DE10065132A1

DE10065132A1 - Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten und entsprechendes Agglomerat

Info

Publication number: DE10065132A1
Application number: DE10065132A
Authority: DE
Inventors: Dietmar Zielke
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2000-12-29
Filing date: 2000-12-29
Publication date: 2002-07-04
Also published as: EP1219186A2; EP1219186A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten (27), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: DOLLAR A - Zuführen von Partikeln eines ersten Materials, von Stärke, von Bindemitteln und von Flüssigkeit in eine Kavität (20, 23), so daß ein Gemisch (21) der zugeführten Materialien in der Kavität (20, 23) vorhanden ist, DOLLAR A - Verdichten und Erwärmen der zugeführten Materialien, und DOLLAR A - Austragen des Materialgemisches aus einer Öffnung (26) der Kavität (20, 23). Die Erfindung betrifft ferner ein Agglomerat, umfassend Bindemittel, Stärke und Tabakpartikel. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß Agglomerate (27) aus der Öffnung (26) gespritzt werden. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner ein Agglomenrat, umfassend Bindemittel, Stärke und Tabakpartikel. Das erfindungsgemäße Agglomerat zeichnet sich dadurch aus, daß die Sinkgeschwindigkeit des Agglomerats kleiner als 3 m/s ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Zuführen von Partikeln eines ersten Materi als, von Stärke, von Bindemitteln und von Flüssigkeit in eine Kavität, so daß ein Gemisch der zugeführten Materialien in der Kavität vorhanden ist,
- Verdichten und Erwärmen der zugeführten Materialien, und
- Austragen des Materialgemisches aus wenig stens einer Öffnung der Kavität.

Die Erfindung betrifft ferner ein Agglomerat, umfassend Bindemittel, Stärke und Tabakpartikel.

Es sind bislang einige Vorschläge zur Erzeugung bzw. Herstellung von Agglomeraten gemacht worden. Ferner sind verschiedene Vorschläge für die Erzeugung von Tabakma terial aus Tabakpartikeln veröffentlicht worden. Ent sprechende Tabakpartikel sind Tabakstaub aus dem Tabak aufbereitungs- und/oder Zigarettenherstellungsprozeß, zerkleinerte, aus dem Zigarettenherstellungsprozeß ausgesonderte Tabak-, insbesondere Rippenteilchen sowie zerkleinertes Tabakblatt und/oder Rippen. Die Agglomera te, die aus solchem Partikelmaterial hergestellt werden, können die Form flacher Bahnen oder Folien, von Stäben, Fäden oder hohlen Zylindern haben. Verfahren zur Her stellung derartiger Agglomerate werden üblicherweise als Tabakrekonstitutionsverfahren oder Tabakhomogenisie rungsverfahren bezeichnet.

In der DE 38 04 459 C2, die der GB 2 201 081 und der US 4,977,908 entspricht, ist dargestellt, daß vorgeschlagen worden ist, die Tabakrekonstitution so ablaufen zu lassen, daß Materialien erzeugt werden, die als Rauch artikel verwendet werden können. Wenn das Material oder das Agglomerat als ein Stab von offenzelliger Struktur von bspw. 8 mm Durchmesser erzeugt wird, wurde gedacht, daß dieser Stab als rauchbarer Artikel, der einer Zigarette oder Zigarre ähnlich ist, geraucht werden kann. Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Produkte von Tabakrekonstitutionsverfahren nach Zerschneiden oder Zerschnitzeln als Bestandteile eines geschnittenen Füllmaterials bei gewöhnlichen rauchbaren Artikeln zu verwenden. Eine weitere Verwendung von rekonstituierten Tabakmaterialien in Bahn- oder Blattform ist die Umhül lung von rauchbaren Artikeln damit, bspw. als Deckblatt.

Bestandteile, die zusätzlich zum Tabak in solchen Materialien hinzugefügt werden, sind Wasser, Bindemittel wie bspw. Pektin, Stärke, Pullulan und Zellulosebinder, Füllmittel, Feuchthaltemittel, Expansionsmittel, Ver stärkungsmittel und Geschmacksstoffe. Ein Expansions mittel bzw. Treibmittel ist bspw. CO₂.

