CS235059B2 - Method of tabacco processing for enhancement of its filling ability and equipment for application of this method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zpracování tabáku ke zvýšení jeho plnicí schopnosti a zařízení k provádění tohoto způsobu.

Odborníkům je známo, že existují nejrůznější způsoby, jak zvyšovat plnicí schopnost tabáku použitím těkavé organické sloučeniny. Při těchto známých postupech se tabák uvádí do styku s kapalinou nebo plynem, aby se jeho buňky naimpregnovaly touto sloučeninou a potom se naimpregnovaný tabák zahřeje na teplotu nad bodem varu impregnační sloučeniny, aby se tekutina v tabáku převedla v páry a způsobila jeho roztažení. Různá provedení tohoto základního postupu jsou popsána v amerických patentech č. 3 524 541, č. 3 524 542 a č. 3 575 178, z nichž dva poslední popisují kontinuální postupy, . při kterých se zpracovávaný tabák přivádí spojitě.

V praxi je rovněž dobře známý způsob zvyšování plnicí schopnosti tabáku tím, že se v hermeticky utěsněné komoře vytvoří vrstva tabáku, komora se evakuuje, tabák se uvede v komoře do styku s těkavou organickou sloučeninou za účelem impregnace, načež se vede vrstvou tabáku horký plyn, který způsobí jeho expandování. Tento postup podle amerického patentu č. 3 753 440 je přetržitý, protože tabák se zpracovává po vsázkách. Tabák se v nádobě nebo koši uloží na síto, které leží v jisté vzdálenosti nad dnem nádoby. Nádoba nebo koš má pod sítem vstupní otvor pro přívod impregnační sloučeniny a horkých plynů, které procházejí vrstvou tabáku nesenou sítem zdola nahoru.

K tomu, aby celý postup byl hospodárný, musí se při každé vsázce tabáku zpracovat 204 až 340 kg tabáku. Při zpracování tak velkého množství tabáku vzniká řada problémů, když tabák leží v jediné 'vrstvě. V základě dochází následkem velké tloušťky tabákové vrstvy zejména k nerovnoměrnému rozložení par impregnační látky a plynů, což má za následek prodloužení pracovního cyklu; tím se ale zmenšuje roztažení jednotlivých vláken a tabák v horní části vrstvy stlačuje svou hmotností expandovaná vlákna tabáku ve spodní Části vrstvy. Jedním z největších problémů je dlouhá doba, po kterou musí být vrstva tabáku vystavena působení horkého plynu. Praxe ukázala, že k tomu, aby popsané postupy měly uspokojivé výsledky, totiž zvýšenou plnicí schopnost tabáku, je nezbytné působit na impregnovaný tabák k odpaření a vypuzení těkavé sloučeniny horkým plynem velmi rychle. Musí-li se tabák stýkat . s horkým plynem po dlouhou dobu, zhorší se jeho rozpínání.

Vynález odstraňuje nevýhody dosavadních postupů a jeho předmětem je způsob zpracování tabáku ke zvýšení jeho plnicí schopnosti, ' při němž se tabák nasytí těkavou organickou impregnační tekutinou, která se pak odpaří horkým plynem za současného expandování tabáku. Podstata vynálezu spo čívá v tom, že dané množství tabáku se rozdělí na dílčí dávky k individuálnímu zpracování a každá z nich se uloží do oddělené nádoby ve stohu nádob, těkavá organická impregnační tekutina se vede zdola nahoru každou dílčí dávkou tabáku, jejíž spodní částice tabáku přicházejí do styku s impregnační tekutinou jako první a horní částice jako poslední, načež se jednotlivými dílčími dávkami tabáku . vede k odpaření impregnační tekutiny a expandování tabákových částic horký plyn shora dolů, přičemž horní částice každé dílčí dávky tabáku expandují nejdřívee a spodní částice nejpozději·

S výhodou se impregnační tekutina vede současně všemi dílčími dávkami tabáku a horký plyn se vede rovněž současně všemi dílčími dávkami tabáku, a tedy všechny dílčí dávky se podrobí stejnému zpracování současně. Horkým plynem může být vodní pára, vzduch, impregnační tekutina nebo ' jejich směs o teplotě vyšší alespoň o 18 °C, než je bod varu impregnační tekutiny.

