DE2049548C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Konditionieren von lockerem Tabak - Google Patents

Description

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- 40 tung von Tabak unter Vakuum bekannt, bei der in kennzeichnet, daß die Niederhalteeinrichtung (11; einer Vakuumkammer große Mengen Wasser auf in 73) an der Innenseite des abnehmbaren Deckels der Vakuumkammer stehende Tabakballen durch (39) des Behälters (31) angeordnet ist und daß Sprühdüsen bei Unterdruck aufgegeben werden und an diesem Deckel die Einrichtung zum Evakuie- aus der Vakuumkammer dann wieder ablaufen. Das ren (48 bis Sl), die Einrichtung zum Zuführen 45 Wasser wirkt also auf zusammengebündelten Tabak von flüssigem Wasser (47, 55 bis 68) und eine ein, so daß die Konditionierung nicht schnell und Einrichtung (46, 69 bis 72) zum Erhöhen des auch nicht gleichförmig genug erfolgt.

Druckes im Behälter angeordnet sind. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Tabak

schnell und gleichförmig zu konditionieren, damit vor so dem Einfrieren und anschließenden Sublimations-

trocknen sein Volumen gleichförmig vergrößert wird.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, indem das Wasser mit einer Temperatur von 0 bis 25° C bei verbleibendem

Die Erfindung betrifft sin Verfahren zum Kondi- 55 Unterdnick in ausschließlich flüssiger Form dem tionieren von lockerem Tabak, bei dem dem Tabak Tabak, diesen vollständig bedeckend, zugeführt und lunächst bei starkem Unterdruck Luft und Wasser- anschließend über dem so entstandenen Tabakdampf entzogen und ihm anschließend Wasser züge- Wasser-Gemisch eine Druckerhöhung vorgenommen führt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine wird.

Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens. 60 Mit anderen Worten wird der Tabak bei UnterTabak wird konditioniert, um sein Volumen zu druck sozusagen in Wasser eingetaucht, woraufhin vergrößern und das Verhältnis von Teer, Nikotin und man den Druck erhöht und dadurch das flüssige anderen Rauchbestandteilen gegenüber dem VoIu- Wasser in die bei der Unterdruckbehandlung geöffmen des Tabaks zu reduzieren. Auch sollen die ehe- neten Zellen des Tabaks hineindrückt. Da bei Druckmischen und physikalischen Eigenschaften des Ta- 65 erhöhung der Tabak bereits vollständig in flüssigem baks durch das Konditionieren verbessert werden. Wasser eingetaucht ist, werden die Zellen durch den

Bei einem bekannten Verfahren der eingangs ge- erhöhten Druck nicht geschlossen. Vielmehr wird das nannten Art (GB-PS 5 14 358) wird der Feuchtig- Wasser überall gleichförmig in die geöffneten Zellen

ό 1

• ' eedrückl und füllt dieselben gleichmäßig mit Die wesentlichen Verfahremschritte können nun-

Es ist also keine lange Einwirkungszeit des mehr in Verbindung mit den F i g. 1 und 2 näher

^⁸TS auf den Tabak erforderlich. Vielmehr erhält erläutert werden. F i g. 1 zeigt die Aufeinanderfolge

l^ers rhalb .^. kurzer z_ej_t gleichmäßig kondi- der Verfahrensschritte, wobei die Turgor- oder ZeIl-

^ rten Tabak mit bedeutend vergrößertem Vo- 5 konditionierung der Trocknung durch Sublimation

enen vorausgeht, während Fig. 2 eine verwendbare Vor-

Tabak kann feingeschnitten oder in gröbere richtung zeigt.

eescluütten konditioniert werden. Auch ist es Die Erfindung wird im folgenden im einzelnen in

h. den Tabak vor dem Konditionieren in per- Verbindung mit dem Konditionieren von geschnitte-"^rtStreifen zu zerlegen, um möglichst viele offene io nem, vorbehandeltem Tabak erläutert.