Aus der DE-AS 16 92 917, die der GB 1 150 856 ent spricht, ist ein Verfahren zum Herstellen von Kunsttabak bekannt, bei dem Tabakmaterial, z. B. Rippenteile oder Tabakstaub, zerkleinert, mit Bindemitteln vermischt und zu einem Tabakbrei verrührt wird, aus dem ein Produkt bestimmter Gestalt geformt und auf Endfeuchtegehalt getrocknet wird, wobei lediglich ein Teil des insgesamt eingesetzten Tabakmaterials unter Zusatz einer Flüssig keit kolloidal gemahlen und der restliche Teil des eingesetzten Tabakmaterials ohne solches kolloidales Vermahlen mit Bindemitteln gemischt wird, wobei darauf beide so getrennt behandelten Tabakmaterialteile wieder zusammengeführt und zu einem homogenen Tabakbrei ge mischt werden, der anschließend in bekannter Weise in die gewünschte Form des Endproduktes gebracht wird.

Die bekannten, mittels Tabakrekonstitutionsverfahren hergestellten Produkte werden, wenn es Flächengebilde sind, in der Tabakaufbereitung der zu schneidenden Tabakmischung zugeführt. Sind es zerkleinerte Materia lien, wie z. B. Fäden, die annähernd Schnittabakgröße haben, werden sie der fertigen Tabakmischung beigegeben.

Beide Arten von Rekonstitutionsprodukten haben den Nachteil, daß sie eine derart hohe Sinkgeschwindigkeit haben, daß sie zu einem großen Teil im Sichter der Zigarettenherstellungsmaschine ausgesondert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die erzeugten Agglomerate eine relativ geringe Dichte und Sinkgeschwindigkeit haben, und insbesondere weitere Eigenschaften haben, die den Eigenschaften von Tabak nahekommen. Es ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Agglomerat anzugeben, das als Ersatz oder Zusatz von Tabak bzw. als Füllmaterial in rauchbaren Artikeln Verwendung finden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Zuführen von Partikeln eines ersten Materi als, von Stärke, von Bindemitteln und von Flüssigkeit in eine Kavität, so daß ein Gemisch der zugeführten Materialien in der Kavität vorhanden ist,
- Verdichten und Erwärmen der zugeführten Materialien, und
- Austragen des Materialgemisches aus wenig stens einer Öffnung der Kavität, das dadurch weitergebildet ist, daß Agglomerate aus der Öffnung gespritzt werden.

Durch diese erfindungsgemäße Lösung weisen die erzeugten Agglomerate eine Struktur auf und eine Dichte, die zu einer sehr geringen Sinkgeschwindigkeit führen. Im Rahmen dieser Erfindung umfaßt der Begriff "Agglomerat" auch den Begriff "Extrudat", "Granulat", "Cluster", "gebundene Partikel", "gebundener Staub" und "aus feinkörnigem Gut hergestellte stückige Masse".

Im Rahmen dieser Erfindung umfaßt der Begriff "Spritzen" auch die Begriffe "Schießen" und "Herausspringen".

Der Vorgang des aus der Öffnung Spritzens der Agglomera te kann so verstanden werden, daß in einer Art Explosion Material, das aus vielen relativ kleinstückigen Agglome raten besteht, aus der Öffnung herausgespritzt, ge schleudert, gesprengt oder geschossen wird. Es wird explizit das Material aus der Kavität nicht zusammen hängend, insbesondere einstückig, herausgedrückt, wie dieses beim Stand der Technik der Fall ist. Beim Stand der Technik wird aufgrund einer adiabatischen Expansion des üblicherweise beim Austreten dampfförmig werdenden Wassers das austretende Material in dessen Volumen vergrößert, so daß im Prinzip ein Strang herausgedrückt wird. Bei dieser Erfindung wird aufgrund eines höheren Wasserdampfdruckes das Material nicht mehr plastifiziert ausgetragen, sondern regelrecht herausgerissen bzw. vom Wasserdampf mitgerissen, so daß unregelmäßige kleine Agglomerate ins Freie gelangen. Die Agglomerate können dann bspw. auf ein Auffangelement geschleudert werden, um diese dann bspw. weiterzuverarbeiten. Beim Austreten aus der Öffnung geschieht also ein heftiger Materialab riß, einer vorher in der Kavität vorliegenden pastösen Masse.

