CN112334017B - 用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产包含生物碱的材料的流延幅材(1)的流延设备(101)，所述流延设备包括：流延箱(10)，所述流延箱具有包括相对的第一壁和第二壁(12，14)的流延箱壁，并适于容纳浆料(2)；可移动支撑件；流延叶片(70)，所述流延叶片适于将容纳在所述流延箱中的所述浆料流延到所述可移动支撑件上，以形成所述包含生物碱的材料的所述流延幅材(1)；以及位于所述流延箱(10)内部并与所述浆料(2)接触的棒状元件(80，180，280，380，480)，所述棒状元件分别位于距相对的所述第一壁和所述第二壁(12，14)第一距离和第二距离处，以使得所述浆料(2)可围绕所述棒状元件流动。

Description

用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备

技术领域

本发明涉及一种用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备。

特别地，包含生物碱的材料是均质化烟草材料，优选用于气溶胶生成制品，诸如香烟或“加热不燃烧”型含烟草的产品。

背景技术

当今，在制造除烟草叶外的烟草产品时，也使用均质化烟草材料。这种均质化烟草材料通常由例如烟草梗或烟草尘等不大适合生产切丝填料的烟草植物部分制造。通常，烟草尘是在制造期间处理烟草叶的过程中作为副产品而产生。

均质化烟草材料的最常用形式是复原烟草片材和流延叶(TCL是烟草流延叶的首字母缩写)。用以形成均质化烟草材料片材的工艺通常包括将烟草尘与粘合剂混合以形成烟草浆料的步骤。接着使用浆料形成烟草幅材，例如通过将粘性浆料流延到移动金属带上来产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低黏度和高含水量的浆料在类似造纸的工艺中产生再造烟草。一旦制备，就可以以与全叶烟草类似的方式切割均质化烟草幅材，以生产适用于香烟和其他吸烟制品的烟草切丝填料。制备此类均质化烟草的方法例如在欧洲专利EP0565360中公开。

在“加热非燃烧”气溶胶生成制品中，将气溶胶形成基材加热到相对低的温度以形成气溶胶，但防止烟草材料燃烧。此外，均质化烟草材料中所存在的烟草通常仅是烟草，或包含此类“加热不燃烧”气溶胶生成制品的均质化烟草材料中所存在的大部分烟草。这意味着由此种“加热不燃烧”气溶胶生成制品产生的气溶胶组合物基本上仅基于均质化烟草材料。因此，重要的是对均质化烟草材料的组成进行良好控制，例如控制气溶胶的味道。

由于浆料的物理性质(例如稠度、粘度、纤维尺寸、粒度、水分或浆料的使用期限)的变化，标准的流延方法和设备可能会导致在均质化烟草幅材的流延过程中将浆料施加到支撑件上时发生非预期变化。非最佳的流延方法和设备可能导致均质化烟草的流延幅材中的不均匀性和缺陷。

均质化烟草幅材中的不均匀性可能导致随后对均质化烟草幅材进行处理以生产气溶胶生成制品的困难。例如，不均匀性可能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。反过来，这可能会导致机器停止运行。另外，不均匀的烟草幅材可能在由相同的均质化烟草幅材产生的气溶胶生成制品之间的气溶胶输送中产生非预期差异。

需要一种用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备，其适于克服或至少显著减少上述问题。

发明内容

本发明涉及一种用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备，该流延设备包括：流延箱，该流延箱具有包括相对第一壁和第二壁的流延箱壁，并适于容纳浆料；可移动支撑件；流延叶片，其适于将容纳在流延箱中的浆料流延到可移动支撑件上，以形成该包含生物碱的材料的流延幅材；以及位于流延箱内部并与浆料接触的棒状元件，该棒状元件分别位于距相对的第一壁和第二壁第一距离和第二距离处，以使得浆料可围绕该棒状元件流动。

有利地，位于流延箱内并位于距相对的第一壁和第二壁第一距离和第二距离处的棒状元件允许减少浆料中附聚的形成，并因此又使流延幅材中的缺陷数量最小化。由于浆料在流延箱内的不良再循环，可能在流延箱中形成浆料的此类附聚。棒状元件可改善浆料在流延箱内的循环和再循环。

如本文所使用的，术语“片材”表示宽度和长度大大大于其厚度的层状元件。片材的宽度优选地大于约10毫米，更优选地大于约20毫米或约30毫米。甚至更优选地，片材的宽度为约100毫米至约300毫米。连续的“片材”在本文中被称为“幅材”。

如本文所用，术语“流延叶片”表示沿其纵向延伸的主要部分可具有基本恒定的横截面的纵向成形元件。它显示了至少一个边缘，该边缘旨在与受该边缘影响的糊状、粘稠或液体状物质(诸如浆料)接触。该边缘可具有锋利和刀状的形状。另选地，边缘可具有矩形或圆形形状。

