CN1010171B - 烟草填充料加工方法 - Google Patents

Abstract

通过基本干型的烟草料和/或焦化材料与基本干型的粘合剂接触，然后在比较低的含水量情况下将混合物提供给高速剪切搅拌，形成片状的烟草填充料。如此加工过的材料利用干成形技术再进一步加工以形成再造烟草料的片和焦化材料的片。烟草填充料的片能被切成所要的大小和用于香烟的制造。

Description

本发明涉及到烟草制品的加工方法，特别涉及到在比较低的湿度状态条件下制造再造的烟草制品和其它烟草填充料的方法。

当烟叶被加工供烟草制品用时，以及在生产烟草制品时会产生大量的烟草屑或烟草末。烟草屑或烟草末可以是以下的形式：烟草末（标准的颗粒大小小于60泰勒标准筛号Tyler    mesh），烟草屑（标准的颗粒大小约在20泰勒标准筛号和60泰勒标准筛号之间），烟草茎，或加工过的在烟草制品生产中断或完成后未使用的烟草由于烟草屑或烟草末是经常有的和大量的，回收或重新利用这类烟草屑或烟草末是非常合宜的。例如，将回收的或重新利用的烟草制成片状的或丝状，并将回收的或重新利用的烟草叶或去筋烟叶混和以形成一合成去筋烟叶是合宜的。由此产生的去筋烟叶可用于香烟的生产（例如在香烟条的生产中）。

各种提供回收的、重新形成的、重新集聚的或再造的烟草的方法是众所周知的。例如，烟草料可以与较大量的水混和，经加工，然后予以干燥。美国专利1，068，403公布了称为人造烟叶的生产方法，其中烟草茎与水混和形成浆料，制成浆的茎再被进一步加工。然而，美国专利1，068，403公布的方法需要使用大量的水和不合宜的续后干燥步骤。

美国专利3，053，259公布了回收烟草碎屑或烟草末的另一种方法。例如烟草料利用研磨机或球磨机碾成很小的尺寸;碾碎的烟草被浸湿并与粘合剂混和;传送形成的混和物通过一表面光滑的轧辊和一带槽的轧辊的中间，就被压成或模制成细丝状的细片。然而公布的方法需 要预先碾磨材料以及使用较大量的水份，特别在不使用粘合剂时更是如此。

另外已知的回收烟草料的方法一般包括用粘合剂粘合烟草料，使用带式混和装置或滚筒缓慢地混合混和物，通常还需要相当大量的热和/或水份。然而，如果它不需要相当大量的水份和/或热的话对于以相当快的方式回收烟草料将是合宜的。

本发明的目的是提供一种行之有效的加工方法，产生片状的烟草填充料，例如回收烟草。特别是，采用本方法生产烟草填充料，如回收烟草既不要使用相当大量的水和随后的制品干燥，也不要利用外加热，也不要较长的加工过程。

一方面，本发明是一种提供片状烟草填充料的加工方法，所述的方法包括的步骤由下述几点组成：

a）提供烟草料，焦化料或将其混和（此后称为“填料”），

b）提供基本上是干的，完全非粘合状的，能被活化的粘合剂，

c）混和填料和粘合剂，

d）使填料和粘合剂经受高速剪切搅拌（ⅰ）存在足够的水份以供粘合剂活化，但是存在的含水量约小于水份和填料总重量的百分之三十（ⅱ）有一段足够活化粘合剂的时间。

e）使经过高速剪切搅拌的填料形成片状烟草填充料。

在另一方面，本发明是一种提供片状烟草填充料的加工方法，用这种加工方法使一种香料与经受过高速剪切搅拌的填料搀合。

再另一方面，本发明是一种提供片状烟草填充料的加工方法，该方法包括使经受过高速剪切搅拌的填料形成烟草填充料的片，它通过（ⅰ）传送填料通过第一加压轧辊系统的辊隙，该系统具有两个轧辊形成一足够提供对所述填料压缩的辊隙带压力，从而提供经压缩和混和过的填料，其中至少有一个轧辊表面包括一组槽，该组槽沿轧辊纵向 延伸，而每一条槽围绕轧辊的圆周延伸，其中各槽有一个靠近轧辊表面的最大宽度和一个靠近槽底的最小宽度，（ⅱ）通过把压缩和混和过的填料送入第二加压轧辊系统，在压力下形成片状烟草填充料，该系统具有两个轧辊形成一足够提供烟草填充料的辊隙带压力。

再一方面，本发明是一种形成片状烟草填充料的方法，其中第二加压轧辊系统具有二个轧辊形成一足够提供烟草填充料的辊隙带压力，其中轧辊的辊面沿着轧辊互相联系的部位被隔开安装，在那里形成回收的烟草料，其轧辊表面之间的间隔放置关系提供了一足够的距离，以在其间形成片状烟草填充料。

本发明的优点在于，可在较短的时间内使用既不需较多的水份，也不需较多的粘合剂的行之有效的方法回收烟草。利用这种粘合剂材料，本发明的方法就能在环境温度下使用而不需使用外界热量。如果愿意的话，本发明的方法能在没有烟草化学和物理预处理的情况下使用。

可以使用回收的烟草填充料和与焦化材料结合的烟草填充料在已有技术中是已知的。例如通过本发明的加工方法形成的烟草填充料能被干燥或加湿，带添加剂处理，与其它烟草制品混和，切成需要的大小等等。形成的烟草填充料最适用于香烟的制造。

图1是本发明加工方法一实施例的示意图;

图2是本发明加工方法一部分的一实施例的图解说明，表示了两个加压轧辊系统和填料加工成回收的片状烟草填充料;