Vorzugsweise sind die Partikel des ersten Materials Tabakpartikel, insbesondere Tabakstaub. Ferner vorzugs weise sind die Agglomerate ein rauchbares Extrudat, wobei ein Extruder die Kavität umfaßt.

Diese bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führt zu Agglomeraten bzw. Extrudaten, die Tabakpartikel und insbesondere Tabakstaub aufweisen, so daß als Verfahrensprodukt Tabakpartikel umfassende Agglomerate entstehen, die bevorzugte Eigenschaften aufweisen, die weiter untenstehend beschrieben werden.

Die zugeführten Materialien sind bspw. in der DE 38 04 459 C2 beschrieben. Für Stärke kommt bspw. Mais- oder modifizierte Stärke in Frage. Als Bindemittel wird vorzugsweise ein Zellulose-Bindemittel verwendet. Diese sind bspw. Hydroxypropylzellulose und Carboxymethylzel lulose. Außerdem können Hydroxyethylzellulose, Methyl zellulose und Ethylzellulose in Frage kommen. Das Bindemittel kann in der Tabak-/Stärke-/Bindemittel-Mi schung aus mehreren Bindemittelmaterialien bestehen.

Ferner kann Zucker hinzugefügt werden. Dieser kann ein oder mehrere Zuckerarten wie bspw. Fructose, Glucose und Saccharose umfassen. Der Zuckergehalt sollte möglichst 5 Gew.-% des Tabak-/Stärke-/Bindemittel-Gemisches nicht überschreiten.

Der Gesamtwasseranteil in der Kavität bzw. im Extruder ist derart, daß ohne einen Extrudat-Trockenschritt der Feuchtigkeitsgehalt des Extrudats innerhalb von 5 bis 20 Gew.-% (Feuchtebasis) und vorzugsweise innerhalb eines Bereiches zwischen 10 und 14 Gew.-% (Feuchtebasis) liegt. Mit dem Begriff "Gesamtwasseranteil" ist die Summe jeglicher Feuchtigkeit gemeint, die in den trockenen Bestandteilen enthalten ist, die der Kavität bzw. dem Extruder zugefügt werden, zzgl. jeglichen hinzugefügten Wassers. Wasser kann einem oder mehreren der Bestand teile des Gemisches zugeführt werden, bevor die Be standteile in den Extruder bzw. die Kavität gegeben werden und/oder kann durch Injektion durch einen Zylin derkanal der Kavität oder des Extruderzylinders dem Material zugeführt werden.

Vorzugsweise werden die Bestandteile des Gemisches miteinander vermischt und dann das Gemisch in einem trockenen oder im wesentlichen trockenen Zustand der Kavität bzw. dem Extruder zugeführt, um das Wasser durch Injektion in die Kavität oder den Extruderzylinder hinzuzugegeben. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß Tabakstaub bzw. Tabakpartikel von sich aus eine gewisse Feuchtigkeit schon aufweisen.

Ferner kann ein Weichmacher wie bspw. Glyzerin oder Propylenglykol zu dem Gemisch hinzugefügt werden. Der Bestandteil an Weichmacher in dem Gemisch sollte in einem Bereich zwischen 1 und 10 Gew.-% liegen.

