CN113194760B - 用于生产多个含有生物碱的材料片材的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产多个含有生物碱的材料片材的方法，所述方法包括以下步骤：(100)在罐中提供包括含有生物碱和水的材料的浆料；(101)为所述罐提供多个出口；(102)将浆料从所述出口供应于可移动支撑件上，以便形成多个平行的含有生物碱的材料片材；以及·将所述平行的含有生物碱的材料片材分开保持在所述可移动支撑件上，同时移动所述可移动支撑件。本发明还涉及一种用于生产多个含有生物碱的材料片材的设备(1)。

Description

用于生产多个含有生物碱的材料片材的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于生产多个含有生物碱的材料片材的方法和设备。特别地，本发明涉及一种用于生产多个材料片材的方法和设备，所述材料片材用于使用在气溶胶生成制品中，诸如香烟或“加热不燃烧”型含生物碱产品。
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。
均质化烟草材料最常使用的形式是再生烟草片材和流延叶(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，例如通过将粘稠的浆料浇注于移动的金属带上以产生所谓的流延叶。替代性地，可使用具有低粘度和高含水量的浆料在类似造纸的工艺中形成再生烟草。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，以生产适于香烟和其它吸烟制品的烟草切丝填料。用于制造这类均质化烟草的工艺例如在欧洲专利EP 0565360中公开。
在上述工艺中，将浆料浇注在诸如移动带的基材上，接着将其加热以获得材料片材，该材料片材可以被进一步处理以获得用于气溶胶生成制品的组分。上面带有流延片材的移动带在长的“干燥机”内移动，其中温度控制为逐步加热和干燥片材。
在干燥相对较宽的片材之后，将其分成较小的区段，接着将其卷绕成“小”卷筒。替代性地，创建大的“主卷筒”，将整个片材卷绕成“大”卷筒，然后储存。当需要进一步加工片材时，将主卷筒切成较小的卷筒，更易于处理。
每次执行这些工艺步骤时，由于片材固有的易碎性及其“粘性”，始终存在折断片材或其较小区段的风险。
需要一种方法和设备，该方法和设备简化上述工艺，注意包括生物碱的材料片材的特定特性，以在制造期间将对其的损害最小化。
发明内容
本发明涉及一种用于生产多个含有生物碱的材料片材的方法，所述方法包括以下步骤：在罐中提供浆料，所述浆料包括含有生物碱和水的材料；为所述罐提供多个出口；将浆料从所述出口供应于可移动支撑件上，以便形成多个平行的含有生物碱的材料片材；以及将所述平行的含有生物碱的材料片材分开保持在所述可移动支撑件上，同时移动所述可移动支撑件。
根据本发明，由所述浆料同时形成多个片材。所述片材彼此平行地布置在同一可移动支撑件上。这样，因为已经生产了“较小”的片材而无需延长生产时间(因为若干片材并行生产)，所以无需在生产片材后对其进行分切。此外，片材的较小尺寸还可允许更快和更均匀的干燥。
如本文所使用的，术语“片材”表示宽度和长度大幅度大于其厚度的层状元件。平行片材的组合宽度优选大于约10毫米，更优选大于约20毫米或约30毫米。甚至更优选地，含有生物碱的材料片材的宽度在约60毫米至约2500毫米之间。包含生物碱的材料片材的厚度优选在约50微米至约300微米之间，更优选地，片材的厚度在约100微米至约250微米之间，甚至更优选在约130微米至220微米之间。
连续的“片材”在本文中称为“幅材”。
如本文所用，术语“可移动支撑件”表示包括可在至少一个纵向方向上移动的表面的任何装置。可移动支撑件可以形成闭合环，以便在一个方向上提供不间断的运输能力。可移动支撑件可包括传送带。可移动支撑件可以基本上是平的，并且可以示出结构化或非结构化表面。可移动支撑件在其表面上可以没有开口，或者可以包括孔，孔的大小优选使得孔对于沉积在所述表面上的浆料是不可渗透的。可移动支撑件可以包括片状可移动和可弯曲的带。带可以由金属材料制成，所述金属材料包括但不限于钢、铜、铁合金和铜合金。带可以由橡胶制成。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。
如本文所使用的，术语“浆料”表示液体状、粘稠或糊状材料，其可以包含不同的液体状、粘稠或糊状材料的乳液，并且其可以含有一定量的固态颗粒，前提条件是浆料仍显示出液体状、粘稠或糊状性能。
