CN114929038A - 制造烟草膏和再造烟草的方法、含烟草的膜和用于制造再造烟草的设备 - Google Patents

制造烟草膏和再造烟草的方法、含烟草的膜和用于制造再造烟草的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于制造烟草膏和再造烟草的方法、含烟草的膜、膜区段和膜屑、和用于制造再造烟草的设备。用于制造烟草膏(10)的方法包括以下步骤：‑提供具有预定粒度，优选具有小于350μm，特别优选5μm至250μm或120μm至300μm的粒度的粉状材料(11)，其中所述材料优选具有烟草粉末(12)，‑提供高粘度的水基粘合剂凝胶(13)，其特别具有至少1000 cP，优选10000 cP至50000 cP的粘度、至少50%，优选60%至80%的水含量和至少一种粘合剂，例如瓜尔豆粉和/或羧甲基纤维素(CMC)；‑将粉状材料(11)与粘合剂凝胶(13)混合以形成烟草膏(10)，其特别是基本固体的，其中烟草膏(10)具有优选最大50%的水含量或水分含量。

Description

制造烟草膏和再造烟草的方法、含烟草的膜和用于制造再造 烟草的设备
本发明涉及用于制造烟草膏和再造烟草的方法、含烟草的膜、膜区段和膜屑、和用于制造再造烟草的设备。
在许多替代性吸烟产品中，特别是在所谓的加热非燃烧制品的情况下，形成气溶胶的基质具有再造烟草膜。为了用于替代性吸烟产品，应制造特别平滑和均匀的烟草膜。已知的制造方法例如公开在WO19086417 中。在第一制造步骤中，由烟草粉末、粘合剂、甘油和水制造糊状物料，将其在进一步的方法步骤中压平，然后干燥。通过制造该糊状物料，该物料具有高水分含量。这种高水分含量导致下游干燥装置的干燥花费高。这种制造方法的缺点是加工糊状物料，其需要高能量花费来干燥。
本发明的目的是提供用于制造烟草膏和再造烟草的方法、含烟草的膜、膜区段和膜屑，以及用于制造再造烟草的设备，其中再造烟草膜、烟草膏、含烟草的膜、膜区段和膜屑应以少的能量花费和有利的材料性质，特别是以生产成本和材料性质的有利比率来制造。
该目的通过用于制造烟草膏的方法实现，该烟草膏可特别用于制造再造烟草，其中所述方法包括以下步骤：提供具有预定粒度，优选具有小于350μm，特别优选5μm至250μm或120μm至300μm的粒度的粉状材料，其中所述材料优选具有烟草粉末；提供高粘度的水基粘合剂凝胶，其特别具有至少1000 cP，优选10000 cP至50000 cP的粘度，至少50%，优选60%至80%的水含量和至少一种粘合剂，例如瓜尔豆粉和/或羧甲基纤维素(CMC)；将粉状材料与粘合剂凝胶混合以形成烟草膏，其特别是基本固体的，其中烟草膏具有优选最大50%的水含量或水分含量。
基于制造高粘度的粘合剂凝胶和提供具有预定粒度的粉状材料的组合，在小于50%的水分含量下混合该粘合剂凝胶和粉状材料时产生烟草膏的足够的粘合和强度性质，该烟草膏有利地适用于进一步加工成烟草膜。由于所述粘合剂在单独的方法步骤中与液体，特别是与水混合，可以产生最佳的粘合性质，然后该粘合剂与烟草粉末混合。除了粘合剂之外，所述粘合剂凝胶优选不具有其它粉状或纤维状材料。优选至少具有水、粘合剂和甘油或丙二醇的高粘度水基粘合剂凝胶可例如通过如下方式来提供：在第一步骤中将甘油或丙二醇与粘合剂混合，在随后的第二步骤中将粘合剂和甘油或丙二醇的混合物与水混合。通过两阶段的混合过程，粘合剂可以与甘油或丙二醇混合并溶解在液体中，而粘合剂不与水反应和不任选在混合过程中结块。通过这样的方法，既可以实施连续的，也可以实施分批的制造方法。
根据用于制造烟草膏的方法的一个优选扩展方案，粉状材料具有烟草粉末和植物粉末和/或优选粉状添加剂，其中特别地，植物粉末具有纤维素，优选粉末或纤维形式的纤维素，并且其中植物粉末的纤维素和烟草粉末的比率为最大20%，优选最大12%或最大8%，特别是最小2%，优选为4%。优选地，植物粉末不具有烟草粉末。
除非在本说明书中明确说明，否则百分比数据总是代表重量%数据。进一步的粉状添加剂的使用改进了烟草膏的材料性质，特别是烟草膜的材料性质。
根据用于制造烟草膏的方法的另一个优选扩展方案，粉状材料，特别是烟草粉末和/或植物粉末具有小于350 μm，优选5μm至250μm的粒度。通过相应的粒度，可以制造均匀的烟草膏和因此也可制造均匀的烟草膜。
根据用于制造烟草膏的方法的一个优选的扩展方案，粉状材料，特别是烟草粉末和/或植物粉末具有每重量单位小于18%，优选7%至12%的水分含量或水含量。特别地设置，在作为部件，优选作为具有每部件大于1 g的平均质量的部件提供粉状材料时，在恰好一个用于粉碎的方法步骤中，特别是使用恰好一个粉碎装置粉碎到小于350 μm，优选小于250 μm的粒度，并且特别是没有进行按等级的粉碎。
为了制造具有预设粒度粉状材料，优选是成本有效的一步法。在此，水分含量在粉碎时对最终产物具有影响。
根据用于制造烟草膏的方法的一个优选扩展方案设置，粘合剂凝胶包含比例(重量%)为2%至25%的粘合剂，所述粘合剂优选为粉末形式或纤维形式并小于150 μm，特别优选20 μm至100 μm的粒度。通过具有这种粒度和与液体的相应比率的粘合剂，可制造均匀的粘合剂凝胶。
