DD299151A5

DD299151A5 - Verfahren zur Behandlung von Tabakblättern

Info

Publication number: DD299151A5
Authority: DD
Publication date: 1992-04-02

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren fuer die Behandlung bzw. Aufbereitung von Tabakblattgut zur Herstellung von Rauchwaren, wie beispielsweise Zigaretten. Um eine verbesserte, kostenguenstige Behandlung der Tabakblaetter zu erreichen, wird erfindungsgemaesz das ganze Tabakblattgut einer Mahlvorrichtung zugefuehrt, so dasz ein Gemisch aus Laminaflocken und unbeschaedigten Stengellaengen hergestellt wird. Die Laminafraktion kann, mit kleineren oder ohne weitere Verkleinerung der Partikelgroesze einer Zigarettenherstellungsmaschine zugefuehrt werden. Die Stengelfraktion kann nach herkoemmlichen Verfahren verworfen oder aufbereitet werden. Fig. 1{Rauchwarenherstellung; Tabakblattgut; Aufbereitung; Mahlvorrichtung; Laminaflocken; Stengelfraktion; Lamina-Stengelgemisch; unbeschaedigte Stengellaengen}

Description

Hierzu 7 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft die Behandlung von Tabakblattgut zur Herstellung von Rauchwaren.

Tabakblätter, die zur Herstellung von Zigaretten und ähnlichen Rauchwaren verwendet werden, enthalten Blattlamina, eine Hauptrippe (Mittelrippe) und Blattnerven, die von der Hauptrippe ausgehen. Oie Hauptrippe und die großen Nerven werden nachstehend als „Stengel" bezeichnet. Die Festigkeitseigenschaften des Stengels unterscheiden sich wesentlich von denen der Lamina. Es ist ein seit langem übliches Verfahren, daß der Stengel zu ainem frühen Zeitpunkt innerhalb des Behandlungsprozesses von Tabakblättern von der Lamina getrennt wird. Stengel und Lamina werden dann unabhängig voneinander und in unterschiedlicher Weise behandelt.

Die Stengel werden im allgemeinen mittels einer kor. slexen und großen Dreschanlage vom Laminamaterial getrennt. Diese Dreschanlage besteht aus einer Anzahl, zum Beispiel acht, in Reihe angeordneter Dreschmaschinen mit Klassiervorrichtungen, die sich zwischen benachbarten Dreschmaschinen befinden.

Wie bekannt ist, wird nach geeigneter Zerkleinerung das Stengelgut, bzw. ein Teil davon, häufig der Lamina wieder zugeführt, nachdem diese einer weiteren Behandlung ausgesetzt worden ist. Stengelmaterial ist im Tabakgemisch häufig erwünscht, um den Füllwert zu verbessern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung von Tabakblättern zu schaffen, um ein geeignetes Produkt für die Verwendung in Rauchwaren, wie z. B. Zigaretten und Zigarren, herzustellen.

Wir haben nach Wegen gesucht, den gesamten Tabakherstellungsprozeß vom Blatt bis hin zur Rauchware zu vereinfachen.

Wir haben erstaunlicherweise gefunden, daß zur Hersteilung eines in Rauchwaren verwendeten Produkts eine Mühle eingesetzt werden kann, die Stengel und Lamina gleichzeitig verarbeitet. Während uns bekannt ist, daß eine Scheibenmühle zur Verringerung der Partikelgröße von Stengelgut vorgeschlagen wurde, ist uns nichts vom Gebrauch einer einzelnen Mühle bekannt, bei der ein ganzes Blatt in die Mühle gegeben wird, so daß ein aus Partikeln bestehender Stoff gewonnen werden kann, der ohne weitere wesentliche Zerkleinerungsverfahren zur Herstellung von Rauchwaren verwendet werden kann. Es wurde jedoch gefunden, daß eine Mühle mit einem ganzen Blatt- so wie im folgenden definiert- verwendet werden kann, um ein Gemisch aus korpuskularer Lamina und unbeschädigtem Stengelgut herzustellen, wobei das Laminamaterial eine für die Verarbeitung geeignete Größe hat, ohne - innerhalb des Herstellungsprozesses von Rauchwaren - nochmals eine wesentliche Zerkleinerung vorzunehmen. So kann beispielsweise das Laminamaterial einer handelsüblichen Zigarettenherstellungsmaschine vom Typ Molins Mk9 zugeführt werden.

Unter einem „ganzen Blatt" verstehen wir vollständige bzw. im wesentlichen vollständige Blätter, bzw. Blätter, die mittels solcher Verfahren, wie beispielsweise hacken oder schneiden, zerkleinert werden, bei denen keine Trennung von Lamina und Stengel vorgenommen wird. Die Blätter oder Blatteile wurden im allgemeinen getrocknet und auf andere, mehr oder weniger herkömmliche Weise, behandelt.

Es gibt bereits eine Vielzahl von Vorschlägen zur Behandlung von Tabakblättern zur Herstellung von Füllstoff für Zigaretten und ähnliche Rauchwaren. Beispiele lassen sich in folgenden Patentspezifikationen finden:

Deutschland (Bundesrepublik)

Neuseeland

Vereinigtes Königreich

1855/2134; 413486; 2026085; 2078085; 2118817; 2119220 und 2131671

Vereinigte Staaten

55173; 68597; 207140; 210191; 250731; 358549; 360797; 535134; 2184587; 3026878; 3128775; 3204641; 3690328; 3845774; 4195646; 4210157; 4248253; 4323083; 4392501; 4582070; 4696312 und4706691.