“含有生物碱的材料”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。
优选地，含有生物碱的材料包括均质化烟草材料。因此，在这种情况下，生物碱是尼古丁。如本文所使用的，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。
均质化烟草材料最常使用的形式是再生烟草片材和流延叶。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。浆料接着用于形成烟草幅材。例如，通过将粘稠的浆料流延到移动金属带上来产生所谓的流延叶。替代性地，可使用具有低粘度和高含水量的浆料在类似造纸的工艺中形成再生烟草。
烟草的片材材料可以被称作再生片材材料并且使用颗粒烟草(例如，再生烟草)或烟草颗粒掺合物、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、挤出、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状材料；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。
除烟草外，均质化烟草片材通常还包括粘合剂。此外，它可以包括气溶胶形成剂，诸如瓜尔胶和甘油。
术语“气溶胶形成基材”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。通常，气溶胶形成基材在加热时释放挥发性化合物。气溶胶形成基材可以包括含有生物碱的材料，所述生物碱含有挥发性生物碱风味化合物，所述挥发性生物碱风味化合物在加热时从气溶胶形成基材释放。气溶胶形成基材可以包括均质化烟草材料。
为了形成含有生物碱的材料片材而形成浆料。
浆料可包括多种不同的组分或成分。这些组分可能影响含生物碱的材料的流延幅材的性质。第一成分是含有例如以粉末形式的生物碱的材料。此材料可以是例如烟草粉末掺合物，其优选地含有浆料中存在的大部分烟草。烟草粉末掺合物是均质化烟草材料中大部分烟草的来源，因此使最终产品具有风味，例如使通过加热均质化烟草材料而产生的气溶胶具有风味。
优选地，含有生物碱的材料的粉末大小在约0.03毫米至约0.12毫米之间。含有生物碱的材料的颗粒或粉末的大小是指Dv95的大小。上面列出的每个值均表示粒度的Dv95。Dv95中的“v”表示考虑了体积分布。体积分布的使用引入了等效球体的概念。等效球体是与具有我们正在测量的性质的真实颗粒相等的球体。因此，对于光散射方法，它是这样的球体，该球体将产生与真实颗粒相同的散射强度。这基本上是具有相同体积的颗粒的球体。此外，Dv95中的“95”表示直径，其中分布的百分之九十五具有较小的粒径，而百分之五具有较大的粒径。因此，粒径是根据体积分布的大小，其中95％的颗粒(具有与颗粒基本相同体积的对应球体)的直径小于所述值。60微米的粒径表示95％的颗粒的直径小于60微米，其中所述直径是具有对应体积的球体而不是颗粒的直径。
使用Horiba LA 950或LA 960粒径分布分析仪测量颗粒的Dv95大小。HORIBA LA-960粒径分析仪使用激光衍射法来测量大小分布。该技术利用从颗粒散射(边缘衍射)和穿过颗粒(二次散射折射)的光使用第一原理来计算大小。LA-960结合了Mie散射理论。
可以将粘合剂添加到浆料中以便增强均质化片材的拉伸性质。可以将气溶胶形成剂添加到浆料中以促进气溶胶的形成。另外，为了达到对于流延含有生物碱的材料的幅材来说最优的特定粘度和湿度，可将水添加到浆料中。
添加到浆料中的粘合剂的量可以为以浆料的干重计约1％至约5％。更优选地，其为约2％至约4％。浆料中使用的粘合剂可以是本文所述的胶或果胶中的任一种。粘合剂可确保含有生物碱的材料(诸如烟草)的粉末保持基本上分散在整个均质化烟草幅材中。尽管可以采用任何粘合剂，但是优选的粘合剂是：天然果胶，诸如水果、柑桔或烟草果胶；瓜尔胶，诸如羟乙基瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶；槐豆胶，诸如羟乙基和羟丙基槐豆胶；海藻酸盐；淀粉，诸如改性或衍生淀粉；纤维素，诸如甲基、乙基、乙基羟甲基和羧甲基纤维素；罗望子胶；右旋糖酐；普鲁兰多糖(pullalon)；魔芋粉；黄原胶等。用于本发明的特别优选的粘合剂是瓜耳胶。
