CZ293038B6

CZ293038B6 - Způsob zpracování tabáku

Info

Publication number: CZ293038B6
Application number: CZ19981175A
Authority: CZ
Inventors: Robert Nevett; Clifford Hendrik Henneveld; Keith Alan Matthews; Brian Chester Chard
Original assignee: Imperial Tobacco Limited
Priority date: 1995-10-19
Filing date: 1995-10-19
Publication date: 2004-01-14
Also published as: EP1014810A1; CA2235267C; NZ294021A; AU698420B2; EP1014810B1; AU3670595A; CZ117598A3; CA2235267A1; WO1997014322A1

Abstract

Způsob zpracování tabáku pro dosažení zvětšení jeho objemu zahrnuje řadu po sobě jdoucích kroků, a to napuštění tabáku tekutinou zavedenou do komory, ohřátí napuštěného tabáku pro dosažení roztažení tabáku, snížení tlaku a odvzdušnění komory na atmosférický tlak. Před napuštěním se tabák podrobí sníženému tlaku, který není větší než 7 kPa, napuštění se provádí plynným izopentanem zaváděným do komory při teplotách v rozsahu od 70 .degree.C do 90 .degree.C, přičemž tabák se udržuje v kontaktu s plynným izopentanem při tlaku alespoň 400 kPa, přebytečný plynný izopentan se odstraňuje prostřednictvím adiabatického snížení tlaku v komoře, a ohřátí tabáku pro jeho roztažení se provádí jeho uvedením do kontaktu s párou, přičemž potom se tabák podrobí procesu kondicionování.ŕ

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká způsobu zpracování tabáku. Zejména se přitom předkládaný vynález týká způsobu zvětšování objemu tabáku za účelem zvýšení jeho plnicí kapacity.

Dosavadní stav techniky (

Tabákové listy jsou po sklizni podrobeny sušicímu procesu. V důsledku ztráty vody, utrpěné v průběhu sušicího procesu, podléhají listy různému smrštění. V tabákovém průmyslu je běžnou praxí zpracovávat sušený tabák určený pro výrobu cigár a cigaret tak, aby se regenerovalo smrštění, prostřednictvím zvýšení jeho plnicí kapacity. Obecně se předpokládá, že zpracováním tabáku tímto způsobem je roztahována buněčná struktura sušeného tabákového listu do stavu podobného stavu, který bylo možné pozorovat u listu před sušením.

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

Podstata vynálezu

Předkládaný vynález tedy navrhuje způsob zpracování v komoře pro získání roztaženého tabáku, který zahrnuje řadu po sobě jdoucích kroků, napuštění tabáku tekutinou zavedenou do komory, ohřátí napuštěného tabáku pro dosažení roztažení tabáku, snížení tlaku a odvzdušnění komory na atmosférický tlak. Před napuštěním se tabák podrobí sníženému tlaku, který není větší než 7 kPa, napuštění se provádí plynným izopentanem zaváděným do komory při teplotách v rozsahu od 70 °C do 90 °C, přičemž tabák se udržuje v kontaktu s plynným izopentanem při tlaku alespoň 400 kPa, přebytečný plynný izopentan se odstraňuje prostřednictvím adiabatického snížení tlaku v komoře, a ohřátí tabáku pro jeho roztažení se provádí jeho uvedením do kontaktu s párou, přičemž potom se tabák podrobí procesu kondicionování.

Tabák, který je zpracováván způsobem podle předkládaného vynálezu, bude mít 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.

Výhodně se před napuštěním tabák podrobuje sníženému tlaku v rozsahu od 4 do 7 kPa. I

Výhodně se tabák udržuje v kontaktu s plynným izopentanem při tlaku v rozsahu od 400 do 450 kPa po dobu přibližně 30 minut.

Výhodně se napuštěný tabák ohřívá prostřednictvím přivádění páry do zpracovatelské komory pro zvýšení tlaku na hodnotu v rozsahu od 100 do 140 kPa.

Výhodně se přivádění páry do zpracovatelské komory přeruší, když teplota vypouštěné páry, které je umožněno opustit zpracovatelskou komoru, dosahuje 90 až 95 °C, zejména přibližně 94 °C.