^fl zu erhalten. Dem zum Konditionieren ver- Die vorbehandelten Tabakstreifchen (1, Fig. 1),

!Tten W'isser kann man gewünschte Zusätze, wie vorzugsweise im Zigarettenformat von ciwa 1 mm

L ■ ■iQweise Aromastoffe und Netzmittel, die in den Breite, werden für die Behandlung vorbereitet. Das

Äk eindringen sollen, zugeben. Schneiden auf das in der Zigarettenherstellung ver-

nTh die Erfindung wird die Möglichkeit ge- 15 wendete Format hat den Vorteil, daß ein schnelleres

J lockeren Tabak innerhalb von Sekunden und gleichmäßigeres Konditionieren und Trocknen

äßie 'zu konditionieren, was für einen auto- durch Sublimation möglich ist, daß die endgültige

du β _ensablauf der Tabakverarbeitung Streifenlänge größer ist und daß ein höherer Netto-

ist ^anstieS ^des Füllvolumens erreicht wird. Die letzteren

n wird eine zum Durchführen des erfin- »o beiden Vorteile resultieren aus der Tatsache, daß ein

λ «Zrnäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung Schneiden im Anschluß an die Konditionierung oder

^dUDSat η welche in einem Behälter einen für die Trocknung durch Sublimation die Schnittlange

wSeit und Gas durchlässigen Niederhalter ent- und durch einen Zusammenpreßvorgang die durch

Puder ein Aufschwimmen des Tabaks nach Zu- das Verfahren erzielte Ausbeute vermindert. Tabak

\L vnri flüssigem Wasser verhindert und somit 25 hat in diesem Zustand im wesentlichen Raumtempe-

^6e^hrSstet daß der lockere Tabak im Wasser ratur von etwa 25° C oder höher und einen Feuchtig-

⁸⁶SSSS 12 bi 25 V (trockene Grund-

ssigem Wasser verhindert und somit

daß der lockere Tabak im Wasser ratur von etwa 25 C oder höher und ein g

bleibt. Dieser Niederhalter kann an dei keitsgehalt von etwa 12 bis 25 Vo (trockene Grund-

SXe^abnehmbaren Behälterdeckels ange- substanz). Der Feuchtigkeitsgehalt muß-Q^¹

S srin der auch Einrichtungen zum Evakuieren, hoch sein, um ein Brechen ta den die Zellkonditio

1 Zuführen von flüssigem Wasser und zum Er- 30 nietung vorbereitenden Beartatungsvorgangen zu

h des Druckes im Behälter aufweist und somit verhindern. .

heH vom Behälter abzunehmen ist. Der nächste Verfahrensschritt besteht im Füllen

der Erfindung ist es möglich, den Ursprung- des Tabakbehälters (2, Fig. 1), welcher den Tabak

FeuchStslehalt von geschnittenem oder während der gesamten Konditionierbehandlung auf-

SSSS 12 bis 200/» auf 800 bis 35 nimmt. Es ist erwünscht, daß der Tabak ,nnerhalb,des

der Erfindung «,-, sic_h

lilt,

Mg. L einen senkrechten, teilweise schematischen

Teilschnitt, der die wesentlichen, beim erfindungsge- peratur des Wassers wird vorzugsweise aui etwa υ u.;

mäßen Verfahren verwendeten Bauteile zeigt, 25° C gehalten. Flüssiges Wasser wird in einer sol

Fig. 3 eine teilweise schematisch dargestellte Teil- chen Menge zugeführt, wie sie für den Konditionier Seitenansicht einer automatisch mit kontinuierlichem 60 Vorgang erforderlich ist, jedoch erfolgt die Zufuh

Arbeitsfluß arbeitenden Vorrichtung zur Zellkondi- derart, daß der Tabak völlig bedeckt ist. Für ein

tionierung, mäßige Vergrößerung des spezifischen Volumen

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der werden 5 bis 7 Gewichtsteile Wasser zu jedem Ge

Vorrichtung von F i g. 3 und wichtsteil Tabak zugefügt. Für ein maximales Ei

F i g. 5 einen senkrechten Schnitt durch das Kondi- 65 höhen des spezifischen Volumens wird so viel Wai

tionierabteil der Vorrichtung nach Fig. 3, wobei die ser zugeführt, daß im Tabak ein Feuchtigkeitsgeha Anordnung der einzelnen Bauteile und Steuereinhei- von etwa 1000^e/o erreicht wird. Das bedeutet, daß fi

