CN1665407A - 提高烟草可填充性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高烟草如切断的烟叶或者烟草叶脉或烟草混合料可填充性的方法，其通过采用由氮和/或者氩组成的处理气体在400－1000bar的压力下对具有10－30％原始湿度的烟草材料进行处理，并接着连续减压并随后对排出的烟草材料进行后续热处理。这时烟草填料在压热器内的填充密度高于0.2kg/dm3。
Description
本发明涉及一种提高压制烟草如切断的烟叶或者烟草叶脉或烟草添加料的可填充性的方法，其通过采用由氮和/或者氩组成的处理气体在400-1000bar的压力下对烟草材料进行处理，并接着进行连续减压及随后对排出的烟草材料后进行后续热处理。
这类被称为INCOM-膨胀法的方法与利用二氧化碳、氨或者挥发性有机气体加压处理烟草相比证明是具有优点的。DE 29 03 300 C2介绍了一种工作压力为300-800bar之间的这类膨胀法。这些实施例表明最终压力对提高可填充性具有很大影响，但对1-10分钟的作用时间却影响不大。该文献没有说明对烟草可能的压制或者压缩。
DE 31 19 330 C2公开了一种通过水蒸汽或饱和蒸汽对经压力下的气体处理过的烟草进行热处理，并在高压处理方面提出参阅已经提到的DE 29 03 300C2。
此外，DE 34 14 625 C2介绍了一种级联方法，其通过各种措施，如反应器加料前冷却处理气体、冷却压热器或者引入过冷的和液化的处理气体等来保证热处理前排出烟草的温度处于0℃以下。这些实施例是基于在200升压热器中填充30kg烟草，相当于0.15kg/dm3的填充密度。
专利文献DE 39 35 774 C2介绍了通过外部换热器对压热器内的压缩处理气体进行冷却，其中，将多个压热器串联成所谓的列。该方法归根结底是一种冷却气体和处理物的特殊方式。
DE 100 06 425 C1介绍了在工作温度高于55℃下对具有最大约16％的较小湿度的烟草进行处理。从所使用的2dm3压热器容积和300g起始烟草重可计算得烟草加料的填充密度为0.15kg/dm3，相当于已经提到的DE 34 14 625 C2的情况。
DE 100 06 424 A1介绍了利用至少一个保持阶段进行减压和对处于剩余压力下的系统进行加热以取得10-80℃的烟草排出温度。
如果烟草未经其他的压制过程而填充到压力容器内，则就形成现有技术中所介绍的约0.15kg/dm3的填充密度。在公知的方法中，采用快速加压来提高填充密度却造成膨胀烟草材料更低的可填充性。
本发明的目的在于，对这些公知的方法作如下进一步提高，使它们在比较高的可填充性下比过去更加经济。
令入惊异地表明，与DE 29 03 300 C2的理论相反，在高填充密度范围，压缩气体的作用时间对膨胀烟草材料产生的可填充性具有重要影响。
虽然所提及的现有技术介绍在膨胀烟草材料尽可能高的可填充性方面可以将该基本方法进一步优化。但除了获得可填充性外，在规定的压热器容积下的烟草填充量也是INCOM方法经济性的一个重要因素。提高填充量不仅可以提高生产能力，而且还能降低用于所要膨胀的烟草量的处理气体和压缩机能量的单位消耗。
下面借助实施例详细介绍本发明的方法。
为此，首先“压力时间”这个概念是指直至首次达到最终压力的加压时间和在达到最终压力后直至开始减压过程的任选保压时间的总和。
依据本发明足够长的压力时间可以通过下列程序变化加以实现：
i.缓慢加压直至直接随后减压
ii.快速加压及随后的保压时间，也就是说，容器保持在压力下无处理气体输入或者输出
iii.快速加压及随后的保压时间，在减压开始前补给处理气体，以重新达到最终压力。
因为在保压时间期间由于冷却使容器内的压力降低，所以可以按照方案iii.进行，即在减压前重新调整最终压力。令人惊异的是，这种做法与方案ii.相比可较少地提高可填充性。
下列实施例1和2主要描述依据现有技术在压力容器内烟草的填充密度为0.15kg/dm3情况下，不同压力时间和程序的影响：
实施例1
高压处理在使用容积为2dm2的实验压热器中进行。用于液态介质循环的夹套用于调节所要求的工作温度。加压从下进行，减压向上进行。多个阀门可实现所需的连接图。压缩机用于调节最终压力。
用于后续热处理的该实验装置由作为传送带使用的可渗透金属丝布、用于在所要求的宽度上构成烟草纤维的导向板、带有缝隙状排放口的蒸汽喷嘴和设置在传送带下面的蒸汽抽吸装置组成。利用饱和蒸汽的后续处理在5cm/s的带速和10kg/h的蒸汽输出功率下进行。
将烟草试样在平塑料皿内摊开并在21℃和相对湿度62％的标准气候下进行调质。利用Borgwaldt-密度计确定可填充性，并将cm3/g的比容换算到12Gew.-％额定湿度和22℃的额定温度。从未处理或基础样品与膨胀样品的比较数据，按下列方程式计算出也称为膨胀率的相对可填充性的增加，其中，FB表示基础样品的可填充性，FE表示膨胀烟草的可填充性：
Δ％＝(FE-FB)*100％/FB
