CN102548430B - 用于处理烟草的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装置(1)和方法，其中在用于处理烟草的装置中可以将工艺条件保持恒定。该装置包括混合装置(2)，混合装置(2)用于混合待被处理的烟草和工艺气体，并连接至用于排放第一数量的工艺气体的排放装置(3)和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置(4)；该装置(1)具有用于控制第一数量的排放工艺气体和/或第二数量的供给工艺气体的至少一个控制装置(5)。

Description

用于处理烟草的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于处理烟草的装置和方法。 

背景技术

虽然适用于任何自然产物，但将联系烟草的处理更详细地说明本发明和它涉及的问题。 

处理烟草中的重要工艺将烟草干燥至目标含湿量。由于烟草的干燥明显地影响烟草的燃烧特性和味觉特性，因此需要干燥烟草。 

在烟草的工业处理期间，借助于各种干燥装置和干燥方法执行烟草的干燥。例如，现有技术中已知可旋转运行的转筒干燥器，其中由工艺气体在水平定向的干燥滚筒中干燥烟草。然而，烟草在转筒干燥器中的干燥在一些情况中仅适合于烟草的工业干燥，因为转筒干燥器中的干燥过程持续相当长的时间并且是非常耗能的。 

现有技术中还已知流动干燥器，其中借助于具有过热水蒸汽的工艺气体流在干燥室中干燥烟草。在这种装置中将烟草干燥至目标含湿量仅用数秒。因此，流动干燥器非常适合工业上处理烟草。然而，借助于流动干燥器干燥烟草的缺点是干燥过的烟草的质量通常较差。 

例如，EP1188384A2公开了用于处理烟草的装置和方法，用优选具有过热水蒸汽的工艺气体干燥烟草。在该情况中，要控制过热水蒸汽中的残余气体含量。 

然而，在用于干燥烟草的该装置中，由于烟草通常具有不同的含湿量及因此不同量的湿气排放到工艺气体中而使得该装置中的工艺气体的总量由此变化，因此处于该装置中的工艺气体的总量波动。在烟草的干燥期间，除了湿气，其它物质也从烟草中排放到工艺气体，并且使工艺气体仅在给定程度上可用于再循环用于烟草干燥。由于这些原因，工艺条件存在不希望的波动，因为不能控制从该装置排放的工艺气体的量以及供给至该 装置的工艺气体的量。 

因此，本发明的目标是提供用于干燥烟草的装置和方法，其确保该装置中的工艺条件恒定。 

根据本发明，该目标首先由一种用于处理烟草的装置实现。 

因此提供了一种烟草处理装置，其具有混合装置，该混合装置用于将待被处理的烟草和工艺气体混合，并且该混合装置连接至用于排放第一数量的工艺气体的排放装置和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置；其特征在于，所述烟草处理装置具有至少一个控制装置，所述至少一个控制装置控制第一数量的排放工艺气体和第二数量的供给工艺气体，使得从用于处理烟草的装置排放的工艺气体的总量等于供给至所述用于处理烟草的装置的工艺气体的总量。 

该装置的优点在于，能够根据用于混合烟草和工艺气体的混合装置控制供给工艺气体和排放工艺气体的量。可以根据烟草的目标干燥程度或烟草的类型调整这些量。控制从混合装置排放的第一数量的工艺气体可以确保工艺气体再次最佳地适合再循环，以在不损害工艺气体的干燥特性和烟草的质量不波动的情况供给至混合装置。还能够通过排放特定量的工艺气体来输送外来物质，所述外来物质是在以提前预定的量在该装置中干燥烟草时积聚在工艺气体中的。这进一步明显地提高了烟草的品质特性。从烟草排放至工艺气体中的气体的一部分可以再循环并保留在该装置中。精确数量的工艺气体可以由供给装置供给至该烟草处理装置。为此，供给装置优选具有用于提供工艺气体的工艺气体容器和用于供给精确数量的工艺气体的控制装置和致动部件。排放装置优选包括连接至混合装置的管线和阀，并且根据将被排放的工艺气体的量打开阀。阀可以为瓣阀形式并且可以根据瓣片的位置控制将排放的工艺气体的量。也可以根据烟草类型、烟草的含湿量或将被干燥的烟草的量控制供给的工艺气体的量。控制从该这种排放的工艺气体的总量和供给至该装置的工艺气体的总量也可以称为控制工艺气体的质量平衡。控制质量平衡的目的是将该装置中的工艺气体的量总是维持在恒定水平，并且从而消除工艺参数的波动。质量平衡例如 被在控制装置中计算并包括供给至该装置或从该装置排放的所有工艺气体的量。通过控制质量平衡，在该装置中容易可行的是，该装置中的工艺气体的量和从该装置排放的工艺气体的量不波动，不管所有其它运行参数如何。 

根据本发明，还提供了一种用于处理烟草的方法，包括下述方法步骤：在混合装置中混合待被处理的烟草和工艺气体；通过排放装置从混合装置排放第一数量的工艺气体；通过供给装置将第二数量的工艺气体供给至混合装置；以及通过至少一个控制装置控制第一数量的排放工艺气体和第二数量的供给工艺气体，使得从装置排放的工艺气体的总量等于供给至装置的工艺气体的总量。 

该方法在烟草的进一步工艺处理中是有利的，因为该方法一方面有利地具有短的处理时间，同时，可以将烟草的质量保持在恒定的高水平。通过预先确定的从该装置排放的工艺气体的量，能够确保工艺气体中的外来物质的量被最小化。而且，这种方法可以应用于多种类型的烟草。还能够采用根据本发明的方法或装置处理用工艺气体处理的其它产品。 