»pn-dareestellt ist. einen Teil trockenen Tabaks etwa 10 Gewichtstei

5 6

Wasser zugeführt werden. Eine leichte Steigerung der Dieses Verfahren vermindert den Übergang von ge Feuchtigkeitsaufnahme und eine daraus folgende Ver- lösten Bestandteilen auf ein Minimum und erreich größerung des spezifischen Volumens können durch eine gleichmäßigere Feuchtigkeitsverteilung unc Zufügen von Feuchtigkeit in einer das Verhältnis von -aufnahme als das frühere Verfahren, bei welchen Flüssigkeit zu trockenem Tabak von 1 : 10 überstei- 5 einfaches Eintauchen angewendet wurde, genden Menge erreicht werden. Der Tabak hat jedoch In F i g. 2 ist eine einfache Vorrichtung zur Aus seinen maximalen Turgor- oder Zelldruck und damit führung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt seine maximale Ausdehnung praktisch bei 1000 °/o er- Der geschnittene Tabak 9 ist gleichmäßig in einem reicht, und Erhöhungen über diesen Betrag reichen Behälter 10 zur Vorbereitung des Konditionierungsnicht aus, um die durch die Sublimationstrocknung io Vorgangs verteilt dargestellt. Eine schirmartige Niedes zusätzlichen Wassers auftretenden zusätzlichen derhalteeinrichtung 11 ist oberhalb der Tabakteilchen Kosten auszugleichen. Während der Zuführperiode angeordnet, um deren Schwimmen zu vermeiden, des Wassers ist es notwendig, Einrichtungen vorzu- während sie den Durchtritt von Gas und Flüssigkeit sehen, die ein Aufschwimmen des Tabaks verhindern, durch die öffnungen 12 gestattet. Ein Abschlußdeckel weil die Tabakstreifchen eine geringere Dichte als 15 13 schafft einen luftdichten Abschluß und eine Ab-Wasser haben. Da jede Luft aus dem geschnittenen deckung des Behälters 10 und läßt außerdem die Tabak entfernt ist, läuft das Wasser frei und um- Steuerung von Vakuum, Wasser und Luft zu. Wähströmt die Tabakteilchen gleichmäßig. Allerdings rend des Arbeitsvorganges sind Ventile 14,15 und 16 dringt das Wasser bei diesem Verfahrensstand wegen zunächst geschlossen, während ein Ventil 17 geöffnet des geringen Drucks innerhalb des Behälters nicht ao ist. Eine Vakuumpumpe 18 evakuiert den Behälter leicht in den Tabak ein. 10 in der oben beschriebenen Weise von Luft und Beim nächsten Verfahrensschritt wird oberhalb Wasserdampf. Die Luft wird durch die am Abschlußder Tabak-Wasser-Mischung (5, Fig. 1) eine Druck- deckel 13 angeschlossene Leitung 19 abgezogen. Ein erhöhung vorgenommen, die dazu dient, eine Ein- Druckmeßgerät 20 zeigt den Druck innerhalb des Bedringkraft zu erzeugen, welche das Wasser durch die »5 hälters 10 an. Ein Flüssigkeitsabscheider oder ein ge-Schnittkanten und die Oberhautöffnungen innerhalb eigneter Kondensator 21 entfernt den Wasserdampf von Sekunden in den Tabak eindringen läßt, wobei aus dem Luftstrom, um eine Verunreinigung der die in den Tabakteilchen vorhandenen Poren voll- Vakuumpumpe zu vermeiden. Innerhalb von 30 Seständig gefüllt werden. Die Zellen dehnen sich durch künden ist der Behälter auf einen absoluten Druck Quellen innerhalb von Sekunden weiter aus, bauen 30 von etwa 25 mm Quecksilbersäule evakuiert, und die einen Turgor auf und nehmen, vorausgesetzt daß ge- Zellzwischenräume und die Zellen der Tabakteilchen nügend Wasser zur Verfugung steht, Maximalvolumen sind im wesentlichen frei von Luft und Wasser, ein. Es wurde gefunden, daß der umgebende Während dieses Verfahrensschrittes sollte ein mög-Atmosphärendruck eine angemessene Treibkraft für liehst hohes Vakuum angewandt werden, um das Verdie Behandlung von geschnittenem Tabak darstellt. 35 hältnis und den Grad der Expansion möglichst groß Innerhalb von etwa 10 Sekunden sind die Poren zu machen. Bei einem Absolutdruck von 25 mm innerhalb der Tabakteilchen gefüllt, und die Dichte Quecksilbersäule bleiben z. B. etwa 3 bis 4% de« urder wasserenthaltenden Teilchen ist gleich oder sprünglichen Luftgehalts zurück, während bei größer als die von Wasser, so daß die Teilchen nicht 0,05 mm Quecksilbersäule nur etwa 0,1% zuriicklänger das Bestreben haben, zu schwimmen. Inner- 40 bleibt. Das Ventil 17 wird dann geschlossen, während halb eines folgenden Zeitabschnitts von etwa 30 Se- das Ventil 14 geöffnet wird, um Wasser 22 vom Bekunden tritt unter Einfluß der Quellwirkung die end- halter 23 einzulassen. Das Wasser wird durch den gültige Expansion ein. Der Gasdruck kann während Atmosphärendruck durch das Rohr 24 und durch dieses Verfahrensschritts innerhalb von 2 Sekunden die öffnung 25 im Abschlußdeckel 13 hindurchgeauf atmosphärischen Druck angehoben werden, wo- «5 drückt. Das Wasser tritt dann durch den Niederhaltebei hervorragende Ergebnisse erzielt werden. Mit schirm 11 hindurch und dringt unmittelbar und gleich guten Ergebnissen können jedoch auch gerin- gleichmäßig durch die Tabakteilchen und bedeckt sie. gere Druckerhöhungen angewandt werden. Zur Er- Nachdem eine abgemessene Wassermenge zugeführt zeugung der Treibkraft kann jedes gasförmige Me- ist, wird das Ventil 14 geschlossen. Der oberhalb des dium verwendet werden, und Drücke oberhalb des 50 Niederhaltescbirmes U befindliche Zwischenraum Umgebungsdruckes können ebenfalls eine zufrieden- steht dabei noch unter hohem Vakuum, und das Venstellende und schnelle Feuchtigkeitsaufnahme im til 15 wird nunmehr geöffnet, um Luft von Atmospha-Tabakgut bewirken. Zur Erreichung einer größtmög- rendruck einzulassen, die unmittelbar in den Be&ällichen Einfachheit und Wirtschaftlichkeit wird jedoch ter 10 eintritt Der Luftdruck oberhalb des Tabak-Luft von Atmosphärendruck vorzugsweise verwendet. 55 Wasser-Gemisches drängt das Wasser innerhalb von Derim vorstehenden beschriebene Verfahrensschritt etwa 10 Sekunden in die Tabakteilchen. Innerhalb beendet die Tugor- bzw. Zellkonditionierung im we- von etwa 20 weiteren Sekunden tritt wegen des Qaelsentlichen. Falls Übersclraßwasser vorhanden ist, lens eine weitere Ausdehnung ein,, und innerhalb wird dieses vorzugsweise vor dem anschließenden der Zellen bildet sich ein Turgor. Wenn überflüs-Einfrieren (7, Fig. 1) und Trocknen durch Subli- 60 siges Wasser vorhanden ist, kann dieses leicht durch mation (8, Fig. 1) aus dem Behälter abgeführt öffnen des Ventils 16 entfernt werden. Der Tabak (6, Fig. 1). Dadurch werden sowohl die erforderliche ist nunmehr fertig für das schnelle Einfrieren und Zeit als auch Energie beim Einfrieren und Sublima- Trocknen durch Sublimation.

