DE102016112658A1

DE102016112658A1 - Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial, aufbereitetes Tabakmaterial und Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie

Info

Publication number: DE102016112658A1
Application number: DE102016112658.6A
Authority: DE
Inventors: Torsten Grigutsch; Peter Funke
Original assignee: Hauni Maschinenbau GmbH
Current assignee: Koerber Technologies GmbH
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2018-01-11
Also published as: WO2018010985A1; CN109414055A; EP3481234A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial (6), aufbereitetes Tabakmaterial (32) und eine Einrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie. Bei einem Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial (6) wird dieses in einem Lösungsmittel erhitzt, feste Bestandteile werden von einem Extrakt, das aus Lösungsmitteln und den darin gelösten Inhaltsstoffen besteht, getrennt. Das Extrakt wird zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats (28) agglomeriert und getrocknet, die festen Bestandteile werden getrocknet. Das poröse Tabak-Agglomerat (28) und die getrockneten festen Bestandteile (20) werden zu einem aufbereiteten und granularen Tabakmaterial (32) zusammengeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial, aufbereitetes Tabakmaterial, hergestellt nach einem solchen Verfahren, sowie eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Aufbereiten von Tabakmaterial.
Während der Tabakverarbeitung fallen neben Schnitttabak auch Tabakstaub und Ausschusstabak an. Vielfach werden sie zu rekonstituiertem Tabak, beispielsweise Tabakfolie, weiterverarbeitet. Ein entsprechendes Verfahren geht beispielsweise aus der DE 1 532 041 hervor. Es werden demgemäß Wasser und fein verteilte Tabakteilchen miteinander vermischt, anschließend in eine vorbestimmte Form gebracht und getrocknet. Ein weiteres Verfahren zur Verwertung von in einer Zigarettenfabrik anfallenden Tabakteilchen geht aus der DE 1 767 340 hervor. Zerkleinerter Tabak wird in Wasser aufgelöst, um einen zur Verwertung von Tabakkleinteilchen geeigneten Klebstoff bzw. ein Bindemittel zu schaffen.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein alternatives Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial, ein alternatives aufbereitetes Tabakmaterial sowie eine alternative Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Herstellen von aufbereitetem Tabakmaterial anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial, welches durch die folgenden Schritte fortgebildet ist:

– Erhitzen des Tabakmaterials in einem Lösungsmittel,
– Trennen fester Bestandteile von einem Extrakt, das aus dem Lösungsmittel und den darin gelösten Inhaltsstoffen besteht,
– Trocknen und Agglomerieren des Extrakts zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats,
– Trocknen der festen Bestandteile,
– Zusammenführen des porösen Tabak-Agglomerats und der getrockneten festen Bestandteile zu einem aufbereiteten und granularen Tabakmaterial.