根据其它方面和参照附图进行的描述，将会认识到有利的构造和改进。 

根据本发明的优选实施方式，工艺气体具有过热水蒸汽和／或周围空气。过热水蒸汽明显地适合吸收烟草的湿气，并且因此适合干燥烟草。过热水蒸汽还容易产生和划算地获得。通过过热水蒸汽和周围空气的具体比率在工艺气体中实现恒定的氧含量。恒定的氧含量对于烟草的质量和该装置的可靠性是有利的。 

根据另一种优选实施方式，该装置具有用于将烟草供给至混合装置的烟草供给装置、用于将烟草从工艺气体中分离的分离装置、以及用于从分离装置中排出烟草的烟草排放装置。烟草供给装置例如可以为阻隔室形式，将被干燥的烟草经由阻隔室输送到混合装置中。将特定量的将被干燥的烟草提供至烟草供给装置的传送带例如可以设置在烟草供给装置的上游。例如，分离装置可以为旋风分离器形式，其中通过使烟草进行离心运动而将烟草从工艺气体中分离。用于输送干燥后的烟草的传送带也可以设置在烟草排放装置的下游。 

根据另一种优选实施方式，工艺气体流过连接至混合装置的回路。通过使用回路，可以容易地再循环工艺气体。所述回路例如包括彼此连接的管部。管部例如可以由铝或其它金属制成。 

在另一种优选实施方式中，用于从混合装置排放第一数量的工艺气体的排放装置和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置连接至所述回路。因此可以不将排放装置和/或供给装置直接集成在混合装置中。排放装置和供给装置例如通过诸如T形连接构件之类的连接构件连接至所述回路。由此有利地能够通过所述回路分别将工艺气体供给至混合装置和从混合装置排放工艺气体。 

根据另一种优选实施方式，在所述回路中设置有用于加热工艺气体的加热元件和用于在所述回路中产生工艺气体流的流动产生装置。加热元件例如可以由气体或液体燃料或由电力操作。当工艺气体和烟草混合时，工艺气体吸收烟草的湿气，工艺气体变得较冷。由于设置在所述回路中的加热元件，因此能够将在所述回路中流动的工艺气体加热至目标温度。流动产生装置例如可以为风扇或压缩机。通过流动产生装置确保工艺气体以预先确定的速度流过所述回路，并且使将被干燥的烟草总是经受包括恒定量的工艺气体流。 

根据另一种优选实施方式，排放装置沿工艺气体的流动方向设置在流动产生装置的下游，而供给装置沿工艺气体在所述回路中的流动方向设置在排放装置的下游。流动产生装置在所述回路中产生压力，所述将工艺气体输送到所述回路的其中出现较低压力的区域中。由于例如可以由阀形成排放装置，因此由于排放装置设置在流动产生装置的下游而能够采用由流动机械聚积的压力从所述回路中排放工艺气体，而不需要单独的驱动装置。在排放装置的这种设置中，供给装置设置为离排放装置具有足够的间距，以不从该装置中排出那些由排放装置新供给的工艺气体。 

在另一种优选实施方式中，所述装置具有用于将周围空气供给至所述回路的进气装置。通过将周围空气供给至所述装置，能够以节能的方式操作所述装置，因为必须由供给装置供给的工艺气体的量变得较小。在该情况中，工艺气体和周围空气的混合比不变。进气装置可以为阀的形式，该阀通过管线连接至所述装置。所述阀例如可以为球阀或瓣阀形式。 

根据另一种优选实施方式，用于将周围空气供给至所述回路的进气装置沿工艺气体的流动方向设置在流动产生装置的上游。流动产生装置降低其远离流动方向的一侧的压力。由此能够在该区域中利用降低的压力将周围空气供给至所述装置，而不需要额外的驱动装置。 

根据另一种优选实施方式，该装置包括用于测量工艺气体的氧含量的至少一个氧传感器。该氧传感器可以设置在该装置的不同位置处。例如，氧传感器可以沿工艺气体的流动方向设置在加热元件紧挨下游的回路中。氧传感器可以连接至空气供给装置和/或控制装置。空气供给装置和/或控制装置可以通过供给的工艺气体、排放的工艺气体和/或供给的周围空气来控制工艺气体的氧含量。由于周围空气具有比该装置中的工艺气体高的氧含量，因此可通过供给周围空气提高工艺气体的氧含量。 

根据另一种优选实施方式，所述装置具有用于测量工艺气体的压力的至少一个压力传感器。该装置中的压力优选预定只有几帕斯卡，以防止工艺气体通过烟草供给装置和烟草排放装置的过大损失。压力传感器可以连接至控制装置、供给装置和/或排放装置，以允许在所述装置中进行压力调整。 

根据另一种优选实施方式，用于确定工艺气体的流量的至少一个流量传感器设置在所述回路中且特别是设置在排放装置。这些流量传感器例如可以为文丘里管或涡流传感器的形式。流量传感器的其它实施方式或测量原理也是可行的。可以基于工艺气体的压力、工艺气体的密度和工艺气体的温度将工艺气体的流量转换成质量流量。该流量传感器例如连接至控制装置，控制装置然后基于通过该装置的流量的实际值与通过该装置的流量的目标的比较，来控制由供给装置供给至该装置的工艺气体的量，并控制由排放装置从该装置排放的工艺气体的量。 