Einem Aspekt gemäß, schafft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Tabakblattgut, wobei Tabak als ganzes Blatt-wie zuvor definiert- einer Mühle zugeführt wird. Die Anordnung der Mühle und die Verarbeitungsbedingungen sind so beschaffen, daß die Mühle ein Produkt ausstößt, das ein Gemisch aus Laminaflocken und im wesentlichen unbeschädigten Stengelstücken ist. Die Laminafraktion des Produktes muß nicht weiter zerkleinert werden, um diese in geeigneter Form den Rauchwaren beizugeben.

Einem anderen Aspekt gemäß, schafft die Erfindung ein Produkt, das aus einem Gemisch von Laminapartikeln und im wesentlichen unbeschädigten Stengelstücken besteht, Das Gemisch ist entstanden, indem ein ganzes Tabakblatt - wie zuvor definiert-durch eine Mühle gegeben wurde.

Zusammen mit dem ganzen Tabakblatt kann zusätzliche Lamina in Form von Laminastreifen in die Mühle gegeben werden.

Einem weiteren Aspekt gemäß, schafft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Tabakblattgut zur Herstellung von Füllstoff für Rauchwaren, wobei Tabak als ganzes Blatt-wie zuvor definiert- einen Durchgang passiert, der durch ein erstes und zweites, relativ bewegliches Mahlelement gekennzeichnet ist, deren Teile den gleichen Umfang haben. Das Blatt wird an der Einführung ^öffnung des Durchganges eingegeben und kommt an der Auslaßöffnung des Durchganges- der entfernt von der Einführungsöffnung ist- an, so daß an der Auslaßöffnung ein Produkt entsteht, daß ein Gemisch aus Laminapartikeln und unbeschädigten Blattstengeln ist.

Die Laminapartikel und die Stengelstücke sind voneinander getrennt, wobei die Laminafraktion ohne Stengelstücke den besagten Füllstoff ausmacht. Die Auslaßöffnung des Durchganges befindet sich vorzugsweise am Rand der Teile gleichen Umfangs.

Es wurde gefunden, daß sich die Stengelfraktion der Produkte der Erfindung leicht von der Laminafraktion trennen läßt. Die Trennuiig kann beispielsweise mittels Windsichtung vorgenommen werden.

Zum Einführen der Blätter in die Mühle ist es günstig, ein Materialzuführungssystem mittels Schwerkraft anzuwenden.

In einigen Fällen scheint die Zufuhr von NiecWdr ickdampf in die Zerkleinerungsvorrichtung, zum Beispiel bei einem Bar, vorteilhaft zu sein.

Die Zufuhr des Blattgutes in die Mühle kann mit'els Aufrechterhaltung eines reduzierten Luftdruckes an der Produktabzugsöffnung der Mühle unterstützt werden, beispielsvveise mittels Lufthebers oder durch Aufrechterhaltung eines erhöhten Luftdrucks an der Produkteinführungsöffnung der Mühle.

Das Blattgut sollte der Mühle ununterbrochen zugeführt werden. Am günstigsten ist es, wenn die Zuführungsrate im wesentlichen konstant ist.

Das der Mühle zugeführte Blattgut kann beispielsweise heißluftgetrocknetes Virginia-Material, ein US-amerikanisches Gemisch oder ein luftgetrocknetes Material sein.

Einem weiteren Aspekt gemäß, schafft die Erfindung ein Füllstoff für Rauchwaren, wobei der Füllstoff ein fließendes Material aus Laminapartikeln ist. Der Formfaktor der staubfreien Partikel des Materials von ungefähr 70% oder mehr beträgt 0,5 oder darüber.

Der Begriff „Formfaktor" wird im folgenden definiert.

Einem weiteren Aspekt gemäß, schafft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Zigaretten, wobei Tabakballen zerkleinert werden, um - wie zuvor erläutert- ein getrenntes, ganzes Blatt zu erhalten, Das ganze Blatt durchläuft die Mühle, so daß die Mühle ein Produkt in Form eines Gemisches aus Laminaflocken und unbeschädigten Stengellängen ausstößt. Die Lamina- und Stengelfraktionen dos Gemisches sind voneinander getrennt und die Larninaf raktion wird einer Zigarettenherstellungsmaschine zugeführt.

Da der Feuchtigkeit ehalt der Stengelfraktion relativ gering ist, besteht nur ein geringfügiges Erfordernis, das Produkt der Zerkleinerungsvorrichtung zu trocknen. Das kann zu beträchtlichen Einsparungen hinsichtlich der Ausrüstungen und der Energiekosten führen.

Mittels einer erfindungsgemäßen Mothode kann bei Tabakblattgut, vor bzw. nach dessen Behandlung, ein Rauchmodifikationsmittel angewendet werden.

Die erfindungsgemäß erlangte korpuskulare Lamina kann einem Tabakexpansionsverfahren unterzogen werden. Im Patent GB-PS'n Nr. 1484536 und 2176385 werden Beispiele für die Anwendung von Expansionsverfahren dargelegt.

Es wurde festgestellt, daß im allgemeinen e'er Feuchtigkeitsgehalt ganzer Blätter der entscheidende Faktor dafür ist, ob entweder

unbeschädigte Stengelstück.-) oder Stengelpartikel hergestellt werden, und daß ein abrupter Übergang von dem einen zu dem anderen Produkt bei einem ziemlich präzisen Feuchtigkeitsgehalt eintritt.

Der Feuchtigkeitsgehalt, bei dem dieser Übergang eintritt, wird Im folgenden als „Übergangsfeuchtigkeitsgehalt" bezeichnet.