Durch Erhitzen des Tabakmaterials in dem Lösungsmittel gehen geschmackstragende Substanzen in das Lösungsmittel über. So entsteht im Laufe dieses Prozesses ein Extrakt, bei dem es sich um eine flüssige Phase handelt.
Das nach dem genannten Verfahren hergestellte granulare Tabakmaterial ist eine sehr gute Alternative zu herkömmlichem rekonstituiertem Tabak, beispielsweise Tabakfolie. Es wird außerdem in einem einfachen und effizienten Verfahren hergestellt. Das granulare Tabakmaterial ist vorteilhaft so beschaffen, dass es bei der Zigarettenherstellung direkt im Maker verwendet werden kann. Seine Dichte ist nämlich vergleichbar der von fertigem Tabakblend. Das granulare Tabakmaterial ist offenporig. Es weist daher nicht nur eine relativ geringe Dichte auf, sondern ist auch sehr aufnahmefähig für Geschmacksstoffe. Aus diesem Grund kann es zur gezielten Geschmacksbeeinflussung verwendet werden.
Das als Ausgangsmaterial verwendete Tabakmaterial ist insbesondere Tabakkleinmaterial. Solches „Tabakkleinmaterial“ besteht im Wesentlichen aus während der Herstellung von stabförmigen Artikeln der Tabak verarbeitenden Industrie, beispielsweise Zigaretten, anfallendem Tabakabfall. Bei diesem handelt es sich im Wesentlichen um Schnitttabak und Tabakstaub.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Tabakmaterial, bevor es mit dem Lösungsmittel vermengt wird, zerkleinert wird. Beispielsweise werden die während der Produktion von Tabakprodukten, beispielsweise Zigaretten, anfallenden Schnitttabakreste und Tabakblatt-Rippen zu Tabakkleinmaterial zermahlen.
Bei dem Schritt des Zusammenführens des porösen Tabak-Agglomerats mit den getrockneten festen Bestandteilen ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die beiden Fraktionen miteinander vermischt werden. So wird ein homogenes granulares Tabakmaterial bereitgestellt.
Um ein aufbereitetes und granulares Tabakmaterial der gewünschten Größe oder Körnung zu erhalten ist ferner insbesondere vorgesehen, dass das poröse Tabak-Agglomerat auf eine gewünschte Größe bzw. Körnung zerkleinert wird. Gleiches gilt selbstredend auch insbesondere für die getrockneten festen Bestandteile.
Im Kontext der vorliegenden Beschreibung wird unter „Extrakt“ das Lösungsmittel, in welches das Tabakmaterial hineingegeben wird und in welchem dieses anschließend erhitzt wird, einschließlich der von dem Tabakmaterial in dieses Lösungsmittel übergegangenen und entsprechend darin gelösten Inhaltsstoffe des Tabakmaterials verstanden.
Gemäß einer Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass vor dem Trocknen und Agglomerieren des Extrakts Zellulose, Stärke und/oder Zucker zugegeben werden/wird. Insbesondere ist ein bestimmtes Mengenverhältnis zwischen der Menge mit diesen Zusatzstoffen vermischtem Extrakt und der zugegebenen Menge bzw. Masse an Zellulose, Stärke und/oder Zucker vorgesehen. Vorteilhaft führen bzw. führt die zugegebene Zellulose, die Stärke und/oder der Zucker zu einer verbesserten Agglomeration oder Schaumbildung des Extrakts.
Ferner ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Lösungsmittel Wasser ist. Das Tabakmaterial wird außerdem während des Schritts des Erhitzens ausgekocht. Mit anderen Worten wird also das mit dem Wasser vermengte Tabakmaterial auf Temperaturen von zumindest näherungsweise 100 °C erhitzt. Es sind ebenso Temperaturen vorgesehen, die über 100 C liegen, beispielsweise, wenn das Gemisch unter Überdruck erhitzt wird. Während dieses Verfahrensschrittes gehen die aromatragenden Inhaltsstoffe aus dem Tabakmaterial in das Lösungsmittel über. Die zeitliche Dauer dieses Verfahrensschritts liegt insbesondere zwischen einigen Minuten und wenigen Stunden. Beispielsweise ist vorgesehen, dass das Tabakmaterial in Wasser oder in einer wässrigen Lösung für mehrere Stunden gekocht wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Trocknen und Agglomerieren die folgenden weiteren Schritte:

– Aufschäumen des Extrakts zum Erzeugen eines Schaums,
– Einfrieren des Schaums,
– Gefriertrocknen des Schaums und
– Zerkleinern des gefriergetrockneten Schaums zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats.

Die oben genannten vier Verfahrensschritte, welche gemäß dieser Ausführungsform den Schritt des Trocknen und Agglomerierens bilden, werden insbesondere in der oben genannten Reihenfolge durchgeführt. Es hat sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Schaum vor der Gefriertrocknung eingefroren wird. Das Einfrieren verhindert, dass der Schaum während der sich anschließenden Gefriertrocknung zusammenfällt.
Alternativ umfasst der Schritt des Trocknens und Agglomerierens eine Sprühtrocknung des Extrakts. Mit anderen Worten wird also das poröse Tabak-Agglomerat durch Sprühtrocknung hergestellt. Vorteilhaft entsteht während der Sprühtrocknung unmittelbar ein kleinteiliges poröses Tabak-Agglomerat. Der in dem zuerst genannten alternativen Verfahren vorgesehene Schritt des Zerkleinerns des gefriergetrockneten schaumigen Tabakmaterials kann daher vorteilhaft entfallen.
Das Verfahren ist gemäß einer weiteren Ausführungsform dadurch fortgebildet, dass der Schritt des Trocknens der festen Bestandteile die folgenden weiteren Schritte umfasst:

– mechanisches Entwässern der festen Bestandteile und
– Gefriertrocknen der entwässerten festen Bestandteile.

