CZ117598A3 - Způsob zpracování tabáku - Google Patents

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález způsobu zpracováni tabáku.

Zejména se přitom předkládaný vynález týká způsobu zvětšováni objemu tabáku za účelem zvýšeni jeho plnicí kapacity.

Dosavadní stav techniky

Tabákové listy jsou po sklizni podrobeny sušicímu procesu. V důsledku ztráty vody, utrpěné v průběhů sušícího procesu, podléhají listy různému smrštění. V tabákovém průmyslu je běžnou praxí zpracovávat sušený tabák určený pro výrobu cigár a cigaret tak, aby se regenerovalo smrštěni, prostřednictvím zvýšení jeho předpokládá, že zpracováním roztahována buněčná struktura stavu podobného stavu, který před sušením.

plnicí kapacity. Obecne se tabáku tímto způsobem je sušeného tabákového listu do bylo možné pozorovat u listu

Pro zvýšení plnící kapacity tabáku existuje množství způsobů. Tyto postupy jsou široce používány v průmyslu pro dosažení regenerace produktu po sušení. Předkládaný vynález je založen na zjištěni, že je možné· dosáhnout úrovní zvětšeni objemové plnící kapacity, které jsou podobné a někdy lepší než úrovně dosahované běžně využívanými rozpínacími postupy, a tudíž také regenerace prostřednictvím použití isopentanu jako rozpínacího média v plynné fázi v pečlivě řízeném procesu.

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález tedy navrhuje způsob zpracování tabáku, který zahrnuje řadu kroků:

(1) podrobení tabáku ve zpracovatelské komoře sníženému tlaku, který není větší než 70 mbar (7 kPa);

(2) napuštění buněčné struktury tabáku plynným isopentanem při teplotách v rozsahu 70°C až 90°C a udržování tabáku v kontaktu s plynným isopentanem při tlaku alespoň bar (400 kPa) po dobu až 30 minut, aby se dosáhlo napuštění struktury tabáku;

(3) odstranění přebytečného plynného isopentanu z napuštěného tabáku prostřednictvím vysáti zpracovatelské komory, přičemž tato tlaková změna se provádí adiabaticky;

(4) přivedeni napuštěného tabáku do kontaktu s párou, aby se zvětšil objem tabáku; a (5) podrobeni roztaženého tabáku procesu přeuspořádáni.

Tabák, který je zpracováván způsobem podle předkládaného vynálezu bude mit obvykle formu kousků sušeného tabákového listu, získaných krájením, drcením nebo řezáním celých sušených listů. Tabák může alternativně mít formu pásů řezaných z celého listu nebo může mít formu drceného listu. Tabák určený pro zpracování bude uspořádán v koších ve zpracovatelské komoře.

Sušený tabák je, podle předkládaného vynálezu, podroben sníženému tlaku ne většímu než 70 mbar (7 kPa) . Prostřednictvím této úpravy je odstraněn vzduch ze zpracovatelské komory a vzduch držený v kapsách mezi kousky tabákových listů nebo uvnitř buněčné struktury, který by jinak nepříznivě ovlivňoval struktury plynným isopentanem.

následné napouštění buněčné

Použití snížených tlaků nad 70 mbar (7 kPa) dostatečným způsobem neodstraní uzavřený vzduch v tabáku, přičemž důsledkem je, tabákové buněčné struktury plynným že následné napouštění isopentanem je oslabeno.

Výhodně jak jen výkonem je tlak v komoře snížen je to možné provést, použitého odsávacího a pod což mbar (7 kPa) tak mnoho ovlivněno je samozřejmě regeneračního systému. Bylo zjištěno, že tlaky v rozsahu od 40 do 70 mbar (4 až 7 kPa) jsou v zásadě snadno dosažitelné při tomto postupu a poskytují dobré výsledky.