试验采用湿度18Gew.-％和起始重300g的烟草进行。工作温度通过恒温装置调节到40℃。最终压力为700bar，减压在约0.5min内进行。所有试验均基于弗吉尼亚烟草统一混合物和所述采用饱和蒸汽后续处理进行。加压时间、到达最终压力后的保压时间以及保压时间结束时补给的选择均变化。表1列出试验参数和所达到的相对可填充性提高或膨胀率。
表1：相对可填充性的提高(填充密度0.15kg/l，工作温度40℃，烟草湿度18％)
| 过程变化 | i. | i. | i. | ii. | ii. | iii. | iii. |
| 加压时间(min) | 3 | 6 | 12 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 保压时间(min) | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 5 | 10 |
| 压力时间(min) | 3 | 6 | 12 | 8 | 13 | 8 | 13 |
| 可填充性增率Δ％ | 67 | 68 | 72 | 68 | 68 | 70 | 71 |
实施例2
试验类似于实施例1，但采用湿度12％的烟草和工作温度为60℃。表2列出试验参数以及相对可填充性的提高或膨胀率。
表2：相对可填充性的提高(填充密度0.15kg/dm3，工作温度60℃，烟草湿度12％)
| 过程变化 | i. | i. | ii. | iii. |
| 加压时间(min) | 3 | 30 | 3 | 3 |
| 保压时间(min) | 0 | 0 | 5 | 5 |
| 压力时间(min) | 3 | 30 | 8 | 8 |
| 可填充性增率Δ％ | 77 | 79 | 75 | 76 |
表1和2的结果明显表明，在通常填充密度的范围内，压力时间对可填充性增率仅产生小的影响。
下列实施例3和4表明依据本发明在压力容器内烟草的填充密度高于0.2kg/dm3情况下，不同压力时间和过程变化的影响：
实施例3
试验类似于实施例1，但烟草的起始重为500g。在填充压力容器期间，通过手工挤压将烟草压实。表3列出试验参数和相对可填充性提高或膨胀率。
表3：相对可填充性的提高(填充密度0.25kg/dm3，工作温度40℃，烟草湿度18％)
| 过程变化 | i. | i. | i. | ii. | ii. | iii. | iii. |
| 加压时间(min) | 3 | 12 | 20 | 3 | 3 | 3 | 3 |
| 保压时间(min) | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 | 5 | 10 |
| 压力时间(min) | 3 | 12 | 20 | 8 | 13 | 8 | 13 |
| 可填充性增率Δ％ | 55 | 65 | 71 | 67 | 68 | 69 | 69 |
实施例4
试验类似于实施例2，但烟草起始重为450g。在填充压力容器之前，利用微波炉将烟草加热到50℃并在填充时通过手工挤压压实。表4列出试验参数和所取得的相对可填充性的提高或膨胀率。
表4：相对可填充性的提高(填充密度0.225kg/dm3，工作温度60℃，烟草湿度12％)
| 过程变化 | i. | i. | ii. | iii. |
| 加压时间(min) | 3 | 20 | 3 | 3 |
| 保压时间(min) | 0 | 0 | 10 | 5 |
| 压力时间(min) | 3 | 20 | 13 | 8 |
| 可填充性增率Δ％ | 65 | 76 | 73 | 74 |
实施例3和4表明依据本发明填充密度高于0.2kg/dm3情况下压力时间对可填充性增率的影响。在这些条件下，当压力时间超过约300s时，才能取得良好的膨胀效果。此外，显然在可比较的压力时间下，过程变化iii提供最佳结果。
Claims (6)
1.一种提高烟草如切断的烟叶或者烟草叶脉或烟草添加料可填充性的方法，其通过采用由氮和/或者氩组成的处理气体在400-1000bar的压力下对具有10-30％原始湿度的烟草材料进行处理，并接着连续减压并随后对排出的烟草材料进行后续热处理，其特征在于，烟草填料在压热器内的填充密度高于0.2kg/dm2。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，压力时间，也就是加压开始和减压之间的时间至少为300s。
3.按权利要求1和2所述的方法，其特征在于，烟草在装入压力容器之前、期间或者之后经机械压实。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，烟草在压实之前或者压实时经加热。
5.按权利要求1-4所述的方法，其特征在于，在快速加压之后通过将容器保持在压力下达到至少300s的压力时间。
6.按权利要求5所述的方法，其特征在于，在保持容器后，减压前重新补充压力。
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