在另一种优选实施方式中，该装置具有用于确定供给至所述装置的烟草和/或从所述装置排放的烟草的含湿量的至少一个湿度传感器。湿度传感器例如可以设置在烟草供给装置上和烟草排放装置上，并且可以确定供给的烟草和排放的烟草的含湿量的差异。这些湿度测量值随后例如可以供给至控制装置，该控制装置于是基于这些测量值控制意欲供给至混合装置或因此供给至所述回路和/或从混合装置或因此从所述回路排放的工艺气体 的量。这些测量值进一步还可以例如由加热元件处理，以在烟草从该装置排出之后如果具有过高的含湿量时增加加热输出。为此目的，加热元件具有单独的加热元件控制装置。还可以在烟草的含湿量下降到低于目标值时减少加热元件的加热输出。还可以通过控制由烟草供给装置供给至该装置的烟草的量影响干燥的烟草的含湿量。还可以将加热输出、供给至该装置的烟草的量和供给至该装置的工艺气体的量的控制组合起来，并且可以根据烟草的目标含湿量调整所述组合。 

根据另一种优选实施方式，所述装置具有用于确定工艺气体的温度的至少一个温度传感器。该温度传感器例如为PT100温度传感器。该温度传感器例如可以设置在混合装置中或该装置的其它位置处。温度传感器例如连接至回路中的加热元件或连接至控制装置。通过在该装置中设置温度传感器，能够将该装置中的工艺气体的温度维持在目标值。 

根据另一种优选实施方式，控制装置连接至压力传感器、流量传感器、氧传感器、湿度传感器、温度传感器、烟草供给装置、加热元件、进气装置、流动产生装置、用于供给工艺气体的供给装置和/或用于排放工艺气体的排放装置，并控制和/或调整工艺气体的压力、通过所述回路的工艺气体的质量流量、工艺气体的氧含量、流过混合装置的工艺气体的速度、工艺气体的温度、通过烟草供给装置供给至所述用于处理烟草的装置的烟草的量、通过排放装置的工艺气体的质量流量，和/或供给至所述用于处理烟草的装置和从所述用于处理烟草的装置排放的烟草的湿气。因此，能够将该装置中的所有相关工艺参数保持恒定。 

根据优选实施方式，通过排放装置从混合装置排放的工艺气体的量是在装置中的工艺气体的量的0％和50％之间并且是能够连续调整的。该量确保该装置能够干燥各种类型的烟草，并且最小化工艺气体中的外来物质的量。 

根据另一种优选实施方式，该方法还包括下述方法步骤：通过流动产生装置在连接至混合装置的回路中产生工艺气体流；通过加热元件加热工艺气体；通过烟草供给装置将烟草供给至所述装置；通过工艺气体干燥烟草；通过分离装置将烟草从工艺气体中分离；从分离装置中排出烟草；以及通过进气装置将周围空气供给至回路。 

在另一种优选实施方式中，该方法还包括下述方法步骤：通过流量传感器测量通过回路的工艺气体的质量流量；在通过回路的工艺气体的质量流量太小的情况中，通过流动产生装置增加工艺气体的质量流量；或者在通过回路的工艺气体的质量流量太大的情况中，通过流动产生装置减少工艺气体的质量流量。如果流动产生装置为风扇形式，则例如，通过增加风扇的速度，带来工艺气体的质量流量的增加。该方法确保流过所述回路的工艺气体的量总是恒定的。 

根据另一种优选实施方式，该方法还包括下述方法步骤：通过流量传感器测量通过排放装置的质量流量；在从装置排放的工艺气体的量太小的情况中，通过供给装置增大供给至该装置的所述第二数量的工艺气体；或者在从装置排放的工艺气体的量太大的情况中，通过供给装置减小供给至该装置的所述第二数量的工艺气体。例如，排放装置具有阀和致动器。该阀例如可以为瓣阀形式。该致动器例如可以为电动势驱动装置。该方法确保从所述装置排放的工艺气体的量保持为恒定值。 

在另一种优选实施方式中，该方法还包括下述方法步骤：通过至少一个氧传感器测量该回路中的工艺气体的氧含量；在工艺气体的氧含量太低的情况中，通过进气装置供给周围空气；或者在工艺气体的氧含量太高的情况中，通过供给装置将工艺气体供给至该回路。该方法确保工艺气体中的氧含量总是保持在恒定的目标值。 

根据另一种优选实施方式，该方法还包括下述方法步骤：通过至少一个压力传感器测量该装置中的工艺气体的压力；在该装置中的压力太高的情况下，通过排放装置增加从该装置排放的工艺气体的量；或者在该装置中的压力太低的情况下，通过排放装置减少从该装置排放的工艺气体的量。这些方法确保该装置中的压力总是处于恒定范围内。 

在另一种优选实施方式中，该方法还包括下述方法步骤：测量所述回路中的工艺气体的温度；在装置中的工艺气体的温度太低的情况下，增加加热元件的加热输出；或者在装置中的工艺气体的温度太高的情况下，减少加热元件的加热输出。这些方法确保工艺气体的温度总是保持在目标值。 

根据另一种优选实施方式，该方法还包括下述方法步骤：根据下述参 数计算由供给装置供给至混合装置的工艺气体的第二数量：由烟草供给装置和烟草排放装置造成的工艺气体的量的损失、预先确定的通过排放装置从回路排放的工艺气体的第一数量、由烟草蒸发并供给至回路的工艺气体的量，以及由进气装置供给的周围空气的量。这些方法步骤确保排放的工艺气体和供给工艺气体的质量平衡总是保持不变。 

