CN114126422B - 流延含有生物碱的材料的片材的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于流延含有生物碱的材料的片材的方法,所述方法包括:‑形成含有生物碱的材料的浆料,所述浆料具有粘度值;‑将所述浆料储存在第一储罐中;‑提供用于所述第一储罐与流延箱之间的流体连通的第一流动路径和第二流动路径,所述第一流动路径包括第一泵,并且所述第二流动路径包括第二泵;‑基于所述浆料的粘度值,沿着所述第一流动路径或沿着所述第二流动路径将所述浆料从所述第一储罐向所述流延箱引导,从而限定通过所述第一流动路径或通过所述第二流动路径的浆料流;以及‑流延所述浆料以获得含有生物碱的材料的片材。本发明还涉及一种用于生产含有生物碱的材料的片材的流延设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于生产含有生物碱的材料的流延片材的流延设备和方法。
具体而言,含有生物碱的材料为均质化烟草材料,其优选地用在气溶胶生成制品,例如香烟或含有烟草的“加热不燃烧”型产品中。
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。
在“加热不燃烧”气溶胶生成制品中,将气溶胶形成基质加热到相对低的温度以形成气溶胶,但防止烟草材料燃烧。另外,均质化烟草材料中存在的烟草通常仅是烟草,或包括这类“加热不燃烧”气溶胶生成制品的大部分气溶胶形成基质。这意味着由这类“加热不燃烧”气溶胶生成制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,对均质化烟草材料的组分和机械特性(例如,气溶胶的味道)进行良好控制是重要的。
均质化烟草材料通过混合不同组分(包括烟草粉末)以形成烟草浆料来产生。接着将该浆料储存在储罐中,之后通过合适的递送系统发送到流延系统,在该系统中,它进入“流延箱”以在移动的输送机钢带上流延,然后进入干燥器中干燥。
优选地,在流延箱中需要特定量的浆料以确保连续且均匀的流延。替代地或另外,优选地在流延箱内部保持基本上恒定的压力以确保连续且均匀的流延。已经发现,流延片材的均匀性和质量也可以取决于流延箱中的浆料的量和压力。为了控制递送到流延箱中的浆料的量,将浆料储罐连接到流延箱的递送系统大体上包括泵和控制回路。在这种控制回路中,根据测量的从流延箱流出的浆料的流速来调节从浆料储罐泵送的浆料流速。
然而,如果浆料从一个批次到另一个批次或在该批次内具有可变密度,则此调节可能不准确。浆料的密度可以例如由于浆料中的化学反应(例如,胶凝化)而变化。实际上,在密度变化较大的情况下,泵可能无法将所需流速递送到流延箱。
需要一种用于生产含有可适应浆料特性变化的生物碱的材料的流延片材的流延设备和方法。另外,使流延设备和方法良好控制向流延箱的浆料流速将是有利的。
发明内容
本发明涉及一种流延含有生物碱的材料的片材的流延设备,所述方法包括:形成含有生物碱的材料的浆料,所述浆料具有粘度值;将所述浆料储存在第一储罐中;提供用于所述第一储罐与流延箱之间的流体连通的第一流动路径和第二流动路径。第一流动路径包括第一泵,第二流动路径包括第二泵。该方法包括以下步骤:沿着第一流动路径或沿着第二流动路径将浆料从第一储罐向流延箱引导;基于浆料的粘度值限定浆料通过第一流动路径或第二流动路径的流动。该方法包括流延浆料以获得含有生物碱的材料的片材的步骤。
本发明还涉及一种用于生产含有生物碱的材料的片材的流延设备,所述设备包括:第一储罐,所述第一储罐储存含有生物碱的材料的浆料;流延箱,所述流延箱包括流延含有生物碱的材料的片材的流延装置:粘度评估器,所述粘度评估器测量或确定所述浆料的粘度值;第一流动路径,所述第一流动路径流体连接所述第一储罐和所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;第二流动路径,所述第二流动路径流体连接所述第一储罐和所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;第一泵和第二泵,所述第一泵布置在所述第一流动路径内,第二泵布置在所述第二流动路径内。所述流延设备包括第一阀,所述第一阀选择性地打开所述第一流动路径或所述第二流动路径以允许浆料经由所述第一流动路径或经由所述第二流动路径从第一储罐向所述流延箱流动。所述流延设备包括控制元件,所述控制元件操作所述第一阀以基于所述浆料的粘度值选择所述第一流动路径或所述第二流动路径。
具有广泛粘度的浆料可用于本发明中。浆料的粘度可因制备而变化,或者可在同一制备内随时间变化。取决于粘度的值,选择浆料从储罐到流延箱的不同流动路径。选择流动路径使得可使用用于浆料的该密度值的合适泵,例如能够将所请求的浆料流速递送到流延箱的泵。这样,可以确保到流延箱的流速与具有不同粘度的浆料适配。
如本文所使用,术语“片材”表示宽度和长度基本上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,片材的宽度在约60毫米与约300毫米之间。片材的厚度优选地在约50微米与约300微米之间,更优选地,片材的厚度在约100微米与约250微米之间,甚至更优选在约130微米与220微米之间。
如本文所使用,术语“浆料”是指液体状、粘性或糊状材料,其可以包括不同液体状、粘性或糊状材料的乳液。浆料可以含有一定量的固态颗粒,前提是浆料仍显示出液体状、粘性或糊状行为。
在下文中,用术语“上游”或“下游”来提及浆料的流动方向。
如本文所使用,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,从而在一个方向上提供不间断的运送能力。然而,可移动支撑件也可以往复方式移动。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,并且可以显示出结构化或非结构化表面。可移动支撑件可以是完全不可渗透液体的。这防止浆料无意中穿过支撑件。在其它实施例中,可移动支撑件可包括在其表面中的开口。优选地,开口具有这样的尺寸,使得它们是可透气的,但仍然不可渗透液体。此类开口可以通过允许水蒸气不仅仅通过由浆料产生的成形片材的外表面也通过可移动支撑件逃逸,来改善从施加到可移动支撑件的浆料去除水分。当干燥时,浆料倾向于形成外部干燥层。外部干燥层可形成屏障,以防止水分从外部干燥层下方的浆料逃逸。因此,在可移动支撑件中设置开口可以使得浆料跨越成形片材的整个厚度更一致地干燥。可移动支撑件可以包括片状可移动和可弯曲带。带可以由金属材料,包括但不限于钢、铜、铁合金和铜合金,或橡胶材料制成。带可以由耐高温材料制成,使得它可以被加热以加速浆料的干燥过程。