- 1 CZ 293038 B6

I 10 }

Výhodně se roztažený tabák podrobí procesu kondicionování, který zahrnuje podrobení roztaženého tabáku vakuovému sušení při sníženém tlaku o hodnotě v rozsahu od 18 do 22 kPa.

Sušený tabák je, podle předkládaného vynálezu, podroben sníženému tlaku ne většímu než 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 následné napouštění buněčné struktury plynným izopentanem. Použití snížených tlaků nad 7 kPa dostatečným způsobem neodstraní uzavřený vzduch v tabáku, přičemž důsledkem je, že následné napouštění tabákové buněčné struktury plynným izopentanem je oslabeno. Výhodně je tlak v komoře snížen pod 7 kPa tak mnoho, jak jen je to možné provést, což je samozřejmě ovlivněno výkonem použitého odsávacího a regeneračního systému. Bylo zjištěno, že tlaky v rozsahu od 4 do 7 kPa jsou v zásadě snadno dosažitelné při tomto postupu a poskytují dobré výsledky.

Do zpracovatelské komory je potom čerpán plynný izopentan. Ve způsobu podle předkládaného vynálezu je velmi důležité, aby žádnému kapalnému izopentanu nebylo umožněno vstupovat do zpracovatelské komory. Z tohoto důvodu musí být kapalný izopentan, skladovaný vně zpracovatelské komory, zcela převeden do plynného skupenství předtím, než vstoupí do zpracovatelské komory a dostane se do kontaktu s tabákem. Protože izopentan je vysoce těkavé a hořlavé rozpouštědlo, musí být technická konstrukce procesu a regeneračního systému velmi pečlivě provedena. Teplota plynného izopentanu vstupujícího do komory bude v rozsahu od 70 °C do 90^ooC. Plynný izopentan mající teplotu větší než 90^ooC 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 izopentanu s teplotou menší než 70 °C, existuje zde riziko, že by mohl projít skrz také kapalný izopentan, který by pak mohl vstoupit do zpracovatelské komory. Plynný izopentan při takovéto teplotě by, při vstupu do zpracovatelské komory, mohl být ochlazen obsahem komory do takové míry, že by kondenzoval. Výsledkem umožnění kapalnému izopentanu vstoupit do zpracovatelské komory je narušení celého procesu. Za prvé jakýkoliv kapalný izopentan přítomný ve zpracovatelské komoře bude ze systému odebírat energii přitom, jak se bude odpařovat. Za druhé budou také zvýšeny energetické požadavky na procedury pro opětovné získávání přebytečného izopentanu.

Množství izopentanu napouštějícího buňky v tabákových listech je řízeno prostřednictvím tlaku plynného izopentanu, vytvářeného ve zpracovatelské komoře. Plynný izopentan je vstřikován do komory dokud není dosažen vnitřní tlak alespoň 400 kPa, výhodně vnitřní tlak v rozsahu od 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 500 kPa), jak pokračuje v nárůstu teplota plynného izopentanu. Tabák je udržován v kontaktu s plynným izopentanem při tlaku alespoň 400 kPa po dobu až 30 minut, aby bylo umožněno dosažení úplného proniknutí buněk tabákových listů izopentanem. Bylo zjištěno, že optimální zvětšení tabáku je dosaženo prostřednictvím udržení vysokého tlaku po dobu přibližně 30 minut. V průběhu této napouštěcí fáze se předpokládá, že izopentan 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 izopentan prostřednictvím snížení tlaku ve zpracovatelské 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.

-2CZ 293038 B6

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 izopentan vázaný uvnitř buněk tabákových listů zvětšování objemu aje 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 100 kPa do 140 kPa, a výhodně od 100 do 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 I 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.