根据用于制造烟草膏的方法的一个优选扩展方案设置，烟草膏具有10%至40%，任选20%至30%的水分含量或水含量。
该目的还通过用于制造再造烟草的方法来实现，其中该方法包括用于制造烟草膏的方法，并且其中所述用于制造再造烟草的方法具有以下额外的方法步骤：将烟草膏挤出以形成挤出型材，该挤出型材特别是基本固体的和/或具有优选最大50%，优选10%至40%，更优选20%至30%的低水含量或水分含量。通过这种水含量或水分含量，可以有利地挤出烟草膏并且特别有利地在随后的方法步骤，特别是压平过程中进一步加工。
如已经之前关于用于制造烟草膏的方法阐述的相同或类似优点也适用于用于制造再造烟草的方法。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，在挤出过程中将烟草膏调温到20℃至60℃，优选30℃至40℃的温度，和/或在挤出过程中烟草膏具有10 bar至40bar，优选20 bar至30 bar的压力。如果烟草膏暴露于提高的压力和/或提高的温度，由此损害烟草膏的口味和浓度。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，该方法包括以下额外的步骤：分离出挤出型材的部分，其中产生一系列烟草膏的部分，其中特别地，每个部分具有最大200 g，优选最大100 g的重量和/或最大10 cm3，优选8 cm3，特别优选5 cm3的体积。
根据用于制造再造烟草的方法的另一个优选扩展方案设置，用于制造烟草膏的方法或用于制造再造烟草的方法包括以下额外的方法步骤：将所述部分或烟草膏压平以形成扁平材料带，其具有厚度，优选最大2 mm，特别优选最大1.2 mm的厚度或30 μm至500 μm的厚度和/或具有宽度，优选30 cm至3 m，特别优选30 cm至2 m的宽度。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，所述部分或烟草膏的压平通过轧压、滚压或压平过程进行和/或所述部分或烟草膏具有最大30%或35%的水分含量，特别优选25%至30%的水分含量，并且其中特别地，所述压平通过多级轧压或滚压过程来进行，所述多级轧压或滚压过程优选直接相继地布置。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，所述方法包括以下额外的方法步骤：将所述扁平材料带干燥以形成干燥的材料带，优选干燥到小于20%的水分含量，特别优选4%至16%的水分含量。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，所述方法包括以下额外的方法步骤：将扁平材料带，特别是膜带卷绕到卷轴上。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，在卷绕之前，将所述扁平材料带或干燥的材料带的两侧进行切割，从而产生具有预设的，特别是基本恒定的宽度的再造烟草膜。
根据用于制造再造烟草的方法的一个优选扩展方案设置，在卷绕之前，将扁平材料带或干燥的材料带切割成两个或更多个由再造烟草膜制成的材料带，所述材料带特别是具有100 mm至300 mm，优选120 mm至250 mm的宽度，然后将它们彼此分开地卷绕到卷轴。
根据用于制造再造烟草的方法的另一个优选扩展方案设置，所述卷绕通过具有至少一个卷绕毂的卷绕装置实施，并且将两个或更多个由再造烟草膜制成的材料带彼此并排地布置在相同的卷绕毂上并分别卷绕到卷轴。
该目的还可以通过含烟草的膜、膜区段或膜屑来实现，其具有以下组分：
具有小于350 μm，优选小于250 μm的粒度的烟草粉末，其在含烟草的膜、膜区段或膜屑的干质量中的重量比例特别是65%至90%，优选70%至85%；具有小于350 μm，优选小于250 μm的平均粒度的颗粒或纤维形式的纤维素，其在含烟草的膜、膜区段或膜屑的干质量中的重量比例特别是3%至10%；粘合剂，优选羧甲基纤维素(CMC)和/或瓜尔豆粉，其在含烟草的膜、膜区段或膜屑的干质量中的重量比例特别是2%至10%，特别优选4%至8%；其中所述纤维素的比例低于所述粘合剂的比例，和/或所述纤维素与烟草粉末的比率小于1/14，优选小于1/16，特别优选小于1/20。优选地，纤维素，特别是颗粒或纤维形式的纤维素不具有烟草植物的成分。
如已经之前关于用于制造烟草膏的方法和用于制造再造烟草的方法阐述的相同或类似优点也相同或相似地适用于含烟草的膜、膜区段或膜屑。
根据含烟草的膜、膜区段或膜屑的一个优选扩展方案设置，所述膜、膜区段或膜屑具有500 mg/cm3至1000 mg/cm3，优选700 mg/cm3至950 mg/cm3的密度。通过这种配方，可以制造含烟草的膜，其具有低密度并且满足烟草加工工业的生产机器中的加工标准。