“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、真菌和植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。形成均质化烟草材料片材的工艺通常包括将烟草粉末和粘合剂混合以形成浆料的步骤。浆料接着用于形成烟草片材。举例来说,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。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)或烟草颗粒掺合物、保湿剂和水性溶剂以形成烟草组合物而形成。
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。
术语“气溶胶形成基质”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基质。通常,气溶胶适合由使用者吸入。通常,气溶胶形成基质在加热时释放挥发性化合物。气溶胶形成基质可以包括含有挥发性生物碱香味化合物的材料,该挥发性生物碱香味化合物在加热时从气溶胶形成基质释放。气溶胶形成基质可以包括均质化材料。
如本文所使用,术语“气溶胶生成装置”是指被构造成与气溶胶形成基质相互作用以生成气溶胶的装置。优选地,气溶胶生成装置包括气溶胶化器,例如加热器。
含生物碱的材料的片材可以用作用于气溶胶生成装置的气溶胶形成基质。
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粉末形式的生物碱的材料。这种材料可以是例如烟草粉末掺合物。优选地,烟草粉末掺合物含有浆料中存在的大部分烟草。这样,烟草粉末掺合物是均质化烟草材料中的大部分烟草的来源。因而,烟草粉末掺合物限定最终产品(例如,通过加热均质化烟草材料产生的气溶胶)的香味。
优选地,添加粘合剂以便增强均质化片材的拉伸特性。优选地,添加气溶胶形成剂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的特定粘度和湿度,可将水添加到浆料。
添加到浆料中的粘合剂的量可以在以浆料干重计的约1%与约5%之间。更优选地,其在约2%与约4%之间。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。粘合剂可以确保烟草粉末基本上保持分散在整个均质化烟草幅材中。尽管可以使用任何粘合剂,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),刺槐豆胶(诸如羟乙基和羟丙基刺槐豆胶),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,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。
优选地,将含有纤维素纤维的纤维素浆液添加到浆料以便增强生物碱材料幅材的拉伸强度,从而用作增强剂。在浆料中引入纤维素纤维通常会增强烟草材料幅材的拉伸强度,从而用作增强剂。因此,添加纤维素纤维可以增加均质化烟草材料幅材的回弹性。用于包括在用于均质化烟草材料的浆料中的纤维素纤维是所属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。除成浆以外,纤维素纤维可以经受合适的工艺,如精制、机械成浆、化学成浆、漂白、硫酸盐成浆及其组合。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(如木纤维)包含低木质素含量。替代性地,纤维,例如植物纤维,可以与上述纤维一起使用或用于包含竹材的替代物中。纤维素纤维的平均长度有利地在约0.2毫米与约4毫米之间。优选地,纤维素纤维的单位重量的平均长度在约1毫米与约3毫米之间。另外,优选地,纤维素纤维的量占浆料(或均质化烟草片材)的总重量的以干重计约1%与约7%之间。
纤维的平均长度是指其真实长度(无论其是卷曲的还是具有缠结),如由TechpapSAS商业化的MORFI COMPACT测量的。平均长度是通过对N个纤维通过MORFI COMCPACT测量的测量纤维长度的数学平均值,其中N>5。MORFI COMPACT是一种纤维分析仪,其测量纤维在纤维框架之后的长度,从而测量其实际形成的长度。如果测量的物体的长度在200微米与10000微米之间并且其宽度在5微米与75微米之间,则将测量的物体视为纤维。当将去离子水添加到纤维时,使用Morfi软件测量纤维长度。
基质片材中的纤维可以是编织的或不是编织的。如果不是编织的,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。
包括在用于含生物碱的材料片材的浆料中的合适的气溶胶形成剂是本领域已知的并且包括但不限于:一元醇,如薄荷醇;多元醇,如三乙二醇、1,3-丁二醇和甘油;多元醇的酯,如甘油单乙酸酯、甘油二乙酸酯或甘油三乙酸酯;以及一元、二元或多元羧酸的脂族酯,如十二烷二酸二甲酯和十四烷二酸二甲酯。
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在5%与30%之间的气溶胶形成剂含量。更优选地,气溶胶形成剂占浆料的干重的约10%至约25%之间。更优选地,气溶胶形成剂占浆料的干重的约15%至约25%之间。
优选地,以在约1:7与约5:1之间的重量比包括粘合剂和纤维素纤维。更优选地,以在约1:1与约3:1之间的重量比包括粘合剂和纤维素纤维。
优选地,以在约1:30与约1:1之间的重量比包括粘合剂和气溶胶形成剂。更优选地,以在约1:20与约1:4之间的重量比包括粘合剂和气溶胶形成剂。
优选地,含有生物碱的材料是烟草。优选地,以在约1:100与约1:10之间的重量比包括粘合剂和烟草颗粒。更优选地,以在约1:50与约1:15之间,甚至更优选地在约1:30与1:20之间的重量比包括粘合剂和烟草颗粒。
优选地,以在约1:20与约1:1之间的重量比包括气溶胶形成剂和烟草颗粒。更优选地,以在约1:6与约1:2之间的重量比包括气溶胶形成剂和烟草颗粒。
优选地,以在约1:1与约30:1之间的重量比包括气溶胶形成剂和纤维素纤维。更优选地,以在约5:1与约15:1之间的重量比包括气溶胶形成剂和纤维素纤维。
优选地,以在约1:100与约1:10之间的重量比包括纤维素纤维和烟草颗粒。更优选地,以优选地在约1:50与约1:20之间的重量比包括纤维素纤维和烟草颗粒。
浆料形成在给定位置,并且接着储存。浆料可以例如储存和形成在相同位置(例如在同一储罐中),或在两个不同位置(例如在两个不同储罐中)。所使用的储罐优选地在领域中是已知的。此外,浆料可以形成或储存在单个储罐或多个储罐中。在下文中,储存并可能也形成浆料的储罐被称为第一储罐。如果使用多于一个储罐,它们将被称为第二储罐、第三储罐等。
浆料从其储存的储罐转移到流延箱,以便形成含有生物碱的材料的流延片材。流延片材可以形成到可移动支撑件上,该可移动支撑件沿着流延方向移动,使得获得含有生物碱的材料的连续片材或幅材。
使用任何已知流延装置执行流延,例如可使用流延刮刀流延浆料。浆料可以挤出到可移动支撑件上。浆料可以喷射到可移动支撑件上。浆料可以涂抹到可移动支撑件上。流延装置优选地连接到流延箱。