Der Übergangsfeuchtigkeitsgehalt für das zu mahlende Tabakmaterial wird vor dem Herstellungsprozeß experimentell bestimmt. Es wurde gefunden, daß der Übergangsfeuchtigkeitsgehalt bei einem ganzen Blatt Virginiatabak, das in einer Mühle vom Typ Quester SM11 gemahlen wird, 18% beträgt. Das heißt, wenn did Mühle ein Gemisch aus Laminapartikeln und unbeschädigten Stengelstücken herzustellen hat, muß der mittlere Feuchtigkeitsgehalt weniger als 18% betragen. Am besten

wäre es, wenn der ausgewählte Feuchtigkeitsgehalt nicht wesetulich unterhalb des Übergangsfeuchtigkeitsgehaltes liegt. So würde beispie .weise bei einem Übergangsfouchtigkeitsgehalt von 18% ein mittlerer Zuführungsfeuchtigkeitsgehalt von 16% ausgewählt werden.

Dem zu mahlenden Tabakmaterial kann Wärme zugeführt werden. Bei Wärmezufuhr, beispielsweise wenn das Material Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, sinkt der Wert des Übergangsfeuchtigkeitsgehaltes.

Das durch ein erfindungsgemäßes Verfahren verarbeitete Blattgut kann aus einer einzigen Tabaksorte oder einer Mischung von Blattgut verschiedener Tabaksorten sein.

Da eine Mühle, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt wird, in ihrer Vielfalt von Dreschmaschinen und Klassiervorrichtungen sowie umfassenden, beigeordneten Luftstutzen viel kompakter, als eine herkömmliche Dreschanlage ist, kommt es bei der Anwendung unserer Erfindung zu einer Einsparung der Investitionskosten bezüglich des Einsatzes einer herkömmlichen Dreschanlage, sowie zu einer Einsparung im Energieverbrauch. Des weiteren entstehen aus der Vereinfachung des primären Blattseparationsverfahrens in der Tabakfabrik Investitions- und Energiekosteneinsparungen. So können durch Anwendung der Erfindung bedeutende Einsparungen beim gesamten Tabakblattverarbeitungsprozeß vorgenommen werden, d.h. dem Verarbeitungsprozeß, der mit dem vom Anbaugebiet erhaltenen Tabakblatt beginnt, und mit der Herstellung von Zigaretten oder anderer Rauchwaren endet.

Es muß bemerkt werden, daß die Erfindung nicht nur Verfahren zur Herstellung eines Gemisches aus getrennten Laminapartikeln und getrennten Stengelstücken schafft, bei denen sich eine Vielzahl von in Reihe angeordneter Blattverarbeitungsmaschinen nicht erforderlich macht, sondern darüber hinaus Verfahren, bei denen keine Notwendigkeit besteht, das Produkt zwecks weiterer Zerkleinerung der Laminafraktion des Gemisches zurückzuführen. Mit anderen Worten, ein einzelner Durchlaufvorgang wird ohne weiteres erreicht.

Zur erfindungsgemäßen Ausführung der Verfahren werden vorzugsweise solche Mühlen verwendet, bei denen sich der Materialflußverlauf zwischen und quer durch die gegenüberliegenden Seiten des ersten und zweiten Blattzerkleinerungselementes erstreckt. Das Tabakmaterial wird zerschnitten, wenn es die Sahn des Materialflusses durchläuft.

Am günstigsten ist es, wenn wenigstens eines der Blattzerkleinerungselemente eine scheibenförmige Form hat; in diesem Fall ist es vorteilhaft, dafi das bzw. jedes der scheibenförmigen Elemente an der Arbeitsfläche einen linearen, rippenförmigen, radial verlaufenden Vorsprung hat. Günstig ist es, wenn beide Blattzerkleinerungselemente Scheibenmühlen sind, die über zwei Blattzerkleinerungselemente verfügen und die Form von Scheiben annehmen. Beispiele dafür sind die Typen Bauer 400 und Quester SM11.

Beim Betätigen der Mühle vom Typ Bauer 400 werden die beiden Scheiben in entgegengesetzte Richtungen betrieben, wohingegen sich bei der Mühle vom Typ Quester SM11 eine Scheibe dreht, während die andere stillsteht. Für die Mühle des Typs Bauer 400 gibt es eine Anzahl von Scheiben, wobei die Vorsprünge an der Arbeitsseite einer jeden Scheibe eine besondere Form haben. Dir mit 325 und 326 bezeichneten Bauer-Scheiben sind für die Ausführung der Erfindung geeignet.

Bei der Betreibung von Scheibenmühlen zum gleichzeitigen Zerkleinern von Lamina und Stengeln gibt es folgende Determinanten für die Partikelgröße der Laminafraktion des Produktes:

relative Drehzahl der Scheiben, die Größe des Abstandes zwischen den Scheiben und der Anordnung der Mahlvorsprünge an den Arbeitsflächen der Scheiben.

Es wurde festgestellt, daß sogenannte „Mühlen", die mittels Schlagwirkung arbeiten, wie z.B. Hammermühlen, nicht generell zur Ausführung des gewünschten Mahlvorganges geeignet sind.

Wir haben eine Robinson-Stiftmühle untersucht (Typenbezeichnung - Sentry M 3 Spaltvorrichtung mit Schlagwirkung). Diese Mühle besteht aus einer Drehscheibe und einem scheibenartigen Stator; beide Elemente sind mit kreisförmigen Stiftanordnungen versehen, die sich von den gegenüberliegenden Seiten der Elemente erstrecken.

Die Stifte des einen Elementes und die des anderen Elementes greifen ineinander. Aus den mit der Robinson-Stiftmühle gemachten, begrenzten Erfahrungen ließ sich schließen, daß sich diese Mühle zur erfindungsgemäßen Ausführung von Verfahren eignet.

Jegliche Alterungsstufe kann hinsichtlich des ganzen Blattes - so wie es zuvor definiert wurde - bzw. des von der Zerkleinerungsvorrichtung hergestellten zerkleinerten Materials eintreten.

Ausgesonderte Laminafraktionen von Produkten, die aus erfindungsgemäßen Verfahren resultieren, sind fließende Stoffe und weisen im allgemeinen einen Schüttwinkel von höchstens 45 Grad, oder sogar von höchstens 35 Grad zur Horizontalen auf, bei einem konventionellen Zigarettenherstellungsfeuchtigkeitsgehalt von 13%.