根据另一个优选扩展方案设置，含烟草的膜、膜区段或膜屑，特别是膜条具有0.5mm至4 mm的宽度，其中质量-表面积比率大于0.08 mg/mm2，大于0.07 mg/mm2 ，大于0.06mg/mm2 ，大于0.05 mg/mm2或大于0.04 mg/mm2 ，优选小于0.089 mg/mm2 ，小于0.088 mg/mm2或小于0.08 mg/mm2 。对于具有例如1 mm宽度、15 mm长度和150 μm厚度的膜条，表面积Ω =2*(1 mm * 15 mm) + 2*(1 mm + 15 mm)*150 μm=35.4 mm2。体积V由V=1 mm * 15 mm *0.15 mm = 2.25 mm3 = 0.00225 cm3 得出。质量M由密度ρ (例如ρ=850 mg/cm3 )和体积V计算，其中M = V * ρ = 1.9125 mg，并且质量-表面积比率MOV是质量M除以表面积Ω，其中MOV = M / Ω = 0.054 mg/mm2。这种膜条具有均匀结构、足以在烟草加工工业的机器中加工的材料性质以及低密度。
根据含烟草的膜区段或膜屑的另一个优选扩展方案设置，它们具有最大2 mm的宽度和最大25 mm的长度和/或180 μm至300 μm的厚度。
该目的还通过用于制造再造烟草的设备来实现，该设备具有以下部件：材料粉碎设备，其被设计用于产生具有预定粒度的粉状材料，其中该粉状材料优选具有烟草粉末和/或植物粉末，优选颗粒形式或纤维形式的烟草粉末和/或植物粉末；胶凝机，其被设计用于产生高粘度的水基粘合剂凝胶，其优选具有至少1000 cP，优选10000 cP至50000 cP的粘度；混合单元，其被设计和设置用于将来自材料粉碎设备的粉状材料与来自胶凝机的粘合剂凝胶混合以形成烟草膏，其特别是基本固体的，并且还特别地具有最大50%的水含量或水分含量。优选地，所述用于制造再造烟草的设备具有控制单元。
如已经之前关于用于制造烟草膏的方法、用于制造再造烟草的方法和含烟草的膜、膜区段或膜屑阐述的相同或类似优点也相同或类似地适用于用于制造再造烟草的设备。
根据一个优选扩展方案设置，用于制造再造烟草的设备具有以下额外的部件：挤出单元，其被设计成从混合单元挤出烟草膏，并将其从出口，优选挤出喷嘴压出，以使得由烟草膏制造挤出型材，其中特别地，该挤出单元具有压力传感器，所述压力传感器优选布置为邻近挤出单元的出口，和/或具有调温单元，所述调温单元被设计成将烟草膏在挤出单元中在挤出单元的至少一个区段或子区域中调温到20℃至60℃，优选30℃至40℃的温度。
根据一个优选扩展方案，用于制造再造烟草的设备被改造成具有下列部件：分级单元，其被设计成分割从挤出单元挤出的型材，以产生一系列烟草膏的部分，并且优选地具有旋转分离元件，优选旋转刀片。
根据另一个优选扩展方案，用于制造再造烟草的设备具有以下部件：轧压或压平单元，其被设计用于将烟草膏的部分压平或轧压，以产生扁平材料带，并且特别地具有水分传感器，所述水分传感器特别地与中央控制单元连接，以检测所述部分、烟草膏或扁平材料带的水分，并且特别是产生送往胶凝机的信号。
根据用于制造再造烟草的设备的一个优选扩展方案设置，其具有以下部件：干燥单元，其适用于将由轧压或压平单元产生的材料带干燥，以使得干燥的材料带特别地具有小于20%，优选4%至16%，特别优选6%至10%的水分含量，其中干燥单元特别地具有至少一个传感器，该传感器检测干燥的材料带和/或扁平材料带的水分含量，并且优选地与中央控制单元连接，并且优选地布置在干燥单元的入口和/或出口处。特别优选地，所述传感器产生送往干燥单元的信号。优选地，该干燥单元具有用于扁平材料带的入口和用于干燥材料带的出口。
该目的还通过用于制造再造烟草的设备1来实现，该设备具有以下部件：用于烟草膏10或用于烟草膏10的部分100的提供装置，其中该提供装置特别地包括材料粉碎设备2，其被设计用于产生具有预定粒度的粉状材料11，其中该粉状材料11优选地具有烟草粉末12和/或植物粉末14，优选颗粒形式或纤维形式的烟草粉末12和/或植物粉末14，特别是胶凝机3，其被设计用于产生高粘度的水基粘合剂凝胶13，其优选具有至少1000 cP，优选10000cP至50000 cP的粘度，特别是混合单元4，其被设计和设置用于将来自材料粉碎设备2的粉状材料11与来自胶凝机3的粘合剂凝胶13混合以形成烟草膏10，其是基本固体的并且具有优选最大50%的低水含量或水分含量；和轧压单元7，其被设计用于将烟草膏10的部分100或烟草膏10压平和/或轧压，以产生扁平材料带101，其中轧压单元7具有至少两个辊71、72，优选至少两个辊对71、71和71、72，其中通过所述至少两个辊71、72，优选通过至少两个辊对71、71和71、72，分别形成间隙尺寸S1、S2，烟草膏10或烟草膏10的部分100特别地可以通过该间隙尺寸被输送并且可形成扁平材料带101，其中将所述至少两个辊71/72，优选将所述至少两个辊对71、71和71、72在输送方向上相继布置，其中在输送方向上在间隙尺寸S1下游布置间隙尺寸S2，并且对于间隙尺寸S1和S2适用的是：S2 ≥ S1*1/3，优选S2 ≥ S1* 1/2，优选 S2 ≥ S1*2/3。通过轧压单元的这种布置，避免了在轧压过程中在两个相继的轧压步骤中扁平材料带的厚度过大降低和因此不产生均匀的扁平材料带。