含生物碱材料的浆料中所包含的合适的气溶胶形成剂在本领域中是已知的，并且包括但不限于：一元醇，如薄荷醇；多元醇，诸如三甘醇、1,3-丁二醇和甘油；多元醇的酯，诸如甘油单、二或三乙酸酯；以及一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯，诸如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯。
优选的气溶胶形成剂的示例是甘油和丙二醇。
浆料可以具有以干重计大于约5％的气溶胶形成剂含量。浆料可以具有以干重计约5％至约30％重量的气溶胶形成剂含量。更优选地，气溶胶形成剂占浆料干重的约10％至约25％。更优选地，气溶胶形成剂占浆料干重的约15％至约25％。
为了增加作为增强剂的生物碱材料幅材的拉伸强度，优选地将含纤维素纤维的纤维素浆状物添加到浆料中。
在浆料中引入纤维素纤维通常会增加含有生物碱的材料片材的拉伸强度，从而用作增强剂。因此，添加纤维素纤维可以增加含有生物碱的材料片材的回弹性。含生物碱材料片材的浆料中所包含的纤维素纤维是本领域中已知的，并且包括但不限于：软木纤维、硬木纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、烟草纤维以及其组合。除制浆以外，纤维素纤维可以经受合适的工艺，诸如精制、机械制浆、化学制浆、漂白、硫酸盐制浆及其组合。纤维素纤维可以包括烟草梗材料、茎或其他烟草植物材料。优选地，纤维素纤维(诸如木纤维)包含低木质素含量。替代性地，纤维(诸如植物纤维)可以与上述纤维一起使用或用于包含竹材的替代物中。纤维素纤维的长度有利地为约0.2毫米至约4毫米。优选地，纤维素纤维的单位重量的平均长度为约1毫米至约3毫米。另外，优选地，以浆料(或均质化烟草片材)总重量的干重计，纤维素纤维的量占约1％至约7％。
纤维的平均长度是指通过由Techpap SAS商业化的MORFI COMPACT测量的纤维的真实长度(无论它们是卷曲的还是扭结的)。平均长度是通过MORFI COMPACT在N根纤维上测量的纤维的测量长度的数学平均值，其中N>5。MORFI COMPACT是一种纤维分析仪，它可以根据纤维的架构测量纤维的长度，从而测量其实际展开长度。如果被测对象的长度在200微米至10000微米之间并且其宽度在5微米至75微米之间，则认为被测对象是纤维。当将去离子水添加到纤维中并使用Morfi软件时，即可测量纤维长度。
粘合剂和纤维素纤维优选地以约1:7至约5:1的重量比被包括在内。更优选地，粘合剂和纤维素纤维以约1:1至约3:1的重量比被包括在内。
粘合剂和气溶胶形成剂优选地以约1:30至约1:1的重量比被包括在内。更优选地，粘合剂和气溶胶形成剂以约1:20至约1:4的重量比被包括在内。
优选地，所述含有生物碱的材料是烟草。粘合剂和烟草颗粒优选地以约1:100至约1:10的重量比被包括在内。更优选地，粘合剂和烟草颗粒以约1:50至约1:15的重量比被包括在内，甚至更优选地以约1:30至1:20的重量比被包括在内。
气溶胶形成剂和烟草颗粒优选地以约1:20至约1:1的重量比被包括在内。更优选地，气溶胶形成剂和烟草颗粒以约1:6至约1:2的重量比被包括在内。
气溶胶形成剂和纤维素纤维优选地以约1:1至约30:1的重量比被包括在内。更优选地，气溶胶形成剂和纤维素纤维以约5:1至约15:1的重量比被包括在内。
纤维素纤维和烟草颗粒优选地以约1:100至约1:10的重量比被包括在内。更优选地，纤维素纤维和烟草颗粒优选地以约1:50至约1:20的重量比被包括在内。
由含有生物碱、水以及优选地上述一些或所有成分的材料形成的浆料可以例如被容纳在罐中。浆料可以从其他位置到达罐。因此，罐可以不是形成浆料的地方。例如，浆料可以在筒仓中形成，浆料从该筒仓经由合适的管道转移到罐。
罐内的浆料优选保持在大致环境温度，即，约15摄氏度至约30摄氏度。
浆料从罐转移到可移动支撑件以形成多个片材。优选地，片材形成在可移动支撑件(例如传送带)的表面上。可移动支撑件移动所沿的方向定义了运输方向。
优选地，罐位于可移动支撑件的上方，并且可移动支撑件的在其上形成片材的表面优选地形成基本水平的表面。
优选地，将浆料连续地供应到罐中，同时将浆料供应到可移动支撑件上，以形成多个连续的含有生物碱的材料片材。因此，筒仓和罐优选地流体连接，以便允许浆料从一个流动到另一个。
优选地，例如借助合适的传感器来检查罐内的浆料的水平。优选地，借助泵将浆料引入罐中。更优选地，存在反馈控制回路，其中来自传感器的有关浆料水平的信号可以改变泵输出。
这样，优选地在罐中保持预定量的浆料。
罐优选地是箱形的。优选地，罐包括壁。更优选地，壁又包括侧壁。侧壁可以包括第一和第二对相对壁，称为第一、第二、第三和第四侧壁。侧壁有利地基本竖直，或相对于竖直平面倾斜。第一和第二侧壁以及第三和第四侧壁彼此面对。优选地，罐的壁还包括底壁。