Předmětem vynálezu je rovněž zařízení k provádění uvedeného způsobu, sestávající podle vynálezu z uzavřené tlakové nádoby, ve které jsou uloženy ve stohu nad sebou koše, sestávající ze dna se středovým otvorem, z postranní stěny, z děrované desky uložené nad dnem, která tvoří se dnem průtočný kanál a s postranní stěnou shora otevřený prostor pro tabák, a z trubky propojené s průtočným kanálem a se středovým otvorem, která vychází od děrované desky ke dnu následujícího koše, kde ústí do jeho středového otvoru.

Trubky jednotlivých košů tvoří spojitý středový kanál, propojený s průtočnými kanály košů, k němuž je připojen zdroj těkavé organické impregnační tekutiny k vedení této tekutiny nahoru spojitým středovým kanálem a současně nahoru a do stran průtočnými kanály a děrovanými deskami jednotlivých košů pro průtok impregnační tekutiny zdola nahoru dílčími dávkami tabáku v koších. Vnitřek tlakové nádoby je spojen se zdrojem horkého, plynu k vedení horkého plynu do prostorů mezi koši, a dolů děrovanými deskami a ' průtočnými kanály jednotlivých košů a spojitým středovým kanálem k průchodu horkého plynu tabákem shora dolů pro odpaření impregnační tekutiny a expandování tabáku, a mezi dolním košem stohu a stěnou tlakové nádoby je umístěno těsnicí ústrojí, rozdělující vnitřek tlakové nádoby na oddělenou horní a dolní část. Zdroj impregnační tekutiny je připojen k dolní části tlakové nádoby a je spojen s horní částí pouze spojitým středovým kanálem, průtočnými kanály a děrovanými deskami, zatímco zdroj horkého plynu je připojen k horní části a je spojen s dolní částí pouze přes vrstvu tabáku, děrované desky, průtočné kanály a spojitý středový kanál. Účelné je dno každého ko še kuželové a probíhá šikmo nahoru od trubky, zatímco děrovaná deska je rovinná a vodorovná a průtočný kanál mezi děrovanou deskou a dnem koše se od trubky k postranní stěně zužuje. Horní konec trubky vrchního koše stohu je uzavřen těsnicí podložkou proti vnikání a unikání impregnační tekutiny a horkého plynu. Aby bylo možné s koši manipulovat jako s celistvou jednotkou, mohou být jednotlivé samostatné koše spolu spojeny tyčí s maticí, k manipulaci jako jediná jednotka.

Vynález umožňuje ' stejnoměrné rozložení par a horkých plynů v tabáku a zpracování velkého množství tabáku v poměrně malých vrstvách, do kterých se přivádí stejné množství horkého plynu prakticky ve stejnou dobu, a ve kterých působí horký plyn na tabák po předem stanovenou stejnou dobu. Přitom horké plyny vnikají do vrstvy tabáku shora a procházejí dolů ke spodní části vrstvy, což zajišťuje stejnoměrné expandování celé dávky tabáku v nádobě.

Při zpracování tabáku způsobem podle vynálezu se celé množství, určené ke zpracování, rozdělí na prakticky stejné dílčí dávky, které se uloží jednotlivě do nádob ležících nad sebou, a vede se jimi zdola nahoru impregnační tekutina, například některá z organických sloučenin podle amerického patentu č. 3 753 440. Po naimpregnování se musí tekutina rychle odpařit, aby se částice tabáku expandovaly, což se provádí např. horkou vodní párou, vzduchem, parami impregnační tekutiny, plynnou impregnační tekutinou nebo jejich směsí, přičemž teplota plynu sloužícího k expandování má být alespoň o 18 °C vyšší, než je bod varu impregnační tekutiny. Aby se všechny částice ve všech dílčích dávkách roztahovaly stejně, vede se horký plyn shora dolů vrstvami tabáku v nádobách tak, aby horní částice v každé vrstvě s ním přišly do. styku nejdříve a spodní částice nejpozději. Tím se zabrání stlačení spodních částic, ke kterému docházelo při vedení horkého plynu tabákem zdola nahoru. V praxi se ukázalo, že doba expandování tabáku trvá 15 až 90 s.