特别地，胶凝机3被设计和设置用于产生粘合剂凝胶13，其具有水、粘合剂和甘油或丙二醇。胶凝机3具有混合装置，其将甘油或丙二醇与粘合剂混合，其中该混合装置布置在供水管道的上游。通过这种布置，可以将粘合剂与甘油或丙二醇的混合在没有水的情况下实施，以防止粘合剂的过早结块或与水反应。
优选地，在辊对71、71或辊对71、72的下游布置传感器装置SE，其被设计和设置用于确定材料带的厚度。优选地，该传感器装置SE布置在卷绕单元(Winkeleinheit)中。传感器装置SE优选地与调节单元连接，该调节单元可以改变和/或调整辊对71、71、71、72的至少一个间隙尺寸S1、S2。设备1优选地被设计成基于来自传感器装置SE的测量数据来控制和/或调整所述至少一个间隙尺寸S1、S2。传感器装置例如通过透射光测量方法来检测材料带的厚度，其中通过特定材料带区段的灰度检测来推测厚度。
直接上述设备1可以有利地根据之前关于用于制造再造烟草的设备1阐述的优选实施方案和修改方案来改进。所述有利地实施方案可转用于/可用于直接上述设备1。
本发明的另一目的是以少的能量花费和有利的材料性质，特别是材料带的生产成本和材料性质的有利比率由再造烟草材料，特别是再造烟草膜来制造扁平材料带，其中使用分离装置来将扁平材料带从转筒体上脱离。
该目的通过用于将扁平材料带与转筒体分离的分离装置，特别是通过刮板来实现，其优选布置在转筒体的卸料点处，其中通过转筒体在卸料点处的半径和通过分离装置，特别是刮板来形成角度α，其中角度α为50°至80°，优选62°至73°。
转筒体的卸料点是扁平材料带从转筒体上脱离的点。优选地，分离装置，特别是刮板被设计为可加热的，优选加热到40℃至90℃的温度，特别优选50℃至70℃的温度。优选地，所述分离装置至少局部地配备有涂层，该涂层优选具有PTFE (聚四氟乙烯)、陶瓷或碳化钨。任选地，所述分离装置至少局部地配备有纳米涂层。优选地，分离装置被设计为双金属刮板。
然后通过参考实施方案来描述本发明，所述实施方案借助以下附图来说明，其中：
图1显示了用于制造含烟草的膜的设备的示意图；
图2显示了设备内的材料粉碎设备的一个实施方案；
图3显示了胶凝机的一个实施方案；
图4显示了混合单元的一个实施方案；
图5显示了挤出单元和分级单元的一个实施方案；
图6显示了分级单元和干燥单元之间的压平单元的一个实施方案，且
图7显示了干燥单元和卷绕单元。
图1通过框图示意性地显示了用于制造再造烟草的设备/生产设备1。在两个彼此独立的工作线中，在用于制造烟草粉末的材料粉碎设备2中提供烟草粉末12，并且在用于制造粘合剂凝胶13的胶凝机3中提供粘合剂凝胶13。在材料粉碎设备1中供入烟草材料，其优选具有植物性烟草材料、膜残余物或以其它方式构造的烟草。在检测到异物后，进行粉碎过程，由此产生粉状材料11。任选地，在粉碎后可以混入另外的粉状材料11、12、14。该粉碎过程有利地通过微粉磨机21来实施(参见图2)。粉状材料11具有小于350 μm的粒度，优选5 μm至250 μm的粒度。有利地，粉状材料11的水分或水含量小于18%，优选为7%至12%。
如果在本说明书中未明确地给出另外定义，则百分比数据是重量百分比。
对于有利的制造过程，粉状材料11具有烟草粉末12和特别是植物粉末14，其中植物粉末的比例小于30%，优选为2%至10%。特别地，术语植物粉末14不描述包含在烟草粉末中的植物性成分，特别是包含烟草粉末12中的植物粉末14。粉状材料11或植物粉末14的有利粒度为40 μm至150 μm或20 μm至140 μm。有利地，粉状材料11或植物粉末14的粒度小于300μm。
用于制造粘合剂凝胶13的胶凝机3具有用于液体，特别是水和粘合剂15的提供装置，该粘合剂优选具有瓜尔豆粉或羧甲基纤维素(CMC)。该水分或水和粘合剂15在一个方法步骤中混合，以使得产生具有大于1000 cP粘度，优选10000 cP至50000 cP粘度的粘合剂凝胶13。单位cP是动态粘度的单位并表示厘泊。粘合剂凝胶13有利地具有大于50%的水分含量，优选60%至80%的水分含量。优选地，粘合剂凝胶13是水基粘合剂凝胶13。所述粘合剂凝胶13有利地具有粘合剂15，其优选是粉状的并且具有小于150 μm的粒度，优选20 μm至100μm的粒度。优选地，粘合剂15具有比所述粉状材料小的粒度。粘合剂凝胶13优选地具有2%至25%的粘合剂15比例。
在材料粉碎设备2中制成的粉状材料11和在胶凝机3中制成的粘合剂凝胶13在混合单元4中混合，并在挤出单元5中挤出以形成挤出型材16。在挤出单元5的下游布置分级单元6，该分级单元将挤出型材16分割成烟草膏10的部分100 (参见图5、6)。烟草膏10的部分100通过压平单元7或轧压单元7进行压平并供入干燥单元8。其可以是隧道式干燥器，其优选具有热空气炉、红外炉或微波炉。在上下文中，炉仅应理解为是指用于干燥的装置。在干燥单元8的下游布置卷绕单元9，在该卷绕单元上，干燥的材料带102，优选切割成恒定宽度的烟草膜103和优选切割成多个单独膜带104的烟草膜卷绕到各个卷轴上(参见图7)。