罐包括多个出口。出口例如形成在罐的壁上，例如形成在底壁中。罐中形成的出口可以以任何构型布置。优选地，它们沿着一条线分布。出口可以位于从罐延伸的管道的端部。在这种情况下，罐可以有一个孔——例如在底壁上——主管道从该孔延伸。然后主管道分支成多个管道，每个管道都以出口结束。替代性地，在罐中——例如在底壁中——形成多个孔，多个管道从所述多个孔延伸，每个管道从孔开始并以出口结束。因此，在这种情况下，出口可以位于管道的端部，这些管道将浆料供应到可移动支撑件。
浆料从出口分配到可移动支撑件。
可以将浆料直接施加在可移动支撑件上，或者可以在可移动支撑件与罐之间插入一个或多个基材片材，使得将浆料施加到基材片材。基材片材可以定位在可移动支撑件上。
优选地，两个最近的相邻出口之间的距离在所有出口之间保持恒定。
考虑罐的底壁定义(X,Y)平面，其中X平行于运输方向，而侧壁(至少对于分量)沿与(X,Y)平面平行的Z轴延伸，优选地，出口形成平行于Y轴的线。然而，出口可以布置成多条平行线。
移动的支撑件优选地沿纵向方向(运输方向)移动，以便去除从出口排出的浆料。可移动支撑件的垂直于运输方向的尺寸称为可移动支撑件的宽度。支撑件可以包括例如不锈钢可移动带。支撑件优选地由滚筒移动，该滚筒适于使可移动支撑件行进。滚筒还适于与用于含生物碱材料片材的可移动支撑件热接触。
所述多个出口在不同位置将浆料分配到可移动支撑件上或分配到放置在可移动支撑件上的基材片材上。由于可移动支撑件沿运输方向移动的事实，所分配的浆料形成了不同的浆料片材，对于每个不同的出口有一个浆料片材，其沿运输方向延伸。形成在可移动支撑件上的片材在与运输方向垂直的方向上的尺寸称为片材的宽度。
优选地，每个片材的宽度优选地在约10毫米至约300毫米之间。优选地，从出口同时形成的所有片材具有基本相同的宽度。
优选地，从出口形成的片材不重叠，即，每个片材的一个表面与可移动支撑件或基材片材接触。片材不位于另一片材的顶部。优选地，从不同出口形成的不同片材之间不存在接触。
在可移动支撑件的运动期间，片材保持彼此分开。在不保持片材分开的情况下，由于浆料的基本液态或糊状状态，这些片材将趋于彼此结合而形成单个片材。因此，由位于不同位置的出口形成的平行片材保持分开，同时可移动支撑件沿运输方向运输平行片材。
这样，同时形成多个片材，每个片材具有相对“小的”宽度，该宽度适用于进一步的加工步骤，例如用于形成气溶胶生成制品。避免了如沿着运输方向将片材分成多个较小片材的步骤。
优选地，至少在可移动支撑件的一部分上提供基材片材。优选地，提供与出口数量相等数量的基材片材。浆料因此沉积在基材片材上方，使得它们一起形成多个含有生物碱的材料片材。
基材片材优选为包含纤维的基材片材。基材片材可以用于形成包含拉伸强度相对较高的生物碱的材料片材。它可以与低纤维含量的浆料一起使用，以增强所得的含有生物碱的材料片材。
包含纤维的基材片材通常是相对“强”的片材，其拉伸强度使得其可以在辊之间运输，而不需要其必须接触的任何其他基材。基材片材的拉伸强度优选地在约0.1牛顿/(毫米)2至约1牛顿/(毫米)2之间。
基材片材可以由天然或合成的不同材料制成，包括纤维素、洋麻、竹浆、棉、丝绸、木材或其组合。材料的选择是根据对包括含生物碱材料的最终片材预期的机械性质进行的。
基材片材中的纤维可以是编织的或未编织的。如果是未编织的，则纤维可以定向成主要在一个方向上。而且，纤维可以例如是随机定向的。如果是编织的，则可以使用各种图案。基材片材可以包含纤维垫。纤维可以随机布置、展平成片材或编织成织物。基材片材可以包括粘合剂以将纤维保持在一起。粘合剂可以包括甲基纤维素。
优选地，基材片材是编织片材。编织片材是纤维缠结在一起的片材。并非所有纤维都需要缠结，而是其中一部分缠结。编织片材允许获得均匀且相对较高的机械强度。
基材片材中的纤维含量优选地低于50克/(米)2。
基材片材优选地包含纤维素纤维。形成片材的纤维素纤维是本领域中已知的，包括但不限于：软木纤维、硬木纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、烟草纤维及其组合。除制浆以外，纤维素纤维可以经受合适的工艺，诸如精制、机械制浆、化学制浆、漂白、硫酸盐制浆及其组合。纤维素纤维可以包括烟草梗材料、茎或其他烟草植物材料。优选地，纤维素纤维(诸如木纤维)包含低木质素含量。替代性地，纤维(诸如植物纤维)可以与上述纤维一起使用或用于包含竹材的替代物中。