Vorzugsweise wird das zugeführte Material kurz vor der wenigstens einen Öffnung auf eine Temperatur von wenig stens 150°C gebracht. Insbesondere liegt die Temperatur bei mehr als 160°C. Durch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann unmittelbar beim Austreten aus der wenigstens einen Öffnung oder Düse, das Material oder das Extrudat durch das darin enthal tene Wasser explosionsartig expandieren und wird somit auseinandergerissen. Im Stand der Technik, wie bspw. in der DE 38 04 459 C2 angegeben ist, geschieht genau das Gegenteil. Beim Stand der Technik findet die Verarbei tung unter solchen Bedingungen statt, daß unmittelbar beim Austreten aus der Düse das Extrudat durch das darin enthaltene Wasser expandiert wird, das als Dampf ent weicht. Hierdurch wird eine Vergrößerung des Quer schnitts des Extrudats erzielt und dem Material eine zellulare Innenstruktur verliehen.

Vorzugsweise geschieht die Verdichtung des Materials kurz vor der wenigstens einen Öffnung auf einen Druck zwischen 10 und 30 bar. Wenn die aus der Öffnung ge spritzten Agglomerate auf einen Feuchtegehalt zwischen 5 Gew.-% und 20 Gew.-%, insbesondere zwischen 10 Gew.-% und 14 Gewichtsprozent (Gew.-%), bezogen auf die Gesamtmasse, ge trocknet werden, können diese vorzugsweise in rauchbaren Artikeln Verwendung finden. Ferner vorzugsweise ist der Feuchtegehalt der aus der Öffnung gespritzten Agglomera te in einem Bereich zwischen 5 Gew.-% und 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse. Insbesondere ist ein Feuchtegehalt der aus der Öffnung gespritzten Agglomerate zwischen 10 Gew.-% und 14 Gew.-% gewünscht. Das Trocknen der aus der Öffnung gespritzten Agglomerate findet vorzugsweise schnell statt. Dieses geschieht bspw. durch ein direktes Einschießen in einen Trockner, der bspw. ein Stromtrock ner oder ein Wirbelschichttrockner ist. Im Rahmen dieser Erfindung umfaßt der Begriff Feuchtegehalt auch den Begriff Wasseranteil.

Vorzugsweise werden die zugeführten Materialien wenig stens teilweise vor dem Zuführen in die Kavität ver mischt.

Die Erfindung wird ferner durch ein Agglomerat gelöst, das durch das erfindungsgemäße Verfahren oder eine beschriebene Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ver fahrens erhalten wird.

Ferner wird die Erfindung durch ein Agglomerat gelöst, das Bindemittel, Stärke und Tabakpartikel umfaßt, wobei die Sinkgeschwindigkeit des Agglomerats kleiner als 3 m/s ist.

Unter Tabakpartikeln wird im Rahmen dieser Erfindung insbesondere Tabakstaub, gemahlener Winnover, gemahlene Rippen, gemahlene Blätter, zerkleinerter Tabak oder gemahlener Tabak wie Schußtabak und Aufreißtabak ver standen. Die Sinkgeschwindigkeit ist insbesondere vorzugsweise kleiner als 2,5 m/s.

Vorzugsweise ist der Tabakanteil im Agglomerat größer als 50%. Vorzugsweise ist der Tabakanteil um die 80%. Das Gemisch hat vorzugsweise die folgenden Anteile:
5 bis 35 Gew.-% Stärke, bis zu 10 Gew.-% Bindemittel, wobei vorzugsweise der Gewichtsanteil der Stärke wenigstens das Doppelte des Gewichtsanteils des Bindemittels beträgt, 0 bis 10 Gew.-% Zucker, wobei die Gewichtspro zente auf das Gemisch von Tabak, Stärke und Bindemittel bezogen sind, und Wasser mit einem Anteil von 5 bis 20% Gewicht, bezogen auf das Gesamtgewicht des Gemisches.

Vorzugsweise ist das Agglomerat ein Extrudat. Ferner vorzugsweise ist die Schüttdichte mehrerer der Agglome rate kleiner als 250 kg/m³.