Die so entwässerten und getrockneten festen Bestandteile werden mit dem porösen Tabak-Agglomerat zu einem granularen Tabakmaterial vermischt. Vorteilhaft kann dieses direkt, also ohne weitere Behandlung, dem Schnitttabak bzw. Tabakblend in der Tabakverarbeitung hinzugefügt werden. In diesem Zusammenhang wird eine ggf. vorgesehene Zwischenlagerung nicht als weitere Behandlung angesehen und ist optional vorgesehen.
Zur Geschmacksbeeinflussung/-verbesserung ist ferner vorgesehen, dass dem Extrakt vor dem Trocknen und Agglomerieren weiterer Tabakstaub, Soßen und/oder Aromastoffe zugegeben wird. Ferner ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform möglich, dass Soßen und/oder Aromastoffe dem porösen Tabak-Agglomerat hinzugegeben werden bzw. wird. Das poröse Tabak-Agglomerat nimmt die hinzugegebenen Aromen gut auf und bindet diese.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein aufbereitetes Tabakmaterial, welches dadurch fortgebildet ist, dass das Tabakmaterial nach einem Verfahren nach einem oder mehreren der zuvor genannten Ausführungsformen hergestelltes aufbereitetes und granulares Tabakmaterial ist.
Vorteilhaft weist das auf diese Weise hergestellte Tabakmaterial eine ähnliche Dichte wie Tabakblend auf. Es kann daher dem Prozess der Tabakverarbeitung problemlos beigemischt bzw. hinzugefügt werden. Ferner ist das granulare Tabakmaterial als Geschmacksträger geeignet und kann gezielt über den Einsatz weiterer Aromastoffe oder Soßen geschmacklich angereichert werden. Seine poröse Struktur bietet dabei eine ideale Trägermatrix für derartige geschmackstragende Substanzen.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Aufbereiten von Tabakmaterial, wobei diese Einrichtung fortgebildet ist durch:

– einen beheizbaren Behälter mit einer Lösungsmittelzufuhrvorrichtung und mit einer Heizung, wobei der Behälter zum Aufnehmen und zum Erhitzen des in dem Lösungsmittel vorhandenen Tabakmaterials eingerichtet ist,
– eine Trennvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, feste Bestandteile von dem Extrakt, das aus dem Lösungsmittel und den darin gelösten Inhaltsstoffen besteht, zu trennen,
– eine Agglomerationsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, das Extrakt zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats zu trocknen und agglomerieren,
– eine Trocknungsvorrichtung, die zum Trocknen der festen Bestandteile eingerichtet ist und
– eine Zusammenführvorrichtung zum Zusammenführen des Tabak-Agglomerats und der getrockneten festen Phase zu einem aufbereiteten und granularen Tabakmaterial.

Auf die Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf das Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial erwähnt wurden, so dass auf Wiederholungen verzichtet werden soll. Vorteilhaft ist die Einrichtung einfach zu realisieren und bietet ein hervorragendes Ergebnis bei effizient geringem konstruktivem Aufwand.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Einrichtung dadurch fortgebildet, dass diese eine Zuführvorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, dem Extrakt stromaufwärts der Agglomerationsvorrichtung Zellulose, Stärke und/oder Zucker hinzuzugegeben. Die Zellulose, Stärke und/oder der Zucker fördern/fördert die Schaumbildung, insbesondere während des Aufschäumens des Extrakts zum Erzeugen des Schaums.
Die Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie ist ferner dadurch fortgebildet, dass die Lösungsmittelzufuhrvorrichtung dazu eingerichtet ist, dem Tabakmaterial Wasser als Lösungsmittel zuzuführen. Ferner sind die Heizung und der beheizbare Behälter dazu eingerichtet, das Tabakmaterial so zu erhitzen, dass dieses auskochbar ist oder ausgekocht wird. Mit anderen Worten sind also sowohl die Heizung als auch der beheizbare Behälter dazu eingerichtet, das Tabakmaterial einschließlich des Lösungsmittels auf eine Temperatur von zumindest näherungsweise 100 °C und insbesondere auch auf Temperaturen darüber zu erhitzen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Agglomerationsvorrichtung die folgenden weiteren Einheiten umfasst:

