CN106998785B - 用于生产均质化烟草材料的浇铸幅材的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产均质化烟草材料的浇铸幅材的设备(1)，所述浇铸系统包含‑浇铸箱(4)，其构造成用于容纳所述均质化烟草材料的浆料且自其浇铸所述浆料的浇铸幅材；‑第一干燥区段，其构造成用于干燥所述浇铸幅材；‑可移动支撑物，其接收由浇铸来自所述浇铸箱的所述浆料形成的所述浇铸幅材且将其运输至所述第一干燥区段；‑滚筒(8)，其构造成用于移动所述可移动支撑物且构造成允许所述滚筒与所述可移动支撑物之间的热交换；和‑第一温度控制构件，其冷却所述滚筒以使得处于所述浇铸幅材从所述浇铸箱接收到所述支撑物上的位置的所述可移动支撑物的温度与所述浇铸箱中的所述浆料的温度之间的温差处于约0℃与约30℃之间。

Description

用于生产均质化烟草材料的浇铸幅材的设备

技术领域

本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的浇铸幅材的设备。确切地说，本发明涉及一种产生用于气溶胶生成制品，如香烟或含有“加热非燃烧”型烟草的产品的均质化烟草材料的浇铸幅材的设备。

背景技术

当今，在制造烟草产品(烟草叶除外)时，也使用均质化烟草材料。这种均质化烟草材料通常由较不适于生产去筋烟叶的烟草植物部分(如烟草梗或烟末)制造。通常，烟末是在制造期间处理烟草叶的过程中作为副产品而产生。

均质化烟草材料最常使用的形式是复原烟草薄片和流延叶。形成均质化烟草材料薄片的方法通常包含将烟末与粘合剂混合以形成浆料的步骤。接着使用浆料产生烟草幅材，例如通过将粘稠的浆料流延于移动的金属带上以产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低粘度和高含水量的浆料在类似造纸的方法中产生复原烟草。在制备后，可以类似方式将均质化烟草幅材切割成全叶烟草，以产生适用于香烟和其它吸烟物品的烟草去筋烟叶。用于制造这类均质化烟草的方法例如在欧洲专利EP 0565360中公开。

在“加热非燃烧”气溶胶生成物品中，将气溶胶形成基材加热至相对低的温度以形成气溶胶，但防止烟草材料燃烧。另外，均质化烟草材料中所存在的烟草通常仅是烟草，或包括这类“加热非燃烧”气溶胶生成物品的均质化烟草材料中所存在的大部分烟草。这意味着由这类“加热非燃烧”气溶胶生成物品生成的气溶胶组合物基本上仅基于均质化烟草材料。因此，重要的是良好控制均质化烟草材料的组成以控制例如气溶胶的味道。

由于浆料的物理特性，例如浆料的稠度、粘度、纤维尺寸、粒度、湿度或年限的变化，标准浇铸方法和设备可导致在均质化烟草的幅材的浇铸期间，浆料向支撑物上的涂覆的不希望的变化。并非最优的浇铸条件和设备可导致均质化烟草的浇铸幅材的非均质性和缺陷。

均质化烟草幅材的非均质性可导致气溶胶生成制品生产中的均质化烟草幅材的后续处理中的困难。举例来说，非均质性可导致在幅材的制造或进一步加工期间幅材的撕裂或甚至幅材的破裂。这转而可(例如)导致机器停止。此外，非均质烟草幅材可在气溶胶递送方面与由相同均质化烟草幅材生产的气溶胶生成物品之间产生不希望的差异。

因此需要尤其适用于“加热非燃烧”类型加热气溶胶生成制品的制备均质化烟草材料的新设备，所述类型适于此类加热气溶胶生成制品的不同加热特征和气溶胶形成需要。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种生产均质化烟草材料的浇铸幅材的设备，所述设备包含浇铸箱，其构造成用于容纳所述均质化烟草材料的浆料且可自其浇铸所述浆料的浇铸幅材；构造成用于干燥所述浇铸幅材的第一干燥区段；接收由浇铸来自所述浇铸箱的所述浆料形成的浇铸幅材且将其运输至所述第一干燥区段的可移动支撑物；和构造成用于移动所述可移动支撑物的滚筒。根据本发明，滚筒构造成允许所述滚筒与所述可移动支撑物之间的热交换；且设备进一步包括第一温度控制构件，其冷却所述滚筒以使得处于所述浇铸幅材从所述浇铸箱接收到所述支撑物上的位置的所述可移动支撑物的温度与所述浇铸箱中的所述浆料的温度之间的温差包含在约0℃与约30℃之间。

均质化烟草材料由混合若干成分与水以获得浆料而形成。在另一步骤中，通过将浆料浇铸到支撑物上而在支撑物上产生均质化材料的连续幅材。所期望的是所得均质化烟草材料具有相对高的拉伸强度和良好的均质性。

影响均质化烟草材料的浇铸幅材的拉伸强度和均质性的浆料的重要参数为尤其在浇铸浆料时的浆料粘度。另外，浆料的密度也对于决定浇铸幅材的最终质量重要，尤其在浇铸之前。浆料密度、粘度和均质性的恰当组合使缺陷数目最小化且可增加浇铸幅材的拉伸强度。

均质化烟草材料生产中的另一相关方法为干燥浇铸幅材，其中均质化烟草材料的湿度水准从浆料湿度变为成品浇铸幅材湿度，其比初始湿度水准小得多。此干燥方法优选地经最佳化以使浇铸均质化烟草材料中的缺陷形成，如气泡或聚结物最小化。另外，当干燥方法太快或浇铸幅材暴露于高温梯度时，可在浇铸幅材的顶部上形成不合需要的结壳。结壳为浇铸幅材的顶表面上的薄硬化层，其预防浇铸幅材中的湿度从结壳下面漏出。当结壳形成或太快形成时，这频繁地导致在结壳以下出现气泡。气泡为不合需要的非均质性的来源。