tionstrocknen vermindert Mit hellblättrigem Tabak wurden Versuche durch-Benn erfindungsgemäßen Verfahren köonen alle 65 geführt, um das Verfahren zu beurteilen. Bei einer

SConditionierverfahrensschritte innerhalb von etwa ersten Versuchsserie wurden Tabakteilchen einer

I Miaute abgeschlossen sein, wodurch die Behänd- Breite von etwa 1 mm in Wasser eingetaucht und die

ungszeit um 30 Minuten oder mehr abgekürzt wird. Zeit zum Absetzen beobachtet Es wurde gefunden,

d;iß mindestens 10 bis 15 Minuten erforderlich waren, büvor mit normalen Verfahren ein Absetzen eintrat. Wie oben dargestellt wurde, schwimmen die trockenen Tabakteilcheu, and wenn sie sich mit Wasser füllen und ausdehnen, vermindert sich die Tendenz zum Schwimmen. In ähnlicher Weise wurden Proben in eine Glasvakuumflasche gebracht und der Vakuum-Kondiüonierung-Behandlung unterworfen. Innerhalb von Sekunden zeigten die Tabakteilchen ein sichtbares Aufquellen und setzten sich unmittelbar ab. wodurch ein Erfolg des Verfahrens angezeigt wurde.