包含纤维的基材片材包括平均纤维长度在约0.7毫米至约50毫米之间的纤维。更优选地，包含纤维的基材片材的纤维的平均纤维长度在约1毫米至约25毫米之间。更优选地，包含纤维的基材片材的纤维的平均纤维长度在约1毫米至约10毫米之间。更优选地，包含纤维的基材片材的纤维的平均纤维长度在约1毫米至约5毫米之间。甚至更优选地，包含纤维的基材片材的纤维的平均纤维长度在约1.2毫米至约1.8毫米之间。
纤维的平均长度是指通过由Techpap SAS商业化的MORFI COMPACT测量的纤维的真实长度(无论它们是卷曲的还是扭结的)。平均长度是通过MORFI COMPACT在N根纤维上测量的纤维的测量长度的数学平均值，其中N>5。MORFI COMPACT是一种纤维分析仪，它可以根据纤维的架构测量纤维的长度，从而测量其实际展开长度。如果被测对象的长度在200微米至10000微米之间并且其宽度在5微米至75微米之间，则认为被测对象是纤维。当将去离子水添加到纤维中并使用Morfi软件时，即可测量纤维长度。
基材片材定义彼此相对的第一表面和第二表面。第一表面或第二表面可以是基本平坦的表面。第一表面或第二表面可以是水平的——即平行于水平面——或倾斜的。
第二表面优选地与可移动支撑件接触，而浆料沉积在第一表面上。
与基材片材接触的浆料可以被基材片材完全吸收或吸附。浆料可以在基材片材的第一表面上形成层，称为第二层。浆料可以部分地被基材片材吸收或吸附，并且部分地涂覆基材片材的第一表面。
优选地，浆料的施加可以在基材片材上形成第二层。基本上，在基材片材的第一表面上形成浆料的涂层。
浆料的施加可以用浆料浸渍基材片材。
取决于基材片材的组成或浆料的组成，或者取决于基材片材和浆料两者的组成，例如取决于浆料中所含的水或粘合剂的量，浆料可以最低程度地、部分地或大部分地被基材片材吸收或吸附。如果浆料仅最低程度地或部分地被基材片材吸收，则在施加有浆料的基材片材的表面上形成第二层，并且形成多层片材。
如果发生吸着过程——其中浆料被基材片材吸收或吸附——则基材片材被浆料浸渍。浆料可以被基材片材完全吸收。浆料还可以形成涂层并浸渍基材片材。
吸着是一种物理和化学过程，通过该过程，一种物质会附着至另一种物质。吸着的具体情况是：吸收，其中一种状态下的物质掺入另一种不同状态下的物质，这种液体浆料被固体基材片材吸收；或吸附，其中离子和分子物理粘附或键合在另一相的表面上。
由基材片材和施加到第一表面上的浆料形成的所得片材可以在垂直于基材片材的第一表面截取的横截面中具有不同的组成。在第二表面处，可以存在最低浓度的浆料。在第一表面处，可以存在最高浓度的浆料。在第一表面与第二表面之间，基材片材的材料和浆料的组合可以以不同的浓度存在。
优选地，所述方法包括同时干燥平行的含生物碱材料片材的步骤。在浇注之后，优选地将片材干燥以降低其含湿量并接着“硬化”。为了干燥片材，可以使用干燥站，简称“干燥机”。将所有片材一起干燥以加快该过程。此外，对相对于较宽片材“较小”的片材进行干燥可以使片材本身更均匀地干燥，从而最大程度地减少了产生的缺陷。
在干燥站中，优选地升高片材的温度，使得可以降低片材内部的湿度。优选地，在浇注时所述片材的水分——即浆料的水分——在约60％至约80％之间。优选地，在干燥结束时所述片材的水分为含生物碱材料片材总重量的约7％至约15％。优选地，在干燥结束时所述含生物碱材料片材的水分为含生物碱材料片材总重量的约8％至约12％。在浇注时和干燥过程结束时浆料的湿度是控制的重要参数，因为它会影响片材的均匀性以及在后续生产步骤中含生物碱材料片材的可制造性。
已发现浆料的理想湿度水平在约60％至约80％之间。在此优选范围以下，在浇铸时浆料的密度使其频繁地造成在形成的片材中出现缺陷。而且，该范围之外的湿度水平可能导致片材的拉伸强度降低，这可能使得在后续加工步骤中高效处理含生物碱材料片材复杂化。因此，需要在干燥步骤期间从片材去除的多余水分相对较高。
水分的去除优选地通过暴露于加热的流体流来进行。例如，加热的流体可以是干燥空气，其中干燥空气的温度高于浇注片材的温度。也可以使用蒸汽。
优选地，将浆料从所述出口供应于可移动支撑件上的步骤包括将所述浆料喷洒或喷射到所述可移动支撑件上的步骤。为了将浆料从罐供应到可移动支撑件，可以例如通过合适的喷嘴或枪将浆料喷洒或喷射到可移动支撑件上。因此，可以实现简单有效的片材的形成。
优选地，所述方法包括以下步骤：独立地调节从所述多个出口中的每个出口供应的所述浆料的压力或流速。优选地，出口的至少一个流速独立于其他流速而被调节。更优选地，所述方法包括以下步骤：基于从同一出口供应的所述浆料的所述流速，改变从多个出口中的每个出口供应的所述浆料的所述压力。优选地监测离开每个出口的所述浆料的量和压力。该监测可以是反馈回路的一部分，使得可以取决于单位时间施加到可移动支撑件上的浆料量来改变将浆料喷射或喷洒到可移动支撑件上的压力。因此获得了浆料在可移动支撑件上的最佳分配。另外，用于形成所述多个片材中的每个片材的浆料的量优选地是相同的。