如本文所用，术语“可移动支撑件”表示包括可沿至少一个方向移动的表面的任何设备。可移动支撑件可形成闭合环，以便在一个方向上提供不间断的运输能力。然而，可移动支撑件也可以以前后移动的方式移动。可移动支撑件可包括传送带。可移动支撑件可以是基本上平坦的，并且可显示出结构化或非结构化的表面。可移动支撑件在其表面上可能显示没有开口，或者可能仅显示出这样的尺寸的孔：这些孔对于沉积在其上的浆料是不可渗透的。可移动支撑件可包括片状可移动和可弯曲带。该带可由金属材料制成，包括但不限于钢、铜、铁合金和铜合金，或者由橡胶材料制成。该带可由耐热材料制成，使得其可被加热以加速浆料的干燥过程。

如本文所用，术语“浆料”表示液体状、粘稠或糊状材料，其可以包含不同液体状、粘稠或糊状材料的乳液，并且其可以包含一定量的固态颗粒，前提条件是浆料仍显示出液体状、粘稠或糊状行为。

“含生物碱的材料”是含有一种或多种生物碱的材料。生物碱可包括尼古丁。尼古丁可存在于例如烟草中。

生物碱是一组天然存在的化合物，主要含有碱性氮原子。该组还包括一些具有中性甚至弱酸性的相关化合物。一些具有类似结构的合成化合物也称为生物碱。除碳、氢和氮之外，生物碱也可以含有氧、硫，以及更罕见地，其他元素，例如氯、溴和磷。

生物碱由包括细菌、真菌、植物和动物的多种生物体产生。它们可以通过酸碱提取而从这些生物体的粗提取物中得以纯化。咖啡因、尼古丁、可可碱、阿托品、筒箭毒碱是生物碱的实例。

如本文中所使用，术语“均质化烟草材料”表示通过聚结颗粒烟草形成的材料，其含有生物碱尼古丁。因此，含生物碱的材料可以是均质化烟草材料。

均质化烟草材料最常使用的形式是复原烟草片材和流延叶(cast leaf)。用以形成均质化烟草材料片材的工艺通常包括将烟草尘与粘合剂混合以形成浆料的步骤。接着使用浆料形成烟草幅材，例如通过将粘性浆料流延到移动金属带上来产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低黏度和高含水量的浆料在类似造纸的工艺中产生再造烟草。

烟草的片材材料可以被称作复原片材材料并且使用颗粒烟草(例如，复原烟草)或烟草颗粒混合物、保湿剂和水性溶剂以形成烟草组合物而形成。可以接着流延、挤压、辊压或按压此烟草组合物以从烟草组合物形成片材材料。烟草的片材可以利用以下工艺形成：湿式工艺，其中碎烟用于制造纸类材料；或流延叶工艺，其中将碎烟与粘合剂材料混合在一起且流延到移动带上以形成片材。

均质化烟草片材除烟草以外一般还包含粘合剂和气溶胶形成剂，例如瓜尔胶和丙三醇。

如本文中所使用，术语“气溶胶形成材料”表示在加热时能够释放挥发性化合物以产生气溶胶的材料。烟草与其他化合物一起可以归类为气溶胶形成材料，特别是包括气溶胶形成剂的均质化烟草的片材。气溶胶形成基材可以包括气溶胶形成材料或由气溶胶形成材料组成。均质化烟草片可用作气溶胶形成材料。

浆料可包含多种不同的组分或成分。这些组分影响包含生物碱的材料的流延幅材的性能。第一成分是包含生物碱的材料，例如呈粉末形式。该材料可以是例如烟草粉末混合物，其优选包含存在于浆料中的大部分烟草。烟草粉末混合物是均质化烟草材料中大部分烟草的来源，因此为最终产品增添了风味。为了提高作为增强剂的生物碱材料幅材的拉伸强度，优选将包含纤维素纤维的纤维素浆液添加到浆料中。可添加粘合剂。可添加气溶胶形成剂。为了增强均质化片材的拉伸特性并促进气溶胶的形成，优选添加粘合剂和气溶胶形成剂。此外，为了达到一定的粘度和对于流延包含生物碱的材料的幅材而言最佳的水分，可将水添加到浆料中。可将浆料混合以使其尽可能均匀。

然后可将浆料收集到流延箱中，其中优选保持预定量的浆料，例如，设定流延箱内的浆料的预定水平。优选地，将浆料连续地供应至流延箱，同时通过流延叶片将浆料流延至可移动支撑件以形成包含生物碱的材料的连续幅材。可移动支撑件沿着限定流延片材的延伸方向的方向移动，该方向也称为流延方向。

流延箱优选地是箱形的，并且至少包括第一壁和第二壁，并且优选地还包括第三壁和第四壁。第一壁到第四壁可被认为是流延箱的侧壁。该箱可以在上面打开，或者可能包括盖或顶壁。另外，流延箱可包括具有孔的底壁，或者可在底部打开。第一壁和第二壁优选地面对彼此。优选地，第三壁和第四壁也面对彼此。

流延叶片优选地垂直于流延方向布置。通过流延叶片形成材料幅材，该流延叶片流延存在于流延箱中的浆料。例如，浆料通过重力从流延箱掉落并与流延叶片接触。流延叶片的边缘确实与可移动支撑件的顶表面形成间隙，并且浆料通过由该间隙限定的孔。材料的流延幅材的厚度可由间隙尺寸确定，例如由与浆料接触的流延叶片的边缘与可移动支撑件的表面之间的距离确定。