Příklad zařízení ' k provádění tohoto' způsobu je znázorněn na výkrese, kde značí obr. 1 axonometrický pohled na tlakovou nádobu ke zpracování tabáku s odříznutou přední stěnou, obr. 2 osový řez nádobou, znázorňující dolní koš a koš ležící nad ním a obr. 3 v axonometrickém pohledu část děrované desky uložené v koších.

Ke zpracování tabáku impregnační tekutinou a horkým plynem slouží tlaková nádoba 10, sestávající z tělesa 12 a snímatelného víka 14. V tlakové · nádobě 10 jsou uloženy nad sebou koše 17, 19, které tvoří patrovou nádobu 16 k rovnoměrnému rozložení proudění pracovních tekutin. Tlaková nádoba 10 má ve dnu vstupní a výstupní ot vor 18, sloužící jednak k přivádění těkavé organické sloučeniny ve formě kapalin nebo par, a jednak k odvádění směsi horkého plynu, například páry, a par organické sloučeniny.

Přibližně uprostřed výšky tlakové nádoby 10 je druhý vstupní otvor 20 pro' přívod horkého plynu.

Plné a přerušované šipky na obr. 1 . a 2 znázorňují dráhy proudění jednotlivých tekutin (par a horkých plynů). Nad dnem tlakové nádoby 10 je připevněn k . vnitřku stě* ny po celém obvodu těsnicí nosič 22, na který dosedá nosič 24, připevněný po celém obvodu k dolnímu koši 17 a sloužící k podepření celé patrové nádoby 16 a k jejímu udržování nad dnem tlakové nádoby 10. Těsnicí nosič 22 a nosič 24 znemožňují proudění jakékoli tekutiny kolem okrajů dolního koše 17, takže páry musí proudit nahoru nebo dolů jednotlivými koši 17, 19, jak bude ještě vysvětleno. Třebaže ve znázorněném provedení má tlaková nádoba 10 i koše 17, 19 válcový tvar, je samozřejmé, že tvar může být i odlišný.

V zařízení podle obr. 1 je v tlakové nádobě 10. umístěn jeden dolní koš 17 a tři horní koše 19, které jsou položeny na sobě. Dolní koše 17 má kuželové dno 26, jehož vnější obvodová hrana je připevněna k postranní stěně 28. Ve středu kuželového dna 26 je vyztužovací kroužek 30 se středovým otvorem 32. Nad kuželovým dnem 26 je . upevněna kolmo k dolní hraně postranní stěny 28 děrovaná deska 34, která je podepřena třemi nosnými deskami 36, jež vyčnívají radiálně ze středu dolního koše 17 a mají stejnou úhlovou vzdálenost. Alternativně může být děrovaná deska 34 vyrobena s takovou pevností, že není třeba nosných desek, nebo naopak z materiálu s menší pevností, takže nosných desek musí být větší počet.

Průtočný kanál 37, který vzniká mezi kuželovým dnem 26 a děrovanou deskou 34, a který se směrem dovnitř zvětšuje, slouží k vytváření stejnoměrného proudění plynu nebo páry. V průtočném kanále 37 je v blízkosti středu koše 17 větší množství plynu nebo páry, než ve vnější části, takže kanálem 37 v blízkosti středu koše 17 musí proudit větší množství plynů ' nebo par.

Děrovaná deska 34 může být jakéhokoli libovolného tvaru a provedení a může být tvořena sítem, tahokovem nebo děrovaným plechem. Otvory však musí být takové velikosti, aby jimi tabák snadno nepropadával, a počet otvorů musí být dostatečný, aby tabákovou vrstvou 35, procházely páry a plyny stejnoměrně. Bylo zjištěno, že děrovaný kovový plech, tloušťky přibližně 1,588 mm s otvory o průměru 2,381 mm uspořádanými do šachovnice ve vzdálenosti 3,175 mm, vyhovuje velice dobře tomuto· účelu; takový plech je znázorněn na obr. 3.