图3是利用本发明加工方法的一设备的透视图，显示了推荐的加压轧辊系统和从第二加压轧辊系统的一轧辊的辊面上卸下回收的烟草料的装置;

图4是沿图2    4-4线的一放大的局部的剖面图，显示了一组槽，每条槽围绕轧辊的圆周延伸;

图5至图10显示了各种轧辊的结构;

图11是本发明加工方法一部分的一实施例的图解说明，显示了三个形成片状烟草填充料的轧辊。

在图1中，容器10是一存贮器，筛状容器、容器罐、给料器、或类似的储存烟草料、焦化材料、或它们的混和物（此后统称为“填料”）的容器。存放在容器10里的填料通过诸如传送皮带、传送管道、简单的排料或卸料装置之类的输送装置20被送到混和装置15里（详细说明见后）。通常混和装置是一具有如叶片，刀片之类剪切器具的高速剪切设备，动力源23带动所述的剪切器具。容器25是一输送容器罐、筒等，其中容纳能输送给混和装置的粘合剂（详细说明见后），它是通过诸如传送皮带，传送管道，简单的排料或卸料装置等等的输送装置30传送给混和装置的。容器35是一输送容器罐、筒等，其中容纳以水形式存在的水份，它能通过传送管道，简单的排料或卸料装置等等的输送装置40传送给混和装置。填料，粘合剂和水份的数量和类型以及输送给混和器的方法后面将会进一步叙述。填料，粘合剂和水份在混和装置里经受高速剪切搅拌，产生的填料被输送给片成形装置45（详细说明见后），它是通过诸如传送管道，传送皮带，简单的排料或卸料装置等传送装置50被传送的。片成形装置提供了一种利用干燥成形技术进一步加工填料的手段，以提供片状的烟草填充料的丝。

在本发明中使用的烟草料可以是多样的，一般包括烟草屑，烟草末，烟草薄片，烟草碎屑（这些东西从各种处理过程和香烟生产过程中都能回收到），湿成形的再造的烟草（例如在干的形式下）的碎屑和/或薄片，干成形的再造的烟草的碎屑和/或薄片，烟叶梗和烟草茎及梗。作为填料使用的烟草料的各种薄片和粒屑的大小基本上没有极限。各种类型的烟草和混和物根据本发明可被当作烟草料使用。

在本发明中使用的焦化材料可以是多样的，一般包括焦化的有机 材料如成为碎片和粒屑的焦化木材（例如橡木，胡桃木和其它的硬木），焦化的椰子壳的薄片，焦化的烟草茎和梗，焦化的花生壳，焦化的橡树叶等等。一般的焦化材料是由纤维素材料而来的并具有少量有机成份。一般用众知的技术提供焦化材料，如在一封闭的或惰性气体（如氮）里加热材料。本发明中使用的焦化材料可以是具有某一大小范围的颗粒形，包括从粉末或粒屑到约长2英寸粗0.25英寸的茎梗。本发明的方法需要使用不经过预先挤压的焦化材料。焦化材料可以两种形式作为填料使用，一种形式中所有的颗粒大小基本是相等的，另一种形式中的颗粒有一尺寸范围。

此处所用的词“烟草填充料”意味着包括根据本发明的加工方法提供的片状的成形材料。烟草填充料可由烟草料和/或焦化材料形成。例如，烟草料和焦化材料能被粘合并在本发明的方法中被作为填料使用。烟草料的量相对于焦化材料来说，以重量计，其范围烟草料从零到百分之一百，而焦化材料从百分之一百到零。当烟草料和焦化材料的混和物被使用时最好提供相对于混和物总重的大约百分之二十五到百分之七十五的烟草料和大约百分之二十五到百分之七十五的焦化材料。

本发明加工方法中使用的一种粘合剂（即粘结剂）是能被水或水份活化的最佳的一种粘合剂。合适的粘合剂样品包括羧甲基纤维素，羧甲基纤维素钠，羧羟基甲基纤维素，古柯豆胶，卡拉胶，黄原胶，槐豆胶，羟乙基链淀粉，烟草萃取物，藻酸纳，一种叫做伯莫柯尔·E270G（Bermocoll    E270    G）由比罗·肯拉伯（Berol    Kemlab）在商业上销售的粘合剂等等，并把它们混和，例如羧甲基纤维素与古柯豆胶的一种混和，或黄原胶和槐豆胶的一种混和。

被使用的粘合剂的量相对于填料来说可以根据诸如粘合剂类型、填料的含水量、提供填料和粘合剂给高速剪切搅拌时的温度和其它因 素而变化。一般使用相当少量的粘合剂。最好使用相对于粘合剂，水份和填料总重量少于百分之十五或少于百分之十的粘合剂。

填料和粘合剂结合并经受高速剪切搅拌。填料和粘合剂结合的方法可以是多样的和没有特别要求的。例如，填料和粘合剂可以分别成批地添加给提供高速剪切搅拌的装置。最好使用基本干型的粘合剂去与基本干的填料结合，粘合剂弥散（即混和）在填料中，然后可能需要的任何水份或在前或在填料高速剪切搅拌时被加入填料中。

