CN86102318A - 改进的烟草膨胀工艺 - Google Patents

Abstract

一项改进的烟草膨胀处理工艺，包括对烟草中的水分及其在分离器前停留时间的控制。控制烟草水分是在预先选定的压力和温度下进行，使烟草在这一工艺干燥阶段出口处的含水量约为9～15％的(重量)炉挥发分，同时使烟草在上述出口处的填充值至少等于干燥至较低含水量(即不超过6％炉挥发分)的烟草的填充值。

Description

本发明是涉及一项改进的烟草处理工艺，尤其是涉及一项改进的烟草膨胀工艺。在这一工艺中，烟草保持较高的含水量。

据知有若干种这样的工艺。在这些工艺中，先用一种液化的气体，如加压的二氧化碳，作膨胀剂浸渗烟草使其膨胀。经浸渗的烟草再作进一步处理，通常是进行加热。在这一处理过程中，烟草中的膨胀剂和水份被驱赶出来，得到一种膨胀状态的烟草产品。例如，1982年6月29日颁发给拉里M.赛克斯（Lavry    M.Sykes）等人的美国专利第4，336，814号和1982年7月20日颁发给罗杰Z.德拉伯德（Roger    Z.de    la    Burde）等人的美国专利第4，340，073号和一些较早的专利和涉及这方面技术的出版物，讲授或提供这类广泛性的工艺。此外，据知有若干这项工艺的专利和专利申请书讲授在输送管道系统和相连的干燥室中使浸渗后的烟草膨胀的这类工艺的结构布置。例如，1967年12月12日颁发给A.H.赖特（A.H.wright）的美国专利第3，357，436号，1974年1月22日颁发给约翰J.谢普（John    J.Scheppe）和雷蒙德N.卡里尼（Raymond    N.Carini）的美国专利第3，786，573号，1983年1月4日颁发给弗兰克V.厄奇（Frank    V.Ufsch等人的美国专利第4，366，825号，还有若干项更早的专利也曾提到过。另外，1985年1月22日颁发的美国专利第4，494，556号和1985年7月16日颁发的美国专利第4，528，995号各自公开能用于在输送管道系统和相连的干燥室中使浸渗后的烟草膨胀的结构布置，还各自进一步讲授了一种把将要被干燥和膨胀的烟草引入在分离器进口处的输送管道、大体上位于分离器进口处的烟草进料装置。

本发明考虑到过去的烟草膨胀工艺存在着某些缺点，因而提供了一种改进的烟草膨胀工艺。这一工艺可减少烟草填充的动力损失，并随之而减少了甘油、生物碱和糖的损失。此外，本发明的工艺降低干燥器出口处烟草的温度，同时达到高度的颗粒膨胀，和提高了的干燥器出口处烟草含水量，而使产品粒度较大并不致脆裂。由于本发明的结果，随着干燥器出口处烟草的含水量增加，只需稍稍再处理一下（如果需要的话）就能使膨胀后的烟草达到最后予期的湿度和较少的冷却，从而只需较少的能量就能使出料烟草产品达到可以接受的贮存温度。此外，由于本发明只需稍稍的再处理或不需要再处理就能使膨胀烟草产品达到最后予期的含水量，因而只需要加少量水或不需要加水，其结果是填充动力损失大大下降。

关于本发明的其它各种特点，对于一个擅长本工艺的人，在阅读了其中提出的公开内容后，将是显而易见的。

更为特殊的是，本发明提供一种改进的烟草处理工艺，包括：将烟草处理到予定的含水量，足以使出料烟草的含水量约为9-15%的炉挥发份，并且使烟草的填充值至少等于干燥至含水量不超过6%的炉挥发份的烟草的填充值;将处理过的烟草在压力下和气态二氧化碳接触;将处理过的烟草和液态二氧化碳接触;使烟草处于其中水份转变成固态的状态;并且使浸渗过的固态烟草在予先选定的分离器前有限停留时间约小于0.1秒的压力和温度条件下，在分离器中蒸发并使烟草膨胀从而获得出料烟草的含水量约为9～15%的炉挥发份;并使烟草的填充值至少等于干燥至较低含水量（即不超过6%炉挥发份）的烟草的填充值。

一个擅长本工艺的人在不背离本发明的范围或精神的前提下，不用说可以对这里公开的本发明工艺的几个步骤作各种改变。

在实施这里提出的本发明工艺时，可以使用已知的几种结构布置的任何一种，包括在上面提到的为在管道系统和连通干燥室中膨胀浸渗烟草的专利和专利申请书中公开的某些布置。为扼要起见，关于这些结构布置的细节这里不予公开。应当指出，在过去的工艺中沿用的结构布置的比较数据收集在下面的表1中，这些数据与上面提到的美国专利第4，528，995号的图4所公开的数据相类似;实施本发明所用的结构布置的数据收集在表2、3和4中，这些数据与上面提到的美国专利第4，528，995号的图5所公开的数据相类似。