– eine Aufschäumvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, aus dem Extrakt einen Schaum zu erzeugen,
– eine Gefriervorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Schaum einzufrieren,
– eine Gefriertrocknungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Schaum gefrierzutrocknen und
– eine Zerkleinerungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, den gefriergetrockneten Schaum zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats zu zerkleinern.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Agglomerationsvorrichtung eine Sprühtrocknungsvorrichtung oder umfasst eine solche. Diese Sprühtrocknungsvorrichtung ist dazu eingerichtet, das Extrakt zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats zu zerstäuben und zu trocknen.
Es handelt sich bei der Sprühtrocknungsvorrichtung beispielsweise um einen Trocknungsturm, um ein Wirbelbett oder um eine Kombination aus diesen beiden Einheiten. Die Aufschäumvorrichtung ist beispielsweise ein Quirl oder Rührwerk, der in dem beheizbaren Behälter, bei dem es sich beispielsweise um ein Wannenbad oder dergleichen handelt, eingetaucht wird. Während des Auskochens verdampft Lösungsmittel. Dies führt dazu, dass die Konzentration der aus dem Tabakmaterial herausgelösten Inhaltsstoffe in dem Lösungsmittel steigt. Mit anderen Worten wird also eine Konzentration der gewünschten Inhaltsstoffe in dem Lösungsmittel vorgenommen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Trocknungsvorrichtung eine Trocknungs- und Entwässerungsvorrichtung umfasst, wobei die Trocknungs- und Entwässerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die festen Bestandteile mechanisch zu entwässern und die entwässerten festen Bestandteile gefrierzutrocknen. Die mechanische Entwässerung erfolgt beispielsweise durch Pressen oder Quetschen.
Ferner ist die Einrichtung vorteilhaft dadurch fortgebildet, dass diese eine Dosiervorrichtung umfasst, die dazu eingerichtet ist, dem Extrakt stromaufwärts der Agglomerationsvorrichtung Tabakstaub, Soßen und/ oder Aromastoffe hinzuzufügen. So ist es möglich, das Aroma des hergestellten granularen Tabakmaterials gezielt zu beeinflussen.
Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:
1 ein schematisch vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufbereiten von Tabakmaterial,
2a) und b) weitere Verfahrensschritte des in 1 dargestellten Verfahrens,
3 eine Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie zum Aufbereiten von Tabakmaterial in schematisch vereinfachter Ansicht,
4 einen Abschnitt einer solchen Einrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
5 mikroskopische Aufnahmen zweier Partikel eines porösen Tabak-Agglomerats und
6 eine weitere mikroskopische Aufnahme in stärkerer Vergrößerung eines Details der Oberfläche eines Partikels eines porösen Tabak-Agglomerats.
In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.
1 zeigt ein schematisch vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufbereiten von Tabakmaterial. Als Ausgangsmaterial wird dem Verfahren, wie mit einem nach unten weisenden Pfeil angedeutet, beispielsweise Tabakblattmaterial, d.h. Tabakblatt-Streifen, ganze Tabakblätter, Ausschusstabak, Tabakblattrippen und/oder Tabakstaub zugeführt. Es ist auch möglich, z.B. bei der Anlagenreinigung anfallenden Ausschuss, dem Verfahren als Ausgangsmaterial zuzuführen. Das Ausgangsmaterial wird konventionell aufgearbeitet, d.h. gelöst, konditioniert und gemischt.