Vorzugsweise weist ein wesentlicher Teil der Agglomerate eine Fraktion auf, die kleiner als 5 mm ist. Ferner vorzugsweise sind die größten Fraktionsanteile des Agglomerats zwischen 1 und 5 mm. Bei der Herstellung der Agglomerate entstehen verschieden große Agglomerate, die vorzugsweise in einem weiteren Verfahrensschritt nach dem Trocknen der Agglomerate gesiebt werden. Hierbei werden üblicherweise Fraktionen ausgesiebt, die durch ein 0,5 mm-Sieb fallen. Ein 0,5 mm-Sieb ist so vorzu stellen, daß die Kantenlänge, der sich durch die Sieb gitter ergebenden Quadrate 0,5 mm groß ist. Im Rahmen der Versuche der Anmelderin hat sich herausgestellt, daß bisher ca. 5 bis 10% der Agglomerate eine Fraktion haben, die kleiner als 0,5 mm ist. Diese ausgesiebte Fraktion wird vorzugsweise wieder in den Kreislauf zur Herstellung entsprechender Agglomerate eingefügt. Die Fraktionen zwischen 0,5 und 5 mm und insbesondere vorzugsweise zwischen 1 und 3,15 mm werden zur Weiter verarbeitung also z. B. zum Zumischen zur Tabakmischung verwendet.

Vorzugsweise hat das Agglomerat eine zufällige Form. Die zufällige Form kann ggf. als fraktale Form bezeichnet werden. Ferner vorzugsweise ist die Füllkraft mehrerer der Agglomerate größer als 2,5 cm³/g.

Wenn vorzugsweise das Agglomerat eine tabakähnliche Abbrandeigenschaft aufweist, ist es bevorzugterweise als Tabakersatz bzw. als Zumischmaterial für eine Tabakmi schung zu verwenden.

Vorzugsweise ist das Agglomerat relativ abriebfest. Das Agglomerat ist also vorzugsweise relativ formstabil. Natürlich ist das Agglomerat bei Anwendung entsprechen der Kräfte auch wieder zu Staub überführbar, dieses geschieht allerdings im wesentlichen nicht bei Verwen dung der Agglomerate während und nach dem Zumischen zur Tabakmischung. Vorzugsweise ist der Wasseranteil des Agglomerats 5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 10 bis 14 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse. Der Wasseranteil kann hierbei teilweise in den Tabakpartikeln und/oder den weiteren Materialien gebunden sein.

Vorzugsweise umfaßt ein stabförmiger Artikel der tabak verarbeitenden Industrie die vorbeschriebenen Agglomera te. Ferner vorzugsweise werden die vorbeschriebenen Agglomerate in rauchbaren Artikeln, insbesondere Zigaretten, Zigarren, Tabak für Pfeifen und Zigarillos, verwendet.

Vorzugsweise werden die vorstehend beschriebenen Agglo merate in künstlichen Rauchartikeln verwendet. Bei künstlichen Rauchartikeln bzw. sog. Artificial Smoking Articles werden Tabak und/oder rauchbare Agglomerate nicht verbrannt, sondern nur erhitzt, um das Aroma des Tabaks dem Raucher der künstlichen Rauchartikel zuzu führen.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungs beispielen beschrieben, auf die im übrigen bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Diagramm zur Veranschauli chung eines Verfahrensablaufs zur Verarbeitung von Tabakstaub, und

Fig. 2 schematisch eine Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Extrudat erzeugt wird.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Verfahrensablauf der Verarbeitung von Tabakstaub. Tabakstaub wird in Schritt 10 gesammelt, bspw. in der Zentralentstaubungsanlage. Es kann an dieser Stelle auch Schußtabak hinzugefügt werden. Bei 11 wird der Staub aufbereitet und zwar bspw. durch Mahlen und Sieben, wobei in diesem Ausführungs beispiel eine Fraktionsgröße von weniger als 0,5 mm angestrebt wird. Es können auch größere Fraktionen weiterverwertet werden, wenn bei Verwendung eines Extruders die Öffnung entsprechend groß gehalten wird. Als vernünftiger Wert hat sich herausgestellt, daß die Fraktion ungefähr halb so groß sein sollte wie der Durchmesser der Öffnung des Extruders.