流延箱优选地是箱形的。优选地,流延箱包括壁。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。侧壁可以是弯曲的。第一和第二侧壁以及第三和第四侧壁彼此面对。优选地,流延箱的壁还包括具有孔口的底壁。优选地,整个底壁限定孔口。流延箱可包括盖,使得其形成加压腔室。可以调节加压腔室的内部压力。在一些实施例中,流延箱在顶部处是开放的。
浆料从第一储罐到流延箱的转移经由流动路径(例如经由合适的管路)执行,使得第一储罐和流延箱流体连接以允许浆料从第一储罐转移到流延箱。优选地,浆料从第一储罐连续地向流延箱供应,持续至少大部分生产时间,在此期间浆料被流延到可移动支撑件上。
流延箱中的浆料的量优选地保持基本上恒定。例如,流延箱中的浆料的量等于预定义数量。优选地,恒定地保持流延箱中的浆料的量的预定义数量。例如,设置流延箱内的浆料的预定水平。为了获得流延箱中的基本上恒定水平的浆料,在将浆料流延到可移动支撑件上时,向流延箱连续地供应浆料。
从储罐到流延箱的流动路径包括第一流动路径和第二流动路径。第一流动路径和第二流动路径中的每一个将储罐连接到流延箱。第一流动路径和第二流动路径可以完全分开。例如,第一流动路径和第二流动路径中的每一个可以包括储罐中的单独出口、流延箱中的单独入口、入口与出口之间的单独管道。替代性地,第一流动路径和第二流动路径可具有共同区段。例如,储罐中可以存在单个出口(例如,单个孔口),从出口延伸的给定长度的单个共同管道,其随后分叉成两个不同路径,使得两个不同入口进入流延箱中。相反,第一储罐中可以存在两个不同出口,两个不同管道从所述两个不同出口延伸,然后在单个管道中合并,从而在流延箱处以单个入口结束。此外,可存在单个出口和单个入口,其中第一共同管道从出口离开,然后分支成两个并且在结束于入口处的单个第二共同管道中再次合并。因此,第一流动路径和第二流动路径指示从第一储罐到流延箱的两个流动路径,它们至少一部分彼此不同,但它们也可以具有共同部分或区段。第一流动路径接着将浆料沿着第一路线从第一储罐引导到流延箱,第二流动路径将浆料沿着至少部分与第一路线不同的第二路线从第一储罐引导到流延箱。
第一流动路径包括第一泵,第二流动路径包括第二泵。第一泵和第二泵位于第一流动路径和第二流动路径的不共同的那些部分中,即,仅在浆料经由第一流动路径引导到流延箱时第一泵将浆料泵送到流延箱,并且仅在浆料经由第二流动路径流到流延箱时第二泵泵送浆料。只有一个泵或两个泵可以浸没在它们正在泵送的浆料中,或者可以放置在浆料外部。根据本发明,第一泵是与第二泵不同的泵。优选地,至少第一泵的特性不同于第二泵的特性。例如,第一泵可属于不同于第二泵类型的泵类型。第二泵可以具有高于第一泵的最大吸收功率。
在存在多于一个用于浆料储存的储罐的情况下,可存在另外的流动路径,从而使用不同泵将浆料从各种储罐引导到流延箱。替代地或另外,当存在单个储罐时,也可以提供多于两个不同的流动路径,每个流动路径具有不同的泵。
此外,如果存在若干储罐,将一个储罐连接到流延箱的流动路径和将另一储罐连接到流延箱的另一流动路径可以具有共同的泵。只要存在第一储罐,所述第一储罐具有包括第一泵的第一流动路径和包括第二泵的第二流动路径,第一泵和第二泵就可以与将其它储罐连接到流延箱的其它流动路径共享。例如,提供包括第三流动路径和第四流动路径的第二储罐,这两个流动路径将第二储罐与流延箱连接。第三流动路径可以与第一流动路径共享第一泵,即第一流动路径和第三流动路径具有共同区段,并且第四流动路径可以与第二流动路径共享第二泵,即第二流动路径和第四流动路径具有共同区段。
为了在给定时间间隔到达流延箱,浆料通过第一流动路径或第二流动路径流动,但不同时通过两者流动。替代性地,如果两个流动路径之间存在共同部分,则在所有情况下浆料都流过这些共同部分。因此,例如通过致动打开或关闭第一流动路径或第二流动路径的一个阀或多个阀,在第一流动路径中或在第二流动路径中引导浆料。
如果浆料流动通过第一流动路径,则其由第一泵移动。如果浆料流动通过第二流动路径,则其由第二泵移动。
第一流动路径或第二流动路径之间的选择基于浆料的粘度值执行。流体的粘度是其以在定速率下对变形的阻力的度量。粘度有两个相关度量,称为动态粘度和运动粘度。动态粘度是内部阻力的量度。动态粘度是当在流体中保持单位距离分开时以单位速度相对于另一平面移动一个水平平面所需的每单位面积的切向力。
在国际单位系统(SI系统)中,动态粘度单位是N(牛顿)s/m2、Pa(帕斯卡)s或kg/(ms)。动态粘度也可以在度量CGS(厘米-克-秒)体系中表示为g/(cm*s)、dyne s/cm2或泊(P)。为了实际使用,泊通常太大,因此该单位通常除以100变成较小单元厘泊(cP),其中1P=100cP(厘泊)。
运动粘度是动态粘度与密度的比率,即,不涉及力的量。运动粘度可以通过将流体的动态粘度除以流体质量密度来获得,如
ν=μ/ρ
其中
ν=运动粘度(m2/s)
μ=动态粘度(N s/m2)
ρ=密度(kg/m3)
在SI体系中,运动粘度的理论单位是m2/s或常用的斯托克(St),其中1St(斯托克)=10-4m2/s=1cm2/s。
待考虑的浆料的粘度可以是动态粘度或运动粘度。优选地,所考虑的粘度是动态粘度。
例如,浆料可以具有在约15000厘泊至约45000厘泊的范围内的动态粘度。浆料的粘度值取决于浆料的组分:例如,浆料中的水含量越高,浆料的粘度越低。浆料中的烟草含量越高,浆料的粘度越高。此外,浆料的粘度取决于其温度和压力。此外,它取决于浆料的均匀性。
优选地,使用粘度评估器评估浆料的粘度。粘度评估器可以包括粘度计。粘度计测量浆料的粘度。优选的粘度计是旋转或振动粘度计。以上表示为浆料的粘度值范围的值已经用Endress and Hauser AG生产的粘度计Proline Promass I 100Coriolis流量计测量。
基于浆料的粘度值,沿着第一流动路径或沿着第二流动路径引导浆料。实际上,优选地,第一流动路径和第二流动路径,且更优选地第一泵和第二泵适合于给定范围的浆料粘度。优选地,对于给定的粘度值,第一流动路径和第二流动路径中的一个更适用于该给定的粘度值。例如,第一泵和第二泵针对不同的粘度范围进行优化。例如,第一泵可适用于对“低粘度”流体起作用,第二泵可适用于对“高粘度”流体起作用。例如,第一泵可以适用于第一粘度范围,第二泵可以适用于第二粘度范围。优选地,第一范围不同于第二范围。优选地,第一范围包括在约15000厘泊与约25000厘泊之间的粘度。优选地,第二范围包括在约20000厘泊与约45000厘泊之间的粘度。此外,第一流动路径的其它特性可以不同于第二流动路径的其它特性。例如,可以使用具有例如不同直径的不同管道或管路,或者可以不同材料形成不同管道或管路。也可使用不同的阀。
对于浆料的某些粘度值,第一流动路径和第二流动路径两者都可以在浆料的递送中获得最佳结果。在这种情况下,或者在第一流动路径与第二流动路径之间随机地选择流动路径,或者实施逻辑例如基于其它因素做出选择。