浆料包含多种不同组分或成分。这些组分影响均质化烟草材料特性。第一种成分是烟草粉末掺合物，其优选地含有浆料中所存在的大部分烟草。烟草粉末掺合物为均质化烟草材料中的大部分烟草的来源且因此向最终产物，例如在加热均质化烟草材料时产生的气溶胶赋予风味。含有纤维素纤维的纤维素纸浆优选地添加至浆料充当增强剂，以增加烟草材料幅材的拉伸强度。还优选地添加粘合剂和气溶胶形成剂，以便增强均质化薄片的拉伸特性并且促进气溶胶的形成。另外，为了达到对于浇铸均质化烟草材料幅材来说最优的特定粘度和湿度，可添加水至浆料中。混合浆料以使其尽可能均质。

接着在浇铸箱中收集浆料，其中在浇铸箱内优选地维持预先界定量的浆料，例如预定含量的浆料。优选地，浆料连续供应至浇铸箱，同时浆料浇铸到可移动支撑物上，以形成均质化烟草材料的连续幅材。

根据本发明，跨越移动支撑物的宽度，经由形成于移动支撑物与浇铸叶片之间的浇铸箱的出口浇铸浆料。支撑物沿纵向方向移动以从浇铸箱去除浆料。支撑物可包括例如不锈钢可移动带。支撑物通过滚筒移动，所述滚筒适于推进可移动支撑物。滚筒另外适于与用于浇铸幅材的可移动支撑物热接触。优选地，滚筒的温度经调节以使得经由移动支撑物与滚筒之间的热交换获得移动支撑物的所需温度。温度的调节使得浇铸箱中的浆料的温度与支撑物的温度之间的差异处于0℃与约30℃之间。优选地，浇铸箱中的浆料的温度与支撑物的温度之间的差异处于0℃与约15℃之间。此窄温差范围预防浆料沉积到支撑物上时的浆料中的热冲击。热冲击可引起浆料材料的突然膨胀或收缩。这可能引起缺陷，如非均质性或气泡。另外，控制支撑物的温度允许获得支撑物自身内的温度的均匀分布。在无此类主动控制的情况下，支撑物的侧边处的温度倾向于低于支撑物的中心处的温度。这可能引起沉积到可移动支撑物上的浇铸幅材中的非均质性。

术语“均质化烟草材料”在本说明书通篇用于涵盖通过烟草材料粒子的聚结形成的任何烟草材料。均质化烟草的薄片或幅材在本发明中是通过使颗粒烟草聚结而形成，所述颗粒烟草通过研磨或以其它方式粉碎(例如)烟草叶片或烟草叶梗或其掺合物而获得。

另外，均质化烟草材料可包含在烟草的处理、操作和运送期间形成的一定量的烟末、烟草碎屑和其它颗粒烟草副产品中的一种或多种。

在本发明中，浆料优选地由不同烟草类型的烟草叶片和叶梗适当掺合而形成。此处，术语“烟草类型”是指不同烟草品种中的一种。就本发明来说，这些不同烟草类型区分成三个主要群组：亮色烟草、深色烟草和香料烟草。这三个群组之间的区别是基于在进一步加工成烟草产品之前进行的烟草处理工艺。

如上文所提及，浆料应尽可能均匀，以使其粘度也尽可能均一并且接近于最适于流延的目标值。为了获得均一粘度，整个量的浆料优选地在浇铸之前混合。

浆料接着运输至浇铸箱以将浇铸箱填充至优选预定水准。优选地，浇铸箱中的浆料的填充水准在浇铸箱内维持基本上恒定。浆料从浇铸箱底部实现的孔口流出浇铸箱，例如在重力的影响下。另外，可提供用于浇铸箱内的主动运输的构件，如推动器或推进器。优选地，浇铸箱形成增压壳体。优选地，提供允许控制浇铸箱内的压力的控制构件。在此类实施例中，浆料流出浇铸箱另外通过设定和维持浇铸箱内的内部压力水准而控制。优选地，浇铸设备包含混合装置以混合浇铸箱内部的浆料。浆料接着通过形成于浇铸叶片与移动支撑物之间的间隙分布到移动支撑物上。

移动支撑物优选地为环形带，也就是说，移动支撑物的每一部分在生产期间的一些时间点位于浇铸箱以下且将浆料运输至干燥站，接着返回到浇铸位置，浆料在所述位置沉积到移动支撑物上。支撑物界定宽度，所述宽度一般比沉积到移动支撑物上的浇铸幅材的宽度大或与其类似。

在干燥站中，浇铸幅材的温度优选地升高，以使得浇铸幅材内部的湿度可减少。优选地，所述浇铸烟草材料幅材在浇铸时的湿度(也就是说，浆料的湿度)在约60％与约80％之间。优选地，干燥结束时的所述浇铸幅材的湿度在烟草材料幅材的干燥重量的约7％与约15％之间。优选地，干燥结束时的所述均质化烟草幅材的湿度在均质化烟草幅材的干燥重量的约8％与约12％之间。浆料在浇铸时和干燥方法结束时的湿度为另一重要控制参数，因为其影响均质化烟草幅材的均质性和均质化烟草幅材在后续生产步骤中的可制造性。