根据本发明，流延箱包括位于其内部的棒状元件。该棒状元件可被认为是实心元件，其不与流延箱的两个相对壁接触，在这种情况下为第一壁和第二壁。所谓相对的第一壁和第二壁是指流延箱的至少部分地彼此面对的两个壁(或其部分)。棒状元件优选地位于流延箱的体积中，在该体积下浆料转速非常低或为零。棒状元件不接触第一壁和第二壁，也就是说，在第一壁和第二壁与棒状元件之间存在一定距离，该距离不为零，使得浆料可以在棒状元件周围流动。浆料在棒状元件周围流动，例如在棒状元件的外表面和侧壁之间流动。

这种横向棒状元件的目的可以是抑制或限制浆料到达流延箱的区域、面积或体积的可达性，否则浆料的速度或流动将是其他情况，即没有棒状元件，非常低或几乎为空。此外，它可用于限制或拒绝进入流延箱的区域、面积或体积，在该区域、面积或体积中，浆料循环或再循环趋于收敛到非常低的速度，并且浆料可能会聚结。

在制造过程中，流延箱中的浆料可能会聚结，形成“固体”、“团块”或“团簇”。浆料的此类聚结可能是幅材的流延中的问题。

较小的聚结，即浆料团簇(其尺寸低于流延叶片和可移动支撑件之间的间隙的尺寸)会在幅材中形成团簇。幅材中的团簇形成非均质化幅材，这可能导致不一致的吸烟体验。

较大的聚结(即，尺寸大于间隙尺寸的浆料团簇)无法通过流延叶片下方，因此可能会形成“狭缝和阻力区”，例如形成可能阻塞幅材的障碍物。

不受理论的束缚，通过来自输入装置的进入的浆料的下落以及在流延箱的前部出口处的移动带朝向流延叶片的运动来驱动流延箱内的浆料的循环。由于浆料的高粘度及其整体的低速，浆料的整体运动可描绘为层状层围绕中心芯轴线旋转的运动，随着层的旋转速度越接近该指示的芯轴线，层的旋转速度降低至零，就像多层固体围绕轴旋转一样。流延箱内部的浆料的此类行为在流延箱的中心芯处产生特定的体积，浆料部分碰撞并以极低的速度彼此接触，从而导致浆料聚结并产生结块。棒状元件在该区域中的位置可能会限制聚结的形成，因为它“禁止”进入低速或零速区域。

根据本发明的流延设备可包括一个或多个以下优选特征，单独或组合考虑。

在优选的实施方案中，棒状元件限定了纵向轴线，并且棒状元件的总体积沿其纵向轴线是恒定的。该恒定体积允许实现包含生物碱的材料的流延幅材的横向均质化。

在优选的实施方案中，棒状元件可绕轴线旋转。优选地，该轴线是棒状元件的纵向轴线。更优选地，该棒状元件为轴。该轴可自由旋转，或者可相对于其纵向轴线机动化旋转。有利地，在流延箱中循环和再循环的浆料使棒状元件旋转；以这种方式，极大地降低了浆料在棒状元件的外表面上附聚的风险。

在优选的实施方案中，可移动支撑件适于沿流延方向移动。优选地，棒状元件基本上垂直于流延方向定位。有利地，棒状元件相对于可移动支撑件的运动方向(流延方向)横向地定位。棒状元件的位置优选在流延箱的容积内，在该流延箱中，浆料具有有限的速度。

在优选的实施方案中，棒状元件具有外表面，并且包括从外表面突出的多个翅片。棒状元件还可以替代地或另外地在其外表面上包括凹槽、搅拌器或纹理。翅片、凹槽、搅拌器或纹理可增加与棒状元件的外表面接触的浆料的速度。

优选地，棒状元件的外表面上的翅片或搅拌器是机动化的。更优选地，搅拌器或翅片的形状被选择为使得它们的能量被转化为浆料的运动或剪切应力。增加浆料的运动可进一步防止流延箱内的低速体积，而在浆料中产生剪切应力可有助于抑制可能的浆料团簇。优选地，棒状元件包括分散叶片搅拌器。

在优选的实施方案中，棒状元件和流延叶片之间的距离沿棒状元件的主要尺寸基本恒定。主要尺寸优选地对应于沿棒状元件的轴线的纵向尺寸。包含生物碱的材料的幅材的基本恒定的厚度可以较容易的方式实现。

在优选的实施方案中，棒状元件的轴线和流延叶片的主要尺寸基本平行。优选地，棒状元件的轴线基本上是水平的，也就是说，它位于水平面上。有利地，棒状元件的中心轴线和流延叶片(也是横向元件)之间的距离在一定程度上是恒定的，以便实现包含生物碱的材料的流延幅材的横向均质化。