这里所用的词“高速剪切搅拌”意味着包括非常高速的搅拌以使填料结合的粘合剂在相当短的时间里活化，而毋需提供给填料和粘合剂较外界温度高的温度，也毋需提供给填料和粘合剂较填料和水份总重的百分之三十高的水份。标准的高速搅拌的速率超过每分钟800转，最好超过每分钟1100转，如商业上通用的霍巴特（Hobart）HMC-450型混和装置所确定的。高速搅拌可形成剪切器如刀片，叶片，桨形棒，螺旋桨等的高速运动。填料和粘合剂经受高速剪切搅拌的时间可以是不同的并可以如愿意的那样长，但一般小于10分钟，最好在约3分钟到约6分钟之间。一般填料和粘合剂经受高速剪切搅拌时的温度约在华氏65°到110°的范围内，虽然也可使用其它的温度范围。可以相信，剪切搅拌的高速度可使粘合剂对于填料形成高度的弥散，并且剪切搅拌将提供可以使粘合剂活化的剪切能。

此处所用的涉及到粘合剂的词“活化”意味着包括将潜在的粘附特性引导到粘合剂。这种粘附特性的引导可以通过使用热量，水份，压力，剪切能等来达到。其特点是粘合剂失去了它的基本干的特征而实质上表现为一种能与填料粘合在一起的粘合物。根据本发明经受高速剪切搅拌的填料一般在性质上表现为可成形的，有点稠性的并可以是略微发粘的。

高速剪切搅拌可利用诸如高强度混合器，均质器，混和器，高速 剪切挤压机或其它的高速剪切装置等设备来提供。例如，约50克到300克的填料可使用商业上通用的沃林混和机（Waring    Blender）作高速剪切混和，其中速约持续5分钟，高速约持续3分钟，在混和容器的侧面使用刮刀装置定期地刮削以使填料的空隙现象减至最低程度和促进充分彻底的混和。作为另一个例子，约1公斤到7公斤的填料可提供给高速剪切机混和，这种混和使用的是商业上通用的霍巴特HMC-450型混和机，它具有的时间装置在高速下约持续5分钟。作为另一个例子，提供所需剪切的高速剪切挤压机可以是商业上通用的单螺旋或双螺旋挤压机。

填料的含水量可以是多样的。一般说，低含水量的填料需要一相当大的力，以最终形成烟草填充料;而在高含水量时需要讨厌的较强的能量来干燥处理再造的烟草中的附带的普通的水。一般说，在本发明加工步骤的某些阶段中使用的填料呈现的含水量至少约是以重量计的百分之十二，最好至少是以重量计的百分之十五;含水量的上限要小于以重量计的百分之三十，而一般约是百分之二十五，最好约百分之十八，以上都是相对于填料和总水份的净重来计算的。一般地，大量的水份容许使用少量的粘合剂。最好，填料的含水量在填料和粘合剂结合前和混和开始前不要超过百分之十八。可以相信水份使烟草料软化，等于提供了一种具有相当低的柔韧性的材料，从而在烟草填充料形成过程中只须利用适当的力即可。还比较可行的是，含水量不要太高以致需要对形成的烟草填充料过多的干燥，或引起填料不必要的柔韧并提供相当低强度的烟草填充料。

本发明的加工方法提供了一种行之有效的装置，该装置能把对水和/或温度敏感的香料与烟草填充料结合起来。例如，某些香料如烟草萃取物，香草醛，巧克力，甘草等等能与填料粘合剂和/或水份混和。由于本发明的加工方法能在环境温度下进行，香料的理想性能就 不会因高温引起的分解或化学作用而失去。另外，由于本发明的加工方法是在使用相当少水份的情况下进行的，以及从填料里除去相当少量的液体水，所以在加工过程中只有相当少量的对水份敏感和/或溶于水的香料失落。

图2和图3说明了用于实施本发明加工方法的一部分的一装置。所述的片成形装置特别适用于将在高速剪切混和装置中经受过高速剪切搅拌的填料，粘合剂和附加香料形成片状材料。片成形装置包括一第一加压轧辊系统和一第二加压轧辊系统，此处所用的词“加压轧辊系统”意味着滚动接触的两轧辊和其间显示的足够的辊隙带压力，使经过那里的烟草料受到压缩，以成一再受压形状。该装置包括轧辊110，该轧辊是第一和第二加压轧辊系统上的一个共同轧辊。第一轧辊系统包括基本上是圆柱形的轧辊110和另一个基本上是圆柱形的轧辊120，它们互相滚动接触。所用的词“滚动接触”意味着两个轧辊对准滚动面基本上平行放置，在滚动面上，沿各轧辊的长度方向互相接触一段距离，这样各轧辊能绕各轧辊的纵轴旋转。形成第一加压轧辊系统的各轧辊被安装成在本发明加工中能充分地保持上面提到的轧辊110和轧辊120的滚动接触。通过轧辊110和120滚动接触，使轧辊110和120各自受到压缩，作用力分别施加于轧辊110和120上。力所作用的方向如图所示分别用箭头112和122表示。通过螺旋顶重器113和123，力能提供给轧辊111和121。其它提供力的装置可能包括液压缸等等。换句话说，提供力的装置可以是压缩弹簧，拉伸弹簧等等。最好，两个压力辊被安装在加压轧辊系统的各轧辊的两端，并使压力辊与其保持滚动接触（如图3所示）。一般说，两个这种压力辊的每一个所具有的直径和组合纵向长度小于与其滚动接触的轧辊的直径和纵向长度。螺旋顶重器安装在各压力辊上。轧辊110和120各自的旋转方向如辊内的箭头所示。轧辊的旋转方向是互相相反的以使烟 草料能通过轧辊的辊隙。各轧辊可以使用动力源126（如图3所示）驱动，该动力源可以是不同速度的马达（例如一种具有约从1马力到5马力的电动机），该马达通过传动齿轮（未示）转动轧辊。轧辊由支承装置如框架（未示）底盘（未示）等来支承。