已发现浆料的理想湿度水准在约60％与约80％之间。在此优选范围以下，浆料在浇铸时的密度使其频繁地造成在浇铸幅材中出现缺陷。另外，此范围之外的湿度水准可导致浇铸幅材的拉伸强度减小，其可使后续加工步骤中的均质化烟草材料幅材的有效处理复杂化。因此，需要在干燥步骤期间从浇铸幅材去除的过量湿气相对较高。优选地通过暴露于干燥空气流进行湿气去除，其中干燥空气的温度高于浇铸幅材的温度。增加浇铸幅材周围的温度也造成可移动支撑物的温度增加。由于与环境的热传递，可移动支撑物的边界(包括可移动支撑物的侧边缘的边界)处的温度倾向于低于可移动支撑物的其余部分。实际上，已发现支撑物的边界处的温度在不校正的情况下可比可移动支撑物中间的温度低约5℃至约15℃。因此，当来自干燥站的可移动支撑物返回到浇铸箱以收集其它浆料时，可移动支撑物可具有超过浆料温度的温度。浇铸箱内部的浆料优选地保持于大约环境温度，也就是说，约15℃与约30℃之间。另外，在不主动校正的情况下，可移动支撑物可频繁地显示沿其宽度的非均一温度分布，使得可移动支撑物倾向于在可移动支撑物的边界具有较低温度且在可移动支撑物的中心具有较高温度。

将浆料浇铸到具有如上文所述的非均一温度分布的可移动支撑物上可导致在浇铸幅材中出现缺陷。经受非均一高温梯度的浆料可在可移动支撑物上形成不均匀厚度。如气泡的缺陷可在这些条件下出现。可产生可移动支撑物上的中心中的较高厚度。另外，支撑物与浆料之间的高温度差可触发浇铸幅材顶部上的干燥薄层形成。比底层浇铸幅材更硬且湿气较不可渗透的此干燥层或结壳抑制在此干燥层以下形成浇铸幅材的材料的干燥。此抑制是由于结壳的湿气截留效应，因为水无法恰当地通过结壳蒸发。因此，浇铸幅材无法最优地干燥。这可导致浪费。干燥层另外易形成裂纹且因此成为浇铸幅材中的缺陷。结壳中的裂纹可导致幅材的拉伸强度的不希望的减小，增加均质化烟草材料幅材的撕裂的可能性，例如在后续制造步骤期间。

根据本发明，为了获得其中缺陷形成经最小化的均质浇铸幅材，通过浇铸箱浇铸根据过程参数具有优选的密度和湿度的浆料。此浆料浇铸到可移动支撑物上，其借助于用于移动可移动支撑物的相同滚筒保持于预定温度。滚筒借助于第一温度控制构件保持于使得浆料沉积位置处的可移动支撑物的温度与浇铸箱中的浆料的温度之间的温差处于约0℃与约30℃之间的温度下。优选地，温差在0℃与约15℃之间，更优选地在0℃与约7℃之间。小温差减少缺陷的出现。另外，由过度的温度梯度引起的浇铸幅材的顶部上的“结壳”或干燥层较慢地形成或不形成。优选地，浇铸箱处的可移动支撑物的温度在浆料沉积位置处为约15℃与约50℃之间。优选地，浇铸箱中的浆料的温度处于约15℃与35℃之间，更优选地约20℃与约28℃之间。

另外，由于滚筒与支撑物之间的热交换，支撑物的温度借助于调节滚筒温度的主动控制允许沿可移动支撑物的整个宽度的均一温度分布。沿整个宽度的温度基本上相同，具有约2℃与约15℃之间的容限。优选地，可移动支撑物上的浆料浇铸经受均一温度。这允许降低在最终产物中形成非均质性的风险。

根据优选实施例，借助于水冷却分配器调节滚筒温度，且因此转而调节可移动支撑物的温度。优选地，水用于冷却滚筒，因为支撑物的温度一般高于浇铸时的所需温度，其归因于以下事实：支撑物从干燥区段返回，支撑物和浇铸幅材在所述干燥区段中经加热以从浇铸幅材去除湿度。由于水的可供使用性和高热容量，水为将目标(在此状况下为滚筒)的温度维持受控于某一范围内的良好和有成本效益的方法。

有利地，可移动支撑物包括环状不锈钢输送带。不锈钢为允许容易的热传递的材料，因为其为良好导热体。同样，不锈钢带降低均质化烟草材料牢固地附接至支撑物的风险且因此允许在第一干燥区段之后完全且连续地去除均质化烟草的浇铸幅材。在浇铸幅材的生产方法期间，在浇铸幅材已经至少部分干燥之后，从可移动支撑物去除浇铸幅材以进一步处理。均质化烟草的浇铸幅材接着经进一步干燥、冷却且接着在卷轴中卷绕。环状可移动支撑物返回到浇铸箱的位置以使得另一浆料可浇铸到可移动支撑物上。从支撑物去除浇铸幅材优选地借助于称作刮片的叶片进行。在浇铸幅材牢固地“胶合”到支撑物上的情况下，刮片的行动可引起浇铸幅材的断裂和机器中断。因此，优选的是从支撑物去除浇铸幅材为尽可能容易的且已发现使用不锈钢作为支撑物的材料为优选的解决方案。另外，不锈钢可机械加工为浇铸均质化烟草材料幅材的低所需容限。这使得不锈钢是作为可移动支撑物的有成本效益的材料。

在优选实施例中，设备在第一干燥区段中包含第二温度控制构件。另外，可移动支撑物界定第一与第二相对表面，所述浆料浇铸到第一表面上。第二温度控制构件包含蒸汽发生器以朝向可移动支撑物的第二表面喷射蒸汽。浇铸的干燥优选地缓慢且在浇铸幅材的温度和湿度的连续控制下。有利地，这使均质化烟草材料的浇铸幅材中的缺陷和非均质性的出现最小化。浇铸幅材的干燥在第一干燥区段中进行。优选地，存在大于一个干燥区段。优选地，独立地控制干燥部分中的每一个，以使得在每一干燥区段中，可与其它部分独立地设定过程参数。优选地，第一干燥区段包括第二温度控制构件，其转而包括构造成朝向支撑物的第二表面，也就是说，与形成浇铸幅材的可移动支撑物的表面相对的表面喷射蒸汽的蒸汽发生器。以此方式，第二表面的温度可维持基本上恒定。有利地，可测量和调节喷射流的流动速率。优选地，过热蒸汽用于减小浇铸幅材的湿度。