棒状元件的纵向轴线优选地定位在流延箱的中心芯体积中，在流延箱内部不存在棒状元件的情况下，转速将是最低的。为了在棒状元件的纵向轴线和流延叶片之间保持某种程度的恒定距离，将纵向轴线的位置确定为沿流延箱的中心芯区域的平均位置。中心芯区域或体积的确切位置可根据浆料特性(包括粘度)而改变。

在优选的实施方式中，流延设备包括连接至棒状元件的振动器装置，该振动器装置适于使棒状元件振动。振动可再次增加浆料与棒状元件的外表面接触的速度。优选地，棒状元件的外表面包括基本圆柱形的表面。另外，振动可有助于去除浆料，否则浆料可被粘贴到棒状元件的外表面上。用于获取振动的此类机构可包括例如旋转偏心配重盘、超声或其他。

在优选的实施方案中，可移动支撑件适于沿流延方向移动。

优选地，在平行于流延方向的横截面中的棒状元件的尺寸在约10毫米至约70毫米之间。更优选地，该尺寸在约25毫米至约45毫米之间。优选地，棒状元件的这种横截面是圆形，并且这种尺寸为该圆形的直径。沿平行于流延方向的平面截取该横截面。优选地，该平面为竖直平面。

在优选的实施方案中，流延箱具有给定的流延箱高度，并且棒状元件以基本上为流延箱高度的一半的高度定位在流延箱中。流延箱的高度被定义为沿竖直轴线的最高坐标值。参考点或“零点”被视为流延箱沿同一竖直轴线的最低坐标值。通常，流延箱的高度对应于侧壁的高度，这对于所有侧壁通常相同。“零点”通常对应于流延箱的底壁，其通常是水平的。如果高度不止一个，则将所有不同高度的平均值视为流延箱的高度。棒状元件的高度被视为其轴线的最高坐标值，参考值或“零”值仍为流延箱沿同一竖直轴线的最低坐标值。如果高度不止一个，则将所有不同高度的平均值视为棒状元件的高度。

在优选的实施方案中，在流延箱的后侧或上游侧(例如在流延箱的第一壁处)应用浆料，其中“上游”是指浆料流动的方向，流延叶片位于流延箱的前侧或下游侧(例如在流延箱的第二壁处)，并且棒状元件基本上位于流延箱更靠近流延叶片的那一半中，即更靠近在前侧或下游侧(例如在流延箱的第二壁处)，其中“下游”是指浆料流动的方向。优选地，棒状元件水平地定位成比流延箱的第一壁更靠近第二壁。在竖直方向上，其有利地位于流延箱高度的中间。

在优选的实施方案中，棒状元件包括涂层。更优选地，该涂层是可变形的。涂层优选为覆盖棒状元件的内部主体的外部涂层。该内部主体可包括各种机构，以允许其略微改变形状和/或振动，从而这些振动被机械地传递至外部涂层，以去除可能会粘附在棒状元件的外表面上的浆料。此类机构可包括例如在内部主体与外部涂层之间注入的脉动式压缩空气。

在优选的实施方案中，棒状元件是可自由旋转的。也就是说，它相对于其纵向旋转轴线可自由旋转。

在替代的优选实施方案中，流延设备包括用于旋转棒状元件的马达，即，该棒状元件被机动化旋转。棒状元件相对于其纵向旋转轴线具有机动化旋转运动。在这种情况下，棒状元件可交替地沿两个方向旋转，诸如来回运动，或者可沿浆料的旋转方向(或相反方向)连续旋转，旋转速度为如果不存在棒状元件，则在围绕棒状元件外径的区域或体积中，浆料的旋转速度应小于、等于或大于浆料的旋转速度。

优选地，棒状元件围绕旋转轴线旋转，该旋转轴线对应于棒状元件的中心纵向轴线。有利地，显著减少了浆料在旋转的棒状元件的外表面上的附聚。

优选地，该棒状元件是圆柱形的。

在优选的实施方案中，特别是在棒状元件可自由旋转的情况下，棒状元件本身被分成多个区，每个区可独立旋转。在这种情况下，有利地，棒状元件的旋转可沿其旋转轴线从一个区到另一个区纵向地变化。

在优选的实施方案中，流延箱包括相对的第三壁和第四壁，其中棒状元件包括第一端部和第二端部，该第一端部和第二端部连接到第三壁和第四壁，并且还包括位置变换器，其适于改变第一端部或第二端部与第三壁或第四壁的连接位置。

有利地，位置变换器允许选择棒状元件的位置。这样，优选地根据流延箱中的浆料的类型来选择对浆料运动产生最弱阻力的位置。因此，棒状元件与流延箱的连接方式允许棒状元件在流延箱内移动，从而可以调节棒状元件的纵向轴线的位置。

根据优选的实施方案，棒状元件具有到流延箱的第三壁和第四壁的固定附接件并且是柔性轴，因此棒状元件在流延箱的“死区”(该“死区”为浆料旋转速度最低的体积或区域)中的精确位置可通过浆料自身运动来自动调整，因为该“死区”是棒状元件产生对浆料运动的最弱阻力的体积。棒状元件优选地附接到流延箱的侧壁。优选地，棒状元件直接固定到流延箱的侧壁。更优选地，棒状元件分别在其第一端部和第二端部直接固定至流延箱的第三侧壁和第四侧壁。优选地，第一壁和第二壁平行于流延叶片的最长的主要尺寸，其又优选地基本垂直于流延方向。第三壁和第四壁优选地平行于流延方向。