因此,如果制备并储存在第一储罐中的给定浆料批次具有第一粘度值,则可以选择第一流动路径。如果下一批次的浆料具有不同于第一粘度值(例如高于第一粘度值)的第二粘度值,那么可以沿着第二流动路径引导浆料。
切换可以手动执行(例如,手动操作阀打开和关闭第一流动路径或第二流动路径),或者通过合适的致动器或控制元件自动执行。
此外,浆料的粘度可以只测量一次,并且因此针对整个流延过程进行流动路径的选择。在其它实施例中,浆料的粘度可以测量多次或连续测量,使得在流延期间也可以执行从一个流动路径到另一个流动路径的切换。
根据浆料的密度值在第一流动路径与第二流动路径之间选择最合适的流动路径可允许获得与浆料的粘度无关的流延箱中的浆料的基本上恒定的流速。由于选择适合于该粘度的泵,因此可以实现所需的流速。因此,流延得到改进。根据本发明,可以避免机器停止。此外,与不具有两个不同泵的系统相比,流延片材的厚度变化可以减小。可以容易地控制流延箱中的压力。控制所有这些参数可以改善流延片材的均匀性。
此外,由于有利地选择了用于浆料的粘度值的合适泵,因此对第一泵和第二泵的损坏降至最低。可以降低成本,因为与可以覆盖更宽粘度范围的泵相比,可以针对特定粘度范围使用更经济的泵。此外,包括在第一流动路径和第二流动路径中的管道也可以不同。不同的适配的管道可以降低成本和管道材料的磨损。例如,可能仅某些生产过程需要较高的温度,或较的浆料保存温度,进而需要相对昂贵且专用的管路和泵。这些管路和泵可以仅存在于第一流动路径中。然后,第二泵和管道系统可用于较简单的生产过程。
优选地,基于浆料的粘度值沿着第一流动路径或沿着第二流动路径将浆料从第一储罐向流延箱引导的步骤包括:设定阈值粘度值;如果浆料的粘度值低于阈值粘度值,则引导浆料通过第一流动路径;以及否则引导浆料通过第二流动路径。优选地,第一流动路径对于“低粘度浆料”是优选的,第二流动路径对于“高粘度浆料”是优选的。因此,选择粘度的阈值,其确定是否通过第一流动路径引导或通过第二流动路径引导浆料。粘度的阈值的实例可以为约23000厘泊。
优选地,测量或确定浆料的粘度。更优选地,浆料具有组分,并且该方法包括以下中的一者或多者:测量储罐中的浆料的粘度值;测量流延箱中的浆料的粘度值;测量第一流动路径或第二流动路径中的浆料的粘度值;基于浆料的组分来确定粘度值。可以不同方式和在不同位置评估浆料的粘度值。例如,粘度值可以通过粘度计来测量。优选地,可以将粘度计放置在第一储罐中,使得在第一储罐中测量粘度。替代地或另外,可以在第一流动路径或第二流动路径中,例如在第一流动路径或第二流动路径的管道或管路部分中测量浆料的粘度。此外,可以在流延箱中,例如在第一流动路径或第二流动路径的入口处测量粘度值。粘度值也可以通过其它测量得出,例如,其可以在知道浆料的组分的情况下计算。粘度也可以通过与历史数据的比较来确定。
根据一些实施例,在不同的可能时刻进行引导浆料的流动路径的选择,即是选择第一流动路径还是第二流动路径。该选择可以例如基于浆料批次组分预先(即,在开始流延过程之前)进行。根据浆料的组分,可以计算浆料粘度,并且可以确定其是否属于对于第一流动路径是优选的粘度范围,或属于对于第二流动路径是优选的粘度范围。替代地或另外,可基于所使用的泵(属于在该特定时刻引导浆料的选定流动路径的泵)的测量的泵速度和浆料的对应流速实时地进行选择。对于给定的泵速度,期望给定的浆料流速。如果测量的流速与预期流速不同,则可以决定改变流动路径。替代地或另外,可以基于浆料的粘度测量实时地进行选择。可以在线执行测量。此外,可以在储罐中或在第一流动路径中或在第二流动路径中或在流延箱中执行测量。测量可以例如使用评估运动粘度(或当浆料的密度已知时,浆料的动态粘度)的粘度计来执行。合适的粘度计的实例是例如振动粘度计、毛细管粘度计、蔡恩杯(Zahn cup)或其它。如果浆料的粘度改变,则选定的流动路径也可以改变。
更优选地,所述方法包括测量或确定浆料的粘度值超过一次;并且在粘度值与先前测量或确定相比变化的情况下,将浆料流从第一流动路径切换到第二流动路径,反之亦然。优选地,存在反馈回路。例如以给定频率测量粘度值若干次。基于测量结果,或者如果在多于一次测量中确认这些变化,则将浆料引导到与之前引导浆料的流动路径不同的流动路径。基于测量结果可以意指例如如果粘度值存在变化,并且更优选地如果粘度值存在高于给定阈值的变化。浆料的组分或浆料类型在生产期间可能改变,因此选定的流动路径也可以相应地改变。
浆料的组分或浆料类型在生产过程中可能改变,因此选定的流动路径也可以相应地改变,从而监测浆料的粘度值。
优选地,所述方法包括:将所述浆料储存在第二储罐中;提供在所述第二储罐与所述流延箱之间流体连通的第三流动路径,所述第三流动路径包括第三泵;将所述第二流动路径连接到所述第二储罐,使得所述第二储罐和所述流延箱经由所述第二流动路径流体连通;基于所述浆料的粘度值,通过所述第三流动路径或通过所述第二流动路径将所述浆料从所述第二储罐向所述流延箱引导。如所提及的,浆料可以储存在多于一个储罐中,例如,储存在第一储罐中和第二储罐中。因此,每个储罐具有到流延箱的流动路径,第一流动路径包括第一泵且将第一储罐连接到流延箱,并且第三流动路径包括第三泵且将第二储罐连接到流延箱。优选地,第一泵和第三泵具有基本上相似的特性。优选地,第一泵和第三泵适用于与具有基本上相同粘度值的浆料一起使用。第一储罐和第二储罐还共享第二流动路径,该第二流动路径用于将浆料从第一储罐和第二储罐向流延箱引导。在第二储罐中,根据浆料的粘度的值,通过第三流动路径或通过第二流动路径引导浆料。另外,每个储罐也可以流体连接到多于一个流延箱。
优选地,对于相同范围的浆料粘度的值,通过第一流动路径和第三流动路径将浆料从第一储罐和第二储罐向流延箱引导。优选地,对于浆料粘度的相同值,通过第二流动路径而不是第一流动路径和第三流动路径将浆料从第一储罐和第二储罐向流延箱引导。
更优选地,所述方法包括:测量或确定浆料的粘度值超过一次;并且在粘度值与先前测量或确定相比变化的情况下,将两浆料流从第一流动路径和第三流动路径切换到第二流动路径,反之亦然。优选地,存在反馈回路。例如以给定频率测量粘度值若干次。基于测量结果,或者如果在多于一次测量中确认这些变化,则将浆料引导到与之前引导浆料的流动路径不同的流动路径。基于测量结果可以意指例如如果粘度值存在变化,并且更优选地如果粘度值存在高于给定阈值的变化。浆料的组分或浆料类型在生产期间可能改变,因此选定的流动路径也可以相应地改变。
优选地,进入流延箱的浆料流限定流速,并且所述方法包括:在切换之前和之后使进入流延箱的浆料的流速保持基本上恒定。例如,可以在流延箱处在流动路径的入口处测量流速。