Bei 12 wird die entsprechende Rezeptur hergestellt, also Tabakstaub mit Stärke, Zellulose, Weichmacher und ggf. Geschmacksstoffen gemischt. Ferner wird auch ein Binde mittel wie bspw. Xanthan hinzugefügt. Nach diesem Schritt wird das Gemisch bspw. einem Extruder zugeführt und mittels einer Spritzextrusion oder Schußextrusion bei 13 werden Agglomerate bzw. das Extrudat, das aus Agglomeraten besteht, hergestellt. Die Temperatur vor der Düse bzw. der Öffnung des Extruders ist derart hoch, daß die Viskosität es nicht mehr erlaubt, daß ein Strang entsteht. Für Tabak liegt diese Temperatur bei über 150° C. Es kommt durch die Schußextrusion bzw. Spritzextru sion bei 13, wie oben schon dargestellt ist, zur Erzeu gung entsprechender Agglomerate, wie bspw. Granulate, Cluster, in chaotischer Form gebundener Staub, die ungleichförmig ausgebildet sind und insbesondere porös aussehen.

Bei 14 schließt sich ein Trocknen der erzeugten Agglome rate an. Hierbei kann bspw. durch direktes Einschießen der Agglomerate in den Trockner ein schnelles Trocknen erfolgen. Hierzu wird bspw. ein Wirbelschichttrockner oder ein Stromtrockner verwendet. Bei 15 schließt sich ein Siebvorgang an. Die Fraktion, die durch ein 0,5 mm-Sieb durchfällt, wird, wie durch den Pfeil angedeutet ist, wieder in das Verarbeitungsverfahren vor dem Schritt 12 eingefügt. Die Fraktionen, die nicht durch das 0,5 mm-Sieb gefallen sind, werden zunächst in Schritt 16 gelagert. Anschließend können die Agglomerate alternativ in 17 zur fertigen Tabakmischung in der Tabakaufbereitung zugemischt werden oder in 18 bei der Beschickung oder in der Zigarettenherstellmaschine zur Tabakmischung zugemischt werden. Bei 19 geschieht dann die endgültige Zigarettenherstellung.

Die so hergestellten Zigaretten weisen entsprechend hergestellte Agglomerate auf, die die Eigenschaften der Zigarette vorzugsweise im wesentlichen unverändert lassen.

In Fig. 2 ist schematisch eine Vorrichtung zur Herstel lung der Agglomerate dargestellt. In diesem Ausfüh rungsbeispiel wird ein Extruder 20 verwendet. Das Gemisch 21 wird dem Zylinder 23 des Extruders zugeführt. Die Schnecke 24 wird über den Antrieb 22 in Pfeilrich tung angetrieben. Durch die Bewegung der Schnecke 24 wird das Gemisch 21 in Richtung Extruderkopf 25 und Düsenkopf 26 geführt.

Das Gemisch 21 kann schon den gewünschten Wasseranteil aufweisen oder es kann Wasser an geeigneter Stelle in den Zylinder 23 gespritzt werden. Auf dem Weg zum Düsenkopf wird das Gemisch 21 verdichtet und die Tempe ratur wird entsprechend erhöht. Ggf. kann eine Heizung im Extruderkopf 25 vorgesehen sein.

Der Düsenkopf 26 umfaßt in diesem Ausführungsbeispiel angedeutet drei Löcher. Die Löcher können bspw. einen Durchmesser von 1 mm haben und rund sein oder rechtwin kelig sein und bspw. Ausmaße von 1 × 4 mm aufweisen.

Das Extrudat 27 wird aus dem Extruder 20, nicht wie im Stand der Technik bekannt in Form eines Strangs ausge tragen und hinter dem Extruderkopf 25 durch geeignete Mittel geschnitten, sondern spritzt in Pfeilrichtung angedeutet aus dem Düsenkopf 26 heraus. In Fig. 2 ist ferner eine Auffangwand 28 und ein Auffangbehälter 29 vorgesehen, um die Agglomerate in geeigneter Weise aufzufangen und zu sammeln.