根据替代的实施方案，棒状元件具有到流延箱的第三壁和第四壁的自由运动附接件并且是刚性轴，因此棒状元件在流延箱的“死区”中的精确位置可通过浆料自身运动来自动调整，因为该“死区”是流延箱的体积，在该体积中棒状元件产生对浆料运动的最弱阻力。优选地，自由运动附接件将棒状元件保持横向于第三壁和第四壁并且在流延箱的整个中心中。

在有利的实施方案中，流延设备包括适于调节容纳在流延箱中的浆料量的可控泵。流出流延箱的浆料的量-除其他方面以外-通过流延叶片和可移动支撑件之间存在的间隙和通过重力来控制。流延箱中的浆料的量具有预定水平，该水平优选保持基本恒定，以使得由浆料塔施加的压力保持基本相同。因此，每单位时间内基本上相同量的浆料流出流延箱。为了将浆料的量基本保持在相同水平，可控泵控制浆料向流延箱的流动。这样，可优选地根据容纳在流延箱中的浆料的水平来调节浆料的流动。为了控制这样的水平，在流延箱中或附近可存在水平传感器。有利地，水平传感器适于根据容纳在该流延箱中的该浆料的高度来将反馈信号发送到该可控泵。优选地，流延箱内的浆料的高度处于距流延箱的底部约50毫米至约400毫米之间的水平，以便具有适当的压力以使浆料从流延箱流出。水平传感器可将水平信号发送至控制单元，该控制单元可根据该水平信号来激活或停用泵或改变来自泵的浆料的流动速率。

在优选的实施方案中，该流延叶片与该可移动支撑件之间的平均距离在约0.1毫米至约2毫米之间，更优选地，该流延叶片与该支撑件之间的平均距离在约0.2毫米至约1.5毫米之间。均质化烟草材料的流延幅材的厚度与最终产品的质量和一致性有关。期望该厚度是均质化的，没有任何团块、聚结物、纤维和粗颗粒。

优选地，包含生物碱的材料的流延幅材在流延时的水分为约60％至约80％。优选地，用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的设备包括上述流延设备和用于干燥流延幅材的干燥器。优选地，该设备还包括卷绕机，以在干燥之后卷绕该流延幅材。优选地，该流延幅材在绕卷时的水分为烟草材料幅材干重的约7％至约15％。优选地，该流延幅材在绕卷时的水分为流延幅材干重的约8％至约12％。

本发明还涉及一种用于生产流延幅材的流延设备，该流延设备包括：流延箱，该流延箱具有包括相对第一壁和第二壁的流延箱壁，并适于容纳浆料；可移动支撑件；流延叶片，其适于将容纳在流延箱中的浆料流延到可移动支撑件上，以形成该包含生物碱的材料的流延幅材；以及位于流延箱内部并与浆料接触的棒状元件，该棒状元件分别位于距相对的第一壁和第二壁第一距离和第二距离处，以使得浆料可围绕该棒状元件流动。

附图说明

本发明的其他优点将在不受限地参考附图的情况下从其详细描述变得显而易见，其中：

-图1是根据比较实施方案的用于生产包含生物碱的材料的幅材的设备的示意性截面图，该设备包括用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备；

-图2是图1的设备的一部分的放大示意性截面图；

-图3是根据本发明的用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备的第一实施方案的示意性截面图；

-图4是根据本发明的用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备的第二实施方案的示意性截面图；并且

-图5至图8是根据本发明的用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备的另外四个实施方案的部件(棒状元件)的透视图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据比较实例的用于生产包含生物碱的材料的幅材的设备90，在该实例中为均质化烟草材料。

流延幅材1为流延片材。

在图1中，设备90包括包含浆料2和可移动支撑件(钢带20)的流延箱10。与流延箱10相关联的流延叶片70将容纳在流延箱10中的浆料2流延到可移动支撑件上，从而形成均质化烟草材料的流延片材。

在该实例中，可移动支撑件包括缠绕在一对相对的鼓21、22上的钢带。浆料通过流延叶片70流延到鼓21处的钢带20上，该浆料形成均质化烟草材料的连续片材。

经流延的浆料形成片材通过钢带20沿箭头24所限定的流延方向输送。设备90可进一步包括加热单元40，其中片材被逐渐加热并且被均匀地干燥。当经流延的片材干燥时，其形成均质化烟草材料的稍微固体的片材，其在鼓22处与钢带20分离。钢带20围绕鼓22运转并返回到流延箱10，如箭头26所示。