Bei dem Laminamaterial wurde ebenfalls beobachtet, daß der Formfaktor der staubfreien Laminapartikel von 70% oder mehr 0,5 oder mehr beträgt. Der Formfaktor der staubfreien Partikel von ungefähr 30% oder mehr kann 0,5 oder mehr betragen,

_ , .. 4π χ Fläche Formfaktor^:

(Perimeter)²

Die Form, die den maximalen Formfaktorwert 1 hat, ist ein Kreis.

Weiterhin wurde festgestellt, daß der Borgwaldt-FüHwert von ausgesonderten Laminafraktionen von Produkten, die aus erfindungsgemäßen Verfahren resultieren, niedriger ist, als von vergleichbarem, konventionell geschnittenem Tabakmaterial.

Es wurde jedoch herausgefunden, daß die Festigkeit von Zigaretten, deren Füllstoff hauptsächlich aus separierten Laminabruchstücken besteht, vergleichbar ist mit Testzigaretten, die aus konventionellem Tabakmaterial bestehen.

Die Erfindung stellt Laminamaterial bereit, das einer Maschine zur Herstellung von Rauchwaren zugeführt werden kann, ohne daß es vorher nochmals zerkleinert werden muß bzw. nur eine geringfügige Zerkleinerung erfordert. Das bedeutet natürlich nicht, daß ein geringer Teil grober Partikel und/oder ein geringer Teil Staubpartikel nicht vom Laminamaterial entfernt werden kann, bevor das Material den Rauchwaren beigemengt wird.

Wenn das erfindungsgemäß gewonnene Laminamatorial den Zigaretten, mittels Beschicken der Zigarettenherstellungsmaschine, beigemengt wird, ähnelt es konventionellem Zigarettenfüllstoff, der als solcher den Zigaretten beigemengt wird.

Der zur Zigarettenherstellung verwendete, konventionell zerkleinerte Füllstoff ist ein langfaseriges, nichtfließendes, wirres Material. Deshalb verfügt die Beschickungsvorrichtung der Zigarettenherstellungsmaschine über Krempelvorrichtungen zum Entwirren des Füllstoffes. Ist das erfindungsgemäß gewonnene Laminamaterial, wenn es den Zigaretten beigemengt wird, ein flüssiges, nichtwirres, aus Laminapartikeln bestehendes Material, kann auf die K rempelvorrichtung, oder wenigstens auf einen Teil davon, verzichtet werden.

Wird ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Behandlung ganzer Tabakblätter in Tabakanbaugebieten ausgeführt, kann das Blattgut ein sogenanntes „Grünblatf'-Material sein, d. h. getrocknetes Blattgut von derTabakanbaufläche. Wird das Blatt jedoch in üiner Tabakfabrik verarbeitet, die weit vom Tabakanbaugebiet entfernt ist, wäre es ratsam, den Tabak einem sogenannten Redryingverfahren auszusetzen.

Ein Redrvingverfahren wird angewendet, um sicherzugehen, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Blattes niedrig genug ist, um ias Blattgut ohne Qualitätsminderung in die Fabrik zu transportieren und dort zu lagern.

Die Verwendung ganzer Tabakblätter als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Rauchwarenfüllstoff, ohne vorherige Aussonderung von Lamina/Stengel, ist ökonomisch vorteilhafter, da davon ausgegangen werden kann, daß der Kauf ganzer Blätter billiger ist, als der Kauf von Stengel- und Laminaprodukten einer Dreschanlage.

Konventionelle Verfahrensweisen, die denen ähneln, die bei konventionell verarbeiteter, zerkleinerter Lamina angewendet werden, können bei dem erfindungsgemäß gewonnenen Laminamaterial Anwendung finden. Beispielsweise kann Laminamaterial, das mittels einer orfindungsgemäßen Methode hergestellt wurde, in einer gut bekannten Weise mit einem anderen Tabakmaterial zu jedem gewünschten Verhältnis vermischt werden. Vorzugsweise sollte aber die erfindungsgemäß gewonnene Lamina den Hauptanteil des aus der Mischung entstandenen Tabakmaterials ausmachen. Zigarettenmatarial, das der Mischung beigegeben werden kann, enthält Tabakstoffe, rekonstituierte Tabakstoffe und Tabakersatzstoffe.

Zwei oder mehr erfindungsgemäß gewonnene Laminastoffe können vermischt werden.

Bei der Mischung von nordamerikanischem Zigarettenfüllstoff könnte folgendes vermischt werden: 1. Laminafraktion des Produktes, das gewonnen wird, indem ganzer Burley-Tabak einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgesetzt wird, und 2. das Produkt, das gewonnen wird, indem Virginia-Tabakblätter, bei einem Feuchtigkeitsgehalt oberhalb des

Übergangsfeuchtigkeitsgehalts, einem Mahlvorgang ausgesetzt wird, so daß das Produkt aus einem fließenden Gemisch aus Lamina- und Stengelpartikeln besteht.

Nach Trennung von der Laminafraktion kann die Stengelfraktion eines Produktes der Erfindung gemäß herkömmlicher Stengelverarbeitungsmethoden behandelt oder verworfen werden.