优选地,第一泵限定第一泵速度,第二泵限定第二泵速度。优选地,所述方法包括:测量第一泵速度或第二泵速度;测量第一流动路径或第二流动路径中的浆料的流速;以及如果测量的第一流动路径或第二流动路径中的浆料的流速超出针对相应的测量的第一泵速度或第二泵速度的给定范围,将浆料流从第一流动路径切换到第二流动路径,反之亦然。例如,在还存在具有第三泵的第三流动路径的情况下,优选地,第一泵限定第一泵速度,第二泵限定第二泵速度,并且第三泵限定第三泵速度。所述方法优选地包括:测量第一泵速度、第二泵速度和第三泵速度;测量第一流动路径或第二流动路径或第三流动路径中的浆料的流速;如果测量的流速超出针对相应的测量的第一泵速度、第二泵速度或第三泵速度的给定范围,将两浆料流从第一流动路径或第三流动路径切换到第二流动路径,反之亦然。
测量第一泵的第一泵速度。测量第二泵的第二泵速度。测量第三泵(如果存在)的第三泵速。测量第一流动路径中的浆料的流速。测量第二流动路径中的流速。测量第三流动路径(如果存在)中的流速。如果第一流动路径中的流速超出测量的第一泵速度的给定范围,那么将浆料流从第一流动路径切换到第二流动路径。如果第三流动路径中的流速超出测量的第三泵速度的给定范围,那么将浆料流从第三流动路径切换到第二流动路径。如果第二流动路径中的流速超出测量的第二泵速度的给定范围,那么将浆料流从第二流动路径切换到第一流动路径或第三流动路径。
泵的速度是指其转速。泵通常包括使浆料移动的旋转机构。因此,泵速度是指泵的转速或每单位时间的转数。不同的泵可以具有不同的最大速度,高于所述最大速度,泵可能会发生故障或过热。泵也可以限于最大速度,并且不能例如出于安全原因将其速度增加到最大速度以上。因此,如果泵的速度超出给定范围,则浆料被引导到与在速度测量时刻用于到达流延箱的流动路径不同的流动路径。当已测量到超出泵速度的给定范围的泵速度时,这可能意味着浆料对于流动路径中存在的给定泵来说太粘。在这种情况下,优选使用不同的泵,进而使用不同的流动路径。优选地,泵的速度具有给定范围,这取决于泵。例如,此给定范围可以包括第一泵的最大速度、第二泵的最大速度和第三泵的最大速度。这可以有利地防止泵达到给定泵的最大速度。
优选地,第一泵限定第一泵速度,第二泵限定第二泵速度。优选地,该方法包括:测量离开流延箱或进入流延箱或第一流动路径中或第二流动路径中的浆料的流速;以及基于测量的浆料流速改变第一泵速度或第二泵速度。
例如,如果存在第三泵,优选地第一泵、第二泵或第三泵限定第一泵速度、第二泵速度或第三泵速度,则该方法包括:测量离开流延箱或进入流延箱或第一流动路径中或第二流动路径中或第三流动路径中的浆料的流速;以及基于测量的浆料流速,改变第一泵速度或第二泵速度或第三泵速度。
如果浆料的流速改变,则可能还需要改变泵速度以使流速回到期望值。
优选地,第一泵或第二泵是正排量泵。优选地,第二泵包括第二流动路径中的正排量泵,其中引导更多“粘性浆料”。优选地,第二泵可以与具有在约20000厘泊与约45000厘泊的动态粘度范围的浆料一起使用。优选地,第一泵可以与具有在约15000厘泊与约25000厘泊之间的动态粘度范围的浆料一起使用。优选地,第一泵或第二泵包括凸轮泵。更优选地,第一泵或第二泵包括体积流量泵。
优选地,第一流动路径或第二流动路径包括管路,所述管路具有在约2.5厘米与约10.5厘米之间的直径。优选地,第一流动路径或第二流动路径包括将浆料从第一储罐向流延箱引导的管路。优选地,管路由金属制成,更优选地,管路由不锈钢制成。管路的直径优选地根据浆料粘度和预期流速来选择。
优选地,粘度评估器包括粘度计。优选地,粘度计评估运动粘度。替代地,在浆料的密度已知时粘度计评估浆料的动态粘度。优选地,粘度计是振动粘度计、毛细管粘度计、蔡恩杯或其它。
优选地,所述设备包括:第二储罐;第三流动路径,其将所述第二储罐流体连接到所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;第三泵,其位于所述第三流动路径内;其中所述第二流动路径流体连接所述第二储罐和所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;第二阀,所述第二阀选择性地打开所述第三流动路径或所述第二流动路径以允许浆料经由所述第三流动路径或经由所述第二流动路径从所述第二储罐向所述流延箱流动;其中所述控制元件操作所述第二阀以基于所述浆料的粘度值选择所述第三流动路径或第二流动路径。如所提及的,浆料可以储存在多于一个储罐中,例如,第一储罐和第二储罐。每个储罐优选地具有其自身到流延箱的流动路径,第一流动路径包括将第一储罐连接到流延箱的第一泵,并且第三流动路径包括将第二储罐连接到流延箱的第三泵。优选地,第一泵和第三泵具有基本上相似的特性。优选地,第一泵和第三泵适用于与具有基本上相同粘度值的浆料一起使用。第一储罐和第二储罐还优选地共享第二流动路径,其中第二流动路径用于将浆料从第一储罐和第二储罐向流延箱引导。在第二储罐中,根据浆料的粘度的值,通过第三流动路径或通过第二流动路径引导浆料。因此,取决于浆料的粘度的值,打开或关闭阀以便经由第三流动路径或第二流动路径引导浆料。
优选地,第一泵、第二泵或第三泵分别限定第一泵速度、第二泵速度或第三泵速度。优选地,所述设备包括变速器以分别改变第一泵速度或第二泵速度或第三泵速度。为了具有基本上恒定的流速,可以改变泵的速度。
附图说明
将参照附图仅通过举例方式进一步描述具体实施例,在所述附图中:
-图1示出了根据本发明的用于流延含有生物碱的材料的片材的流延设备的示意性侧视图;
-图2示出了图1的流延设备的第二实施例;
-图3示出了图1和图2的设备的第三实施例;以及
-图4示出了图1-3的设备的细节的放大视图。
具体实施方式
参考图1,根据本发明的用于生产含有生物碱的材料的流延片材的流延设备的第一实施例以附图标记100表示和指示。在图1中,仅示出了流延设备100的一部分。
特别地,流延设备100适于生产包含生物碱的材料(例如,均质化烟草材料)的流延片材1。
流延设备100包括容纳浆料2的流延箱10和可移动支撑件20,其中流延刮刀70(参见图4)将容纳在流延箱10中的浆料2流延到可移动支撑件20上,以便形成均质化烟草材料的流延片材1。代替流延刮刀70,也可以使用任何其它流延装置。
流延设备100还包括第一储罐3(例如,储存罐或缓冲储罐),浆料2从该第一储罐转移到流延箱10中。流延设备100包括将流延箱10连接到第一储罐3的第一流动路径4和第二流动路径5,以及分别定位在第一流动路径4和第二流动路径5内的第一泵6和第二泵7。优选地,第一泵6和第二泵7包括流速控件,以控制经由第一流动路径或第二流动路径引入流延箱10中的浆料2的量。第一泵6和第二泵7有利地设计成确保将浆料转移时间保持在所需的最小值。因此,第一储罐3借助于第一流动路径4和第二流动路径5流体连接到流延箱10,以便用浆料2给流延箱进料。
第一泵6不同于第二泵7。第一泵适合与第一范围的浆料粘度一起工作。第二泵适合与第二范围的浆料粘度一起工作。第一范围不同于第二范围。
每个流动路径4、5包括合适的管路8以及位于其相应的第一泵6和第二泵7下游和上游的两个阀。第一阀21和第二阀22存在于第一流动路径4中,分别在第一泵6上游和下游,并且第三阀23和第四阀24存在于第二流动路径5中,分别在第二泵7上游和下游。使用第一阀21和第二阀22以便能够从第一流动路径4更换第一泵6以进行清洁或维护。使用第三阀23和第四阀24以便能够从第二流动路径5更换第二泵7以进行清洁或维护。
