CZ20023079A3 - Způsob zlepšení plnitelnosti tabáku - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zlepšení plnitelnosti tabáku v podobě řezaných tabákových listů nebo žeber a/nebo přísad do tabáku úpravou tabákového materiálu, který původně obsahuje až 15 % vlhkosti, pomocí procesního plynu sestávajícího z dusíku a/nebo argonu, při tlacích 50 až 1 000 barů, za kontinuální nebo odstupňované komprese, po níž následuje kontinuální nebo odstupňovaná dekomprese, přičemž ke kompresi nebo dekompresi dochází buď v jednom nebo v několika autoklávech řazených v kaskádě, s následnou dodatečnou tepelnou úpravou vynášeného tabákového materiálu.

Dosavadní stav techniky

Způsoby tohoto druhu známé také jako expanzní způsoby INCOM se ukázaly jako výhodné ve srovnání s tlakovou úpravou tabáku oxidem uhličitým, čpavkem nebo těkavými organickými plyny. Přihláška DE 31 19 330 AI takto popisuje expanzní metodu, při níž v autoklávu převažují provozní teploty-0 až 50 °C, při níž se pro zvýšení plnitelnosti nebo stupně expanze užívá tabákového materiálu s vlhkostí do 15 % a dodatečné úpravy vodní párou. Cílem v tomto případě bylo, aby snížení vlhkosti tabáku na obsah 10 až 15 % vedlo k potřebnému většímu ochlazení tabákového materiálu vynášeného po snížení tlaku.

Patent DE 34 14 625 C2 dále popisuje kaskádový způsob, v němž je v důsledku široce proměnlivých technologických opatření jako je chlazení procesního plynu před plněním reaktoru, chlazení autoklávu, nebo použití podchlazeného a zkapalněného procesního plynu, nutno při impregnaci tabáku použít nízké provozní teploty. Vlhkost tabáku sice může mít různé hodnoty, například v rozpětí 10-30 % hmotn., ale výslovně se vyžaduje, aby teplota v autoklávu a/nebo chladící voda pro autokláv nepřekračovala 50 °C.

To potvrzuje i patent DE 39 35 774 C2 pro případ expanzního způsobu kaskádového typu, při němž plyn pro úpravu • 9

·· • ·

9 • 9

9

tabáku obíhá přes chladič, aby se udržely potřebné nízké impregnační teploty 25 až 45 °C.

I když se s výše uvedenými expanzními metodami již dosáhlo dobrých výsledků z hlediska snahy zvýšit plnitelnost tabáku a/nebo stupeň expanze, jsou poměrně nákladné, protože je nezbytné chladit autokláv nebo autoklávy a dodatečně chladit procesní plyn pro úpravu tabáku.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je zlepšit existující způsoby INCOM a při stejně dobrých výsledcích z hlediska plnitelnosti a expanze tabáku eliminovat neekonomické procedury chlazení ve fázi komprese, jež se až dosud považovaly za nezbytné.

Podle tohoto vynálezu se tedy navrhuje způsob již zmíněného typu podle předvýznaku patentového nároku, charakteristický tím, že se komprese provádí při teplotě v reaktoru nad 55 °C.

Překvapivě vyšlo najevo, že v případě nízkých vlhkostí tabáku do 15 % hmotn. nevede existující teorie vyžadující nízkou teplotu úpravy k optimálním výsledkům expanze! Naopak bylo možno dosáhnout překvapivě dobrých hodnot z hlediska výsledků expanze a/nebo plnitelnosti pouze při zvýšení teploty úpravy.

Kromě toho tato metoda má tu výhodu, že se nemusí odvádět kompresní teplo a proto' není nutné dodatečné chlazení autoklávu nebo autoklávů.

V následujícím příkladu je vysvětlen způsob podle vynálezu ve srovnání s dnešním stavem techniky. Zkušební výsledky ukazují rozdílný vliv operační teploty na stupeň expanze pro různé vlhkosti tabáku. Podle existující teorie vede při vlhkosti tabáku 18 % hmotn. zvýšení procesní teploty nad 40 °C ke zhoršení expanzního efektu. Naproti tomu dojde ke zřejmému zlepšení, když se při vlhkosti pod 15 % hmotn. provádí vysokotlaká úprava při provozních teplotách 60 a 80 °C. Překvapivě bylo zjištěno, že při nízké vlhkosti tabáku a vyšších operačních teplotách dokonce lze v některých případech *

« *

·.*· » · · » · · ·* «*♦· docílit vyššího expanzního stupně než v obvyklých podmínkách.