Zum klären Verständnis und zur leichten Realisierung der Erfindung beziehen wir uns jetzt, anhand eines Beispiels, auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei

Fig. 1: ein Blockdiagramm ist, das sich auf eine konventionelle Verarbeitung von ganzen, heißluftgetrockneten Tabakblättern

bezieht; Fig. 2: ein Blockdiagramm ist, das sich auf eine erfindungsgemäße Verarbeitung von ganzen, heißluftgetrockneten

Tabakblättern bezieht; Fig. 3: ein Histogramm ist, das Partikelformfaktorwerte (horizontale Achse) in Beziehung zur in Einheiten von einer Million

gemessenen Häufigkeit (vertikale Achse) eines konventionell zerkleinerten Zigarettenfüllstoffes aus Lamina setzt; Fig. 4: ein Histogramm ist, das die gleichen Informationen im selben Format aus Figur 3 enthält, aber für einen Zigarettenfüllstoff, der aus einem erfindungsgemäßen Laminamaterial gewonnen wurde.

Jeder Formfaktorwert, der auf den horizontalen Achsen der Histogramme aus Figur 3 und Figur 4 dargestelltwird, ist der obere Wert eines Meßbereiches. Somit bedeutet beispielsweise der Wert „0,4", daß sich der Meßbereich vom geringsten

Wert von über 0,3 bis zu einem Maximalwert von 0,4 erstreckt; Fig. 5: ein Streuungsdiagramm ist, das die Partikellänge - in mm gemessen - (horizontale Achse) in Beziehung zum Formfaktor

(vertikale Achse) für den herkömmlichen Füllstoff - Gegenstand der Figur 3 - setzt; Fig. 6: ein Streuungsdiagramm ist, das die Partikellänge - in mm gemessen - (horizontale Achse) in Beziehung zum Formfaktor (vertikale Achse) für den Füllstoff setzt, der Gegenstand der Figur 4 ist;

Fig.7: einen Bestandteil des herkömmlichen Füllstoffes zeigt, der Gegenstand der Figuren 3 und 5 ist; und Fig. 8: einen Bestandteil des Füllstoffes zeigt, der Gegenstand der Figuren 4 und 6 ist.

Die Bezugsziffern in Figur 1 verkörpern folgendes:

1 - Aufbereitung/Trocknen

2 - Entsanden

3 - Aufbereitung

4 - Dreschen

5 - Stengel

6 - Trocknen

7 - Zusammendrücken

8 - Stengel

9 - Aufbereitung

10 - Mischen

11 - Rollen

12 - Schneiden

13 - Wasseraufbereitendes Entstielungsverfahren (WTS)

14 - Trocknen

15 - Lamina

16 - Trocknen

17 - Zusammendrücken

18 - Lamina

19 - Aufbereitung

20 - Mischen

21 - Schneiden

22 - Trocknen

23 - Mischen und Beimengen

24 - Lager für geschnittenen Tabak

25 - Zigarettenherstellung

Schritte 1-4,5-7 und 15-17 werden in einem Tabakanbaugebiet vorgenommen, wohingegen die Schritte 8-14,18-22 und 23-25 in einer Zigarettenfabrik ausgeführt werden, die im allgemeinen weit entfernt vom Tabakanbaugebiet ist.

Das bei den Schritten 8-14 und 18-22 ausgeführte Verfahren bildet den primären Abschnitt der Blattbehandlung in der Fabrik.

Dieser Abschnitt wird mitunter als primäre Behandlungsabteilung (PMD) bezeichnet. Die Schritte 8-14 bilden im allgemeinen eine „Stengelstrecke" und die Schritte 18-22 eine „Laminastrecke".

Der Begriff „Beimengen" bei Schritt 23 bezieht sich auf die mögliche Beimengung anderer Tabakstoffe während des Mischverfahrens der Produkte der Stengel- und Laminastrecke. Beispiele für derartige zusätzliche Tabakstoffe sind expandierter Tabak und rekonstituierter Tabak.

Ganze grüne Tabakblätter sind das Einspeisematerial bei Schritt Das gesamte Verfahren von Schritt 1 bis Schritt 25 könnte im Detail variiert werden; Figur 1 veranschaulicht aber ein typisches, herkömml'ches Verfahren zur Behandlung von Tabakblattgut zur Herstellung von Zigarettenfüllstoff.

Die Bezugsziffern in Figur 2 verkörpern folgendes:

26 - Aufbereitung/Trocknen

27 - Entsanden

28 - Trocknen

29 - Zusammendrücken

30 - ganzes Blatt

31 - Aufbereitung

32 - Mischen

33 - Mahlen und Klassifizieren

34 - Stengel

35 - Aufbereitung

36 - Mischen

37 - Rollen

38 - Schneiden

39 - Wasseraufbereitendes Entstielungsverfahren (WTS)

40 - Trocknen

41 - zerbrccnene Lamina

42 - Trocknen

43 - Mischen und Beimengen

44 - Zwischenspeicher

45 - Zigarettenherstellung

Schritte 26-29 erfolgen im Tabakanbaugebiet und Schritte 30-45 in der Zigarettenfabrik.

Die Aufbereitungsschritte werden derart ausgeführt, daß die Beseitigung von wasserentziehbaren Bestandteilen vermieden bzw. wesentlich vermieden wird.

Ganze, grüne Blätter sind das Einspeisematerial bei Schritt 26, Im folgenden werden nähere Einzelheiten zu Experimenten bezüglich der Erfin 'mg dargelegt.

Experiment 1

Das in diesem Experiment verwendete Tabakblattgut war eine einzelne Sorte, bestehend aus kanadischen, heißluftgetrockneten, ganzen grünen Blättern, die in Farmballen mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 18% gekauft wurde. Die Ballen wurden mittels eines Planschneiders entsprechend der vorangegangenen Definition vom „ganzen Blatt" in große Blatteile geschnitten, wobei der überwiegende Teil der Blätter ungefähr 10 bis 20cm groß war.