在图1的实施例中,第一流动路径4包括形成在第一储罐3中的第一出口25并且其从该第一出口延伸,而第二流动路径5包括形成在第一储罐3中的第二出口26并且其从该第二出口延伸。因此,对于包括第一泵和第二泵的第一流动路径的给定区段和第二流动路径的给定区段,第一流动路径与第二流动路径分开。在第一泵6和第二泵7下游,第一流动路径4和第二流动路径5合并,使得单个入口27向流延箱10递送浆料。
此外,流延设备100包括控制元件50,该控制元件适于控制第一阀到第四阀21、22、23、24的打开和关闭。控制元件50可以是适当地编程的控制单元,例如微处理器等。
流延设备100还可以包括一个或多个粘度计,全部用60指示。粘度计可以位于第一流动路径中,或第二流动路径中,或两者中。粘度计60可以替代地或另外位于第一储罐3或流延箱10中,以便测量或确定浆料的粘度。粘度计60无论其位置如何还连接到控制元件50。
控制元件50还适于控制第一泵6和第二泵7以控制其特性,例如其泵速度或泵流速。
流延设备100还包括流速传感器80,该流速传感器描绘为例如位于第一流动路径4或第二流动路径5中的一个中。流速传感器80可以沿着流动路径4、5中的一个放置或放置在流延箱10处。流速传感器80也连接到控制元件50。
现在参考图2,示出了流延设备101的第二实施例。指示图1的实施例的流延设备100的相同或类似元件的附图标记保持不变。
流延设备101包括第一储罐3和第二储罐30。第一储罐3和第二储罐30可以相同或不同。优选地,第一储罐3和第二储罐30与图1的流延设备100的第一实施例的第一储罐3相同。
流延设备101还包括与流延设备100的第一实施例的流延箱相同的流延箱10,稍后参考图4对其进行详述。
流延设备101还包括将流延箱10连接到第一储罐3和第二储罐30的第一流动路径4、第二流动路径5和第三流动路径11:第一流动路径4将第一储罐3连接到流延箱10,第三流动路径11将第二储罐30连接到流延箱10,而第二流动路径5将第一储罐3和第二储罐30两者连接到流延箱10。第一流动路径4、第二流动路径5和第三流动路径11中的每一个都包括泵,即分别为第一泵6、第二泵7和第三泵9。优选地,第一泵6、第二泵7和第三泵9中的每一个都包括流速控件,以控制引入流延箱10中的浆料2的量。第一泵6、第二泵7和第三泵9有利地设计成确保将浆料转移时间保持在所需的最小值。因此,第一储罐3借助于第一流动路径4和第二流动路径5流体连接到流延箱10,以便用浆料2给流延箱进料。因此,第二储罐30借助于第二流动路径5和第三流动路径11流体连接到流延箱10,以便用浆料2给流延箱进料。
第一泵6不同于第二泵7。第一泵适合与第一范围的浆料粘度一起工作。第二泵适合与第二范围的浆料粘度一起工作。第一范围不同于第二范围。第三泵9与第一泵6基本上相同。第三泵9适合与第三范围的浆料粘度一起工作。第三范围等于第一范围。
第一流动路径4和第三流动路径11彼此相似。第一流动路径和第三流动路径中的每一个都包括位于其相应的第一泵6和第三泵9下游和上游的两个阀。第一阀21和第二阀22存在于第一流动路径4中,分别在第一泵6上游和下游。第五阀31和第六阀32存在于第三流动路径11中,分别在第三泵9上游和下游。使用第一阀21和第二阀22以便能够从第一流动路径4更换第一泵6以进行清洁或维护。使用第五阀31和第六阀32以便能够从第三流动路径11更换第三泵9以进行清洁或维护。
在图2的实施例中,第一流动路径4和第三流动路径11中的每一个包括出口。第一流动路径4包括第一储罐3中的出口25并且其从该出口延伸。第三流动路径11包括第二储罐30中的出口28。因此,对于分别包括第一泵6和第三泵9的第一流动路径的给定区段和第三流动路径的给定区段,第一流动路径与第三流动路径分开。在第一泵6和第三泵9下游,第一流动路径4和第三流动路径11合并,使得单个入口27向流延箱10递送浆料。
第二流动路径包括两个出口,一个出口26在第一储罐3中,另一个出口29在第二储罐30中。两个单独的管路8从两个出口26、29延伸,并且它们在第二泵7上游合并。在每个管路中包括阀,第七阀33和第三阀23位于第二泵7上游。另一阀,即第四阀24定位在第二泵7下游。在第四阀24下游,第二流动路径5与第一流动路径4和第三流动路径11合并,使得单个入口27向流延箱10递送浆料2。使用第二泵7上游的第三阀23和第七阀33以及第二泵7下游的第四阀24,以便能够从第二流动路径5更换第二泵7以进行清洁或维护。
此外,流延设备101包括控制元件50,该控制元件适于控制从第一阀到第七阀21、22、23、24、31、32、33的打开和关闭。控制元件50可以是适当编程的控制单元,例如微处理器等。在图2中,为了清楚起见,未指示控制元件50与各个部件的连接。
流延设备101还可以包括一个或多个粘度计,全部用60指示。粘度计可以位于第一流动路径中或第二流动路径中或第三流动路径中。粘度计可以位于所有流动路径中。粘度计可以位于三个流动路径中的两个流动路径中。另外或替代地,粘度计可以位于第一储罐3、第二储罐30中或流延箱10中,以便测量或确定浆料的粘度。粘度计60无论其位置如何还连接到控制元件50。
控制元件50还适于控制第一泵6、第二泵7和第三泵9以控制其特性,例如其速度或泵流速。
流延设备101还包括流速传感器80,该流速传感器描绘为例如位于流动路径中的一个中。流速传感器80可以沿着第一流动路径4、第二流动路径5或第三流动路径11中的一个放置。流速传感器可以位于所有流动路径中。流速传感器可以位于三个流动路径中的两个流动路径中。流速传感器80可以位于流延箱10处,使得测量入口27处的浆料的流速。流速传感器80也连接到控制元件50。
现在参考图3,示出了流延设备102的第三实施例。指示图1或图2的实施例的流延设备100、101的相同或类似元件的附图标记保持不变。
流延设备102类似于图1的流延设备100。流延设备102包括与流延设备100、101的第一实施例和第二实施例的流延箱相同的流延箱10,稍后参考图4对其进行详述。
流延设备102与图1的流延设备100的不同之处在于它包括到第一流动路径和第二流动路径的附加流动路径。如第一流动路径和第二流动路径一样,附加流动路径将第一储罐3连接到流延箱10。流延设备102包括将流延箱10连接到第一储罐3的第一流动路径4、第二流动路径5和第四流动路径34。第一流动路径、第二流动路径和第四流动路径中的每一个都包括泵,即第一泵6、第二泵7和第四泵35。优选地,第一泵6、第二泵7和第四泵35包括流速控件,以控制引入流延箱10中的浆料2的量。第一泵6、第二泵7和第四泵35有利地设计成确保将浆料转移时间保持在所需的最小值。因此,第一储罐3借助于第一流动路径4、第二流动路径5和第四流动路径34流体连接到流延箱10,以便用浆料给流延箱进料。
第一泵6不同于第二泵7。第一泵适合与第一范围的浆料粘度一起工作。第二泵适合与第二范围的浆料粘度一起工作。第一范围不同于第二范围。第四泵35不同于第一泵6。第四泵35不同于第二泵7。第四泵35适合与第四范围的浆料粘度一起工作。第四范围不同于第一范围。第四范围不同于第二范围。