附图说明

以下将参照实施方式和附图更详细地说明本发明，在附图中： 

图1为用于处理处理烟草的装置的示意图； 

图2为控制装置停用时的图表； 

图3为控制装置启用时的图表； 

图4为控制装置启用时的图表。 

在附图中，除非另外指明，相同的附图标记表示相同或功能相同的部件。 

具体实施方式

图1示意性地图示用于处理烟草的装置1。装置1具有用来混合工艺气体和烟草的混合装置2。根据本实施方式，混合装置2为注入管形式。在混合装置2的下端2a处，设置有烟草供给装置12，烟草由烟草供给装置12供给至混合装置2。在混合装置2的上端2b处，设置有分离装置9，借助于分离装置9将烟草从工艺气体中分离。在分离装置9的9a底部处，设置有烟草排放装置10，通过烟草排放装置10可以将烟草从分离装置9中排出。混合装置2连接至回路6。回路6由相互连接的管部构造而成，并具有管部20、21、22和23。加热元件7和流动产生装置8也设置在回路6中。加热元件7设置在管部22和23之间。流动产生装置8设置在管部21和22之间。 

根据本实施方式，工艺气体从流动产生装置8开始沿加热元件7的方向流动，工艺气体在加热元件7中被加热至目标温度。随后，工艺气体供给至管部23。该管部23连接至混合装置2。烟草供给装置12设置在管部23和混合装置2之间的过渡区域中。用烟草供给装置12将待被干燥的烟 草供给至混合装置2。采用传送带18将待被干燥的烟草供给至烟草供给装置12，传送带18优选设置在烟草供给装置12的上游。测量供给至装置1的烟草的含湿量的湿度传感器可以设置在烟草供给装置12处。 

在烟草和工艺气体已经在混合装置2的下端2a处混合之后，烟草依靠工艺气体流被输送至混合装置2的上端2b并到达分离装置9。在烟草从混合装置2的下端2a输送至混合装置2的上端2b的同时，烟草由加热的工艺气体干燥至目标含湿量。工艺气体随后从分离装置的上部到达管部20。流量传感器16设置在管部20中。该流量传感器16例如可以为文丘里管形式。该流量传感器16集成在管部20中，并且例如可以连接至排放装置控制装置3a或供给装置控制装置4a。氧传感器13设置在流量传感器16下游的管部20中。该氧传感器13连接至氧控制装置13a。氧控制装置13a连接至进气装置14。进气装置14设置在管部20和21的过渡区域中。 

根据本实施方式，氧控制装置13a从氧传感器13接收管部20中的工艺气体的氧含量的实际值，并将工艺气体的氧含量与预先建立的目标值进行比较。如果工艺气体的氧含量太低，则氧控制装置13a打开进气装置14的阀14a，阀14a通过连接构件14b将管部21连接至装置1的外部区域。在特定的运行条件下，在管部21的该部分中存在由流动产生装置8引起的(相对于周围空气的压力)的压力下降情况，以便在阀14a在管部20和21打开时将周围空气供给至回路6。然而，在特定的运行条件下，在该部分中存在相对于周围空气的过压也是可行的。在该情况中，由于在该回路内的工艺气体的压力降低，工艺气体的氧含量增加，从而通过该装置的接口，例如，通过烟草供给装置或烟草排放装置，将周围空气供给至该装置。在管部21的该部分之后，工艺气体到达流动产生装置8，工艺气体在流动产生装置8中被压缩并再次供给至管部22。 

排放装置3设置在流动产生装置8的下游。排放装置3借助于排放装置管部3b连接至管部22。排放装置3具有阀3c，阀3c例如可以为瓣阀等形式。流量传感器16a也设置在排放装置管部3b中。排放装置3连接至排放装置控制装置3a。在本实施方式中，该排放装置控制装置3a又连接至管部23中的压力传感器15。然而，该压力传感器15可替换地也可以 设置在装置1的不同位置处。 

排放装置控制装置3a从压力传感器15接收压力信号并将该压力值与之前建立的目标值进行比较。如果工艺气体中的压力太大，则排放装置控制装置3a可以打开排放装置3的阀3c并且由此降低回路6中的工艺气体的压力。可以借助于设置在排放装置管部3b中的流量传感器16a来测量从排放装置3排放到环境中的工艺气体的量。 

除了排放装置3，用于将工艺气体供给至回路6的供给装置4位于管部22中。供给装置4例如设置在加热元件7的上游，并且离排放装置3具有足够的间距。供给装置4借助于供给装置管部4b连接至管部22。供给装置4具有工艺气体容器4d，在工艺气体容器4d中产生过热水蒸汽。该工艺气体容器4d连接至阀4c，阀4c连接至供给装置管部4b。由4表示的供给装置还具有供给装置控制装置4a，供给装置控制装置4a可以通过致动器控制供给装置4的阀4c。在该情况中，供给装置4还设置有流量传感器，以测量供给至回路6的工艺气体的量。 

装置1还具有处理单元19，采用处理单元19能够确定将被供给的工艺气体的量。该处理单元19例如可以为微处理器形式。根据由排放装置3从回路6排放的工艺气体量，通过烟草供给装置12和烟草排放装置10从装置1中排放的工艺气体的量，流过整个装置1并由管部20中的流量传感器16测量的工艺气体的目标值，以及从烟草排放到工艺气体的工艺气体的量，计算将被供给的工艺气体的量。该处理单元19还接收装置1中的压力传感器15、装置1中的温度传感器17、装置1中的氧传感器13、以及该装置中的流量传感器16和16a的测量值。 