Weitere Versuche wurden durchgeführt, um das s|5ezifische Volumen (Volumen Gewicht) der mit Vakuumkonditionierung behandelten Beispiele und der durch Eintauchkonditionierung behandelten Beispiele zu vergleichen. Ein sogenannter heller »bright leaf« Tabak (Nicotiena tabacum L.) wurde in 1 mm breite Streifen geschnitten und hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 15^e/o. Zwei Beispiele wurden in der offenbarten Weise vakuumkonditioniert und unmittelbar darauf unter Verwendung von Trockeneis üinerhalb von 5 Minuten eingefroren. Zwei vergleichbare Beispiele wurden konditioniert durch Eintauchen in Wasser, wobei das Verhältnis von Wasser zu Trockentabakgewicht 10:1 war. Dadurch war genügend Wasser für eine maximale Ausdehnung vorbanden. I>.r Tabak durfte wie bei den normalen Verfahren vor dem Einfrieren für eine Zeitdauer von v,'enigstens 30 Minuten quellen. Alle Beispiele wurden durch Sublimation getrocknet und im getrockneten Zustand auf ihr spezifisches Volumen untersucht. Nach dem Schleifen in einer Wiley-Mühle wurden abgemessene Gewichte in einen Meßzylinder geschüttet, gleiche Gewichte wurden entnommen und das Volumen bestimmt. Die Ergebnisse sind im folgenden im Vergleich mit Kontrollmustern angegeben:

Beispiel	Spez.Vol.	Mittel
	(cmVgm)	wert
Vakuumkonditioniert (1)	14,2
Vakuumkonditioniert (2)	12,4	13,3
Durch Eintauchen konditioniert (1)	10,6
Durch Eintauchen konditioniert (2)	11,4	11,0
Kontrollmuster (1)	2,9 2,8	2,85

Die Versuche zeigen, daß das Valraumkonditionierverfahren überlegen ist, wenn ein maximaler Anstieg des spezifischen Volumens erhalten werden soll. Da das Wasser frei und gleichmäßig zwischen die feinen Tabakteilchen eindringen kann, resultiert eine gleichmäßige Feuchtigkeitsaufnahme im ganzen Behälter. Außerdem führt die freie Bewegung des Wassers in die Tabakteilchen zu einer größeren Expansion als dann, wenn innerhalb der Zeil- oder Zwischenzellräume Luft eingeschlossen bleibt

Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen eine Vonichtrng zur automatischen Konditionierung von Tabak- Die folgende Beschreibung befaßt sich mit einer bevorzugten Ausführung und mit Einrichtungen zur Schaffung einer geeigneten Aufeinanderfolge der Arbeitegänge und zum systematischen Konditionieren. Es ist jedoch klar, daß Abwandlungen in der Anordnung, der Auswahl der Bautale usw. innerhalb des Erfindungsgedankens möglich sind.

Fig. 3 ist eine teilweise schematisch dargestellte Seitenansicht der Vorrichtung, welche den kontinuierlichen Arbeitsfluß einschließlich des automatischen Füllens des Tabakbehälters bei der Vorbereifung der Konditionierung zeigt. F i g. 4 ist eine Draufsicht. Geschnittener Tabak 28 wird einer \Megeplattform 29 einer automatischen Wägevorrichtung

30 durch einen Förderer 26 zugeführt, der von einem Elektromotor 27 angetrieben wird. Die automatische

ίο Wägevorrichtung 30 steuert die Ein-Aus-Arbeitsweise de? Motors 27, um das richtige Tabakgewicht auf der Plattform 29 abzusetzen, bevor es in den Behälter

31 abgekippt wird. Im Betrieb wird ein Förderband

32 intermittierend von einem Motor 33 angetrieben, um die Tabakbehälter 31 genau unter einen Aufgabetrichter 3β α zu stellen. Wenn der Behälter 31 die richtige Stellung erreicht hat, verursacht ein Endschalter 34 ein Ansprechen der automatischen Wägevorrichtung, wodurch der Tabak abgekippt wird.

so Beim Hindnrchfallen des Tabaks durch den Aufgabetrichter 30<3 wird er von einem rotierenden Rührwerk 35 durchmischt und gleichmäßig verteilt. Innerhalb von Sekunden ist der Tabak gleichmäßig im Behälter 31 eingefüllt Nach dem Abkippen kehrt die Wägeplattform 29 in ihre Horizontalstellung zurück, und der Förderer 26 führt Tabak für den nächsten Behälter zu. Die Geschwindigkeit des Förderers 26 ist so bemessen, daß das richtige Tabakeewicht innerhalb des Zeitraums zugeführt wird, innerhalb dessen der Behälter 31 unterhalb des Aufgabetrichters 30 α steht Um weiterhin eine gleichmäßige Verteilung der Tabakteilchen innerhalb des Behälters 31 sicherzustellen, ist unterhalb des Behälters 31 ein Rüttler 36 angeordnet der während des Füllvorgangs einen leichten Rüttelvorgang ausführt.