一般地说，采用本发明工艺的要被处理的烟草用一种混合物，如水和甘油的混合物进行处理，使其含水量达到传统的切割水份以上。经处理到传统切割水份的烟草，其含水量约为20%（重量）的“O.V.”或炉挥发份（炉挥发份由一个样品在予热的强制通风炉内于110℃干燥3.25小时的重量损失来决定）。根据本发明，要控制处理步骤使烟草的含水量高于传统的切割水份或处理到约为22～26%（重量）的含水量，最好是约为25%（重量）。然后将在本发明工艺中处理过的烟草切割成每英寸约30刀，并放入高压容器中。在高压下（通常约为表压400磅/平方英寸），引入气态二氧化碳，接着在一定压力下引入液态二氧化碳。随后，将容器压力降至常压，使烟草中的水份转变成固态。然后将具有上述含水量的烟草在一种超短停留时间膨胀器（与传统的停留时间较长的膨胀器不同）中于予先选定的压力和温度下进行膨胀处理，便出料膨胀烟草的含水量约为9～15%的炉挥发份（重量）（比正常的炉挥发份1～6%为高），且膨胀量超过60%。另外，从下面表2～4可以看到，出料烟草水份的增加导致颗粒大小的改善，因为颗粒的脆性和碎裂性较小;同时降低了甘油、生物碱和总糖量的损失，因为随着含水量高和比较地超短膨涨器停留时间使烟草的温度较低。

为了解释本发明工艺几个步骤的改进，举了四个各有一张数据附表的实例。实例1的表1表示的数据包括了相近于传统的分离器前的停留时间。关于这一点，应当注意的是，在所举的几个例子中停留时间从0.7秒（表1）减少到0.06秒（表2，3和4），这主要是通过减少了分离器前的停留时间来达到的，在分离器中的停留时间对下面的所有例子几乎都是一样的。通常，在分离器本身的停留时间约为1.4秒。要进一步注意的是，下面各表中的博格活尔特填充值（Borgwaldt    Fill    Value）试验结果是在一个圆筒形容器中在3公斤（自由降落）负载下将规定重量的试验烟草压缩30秒钟得到的。用压缩后烟草柱样品重量和高度来计算填充值，用立方厘米/克表示。关于表中所列的粒度分布（PSD）数据，一般是将一定重量的烟草放在KO-TaP装置的顶筛上，经一系列具有予定筛目的泰勒（Tyler）筛逐次过筛而得到的。

实例1

在这一实例中，将由50%烤烟和50%剔除了结蒂的烟草组成的混合烟草调节到合适条件并处理到表1（A-F）所列的含水量百分数。然后将处理后的烟草每英寸切30刀，并且在表压约为370-425磅/平方英寸和温度约为14～23°F条件下，首先将烟草和气态二氧化碳接触，再和液态二氧化碳接触解除压力，从而使烟草中的水份转变成固态。然后将冷冻烟草破碎并通过冷冻急变器（frozen    Surge    bulker）和皮带称，并进入膨胀机器/切线式干燥分离器。正如美国专利第4，528，995号的图3和4所公开的，冷冻烟草送入干燥器系统是通过一只导入水平管道的旋转式气塞来完成的。然后将管道转90度。垂直升高，再转90度，并与一只切线式分离器相连。在管道中的停留时间约为0.7秒。在分离器中的停留时间是与传统方法一样的，约为1.4秒。于是将膨胀后的烟草送入再处理筒，在那里用喷水（50～60°F）和冷却空气（70°F）将含水量调节到约为12%（重量）的炉挥发份。正如从下面的例1表1收集的数据中所看到的，由于分离器前的停留时间相对较长（0.7秒），即使将干燥器进口的含水量提高到约25%（重量），也不可能明显地提高干燥器出口的含水量。此外，当将表1中的试验A～F与表2中的B～C和表3、4中的B进行比较时，可以发现粒度分布没有多少改善（如有的话）。上述比较中后者的停留时间较短（0.06秒），干燥器进口的含水量提高至约为25%（重量）。另外当将表1中的试验D、E和F与表2中的B和C及表3、4中的B比较时，可以发现甘油、生物碱和糖的损失没有明显下降。

实例2

烟草的加工方法基本上与实例1相同，不同的只是冷冻烟草马上进入切线式分离器前的干燥

管道。这样做的结果是，在分离器前的停留时间只有0.06秒，而实例1的表1列出的停留时间为0.7秒。不用说停留时间最好是在0.01～0.1秒之间。

从表2可以看到，试验2A的含水量调节到约为20%（重量）的炉挥发份，而2B和2C的含水量则调节到约为25%（重量）的炉挥发份。试验2A、2B和2C用了几个干燥器进口气体温度。应当注意，试验2B和2C的分离器出口含水量比试验2A的含水量增加，同时2B和2C的搏格沃尔特填充值百分数也比2A增加。还应当注意，将试验2B与2A相比，在粒度分布方面有所改善。此外，将2B和2C与表1中的1A～1E相比，甘油损失下降;将2B和2C与2A相比，生物碱和糖损失下降。还应当注意，将表2C的试验和表2A的试验相比，再处理喷水量减少;将表2B和2C的试验与表2A的试验相比，烟草温度下降。