优选地，所述方法包括搅拌所述罐中的所述浆料的步骤。浆料通常已经以混合状态到达罐中。为了在罐中位于不同位置的所有出口处获得具有基本相同特性的浆料，还优选地例如借助混合装置(诸如螺旋输送机)在罐内进行搅拌。另外，持续的搅拌或混合避免了浆料的某些部分变干。
优选地，所述方法包括在所述多个出口中的一个或多个出口处或在所述罐内加热所述浆料的步骤。“热”浆料是粘性较小的浆料，因此其更容易分配到可移动支撑件上——尤其是通过喷洒或喷射分配。优选地，所述出口处的所述浆料的温度在约20摄氏度至约50摄氏度之间。
优选地，所述方法包括使从多个出口中的一个或多个出口供应的浆料流相对于所述可移动支撑件定向。优选地，可以调整来自所述罐的所述浆料到达所述可移动支撑件所沿着的方向。优选地，也可以改变所述浆料流的形状。这样，可以使浆料流适应于要获得的期望的片材，从而在片材形成中获得更好的精度。
本发明还涉及一种用于生产多个含有生物碱的材料片材的设备，所述设备包括：适于容纳浆料的罐，所述罐具有多个出口；可移动支撑件，所述可移动支撑件适于沿运输方向移动；多个分隔件，所述多个分隔件定位成平行于所述运输方向并且与所述可移动支撑件的表面接触，所述分隔件将所述可移动支撑件的所述表面分成多个区段；其中所述多个出口中的每个出口位于区段的上方。
已经针对该方法描述了这种设备的优点，在此不再赘述。来自罐的浆料经由出口转移到可移动支撑件。为了使浆料片材彼此分开，可移动支撑件在其一个表面(优选为面对罐的表面)上包括多个分隔件，使得形成各种片材的浆料被“限制”在其由分隔件限定的空间中，即，它被限制于可移动支撑件表面的有限部分。
每个出口进给可移动支撑件的由分隔件形成的区段。优选地，所述多个出口中的每个出口进给不同的区段，但是也可以是多于一个的出口进给同一区段的构型。
优选地，所述设备在所述多个出口中的每个出口处包括喷洒或喷射枪。该枪——例如位于从每个出口延伸的管道的端部——用于将浆料喷洒或喷射到可移动皮带的其区段上。
优选地，所述设备包括在所述多个出口中的每个出口处的压力调节器。优选地，所述设备包括在所述多个出口中的每个出口处的流量计。优选地，存在对从所述罐到所述可移动支撑件的所述浆料流的参数的控制。
优选地，所述区段在与所述运输方向垂直的方向上的宽度优选地在约10毫米至约300毫米之间。优选地，所述多个片材中的每个片材的宽度使得其等于或类似于分离“主”片材获得的小卷筒的“标准”宽度，使得小片材可以立即经受进一步的加工步骤以获得例如气溶胶生成制品。
优选地，所述区段在与所述运输方向垂直的方向上的高度优选地在约10毫米至约100毫米之间。优选地，所述多个片材中的每个片材的厚度在约5毫米至约20毫米之间。优选地，所述多个片材中的所有片材的厚度基本相同。这些区段的高度——其中高度是指与浆料在其上沉积的可移动支撑件表面基本垂直的尺寸——足够宽以容纳获得这种片材厚度所需的浆料量。
优选地，所述多个出口中的每个出口的尺寸或形状是可变的。可以改变出口的尺寸和/或形状，以更好地控制浆料流。
附图说明
-图1是根据本发明的用于生产多个含生物碱材料片材的设备的示意图；
-图2是图1的设备的更详细的前视图；
-图3是图1的设备的一部分的更详细的侧视示意图；
-图4是图1的设备的细节的侧视图；
-图5是图3的细节的前视截面图；以及
-图6是根据本发明的用于生产多个含生物碱材料片材的方法的流程图。
具体实施方式
首先参考图1，根据本发明的用于生产多个含生物碱材料片材(均以10表示)的设备用附图标记1代表和表示。在该实施方案中，所述多个片材10是均质化烟草材料的片材。
用于生产多个均质化烟草材料片材的设备1包括片材的形成设备2，并且进一步优选地还包括干燥设备3，该干燥设备沿所述多个含有生物碱的材料片材10的运动方向11(如图1中的箭头所示)定位在片材的形成设备2的下游。
现在参考图2，片材的形成设备2包括：罐4，在该罐中引入将形成均质化烟草材料幅材的浆料；泵5，该泵将浆料引入罐中；均以6表示的多个出口；以及可移动支撑件7，浆料从出口6被递送到该可移动支撑件上。罐4可以具有任何几何形状，并且在描绘的实施方案中，其基本上为棱柱。来自缓冲罐或筒仓(图中未示出)的浆料借助泵5被转移到罐中。优选地，泵5包括流速控制器(附图中也不可见)以控制引入罐4中的浆料的量。泵5有利地被设计成确保浆料转移时间保持为最小必需量。此外，在罐4中存在传感器40以测量浆料的水平。优选地，在传感器40与泵5之间存在反馈，使得最佳水平的浆料被恒定地基本保持在罐4中。