Dieses Tabakmaterial wird in einem ersten Schritt (Schritt S1) geschnitten oder zerkleinert. Anschließend wird das zerkleinerte Tabakmaterial in ein Lösungsmittel gegeben und in diesem erhitzt (Schritt S2). Als Lösungsmittel ist beispielsweise Wasser vorgesehen. Das Tabakmaterial wird während des Erhitzens insbesondere ausgekocht, d.h. auf eine Temperatur von vorzugsweise zumindest näherungsweise 100°C erhitzt. Es ist ferner beispielsweise vorgesehen, dass während des Schritts S2 das Tabakmaterial gemeinsam mit dem Lösungsmittel auf eine Temperatur von mehr als 100°C erhitzt wird, beispielsweise, wenn der Vorgang des Erhitzens in einem geschlossenen Gefäß unter Überdruck erfolgt. Der Verfahrensschritt S2 nimmt zwischen wenigen Minuten und einigen Stunden in Anspruch. Beispielsweise wird das Tabakmaterial in einem Wannenbad für mehrere Stunden, beispielsweise zwischen einer und vier Stunden, ausgekocht.
In einem sich anschließenden Verfahrensschritt werden feste Bestandteile von einem Extrakt getrennt (Schritt S3). Das Extrakt besteht aus dem Lösungsmittel und den darin gelösten Inhaltsstoffen. Das Lösungsmittel einschließlich der darin gelösten Inhaltsstoffe, also das Extrakt, gelangt in den linken Verfahrensast, welcher mit dem Verfahrensschritt S4 fortgesetzt wird. Feste Bestandteile wie beispielsweise Tabakfasermaterial gelangen in den rechten Verfahrensast, welcher mit dem Schritt S5 fortgesetzt wird. Die Trennung des Extrakts von den festen Bestandteilen im Verfahrensschritt S3 erfolgt beispielsweise durch ein Förderband mit einem Siebgurt.
Während des sich im linken Verfahrensast anschließenden Verfahrensschritts S4 wird das Extrakt konzentriert und gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit weiteren Stoffen vermischt. Diese Zugabe ist durch den waagerechten und nach rechts weisenden Pfeil angedeutet.
Dem Extrakt wird beispielsweise Zellulose, Stärke, Tabakstaub, Zucker, Soßen und/oder Aromastoffe zugegeben. Diese werden mit dem Extrakt beispielsweise in einen beheizbaren Behälter, in dem sich ein Rührwerk befindet, vermischt und konzentriert. Das Konzentrieren erfolgt, indem überschüssiges Lösungsmittel, insbesondere Wasser, verdampft wird.
Im sich anschließenden Verfahrensschritt S6 wird das Extrakt zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats agglomeriert und getrocknet. Der Verfahrensschritt S6 wird im Zusammenhang mit den 2a) und 2b) näher erläutert.
Die festen Bestandteile werden im Verfahrensschritt S5 zunächst mechanisch entwässert und im sich anschließenden Verfahrensschritt S7 gefriergetrocknet. Die mechanische Entwässerung erfolgt beispielsweise durch Pressen. Das Gefriertrocknen des Faseranteils erfolgt beispielsweise in einer Trocknungskammer bei einer Temperatur von –2°C.
Sowohl die getrockneten festen Bestandteile als auch das poröse Tabak-Agglomerat werden zwischengelagert. Dies erfolgt für das poröse Tabak-Agglomerat im Verfahrensschritt S8 und für die getrockneten festen Bestandteile im Verfahrensschritt S9. Anschließend werden das poröse Tabak-Agglomerat und die getrockneten festen Bestandteile zu einem aufbereiteten und granularen Tabakmaterial zusammengeführt (Verfahrensschritt S10).