Die Anmelderin hat herausgefunden, daß im Gegensatz zum Stand der Technik, bei der entsprechend Stränge extru diert werden, ein Treibmittel wie CO₂ nicht förderlich für die Eigenschaften des Extrudats sind. Aus diesem Grunde wird in diesem Ausführungsbeispiel die Verwendung von CO₂ vermieden.

An dieser Stelle sollen zwei durchgeführte Versuche bezüglich deren Parameter genauer angegeben werden. Die Versuche werden mit A und B bezeichnet.

Im Versuch A weist der Düsenkopf 26 des Extruders 20 fünfzehn runde Löcher mit einem Düsendurchmesser von 1 mm auf. Im Versuch B weist der Düsenkopf 26 ein recht winkeliges Loch mit Kantenlängen von 1,5 mm und 8 mm auf. Die Schneckendrehzahl des Extruders beträgt jeweils 450 Umdrehungen/Min. Es werden im Versuch A 4,9 l/Std. Wasser zugeführt und im Versuch B 4,3 l/Std. Ferner werden in beiden Versuchen 1,4 l/Std. Weichmacher hinzugeführt.

Die Rezeptur ist in beiden Fällen wie folgt: 0,2 kg Stabilisator (Xanthan), 2,8 kg Zuschlagsstoff 1 (Stär ke), 1,4 kg Zuschlagsstoff 2 (Zellulose), 16,6 kg Tabakstaub.

Die Versuchsparameter sind hierbei wie folgt: Es werden in beiden Versuchen 50 kg/Std. an Trockensubstanz hinzugeführt. Die Temperatur vor der Düse ist im Versuch A 169°C und im Versuch B 167°C. Der Druck vor der Düse ist im Versuch A 24 bar und im Versuch B T15 bar. Hieraus resultiert ein Extrudat, das aus der Düse herausspritzt, wobei das Extrudat beim Heraustreten aus der Düse einen Feuchtegehalt von 11% im Versuch A hat und 12,53% im Versuch B, wobei es sich hierbei um Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse handelt. Nach Zuführen zum Trockner ist der Feuchtegehalt in Versuch A 7,93% und in Versuch 8 8,98%. In Versuch A wurden 3,15 l Wasser hinzugegeben und im Versuch B 4,08 l

Die Schüttdichte der Agglomerate im Versuch A ist 217,4 kg/m³ und im Versuch B 216,2 kg/m³. Die Füllkraft bei einem Feuchtigkeitsanteil von 13 Gew.-% pro Gesamtgewicht beträgt im Versuch A 2,7 cm³/g und bei Versuch B 3,01 cm³/g. Die Füllkraft ist mit einem Borgwaldtdensimeter bestimmt worden.

Die Siebanalyse ergibt die folgenden Werte: Der Anteil der Agglomerate, die auf einem 3,15 mm-Sieb liegenblei ben, beträgt im Versuch A 0,04% und im Versuch B 7,41%. Der Anteil der auf einem 2,0 mm-Sieb liegen bleibt beträgt im Versuch A 0,06% und im Versuch B 44,96%. Der Anteil der auf einem 1,0 mm-Sieb liegen bleibt beträgt im Versuch A 42,56% und im Versuch B 35, 36%. Der Anteil der im Versuch A auf einem 0,5 mm-Sieb liegenbleibt beträgt 48,78% und im Versuch B 8,49%. Der Anteil, der durch das 0,5 mm-Sieb gesiebt wird, beträgt im Versuch A 8,57% und im Versuch B 3,79%. Die jeweiligen Anteile sind in diesem Fall so zu verstehen, daß die schon in den größeren Sieben ausge siebten Teile nicht mehr auf die kleineren Siebe ge langen.