在图2中显示了材料粉碎设备2。由储器或通过装填筒将原料引入微粉磨机21中，并粉碎到预定粒度。烟草粉末12、植物粉末14和/或粉状材料11在一个方法步骤中粉碎成所需粒度，特别是小于150 μm的粒度，优选5 μm至250 μm的粒度。为了确保有利的粉碎过程，特别是所述单级粉碎过程，水分含量和/或水含量小于18%，优选为7%至12%。微粉磨机21优选地具有侧面或底部的出口，由此粉状材料11经由分离器22或筛分装置任选直接地被输送到固体粉尘混合器23中。通过分离器22或筛分装置，过重的颗粒在分离器22的底部出口处积聚并输出。具有相应粒度的颗粒可以通过头部出口输出到固体粉尘混合器23。或者，要进一步加工的颗粒可以在不同设计的分离器22中在底部输出并供入固体粉尘混合器23。优选多个包含粉状材料的罐器24与固体粉尘混合器23连接，其中通过所述罐器24提供不同的粉状材料，例如植物粉末14或纤维素粉末并可输送到固体粉尘混合器23。在此提到的粉末材料的情况下，该粉末材料也可以具有纤维或细长颗粒。在固体粉尘混合器23中，将不同粉状材料的均匀混合物混合以形成粉状材料11。
在图3中显示了用于制造粘合剂凝胶13的示例性胶凝机3的构造。该胶凝机3具有处理罐31，其通过再循环回路33再次与处理罐31连接。通过管道36、调控阀39和循环泵37、40，在再循环回路33中输送液体材料，特别是粘合剂凝胶13或中间产物。通过管道32，调整对处理罐的供水。此外，胶凝机3具有辅助容器34，其具有粘合剂15，例如羧甲基纤维素(CMC)或瓜尔豆粉。该粘合剂15经由管道、调控阀和经由文丘里喷射器38与再循环回路33连接。通过沿着管道36直接布置在循环泵37的上游并同时也与所述一个/多个辅助容器34连接的文丘里喷射器38，来自辅助容器34的预定量的粘合剂15可以被直接供入循环泵37的吸入口。
任选地，在辅助容器34的下游布置混合装置，在其中将粘合剂与甘油和丙二醇混合。可以将这种混合物供入循环泵37的吸入口和因此可供入再循环回路33。以此方式，可以控制和/或调整粘合剂15的供应，并且制造具有足够高粘度，优选具有大于1000 cP粘度，特别优选10000 cP至50000 cP粘度的粘合剂凝胶13。如果混合了具有足够粘度的粘合剂凝胶13，可以经由管道41和调控阀43通过输送的循环泵42从再循环回路33中取出粘合剂凝胶13，并经由出口管道35供入进一步的处理过程。有利地，在出口管道35的出口的上游布置用于测定体积的流量计44。
在图4中显示了混合单元4以及挤出单元5的部件。胶凝机3的出口管道35经由粘合剂凝胶13的入口53与混合单元4连接，并且材料粉碎设备2的出口经由粉状材料11的入口52与混合单元4连接。通过这些入口52、53，将粘合剂凝胶13和粉状材料11输送到细长体51中并通过由电动机56驱动的旋转搅拌器55相互混合。
在图5中通过侧视图显示了混合单元4。电动机56使旋转搅拌器55经由轴A旋转，并将粘合剂凝胶13与粉状材料11混合。在细长体51的与入口相反的端部处设置出口54，经搅拌的烟草膏10通过该出口输送到挤出单元5。
在图5中以侧视图的形式示出了挤出单元5。烟草膏10从出口54输送到储器60，该储器优选包括至少100 l，并且通过由电动机62驱动的搅拌单元搅拌，并进一步输送到挤出通道63。该挤出通道63具有螺杆65，该螺杆具有参考轴B并可由电动机61驱动，其中烟草膏10通过螺杆65输送到挤出喷嘴64。在一个优选的实施方案中，挤出单元5具有调温单元，该调温单元将挤出通道63和/或挤出螺杆65调温，优选冷却。优选地，调温单元将烟草膏10冷却到低于60℃的温度，优选30℃至40℃的温度，以不损害烟草膏的口味。
在另一个优选实施方案中，压力传感器布置为邻近挤出喷嘴64，该压力传感器优选与控制单元连接，以控制和/或调整挤出通道63中的压力。在所述挤出喷嘴64的下游布置分级单元6，该分级单元优选被保护壳体68包围。所述分级单元6优选包括具有参考轴C的旋转分离元件66，特别是通过轴承69与电动机67连接的旋转刀片66。挤出型材16从挤出喷嘴64离开，该挤出型材被分离元件66，例如旋转刀片66分割成烟草膏10的部分100。烟草膏10的部分100尤其是竖直地落入下游的压平单元7中。挤出单元5可以优选地被设计为多螺杆挤出单元，其中多个挤出螺杆相邻布置，优选彼此并排布置。
在图6中绘制了分级单元6和下游的优选被设计为轧压单元7的压平单元7，其中在压平单元7的下游布置干燥单元8。烟草膏10的部分100落到主辊71上，该主辊由烟草膏10的部分100形成扁平材料带101，特别是通过轧压过程。在主辊71上布置刮具，该刮具在将扁平材料带101转移到下游的辊之后将粘附在主辊71上的扁平材料带101或烟草膏10的部分100的成分去除和刮除。在主辊71的下游布置另一辊72，即次辊72，其中通过使主辊71和次辊72合作而将扁平材料带101进一步压平。两个主辊71之间的间隙尺寸或距离优选等于、小于或大于主辊71和进行第二压平步骤的次辊72之间的距离。优选地，辊71和72优选具有相同的速度。辊72优选具有比辊71更高的速度。速度描述了侧面的切向速度。优选地，扁平材料带101具有小于1.2 mm的厚度，优选30 μm至500 μm的厚度。优选地，扁平材料带101具有30 cm至2 m的宽度。优选地，部分100和/或扁平材料带101具有小于50%，优选10%至40%的水分含量或水含量。