图2为在控制装置停用的情况下用于处理烟草的该装置的工艺参数的图表。该图表的纵轴表示时间轴t，纵轴表示量m。线f1示出供给的工艺气体的质量流量。线f2示出了从烟草排放至工艺气体的工艺气体的量。线f3示出工艺气体的排放量与该装置中的工艺气体的总量之比的实际值。线f4表示排放工艺气体的量与该装置中的工艺气体的量之比的目标值。线f5示出了从该装置排放的工艺气体的质量流量的实际值。明显的是，在控制装置停用的情况供给的工艺气体的量是恒定的。线f1在该测量期间不变。这表示该装置的运行，在该装置的运行期间，假设从烟草排放至该装置的 工艺气体的量不变。线f2为台阶状形式。用将量可调节的工艺气体排放至该装置的替换负荷来模拟该线f2的该台阶状形式，用于模拟并用于图示。明显的是，排放的工艺气体的量与该装置中的工艺气体的总量之比的实际值不断地增加(线f3)，并且实际值f3和目标值f4之间的差异随着时间的过去变得更大。 

在从该装置排放的工艺气体的量的增加(线f5)和已经由烟草或替换负荷排放的工艺气体的量(线f2)之间存在直接联系。在图2中进一步明显看到的是，排放的工艺气体的质量流量(线f5)不断地增加并且不保持在恒定水平。在这种装置，由于从该装置排放的工艺气体的量为非恒定值，同样不能确保恒定的工艺条件。 

图3为在控制装置启用的情况下用于处理烟草的装置的工艺参数的图表。所述线被以类似于图2的方式指示，并且表示相同的工艺参数。根据线f2明显看出的是，从烟草中排放的工艺气体的量也增加。上述情况在采用替换负荷的情况下同样出现。该装置中的工艺气体的量的增加由设置在该装置中的传感器测量。借助于质量平衡模型，随后例如借助于控制装置立即计算所需要减少的供给工艺气体的量，并且借助于供给装置将所需要减少的量的工艺气体供给至该装置，以补偿该装置中增加的工艺气体的量。这在线f1中示出。这例如通过设置在供给装置中的瓣阀的瓣片的位置变化来实现。 

在图3中明显的是，排放工艺气体的量与该装置中的工艺气体的量之比的实际值在整个测量范围内具有定值。实际值与目标值的偏差仅是微小的。在线f5中还可以看到，排放工艺气体的质量流量还在整个测量范围内以恒定范围移动并仅具有微小的偏差。 

图4为控制装置起动的情况下工艺参数的图表，其中进一步示出具有相关值的量m和时间轴t的单位。量的刻度在左手侧陈列。刻度s6表示工艺气体的氧含量并具有从0至21％的氧的范围。刻度s3表示实际值，刻度s4以百分比表示排放工艺气体的量与该装置中的工艺气体的量之比的目标值，并且它们具有在0至15％之间的值。刻度s1以千克每小时表示供给的工艺气体的质量流量并具有从0至2300千克每小时的范围的值。刻度s5表示来自该装置的工艺气体的质量流量，该质量流量是由排放装 置中的流量传感器测量的。刻度s5还具有单位千克每小时并具有从0至1000千克每小时范围的值。在该图表中还示出时间轴z。时间以小时和分钟提出。该图表显示出该装置中的工艺条件，其中假设每小时350kg的水从烟草排放至工艺气体。排放工艺气体的量与该装置中的工艺气体的量之比的目标值用5步(每步2％)从2％进一步增加至10％。该目标值由线f4表示。明显的是，在所有的水平处都可以非常好地控制排放工艺气体的量与该装置中的工艺气体的量之比(线f3)。控制时间也非常快而仅持续数秒。进一步明显的是，在该装置的所有调整中同样可以将工艺气体的氧含量(线f6)保持恒定。 

虽然已经参照优选实施方式完整地描述了本发明，但它不限于此，而是可以被以多种方式修改。 

例如，能够将所有的控制装置，如氧控制装置、排放装置控制装置或供给装置控制装置，结合在中央控制装置中。该中央控制装置借助于该装置中的传感器监测所有的工艺参数并连接至该装置中的所有致动器。对于不同类型的烟草，存在不同的控制程序，其根据烟草的类型最佳地调适工艺气体的最佳温度以及工艺气体的压力和流速。该装置还可以连接至用于处理烟草的其它装置，所述其它装置例如切割、预热、弄湿、膨胀、分类、加味或冷却烟草。 

由于用于处理烟草的该装置的系统具有高的惯性，由此在整个装置中工艺参数的变化仅在给定时间周期之后才变得明显，因此控制装置还可以设置有所谓的前馈控制系统。该前馈控制系统的特征在于，在不需要测量数据的情况下由控制装置控制工艺参数，例如通过该装置的流量被反馈回来。例如，如果排放的工艺气体的量与该装置中的工艺气体的量之比仅在给定时间之后变化，则调整用于工艺气体的总量的定值。在常规控制情况中，例如由PID控制器的情况中，控制装置仅对实际值与目标值的偏差作出反应。这在用于处理烟草的装置是不希望的，因为工艺参数，如温度、工艺气体的氧含量或工艺气体的流量，总是意图维持在定值，以确保恒定的工艺条件。在前馈控制系统的情况中，例如，在排放工艺气体的质量流量的增加的情形中进一步损失的工艺气体的量得到补偿，因为另外从该装置排放的工艺气体的量已经根据实验测试而被提前知道并且随后可以由 供给装置供给至该装置。因此，工艺参数与必要的目标值仅出现非常微小的偏差。 