实例3

烟草的加工过程与实例2相同。从表3可以看到，试验3A的含水量调节到约为21.5%的炉挥发份（重量），而3B的含水量则调节到约为25%的炉挥发份（重量）。应当注意，与在实例2中的情况一样，将试验3B与3A相比，分离器出口含水量增加而分离器出口温度下降，同时再处理所需喷水量减少。此外，还应注意，将试验3B与3A相比，甘油、生物碱和总糖的损失减少。

实例4

烟草的加工过程与实例2和3相同。从表4可以看到，试验4A的含水量调节到约为22%（重量）的炉挥发份，而试验4B的含水量则调节到约为24.5%（重量）的炉挥发份。应当注意，将4B与4A相比，粒度分布和膨胀率有所改善，甘油、生物碱和总糖的损失减少，分离器气塞出口温度下降和所需再处理喷水量减少。

这样，从上面的实例和它们的数据表中可以看到，所有的膨胀烟草产品经再处理后的最终含水量为12%O.V.。容易看出，本发明工艺提供了一种烟草处理工艺，它具有改进了甘油、生物碱和总糖损失控制，改进了的粒度分布控制，改进了的烟草填充值，同时需要较少的烟草再处理和贮存的喷水量和冷却量。

Claims (13)

1、一项改进的烟草处理工艺，其特征在于包括：将烟草处理到予定的含水量，足以使出料烟草的含水量约为9～15%的炉挥发份，并且使烟草的填充值至少等于干燥至较低含水量(即不超过6%炉挥发份)的烟草的填充值；将处理过的烟草和气态二氧化碳在压力下接触；将处理过的烟草和液态二氧化碳在压力下接触；调节烟草所处的条件，使烟草中的水份转变成固态；和调节烟草所处的压力和温度条件，使烟草在予先选定的分离器前的有限停留时间少于0.1秒，从而得到含水量约为9～15%(重量)炉挥发份的膨胀烟草产品，并使烟草的填充值至少等于在分离器前停留时间大于0.1秒时干燥至较低含水量(即不超过6%炉挥发份)的烟草填充值。

2、按权利要求1的工艺中所指的处理是用甘油和水的混合物来完成的。

3、按权利要求1的工艺中所指的烟草是经处理到含水量约为25%（重量）。

4、按权利要求1的工艺中所指的烟草是由50%（重量）的烤烟和50%（重量）的剔去结蒂的烟草组成的混合物。

5、按权利要求1的工艺中所指的和二氧化碳接触是在表压约为370～425磅/平方英寸和在温度约为14～23°F下进行的。

6、按权利要求1的工艺中所指的出料烟草其含水量约为11%炉挥发份。

7、按权利要求1的工艺中所指的固化浸渗烟草须在分离器前和分离器中进行蒸发，分离器前的停留时间约为0.01～0.1秒。

8、按权利要求1的工艺中所指的固化浸渗烟草须在分离器前和分离器中进行蒸发，分离器前的停留时间约为0.06秒，而在分离器中的停留时间约1.4秒。

9、按权利要求1的工艺中所指的处理过的烟草每英寸约切割30刀。

10、按权利要求1的工艺中所指的膨胀烟草在必要时须再处理到含水量至少约为12%炉挥发份（重量）。

11、按权利要求1的工艺中所指的烟草在和二氧化碳接触前进料含水量约为22～26%（重量）。

12、一项改进的烟草处理工艺包括用甘油和水的混合物处理烟草使其含水量约为25%（重量）;将处理过的烟草在表压约为370～425磅/平方英寸和温度约为14～23°F下和气态二氧化碳接触;和液态二氧化碳接触;降低压力，足以使烟草中的水份冻结和使烟草在分离器前和分离器中进行蒸发，分离器前的停留时间约为0.01～0.1秒，使出料烟草的含水量约为11%炉挥发份，同时使烟草的填充值至少等于在分离器前停留时间大于0.1秒时干燥至较低含水量（即不超过6%）的烟草的填充值。

13、一项改进的烟草处理工艺，包括：将烟草处理到予定的含水量，足以使出料烟草的含水量约为9～15%炉挥发份，并使烟草的填充值至少等于干燥至较低含水量（即不超过6%）的烟草的填充值;将处理过的烟草在一定的压力和温度下先和气态二氧化碳接触，再和液态二氧化碳接触，然后降低压力，足以使烟草内形成固态;和使烟草处在一定的压力和温度下，在予定的有限停留时间约小于0.1秒时，得到含水量约为9～15%炉挥发份的膨胀烟草产品，并使烟草的填充值至少等于在分离器前停留时间大于0.1秒时干燥至较低的含水量不超过6%的烟草填充值。