Das granulare Tabakmaterial wird mit Schnitttabak aus der Tabakvorbereitung, angedeutet durch einen waagerechten nach rechts weisenden Pfeil, im Verfahrensschritt S10 vermischt. Die so bereitgestellte Mischung kann direkt der weiteren Verarbeitung des Tabaks, beispielsweise einem Maker, zugeführt werden. Außerdem ist beispielsweise vorgesehen, dass das aufbereitete und granulare Tabakmaterial in Schritt S10 mit expandiertem Tabak und expandiertem Rippenschnitt und/oder mit Tabakfolie vermischt wird. Dieser Vorgang erfolgt beispielsweise in einer Misch- oder Flavortrommel.
2a) zeigt ein Ausführungsbeispiel des aus 1 bekannten Verfahrensschritts des Trocknens und Agglomerierens (Schritt S6). Zum Trocknen und Agglomerieren des Extrakts erfolgt nämlich im Verfahrensschritt S61 eine Sprühtrocknung. Diese findet beispielsweise in einem Trocknungsturm, in einem Wirbelbett oder in einer Kombination aus beidem statt.
2b) zeigt weitere Verfahrensschritte S62 bis S65, welche den in 1 gezeigten Verfahrensschritt des Trocknens und Agglomerierens (Schritt S6) gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bilden. So wird das Extrakt, insbesondere nachdem diesem Zellulose, Stärke und/oder Zucker zugegeben wurde, im Verfahrensschritt S62 aufgeschäumt. Dies erfolgt beispielsweise in einem Gefäß, in dem sich ein Rührer oder Mixer befindet. Nach dem Aufschäumen des Extrakts wird der so erzeugte Schaum eingefroren (Schritt S63). Der Schaum wird anschließend gefriergetrocknet (Schritt S64). Schließlich wird der so hergestellte gefriergetrocknete Schaum im Verfahrensschritt S65 zerkleinert, so dass poröses Tabak-Agglomerat der gewünschten Größe bzw. Körnung bereitgestellt wird.
Teilchen des gefriergetrockneten Schaums bzw. des porösen Tabak-Agglomerats sind als mikroskopische Aufnahmen in den 5 und 6 gezeigt. Dabei zeigt die 5 eine mikroskopische Aufnahme zweier Teilchen des Tabak-Agglomerats. 6 zeigt eine Detailansicht, welche die poröse Oberfläche eines Teilchens des Tabak-Agglomerats erkennen lässt.
3 zeigt eine Einrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie zum Aufbereiten von Tabakmaterial, wie es dem in 1 skizzierten Verfahren zugeführt wird. Die Einrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie ist insbesondere zur Durchführung eines solchen Verfahrens eingerichtet.
Die Einrichtung 2 umfasst einen beheizbaren Behälter 4, in den das aufzubereitende Tabakmaterial 6 gemeinsam mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, gegeben wird. Es ist eine Lösungsmittelzufuhrvorrichtung 8 vorgesehen, durch die beispielsweise Wasser in den Behälter 4 eingefüllt wird. Zum Erhitzen des Tabakmaterials 6 und des Lösungsmittels ist eine Heizung 10 vorgesehen. Das Tabakmaterial 6 wird gemeinsam mit dem Lösungsmittel für beispielsweise mehrere Stunden in dem Behälter 4 ausgekocht.
Anschließend gelangt es über die Zuleitung 12 zu einer Trennvorrichtung 14, in der feste Bestandteile des Extrakts, das aus Lösungsmittel und den darin gelösten Inhaltsstoffen besteht, getrennt werden. Hierzu umfasst die Trennvorrichtung 14 beispielsweise ein Förderband mit einem Siebgurt.
Die festen Bestandteile gelangen anschließend über die Fördertrecke 16 zu einer Trocknungsvorrichtung 18. Die Trocknungsvorrichtung 18 ist insbesondere als eine Trocknungs- und Entwässerungsvorrichtung ausgebildet. Sie ist also dazu eingerichtet, die festen Bestandteile mechanisch zu entwässern, beispielsweise zu pressen, und die entwässerten festen Bestandteile gefrierzutrocknen. Die entwässerten und getrockneten festen Bestandteile 20 gelangen über eine Förderstrecke 17 anschließend zu einer Zusammenführvorrichtung 22.