Do zpracovatelské komory je potom čerpán plynný isopentan. Ve způsobu podle předkládaného vynálezu je velmi důležité, aby žádnému kapalnému isopentanu nebylo umožněno vstupovat do zpracovatelské komory. Z tohoto důvodu musí být kapalný isopentan, skladovaný vně zpracovatelské komory, zcela převeden do plynného skupenství předtím, než vstoupí do zpracovatelské komory a dostane se do kontaktu s tabákem. Protože isopentan je vysoce těkavé a hořlavé rozpouštědlo, musí být technická konstrukce procesu a regeneračního systému velmi pečlivě provedena. Teplota plynného isopentanu vstupujícího do komory bude v rozsahu od 70°C do 90°C. Plynný isopentan mající teplotu větší než 90°C by neměl být použit ve způsobu podle předkládaného vynálezu, protože pak nepříznivě ovlivňuje následné zpracování párou pro zvětšení objemu a neumožňuje, aby bylo dosaženo dostatečné zvětšení objemu tabáku. Dále pak, pokud je tepelný výměník nastaven na vytváření plynného isopentanu s teplotou menší než 70°C, existuje zde riziko, že by mohl projít skrz také kapalný isopentan, který by pak mohl vstoupit do zpracovatelské komory. Plynný isopentan při takovéto teplotě by, při vstupu do zpracovatelské komory, být ochlazen obsahem komory do takové míry, že by kondenzoval. Výsledkem umožněni kapalnému isopentanu vstoupit do zpracovatelské komory je narušeni celého procesu. Za prvé jakýkoliv kapalný isopentan přítomný ve zpracovatelské komoře bude ze systému odbírat energii přitom, jak se bude odpařovat. Za druhé budou také zvýšeny energetické požadavky na procedury pro opětovné získávání přebytečného isopentanu.

Množství isopentanu napouštějícího buňky v tabákových listech je řízeno prostřednictvím tlaku plynného isopentanu, vytvářeného ve zpracovatelské komoře. Plynný isopentan je vstřikován do komory dokud není dosažen vnitřní tlak alespoň 4000 mbar (400 kPa), výhodně vnitřní tlak v rozsahu od 4000 do 4500 mbar (400 až 450 kPa) . Když je dosažena tato hodnota tlaku, je zpracovatelská komora utěsněna, po čemž bude vnitřní tlak pokračovat v nárůstu (obvykle na přibližně 5000 mbar (500 kPa)), jak pokračuje v nárůstu teplota plynného isopentanu. Tabák je udržován v kontaktu s plynným isopentanem při tlaku alespoň 4000 mbar (400 kPa) po dobu až 30 minut, aby bylo umožněno dosažení úplného proniknutí buněk tabákových listů isopentanem. Bylo zjištěno, že optimální zvětšení tabáku je dosaženo prostřednictvím udržení vysokého tlaku po dobu okolo 30 minut. V průběhu této napouštěcí fáze se předpokládá, že isopentan objevující se uvnitř buněčné struktury je stlačován pod tlakem do kapalné fáze.

Jakmile shora uvedená časová perioda již uplynula, je ze zpracovatelské komory odstraněn všechen přebytečný plynný isopentan prostřednictvím snížení tlaku ve zpracovatelské • · • 4 44

komoře tak rychle jak jen je možné, výhodně na přibližně atmosférický tlak. Tato změna tlaku je tudíž adiabatická. Prostřednictvím zajištění adiabatické změny v tlaku je zabráněno porušení a rozbití buněčné struktury, které by mělo katastrofické následky. Bylo zjištěno, že toto snížení tlaku může být dosaženo za méně než 15 až 20 minut, obvykle za dobu okolo 15 minut.

Bezprostředně následně po odsátí zpracovatelské komory je teplota napuštěného tabáku přinucena k tomu, aby se rychle zvýšila prostřednictvím uvedení tabáku do kontaktu s párou. V důsledku tohoto zvýšení teploty podléhá kapalný isopentan vázaný uvnitř buněk tabákových listů zvětšování objemu a je uvolňován, což způsobuje, že se buněčná struktura tabáku roztahuje. Elektronová mikroskopie odhaluje, že buněčné stěny nabobtnaly v důsledku tohoto zpracování, navíc se povrch listů jeví jako zdrsněný. Obvykle je pára přiváděna do zpracovatelské komory pro zvýšení tlaku v této komoře na hodnotu v rozsahu od 1000 mbar (100 kPa) do 1400 mbar (140 kPa) , a výhodně od 1000 mbar do 1200 mbar (100 až 120 kPa) . Při přidávání páry je třeba věnovat pozornost tomu, aby se nevytvářela turbulence uvnitř zpracovatelské komory, která by mohla mít velmi nepříznivý účinek na zvětšování objemu tabáku. Výhodně je fáze zvětšování objemu považována za dokončenou, když pára vypouštěná ze zpracovatelské komory prostřednictvím odsávacího a regeneračního systému již dosáhla teploty od 90°C do 95°C, zvláště výhodně okolo 94°C. V tomto okamžiku je přivádění páry přerušeno. Časová perioda od počátku přivádění páry do dosažení této teploty vypouštěné páry by výhodně neměla být větší než 4 minuty a, pokud je to možné, ne větší než 2 minuty.