实施方式： 

1.一种用于处理烟草的装置(1)，包括： 

混合装置(2)，用于将待被处理的烟草和工艺气体混合，并且该混合装置连接至用于排放第一数量的工艺气体的排放装置(3)和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置(4)； 

其特征在于， 

所述用于处理烟草的装置(1)具有至少一个控制装置(5)，所述至少一个控制装置(5)用于以从用于处理烟草的装置(1)排放的工艺气体的总量等于供给至所述用于处理烟草的装置(1)的工艺气体的总量的方式控制第一数量的排放工艺气体和第二数量的供给工艺气体。 

2.根据实施方式1的装置(1)，其特征在于， 

所述工艺气体具有过热水蒸汽和/或周围空气。 

3.根据实施方式1或实施方式2的装置(1)，其特征在于， 

所述用于处理烟草的装置(1)具有用于将烟草供给至混合装置(2)的烟草供给装置(12)、用于将烟草从工艺气体中分离的分离装置(9)、以及用于从分离装置(9)中排出烟草的烟草排放装置(10)。 

4.根据前述实施方式中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

工艺气体流过连接至混合装置(2)的回路(6)。 

5.根据实施方式4的装置(1)，其特征在于， 

用于从混合装置(2)排放第一数量的工艺气体的排放装置(3)和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置(4)连接至所述回路(6)。 

6.根据实施方式4或实施方式5的装置(1)，其特征在于， 

在所述回路(6)中设置有用于加热工艺气体的加热元件(7)和用于在所述回路(6)中产生工艺气体流的流动产生装置(8)。 

7.根据实施方式6的装置(1)，其特征在于， 

排放装置(3)沿工艺气体的流动方向设置在流动产生装置(8)的下游，并且供给装置(4)沿工艺气体在所述回路中的流动方向设置在排放装置(3)的 下游。 

8.根据前述实施方式中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

所述用于处理烟草的装置(1)具有用于将周围空气供给至所述用于处理烟草的装置(1)的进气装置(14)。 

9.根据从属于实施方式6或实施方式7时的实施方式8的装置(1)，其特征在于， 

用于将周围空气供给至所述回路(6)的进气装置(14)沿工艺气体的流动方向设置在流动产生装置(8)的上游。 

10.根据前述实施方式中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

所述装置(1)具有用于测量工艺气体的氧含量的至少一个氧传感器(13)。 

11.根据前述实施方式中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

所述装置(1)具有用于测量工艺气体的压力的至少一个压力传感器(15)。 

12.根据实施方式3-11中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

用于确定工艺气体的流量的至少一个流量传感器(16)设置在所述回路(6)中且特别是设置在排放装置(3)中。 

13.根据前述实施方式中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

所述装置(1)具有用于确定供给至所述用于处理烟草的装置(1)的烟草和/或从用于处理烟草的装置(1)排放的烟草的含湿量的至少一个湿度传感器(11)。 

14.根据前述实施方式中的至少一个的装置(1)，其特征在于， 

所述装置(1)具有用于确定工艺气体的温度的至少一个温度传感器(17)。 

15.根据实施方式14的装置(1)，其特征在于， 

控制装置(5)连接至压力传感器(15)、流量传感器(16)、氧传感器(13)、湿度传感器(11)、温度传感器(17)、烟草供给装置(12)、加热元件(7)、进气装置(14)、流动产生装置(8)、用于供给工艺气体的供给装置(4)和/或用于排放工艺气体的排放装置(3)，并控制和/或调整工艺气体的压力、借助于烟草供给装置(12)供给至用于处理烟草的装置的烟草量、通过所述回路(6)的 工艺气体的质量流量、工艺气体的氧含量、流过混合装置(2)的工艺气体的速度、工艺气体的温度、通过排放装置(3)的工艺气体的质量流量和/或供给至所述用于处理烟草的装置(1)和从所述用于处理烟草的装置(1)排放的烟草的湿气。 