在一个优选实施方案中，设置分段辊73，其例如以单份、双份或多份的形式布置为邻近次辊72。扁平材料带101从次辊72脱离，优选通过刮具将残余成分从辊72上去除，并供入干燥单元8。
优选地，在次辊72上设置用于将扁平材料带101与次辊72的转筒体分离的分离装置，特别是刮板，其优选布置在次辊72的转筒体的卸料点处，其中通过转筒体在卸料点处的半径和通过分离装置，特别是刮板来形成角度α，其中角度α为50°至80°，优选62°至73°。次辊72的转筒体的卸料点是扁平材料带从次辊72的转筒体上脱离的点。
优选地，分离装置，特别是刮板被设计为可加热的，优选加热至40℃至90℃的温度，特别优选50℃至70℃的温度。优选地，分离装置至少局部地配备有涂层，该涂层优选具有PTFE (聚四氟乙烯)、陶瓷或碳化钨。任选地，分离装置至少局部地配备有纳米涂层。优选地，分离装置被设计为双金属刮板。
干燥单元8具有干燥通道80，带式输送机81被引导通过该干燥通道。扁平材料带101放置在具有循环输送带的带式输送机81上并被引导通过干燥通道80。干燥通道80可以被设计为分段的，其中每个段80a、80b和80c例如被设计为热空气炉、红外炉或微波炉(参见图7)。在一个优选实施方案中，布置了五个段，它们由热空气炉、红外炉、微波炉、红外炉和最后的热空气炉形成。所述热空气炉优选地布置在干燥通道80的开始和结束处。干燥通道80具有出口，在该出口中干燥的材料带102与带式输送机81脱离，其中为此优选设置转向辊93，以将干燥的材料带102引导到卷绕单元9中。干燥的材料带102的水分含量或水含量优选小于30%，优选为4%至10%。
卷绕单元9具有布置在刚性支撑结构94处的多个转向辊93，并如图7所示。转向辊93将干燥的材料带102引导到卷绕单元9中，其中设置装置，例如跳动装置，以控制和/或调整带张力。干燥的材料带102经由引导辊92供入切割单元95，该切割单元优选被设计为侧面和/或宽度切割器，其中材料带102的侧面被切割或干燥的材料带102另外被切割成宽条。在切割单元95之后切割的烟草膜103、104被引导通过铺展辊96，该铺展辊将材料带彼此隔开，以将它们通过另外的转向辊93传送到机动化的卷绕单元90。该机动化的卷绕单元90分别具有卷绕毂91，由再生烟草膜制成的烟草带103、104卷绕在该卷绕毂上。在一个优选实施方案中，可以将1、2、3、4或多于4个机动化的卷绕单元90布置在卷绕单元9中。
在另一个优选的实施方案中，卷绕单元90可以被设计为具有宽的卷绕毂，以将由再生烟草膜制成的多个膜带104共同卷绕在卷绕毂91上。因此可以在卷绕毂91上卷绕多个即用型卷轴。
图1示意性示出的烟草膏10的制造过程被分为干相和水相。在干相中，烟草材料和任选植物材料被粉碎，与其它粉状材料11、12、14，例如植物粉末14混合，并被供入固体粉尘混合器23。在水相中制造粘合剂凝胶13，其中例如水、芳香剂和甘油与粘合剂15，例如CMC或瓜尔豆粉混合。对于制造过程，有利地在干相中使用60%至95%的粉状材料11或烟草粉末12和/或3%至15%的优选纤维素、任选纤维素粉末或植物粉末14。例如，使用90%的烟草粉末12和10%的纤维素粉末、95%的烟草粉末和5%的纤维素粉末、92%的烟草粉末和8%的植物粉末、或85%的烟草粉末和15%的通过其它方式形成的粉状材料。
在水相中制造粘合剂凝胶13，其有利地包含水、甘油、芳香剂、CMC和/或瓜尔豆粉。粘合剂凝胶13有利地包含大于50%，优选小于80%的水。有利地，粘合剂凝胶13包含73%的水、20%的甘油和7%的粘合剂15。这些数据可以在该特别配方中分别以最多3%的差值变化。优选地，粘合剂15与水分，特别是水的重量比率小于20%。
粘合剂凝胶13和粉状材料11被加工成烟草膏10。有利地，粉状材料11和水的比率大于或等于1。优选地，纤维素，优选纤维素粉末的重量比例大于粘合剂15的重量比例。优选地，纤维素，优选纤维素粉末与烟草粉末的比率小于或等于1/20、1/16或1/14。
附图标记列表
1 用于制造再造烟草的设备
2 用于制造烟草粉末的粉碎设备
21 微粉磨机
22 切割器
23 固体粉尘混合器
24 罐器
3 用于制造粘合剂凝胶的胶凝机
31 处理罐
32 供水管道
33 再循环回路
34 具有CMC或瓜尔豆粉的辅助容器
35 出口管道
36 管道
37、40 循环泵
38 文丘里喷射器
39 调控阀
4 混合单元
41 管道
42 进料泵、循环泵
43 调控阀
44 流量计
51 细长体
52 粉末的入口
53 粘合剂凝胶的入口
54 出口
55 具有参考轴A的旋转搅拌器
56 电动机
5 挤出单元
61 电动机
60 储罐(> 100 l)