ob j emu • · • 4

Bezprostředně následně po dokončeni fáze je roztažený tabák

· 4 ·

4 ·

4 4 4 zvětšováni

přeuspořádáni pro dosaženi finálního požadovaného roztaženi a obsahu vlhkosti. Obvykle bude úroveň finálního obsahu vlhkosti v tabáku tak blízko, jak jen je možné, úrovni před započetím procesu. Přeuspořádání může, obecně, být dosaženo vysáváním zpracovatelské komory, následně po dokončení fáze zvětšování objemu (roztahování), na tlak v rozsahu od 180 mbar do 220 mbar (18 až 22 kPa) . Potom je tento tlak izotermicky uveden zpět na atmosférický tlak a roztažený tabák je odebrán ze zpracovatelské komory.

Takto zpracovaný tabák potom může být, pokud je to žádoucí, smíchán obvyklým způsobem a potom dopraven na místo výroby cigár nebo cigaret zcela podle odpovídajících požadavků.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l až obr. 4 znázorňují průběhy hodnot tlaku uvnitř zpracovatelské komory v závislosti na čase běhen procesu podle předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Za účelem měření plnící kapacity sušeného, řezaného cigárového tabákového produktu, jak je popsáno v následujících příkladech, je použit přístroj pro měření plnící kapacity, který je v podstatě sestaven z válce o průměru 64 mm, do kterého klouže píst o průměru 63 mm. Píst má po straně odstupňované těsnění. Na píst je aplikován tlak a je zjišťován objem v milimetrech dané hmotnosti tabáku, ♦ ··· • · ·· •· ·· ♦ · · ·· • ··

4··· ·« «· ·· ·· • · · · * * ♦ ··* · · ··· • · · · ♦ ·· · ···♦··· «««· ·· ·· ·· která má velikost 14,18 g. Pokusy prokázaly, že tento přistroj bude přesně zjišťovat plnicí kapacitu daného množství řezaného cigárového tabáku s velmi dobrou reprodukovatelnosti. Tlak vyvíjený na tabák prostřednictvím pístu byl ve všech příkladech 18,2 kPa a byl aplikován po dobu 10 minut, přičemž v tomto časovém okamžiku bylo provedeno odečtení hodnoty plnící kapacity. Obsah vlhkosti tabáku ovlivňoval plnící kapacity zjištěné tímto postupem, proto byly získávány komparativní plnící kapacity při podobných obsazích vlhkosti.

Příklad 1

150 kg sušeného, řezaného cigárového tabáku, obsahujícího 14 % až 14,5 % vlhkosti a majícího plnící kapacitu o hodnotě 5,08 cc/g při zjišťování shora popsaným postupem, bylo uspořádáno v koších a zpracováno způsobem podle předkládaného vynálezu. Tabák byl podroben sníženému tlaku o velikosti 64 mbar (6,4 kPa) a potom byl do zpracovatelské komory čerpán plynný isopentan o teplotě v rozsahu 70°C až 90°C, který zvyšoval její tlak na 4300 mbar (430 kPa). Tabák byl potom udržován v kontaktu s isopentanem po dobu 30 minut a na konci této časové periody byl tlak zvýšen na 4964 mbar (496,4 kPa). Všechen přebytečný plynný isopentan byl odstraněn ze zpracovatelské komory prostřednictvím adiabatického snížení tlaku na velikost 1100 mbar (110 kPa) v průběhu časové periody trvající přibližně 6 minut. Následně po tomto vysávání byla do zpracovatelské komory vstřikována pára, dokud pára vypouštěná ze zpracovatelské komory prostřednictví odsávacího a regeneračního systému nedosáhla teploty 104°C. Odpařovací přeuspořádáni prostřednictvím dalšího vysávání zpracovatelské komory na tlak 200 mbar (20 kPa) bylo nakonec následováno zpětným uvedením tlaku na velikost atmosférického tlaku a vyjmutím roztaženého tabáku ze zpracovatelské komory. Finální hodnota plnící kapacity tohoto tabáku byla 8,14 cc/g a obsah vlhkosti byl 14 % až 14,5 %.