第二加压轧辊系统包括轧辊110和另一个基本上是圆柱形的轧辊130，它们互相滚动接触。形成第二加压轧辊系统的各轧辊被安装成在本发明的加工过程中能充分地保持上面提到的轧辊110和130的滚动接触。通过压力辊111和131分别与轧辊110和130的相互滚动接触，力分别作用在轧辊110和130上。力所作用的方向如图所示分别用箭头112和132表示。力可以通过螺旋顶重器113和133分别提供给轧辊111和131。压力辊131和提供力的装置133按照上面所述的压力辊和提供力的装置安装方法安装。轧辊110和130各自的旋转方向如轧辊内的箭头所示。轧辊的方向是互相相反的以使烟草料能通过轧辊的辊隙。各轧辊可以使用动力源126（如图3所示）驱动，该动力源通过一组传动齿轮（未示）转动轧辊。轧辊由支承装置如框架（未示）底盘（未示）等来支承。

轧辊互相之间的安装结构如图2所示，轧辊120，110和130的各辊轴（即纵向延伸的轴）形成夹角A。夹角A的数值可以根据各种因素包括各轧辊的直径来确定。一般说，夹角A的范围从小于180°到由轧辊的直径限定的一极限角，最可取的范围从大约90°到150°。

在图2和图3所示的一实施例中，轧辊130有一个基本光滑的（即无槽的）辊面;而轧辊120上包括一组槽。该组槽沿轧辊的纵向延伸，其中每一条槽围绕轧辊的圆周延伸。轧辊110（它同时与轧辊120和130滚动接触），或者包括一条沿轧辊纵轴延伸的并围绕轧辊的圆周的槽，在此区域内片状材料最终形成;或者包括一种装置，如垫圈轴承（如图10所示），将它安装在轧辊110的辊端，以提供轧辊面之间所 需的间隔放置关系，在此区域内最终形成片状材料。

这时压力辊作用在轧辊系统各轧辊的端部以提供所需的辊隙带压力给轧辊系统，最可取的是带槽轧辊所有的槽只位于轧辊纵向长度上的压力辊之间的区域内（即轧辊端没有开槽）。

在本发明加工方法中一般需要的轧辊之间的力可以是多样的，但这些力应足够大以产生足够的轧辊辊隙带压力从而最终提供片状烟草填充料。即，足够的辊隙带压力是足以提供剪切，混和，并形成所述的填料以满足需要的力。一般轧辊之间的力至少约每英寸长度上为三千磅，并大到一万磅，最好在每英寸长度上有约四千磅到六千磅的力，这个力能完全满足产生足够的轧辊辊隙带压力。一般讲，轧辊是金属材料构成的，如淬火碳钢或淬火合金钢，或其它足以承受压缩的材料。

各轧辊的大小可以是不同的。一般地，轧辊直径约是3英寸到8英寸，最好约是6英寸到8英寸;而轧辊的长度范围约是4英寸到12英寸。形成两个轧辊系统的各轧辊可以有相等的直径，也可以有不同的直径。旋转轧辊的速度范围，例如约从每分钟4转到30转。

图2和图3装置的运转包括通过给料器142（图3显示了部分削去）、输送经活化的填料140（这些填料在充分提供粘合剂的活化作用的条件下已经过高速剪切搅拌等处理）给区域144，它传送填料给轧辊110和120的辊隙。通过第一加压轧辊系统的混和的先成形的填料146被送入区域148，经过它转送填料给第二轧辊系统。离开第一轧辊系统的填料可能有粘在轧辊上的情形，而通过刮削器150可以从轧辊上（特别是轧辊120上，如图2所示）除去材料。刮削器150可以是一组针状物，一种刷子形状，一种波纹金属片，齿形金属材料，或刀类装置，如一种与轧辊面长度相对安装的刮刀以便除去（即刮掉）轧辊面上的烟草料。最好是，刮削器150的安装与轧辊表面不成切线状态。例如刮削器150对着轧辊120的面环形地安装，其位于轧辊表面 的位置相对于轧辊110和120滚动接触的点约在10°到45°弧度内。最好刮削器的安装相对于由轧辊110和120滚动接触点形成的轧辊的切线基本平行（即约15°角内）。刮削器150被连接在装置（未示）的底盘或框架上，以保持面对轧辊面的位置。如果愿意，区域148可作为补充送料区域运用，在那里，填料，特别是小的颗粒尺寸的材料如烟草末和/或烟草屑能被加入从第一轧辊系统上卸下的混和的已成形的进入区域148的填料中去。特别是压缩的混和的填料146可以与区域148里的烟草末和/或烟草屑结合。区域148可以容纳滑道152，这是一个给料器，喂料器或其它的类似装置，以直接输送填料146进入第二加压轧辊系统。在区域148里的填料146在第一加压轧辊系统的压力下已被混和和初步成形，并一般是具有某些烟草填充料性能的软化的、碾碎的或压缩的填料。

填料146通过进入随后的第二加压轧辊系统（即通过轧辊110和130的辊隙）在压力下进一步形成所要的片状材料。烟草填充料154离开第二轧辊，并可用刮削器156从轧辊表面除去。刮削器156被连接在装置（未示）的底盘或框架上以保持它对着轧辊110表面的位置

