并聚集在真空带12上。空气流如箭头65所示继续向上。真空带12将排列在一个方向的烟草传送到烟纸中，管道51将泡沫粘合剂通过真空带导向块62运送到接近真空带12的中心线位置。沿着真空带12的中心线位置，管道51向下游弯折，或者向着卷烟纸弯折，使得管道51平行于真空带12和真空带导向块62，已经发现，在平行于真空带12运动的方向上喷射泡沫粘合剂，如图5所示，烟草堆集在喷口58的四周，这使烟草筒10的部件免于粘结上泡沫材料。

泡沫粘合剂按上述方式通过喷口在烟草筒部分被加入到烟草。采用实验室的“泡沫发生系统”产生泡沫粘合剂，这种系统可以从北卡罗来纳州斯坦来的Gaston地区染料机械公司购买。这种类型的泡沫发生器采用搅拌器或旋转定片来使气体。在本例中是空气，和液体粘合剂混合，以产生泡沫粘合剂。调整液体粘合剂对气体的混合比，可以改变泡沫粘合剂的密度。对于泡沫粘合剂密度允许的比值是0.02克/毫升至0.30克/毫升。在来试验中所用的粘合剂密度为0.08克/毫升，这相应于液体对空气的体积比是1∶1.25。所用的液体粘合剂含25%的糊精，2%的甲基纤维素，1.5%的十二烷基硫酸钠，余下是水，泡沫粘合剂的流速依赖于卷烟机的速度和希望加入的比例。在本例中，当卷烟机的速度为每分钟生产2000支香烟时，含28.5%固体的泡沫流速被调整到80克/分，以得到粘合剂加入重量约为1.5%。

下表中标记“普通香烟”一栏下面的数据是用于比较的数据，其值是不用泡沫粘合剂＊常规方法制造的香烟的典型值。

（见表）

＊牢度是这样测定的，将15支烟分成6、5、4支三组，放在有一固定区域梯形底座的支架上。将装有香烟的支架这样放在压缩机下，使压缩机板直接同4支组香烟的中心40毫米部分接触，开始用100克重的板压香烟到0.04毫米的值，直到香烟在位置上稳定。此时用电磁铁将另外1400克力的重量加上去，在30秒后，压力值被自动记录下来，这一值即代表香烟的牢度。

＊＊香烟的碳浓度表示为百分数，它等于从100支香烟中提出的总的碳除以被测试的香烟数100。这样进行测试：使点燃的香烟燃烧3英寸长一段，以每分20-21段的速度燃烧一分钟。然后再向香烟吹气，使过程再重复一分钟。然后再继续进行第三次、第四次，在第四次试验结束后，将碳已经掉下的所有香烟数记下来，如果至少三分之二的碳已经掉下来，则碳可以认为是已经除去了。

＊＊＊端部松散程度这样测试，将水平取向的50支香烟翻滚三分钟。然后将撒下的烟草收集起来称重。

从上面的数据可以看出，在第1行和第2行的香烟重量大致相同，而加有粘合性泡沫的香烟具有较大的牢度、较大的碳浓度和较小的端部松散度。将第1行和第3行比较可以看到，加有粘合性泡沫的香烟轻一些，但牢固度与常规香烟差不多，碳含量大约相等，但端部的松散度得到明显改善。

图6示出了将泡沫材料加到烟草中的另一种方法。在此法中，分流叶片63在所示的方向以这样一种速度转动，使叶片63外缘的线速度在接触点上大于或等于在真空带12上烟草的传输速度。为使泡沫材料从泡沫发生器50通过管道51和喷口58被加到烟草层里，分流叶片将流动的烟草流分开。另外的泡沫可以通过压脚32加入。

另一种替代的将泡沫材料加入到流动的烟草中的方法示于图7。传输带74在图示的方向这样运动，使装在传送带74上的针管76穿透流动在修整器18下游的烟草流。为了转动，传送带74装在滚筒70上，并由传动轮72带动，泡沫材料通过在贮存容器78上的针管76被加到烟草中，额外的泡沫材料可以通过贮存容器79上的针管76加到烟草中，因此在不同的地段将泡沫材料加到了运动的烟草带上，空气贮存器80将空气或其它气体通过针管76吹出来，以清洗注射泡沫材料的针管。贮存容器78、79和80不随传送带74转动。

图8还示出了另外一种将泡沫材料加入到在修整器下游的运动的烟草层中的方法。在此实施例中，针管装在转动的喷口82上，泡沫材料从贮存容器78通过针管76加到烟草中，空气贮存容器80供给气体以清洗喷口，贮存容器78和80不随喷口82转动。