Procedura podle Příkladu 1 byla opakována na dalších dávkách tabáku a výsledky byly zaznamenány do Tabulky 1. Zpracovatelské parametry pro Příklady 2, 3 a 4 byly stejné jako v Příkladu 1, pokud není uvedeno jinak. Hodnoty tlaku, použité uvnitř zpracovatelské komory v průběhu celé periody zpracování podle Příkladů 1 až 4 jsou znázorněny v grafické formě na obr. 1 až obr. 4.

Tabulka 1
	Příklad 2	Příklad 3	Příklad 4
Plnící kapacita (cc/g) před po	5, 04 8,23	4,74 8, 60	4, 67 8, 33
Tlak v komoře na konci fáze napouštění (mbar)	4 975	4 811	4 974
Teplota páry vystupující z komory na konci fáze roztahování (’C)	103	104	104

7>r 4/*^

ΦΦ φφ φ φ φ ♦ φ φ Φ· • φφφφ · φ φ φ

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob zpracováni tabáku, vyznačující se tím, že zahrnuje řadu kroků:

   (1) podrobení tabáku ve zpracovatelské komoře sníženému tlaku, který není větší než 70 mbar (7 kPa);

   (2) napuštění buněčné struktury tabáku plynným isopentanem při teplotách v rozsahu 70°C až 90°C a udržování tabáku v kontaktu s plynným isopentanem při tlaku alespoň bar (400 kPa) po dobu až 30 minut, aby se dosáhlo napuštění struktury tabáku;

   (3) odstranění přebytečného plynného isopentanu z napuštěného tabáku prostřednictvím vysátí zpracovatelské komory, přičemž tato tlaková změna se provádí adiabaticky;

   (4) přivedení napuštěného tabáku do kontaktu s párou, aby se zvětšil objem tabáku; a (5) podrobení roztaženého tabáku procesu přeuspořádání.

   2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v kroku (1) se tabák podrobuje sníženému tlaku v rozsahu 40 až 70 mbar (4 až 7 kPa) .

   3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačuj ící se t í m , že v kroku (2) se tabák udržuje v kontaktu s plynným isopentanem při tlaku v rozsahu od 4000 do 4500 mbar (400 až 450 kPa) po dobu okolo 30 minut.

   4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že v kroku (4) se pára přivádí do zpracovatelské komory pro zvýšení tlaku na hodnotu od 1000 do 1400 mbar (100 až 140 kPa) .

   5. Způsob podle nároku 4,vyznačující se tím, že přivádění páry do zpracovatelské komory se přeruší, když teplota vypouštěné páry, které je umožněno opustit zpracovatelskou komoru, dosahuje 90 až 95°C, zejména kolem 94’C.

   6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až

   5, vyznačující se tím, že proces přeuspořádání zahrnuje podrobení roztaženého tabáku vakuovému sušení při sníženém tlaku o hodnotě v rozsahu od 180 do 220 mbar (18 až 22 kPa).

   JZao tupuje—i>

   ·· *·

   FIG. 1

   C3 CD CD CD co cd cd co CD CD CD CD G3 CD CO ca CD_ CD (JO LD -J·’ co Cxl r—

   sqv jEqiii

   4 4 4 · 4 4 4 4 • 4 4 4 4 • • 9 99 • · 444 • 9 9 4 4 · • · • 4 4 4 4 4 4 • 44 · 4 9 9 9 44

   ·· 44 • · ·9 • ·44 • 44«· • ·4 ··44 ud

   FIG. 2

   CD CD co CO co OD CO co CD CD CD CD CD co CO CD_ CO C=> CO LO rn sqv jequu CM *

   ♦ ··· • ·· • ···· • · ·· • 4 4·

   4···

   7T S/W-W

   4444

   4 44

   444

   4 4 4·

   4«

   4444

   CD

   CD

   CO

   FIG. 3

   o co CO CO OD co co CD co CO co CD co CD CO CO co CO co co LO -Ϊ co OJ <—·'

   sqv jeqw

   FIG. 4

   CD cd cd cd cd <=>_ cd cd cd cd cd CD cd CD CD CD CD CD CD co LT>* -jT m' 04 r—‘

   7>ť

   99 sqv jequu