片状烟草填充料通过具有刮刀形状的或其它类似装置的刮削器156的帮助而形成，该刮削器被安装成面对轧辊110的表面并沿着轧辊面延伸。刮削器156被安装在沿着轧辊的长度方向其中烟草填充料容易粘上的那部分上。刮削器156最好安装在轧辊的非切线方向上。例如图2所示，刮削器156被安装成对着轧辊110的表面，它环形地安装在轧辊的表面，相对于轧辊110和130滚动接触的点约在10°到30°角度内，在那里轧辊成间隔放置关系。最好刮削器被安装成相对于轧辊110和130滚动接触所形成的轧辊的切线平行（即在约15°角内）。刮削器157（如图2所示）提供从表面光滑的轧辊130的表面上卸下烟草填充料的装置。刮削器157是面对轧辊表面安装的一种刮 刀或类似装置。如同刮削器156被安装成对着轧辊110一样的方法，刮削器157被安装成对着轧辊130的表面。烟草填充料154能从装置里导向储存器158或其它的回收装置，然后被收集起来。

图4表示了一组位于轧辊上的槽170，每条槽有一顶部172（即朝向轧辊的表面）和一底部174（即位于轧辊的内部）。这组槽沿着轧辊120或它的一部分纵向延伸。槽170通过利用合适的车床加工在第一加压轧辊系统的轧辊120上。各槽完全环绕辊120。最好各槽与沿着轧辊延伸的其它槽有着完全相同的形状。槽也可以放射形方式和螺旋形方式等方式沿着轧辊延伸。最好，槽相对于轧辊的纵轴在横切面上完全环绕轧辊。顶部172是平的，一般宽度范围从约0.010英寸到0.015英寸。通常平的顶部172是足够窄的以致不需要过多的力来保持加压轧辊系统的轧辊接触;同时平的顶部172也是足够宽的，以致在标准的辊隙带压力下不会变形延伸。底部174可以是圆的或平的（如图4所示）。如是平的，底部174标准的宽度约从0.003英寸到0.007英寸。通常底部174是足够窄的以便提供烟草料的足够的混和运转。混和运转通过带着烟草颗粒的比较大尺寸的叶茎进入槽内被压缩输送而可以形成。平的底部174又是足够宽的以便在加压后允许烟草料从轧辊的表面区域分离。特别是非常窄的或尖的底部174趋向于将烟草料夹在槽里面而阻碍从这里卸下烟草料。槽的深度可以不同而标准的范围约从0.008英寸到0.025英寸。深度是由槽的底部和槽的顶部之间的径向距离限定的。槽的最大宽度W可以不同而标准的范围约从0.015英寸到0.040英寸。宽度是由跨槽测量的水平距离限定的。槽的齿距P可以不同，它取决于各种因素包括被加工的烟草料的形状，烟草料的含水量，烟草料的叶茎含量，槽的形状等等。齿距是由从顶部172的中心到相邻顶部172的中心的水平距离限定的。一般地，一个齿距约在0.02英寸（即约五十分之一英寸）到0.06英寸（即约十六 分之一英寸），最好约是0.03英寸（即约三十二分之一英寸）。槽170的形状可以不同和随不同的因素而定。然而，各槽在靠近轧辊的表面有一个最大的宽度而在靠近槽底有一最小宽度。各槽有倾斜的侧面（即不与轧辊表面垂直）且最好各槽是通常的“V”型。例如，加压轧辊系统具有含有一组槽的一轧辊，各槽有一倾斜的内边，各槽限定的一个角A′约小于120°，它能适合于混合烟草料;又如一加压轧辊系统含有一组槽各有一倾斜的内边，各槽限定一个角A′约大于60°，它能适合于除去加工的烟草料，推荐的角度A′约是60°到120°，最好约90°。

图5表示第二加压轧辊系统的两个轧辊（此处分别是指轧辊110和130），这两个轧辊在端部区域171和另一个端部区域172处互相滚动接触。轧辊130有一个基本光滑的表面，各轧辊的辊面在区域173内处于定距离间隔的关系，区域173沿着轧辊110和130纵向长度的一部分延伸。定距离间隔的关系和相应的区域173由沿轧辊110的一部分纵向延伸的槽175提供。该槽可用合适的车床加工在轧辊上。该槽在沿轧辊的一部分纵向延伸的范围内完全环绕轧辊。轧辊110和130定距离间隔关系的距离可以是不同的，一般是能提供合格厚度的片状材料距离。通常轧辊110和130定距离间隔关系的距离（即在区域173内测量的轧辊110的辊面和轧辊130的辊面之间的径向距离）范围约在0.003英寸到0.012英寸，推荐的约是0.006英寸。

图6，7，8和9分别表示轧辊110的纵断面图，该轧辊能与另一轧辊（未示）在前面叙述过的轧辊110两端的区域171和172处保持滚动接触。轧辊110包括沿着轧辊纵向延伸的槽175，该槽在沿着轧辊部分纵向延伸的区域里完全环绕轧辊。一般地，槽175可以在轧辊纵向长度的百分之十到百分之九十之间延伸。图6，7，8和9分别表示轧辊110的槽175可能形成的不同的形状。