第一流动路径4、第二流动路径5和第四流动路径34中的每一个都包括都位于其相应的第一泵6、第二泵7和第四泵35的下游和上游的两个阀。第一阀21和第二阀22存在于第一流动路径中,分别在第一泵6上游和下游。第三阀23和第四阀24存在于第二流动路径中,分别在第二泵7上游和下游。第八阀36和第九阀37存在于第四流动路径34中,分别在第四泵35上游和下游。使用第一阀21和第二阀22以便能够从第一流动路径4更换第一泵6以进行清洁或维护。使用第三阀23和第四阀24以便能够从第二流动路径5更换第二泵7以进行清洁或维护。使用第八阀36和第九阀37以便能够从第四流动路径34更换第四泵35以进行清洁或维护。在图3的实施例中,第一流动路径4、第二流动路径5和第四流动路径34中的每一个分别包括第一储罐3中的出口25、26、38,所述第一流动路径、所述第二流动路径和所述第四流动路径从所述出口延伸。在第一泵6、第二泵7和第四泵35下游,第一流动路径、第二流动路径和第四流动路径合并,使得单个入口27向流延箱10递送浆料。
此外,流延设备102包括控制元件50,该控制元件适于控制阀21、22、23、24、36、37的打开和关闭。控制元件50可以是适当编程的控制单元,例如微处理器等。在图3中,为了清楚起见,未指示控制元件50与各个部件的连接。
流延设备102还可以包括一个或多个粘度计,全部用60指示。粘度计可以位于第一流动路径中或第二流动路径中或第四流动路径中。粘度计可以位于所有流动路径中。粘度计可以位于三个流动路径中的两个流动路径中。另外或替代地,粘度计可以位于第一储罐3中或流延箱10中,以便测量或确定浆料的粘度。粘度计60无论其位置如何还连接到控制元件或单元50。
控制元件50还适于控制第一泵6、第二泵7和第四泵35以控制其特性,例如其速度或泵流速。
流延设备102还包括流速传感器80,该流速传感器描绘为例如位于流动路径中的一个中。流速传感器80可以沿着第一流动路径4、第二流动路径5或第四流动路径34中的一个放置。流速传感器可以位于所有流动路径中。流速传感器可以位于三个流动路径中的两个流动路径中。流速传感器80可以位于流延箱处,使得测量流动路径中的一个的出口处的流速。流速传感器80也连接到控制元件50。
现在参考图4,描绘了流延箱10的详细视图。图4的流延箱可以是在图1–3的流延设备100、101、102的任何实施例中使用的流延箱10。
流延箱10包括四个侧壁。侧壁包括第一和第二相对壁12、14以及第三和第四相对壁(图中未示出)限定,第三相对壁和第四相对壁连接第一和第二相对壁12、14。
在第二壁14处,流延刮刀70与流延箱10相关联。流延刮刀70与流延箱10相关联,以便流延浆料。流延刮刀70具有为其纵向宽度的主导尺寸。流延刮刀70例如基本上为矩形。
流延刮刀70优选地借助于可调节板附接到流延箱10,该可调节板由致动器(图中未示出)操作,该致动器允许对流延刮刀70的位置进行精确控制。
在流延箱10中的浆料2的量具有预定料位,料位优选地保持基本上恒定使得由浆料2的柱施加的压力保持基本上相同。为了将浆料2的量基本上保持在相同料位,泵(在流延设备100的第一实施例中的第一泵和第二泵,或在流延设备的第二实施例101中的第一泵、第二泵和第三泵,或在流延设备102的第三实施例中的第一泵、第二泵和第四泵)控制浆料2向流延箱10的流动。
可移动支撑件20包括例如包括滚筒组件的连续不锈钢带。滚筒组件包括位于流延箱10下方的主滚筒41,该主滚筒移动可移动支撑件20。优选地,流延箱10安装在主滚筒41的顶部上。
浆料2在滚筒41处通过流延刮刀70流延在钢带20上,这产生均质化烟草材料的连续片材1。为了使浆料2到达流延刮刀70,并因此到达可移动支撑件20,流延箱10在其底部的对应部分中具有开口或孔口17,开口17沿着流延箱10的宽度延伸。开口17在滚筒41上方并邻近滚筒定位。
钢带20的移动使浆料2朝向流延箱10的前出口18处(第二壁14处;参见示出了浆料运动的曲线13)的流延刮刀70前进。流延刮刀70将浆料2的一部分流延在钢带20上,而剩余的大部分浆料2折回并且在流延箱10内部再循环。钢带20沿着流延方向(参见箭头44)移动。
在流延刮刀70与钢带20之间存在间隙,该间隙的尺度(尤其)决定均质化烟草材料的流延片材1的厚度。
流延设备100根据本发明的方法操作。
评估浆料2的粘度。优选地使用位于第一储罐3中或流延箱10中或第一流动路径4中或第二流动路径5中或两者中的粘度计60来评估粘度。可以使用多于一个粘度计。替代地,可以基于浆料的组分计算浆料的粘度。
第一流动路径4和第二流动路径5设置有两个不同的泵6、7,所述泵适合于不同类型的浆料粘度。例如,第一泵6优选地用于“低粘度浆料”,并且第二泵7优选地用于“高粘度浆料”。因此,取决于浆料的粘度是否高于或低于给定阈值,控制元件50分别打开阀23并使阀21关闭,反之亦然,使得使用第二泵7或第一泵6,浆料经由第二流动路径5或经由第一流动路径4从第一储罐向流延设备流动。因此,浆料在此时仅使用两个流动路径中的一个。
在流延箱10处,浆料2优选地保持相同料位。此外,在流延箱处,经由传感器80检查来自第一流动路径4或第二流动路径5的浆料的流速。流延箱10经由流延刮刀70将浆料2流延到沿着流延方向44移动的可移动支撑件20上。
优选地,在进行流延时连续地检查浆料的粘度。因此,如果浆料的粘度变化或测量的流速超出给定范围,控制元件50可以致动阀21、23,从而改变浆料到达流延箱10使用的流动路径。
在下文中,概述了流延设备101、102的操作方法,仅提及了与流延设备100的操作方法的差异。
流延设备102如流延设备100一样操作,但存在可替代地选择的三个不同的流动路径4、5、34。存在三个不同的泵6、7、35,其各自优选地用于浆料2的粘度的值的不同集合。例如,第一泵6优选地用于“低粘度浆料”,第二泵7优选地用于“高粘度浆料”,而第四泵35用于“中等粘度浆料”,其在高粘度浆料与低粘度浆料之间的粘度值的范围中。因此,如果浆料的粘度高于第一阈值且低于第二阈值,则控制元件50打开阀36并使阀21、23关闭,使得使用第四泵35,浆料经由第四流动路径34从第一储罐向流延设备流动。如果浆料的粘度高于第二阈值,则控制元件50打开阀23并使阀21、36关闭,使得使用第二泵7,浆料经由第二流动路径5从第一储罐向流延设备流动。如果浆料的粘度低于第一阈值,则控制元件50打开阀21并使阀23、36关闭,使得使用第一泵6,浆料经由第一流动路径4从第一储罐向流延设备流动。因此,浆料在此时仅使用三个流动路径中的一个。因此,在已评估浆料的粘度之后,选择第一流动路径4、第二流动路径5或第四流动路径34中的一个以从第一储罐3向流延箱10引导浆料,在此浆料如在流延设备100中被流延。使用单个流动路径将浆料从储罐向流延箱转移。