Děrovaná deska 34 má středový otvor, kterým prochází trubka 38, jež spočívá na nosných deskách 36 a je na dolním konci připevněna k děrované desce 34. Na trubce 38 jsou s úhlovou roztečí upevněny svisle trojúhelníkové podpěry 40, které jsou připevněny rovněž k radiálním výztuhám 42, jež vyčnívají od trubky 38 k postranní stěně 38 dolního koše 17. Radiální výztuhy 42 a trojúhelníkové podpěry 40 udržují trubku 38 ve středové poloze.

V trubce 38 jsou upraveny radiální distanční desky 44, které podpírají spojovací tyč 46 uloženou souose v trubce 38. Spojovací tyč 46 prochází nahoru horními koši 19 a spojuje všechny koše dohromady jako jedinou jednotku. K horní hraně postranní stěny 28 dolního koše 17 je připevněn vyztužovací úhelník 48.

Horní koše 19, které jsou vytvořeny podobně jako dolní koš 17, mají kuželové dno 26‘ s vyztužovacím kroužkem 30‘ a postranní stěnu 2B‘. Nad dnem 26‘ je uložena děrovaná deska 34*, jejímž středem prochází trubka 38‘. Trubka 38‘ je podepřena několika středovými sloupky 50, které jsou připevněny . k jejímu dolnímu konci a k vyztužovacímu kroužku 30‘. Horní koše 19 mají trojúhelníkové podpěry 40‘, radiální výztuhy 42‘ a vyztužovací úhelník 48* stejně jako dolní koš 17. Mimoto má každý horní koš 19 tři podpěrné systémy 52, které jsou rozloženy s úhlovou roztečí kolem dna 26‘ koše 19 a jsou k němu připevněny. Každý z těchto podpěrných systémů 52 obsahuje šikmý sloupek 54 a obrácený úhelník 56, připevněny k dolní straně sloupku 54. Obrácený úhelník 56 spočívá na vyztužovacím úhelníku 48 na horním konci postranní stěny 28 koše 17 nebo 19, který leží pod ním. Jak je patrno z obr. 2, slouží podpěrné systémy 52 k podepření a zajištění polohy koše 19, takže spojovací tyč 46 prochází přesně středem trubky 38‘. Horní koše 19 nepotřebují nosič 24, nosné desky 36 ani distanční desky 44.

Každý z horních košů 19 se rovněž dotýká koše ležícího· pod ním, a to svým vyztužovacím kroužkem 30‘, který spočívá na horní straně středové trubky 38, 33‘. Vzájemně se dotýkající plochy slouží jako těsnění, která zabraňují průchodu plynů a par.

Horní konec spojovací tyče 46 má závit 58, na kterém je zašroubována matice 60 opatřená rukojetí 62, takže poschoďovou nádobu 16 lze jako jednotku zdvihat. Mezi maticí 60 a horní hranou trubky 38 horního koše 19 je vložena těsnicí podložka 64.

Poschoďová nádoba 16 slouží k vytvoření určitého, přesně definovaného proudění plynů a par v tlakové nádobě 10.

Jak ukazují plné šipky na obr. 1 a 2, zavádí se těkavá organická sloučenina k expandování tabáku do tlakové nádoby 10 otvorem 18 v jeho dnu. Když je tato sloučenina kapalná, tlaková nádoba 10 se zahřívá, aby se kapalina odpařila, takže páry proudí zdola nahoru, a srážejí se na tabáku. Při zpracování tabáku trvá impregnační stupeň tak dlouho, aby páry mohly projít všemi koši od dna směrem nahoru. Poněvadž pronikání par podél vnějších stran dolního koše 17 zabraňuje těsnicí nosič 24, spočívající na nosiči 22, procházejí páry nucené středovým otvorem 32 do průtočného kanálu 37 a potom nahoru děrovanou deskou 34 do tabákové vrstvy 35. Část par postupuje dále středovou trubkou 38 do průtočného kanálu 37* mezíkuželovým dnem 26‘ a děrovanou deskou 34* prvního horního koše 19. Analogicky jako v dolním koši 17 procházejí páry tabákovou vrstvou 35‘, do které přicházejí pres děrovanou desku 34‘. Je pochopitelné, že část par pokračuje ve své dráze středovou trubkou 38* a vniká do ostatních tabákových vrstev podobným způsobem.