在图6中，一组槽180沿轧辊110位于槽175的内部。在槽175内的每一条槽180有一顶部181（即位于轧辊面的表面）和一底部182（即位于轧辊的内部）。这些槽可用合适的车床加工在轧辊上。每一条槽180完全环绕着轧辊。最好每条槽180有与其它沿着轧辊延伸的各条槽基本相同的形状。这些槽可以放射式和螺旋式等方式沿着轧辊延伸。最好，槽相对于轧辊的纵轴在横切面上完全环绕轧辊。顶部181可以是尖的或平的（如图6所示）。如是平的，顶部181的一般宽度范围约从0.008英寸到0.015英寸。底部182可以是圆的或平的（如图6所示）。如是平的，底部182一般宽度范围约从0.003英寸到0.005英寸。一般说底部182是足够窄的以便提供填料的进一步混和运转。平的底部182也是足够宽的以便在加工后将填料从轧辊的表面区域卸下。特别是，非常窄的或尖的底部182趋向于将填料夹在槽里而阻碍从这里卸下填料。槽180的深度d′可以是不同的，一般的范围约从0.008英寸到0.020英寸。这个深度由槽180的底部182和槽180的顶部181的径向距离限定。槽180的最大宽度W′可以是不同的，一般的范围约从0.015英寸到0.040英寸。这个宽度是由跨槽测量的水平距离限定的。槽的齿距P′可以是不同的，它取决于各种因素包括被加工的填料的形状，填料的含水量，槽的形状等等。齿距是由顶部181的中心到相邻的顶部181的中心的水平距离限定的。一般一个齿距约在0.02英寸（即约五十分之一英寸）到0.06英寸（即约十六分之一英寸）;推荐的约是0.03英寸（即约三十二分之一英寸），这对大多数应用是适宜的。槽180的形状可以是不同的，它取决于各种因素。然而各槽在近槽180的表面处有一最大宽度，而在近槽180的底部有一最小宽度。各槽有倾斜的侧面（即不与轧辊表面垂直），且最好各槽是通常的“V”型。例如，加压轧辊系统具有含有一组槽的轧辊，各槽具有倾斜的内边，各槽限定的一个角A″约小于120°，它能适 合于混和烟草料;又如一加压轧辊系统具有含有一组槽的轧辊，各槽具有倾斜的内边，各槽限定的一个角A″约大于60°，它能适合于除去加工过的填料。推荐的角度A″范围约从60°到120°，最好约是90°。槽175的低陷深度d″就是在区域171处轧辊面的最外表面到槽180的顶部181所测量到的径向距离。清注意，槽180顶部181的最外表面从轧辊110的中心（沿轧辊的纵轴方向测量）向外延伸的长度不会超过区域171处轧辊面的最外表面。一般槽175的低陷深度d″随特定的填料而变化，它取决于烟草料的含水量，烟草料的成分等因素。通常低陷深度d″的范围约从0.003英寸到0.012英寸，推荐的约是0.006英寸。

在图7中，轧辊110具有沿着轧辊纵向延伸的槽175。槽175具有一充分光滑的表面185。槽175的低陷深度d′″即是从在区域171处的轧辊面的最外表面到槽的表面185所测出的径向距离。通常槽的低陷深度即是提供回收的片状烟草填充料的深度。烟草填充料的成分，成份中的含水量，粘合剂的性能，轧辊之间的压力等因素将决定槽的低陷深度。通常图7所示实施例的低陷深度d′″的范围约从0.004英寸到0.012英寸。

在图8中，轧辊110具有沿轧辊纵向延伸的槽175。槽175具有一深凹的和不平的表面188，该表面的横剖面形状可以呈现出正弦曲线的，V型的和U型的等不同形状。本实施例的槽175的平均低陷深度可以是不同的，它取决于上述其它实施例所述的因素，它也是从在区域171处的轧辊面的最外表面到槽的表面188所测出的径向距离。表面188的特定形状通常被选择来将期望的表面性能提供给所产生的片状填充料。

在图9中，轧辊110和130在沿着各轧辊一部分延伸的区域173里互相处于定距离间隔关系。轧辊110和130在区域171里处于滚动 接触;轧辊130的表面189和轧辊110的表面190在沿轧辊纵向方向上略呈曲线形状。轧辊的定距离间隔关系，略呈曲线形状的槽的低陷深度可以是不同的，一般的范围约从0.004英寸到0.012英寸，推荐的约是0.006英寸。产生的具有波状的或折皱状外形的片状填充料能被用来提供具有改进的充填性能的去筋烟叶。

在图10中，轧辊130的辊面191和轧辊110的辊面192在沿着各轧辊纵轴的区域193里彼此处于定距离间隔关系。轧辊的定距离间隔关系是由环绕在轧辊110各端上的支承轴承195和环绕及安装在各支承轴承上的隔离环196或其它类似装置所形成的。轧辊各端部应按要求加工以便为支承轴承付和隔离环提供理想的装配。轧辊130的辊面或者和支承轴承付的表面之间，或者和环绕轧辊110的隔离环之间形成滚动接触。支承轴承付和环绕的隔离环的表面沿轧辊的一部分纵向延伸。轧辊110的辊面192可以是带槽的，不平的，或光滑的（如图10所示）。轧辊的定距离间隔关系即是近似片状烟草填充料厚度的距离，一般距离范围约从0.003英寸到0.007英寸，推荐的是约0.004英寸。特别重要的是在这个实施例里，转动轧辊110和130的传动齿轮（未示）能被设计成在轧辊110和130的辊面之间具有一个线速度差。旋转轧辊110和130之间的这个线速度差取决于被处理的烟草填充料的性质，轧辊直径等因素。一般地，该线速度差的范围从大于每分钟零英寸，最好约大于每分钟30英寸，高到约每分钟120英寸，最好高到约每分钟60英寸，以上是对于一对4英寸直径的轧辊而言的。可以相信在不同的线速度情况下旋转的轧辊之间会产生附加的剪切作用，由此提供了产生大小匀称的厚薄相宜的片的能力。

图11表示了实施本发明加工方法一部分的一装置。片成形装置包括3个水平排列成行的而互不滚动接触的轧辊。这3个轧辊一般具有充分光滑的表面，并由上述的材料构成。第一轧辊200和第二轧辊 205相对转动，这样给料器215里的填料210可由此通过辊隙。第三轧辊220与第二轧辊旋转方向相反，这样加工过的填料由此通过辊隙。一般，第一轧辊200约以每分钟20转到50转的速度旋转;第二轧辊205以较大于第一轧辊的速度旋转;而第三轧辊220以较大于第二轧辊的速度旋转。第二轧辊相对于第一轧辊较大的旋转速度提供了使填料粘附在第二轧辊上的趋势;同样第三轧辊相对于第二轧辊较大的旋转速度提供了使填料粘附在第三轧辊上的趋势。片状烟草填充料利用沿轧辊面延伸的刮削器225从第三轧辊表面上卸下。轧辊由框架（未示）支承着，并利用动力源（未示）和一组传动齿轮（未示）使其旋转。