Dann wurde das auf diese Weise erhaltene gesamte Blattgut mit einem durchschnittlichen Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 18% der Que&ter-Scheibenmühle (Typ SM11), bei einer Nennleistung von 150kg/h mittels Schwerkraft zugeführt. Die drehbare Scheibe der Mühle wurde mit 1000 U/min betrieben. Die drehbare Scheibe und die unbewegliche „Scheibe" oder Platte, die die Standardausrüstung für den Typ SM11 waren, verfügten an ihren gegenüberliegenden Arbeitsflächen über eine Form radial verlaufender, linearer, rippenförmiger Vorsprüngo.

Die Mühle wurde bei einem nominalen Scheibenabstand von 0,15mm und dann bei Vergrößerung des Scheibenabstandes von 0,15mm bis zu einem nominalen Scheibenabstand von 0,60 mm betrieben. Der Mühle wurde Dampf mit einem Druck von 1 Bar zugeführt.

Das bei der jeweiligen Einstellung des Scheibenabstandes erhaltene Produkt bestand aus einem Gemisch von Laminapartikeln und unbeschädigten Stengellängen. In jedem Fall wurde die Partikelgröße der Laminafraktion festgelegt, ?- daß die Laminafraktionen nach Aussonderung von den Stengellängen für die Herstellung von Zigaretten in einer herkömmlichen Zigarettenherstellungsmaschine geeignet waren. Die Stengellängen waren gesäubert, d. h. es blieben keine Restteile von Lamina zurück.

Experiment 2

Experiment 1 wurde wiederholt; lediglich die nominalen Scheibenabstände betrugen 0,9,1,2,1,5,1,8 und 2,1 mm. Die aus diesen fünf Durchläufen erhaltenen Produkte bestehen wiederum aus einem Gemisch von Laminapartikeln und unbeschädigten Stengellängen.

Da sich der Scheibenabstand vergrößerte, nahm die Partikelgröße der Laminabruchstückt zu. Es wurde festgelegt, daß wenigstens im Falle der Durchläufe mit größeren Scheibenabständen die Laminafraktion weiter Zerkleinertwerden muß, so daß diese in geeigneter Form dor Zigarettenherstellungsmaschine zugeführt werden kann. Bei Einstellungen eines größeren Scheibenabstandes blieben Stengelrestteile zurück.

Experiments

Experiment 1 wurde mit dem ganzen, auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 20% gebrachten Blattgut und mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von 330 kg/h wiederholt. Die Durchläufe ei folgten bei den nominalen Scheibenabständen von 0,3mm und 1,20mm. Bei einem nominalen Abstand von 0,30mm bestand das Produkt aus einem innigen, fließenden Gemisch aus Lamina- und Stengelpartikeln. Das bei einem nominalen Schoibenabstand von 1,20mm gewonnene Produkt entsprach jedoch der Erfindung und enthielt ein Gemisch aus Laminapartikeln und unbeschädigten Stengellängen. Man kam somitzu dem Schluß, daß unter Berücksichtigung eines Scheibenabstandes von 1,20mm, der Feuchtigkeitsgehalt von 20% unterhalb des Clbergangsfeuchtigkeitsgehaltes liegt, der bei den für das Experiment spezifischen Bedingungen vorherrschte.

Experiment'.

Experiment Ί wurde mit dem ganzen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 21 % get.ockneten Blattgut und bei einem nominalen Scheibenahitand von 1,05mm wiederholt. Das Produkt entsprach der Erfindung und bestand aus einem Gemisch aus LaminpjjartikMn und unbeschädigten Stengellängen.

Experiment Ί

Dieses Exnariment wurde gemäß Experiment 4 ausgeführt, außer daß das ganze Blatt auf einen Feuchtigkeitsgehalt ν j 124% getrocknet wurde.

Das Produkt bestand aus einem innigen, fließenden Gemisch aus Lamina- und Blattstengelpartikeln. Man kam somit zu dem Schluß, daß der Feuchtigkeitsgehalt von 24% über dem vorherrschenden Übergangsfeuchtigkeitsgehalt lag.

Experiment β

Die in diesem Experiment verwendeten Tabakstoffe bestanden aus drei einem Redrying-Verfahren ausgesetzten heißluftgetrockneten Sorten aus Simbabwe. Jede Sorte wurde ballenweise geschnitten. Dann wurde das ganze Blattgut der drei Sorten gemischt und auf einen Sollfeuchtigkeitsgehalt von 22% getrocknet. Das Gemisch wurde anschließend bei einer Zuführungsnenngeschwindigkeit von 300kg/h einer Scheibenmühle vom Typ Bauer 400 mit einem Scheibenabstand von 2,45mm und einer Antriebsgeschwindigkeit von 700U/min für jede der beiden Scheiben zugeführt. An den Arbeitsflächen der Scheiben befinden sich radial verlaufende, lineare, rippenförmige Vorsprünge. Das auf diese Weise gewonnene Produkt enthielt ein Gemisch aus Laminapartikeln und ganzen Stengellängen. Die Laminafraktionen wurden als für die Herstellung von Zigaretten auf einer herkömmlichen Zigarettenherstellungsmaschine geeignet befunden.

Experiment?

Eine 100-g-Probe herkömmt.chen, heißluftgetrockneten, geschnittenen Laminarmaterials aus den USA wurde mittels einer Siebprüfvorrichtung gesiebt, die einen Kasten enthält, in dem fünf waagerecht verlaufende Maschensiebe - eins über dem anderen - angeordnet sind.

Die Nennöffnungen der Maschensiebe-vom obersten Sieb bis zum untersten-betragen 1,98 mm, 1,40 mm, 1,14 mm und

Die Siebprüfvorrichtung umfaßt hin- und hergehende Elemente zur Hin- und Herbewegung des Kastens und der darin befindlichen Siebe. Die 100g Probe wurde auch auf dem oberen Sieb verteilt.

Dann wurden die hin- und hergehenden Elemente 10min lang in Betrieb gesetzt. Nach diesem Zeitraum wurden die Fraktionen auf den oberen vier Sieben rückgewonnen. Die Fraktion auf dem untersten Sieb und die, die durch das unterste Sieb durchgefallen ist, haben eine feinkörnige Gestalt und wurden außer Betracht gelassen.