另外，所述第二温度控制构件可在所述第一干燥区段中包含干燥空气发生器以朝向所述第一表面喷射干燥空气。在第一干燥区段中，且优选地也在所有其它部分中(如果存在超过一个干燥区段)提供干燥空气发生器允许修改朝向浇铸幅材的干燥空气的流动速率和温度两者以关于浇铸幅材自身的参数使方法最佳化。另外，优选存在连续反馈控制，以使得从干燥空气发生器喷射的干燥空气的流动速率或温度或两者可取决于第一干燥区段中的浇铸幅材的温度和湿度的值而修改。

优选地，浇铸幅材的自由表面(即不与支撑物接触的浇铸幅材的表面)温度在第一干燥区段中具有处于约20℃与约99℃之间的值。优选地，第一干燥区段中的蒸汽流动速率处于约80kg/h与约300kg/h之间且干燥空气温度优选地处于约100℃与约140℃之间。

优选地，离开所述第一干燥区段的所述浇铸幅材的湿度处于约15％与约25％之间。

更优选地，形成到所述可移动支撑物上的所述浇铸幅材界定中心部分和两个侧边部分，所述侧边部分各自包括所述浇铸幅材的边缘，且其中所述第一干燥区段中的所述干燥空气发生器经配置以使得不均匀干燥空气流朝向浇铸幅材喷射，所述干燥空气流在包括所述浇铸幅材的所述中心部分的区域中的流动速率或温度或两者相比于包括所述浇铸幅材的所述侧边部分的区域中更高。正如已经提到的，浇铸幅材的侧边处的湿度或温度或两者一般低于浇铸幅材的中心处的湿度和温度，因为热交换和空气对流两者在浇铸幅材的侧边处增强。为了获得具有基本上相同水准的可减少最终产物中的缺陷数目的湿度或温度或两种条件的均一浇铸幅材，产生干燥空气的非均匀干燥气流分布或非均匀温度分布或两者。

有利地，浇铸设备包含构造成接收由以下传感器中的一个或多个发送的信号的控制单元：构造成用于测定所述第一干燥区段中的所述浇铸幅材的湿度值的湿度传感器；构造成用于测定所述第一干燥区段的出口处的所述浇铸幅材的湿度值的湿度传感器；构造成用于测定所述第一干燥区段之前、之中或其出口处的所述浇铸幅材的厚度或厚度变化的厚度传感器；构造成用于测定所述第一干燥区段中的所述浇铸幅材的温度的温度传感器；构造成用于测定所述浇铸箱中的所述浆料的温度的温度传感器；构造成用于测定浇铸箱处的所述可移动支撑物的温度的温度传感器；用于测定所述浆料流向所述浇铸箱中的流动速率的流动速率传感器。浇铸幅材的形成是决定最终产物的质量的精细工艺。可控制若干参数以使通过浇铸所述浆料获得的均质化烟草幅材的排斥的风险最小化。举例来说，由于缺陷或低拉伸强度，可能形成不合规格的材料。确切地说，这些过程参数尤其为浆料的温度、湿度、驻留时间和粘度。另外，浇铸幅材的温度和湿度为获得恰当最终湿度的相关参数。众所周知的是粘度实际上随浆料的温度、湿度和驻留时间而变。因此，优选地，用适当传感器监测浆料的粘度、温度和湿度含量中的至少一者，以及浇铸幅材的湿度、温度、厚度中的至少一者。优选地，传感器信号与用于在线信号处理和控制的反馈回路一起使用以使得参数维持在一组预定范围内。举例来说，可通过适当过程参数变化影响过程控制，如冷却量、温度、移动支撑物的速度、引入浆料中的水的量、形成浆料的其它化合物的量、干燥站中的干燥空气的温度或干燥空气的流动速率以及上述过程参数变化的组合等。优选地，借助于传感器在第一干燥区段内或在其出口处或两者来检验这些参数。干燥区段的出口表示在第一干燥区段外部且沿可移动支撑物的运动方向与所述区段相邻的位置。

更优选地，所述控制单元构造成命令以下中的一者或多者：改变流入所述浇铸箱的所述浆料的流动速率的泵；修改所述滚筒的温度的第一温度构件；修改所述第一干燥区段中的所述干燥空气的温度，或修改所述第一干燥区段中的所述干燥空气的流动速率，或修改所述第一干燥区段中的所述干燥空气的温度分布或干燥空气流动速率分布或两者，或修改蒸汽的流动速率的第二温度构件；修改所述浇铸箱中的温度以改变所述浆料的温度的浇铸箱温度构件；用以取决于由所述一个或多个传感器接收的信号而改变其操作条件。优选地，一个或多个反馈回路存在于本发明的设备中。可通过传感器报导的均质化烟草材料的浇铸幅材的厚度或湿度的不均匀性的存在隐含地指示存在非最优浇铸条件。这些非最优浇铸条件可归因于若干因素，如优选范围之外的浆料密度、优选湿度范围之外的浆料湿度水准等、第一干燥区段中的干燥空气的不当温度、干燥区段中的干燥空气的不当流动速率、干燥区段中的干燥空气的温度或流动速率的不当分布、浇铸箱处的可移动支撑物的不当温度等。因此，有利地使用多个传感器以便获得在浇铸和干燥方法中起一定作用的参数的值。这些值可接着转而通过反馈回路调节，例如当浇铸或干燥条件将使得浇铸幅材的生产在所需规格之外时。缺陷或非均一性或标准预设范围之外的参数的位移的出现是由一个或多个传感器检测，且对应信号发送到中央控制单元。中央控制单元可操作或命令致动器或马达或温度控制构件以改变偏离过程参数或修改一个或多个额外不同参数以校正所检测的问题。