根据本发明加工方法形成的烟草填充料一般成片状。片状材料表现出良好的柔韧性和拉伸强度。一般片状烟草填充料表现出酷似烟叶的结构强度，此处所用的词“片”意味着烟草料的形状在长度和宽度上充分大于它的厚度。通常片的厚度近似烟叶，处理过或加工过的烟叶，或湿的再造烟草片制品的厚度。例如，片的厚度范围可以从约0.005英寸到0.040英寸，推荐的是约从0.010英寸到0.020英寸。片的长度和宽度或烟草填充料的狭长片可以是不同的。片的宽度一般是由各种因素决定的，诸如第二加压轧辊系统的轧辊的定距离间隔关系的纵向距离，从第二轧辊辊系统的轧辊的辊面上卸下回收的烟草料的装置的长度等等。片状材料呈现出良好的柔韧性和拉伸强度。片能被切割成烟叶或湿型再造烟草料（例如每英寸约32切段）并作为香烟生产中的去筋烟叶使用。

为了进一步说明本发明的各种实施例而提供以下的例子，但不应限止其范围。除非另有说明，所有的份（Part）和百分比是表示重量。

例1：

使用以下步骤从烟草末中形成片状烟草填充料。

在装备有一根不锈钢轴和二个金属叶片（各有约8英寸长）的霍 巴特-HMC-450高速剪切混和机里放入1公斤（100Parts，即100份）从制烟机里收集来的基本干的烟草末。在容器里放入9份以羧甲基纤维素钠形式的基本上干型的粘合剂和5份古柯豆胶。烟草末和粘合剂各有约百分之六的含水量。混和机摇动约15秒钟以使粘合剂和烟草末混和（即掺合）。粘合剂和烟末的湿度类似于粘土。然后混和机运转并在混和开始的时候将水加入容器里。加入足够的水以形成具有百分之十八的含水量的混和物。混和物在高速剪切搅拌下（即约每分钟1140转）混和5分钟。这样被加工的材料类似轻微弄湿的粘土。经受过高速剪切搅拌的已形成的填料进一步加工成片状烟草填充料

这里提供的是如图2，3，4，5和7所一般描述的片成形装置。轧辊130由淬火碳钢所构成，具有一基本光滑的表面，并有一4英寸的直径和一4英寸长度的辊面。轧辊120有一4英寸的直径和与轧辊130相同的长度和结构;然而，轧辊120具有沿其周边放射形延伸的槽。轧辊120含有沿辊面纵向2英寸距离范围内的槽而在轧辊两端的辊面1英寸距离内是相对光滑的。轧辊120带槽的部分一般如图4所示。槽的深度d约是0.009英寸，各槽的齿距P约是0.031英寸，而夹角A′约是90°。各槽的顶部是平的，其宽度约是0.008英寸，各槽的底部是平的，其宽度约是0.003英寸。轧辊110具有与轧辊120基本相似的尺寸和结构。轧辊110一般如图5和图7所示。具有基本光滑面的一个槽沿着轧辊的纵向长度延伸2英寸，而在轧辊两端辊面1英寸距离内是不低陷的和相对光滑的。由定距离间隔关系形成的深度d′″是0.010英寸。利用可变速的每分钟4转的1.5马力的电动机来变速驱动轧辊，产生的辊隙带压力约是每英寸长为5000磅。由轧辊120，轧辊110和轧辊130的各中心轴形成的夹角A是150°。安装叶片形的刮削器156以便从轧辊110上卸下回收的烟草料。通过被安装成与轧辊110，120和130滚动接触的两两成对的压力辊力分别作用 在轧辊110，120和130上。各压力辊被安装在轧辊110，120和130的各端部。压力辊的纵向长度约是1英寸，直径约是2英寸。由螺旋顶重器提供力给压力辊。

已形成的混和物被送入装置，并产生片状的回收的烟草料。形成的片通常具有连续长度的扁平的形状，其宽度约2英寸，厚度约0.018英寸。

例2：

通过下面的步骤可从烟草料和焦化材料的混和物里形成片状烟草填充料。

在塑料包里放入约2公斤（75份）由烟草茎提供的基本干的粉末状的焦化材料;75份混和物，该混和物由50份基本干的烟草屑和50份来自莫林斯烟草制造机（Molins    MK9    Cigarette    Maker）的风选出的烟叶茎组成;0.5份黄原胶和0.5份槐豆胶。材料在包里手动混和，混和时水缓慢地喷入包里。加入足够的水以形成具有百分之十五的含水量的混和物。在人工混和后，允许材料放置约30分钟。将混和物从包里卸下并输送给一振动给料器以便再传送给一单螺旋挤压机。单螺旋挤压机包括一齿距不变的16英寸长的金属螺旋。螺旋的直径是1.5英寸，而沿螺旋长度方向安装的螺旋板有2英寸的齿距。单螺旋挤压机送料给一加压轧辊系统。挤压机和轧辊系统是由美国伊利诺斯州阿默斯特材料加工公司（Material    Processing    Corporation，Illinois，USA）提供的一种改进的商用的TSf-10滚压机。烟草料/粘合剂的混和物被传送通过螺旋挤压机，该挤压机用1.5马力约每分钟30转的马达带动。筒体内的温度稳定在约华氏85°。从挤压机里来混和物传送经过一金属模子，该模子有长宽分别为0.25英寸和1.5英寸的矩形模子开口。提供给高速剪切的填料和粘合剂的混和物从模子里被直接输送入两个轧辊的辊隙里，这两个轧辊是滚动接触的 并形成一加压轧辊系统。轧辊一般是圆柱形的，直径为6英寸，轴长为1.5英寸。两个轧辊利用螺旋顶重器保持滚动接触，在轧辊之间产生的力为三万磅。轧辊之间的力对于提供片的生产量来说数值是较低的。这两个轧辊具有基本光滑的表面。轧辊以每分钟10转到72转的滚动速度运转。