Die automatische Wagevorrichtung, der Aufgabetrichter und der Tabakzuführförderer können aus käuflichen, betriebsbereit zur Verfügung stehenden Bauteilen aufgebaut werden. Die Abmessungen und Kapazitäten können so angepaßt werden, daß das für die Tabakbehälter richtige Gewicht an geschnittenem Tabak zugeführt wird.

Die intermittierende Arbeitsweise des Förderbandes 32 erlaubt es, die Behälter 31 in einer Abfullstation zu füllen und erlaubt außerdem die Anwendung einer stationären Vakuumkonditioniervorrichtung. Diese Vorrichtung ist innerhalb des in Fi g. 3 gezeigten Konditionierabteils 37 angeordnet Wie aus F i g. 3 hervorgeht, bewegt das automatische Förderband 32 die Behälter nach rechts, wobei es intermittierend die Entfernung S zurücklegt um jeden Tabakbehälter genau an der Arbeitsstation entweder zum Füllen oder zum Konditionieren anzuhalten. Für den Zeitraum dieser Arbeitsvorgänge stehen die Behälter still. Dieser intermittierend arbeitende Förderer wird gesteuert erstens durch einen Präzisionszettgeber, der den Motor 33 zum richtigen Zeitpunkt einschaltet, und zweitens durch den Endschalter 34, der das Förderband anhält, wenn der Behälter die richtige Stellung erreicht hat Die Behälter 31 haben gleichmäßigen Abstand auf dem Förderband 32 voneinander und werden an bekannten, durch auf dem Förderband vorgesehene Anschläge 38 definierten Stellen abgesetzt

Der automatisch intermittierend arbeitende Förderer kann aus käuflich zur Verfügung stehenden Standard-Förderbauteilen, einem geeigneten elektrischen Antriebsmotor 33 und Steuereinrichtungen

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ίο

zusammengebaut werden. Ein Winkeleisengestell 38 α kann zum Abstützen und genauen Einstellen des Forderbandes 32 verwendet werden.

In F i g. 5 ist eine senkrechte Schnittansicht des Konditionierabteils 37 dargestellt, welche die An-Ordnung der speziellen Bauteile und der Steuereinheitem zeigt. Die Tabakbehälter 31 sind auf dem Forderband 32 aufgesetzt dargestellt, wobei einer der Behälter in einer Mittelstellung zum Konditionieren steht. Es muß festgehalten werden, daß die Behälter, weil sie einem hohen Vakuum ausgesetzt werden, eine stabile Konstruktion haben sollten, um ein Zusammenstürzen zu verhindern. Vorzugsweise sollten sie aus einem korrosionsbeständigem Material, wie z. B. rostfreiem Stahl oder Aluminium, bestehen. Das Schlusselelement der gesamten Vorrichtung ist der Abschlußdeckel 39, der so ausgebildet ist, daß er die Behalter 31 sowohl evakuiert als auch bei späteren Verfahrensschritten Wasser und Luft in sie einführt. Der vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellte Deckel hat einen stabilen Aufbau und kann deshalb hohen Unterdrücken auch bei häufigem Betrieb widerstehen Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, hebt ein Elektromagnet 40 den Abschlußdeckel 39 durch seine auf einen am Abschlußdeckel 39 angebrachten Vertikalzyhnder 43 und em Kopfteil 41 ausgeübte Anziehungskraft an. Das Kopfteil 41 muß aus magneüschem bzw magnetisierbarem Material z. B Eisen oder Stahl bestehen. Von einer Feder 42 wird

Oberseite des Behalters 31 aufgepreßt, sobald der Elektromagnet entregt ist Die Bewegung des Vertikalzy mders 43 wird durch eine Fuhrung 44 geführt, um eine genaue Stellung wahrend des Anhebens und Absenkens sicherzustellen. Sowohl das Anheben wie auch das Absenken des Abschlußdeckels werden durch einen elektrischen Zeitgeber 45 gesteuert.