罐4包括侧壁15，并且还包括底壁16。混合器17可以存在于罐内，以搅拌和/或混合浆料。混合器可以是例如由电机18驱动而运动的螺旋输送机。
片材的形成设备2还包括可移动支撑件7，在该可移动支撑件上供应浆料以形成均质化烟草材料幅材10。可移动支撑件7包括例如包括滚筒组件的连续不锈钢带7。滚筒组件包括位于罐4下方的主滚筒8(在图3至图5中可见)，该主滚筒使可移动支撑件7移动。优选地，罐4安装在主滚筒8的顶部。可移动支撑件7的运输方向对应于运动方向11。
优选地，罐4的宽度(其中以垂直于运输方向11的方向表示宽度)优选地与可移动支撑件7的宽度基本相同。
在罐的底壁16中形成有连接到主管道20的孔16a。主阀21调节通过主管道20的浆料的流量。沿浆料的流动方向，在主阀21的下游，主管道20分支成多个分支管道，所有分支管道均用22表示。分支管道22的数量等于出口6的数量，并且实际上每个管道22在其自由端终止于出口6。
在未示出的不同的实施方案中，在底壁16上直接形成有多个孔，并且所述多个孔连接有多个管道，每个管道连接至不同的孔。
每个分支管道包括阀23，其后是容积泵24(例如凸轮泵或齿轮泵)、压力调节器25和流量计26。从最上游(位于主阀21下游的阀23)到最下游(流量计26)，沿浆料的流动方向列出了元件23至26。优选地，流量计26和容积泵24是反馈系统的一部分，使得由流量计26输出的值调节由泵24通过管道22递送的浆料的体积。
在图3中示出了元件的顺序，其中截取了片材的形成设备2的侧视图。
每个分支管道22以带有出口6的枪27终止。每个枪27包括代表出口的喷嘴(不可见)，该喷嘴可以是例如用于注射的浆料的狭缝，或者是用于喷洒的浆料的圆圈。
枪27可以是喷射枪或喷洒枪。在这两种系统中，即利用喷射或喷洒枪，都可以调整枪的位置和/或倾斜度。此外，可以使用压缩空气通过气压调节器将浆料推出。对于喷射枪，优选地，出口具有可调整的形状和尺寸。对于喷射枪，优选地，它们设置有可调整的喷洒形状(圆锥形、螺旋形等)。
枪27优选地形成线，即，它们沿着轴线对准，并且该线优选地垂直于运输方向11。
此外，每个分支管道22可以包括电加热元件和温度传感器(未在附图中示出)。使用加热是为了防止在转移期间浆料冷却。
如在图4和图5中更好地可见，可移动支撑件7定义表面7a。表面7a优选地是平面的。可移动支撑件7包括多个分隔件30，其定位在可移动支撑件7的与浆料接触的表面7a上。分隔件30在区段31中划分可移动支撑件的表面7a。分隔件30优选地包括彼此平行的壁，诸如竖直壁。壁平行于运输方向11，并通过螺钉连接至带，因此它们与带一起移动/循环。每个区段的宽度32优选地是用于进一步处理片材10的标准“小卷筒”的宽度(例如，优选地在约10毫米至约300毫米之间)。所有区段的宽度32优选地是相同的。
优选地，枪27与每个区段31相关联。每个枪27具有其区段以覆盖泥浆。
此外，优选地，另外的传感器(未示出)优选地布置在可移动支撑件7的上方，以测量可移动支撑件7上均质化烟草层的每平方厘米重量以及厚度。传感器可以是例如核子测量头。还优选地还存在另外的传感器(仍未在附图中示出)，诸如用于定位和确定均质化烟草的浇注幅材中缺陷的位置的传感器，用于确定浆料和平行片材10的湿度的传感器，以及用于确定罐4中浆料的温度的温度传感器。
优选地，所有传感器将与它们相应的待测量参数(温度、浆料湿度水平、缺陷等)有关的信号发送至中央控制单元50(见图1)。中央控制单元50优选地电连接至以下中的一个、一些或全部：泵5、24，致动器，电机18，传感器40，枪27，流量计26，或者电连接至设备2中或浆料制备设备(不可见)中的其他电路和致动器。如果片材10显示出片材10的缺陷或不均匀性或特性在预设范围之外，则中央控制单元50可以指示工艺参数的改变，从而影响浆料的特性或片材的形成的参数。这些工艺参数可以是例如以下任何一项：枪27中的喷嘴的尺寸，浆料的流速，浆料的温度，喷雾的形状，或罐4中浆料的量，或其组合。
干燥设备3包含多个单独的干燥区。每个干燥区优选地包含在支撑件的底侧上加热的蒸汽和在可移动支撑件7上方的受热空气，并且还优选地包含可调整废气控制器。在干燥设备3内，均质化烟草幅材在支撑件7上干燥到期望的最终湿度。