在流延设备101中,浆料位于两个储罐,即第一储罐3和第二储罐30中。第一储罐3经由分别具有第一泵6和第二泵7的第一流动路径4和第二流动路径5连接到流延箱10。第二储罐30经由分别具有第三泵和第二泵的第三流动路径11和第二流动路径5连接到流延箱。优选地,第一泵6和第三泵9适合用于相同范围的浆料的粘度值,而第二流动路径中的第二泵5适合与不同范围的浆料的粘度值一起使用,例如用于比第一泵和第三泵更高的粘度值。因此,根据浆料的粘度是高于还是低于给定阈值,控制元件50分别打开阀21、31并使阀门23、33关闭,反之亦然,使得使用第一泵5和第三泵9,浆料2经由第一流动路径4和第三流动路径11从第一储罐3和第二储罐30向流延箱10流动,或者使用第二泵7,浆料2经由第二流动路径5从第一储罐3和第二储罐30向流延箱10流动。因此,浆料可以经由单个流动路径(即,经由第二流动路径5),或者同时经由两个不同的流动路径(即,第一流动路径4和第三流动路径11)从两个储罐向流延箱10流动。
Claims (16)
1.用于流延含有生物碱的材料的片材的方法,所述方法包括:
-形成含有生物碱的材料的浆料,所述浆料具有粘度值;
-将所述浆料储存在第一储罐中;
-提供用于所述第一储罐与流延箱之间的流体连通的第一流动路径和第二流动路径,所述第一流动路径包括第一泵,并且所述第二流动路径包括第二泵;
-基于所述浆料的粘度值,沿着所述第一流动路径或沿着所述第二流动路径将所述浆料从所述第一储罐向所述流延箱引导,从而限定通过所述第一流动路径或通过所述第二流动路径的浆料流;以及
-流延所述浆料以获得含有生物碱的材料的片材。
2.根据权利要求1所述的方法,其中基于所述浆料的粘度值沿着所述第一流动路径或沿着所述第二流动路径将所述浆料从所述第一储罐向所述流延箱引导的步骤包括:
-设置阈值粘度值;
-如果所述浆料的粘度值低于所述阈值粘度值,则沿着所述第一流动路径引导所述浆料;
-否则沿着所述第二流动路径引导所述浆料。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述浆料具有组分,并且所述方法包括以下中的一者或多者:
-测量所述第一储罐中的浆料的粘度值;
-测量所述流延箱中的浆料的粘度值;
-测量所述第一流动路径或所述第二流动路径中的浆料的粘度值;
-基于所述浆料的组分确定所述粘度值。
4.根据权利要求3所述的方法,包括:
-测量或确定所述浆料的粘度值超过一次;
-在所述粘度值与先前测量或确定相比变化的情况下,将所述浆料流从所述第一流动路径切换到所述第二流动路径,反之亦然。
5.根据权利要求1所述的方法,包括:
-将所述浆料储存在第二储罐中;
-提供用于所述第二储罐与所述流延箱之间的流体连通的第三流动路径,所述第三流动路径包括第三泵;
-将所述第二流动路径连接到所述第二储罐,使得所述第二储罐和所述流延箱经由所述第二流动路径流体连通;以及
-基于所述浆料的粘度值,沿着所述第三流动路径或沿着所述第二流动路径将所述浆料从所述第二储罐向所述流延箱引导。
6.根据权利要求5所述的方法,包括:
-测量或确定所述浆料的粘度值超过一次;
-在所述粘度值与先前测量或确定相比变化的情况下,将两浆料流从所述第一流动路径和第三流动路径切换到所述第二流动路径,反之亦然。
7.根据权利要求4或6所述的方法,其中进入所述流延箱的浆料流限定流速,所述方法包括:
-在所述切换之前和之后使进入所述流延箱的浆料的流速保持基本上恒定。
8.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述第一泵限定第一泵速度,并且所述第二泵限定第二泵速度,所述方法包括:
-测量所述第一泵速度或所述第二泵速度;
-测量所述第一流动路径中或所述第二流动路径中的浆料的流速;
-如果测量的所述第一流动路径中或所述第二流动路径中的浆料的流速超出相应的测量的第一泵速度或第二泵速度的给定范围,则将所述浆料流从所述第一流动路径切换到所述第二流动路径,反之亦然。
9.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述第一泵限定第一泵速度,并且所述第二泵限定第二泵速度,所述方法包括:
-测量离开所述流延箱或进入所述流延箱或所述第一流动路径中或所述第二流动路径中的浆料的流速;以及
-基于测量的浆料流速改变所述第一泵速度或所述第二泵速度。
10.用于生产含有生物碱的材料的片材的流延设备,所述设备包括:
-第一储罐,所述第一储罐储存含有生物碱的材料的浆料;
-流延箱,所述流延箱包括流延含有生物碱的材料的片材的流延装置;
-粘度评估器,所述粘度评估器测量或确定所述浆料的粘度值;
-第一流动路径,所述第一流动路径流体连接所述第一储罐和所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;
-第二流动路径,所述第二流动路径流体连接所述第一储罐和所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;
-第一泵和第二泵,所述第一泵布置在所述第一流动路径内,并且第二泵布置在所述第二流动路径内;
-第一阀,所述第一阀选择性地打开所述第一流动路径或所述第二流动路径以允许浆料经由所述第一流动路径或经由所述第二流动路径从第一储罐向所述流延箱流动;以及
-控制元件,所述控制元件操作所述第一阀以基于所述浆料的粘度值选择所述第一流动路径或所述第二流动路径。
11.根据权利要求10所述的设备,其中所述第一泵或所述第二泵是正排量泵。
12.根据权利要求10所述的设备,其中所述第一流动路径或所述第二流动路径包括管路,所述管路具有在2.5厘米与10.5厘米之间的直径。
13.根据权利要求10所述的设备,其中所述粘度评估器包括粘度计。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的设备,包括:
-第二储罐;
-第三流动路径,所述第三流动路径将所述第二储罐流体连接到所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;
-第三泵,所述第三泵位于所述第三流动路径内;
-其中所述第二流动路径流体连接所述第二储罐和所述流延箱以向所述流延箱引导浆料流;
-第二阀,所述第二阀选择性地打开所述第三流动路径或第二流动路径以允许浆料经由所述第三流动路径或经由所述第二流动路径从所述第二储罐向所述流延箱流动;
-其中所述控制元件操作所述第二阀以基于所述浆料的粘度值选择所述第三流动路径或所述第二流动路径。
15.根据权利要求14所述的设备,其中所述第一泵、所述第二泵或所述第三泵限定第一泵速度、第二泵速度或第三泵速度,并且所述设备包括变速器以改变所述第一泵,或所述第二泵或所述第三泵的速度。
16.根据权利要求10至13中任一项所述的设备,其中所述第一泵或所述第二泵限定第一泵速度或第二泵速度,并且所述设备包括变速器以改变所述第一泵或所述第二泵的速度。
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