优选的反馈回路为(例如)第一干燥区段中或第一干燥区段的出口处的浇铸幅材的湿度的量度，且取决于所述湿度的值，发送控制信号至所述干燥空气发生器以改变所述干燥空气的温度或所述干燥空气的流动速率或两者(取决于所述湿度值)。

有利地，浇铸设备包含构造成用于从所述第一干燥区段的出口处的可移动支撑物去除所述浇铸幅材的刮片。第一干燥区段的出口处的可移动支撑物朝向浇铸箱在滚筒系统周围折返，以使得可连续浇铸其它浆料。第一干燥区段末端的浇铸幅材的湿气含量足够低以允许从支撑物去除浇铸幅材且在另一支撑物中继续干燥浇铸幅材。

在优选实施例中，浇铸设备包含第二干燥区段，其具有独立控制的第三温度控制构件，构造成用于控制所述第二干燥区段中的干燥空气的温度或流动速率或温度分布或流动速率分布或上述的任何组合。干燥对于获得既定规格内的质量最终产物极重要。确切地说，浇铸幅材的干燥优选地缓慢且无相对高温差。因此，优选的是第一干燥区段后接第二干燥区段。优选地，通过刮片从第一干燥区段的可移动支撑物去除浇铸幅材且放到穿过第二干燥区段的第二可移动支撑物上。有利地，第二可移动支撑物为网格。网格支撑物允许干燥介质不受阻地接近先前已与第一可移动支撑物接触的均质化烟草的浇铸幅材的第二表面。优选地，第二干燥区段与第一干燥区段独立地控制，以使得举例来说，可独立地调节干燥空气的温度或干燥空气的流动速率或两者。在一个实施例中，第二干燥区段包括第三温度控制构件，其包含干燥空气发生器以朝向第二可移动支撑物的第一和第二表面两者喷射干燥空气。因此在第二干燥区段中，不产生蒸汽。有利地，第二干燥区段中的空气的温度低于第一干燥区段中的空气的温度。第二干燥区段中的干燥空气的温度优选地处于约75℃与约105℃之间，两者均朝向第二可移动支撑物的第一和第二表面。所述第一和第二干燥阶段优选地一个接一个地串联布置，所述第一阶段沿所述浇铸幅材的移动方向在所述第二阶段上游。

在一个实施例中，所述第一干燥区段划分成多个第一干燥阶段，在第一和第二干燥阶段中的每一个中独立地控制干燥空气的温度、干燥空气的流动速率、温度分布和流动速率分布。为了逐步地降低浇铸幅材的湿度，平缓地释放湿度。优选地，第一干燥区段不具有贯穿干燥区段的全长的干燥空气的恒定温度，或干燥空气或蒸汽的恒定流动速率。另外，温度和流动速率分布也可在第一干燥器的阶段之间变化。以此方式，湿气可在不使浇铸幅材经受过度的温度或湿度差异的情况下以极受控方式从浇铸幅材去除。可按需要提供其它干燥区段。

有利地，浇铸设备进一步包含将所述浇铸幅材卷绕至卷轴中的卷绕区段；和在所述第一或第二干燥区段下游和所述卷绕区段上游的冷却区段。如所提及，为了恰当地干燥浇铸幅材，干燥以相对“缓慢”速度尽可能地均匀。在借助于第一和第二干燥区段进行的干燥方法结束时，浇铸幅材优选地经卷绕以形成一个或多个卷轴。在卷绕之前，优选地，离开第二干燥区段的浇铸幅材通过第四温度控制构件冷却到接近环境温度，例如约15℃与约30℃之间的温度。冷却可例如借助于冷却空气流进行。冷却空气流可跨越幅材不均匀地定向，例如以跨越浇铸幅材的宽度补偿其非均一温度分布。卷轴接着移动至贮存位置或切割区段，浇铸幅材在其中切割为较小尺寸的部分。

附图说明

本发明的其它优点将在不受限地参看附图的情况下从其具体实施方式变得显而易见：

-图1为根据本发明生产均质化烟草幅材的设备的示意性侧视图；

-图2为图1的设备的一部分的分段示意性侧视图；

-图3为图2的设备的一部分的细节的示意性侧视图；

-图4为图2的设备的一部分的较详细侧视图；

-图5为使用本发明的设备生产均质化烟草幅材的方法的流程图。

具体实施方式

初始参看图1和图2，用于生产根据本发明的均质化烟草材料幅材的设备以参考标号1表示和指示。

用于生产均质化烟草材料幅材的设备1包括浇铸设备2并且也进一步包括沿均质化烟草材料幅材的运动方向安置在浇铸设备2下游的干燥设备3和干燥设备3下游的卷绕站10。

浇铸设备2包含浇铸箱4(其中引入形成均质化烟草材料幅材的浆料)、泵5、浇铸叶片6和第一可移动支撑物7。浇铸箱4可具有任何几何形状，且在描绘的实施例中，其大体上为棱柱。必要时，浇铸箱的温度可借助于浇铸箱控制构件(附图中未示出)在浇铸方法期间变化以修改浆料的温度。浇铸箱4在其底部的相应之处具有开口43且开口沿着浇铸箱的宽度延伸，以使得浆料可从浇铸箱浇铸到可移动支撑物7上。来自缓冲罐(图式中未示出)的浆料借助于泵5转移至浇铸箱4中。优选地，泵5包含流动速率控制器(图式中也不可见)以控制引入浇铸箱4的浆料的量。泵5有利地经设计以确保浆料转移时间保持于最小必需量。