Když páry opouštějí tabákové vrstvy, proudí směrem nahoru kolem stěn košů 17, 19 a mohou přijít do styku s tabákem v horních koších 19, takže proniknou celou tabákovou vrstvou. Naproti tomu se páry nemohou vracet ke dnu tlakové nádoby 10, poněvadž podložka 64 uzavírá středovou trubku 38‘ a utěsňuje ji a protože na obvodu na sebe doléhá těsnicí nosič 22 a nosič 24. Jakmile byl veškerý tabák důkladně naimpregnován, musí se okamžitě podrobit působení horkého plynu, a to v co nejkratší době, aby se zajistilo dostatečné zvětšení plnicí schopnosti tabáku. Páry, vznikající odpařováním tekutin v tabáku, se · musí z tlakové nádoby 10 odstranit a protože se odvádějí středovým otvorem 32 dolního koše 17, nelze přivádět horké plyny do tlakové nádoby 10 jejím dnem; místo toho se zavádějí postranním vstupním otvorem 20, odkud proudí nahoru i dolů mezerou mezi válcovými stěnami 28, 28* košů 17, 19 a stěnou tlakové nádoby 10.

Odtud proudí mezi šikmými sloupky 54 do prostoru mezi tabákovou vrstvou 35 a kuželovým dnem 26* každého horního koše 19. Kuželová dna 29* jsou plná, takže horký plyn jimi nemůže proudit nahoru, a trubka 38 s vyztužovacím kroužkem 30* utěsňuje středový kanál, takže horký plyn nemůže proudit do jeho vnitřku. V důsledku toho vzniká horký plyn shora do jednotlivých tabákových vrstev 35, 35‘ a proudí jimi dolů. Tím, že horký plyn přichází do styku s tabákem shora, působí na větší plochu tabáku a přijde tedy do styku s větším množstvím tabáku v kratším časovém intervalu. Pokusně bylo zjištěno, že k dosažení nejlepších výsledků má expandování trvat 15 až 90 s. Horký plyn proudí dolů vrstvami tabáku a expanduje tabák tím, že- odpařuje a vytlačuje sloučeninu vznikže odpařuje a vytlačuje sloučeninu vniklou hluboko do tabákových - buněk. Směs horkého plynu projde pak děrovanou deskou 34, 34* do průtočných kanálů 37, 37* a pro235059 jde středovými trubkami 38, 38‘ do· výstupního- otvoru 18.

Vynález umožňuje rychlé a homogenní zpracování velkého množství tabáku, rozděleného na menší dílčí množství, různými pracovními tekutinami, které působí na všechen tabák současně a rovnoměrně, takže zpracování je velice účinné.

Claims (8)