片状的回收的烟草填充料由通过轧辊的填料形成。利用沿辊面宽度延伸的刮刀从轧辊上刮下的回收材料形成片。

例3：

利用例2中描述的材料，加工方法和装置形成片状烟草填充料;然而挤压机筒体内的温度稳定在华氏180°而不是华氏85°。

例4：

利用下面的步骤从焦化材料里生产出片状烟草填充料。

在例1所述的高速混和机的混和容器里加入100份焦化材料，1份槐豆胶和1份黄原胶。摇动15秒钟以混和粘合剂和填料。然后高速剪切混和机运转，并在混和开始时在容器里加入足够的水以使混和物有百分之二十的含水量。

经受过高速剪切搅拌的已形成的填料被进一步加工以形成片状烟草填充料。

其装置一般如图2，3，4和10所示。

轧辊130具有一基本光滑的表面。轧辊120有一组槽，如图4所示。轧辊120的槽沿辊面延伸约2英寸，而沿轧辊端部辊面的1英寸距离是比较光滑的。轧辊120的横剖面一般如图4所示。轧辊120的槽深d是0.009英寸，齿距P是0.031英寸，平的底部174是0.003英寸，和一平的顶部172是0.008英寸。在轧辊110的各端装置了如图10所示的支承轴承付和隔离环。各支承轴承付和环绕的隔离环在轧辊110和120之间沿着轧辊120带槽辊面2英寸范围内形成了一个 0.003英寸的定距离间隔关系。在填料加工过程中轧辊110以每分钟33.7英寸到118.8英寸的略大于轧辊120和130表面的线性差动速度旋转。填料通过轧辊120和110的辊隙，然后通过轧辊130和110的辊隙。

利用平的刮削器156将片状烟草料从轧辊110上刮下，该刮削器的尺寸为2英寸宽，0.01英寸厚。

例5：

利用以下步骤从烟草料和焦化材料的混和物中形成片状烟草填充料。

在例1所述的高速混和机的混和容器里加入25份焦化材料，75份基本干的烟草屑，1份黄原胶和1份槐豆胶。摇动约15秒钟以混和粘合剂和填料。然后高速剪切混和机运转并在混和开始时在混和物里加水。加入足够的水以形成具有百分之十五含水量的混和物。高速剪切混和持续3分钟。

利用例1中所述的加压轧辊系统和例1中所述的基本方法加工形成的填料。形成的片宽为1.5英寸，厚为0.02英寸。

例6：

利用下述的步骤从烟草屑里形成片状烟草填充料。

在例1所述的高速混和机的混和容器里加入100份烟草屑，9份羧甲基纤维素纳和5份古柯豆胶。混和机摇动约15秒钟以便混和粘合剂和烟草屑。然后混和机转动并在混和开始时将水加入混和机里。加入足够的水以使混和物具有百分之十八的含水量。混和物经受约5分钟的高速剪切搅拌。形成的填料再进一步加工以形成片状烟草填充料。

片成形装置一般如图11所示。该装置是一商业上销售的轧制机，如由美国纽约休伯基蔡斯·罗斯父子公司生产的肯特牌4″×8″，高速，三辊的轧制机（Kent    Model    4″×8″    Lab，High-Speed，3 Roll    Mill    by    Chas.Ross    &    Son    Co，Hduppduge，New    York，USA.）。该装置包括3个辊面基本光滑的轧辊。各轧辊纵长8英寸，直径为4英寸。各轧辊被水平安装，它们的辊面互相平行。轧辊面之间的间隔被调整到约0.005英寸。填料被传送到给料器，然后再将所述的材料输送给第一对两轧辊的辊隙。第一轧辊以每分钟30转的滚动速度旋转。第二轧辊以第一轧辊3倍的滚动速度旋转（即每分钟90转）。材料经过该对轧辊之间然后经过第二和第三轧辊之间。第三轧辊以第二轧辊3倍的滚动速度旋转（即每分钟270转）。利用沿着第三轧辊的辊面并靠近与轧辊非常垂直的位置上安装的刮刀从第三轧辊上收集填充料。填充料是一连续不断的片，宽约8英寸，厚度约在0.01英寸到0.03英寸之间。

Claims (5)

1、一种提供片状烟草填充料的加工方法，所述的方法包括以下组成步骤：

a).提供由烟草料和/或焦化料构成的填料；

b).提供能被活化的粘合剂，

c).使填料和粘合剂处于挤压条件下，

d).使经过挤压的填料经受辊压处理。

2、根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，挤压条件是由一双螺旋挤压机提供的。

3、根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在粘    基本干的、完全非粘合状态时，使填料和粘合剂接触。

4、根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，填料的含水量小于填料和水份总重的百分之三十。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的加工方法，其特征在于，所述的粘合剂是槐豆胶和黄原胶的混合物。

Images