62 电动机
63 挤出通道
64 挤出喷嘴
65 具有参考轴B的挤出螺杆/螺杆
6 分级单元
66 分离元件，具有参考轴C的旋转分离元件
67 电动机
68 保护壳体
69 轴承
7 压平单元、轧压单元
71 主辊
72 次辊
73 分段辊
8 干燥单元
80 干燥通道
80a、b、c 热空气炉、红外炉、微波炉
81 带式输送机
9 卷绕单元
90 机动化的卷绕单元
91 卷绕毂
92 引导辊
93 转向辊
94 刚性支撑结构
95 切割单元、侧面&宽度切割器
96 铺展辊
10 烟草膏
11 粉状材料
12 烟草粉末
13 粘合剂凝胶
14 植物粉末
15 粘合剂
16 挤出型材
100 烟草膏的部分
101 扁平材料带
102 干燥的材料带
103 具有恒定宽度的再造烟草膜
104 由再造烟草膜制成的膜带，特别是切割成卷绕宽度。

Claims (25)

1.用于制造烟草膏(10)的方法，该烟草膏可特别用于制造再造烟草，其中所述方法包括以下步骤：
- 提供具有预定粒度，优选具有小于350μm，特别优选5μm至250μm或120μm至300μm的粒度的粉状材料(11)，其中所述材料优选具有烟草粉末(12)，
- 提供高粘度的水基粘合剂凝胶(13)，其特别具有至少1000 cP，优选10000 cP至50000 cP的粘度，至少50%，优选60%至80%的水含量和至少一种粘合剂，例如瓜尔豆粉和/或羧甲基纤维素(CMC)；
- 将粉状材料(11)与粘合剂凝胶(13)混合以形成烟草膏(10)，其特别是基本固体的，其中烟草膏(10)具有优选最大50%的水含量或水分含量。
2.根据权利要求1所述的用于制造烟草膏(10)的方法，其中所述粉状材料(11)具有烟草粉末(12)和植物粉末(14)并且优选具有粉状添加剂，其中特别地，所述植物粉末(14)具有纤维素，优选粉末或纤维形式的纤维素，且其中优选地，所述植物粉末的纤维素和烟草粉末的比率为最大20%，优选最大12%或最大8%，特别是最小2%，优选为4%。
3.根据权利要求1或2所述的用于制造烟草膏(10)的方法，其中所述粉状材料(11)，特别是烟草粉末(12)和/或植物粉末(14)具有小于350 μm，优选5 μm至250 μm的粒度。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的用于制造烟草膏(10)的方法，其中所述粉状材料(11)，特别是烟草粉末(12)和/或植物粉末(14)具有每重量单位小于18%，优选7%至12%的水分含量或水含量。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的用于制造烟草膏(10)的方法，其中所述粘合剂凝胶(13)包含比例(重量%)为2%至25%的粘合剂(15)。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的用于制造烟草膏(10)的方法，其中所述烟草膏(10)具有10%至40%，特别是20%至30%的水分含量或水含量。
7.用于制造再造烟草的方法，其中该方法包括根据权利要求1至6中至少一项所述的用于制造烟草膏(10)的方法，并且其中所述用于制造再造烟草的方法包括以下额外的方法步骤：
- 将烟草膏(10)挤出以形成挤出型材(16)，该挤出型材特别是基本固体的和/或具有优选最大50%，优选10%至40%，更优选20%至30%的低水含量。
8.根据权利要求7所述的用于制造再造烟草的方法，其中在挤出过程中将烟草膏(10)调温到20℃至60℃，优选30℃至40℃的温度，和/或在挤出过程中烟草膏(10)具有10 bar至40 bar，优选20 bar至30 bar的压力。
9.根据权利要求7或8所述的用于制造再造烟草的方法，其中该方法包括以下额外步骤：
- 分离出挤出型材(16)的部分(100)，由此产生一系列烟草膏(10)的部分(100)，其中特别地，每个部分具有最大200 g，优选最大100 g的重量和/或最大10 cm3，优选8 cm3，特别优选5 cm3 的体积。
10.根据权利要求7至9中至少一项所述的用于制造再造烟草的方法，其中所述用于制造烟草膏(10)的方法或用于制造再造烟草的方法包括以下额外的方法步骤：
- 将部分(100)或烟草膏(10)压平以形成具有厚度，优选最大2 mm，特别优选最大1.2mm的厚度或30 μm至500 μm的厚度和/或具有宽度，优选30 cm至3 m，特别优选30 cm至2 m的宽度的扁平材料带(101)。
11.根据权利要求10所述的用于制造再造烟草的方法，其中所述部分(100)或烟草膏(10)的压平通过轧压、滚压或压平工艺进行，和/或所述部分(100)或烟草膏(10)具有最大30%或35%的水分含量，特别优选25%至30%的水分含量。
12.根据权利要求10或11所述的用于制造再造烟草的方法，其中所述方法具有以下额外的方法步骤：
- 将所述扁平材料带(101)干燥以形成干燥的材料带(102)，优选地干燥到小于20%的水分含量，特别优选4%至16%的水分含量。