16.一种用于处理烟草的方法，包括下述方法步骤： 

在混合装置(2)中混合待被处理的烟草和工艺气体； 

借助于排放装置(3)从混合装置(2)排放第一数量的工艺气体； 

借助于供给装置(4)将第二数量的工艺气体供给至混合装置(2)；以及 

借助于至少一个控制装置(5)以从装置(1)排放的工艺气体的总量等于供给至装置(1)的工艺气体的总量的方式控制第一数量的排放工艺气体和第二数量的供给工艺气体。 

17.根据实施方式16的方法，其特征在于， 

通过排放装置(3)从混合装置(2)排放的工艺气体的量是在装置(1)中的工艺气体的量的0％和50％之间并且是能够连续调整的。 

18.根据实施方式16或实施方式17的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

借助于流动产生装置(8)在连接至混合装置(2)的回路(6)中产生工艺气体流； 

借助于加热元件(7)加热工艺气体； 

借助于烟草供给装置(10)将烟草供给至混合装置(2)； 

借助于工艺气体干燥烟草； 

借助于分离装置(9)将烟草从工艺气体中分离； 

从分离装置(9)中排出烟草；以及 

借助于进气装置(14)将周围空气供给至回路(6)。 

19.根据实施方式18的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

借助于流量传感器(16)测量通过回路(6)的工艺气体的质量流量； 

在通过回路(6)的工艺气体的质量流量太小的情况中，借助于流动产生装置(8)增大工艺气体的质量流量；或者 

在通过回路(6)的工艺气体的质量流量太大的情况中，借助于流动产生 装置(8)减小工艺气体的质量流量。 

20.根据实施方式16-19中的至少一个的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

借助于流量传感器(16)测量通过排放装置(3)的质量流量； 

在从装置(1)排放的工艺气体的量太小的情况中，借助于供给装置(4)增大供给至该装置的所述第二数量的工艺气体；或者 

在从装置(1)排放的工艺气体的量太大的情况中，借助于供给装置(4)减小供给至该装置(1)的所述第二数量的工艺气体。 

21.根据实施方式16-20中的至少一个的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

借助于至少一个氧传感器(13)测量该装置(1)中的工艺气体的氧含量； 

在工艺气体的氧含量太低的情况中，借助于进气装置(14)供给周围空气；或者 

在工艺气体的氧含量太高的情况中，借助于供给装置(4)将工艺气体供给至该装置(1)和/或借助于进气装置减少供给的周围空气的量。 

22.根据实施方式16-21中的至少一个的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

借助于至少一个压力传感器(15)测量该装置(1)中的工艺气体的压力； 

在该装置(1)中的压力太高的情况下，借助于排放装置(3)增加从该装置排放的第一数量的工艺气体；或者 

在该装置(1)中的压力太低的情况下，借助于排放装置(3)减少从该装置排放的第一数量的工艺气体。 

23.根据实施方式18-22中的至少一个的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

测量装置(1)中的工艺气体的温度； 

在装置(1)中的工艺气体的温度太低的情况下，增加加热元件(7)的加热输出；或者 

在装置(1)中的工艺气体的温度太高的情况下，减少加热元件(7)的加热输出。 

24.根据实施方式21-23中的至少一个的方法，其特征在于， 

该方法还包括下述方法步骤： 

根据下述参数计算由供给装置(4)供给至混合装置(2)的工艺气体的第二数量：由烟草供给装置(12)和烟草排放装置(10)造成的工艺气体的量的损失、预先确定的借助于排放装置(3)从回路(6)排放的工艺气体的第一数量、由烟草蒸发并供给至回路(6)的工艺气体的量，以及由进气装置(14)供给的周围空气的量。 

附图标记列表 

1用于处理烟草的装置 

2混合装置 

2a混合装置的下端 

2b混合装置的上端 

3排放装置 

3a排放装置控制装置 

3b排放装置管部 

3c排放装置的阀 

4供给装置 

4a供给装置控制装置 

4b供给装置管部 

4c供给装置的阀 

4d工艺气体容器 

5控制装置 

6回路 

7加热元件 

8流动产生装置 

9分离装置 

9a分离装置的底部 

10烟草排放装置 

11湿度传感器 

12烟草供给装置 

13氧传感器 

13a氧控制装置 

14进气装置 

14a进气装置的阀 

14b连接构件 

15压力传感器 

16流量传感器 

16a排放装置的流量传感器 

17温度传感器 

18传送带 

19处理单元 

20管部 

21管部 

22管部 

23管部 

f1供给的工艺气体的质量流量 

f2从烟草中排放的工艺气体的量 

f3排放的工艺气体的量与该装置中的工艺气体的总量之比的实际值 

f4排放的工艺气体的量与该装置中的工艺气体的总量之比的目标值 

f5排放的工艺气体的质量流量 

f6该装置中的氧含量的实际值 

T7供给的工艺气体的质量流量(小流量) 

s1供给的工艺气体的质量流量的刻度 

s3排放的工艺气体的量与该装置中的工艺气体的总量之比的刻度 

s4排放的工艺气体的量与该装置中的工艺气体的总量之比的刻度 

s5排放的工艺气体的质量流量的刻度 

s6该装置中的氧含量的刻度 

s7供给的工艺气体的质量流量(小流量)的刻度 

t时间轴 

m量 

Claims (20)

1.一种用于处理烟草的装置(1)，包括：

混合装置(2)，用于将待被处理的烟草和工艺气体混合，并且该混合装置连接至用于排放第一数量的工艺气体的排放装置(3)和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置(4)；

其特征在于，

所述用于处理烟草的装置(1)具有至少一个控制装置(5)，所述至少一个控制装置(5)用于控制第一数量的排放工艺气体和第二数量的供给工艺气体，使得从用于处理烟草的装置(1)排放的工艺气体的总量等于供给至所述用于处理烟草的装置(1)的工艺气体的总量。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，

所述工艺气体为过热水蒸汽和／或周围空气。

3.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，

所述用于处理烟草的装置(1)具有用于将烟草供给至混合装置(2)的烟草供给装置(12)、用于将烟草从工艺气体中分离的分离装置(9)、以及用于从分离装置(9)中排出烟草的烟草排放装置(10)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(1)，其特征在于，

工艺气体流过连接至混合装置(2)的回路(6)，并且，用于从混合装置(2)排放第一数量的工艺气体的排放装置(3)和用于供给第二数量的工艺气体的供给装置(4)连接至所述回路(6)。

5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，

在所述回路(6)中设置有用于加热工艺气体的加热元件(7)和用于在所述回路(6)中产生工艺气体流的流动产生装置(8)。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，

排放装置(3)沿工艺气体的流动方向设置在流动产生装置(8)的下游，并且供给装置(4)沿工艺气体在所述回路中的流动方向设置在排放装置(3)的下游。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，