1. PREDMET

   1. Způsob zpracování tabáku ke zvýšení jeho plnicí schopnosti, při němž se tabák nasytí těkavou organickou impregnační tekutinou, která se pak odpaří horkým plynem za současného expandování tabáku, vyznačený tím, že dané množství tabáku se rozdělí na dílčí dávky k individuálnímu zpracování a každá z nich se uloží do oddělené nádoby ve stohu nádob, tekavá organická impregnační tekutina se vede zdola nahoru každou dílčí dávkou tabáku, jejíž spodní částice tabáku přicházejí do styku s impregnační tekutinou jako první a horní částice jako poslední, načež se jednotlivými dílčími dávkami tabáku vede k odpaření impregnační tekutiny a expandování tabákových částic horký plyn shora dolů, přičemž horní částice každé dílčí dávky tabáku expandují nejdříve a spodní částice nejpozději.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že impregnační tekutina se vede současně všemi dílčími dávkami tabáku a horký plyn se vede současně všemi dílčími dávkami tabáku a horký plyn se vede rovněž současně všemi dílčími dávkami tabáku, a tedy všechny dílčí dávky se podrobí stejnému zpracování současně.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že horkým plynem je vodní pára, vzduch, impregnační tekutina nebo jejich směs, o teplotě vyšší alespoň o 18 °C, než je bod varu impregnační tekutiny.
4. 4. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačující se tím, že sestává z uzavřené tlakové nádoby (10), ve které jsou uloženy ve stohu nad sebou koše [17, 19), sestávající ze dna (26) se středovým otvorem (32), z postranní stěny (28), z děrované desky (34) uložené nad dnem (26), ktedá tvoří se dnem (26) průtočný kanál (37) a s postranní stěnou (28) shora otevřený prostor pro tabák, a z trubky (38) propojené s průtočným kanálem (37) a se středovým otvorem (32), která vychází od děrované desky (34) ke dnu (26) následujícího koše · (19), kde ústí do jeho středového otvoru (32), přičemž trubky (38) jednotlivých košů (17, 19) tvoří spojitý středový kanál propojený s průtočnými kanály

   Zařízení může být v rámci vynálezu různě obměněno: tak například lze zvětšit rozměry jednotlivých konstrukčních dílů, aby nemusely být vybaveny vyztužovacími členy. Rovněž děrovaná deska může být z libovolného materiálu, který je nosný a přitom zajišťuje dostatečnou rychlost proudění plynů a par.

   VYNÁLEZU (37) košů (17, 19), k němuž je připojen zdroj těkavé organické impregnační tekutiny k vedení této tekutiny nahoru spojitým středovým kanálem a současně nahoru a do stran průtočnými kanály (37) a děrovanými deskami (34) jednotlivých košů (17, 19) pro průtok impregnační tekutiny zdola nahoru dílčími dávkami tabáku v koších (17, 19), vnitřek tlakové nádoby (10) je· spojen se zdrojem horkého plynu k vedení horkého plynu do prostorů mezi koši (17, 19) _ta dolů děrovanými deskami (34) a průtočnými kanály (37) jednotlivých košů (17, 19) a spojitým středovým kanálem k průchodu horkého plynu tabákem shora dolů pro odpaření impregnační tekutiny a expandování tabáku, a mezi dolním košem (17) stohu. a stěnou tlakové nádoby (10) je umístěno těsnicí ústrojí [22, 24), rozdělující vnitřek tlakové nádoby (10) na oddělenou horní a dolní část, přičemž zdroj impregnační tekutiny je připojen k dolní části a je spojen s horní částí pouze spojitým středovým kanálem, průtočnými kanály (37) a děrovanými deskami (34), zatímco zdroj horkého plynu je připojen k horní části a je spojen s dolní částí pouze přes vrstvu tabáku, děrované desky (34), průtočné kanály (37) a spojitý středový kanál.
5. 5. Zařízení podle bodu 4, vyznačující se tím, že dno (26) každého koše (17, 19) je kuželové a probíhá šikmo nahoru od trubky (38).
6. 6. Zařízení podle bodu 5, vyznačující se tím, že děrovaná deska (34) je rovinná a vodorovná a průtočný kanál (37) mezi děrovanou deskou (34) a dnem (26) koše (17, 19) se od trubky (38) k postranní stěně (28) zužuje.
7. 7. Zařízení podle bodů 4, 5 nebo 6, vyznačující se tím, že jednotlivé samostatné · koše (17, 19) jsou spolu spojeny tyčí (46) s maticí (60) k manipulaci jako jediná jednotka.
8. 8. Zařízení podle bodů 4, 5, 6 nebo 7, vyznačující se tím., že horní konec trubky (38) vrchního koše (19) stohu je uzavřen těsnicí podložkou (64) proti vnikání a unikání impregnační tekutiny a horkého plynu.