另外，参看图3，浇铸设备2包括固定于浇铸箱4的浇铸叶片6以浇铸浆料。浇铸叶片6具有主尺寸(其宽度)且所述浇铸叶片在底部在浇铸箱4的孔口43处或附近固定于所述浇铸箱。优选地，浇铸叶片6的纵向宽度在约40cm与约300cm之间，其取决于浆料的浇铸幅材的所需宽度。优选地，此类宽度可例如借助于适合的宽度调节构件(图式中不可见)调节，以使得叶片的宽度或浇铸箱的有效体积可调节至待浇铸的幅材的宽度。浇铸箱的有效体积为实际上用浆料填充的浇铸箱的体积。

浇铸叶片6优选地借助于可调节板(图式中不可见)附接至浇铸箱4，所述可调节板允许浇铸叶片6的位置的精确控制以调节叶片6与支撑物7之间的间隙。叶片6可移动以借助于致动器，如图1中可见的致动器210改变间隙的尺寸。

浇铸箱4和浇铸叶片6安装于滚筒8上方，所述滚筒转动可移动支撑物7。在浇铸叶片6与可移动支撑物7之间存在间隙，其尺寸尤其决定均质化烟草材料的浇铸幅材的厚度。

浇铸设备2也包含移动支撑物7，在所述移动支撑物上浇铸浆料以形成均质化烟草材料幅材。移动支撑物7包含例如至少部分布置于滚筒组合件周围的连续环状不锈钢带7。滚筒组合件包括位于浇铸箱4下方的主滚筒8。主滚筒8借助于主滚筒8的旋转推进可移动支撑物7。优选地，浇铸箱4安装在主滚筒8的顶部上。优选地，上述安装位置的容限极严格，例如在约0.01mm内。举例来说，可移动支撑物滚筒8具有低于约0.01mm的同心度容限和跨越其直径低于约0.10mm的容限。优选地，可移动支撑物7具有低于约0.01mm的高度或厚度差容限。

优选地，滚筒8包括第一温度控制装置80，其在图2、图3和图4中通过方框示意性地描绘。浇铸箱4所位于的支撑物7的主滚筒8优选地通过第一温度控制装置80维持于恒定温度下以使浆料的任何变化最小化。第一温度控制装置80包括水分配器(图式中未示出)以使得滚筒8借助于水冷却或加热。举例来说，第一温度控制装置80使程序用水再循环，其在返出侧上与可移动支撑物7和滚筒8接触的放置。滚筒8与支撑物7热交换，在此状况下由于两者接触。优选地，第一温度控制装置80控制滚筒8的温度以使得浆料沉积到支撑物上的位置处，即基本上低于孔口43的浇铸箱4处的支撑物7的温度与浆料的温度之间的差异处于约15℃与约35℃之间。但是，可能需要滚筒8具有跨越滚筒8改变的温度分布。优选地，此类不均匀温度分布在均质化烟草材料幅材生产期间随时间推移保持基本上恒定。举例来说，滚筒包括气缸套，其中心部分可保持于比滚筒8的套的其余部分低约0.5℃与约10℃之间的温度下。实施此变化以使得移动支撑物7的温度在孔口43下方恒定：支撑物7可达到不均匀温度分布的滚筒8，且由于热交换修改可移动支撑物中的温度分布而修改滚筒8沿相对方向的对应不均匀温度分布，时的浆料当在孔口43处浇铸时经受均一温度。支撑物7的温度大体类似于存在于浇铸箱4中的浆料的温度。

另外，再次参看图2，浇铸设备2包括多个传感器。第一传感器30(液位传感器)构造成控制浇铸箱4内的浆料的高度41。此传感器30优选地测量传感器自身与浇铸箱4中的浆料的表面之间的距离42。浆料的高度41接着由传感器30于浇铸箱4的底部之间的已知距离得出。另外，优选地，另一传感器32布置于可移动支撑物7上方以测量可移动支撑物7上的均质化烟草层的每平方厘米的重量。传感器32可例如为核子测量头。优选地也存在额外传感器，如定位和测定均质化烟草的浇铸幅材中的缺陷位置的传感器31、测定浆料的湿度和浇铸时的浇铸叶的湿度的传感器，以及测定浇铸箱4中的浆料的温度的温度传感器(编号1以外的所有其它传感器在图式中未示出)。

优选地，所有传感器向中央控制单元40发送与其待测量的对应参数(例如温度、湿度浆料水准、缺陷的存在和位置)相关的信号。中央控制单元40优选地电连接到浇铸设备2或浆料制备设备(不可见)中的泵5、可调节板或其它电路和致动器中的一个、一些或全部。在浇铸幅材展现缺陷或非均质性或预设范围之外的浇铸幅材的特征的情况下，中央控制单元40可发送过程参数变化的指令且因此影响浆料的特征或浇铸的参数。这些过程参数可例如为浇铸叶片6与支撑物7之间的间隙的尺寸或浇铸箱中的浆料的量。另外，也可实施滚筒8的速度的控制，且因此实施支撑物7的速度的控制。