Die Fraktion 1 mm hat ein Volumen von 186 ml im Versuch A und 191 ml im Versuch B, bezogen auf 40 g. Die Frak tion 0,5 mm hat entsprechend ein Volumen von 184 ml im Versuch A und 198 ml im Versuch B. Die Füllkraft der Fraktion von 2 bis 3,15 mm beträgt im Versuch B 4,0 cm³/g. Die Füllkraft der Fraktion von 1 bis 2 mm ist im Versuch A 3,45 cm³/g und im Versuch B 3,94 cm³/g. Die Sinkgeschwindigkeit der Fraktion von 1 bis 2 mm ist im Versuch A 1,79 m/s und im Versuch B 1,77 m/s. Die Sinkgeschwindigkeit der Fraktion über 2 mm ist im Versuch B 2,60 m/s. Damit ist die Sinkgeschwindigkeit im Versuch A 42,3% kleiner als die Sinkgeschwindigkeit von im Zigarettenherstellungsprozeß ausgesonderten Klein teilen und im Versuch B 45,9% bzw. 20,5% kleiner als die Sinkgeschwindigkeit von im Zigarettenherstellungs prozeß ausgesonderten Kleinteilen.

Bezugszeichenliste

10

Tabakstaub sammeln

11

Staubaufbereitung

12

Rezeptur herstellen

13

Schußextrusion bzw. Spritzextrusion

14

Trocknen

15

Sieben

16

Lagern

17

Zumischen zur Tabakmischung in der Tabakaufbereitung

18

Zumischen zur Tabakmischung bei Beschickung an der Zigaretten-Herstellmaschine

19

Zigarettenherstellung

20

Extruder

21

Gemisch

22

Antrieb

23

Zylinder

24

Schnecke

25

Extruderkopf

26

Düsenkopf

27

Extrudat

28

Auffangwand

29

Auffangbehälter

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten (27), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Zuführen von Partikeln eines ersten Materi als, von Stärke, von Bindemitteln und von Flüssigkeit in eine Kavität (20, 23), so daß ein Gemisch (21) der zugeführten Materialien in der Kavität (20, 23) vorhanden ist,
- Verdichten und Erwärmen der zugeführten Materialien, und
- Austragen des Materialgemisches aus wenig stens einer Öffnung (26) der Kavität (20, 23), dadurch gekennzeichnet, daß Agglomerate (27) aus der Öffnung (26) gespritzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel des ersten Materials Tabakpartikel, insbesondere Tabakstaub, sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomerate (27) ein insbesondere rauchbares Extrudat sind und daß ein Extruder (20) die Kavität umfaßt.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Material kurz vor der Öffnung (26) auf eine Temperatur von wenigstens 150°C gebracht wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichten des Materials kurz vor der Öffnung (26) auf einen Druck zwischen 10 und 30 bar geschieht.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Öffnung (26) gespritzten Agglomerate (27) auf einen Feuchtege halt zwischen 10 Gew.-% und 14 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, getrocknet werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtegehalt der aus der Öffnung (26) gespritzten Agglomerate (27) zwischen 5 Gew.-% und 20 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmas se, liegt.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeführten Materialien wenigstens teilweise vor dem Zuführen in die Kavität (20, 23) vermischt werden.

9. Agglomerat erhalten durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.

10. Agglomerat umfassend Bindemittel, Stärke und Tabak partikel, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinkgeschwin digkeit des Agglomerates kleiner als 3 m/s. ist.

11. Agglomerate nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich net, daß die Schüttdichte mehrerer der Agglomerate kleiner als 250 kg/m³ ist.

12. Agglomerat nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein wesentlicher Teil der Agglomera te eine Fraktion aufweist, die kleiner als 5 mm ist.

13. Agglomerat nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerat (27) eine zufällige Form hat.

14. Agglomerate nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllkraft von mehreren der Agglomerate (27) größer als 2,5 cm³/g ist.

15. Agglomerat nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerat (27) tabakähnliche Abbrandeigenschaften aufweist.

16. Agglomerat nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Agglomerat (27) relativ abriebfest ist.

17. Agglomerate nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasseranteil 5 bis 20 Gew.-%, insbesondere 10 bis 14 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse, ist.

18. Stabförmiger Artikel der tabakverarbeitenden Indu strie umfassend Agglomerate nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17.

19. Verwendung der Agglomerate nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17 in rauchbaren Artikeln.

20. Verwendung der Agglomerate nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 17 in künstlichen Rauchartikeln.