Bezprostředně následně po dokončení fáze zvětšování objemu je roztažený tabák podroben odpařovacímu kondicionování pro dosažení finálního požadovaného roztažení a obsahu vlhkosti. Obvykle bude úroveň finálního obsahu vlhkosti v tabáku tak blízko, jak jen je možné, úrovni před započetím procesu. Kondicionování může, obecně, být dosaženo vysáváním zpracovatelské komory, následně po dokončení fáze zvětšování objemu (roztahování), na tlak v rozsahu od 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. 1 až obr. 4 znázorňují průběhy hodnot tlaku uvnitř zpracovatelské komory v závislosti na čase během procesu podle předkládaného vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Za účelem měření plnicí kapacity sušeného, řezaného cigárového tabákového produktu, jak je popsáno v následujících příkladech, je použit přístroj pro měření plnicí 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 aje zjišťován objem v milimetrech dané hmotnosti tabáku, která má velikost 14,18 g. Pokusy prokázaly, že tento přístroj bude přesně zjišťovat plnicí kapacitu daného množství řezaného cigárového tabáku s velmi dobrou reprodukovatelností. 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 plnicí kapacity. Obsah vlhkosti tabáku ovlivňoval plnicí kapacity zjištěné tímto I postupem, proto byly získávány komparativní plnicí kapacity při podobných obsazích vlhkosti.

Příklad 1

150 kg sušeného, řezaného cigárového tabáku, obsahujícího 14 % až 14,5 % vlhkosti a majícího plnicí 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 6,4 kPa a potom byl do zpracovatelské komory čerpán plynný izopentan o teplotě v rozsahu 70 °C až 90 °C, který zvyšoval její tlak na 430 kPa. Tabák byl potom

-3CZ 293038 B6 udržován v kontaktu s izopentanem po dobu 30 minut a na konci této časové periody byl tlak zvýšen na 496,4 kPa. Všechen přebytečný plynný izopentan byl odstraněn ze zpracovatelské komory prostřednictvím adiabatického snížení tlaku na velikost 110 kPa v průběhu časové periody trvající přibližně 6 minut. Následně po tomto vysávání byla do zpracovatelské komory 5 vstřikována pára, dokud pára vypouštěná ze zpracovatelské komory prostřednictvím odsávacího a regeneračního systému nedosáhla teploty 104 °C. Odpařovací kondicionování prostřednictvím dalšího vysávání zpracovatelské komory na tlak 20 kPa bylo nakonec následováno zpětným uvedením tlaku na velikost atmosférického tlaku a vyjmutím roztaženého tabáku ze zpracovatelské komory. Finální hodnota plnicí kapacity tohoto tabáku byla 8,14 cc/g a obsah vlhkosti byl 10 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 15 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
Plnicí kapacita (cc/g) před	5,04	4,74	4,67
PO	8,23	8,60	8,33
Tlak v komoře na konci fáze napouštění (kPa)	497,5	481,1	497,4
Teplota páry vystupující z komory na konci fáze roztahování (°C)	103	104	104

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

25 1. Způsob zpracování tabáku v komoře pro získání roztaženého tabáku, který zahrnuje řadu po sobě jdoucích kroků, napuštění tabáku tekutinou zavedenou do komory, ohřátí napuštěného tabáku pro dosažení roztažení tabáku, snížení tlaku a odvzdušnění komory na atmosférický tlak, vyznačující se tím, že před napuštěním se tabák podrobí sníženému tlaku, který není větší než 7 kPa, napuštění se provádí plynným izopentanem zaváděným do komory při teplotách 30 v rozsahu od 70 °C do 90 °C, přičemž tabák se udržuje v kontaktu s plynným, izopentanem při tlaku alespoň 400 kPa, přebytečný plynný izopentan se odstraňuje prostřednictvím adiabatického snížení tlaku v komoře, a ohřátí tabáku pro jeho roztažení se provádí jeho uvedením do kontaktu s párou, přičemž potom se tabák podrobí procesu kondicionování.

35
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že před napuštěním se tabák podrobuje sníženému tlaku v rozsahu od 4 do 7 kPa.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že tabák se udržuje v kontaktu s plynným izopentanem při tlaku v rozsahu od 400 do 450 kPa po dobu přibližně 30 minut.
4. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že napuštěný tabák se ohřívá prostřednictvím přivádění páry do zpracovatelské komory pro zvýšení tlaku na hodnotu v rozsahu od 100 do 140 kPa.

-4CZ 293038 B6
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 přibližně 94 °C.
6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že roztažený tabák se podrobí procesu kondicionování, který zahrnuje podrobení roztaženého tabáku vakuovému sušení při sníženém tlaku o hodnotě v rozsahu od 18 do 22 kPa.