如图4中所展示，干燥设备3包括第一干燥区段21和第二干燥区段22，其彼此分离且串联，其中第一干燥区段沿浇铸幅材的移动方向安置在第二干燥区段之前。第一和第二干燥区段21、22中的每一者优选地细分于多个个别干燥区中。第一和第二干燥区段21、22包括第二温度控制装置23和第三温度控制装置24。第二温度控制装置23包括位于可移动支撑物7以下的蒸汽发生器25以朝向可移动支撑物7的底部喷射蒸汽，优选地过热蒸汽。另外，第二温度控制装置23包括干燥空气发生器26以从上方朝向安置到支撑物7上的浇铸幅材喷射干燥空气。蒸汽和干燥空气两者的流动速率均可控制和可变。也可修改干燥空气的温度。另外，优选地，第一干燥区段21的每一干燥区优选地包括支撑物的底面上的蒸汽加热和可移动支撑物7以上的加热空气且优选地也包括可调节废气控制。优选地独立控制每一区中的温度和流动速率。优选地，通过蒸汽发生器25喷射的蒸汽的流动速率处于约80kg/h与约300kg/h之间且干燥空气的温度优选地处于约100℃与约140℃之间。

优选地，在第一与第二干燥区段21、22之间安置刮片48以在第一干燥区段21的出口处从第一可移动支撑物7去除浇铸幅材。来自第一可移动支撑物7的浇铸幅材置于另一第二可移动支撑物70上。第一干燥区段21在其出口处进一步包含湿度传感器41且优选地也包含厚度传感器42以测量湿气含量且任选地也测量浇铸幅材的厚度。将通过这些传感器测量的值发送到控制单元40，以使得在这些值不在优选的设定范围内的情况下，可进行蒸汽的流动速率或干燥空气的流动速率或干燥空气的温度、上述的组合或其它以具有反馈控制。或者或另外，可修改蒸汽或干燥空气的流动分布或干燥空气的温度分布。或者，控制单元40可改变不同参数，如浇铸箱的温度、浆料的粘度或其它过程参数。

刮片48之后的第二可移动支撑物70穿过第二干燥区段22。优选地，第二干燥区段22也如同第一干燥区段包含多个干燥段。优选地，第二干燥区段22中的段的数目小于第一干燥区段21中的段的数目。第三温度控制装置24包括第一和第二干燥空气发生器27、28以分别朝向可移动支撑物70的底部和朝向安置到支撑物70上的浇铸幅材喷射干燥空气。来自上方和下方的干燥空气蒸汽的流动速率均可控制和可变。也可修改干燥空气的温度。另外，优选地，第二干燥区段22中的每一干燥区具有独立控制的干燥空气的温度和流动速率，以及其温度和流动速率分布。优选地，第二干燥区段22中的干燥空气的温度优选地处于约75℃与约105℃之间。

在第二干燥区段22的出口处，优选地存在冷却区段90。第二可移动支撑物70将浇铸幅材从第二干燥区段22移动到冷却区段90，其中浇铸幅材的温度降低，随后将浇铸幅材卷绕至卷轴中。冷却区段90包括第四温度控制装置91，其包括冷却空气发生器92以朝向浇铸幅材喷射冷却空气。冷却区段的目的主要为降低浇铸幅材的温度以促进均质化烟草材料幅材的卷绕。

在冷却区段90的出口处，设备1包括一个或多个传感器61、62以测量浇铸幅材的湿度和其厚度。湿度和厚度的值优选地发送到控制单元40且适当反馈控制可变得可操作。举例来说，冷却空气或干燥空气的温度或流动速率可在第二干燥区段22或冷却区段90内变化。另外，可通过适当算法和反馈回路改变浆料制备和浇铸的参数。

在末端，提供卷绕区段10，其中浇铸幅材卷绕到卷轴中。

现在参看图5，包括浇铸设备2和干燥设备3的设备1的功能如下。优选地通过组合和混合烟草粉末与其它成分形成的浆料从储料槽(未示出)转移到浇铸箱4内部的浇铸设备2(使用例如在线混合器(也未示出))。将浆料浇铸为具有均匀和均一膜厚度的幅材的步骤100是在可移动支撑物7，例如不锈钢带7上进行。浇铸步骤100包括将浆料从混合罐转移至浇铸箱4。另外，浇铸步骤100优选地包括借助于适合传感器，如传感器30监测浇铸箱4的浆料水准、浇铸箱4内部的浆料的湿度、浆料的温度和浆料的密度。

浇铸借助于浇铸叶片6进行，与可移动支撑物7形成间隙。间隙尺寸也可经反馈控制。使用浆料测量装置连续地监测和反馈控制通过紧接着浇铸之后的核子计控制的烟草材料幅材的厚度和克重。

另外，浇铸幅材借助于干燥设备3经历第一干燥步骤101。第一干燥步骤优选地包括具有独立可控制区的环状不锈钢带干燥器中的浇铸幅材的均一和平缓干燥。优选地，干燥步骤包含监测每个干燥区的浇铸叶温度以确保每个干燥区的平缓干燥概况并且加热形成均质化浇铸薄片的支撑物。优选地，干燥概况是所谓的TLC干燥概况。在第一干燥步骤101期间，优选地进行每一干燥区处的浇铸幅材温度的监测步骤102以确保每一干燥区处的平缓干燥概况。浇铸幅材用来自底部和顶部空气干燥的蒸汽锅加热在钢带7上于第一干燥步骤中干燥。第一干燥区段的每一干燥区装备有可完全调节空气温度和气流的蒸汽流动和压力控制器，以提供所需干燥概况且确保遵守产物驻留时间。优选地，也执行监测步骤102以测量第一干燥步骤结束时存在于干燥幅材中的湿气含量和缺陷数目，以及浇铸幅材的厚度。

优选地，在浇铸步骤100和第一干燥步骤101结束时，从支撑物7移出均质化烟草幅材。在第一干燥步骤之后优选地在适当湿气含量下进行浇铸幅材的刮除103。优选地，浇铸幅材经历第二干燥步骤104以去除浇铸幅材的其它湿气含量以达到湿度目标。优选地，在此第二干燥步骤104中，浇铸幅材置于线材上，使得可从幅材的两个表面容易地去除湿气。在干燥步骤104之后，进行冷却步骤105且接着浇铸幅材优选地在卷绕步骤106中卷绕于一个或多个卷轴中，例如以形成单主卷轴。此主卷轴可接着用于通过裁切进行较小卷轴的生产。较小卷轴可随后用于生产气溶胶生成制品(未示出)。