在制造过程中，流延箱10中的浆料2可能会聚结，形成“固体”、“团块”或“团簇”。

确实，参考图2，申请人发现浆料2在流延箱10内的循环或运动是由来自流延箱10的背面处的输入装置60(通常是连接至混合罐的类似水龙头的装置-未示出-浆料2在其中制造)的进入的浆料2的下落驱动的。例如，流延箱10包括相对的壁12、14，并且浆料2从输入装置60落到壁12上(参见在流延箱10的第一壁12处的箭头11)。下落以某种方式推动在流延箱10的底部处的该进入的浆料2(参见箭头13)。通过移动的钢带20朝向位于流延箱10的前出口处(位于流延箱10的第二壁14处，其中流延叶片70位于第二壁14附近)的流延叶片70的运动，浆料在流延箱10中移动。

对于大多数未流延的浆料2，存在圆形运动(参见箭头15)返回到输入区域，也就是说，浆料2在流延箱10内再循环。

由于浆料2的高粘度及其整体的低速，申请人发现浆料2的整体运动可描绘为层状层围绕稍微中心芯轴线旋转的运动。即使在每次转动时流延一小部分浆料2(即，仅流延通过流延叶片70下方的浆料)并且新进入的浆料2落入流延箱10内，该描述也是正确的。

浆料2在流延箱10内的此类行为在流延箱10的中心芯处(即所谓的中央“死区”16)产生特定的体积，在该处，转速几乎为零。在该死区中，浆料层碰撞并以非常低的速度彼此接触，导致浆料2聚结并形成边界。

参照图3，用附图标记101指示并表示了根据本发明的用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备的第一实施方案。

特别地，流延设备101适于生产包含生物碱的材料诸如均质化烟草材料的流延幅材。

流延设备101包括：容纳有浆料2的流延箱100和可移动支撑件，其中流延叶片70将容纳在流延箱100中的浆料2流延到可移动支撑件上，从而形成均质化烟草材料的流延片材。

流延箱100包括四个侧壁、相对的第一壁12和第二壁14以及相对的第三壁和第四壁(图3中未示出)，它们连接相对的第一壁12和第二壁14。流延叶片70与第二壁14处的流延箱100相关联。

可移动支撑件包括例如包括鼓组件的连续不锈钢带。鼓组件包括位于流延箱100下方的主鼓21，其移动可移动支撑件。优选地，流延箱100安装在主鼓21的顶部上。

不锈钢带缠绕在一对相对的鼓(在图3中示出了主鼓21)上并沿流延方向24移动。浆料通过流延叶片70流延到鼓21处的钢带20上，该浆料形成均质化烟草材料的连续片材。流延箱100具有与其底部相对应的开口17，并且开口17沿流延箱100的宽度延伸。开口17位于鼓21上方并接近该鼓。

进入的浆料2从流延箱100的背面处的输入装置60(特别是水龙头)引入到流延箱100中(参见第一壁12处的箭头11)，该输入装置将进入的浆料2“推入”流延箱100的底部(参见箭头13)，进入的浆料在此处与钢带20接触。

通常通过泵(在图3和图4中用61示意性地示出)将来自缓冲罐(未在图中示出)的浆料2转移到流延箱100中。优选地，泵包括流速控制器(在附图中不可见)，以控制引入到流延箱100中的浆料2的量。泵61有利地设计成确保将浆料转移时间保持在必要的最小限度。泵例如通过管(未在图中示出)流体连接到输入装置60，以向流延箱10供给浆料2。

流延箱100中的浆料2的量具有预定水平，该水平优选保持基本恒定，以使得由浆料2塔施加的压力保持基本相同。为了将浆料2的量基本保持在相同水平，泵61控制浆料2向流延箱100的流动。

输入装置60优选地用作分配器并且在流延箱10内分配浆料。

钢带20的运动使浆料2在流延箱10的前出口18处(在第二壁14处)朝向流延叶片70前进。流延叶片70将一部分浆料2流延到钢带20上，而其余大部分浆料2未被流延并且在流延箱100内部再循环。

流延叶片70与流延箱100相关联以便流延浆料。流延叶片70的主要尺寸是其纵向宽度。流延叶片70例如是大致矩形的。

流延叶片70优选地通过可调节板(图中未示出)附接到流延箱100，该可调节板允许对流延叶片70的位置的精确控制。

在流延叶片70和钢带20之间存在间隙，间隙的尺寸尤其决定了均质化烟草材料的流延幅材的厚度。

流延设备101还包括棒状元件80。

棒状元件80位于流延箱100内部并与浆料2接触。

棒状元件80分别位于距相对的第一壁12和第二壁14第一距离和第二距离处，使得浆料2可从中流过。

棒状元件80位于中心芯体积中，在根据比较实施方案的流延箱100中，即没有棒状元件的情况下，浆料的旋转速度将非常低或为零(参见图2)。中心芯体积对应于图2的中心“死区”16处和周围的体积。换句话讲，棒状元件是实心元件，其占据图2的流延箱10的死区16。

在图3的非限制性实例中，棒状元件80是基本圆柱形的轴，其限定了纵向旋转轴线并且沿该纵向轴线具有恒定的体积。优选地，该轴具有光滑的外表面。

优选地，在沿平行于流延方向24并且优选还垂直的平面的横截面中，棒状元件80的尺寸在约10毫米至约70毫米之间。更优选地，该尺寸在约25毫米至约45毫米之间。

优选地，棒状元件80的纵向轴线和流延叶片70的主要尺寸基本平行。因此，棒状元件80基本上垂直于流延方向24定位。

棒状元件80可具有到流延箱100的第三壁和第四壁的固定附接件(未示出)，并且-在这种情况下-其优选地是柔性的，因此在浆料2的转速最低的流延箱区域中的棒状元件80的精确位置可通过浆料自身运动来自动调节。