所述用于处理烟草的装置(1)具有用于将周围空气供给至所述回路(6)的进气装置(14)，进气装置(14)沿工艺气体的流动方向设置在流动产生装置(8)的上游。

8.根据权利要求7所述的装置(1)，其特征在于，

控制装置(5)连接至用于测量工艺气体的压力的压力传感器(15)、用于确定工艺气体的流量的设置在所述回路(6)中的至少一个流量传感器(16)、用于测量工艺气体的氧含量的氧传感器(13)、用于确定供给至所述用于处理烟草的装置(1)的烟草和／或从用于处理烟草的装置(1)排放的烟草的含湿量的湿度传感器(11)、用于确定工艺气体的温度的温度传感器(17)、烟草供给装置(12)、加热元件(7)、进气装置(14)、流动产生装置(8)、用于供给工艺气体的供给装置(4)和／或用于排放工艺气体的排放装置(3)，并控制和／或调整工艺气体的压力、借助于烟草供给装置(12)供给至用于处理烟草的装置的烟草量、通过所述回路(6)的工艺气体的质量流量、工艺气体的氧含量、流过混合装置(2)的工艺气体的速度、工艺气体的温度、通过排放装置(3)的工艺气体的质量流量和／或供给至所述用于处理烟草的装置(1)和从所述用于处理烟草的装置(1)排放的烟草的湿度。

9.根据权利要求8所述的装置(1)，其特征在于，

所述至少一个流量传感器(16)被设置在排放装置(3)中。

10.一种用于处理烟草的方法，包括下述方法步骤：

在混合装置(2)中混合待被处理的烟草和工艺气体；

借助于排放装置(3)从混合装置(2)排放第一数量的工艺气体；

借助于供给装置(4)将第二数量的工艺气体供给至混合装置(2)；以及

借助于至少一个控制装置(5)控制第一数量的排放工艺气体和第二数量的供给工艺气体，使得从用于处理烟草的装置(1)排放的工艺气体的总量等于供给至用于处理烟草的装置(1)的工艺气体的总量。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

由排放装置(3)从混合装置(2)排放的工艺气体的量是在用于处理烟草的装置(1)中的工艺气体的量的0％和50％之间并且是能够连续调整的。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

借助于流动产生装置(8)在连接至混合装置(2)的回路(6)中产生工艺气体流；

借助于加热元件(7)加热工艺气体；

借助于烟草供给装置(12)将烟草供给至混合装置(2)；

借助于工艺气体干燥烟草；

借助于分离装置(9)将烟草从工艺气体中分离；

从分离装置(9)中排出烟草；以及

借助于进气装置(14)将周围空气供给至回路(6)。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

借助于流量传感器(16)测量通过回路(6)的工艺气体的质量流量；

在通过回路(6)的工艺气体的质量流量太小的情况中，借助于流动产生装置(8)增大工艺气体的质量流量；或者

在通过回路(6)的工艺气体的质量流量太大的情况中，借助于流动产生装置(8)减小工艺气体的质量流量。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

借助于流量传感器(16)测量通过排放装置(3)的质量流量；

在从用于处理烟草的装置(1)排放的工艺气体的量太小的情况中，借助于供给装置(4)增大供给至该装置的所述第二数量的工艺气体；或者

在从用于处理烟草的装置(1)排放的工艺气体的量太大的情况中，借助于供给装置(4)减小供给至该用于处理烟草的装置(1)的所述第二数量的工艺气体。

15.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

借助于至少一个氧传感器(13)测量该用于处理烟草的装置(1)中的工艺气体的氧含量；

在工艺气体的氧含量太低的情况中，借助于进气装置(14)供给周围空气；或者

在工艺气体的氧含量太高的情况中，借助于供给装置(4)将工艺气体供给至该用于处理烟草的装置(1)和／或借助于进气装置减少供给的周围空气的量。

16.根据权利要求10-14中任一项所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

借助于至少一个压力传感器(15)测量该用于处理烟草的装置(1)中的工艺气体的压力；

在该用于处理烟草的装置(1)中的压力太高的情况下，借助于排放装置(3)增加从该装置排放的第一数量的工艺气体；或者

在该用于处理烟草的装置(1)中的压力太低的情况下，借助于排放装置(3)减少从该装置排放的第一数量的工艺气体。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

根据下述参数计算由供给装置(4)供给至混合装置(2)的工艺气体的第二数量：由烟草供给装置(12)和烟草排放装置(10)造成的工艺气体的量的损失、预先确定的借助于排放装置(3)从回路(6)排放的工艺气体的第一数量、由烟草蒸发并供给至回路(6)的工艺气体的量，以及由进气装置(14)供给的周围空气的量。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

根据下述参数计算由供给装置(4)供给至混合装置(2)的工艺气体的第二数量：由烟草供给装置(12)和烟草排放装置(10)造成的工艺气体的量的损失、预先确定的借助于排放装置(3)从回路(6)排放的工艺气体的第一数量、由烟草蒸发并供给至回路(6)的工艺气体的量，以及由进气装置(14)供给的周围空气的量。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

根据下述参数计算由供给装置(4)供给至混合装置(2)的工艺气体的第二数量：由烟草供给装置(12)和烟草排放装置(10)造成的工艺气体的量的损失、预先确定的借助于排放装置(3)从回路(6)排放的工艺气体的第一数量、由烟草蒸发并供给至回路(6)的工艺气体的量，以及由进气装置(14)供给的周围空气的量。

20.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

该方法还包括下述方法步骤：

借助于流动产生装置(8)在连接至混合装置(2)的回路(6)中产生工艺气体流；

借助于加热元件(7)加热工艺气体；

借助于烟草供给装置(12)将烟草供给至混合装置(2)；

借助于工艺气体干燥烟草；

借助于分离装置(9)将烟草从工艺气体中分离；

从分离装置(9)中排出烟草；以及

借助于进气装置(14)将周围空气供给至回路(6)。

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