Das Extrakt gelangt über die Zuleitung 13 zu einer Agglomerationsvorrichtung 24. Diese ist dazu eingerichtet, das Extrakt zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats zu agglomerieren. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Agglomerationsvorrichtung 24 um eine Sprühtrocknungsvorrichtung 26. Das Extrakt wird zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats zerstäubt und getrocknet. Am Boden der Sprühtrocknungsvorrichtung 26 sammelt sich das poröse Tabak-Agglomerat 28 und wird der Zusammenführvorrichtung 22 über eine Förderstrecke 19 zugeführt.
Das Tabak-Agglomerat 28, vermischt mit den getrockneten festen Bestandteilen 20, wird stromabwärts der Zusammenführvorrichtung 22 in einem Behältnis 30 gesammelt. In dem Vorratsbehältnis 30 sammelt sich also das aufbereitete granulare Tabakmaterial 32. Anschließend wird es beispielsweise mit Schnitttabak aus der Tabakvorbereitung in einem nicht dargestellten Mischer vermischt und der weiteren Strangverarbeitung zugeführt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist stromaufwärts der Agglomerationsvorrichtung 24, in der Zuleitung 13, eine optionale Dosiervorrichtung 46 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, dem Extrakt Tabakstaub, Soßen und/oder Aromastoffe hinzuzufügen. So wird die Möglichkeit geschaffen, das granulare Tabakmaterial 32 gezielt als Geschmacksträger auszugestalten.
Stromaufwärts der Agglomerationsvorrichtung 24, in der Zuleitung 13, ist ferner eine Zuführvorrichtung 34 vorgesehen. Diese ist dazu eingerichtet, dem Extrakt Zellulose, Stärke und/oder Zucker hinzuzufügen. Dies ist insbesondere für eine Einrichtung 2 der Tabak verarbeitenden Industrie interessant, bei der die Agglomerationsvorrichtung 24 so, wie in 4 dargestellt ausgestaltet ist.
Gemäß einem solchen Ausführungsbeispiel umfasst die Einrichtung 2 als Agglomerationsvorrichtung 24 eine Aufschäumvorrichtung 36, die dazu eingerichtet ist, aus dem Extrakt, das über die Zuleitung 13 der Aufschäumvorrichtung 36 zugeführt wird, einen Schaum zu erzeugen. Hierzu ist beispielsweise in einem Behältnis der Aufschäumvorrichtung 36 ein Quirl oder Rührer 38 vorgesehen, der mit hoher Geschwindigkeit rotiert wird.
Auf die Aufschäumvorrichtung 36 folgt eine Gefriervorrichtung 40, die dazu eingerichtet ist, den von der Aufschäumvorrichtung 36 und dieser über die Zuleitung 13‘ zugeführten Schaum zu gefrieren. Weiter stromabwärts und durch eine weitere Zuführleitung 13‘‘ mit der Gefriervorrichtung 40 verbunden ist eine Gefriertrocknungsvorrichtung 42 vorgesehen. In dieser wird der zuvor gefrorene Schaum beispielsweise bei einer Temperatur von –2°C gefriergetrocknet. Das auf diese Weise erhaltene poröse Tabakmaterial ist beispielhaft in den mikroskopischen Aufnahmen der 5 und 6 gezeigt.
An die Gefriertrocknungsvorrichtung 42 schließt sich eine Zerkleinerungsvorrichtung 44 an. Der gefriergetrocknete Schaum gelangt über eine weitere Zuleitung 13‘‘‘ zu dieser. Zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats 28 wird der gefriergetrocknete Schaum auf die gewünschte Größe bzw. Körnung zerkleinert. Das poröse Tabak-Agglomerat 28 wird schließlich der aus 3 bekannten Zusammenführvorrichtung 22 zugeführt.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere“ oder „vorzugsweise“ gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.
Bezugszeichenliste