Claims (15)

1.一种用于生产均质化烟草材料的浇铸幅材的设备，所述设备包含

浇铸箱，其构造成用于容纳所述均质化烟草材料的浆料且可自浇铸箱浇铸所述浆料的浇铸幅材；

第一干燥区段，其构造成用于干燥所述浇铸幅材；

可移动支撑物，其接收由浇铸来自所述浇铸箱的所述浆料形成的所述浇铸幅材且将其运输至所述第一干燥区段；

滚筒，其构造成用于移动所述可移动支撑物且构造成允许所述滚筒与所述可移动支撑物之间的热交换；和

第一温度控制构件，其冷却所述滚筒以使得：a)所述可移动支撑物的、在所述浇铸幅材从所述浇铸箱被接收到所述可移动支撑物上的位置处的温度，与b)所述浇铸箱中的所述浆料的温度，这两者之间的温差处于0℃与30℃之间。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一温度控制构件包含水分配器以用水冷却所述滚筒。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述可移动支撑物包括由不锈钢形成的环状输送带。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一温度控制构件倾向于冷却所述滚筒，以使得所述可移动支撑物的在所述浇铸幅材被接收到所述可移动支撑物上的位置处的温度处于15℃与50℃之间。

5.根据权利要求1所述的设备，所述设备在所述第一干燥区段中包含第二温度控制构件，且其中所述可移动支撑物界定第一表面与相对的第二表面，所述浆料浇铸到所述第一表面上，且其中所述第二温度控制构件包含蒸汽发生器以朝向所述第二表面喷射蒸汽。

6.根据权利要求1所述的设备，所述设备在所述第一干燥区段中包含第二温度控制构件，且其中所述可移动支撑物界定第一表面与相对的第二表面，所述浆料浇铸到所述第一表面上，且所述第二温度控制构件包含构造成朝向所述第一表面喷射干燥空气的干燥空气发生器。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述可移动支撑物上的所述浇铸幅材界定中心部分和两个侧边部分，所述侧边部分各自包括所述浇铸幅材的边缘，且其中所述第一干燥区段中的所述干燥空气发生器经配置以使得不均匀干燥空气流朝向所述浇铸幅材喷射，所述空气流在包括所述浇铸幅材的所述中心部分的区域中的流动速率或温度或两者相比于包括所述浇铸幅材的所述侧边部分的区域中更高。

8.根据权利要求1所述的设备，所述设备包含构造成接收由以下传感器中的一个或多个发送的信号的控制单元：

构造成用于测定所述第一干燥区段中的所述浇铸幅材的湿度值的湿度传感器；

构造成用于测定所述第一干燥区段的出口处的所述浇铸幅材的湿度值的湿度传感器；

构造成用于测定所述第一干燥区段之前、之中或其出口处的所述浇铸幅材的厚度或厚度变化的厚度传感器；

构造成用于测定所述第一干燥区段中的所述浇铸幅材的温度的温度传感器；

构造成用于测定所述浇铸箱中的所述浆料的温度的温度传感器；

构造成用于测定所述浇铸箱处的所述可移动支撑物的温度的温度传感器；

测定所述浆料流向所述浇铸箱中的流动速率的流动速率传感器。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述设备在所述第一干燥区段中包含第二温度控制构件，且其中所述可移动支撑物界定第一表面与相对的第二表面，所述浆料浇铸到所述第一表面上，且其中所述第二温度控制构件包含蒸汽发生器以朝向所述第二表面喷射蒸汽，并且其中所述控制单元构造成命令以下对象中的一者或多者，以根据由所述一个或多个传感器接收的信号而改变这些对象的操作条件：

改变流入所述浇铸箱的所述浆料的流动速率的泵；

修改所述滚筒的温度的第一温度控制构件；

修改所述第一干燥区段中的所述干燥空气的温度，或修改所述第一干燥区段中的所述干燥空气的流动速率，或修改所述第一干燥区段中的所述干燥空气的温度分布或干燥空气流动速率分布或两者，或修改所述蒸汽的流动速率的第二温度控制构件；

修改所述浇铸箱中的温度以改变所述浆料的温度的浇铸箱温度构件。

10.根据权利要求1所述的设备，所述设备包含构造成用于从所述第一干燥区段的出口处的所述可移动支撑物去除所述浇铸幅材的刮片。

11.根据权利要求1所述的设备，所述设备包含第二干燥区段，所述第二干燥区段具有独立控制的第三温度控制构件，所述第三温度控制构件构造成用于控制所述第二干燥区段中的干燥空气的温度或流动速率或温度分布或流动速率分布或上述的任何组合。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述第一干燥区段和第二干燥区段一个接一个地串联布置，所述第一干燥区段沿所述浇铸幅材的移动方向在所述第二干燥区段的上游。

13.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一干燥区段被划分成多个第一干燥阶段，在每一个第一干燥阶段中独立地控制所述干燥空气的温度和干燥空气的流动速率。

14.根据权利要求11所述的设备，所述设备包含：

将所述浇铸幅材卷绕至卷轴中的卷绕区段；和

沿所述浇铸幅材的运动方向在所述第一干燥区段或第二干燥区段下游和所述卷绕区段上游的冷却区段。

15.根据权利要求14所述的设备，其中所述冷却区段包括冷却空气发生器和第四温度控制构件，所述第四温度控制构件控制通过所述冷却空气发生器喷射的冷却空气的温度。