相反，如果棒状元件80是刚性的，则棒状元件80具有到流延箱100的第三壁和第四壁的自由运动附接件。这些自由运动附接件(未示出)使棒状元件80保持横向并且在流延箱100的整个中心，从而使棒状元件80在流延箱的具有浆料2最低旋转速度的区域中的精确位置将通过浆料自身运动来自动调节。

在棒状元件80的相对端部处设置有上述固定附接件和自由运动附接件。

可在棒状元件80的相对端部与流延箱100的相应的第三壁和第四壁之间设置位置变换器(也未示出)，该位置变换器适于改变棒状元件端部与第三壁或第四壁的连接位置，以便根据流延箱100中的浆料类型来选择对浆料运动产生最弱阻力的棒状元件80的位置。

棒状元件80相对于其纵向旋转轴线可以是静态的、可自由旋转的或机动化旋转的，其与棒状元件80的中心纵向轴线重合。

特别地，在棒状元件80可相对于纵向旋转轴线自由旋转的情况下，棒状元件80可被划分为多个区(在附图中不可见)，每个区可独立地旋转。

在棒状元件80相对于纵向旋转轴线机动化地旋转的情况下，流延设备101包括用于使棒状元件80旋转的马达(在附图中不可见)。

如图3所示，流延箱100具有给定的流延箱高度，并且棒状元件80以基本上为流延箱高度的一半的高度定位在流延箱100中。

浆料2在输入装置60处被供应，该输入装置位于流延箱100的后侧或上游侧处(靠近流延箱100的第一壁12)，而流延叶片70位于流延箱100的前侧或下游侧处(在流延箱100的第二壁14附近)。沿流延方向24，棒状元件80基本上位于流延箱100的中间，在第一壁12和第二壁14之间。

参照图4，用附图标记102指示并表示了根据本发明的用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备的第二实施方案。

图4的流延设备102与图3的流延设备101的区别在于，棒状元件80在流延箱100内部的位置不同。图4的流延设备102的所有其余部件和零件与图3的流延设备101的那些相同。相同的附图标记用于图3和图4的本发明的对应部件和部分，并且为了简洁起见，不再重复相对描述。

作为图3的棒状元件80，图4的棒状元件80以基本上为流延箱高度的一半的高度定位在流延箱100中。

沿流延方向24，图4的棒状元件80基本上以流延箱100的一半高度靠近流延叶片70定位。优选地，棒状元件水平地定位成比流延箱100的第一壁12更靠近第二壁14。

在图4中，示出了两条交叉的虚线7、8。两条虚线7、8分别是水平的和竖直的，并且在点9处交叉。水平虚线7以大致为流延箱高度的一半的高度定位在流延箱100中。竖直虚线8基本上位于流延箱100的中间，即线8与第一壁12之间的距离与线8与壁14之间的距离相同。点9对应于图3的实施方案中的棒状元件80的轴线的位置。不同地，在图4的实施方案中，棒状元件80的轴线位于水平虚线7上并且在竖直虚线8与第二壁14之间。

参照图5至图8，示出了定位在根据本发明的流延设备101和102中的棒状元件的另外四个实施方案，并用附图标记180、280、380、480表示。

在图3和图4的实施方案中，棒状元件80是基本圆柱形的轴。优选地，该轴具有光滑的外表面。

根据图5至图8的实施方案，棒状元件180、280、380、480具有各自的外表面182、282、382、482，这些外表面182、282、382、482中的每个包括翅片和/或凹槽和/或纹理。外表面182、282、382、482具有基本圆柱形的形状。

图5的棒状元件180包括从外表面182突出的连续螺旋翅片184。连续螺旋翅片184具有与棒状元件180的纵向轴线181重合的轴线。

图6的棒状元件280包括形成在外表面282中的多个凹槽284。凹槽284基本平行于棒状元件280的纵向轴线281对齐。

图7的棒状元件380包括从外表面382突出的多个翅片384。翅片384是交错的，并且相对于棒状元件380的纵向轴线381具有基本相同的倾斜度。

图8的棒状元件480包括从外表面482突出的多个翅片484、486。翅片484、486是交错的，并且相对于棒状元件480的纵向轴线481具有基本上两个各自不同的倾斜度。

根据其他实施方案(未示出)，图3和图4的棒状元件80可在其基本圆柱形的外表面上具有机动化的翅片和/或搅拌器。根据此类实施方案，翅片或搅拌器的形状被选择为使得它们的能量被转化为浆料2的运动或剪切应力。增加浆料2的运动将甚至更多地防止低速区域，同时在浆料2中产生剪切应力(例如，通过使用分散叶片搅拌器)将有助于抑制浆料2的可能团簇。