13.根据权利要求10至12中至少一项所述的用于制造再造烟草的方法，其中所述方法具有以下额外的方法步骤：
- 将扁平材料带(101)，尤其是膜带卷绕到卷轴上。
14.根据权利要求13所述的用于制造再造烟草的方法，其中在卷绕之前，将所述扁平材料带(101)或干燥的材料带(102)的两侧进行切割，从而产生具有预设的，特别是基本恒定的宽度的再造烟草膜(103、104)。
15.根据权利要求13或14所述的用于制造再造烟草的方法，其中在卷绕之前，将扁平材料带(101)或干燥的材料带(102)切割成两个或更多个由再造烟草膜(104)制成的材料带(101、102)，所述材料带特别是具有100 mm至300 mm，优选120 mm至250 mm的宽度，然后将它们彼此分开地卷绕到卷轴。
16.根据权利要求15所述的用于制造再造烟草的方法，其中所述卷绕通过具有至少一个卷绕毂(91)的卷绕装置实施，并且将两个或更多个由再造烟草膜(104)制成的材料带(101、102)彼此并排地布置在相同的卷绕毂(91)上并分别卷绕到卷轴。
17.含烟草的膜、膜区段或膜屑，其具有以下组分：
- 具有小于350 μm，优选小于250 μm的粒度的烟草粉末，其在所述含烟草的膜、膜区段或膜屑的干质量中的重量比例特别是65%至90%，优选70%至85%，
- 具有小于350 μm，优选小于250 μm的平均粒度的纤维素，其在所述含烟草的膜、膜区段或膜屑的干质量中的重量比例特别是3%至10%，
- 粘合剂，优选羧甲基纤维素(CMC)和/或瓜尔豆粉，其在所述含烟草的膜、膜区段或膜屑的干质量中的重量比例特别是2%至10%，特别优选4%至8%，
其中所述纤维素的比例低于所述粘合剂的比例，和/或
所述纤维素与烟草粉末的比率小于1/14，优选小于1/16，特别优选小于1/20。
18.根据权利要求17所述的含烟草的膜、膜区段或膜屑，其中所述膜、膜区段或膜屑具有500 mg/cm3至1000 mg/cm3，优选700 mg/cm3至950 mg/cm3的密度。
19.含烟草的膜、膜区段或膜屑，特别是根据权利要求17或18所述的含烟草的膜、膜区段或膜屑，其中质量-表面积比率大于0.05 mg/mm2且小于0.088 mg/mm2。
20.根据权利要求17至19中至少一项所述的含烟草的膜区段或膜屑，其具有最大2 mm的宽度和最大25 mm的长度和/或180 µm至300 µm的厚度。
21.用于制造再造烟草的设备(1)，其包括以下部件：
- 材料粉碎设备(2)，其被设计用于产生具有预定粒度的粉状材料(11)，其中该粉状材料(11)优选具有烟草粉末(12)和/或植物粉末(14)；
- 胶凝机(3)，其被设计用于产生高粘度的水基粘合剂凝胶(13)，其优选具有至少1000cP，优选10000 cP至50000 cP的粘度；
- 混合单元(4)，其被设计和设置用于将来自材料粉碎设备(2)的粉状材料(11)与来自胶凝机(3)的粘合剂凝胶(13)混合以形成烟草膏(10)，其特别是基本固体的，并且还特别地具有最大50%的水含量或水分含量。
22.根据权利要求21所述的用于制造再造烟草的设备(1)，其额外地包括以下部件：
- 挤出单元(5)，其被设计成从混合单元(4)挤出烟草膏(10)，并将其从出口，优选挤出喷嘴64压出，以使得由烟草膏(10)制造挤出型材(16)，其中特别地，挤出单元(5)具有压力传感器，所述压力传感器优选布置为邻近挤出单元(5)的出口，和/或具有调温单元，所述调温单元被设计成将烟草膏(10)在挤出单元(5)中在挤出单元(5)的至少一个区段或子区域中调温到20℃至60℃，优选30℃至40℃的温度。
23.根据权利要求21或22所述的用于制造再造烟草的设备(1)，其包括以下部件：
- 分级单元(6)，其被设计用于分割由挤出单元(5)挤出的型材(16)，以产生一系列烟草膏(10)的部分(100)，并优选具有旋转分离元件(66)，优选旋转刀片。
24.根据权利要求21至23中至少一项所述的用于制造再造烟草的设备(1)，其具有以下部件：
- 轧压或压平单元(7)，其被设计用于将烟草膏(10)的部分(100)压平或轧压，以产生扁平材料带(101)，并且特别地具有水分传感器，所述水分传感器特别地与中央控制单元连接，以检测所述部分(100)、烟草膏(10)或扁平材料带(101)的水分，并且特别是产生送往胶凝机(3)的信号。
25.根据权利要求21至24中至少一项所述的用于制造再造烟草的设备(1)，其具有以下部件：
- 干燥单元(8)，其适用于将由轧压或压平单元(7)产生的材料带(101)干燥，以使得干燥的材料带(102)特别地具有小于20%，优选4%至16%，特别优选6%至10%的水分含量，其中干燥单元(8)特别地具有至少一个传感器，该传感器检测干燥的材料带(102)和/或扁平材料带(101)的水分含量，并且优选地与中央控制单元连接，并且优选地布置在干燥单元(8)的入口和/或出口处。
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