2: Einrichtung der Tabak verarbeitenden Industrie
4: Behälter
6: Tabakmaterial
8: Lösungsmittelzufuhrvorrichtung
10: Heizung
12, 13, 13‘, 13‘‘, 13‘‘‘: Zuleitung
14: Trennvorrichtung
16, 17, 19: Förderstrecke
18: Trocknungsvorrichtung
20: getrocknete feste Bestandteile
22: Zusammenführvorrichtung
24: Agglomerationsvorrichtung
26: Sprühtrocknungsvorrichtung
28: Tabak-Agglomerat
30: Vorratsbehältnis
32: granulares Tabakmaterial
34: Zusammenführvorrichtung
36: Aufschäumvorrichtung
38: Rührer
40: Gefriervorrichtung
42: Gefriertrocknungsvorrichtung
44: Zerkleinerungsvorrichtung
46: Dosiervorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 1532041 [0002]
DE 1767340 [0002]

Claims

Verfahren zum Aufbereiten von Tabakmaterial (6), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: – Erhitzen (S2) des Tabakmaterials (6) in einem Lösungsmittel, – Trennen (S3) fester Bestandteile von einem Extrakt, das aus dem Lösungsmittel und den darin gelösten Inhaltsstoffen besteht, – Trocknen und Agglomerieren (S6) des Extrakts zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats (28), – Trocknen (S7) der festen Bestandteile, – Zusammenführen (S10) des porösen Tabak-Agglomerats (28) und der getrockneten festen Bestandteile (20) zu einem aufbereiteten und granularen Tabakmaterial (32).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Trocknen und Agglomerieren (S6) dem Extrakt Zellulose, Stärke und/oder Zucker zugegeben werden/wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel Wasser ist und das Tabakmaterial (6) während des Erhitzens ausgekocht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen und Agglomerieren die folgenden weiteren Schritte umfasst: – Aufschäumen (S62) des Extrakts zum Erzeugen eines Schaums, – Einfrieren (S63) des Schaums, – Gefriertrocknen (S64) des Schaums und – Zerkleinern (S65) des gefriergetrockneten Schaums zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats (28).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen und Agglomerieren eine Sprühtrocknung (S61) des Extrakts zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats (28) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Trocknen der festen Bestandteile die weiteren Schritte umfasst: – mechanisches Entwässern (S5) der festen Bestandteile und – Gefriertrocknen (S7) der entwässerten festen Bestandteile.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Extrakt vor dem Trocknen und Agglomerieren Tabakstaub, Soßen und/oder Aromastoffe zugegeben werden/wird.
Aufbereitetes Tabakmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass das Tabakmaterial nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestelltes aufbereitetes und granulares Tabakmaterial (32) ist.
Einrichtung (2) der Tabak verarbeitenden Industrie zum Aufbereiten von Tabakmaterial (6), gekennzeichnet durch: – einen beheizbaren Behälter (4) mit einer Lösungsmittelzufuhrvorrichtung (8) und mit einer Heizung (10), wobei der Behälter (4) zum Aufnehmen und zum Erhitzen des in dem Lösungsmittel vorhandenen Tabakmaterials (6) eingerichtet ist, – eine Trennvorrichtung (14), die dazu eingerichtet ist, feste Bestandteile eines Extrakts, das aus dem Lösungsmittel und den darin gelösten Inhaltsstoffen besteht, zu trennen, – eine Agglomerationsvorrichtung (24), die dazu eingerichtet ist, das Extrakt zum Herstellen eines porösen Tabak-Agglomerats (28) zu agglomerieren und zu trocknen, – eine Trocknungsvorrichtung (18), die zum Trocknen der festen Bestandteile eingerichtet ist und – eine Zusammenführvorrichtung (22) zum Zusammenführen des Tabak-Agglomerats (28) und der getrockneten festen Phase (20) zu einem aufbereiteten und granularen Tabakmaterial (32).
Einrichtung (2) nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Zuführvorrichtung (34), die dazu eingerichtet ist, dem Extrakt stromaufwärts der Agglomerationsvorrichtung (24) Zellulose, Stärke und/oder Zucker hinzuzufügen.
Einrichtung (2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösungsmittelzufuhrvorrichtung (18) dazu eingerichtet ist, dem Tabakmaterial (6) Wasser als Lösungsmittel zuzuführen, wobei die Heizung (10) und der beheizbare Behälter (4) dazu eingerichtet sind, das Tabakmaterial (6) so zu erhitzen, dass dieses auskochbar ist oder ausgekocht wird.
Einrichtung (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Agglomerationsvorrichtung (24) die folgenden weiteren Einheiten umfasst: – eine Aufschäumvorrichtung (36), die dazu eingerichtet ist, aus dem Extrakt einen Schaum zu erzeugen, – eine Gefriervorrichtung (40), die dazu eingerichtet ist, den Schaum einzufrieren, – eine Gefriertrocknungsvorrichtung (42), die dazu eingerichtet ist, den Schaum gefrierzutrocknen und – eine Zerkleinerungsvorrichtung (44), die dazu eingerichtet ist, den gefriergetrockneten Schaum zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats (28) zu zerkleinern.
Einrichtung (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Agglomerationsvorrichtung (24) eine Sprühtrocknungsvorrichtung (26) umfasst, die dazu eingerichtet ist, das Extrakt zum Herstellen des porösen Tabak-Agglomerats (28) zu zerstäuben und zu trocknen.
Einrichtung (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungsvorrichtung (18) eine Trocknungs- und Entwässerungsvorrichtung umfasst, wobei die Trocknungs- und Entwässerungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, die festen Bestandteile mechanisch zu entwässern und die entwässerten festen Bestandteile gefrierzutrocknen.
Einrichtung (2) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, gekennzeichnet durch eine Dosiervorrichtung (46), die dazu eingerichtet ist, dem Extrakt stromaufwärts der Agglomerationsvorrichtung (24) Tabakstaub, Soßen und/oder Aromastoffe hinzuzufügen.