流延设备101或102的功能如下。将优选地将烟草粉末和其他成分混合并组合而形成的浆料2从缓冲罐(未示出)转移至流延箱100内部的流延设备101。

由于任何棒状元件80、180、280、380、480的存在，在流延箱100内部不存在浆料速度非常慢的“死区”。在基本上由浆料占据的流延箱的任何体积中，后者以不同于零的速度运动。将浆料2流延成膜厚均匀且均匀化的流延幅材1的步骤在可移动支撑件(例如不锈钢带)上进行。流延步骤包括将浆料2从混合槽转移到流延箱100。此外，它优选地包括通过合适的传感器来监测流延箱100中的浆料的水平，流延箱100内部的浆料的水分以及浆料2的密度。

优选在流延之后立即监控均质化烟草材料的流延幅材1的厚度和通过核子规测量的克重，并使用浆料测量装置进行反馈控制。通过流延叶片70与可移动支撑件形成间隙来进行流延，该间隙也可以被反馈控制。

此外，流延设备101、102可以是用于生产流延片材的较大设备的一部分。在该设备(未示出)中，流延幅材1通过干燥设备进行干燥步骤。该干燥设备包括多个单独的干燥区域。每个干燥区域优选地包括在支撑件的底侧上加热的蒸汽和在可移动支撑件上方的经加热的空气，并且优选地还包括可调节的排气控制。在干燥设备内，将均质化烟草幅材干燥到支撑件上所需的最终水分。

干燥步骤优选包括在具有单独可控区域的环形不锈钢带式干燥机中均匀且温和地干燥流延幅材1。在干燥期间，优选地执行在每个干燥区域的流延幅材1的温度的监测步骤，以确保在每个干燥区域的温和干燥曲线。通过底部和顶部空气干燥的蒸汽锅加热将流延幅材1在钢带20上干燥至所需的最终水分。每个干燥区域均配备蒸汽流量和压力控制，并且空气温度和空气流量完全可调，以提供所需的干燥曲线并确保遵守产品停留时间。

优选地，在流延步骤和干燥步骤结束时，从支撑件上除去均质化烟草幅材。优选在干燥站之后以合适的含水量对流延幅材1进行刮除。流延幅材优选地经过二次干燥过程以去除流延幅材1的进一步水分含量以达到水分目标或规格。优选地，在该二次干燥步骤中，将流延幅材1放置在线圈上，使得可以容易地从流延幅材1的两个表面去除水分。在干燥步骤之后，流延幅材1优选在缠绕步骤中被缠绕成一个或多个卷筒，例如以形成单个主卷筒。然后，可以通过切开和小卷筒成形工艺将该主卷筒用于进行较小卷筒的生产。较小筒管可随后用于生产气溶胶生成制品(未示出)。

Claims (14)

1.一种用于生产包含生物碱的材料的流延幅材的流延设备，所述流延设备包括：

流延箱，所述流延箱具有包括相对的第一壁和第二壁的流延箱壁，并适于容纳浆料；

可移动支撑件；

流延叶片，所述流延叶片适于将容纳在所述流延箱中的所述浆料流延到所述可移动支撑件上，从而形成所述包含生物碱的材料的流延幅材；以及

棒状元件，所述棒状元件位于所述流延箱的内部并与所述浆料接触，所述棒状元件分别位于距相对的所述第一壁和所述第二壁第一距离和第二距离处，使得所述浆料能够围绕所述棒状元件流动。

2.根据权利要求1所述的流延设备，其中所述棒状元件能够绕轴线旋转。

3.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述可移动支撑件适于沿流延方向移动，并且其中所述棒状元件被定位成基本上垂直于所述流延方向。

4.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述棒状元件具有外表面，并且所述棒状元件包括从所述外表面突出的多个翅片。

5.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述棒状元件和所述流延叶片之间的距离沿所述棒状元件的主要尺寸基本恒定。

6.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述棒状元件的轴线和所述流延叶片的主要尺寸基本平行。

7.根据权利要求1或2所述的流延设备，包括连接至所述棒状元件的振动器装置，所述振动器装置适于使所述棒状元件振动。

8.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述可移动支撑件适于沿流延方向移动，并且其中所述棒状元件在平行于所述流延方向的横截面中的尺寸在10毫米与70毫米之间。

9.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述流延箱具有给定的流延箱高度，并且所述棒状元件以基本上为所述流延箱高度的一半的高度定位在所述流延箱中。

10.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述棒状元件包括涂层。

11.根据权利要求2所述的流延设备，其中所述棒状元件能自由旋转。

12.根据权利要求2所述的流延设备，包括用于旋转所述棒状元件的马达。

13.根据权利要求2所述的流延设备，其中所述棒状元件被划分为多个区，每个区能独立地旋转。

14.根据权利要求1或2所述的流延设备，其中所述流延箱包括相对的第三壁和第四壁，并且其中所述棒状元件包括第一端部和第二端部，所述第一端部和第二端部连接到所述第三壁和第四壁，并且还包括位置变换器，所述位置变换器适于改变所述第一端部或第二端部与所述第三壁或第四壁的连接位置。

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