图9示出了香烟制造机修整部分18的横截面图。切割轮84装在修整器18的下游，它在如图所示的方向以这样的速度转动，使轮的外周转动快于悬挂在真空带12下的烟草的速度。当切割轮84转动时，泡沫材料通过管道90供到区域92。管道90和空气管道88被固定位置，因此当切割轮转动时，这两根管道便通过不同的区域，由管道90和88供给的区域92的大小可以改变，并且管道的相对位置根据切割轮的速度也可以改变。泡沫材料通过区域92，然后穿过开口86离开切割轮84。空气由管道88供给，用以清洗切割轮上过量的泡沫。在这种装置中，泡沫材料是在要卷烟时烟草堆积在卷烟纸26上以前，大致沿着烟草的中心线被加入到流动的烟草流中的。图10示出了切割轮84的立体图。

图11示出了在卷烟包装成盒以前将泡沫材料加到成品香烟中去的装置立体图。泡沫材料是通过管道94加到联管箱96并通过针管98加进去的。将针管98连同联管箱96一起移动，使针管98在香烟的近似中心线分别插入到一组香烟中。当针管从香烟中抽出来的时候才将泡沫加入到香烟中去，以便沿着烟卷在其近似中心线上将泡沫均匀加进去。这就是在卷烟过程的最后阶段将泡沫材料加进去的方法。当加入的材料具有很强的挥发性时，比如加入薄荷醇时，这种方法也是特别有用的，因为材料加入之后，紧接着就将香烟包装在基本上不透气的烟盒中，所以材料不会因蒸发而损失。

将泡沫材料加入到香烟中，如本文所述，可以采用各种不同的方法，可以将泡沫材料加入到被传送的烟草层中去，或加入到成品香烟中去。然而泡沫材料，不管是粘合材料还是其它任何材料，都可以在香烟离开了卷烟机后未进行包装以前的任何时候被加入到成品香烟中去。另外，泡沫材料可以在制造过程中任何方便的时候加入到烟草，甚至在未进入卷烟机以前将材料加进去。

Claims (20)

1、一种制造香烟的方法，在这种方法中，一束连续的烟草流被成形为烟草卷，然后烟草卷被裹在烟纸中，方法的特征在于，液体添加泡沫可以在烟卷被包裹烟纸以前被加入到烟草中去，也可以在包裹烟纸以后加进去。

2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在香烟被包装成盒以前，将添加泡沫通过香烟的一端注入到成品香烟中去。

3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于，添加泡沫被加入到正被传送的烟草流中。

4、按照权利要求3所述的方法，其特征在于，添加泡沫包括烟草酷素或香料。

5、按照权利要求3所述的方法，其特征在于，添加泡沫包括一种粘结剂。

6、按照权利要求5所述的方法，其特征在于，粘结剂包括一种成膜剂，最好是聚糖、聚糖衍生物，或是从烟草中得到的物质，例如烟草的提取物。

7、按照权利要求5所述的方法，其特征在于，添加泡沫包括一种交联剂。

8、按照权利要求5所述的方法，其特征在于，添加泡沫是一种泡沫粘合剂。

9、按照权利要求8所述的方法，其特征在于，泡沫粘合剂包括一种液体粘合剂同空气的混合物，或同起泡剂的混合物。

10、按照权利要求2至9任何一项所述的方法，其特征在于，添加泡沫是在烟草进入卷烟机之前被加入到已切好的填充烟草中的。

11、按权利要求2至9任何一项所述的方法，其特征在于，添加泡沫是当烟草通过卷烟机的时候被加入到烟草中的。

12、卷烟设备包括提供运动烟草流的装置，这个设备包括一个入口烟草筒（10）以容纳已切好的填充烟草（T）、一个修整部分（18）和一个设备件（20）、一个可动的传送带（22）和适合于将填充烟草成形为香烟卷的短舌板（30），设备的特征在于，产生液体添加泡沫的装置（50、60）和将泡沫材料加到运动烟草流的装置（51、58、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94）。

13、按照权利要求12所述的设备，其特征在于，在上述卷烟机的烟草筒部分（10）将添加泡沫加入到烟草的装置（58）。

14、按照权利要求13所述的设备，泡沫是在带导向块（62）区域加入到烟草，最好在基本上平行于带导向块的方向加入到烟草。

15、按照权利要求12所述的设备，其特征在于，当烟草正撤落到运动的设备带（22）上时将添加泡沫加入到烟草的装置（68）。

16、按照权利要求12所述的设备，其特征在于，在修整器（18）和设备件（20）之间将添加泡沫加入到烟草的装置（58）。

17、按照权利要求12～16任何一项所述的设备，其特征在于，在烟草正被短舌板（30）压缩的时候将液体添加泡沫加入到烟草的装置（51）。

18、按照权利要求16所述的设备，其特征在于，加入泡沫的装置包括装在传送带（74）上的针管（76）。

19、按照权利要求16所述的装置，其特征在于，加入泡沫的装置包括装在转动喷口（82）上的针管（76）。

20、按照权利要求16所述的设备，其特征在于，加入泡沫的装置包括一个分流叶片（63、84），分流叶片被作成在烟草（T）流中有一开孔，通过这一开孔在烟草流中释放出泡沫。

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