Příklady provedení vynálezu

PŘÍKLAD

Vysokotlaká úprava se prováděla v laboratorním autoklávu s užitným obsahem 2 1. Pro nastavení potřebné operační teploty se používalo opláštění umožňujícího oběh kapalného média. Tlak se zvyšoval přívodem plynu zdola a snižoval vypouštěním směrem nahoru. Dodržování oběhových schémat zajišťovalo několik ventilů. Konečný tlak se nastavoval kompresorem. Teplota tabáku se měřila termočlánkem v horní sekci pro plnění tabáku.

Laboratorní zařízení pro dodatečnou tepelnou úpravu sestávalo z propustného drátěného pletiva sloužícího jako pás dopravníku, hradítek pro tvarování tabákového koberce v potřebné šířce, trysky pro páru se štěrbinovou hubicí a zařízení pro odsávání páry umístěného pod dopravníkem.

Dodatečná úprava se prováděla sytou párou.

Nej důležitější parametry- úpravy uvádí následující tabulka

1.

Tabulka 1

Vysokotlaká úprava	Dodatečná tepelná úprava
Přívod plynu	zdola	Produkce páry	asi 10 kg/hod.
Odvod plynu	horem	Štěrbinová tryska	asi 8 mm
Množství tabáku	300 g	Šířka štěrbiny	asi 160 mm
Nádoba na tabák	PVC trubka s perforovaným dnem	Transport	asi 5 cm/s

Vzorky tabáku se rozprostřely na ploché plastové misky a upravovaly v normálních klimatických podmínkách při teplotě 21 °C a relativní vlhkosti 62 %. Plnitelnosti pro tabák se stanovily za použití Borgwaldtova hustoměru a specifický objem v ml/g se přepočítal na nominální vlhkost 12 % hmotn. a ·* ♦ · · • 4·* *· ··*· nominální teplotu 22 °C. Z údajů pro neupravené nebo původní vzorky a pro vzorky expandované lze vypočítat relativní zlepšení plnitelnosti, rovněž označované jako stupeň expanze, pomocí následujícího vzorce, v němž F_B znamená plnitelnost původního a F_E plnitelnost expandovaného tabáku:

Δ % = (F_E - F_B) x 100 %/ F_B

Testy se pro srovnání prováděly při vlhkostech tabáku 8, 12, 14 ' a 18 % hmotn. Provozní teploty se termostatickou regulací « upravily na 40, 60 a 80 °C. Konečný tlak dosáhl 700 barů, snižování tlaku se provádělo v časových intervalech asi 0,5 min. Všechny testy se prováděly s jednotnou směsí viržinských tabáků a popsaným způsobem dodatečné úpravy sytou párou.

Výsledky zkoušek jsou uvedeny v následující tabulce 2 a výsledky srovnávacích testů v následující tabulce 2a. V těchto tabulkách znamená T_A teplotu tabáku těsně před vyjmutím z autoklávu jako teplotu při vynášení a Δ % znamená relativní zlepšení plnitelnosti a/nebo stupně expanze.

Tabulka 2

Pracovní teplota, °C	Vlhkost tabáku 8 % hmotn.	Vlhkost tabáku 12 % hmotn.	Vlhkost tabáku 14 % hmotn.
	TA °C	Δ %	TA °C	Δ %	Ta °C	Δ %
40	-61	59	-53	70	-48	76
60	-48	70	-25	79	-18	83
80	-15	78	-3	81	0	73

Tabulka 2a

Pracovní teplota, °C	Vlhkost tabáku 18 % hmotn.
	Ta °C	Δ %
40	-41	80
60	-12	76
80	1	54

Srovnání těchto tabulek zřetelně ukazuje pozitivní účinek vyšších pracovních teplot 60 a 80 °C na zlepšení plnitelnosti, použije-li se tabák s vlhkostí pod 15 % hmotn.

Claims (3)

1. PATENTOVĚ NÁROKY

   1. Způsob zlepšení plnitelnosti tabáku v podobě řezaných tabákových listů nebo žeber a/nebo přísad do tabáku úpravou tabákového materiálu, který původně obsahuje až 15 % vlhkosti, pomocí procesního plynu sestávajícího z dusíku a/nebo argonu při tlacích 50 až 1 000 barů za kontinuální nebo odstupňované komprese, po níž následuje kontinuální nebo odstupňovaná dekomprese, přičemž ke kompresi nebo dekompresi dochází buď v jednom nebo v několika autoklávech řazených v kaskádě, s následnou dodatečnou tepelnou úpravou vynášeného tabákového materiálu, vyznačující se tím, že se komprese provádí při pracovní teplotě nad 55 °C.
2. 2. Způsob podle nároku l,vyznačující se tí m, že se komprese provádí při pracovní teplotě 60 až 90 °C.
3. 3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tí m, že počáteční vlhkost tabákového materiálu je v rozmezí 8 až 14 % hmotn.