Teilproben von 0,5g der vier zurückgewonnenen Fraktionen wurden auf den jeweiligen ebenen Flächen so verteilt, daß jedes Laminateilchen räumlich von den anderen Teilchen getrennt ist.

Jede Teilprobe wurde dann mittels eines Analysator (Magls.-an Image Af alyser) vom Typ 2 von Joyce-Loebl einer geometrischen Analyse unterzogen. Der Analysator wurde zur Erfassung von Daten bezüglich der Teilchen?lache (zweidimensional), Länge (größte lineare Abmessung) und Länge der Begrenzungslinie eingesetzt. Aus den so gewonnenen Angaben wurde ein Säulendiagramm erstellt, das den Teilchenformfaktor zur Häufigkeit des Vorkommens (Fig.3), sowie ein Streuungsdiagramm, das die Teilchenlänge zum Formfaktor (Fig.5) in Beziehung setzt.

Experiment 8

Eine 100-g-Proba einer Laminafraktion eines erfindungsgemäßen Produktes, das durch Zermahlen von heißluftgetrocknetem ganzen Blattgut aus den USA bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 18% in der Questermühle mit einem Scheibenabstand von 0,3mm gewonnen wurde, wurde dem in Experiment 7 ausführlich beschriebenen Siebverfahren unterzogen. Vier Teilproben von 0,5g von den oberen vier Sieben, d. h. staubfreie Proben, wurden gemäß Experiment 7 geometrisch analysiert. Aus den auf diese Weise gewonnenen Angaben wurde d )s Formfaktor/Frequenz-Säulendiagrarnm und das Länge/Formfaktor-Streuungsdiagramm erstellt, die in den Figuren 4 und 6 dargestellt sind.

Ein Vergleich der Säulendiagramme aus Fig.3 und Fig.4 zeigt, daß die Laminafraktion des Produktes dar Erfindung (Fig.4) in ihrer Beschaffenheit deutlich vom herkömmlich geschnittenen Laminamaterial (Fig. 3) abweicht. In dieser Hinsicht kann z. B. festgestellt werden, daß bei dem geschnittenen I.aininamaterial ungefähr 80% des Materials-auf staubfreier Grundlage-einen Formfaktor von 0,5 oder weniger hatten, wohingegen bei Laminamaterial, das mittels Anwendung der Erfindung gewonnen wurde, 90% des Materials einen Formfaktor von 0,5 oder mehr hatten

Die deutlich andersartige Beschaffenheit der zwei Materialien ist leicht aus den Figuren 5 und 6 zu erkennen.

Experlment9

Herkömmlich geschnittenes Laminamaterial einer Mischung aus drei einem Redrying-Verfahren unterzogenen Sorten aus Simbabwe mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 12,5% wurde in ein 125 ml Laborbecherglas gegeben, ohne das Material im Becherglas irgendeinem Verdichtungsdruck auszusetzen. Das Becherglas wurde dann auf einer ebenen horizontalen Oberfläche umgedreht und durch vertikales Anheben demselben entfernt. Die dabei entstehende Substanz geschnittenen Laminamaterials Ut wie in Figur 7 beschrieben. Wie festgestellt werden kann, beträgt der Schüttwinkel des Materials ungefähr 90° zur Horizontalen.

Expeilment 10

Experiment 9 wurde wiederholt, wobei das durch Anwendung der Erfindung gewonnene Laminamaterial verwendet wurde, so wie es bei einem ganzblättrigen Gemisch aus den gleichen 3 Sorten aus Simbabwe mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 12,5% angewandt wurde. Der dabei entstehende Stoff ist wie in Figur 8 beschrieben. Der Schüttwinkel beträgt ungefähr 33° zur Horizontalen.

Ein Vergleich der Figuren 7 und 8 beweist nachdrücklich die sehr unterschiedlichen Eigenschaften des herkömmlichen Laminamaterials und des bei Anwendung der Erfindung gewonnenen Laminamaterials.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Tabakblättern, dadurch gekennzeichnet, daß Tabak als ganzes Blatt, wie bereits definiert, einer Mühle zugeführt wird, wobei die Anordnung der Mühle und die Behandlungsbedingungen derart sind, daß die Mühle ein Produkt ausstößt, das aus einem Gemisch aus Laminaflocken und im wesentlichen unbeschädigten Stengelstücken besteht und die Laminafraktionen des Produktes nichtwelterzerkleinert werden müssen, damit diese in geeigneter Form den Rauchwaren beigemengt werden können.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Laminastreifen zusammen mit dem ganzen Tabakblatt der Mühle zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion des Produktes nach Trennung von den Stengelstücken fließend ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt eines beträchtlichen Teils des der Mühle zugeführten Tabakblattmaterials unterhalb des Übergangsfeuchtigkeitsgehaltes, wie bereits definiert, liegt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mühle das Tabakblattmaterial mittels Schwerkraft zugeführt wurde.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mühle erste und zweite Blattzerkleinerungselemente, einen Materialdurchflußweg zwischen und quer durch die gegenüberliegenden Flächen der Elemente und betriebsfähige Antriebsmittel umfaßt, um eine relative Bewegung zwischen den Elementen zu bewirken.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Elemente scheibenförmig ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen im wesentlichen kegelförmig sind.