现在参考图6，包括片材的形成设备2的设备1的功能如下。在步骤100中，使用例如在线混合器(也未示出)将浆料(优选地将烟草粉末、水和其他成分混合并结合而形成)从保持罐(未示出)转移到罐4内的片材的形成设备2。在步骤101中，打开主阀21，并且浆料到达分支管道22。因此，在步骤102中操作枪27，使得浆料供应到可移动支撑件7例如不锈钢带7上。每个枪27将浆料沉积在实现在可移动支撑件7中的不同区段31上。此外，步骤100至102中的任何一步优选地包括借助合适的传感器来监测罐4中浆料的水平、罐4内浆料的湿度以及浆料的密度。
在浇注后立即用浆料测量装置连续地监测并反馈控制由核子计控制的片材10的厚度和克重。片材的形成是借助枪27来进行的，所述枪在可移动支撑件7中设置的不同的区31中喷洒或注射浆料。由于壁30，片材在运输时保持分开。
此外，片材10借助于干燥设备3经历干燥步骤103。片材10继续在可移动支撑件上行进，使得它们一起进入干燥机，因此，优选地，它们的干燥是同时进行的。干燥步骤优选地包括对具有可单独控制区的环状不锈钢带干燥机中的片材进行均一和平缓的干燥。在干燥期间，优选地在每个干燥区域执行对片材温度的监测步骤(未示出)，以确保在每个干燥区域的平缓干燥曲线。通过底部和顶部空气干燥的蒸汽锅加热将幅材在钢带7上干燥至所需的最终湿度。每个干燥区装备有蒸汽流和压力控制器，并且空气温度和气流完全可调整以提供期望的干燥分布并确保遵守产品滞留时间。
优选地，在干燥步骤103结束时，例如借助于刮刀将均质化烟草材料片材从支撑件7上移除。优选地在干燥站之后以合适的含湿量对片材进行刮除104。
在干燥步骤103之后，优选地在卷绕步骤105中将片材10卷绕成若干个“小”卷筒。卷筒可以接着用于生产气溶胶生成制品(未示出)。

Claims (15)

1.用于生产多个含有生物碱的材料片材的方法，所述方法包括以下步骤：
在罐中提供浆料，所述浆料包括含有生物碱和水的材料；
为所述罐提供多个出口；
将浆料从所述出口供应于可移动支撑件上，以便形成多个平行的含有生物碱的材料片材；以及
将所述平行的含有生物碱的材料片材分开保持在所述可移动支撑件上，同时移动所述可移动支撑件。
2.根据权利要求1所述的方法，包括以下步骤：
同时干燥所述平行的含有生物碱的材料片材。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将浆料从所述出口供应于可移动支撑件上的步骤包括：
将所述浆料喷洒或喷射到所述可移动支撑件上。
4.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
独立地调节从所述多个出口中的每个出口供应的所述浆料的压力或流速。
5.根据权利要求4所述的方法，包括以下步骤：
基于从同一出口供应的所述浆料的所述流速，改变从所述多个出口中的每个出口供应的所述浆料的所述压力。
6.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
搅拌所述罐中的所述浆料。
7.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
在所述多个出口中的一个或多个出口处或者在所述罐内加热所述浆料。
8.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
将从所述多个出口中的一个或多个出口供应的浆料流相对于所述可移动支撑件定向。
9.用于生产多个含有生物碱的材料片材的设备，所述设备包括：
适于容纳浆料的罐，所述罐具有多个出口；
可移动支撑件，所述可移动支撑件适于沿运输方向移动；
多个分隔件，所述多个分隔件定位成平行于所述运输方向并且与所述可移动支撑件的表面接触，所述分隔件将所述可移动支撑件的所述表面分成多个区段；
其中所述多个出口中的每个出口位于区段的上方。
10.根据权利要求9所述的设备，包括在所述多个出口中的每个出口处的喷洒枪或喷射枪。
11.根据权利要求9或10所述的设备，包括在所述多个出口中的每个出口处的压力调节器。
12.根据权利要求9或10所述的设备，包括在所述多个出口中的每个出口处的流量计。
13.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述区段在与所述运输方向垂直的方向上的宽度在10毫米至300毫米之间。
14.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述分隔件在与所述运输方向垂直的方向上的高度在10毫米至100毫米之间。
15.根据权利要求9或10所述的设备，其中所述多个出口中的每个出口的尺寸或形状是可变的。
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