9. Verfahren nach Anspruch 6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente an ihren gegenüberliegenden Flächen Vorsprünge aufweisen.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge im allgemeinen linear und horizontal zur Richtung relativer Bewegung zwischen den Elementen angeordnet sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel betriebsfähig sind, um nur eines der Elemente zu betreiben.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel betriebsfähig sind, um beide Elemente zu betreiben.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6-12, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Bewegung eine relative Drehbewegung ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion des Produkts nicht noch einmal durch die Mühle gegeben wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß während des Durchlaufs des Blattgutes durch die Mühle Niedrigdruckdampf in Kontakt mit dem Blattgut gebracht wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß dor Fluß des Blattguts zur und durch die Mühle mittels Aufrechterhaltung eines verringerten Luftdrucks an der Produktauslaßöffnung der Vorrichtung gefördert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß das Blattgut oder ein Teil davon mit einem Tabakmodifikaticnsmittel behandelt wird, bevor es der Mühle zugeführt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion des Produktes einem Tabakexpansions/erfahren ausgesetzt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1-18, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion des Produktes in Rauchwaren verarbeitet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchwaren Zigarren sind.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchwaren Zigaretten sind.

22. Verfahren nach Anspruch 19,20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion einer Zigarettenherstellungsmaschine zugeführt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion keiner weiteren Verkleinerung der Partikeigrößen oder niedrigeren Stufe einer weiteren Verkleinerung eier Partikelgrößen ausgesetzt wird, bevor sie der Zigarettenherstellungsmaschine zu geführt wird.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19-23, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminafraktion mit einem anderen Tabakstoff verarbeitet wird.

25. Tabakwaren enthalten ein Rauchmaterial, das das Produkt eines Verfahrens zur Behandlung von Tabakblattgut nach einem der Ansprüche 1-18 ist.

26. Rauchware ist nach Anspruch 25 eine Zigarette.

27. Rauchware ist nach Anspruch 25 eine Zigarre.

28. Produkt, bestehend aus einem Gemisch aus Laminapartikeln und im wesentlichen unbeschädigten Stengelstücken, wobei das Gemisch aus der Zuführung von ganzen Tabakblättern, wie zuvor definiert, in eine Mühle resultiert.

29. Produkt nach Anspruch 28, wobei der Schüttwinkel der Laminafraktion, nach Separation von den Stengelstücken, nicht mehr als ungefähr 45 Grad zur Horizontalen beträgt.

30. Produkt nach Anspruch 29, wobei der Schüttwinkol nicht mehr als ungefähr 35 Grad zur Horizontalen beträgt.

31. Produkt nach Anspruch 28,29 oder 30, wobei der Formfaktor der staubfreien Partikel der Laminafraktion von 70% 0,5 oder mehr beträgt.

32. Produkt nach Anspruch 31, wobei der Formfaktor der staubfreien Partikel der Laminafraktion von ungefähr 80% 0,5 oder mehr beträgt.

33. Produkt nach einem der Ansprüche 28-32, wobei der Borgwaldt Füllwert der Laminafraktion kleiner als der von vergleichbarem, herkömmlich geschnittenem Laminazigarettenfüllstoff ist.

34. Rauchware enthält ein Produkt nach einem der Ansprüche 28-33.

35. Rauchware ist nach Anspruch 34 eine Zigarette. ,

36. Rauchware ist nach Anspruch 34 eine Zigarre.

37. Verfahren zur Behandlung von Tabakblattgut zur Herstellung von Tabakwarenfüllstoff, dadurch gekennzeichnet, daß Tabak als ein ganzes Blatt-wie zuvor definiert-einen Durchgang passiert, der gekennzeichnet ist durch gleichgroße erste und zweite, relativ bewegliche Mahlelemente einer Mühle, und das Blatt an der Einführungsöffnung des Durchgangs eingegeben wird und an der Auslaßöffnung, die entfernt von der Einführungsöffnung ist, des Durchgangs ankommt, so daß an besagter Auslaßöffnung ein Produkt entsteht, das ein Gemisch aus voneinander getrennten Laminapartikeln und unbeschädigten Stengelstücken ist, wobei die Laminafraktion ohne Stengelstücke den Füllstoff ausmacht.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Auslaßöffnung an einer Stelle befindet, die eine Grenzstelle der gleichgroßen Teile ist.

39. Füllstoff für Rauchwaren ist das Produkt eines Verfahrens nach Anspruch 37 oder 38.

40. Verfahren zur Herstellung von Rauchwaren, dadurch gekennzeichnet, daß Füllstoff als Produkt des Verfahrens nach Anspruch 37 oder 38 der Zigarettenherstellungsmaschine zugeführt wird.

41. Rauchware, die Produkt des Verfahrens nach Anspruch 40 ist.

42. Füllstoff für Rauchwaren, wobei der Füllstoff ein fließender Stoff ist, der aus Laminapartikeln besteht, wobei der Formfaktor der staubfreien Partikel von 70% oder mehr 0,5 oder mehr beträgt.

43. Verfahren zur Herstellung von Rauchwaren, dadurch gekennzeichnet, daß Füllstoff nach Anspruch 42 einer Zigarettenherstellungsmaschine ?· !geführt wird.

44. Rauchware, wobei die Rauchware das Produkt des Verfahrens nach Anspruch 43 ist.

45. Verfahren zur Herstellung von Zigaretten, dadurch gekennzeichnet, daß Tabakballen in einzelne Blätter - wie zuvor definiert - zerlegt werden, wobei das ganze Blatt einer Mühle zugeführt wird und die Mühle ein Produkt ausstößt, das ein Gemisch aus Laminaflocken und im wesentlichen unbeschädigten Stengellängen ist, wobei die Lamina- und Stengelfraktionen der Mischung voneinander getrennt sind und die Laminafraktion einer Zigarettenherstellungsmaschine zugeführt wird.

46. Verfahren zur Behandlung von Tabakblattgut im wesentlichen so, wie in einem der oben ausführlich beschriebenen Experimente 1 bis 4 und 6, um direkt ein Gemisch aus Laminaflocken und unbeschädigten Stengellängen zu erhalten.