Das mit dem Abschlußdeckel 39 verbundene Vakuumsystem ist in Fig.5 im wesentlichen rechts unten angeordnet. Sobald der Abschlußdeckel 39 abgesenkt und eine Evakuierung erwünscht st, werden die Ventile 46 und 47 geschlossen und die Ventile 48 und 54 geöffnet. Eine Vakuumpumpe 49 entzieht dem mittleren Tabakbehälter 31 Luft und Wasserdampf über eine am Abschlußdeckel 39 angeschlossene VakuumleitungSO. Die Luft wird direkt durch eine Vakuumleitung 51, einen Wasserkondensator SZ und schließUch zur Pumpe49 geführt Eine Unterdruckkammer 53 läßt eine kürzere Evakuierzeit zu, da T>eim öffnen der Ventile 48 und 54 der Druck fast sofort auf einen unterhalb des Atmosphärendrucks liegenden Zwischendruck vermindert wiid. Das Ventu 54 wird dann geschlossen, wobei der Behälter jedoch weiterbin evakuiert wird. Nach Abschluß des Evakuierschritts wird das Ventü48 geschlossen, unl das Ventil 54 wird dann wieder geöffnet, um in Vorbereitung für den nächsten Arbeitszyklus einen niedrigen Absolutdruck einzustellen. Alle Ventile 46, 47^ 48 und 54 sind durch elektrische Solenoide betätigte oder auf eine andere geeignete Weise automatisch betätigbare Ventile und werden durch den elektrischen Zeitgeber 45 gesteuert.

DlsWasseiundiuft-ZufuhrsystemistinFig.S im wesentlichen links unten gezeigt Wenn der Abschlußdeckel 39 abgesenkt ist und Luft oder Wafser zugeführt werden soll, ist das Ventil 48 geschlossen und entweder das Ventil 46 oder das Ventil 47*£ vom elektrischen Zeitgeber 45 geöffnet Vot Siem geeigneten Wasservorratsbehälter 55 wird klares Wasser in einen Wasserbehälter 56 geliefert, in dem die Wassertemperatur thermostatisch mittels eines Reglers 57 in Verbindung mit einem geeigneten im Wasser 58 angeordneten Temperaturfühler, geregell wird. Der Wasserstand 59 wird durch ein Schwimmerventil 60 in der Wassereinlaßleitung geregelt. Das Wasser wird aus dem Behälter 56 über die Leitung 62 durch eine Zumeßpumpe 61 angesaugt und durch eine Leitung 63 und den Filter 64 in einen WasserZumeßbehälter 65 gefördert. Die Zumeßpumpe 61 wird durch den Zeitgeber 45 eingeschaltet, um den Zumeßbehälter 65 während des Zeitraums, in dem das Ventil 47 geschlossen ist zu füllen. Der Wasserspiegel innerhalb des Zumeßbehälters 65 ist weitei innerhalb der durch die Wasserstandbegrenzungsschalter gegebenen Grenzen weiter geregelt, um eine abgemessene Wassermenge für jeden Tabakbehältei 31 zur Verfügung zu stellen Im Betrieb führt die Pumpe 61 d;m Zumeßbehälter 65 so lange Wasser zu, bis dieses uie Höhe des oberen Wasserbegrenzungsschalters 66 erreicht. Dann schaltet der Schalter 6ί die Pumpe 61 ab. Die Entlüftung des Zumeßbehälters 65 erfolgt über eine Entlüftungsöffnung 75. Wenn a₅ Wasser für den Konditoniervorgang erforderlich ist, öffnet das Ventil 47 und führt dem unter dem Abschlußdeckel 39 befindlichen Tabakbehälter 31 Wasser zu. Wenn der Wasserspiegel des Wassers 68 der unteren WasserstandbegreiWngsschalter 67 erreicht. T^{la daS Ventil 47 dur}<* ^die Betätigung des Schalters 67 geschlossen. Auf diese Weise wird eine zugemessene Wassermenge zum Konditionieren zugeführt, um ein gewünschtes GewichtsVerhältnis von Wassei zu Tabak einzustellen

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11

Arbeitsablaufschema

Steuervorrichtung Zeit (sek)

0. Ausgangsbedingungen: Hauptschalter, Vakuumpumpe, Wassertemperaturregelung und elektrischer Zeitgeber sind eingeschaltet; alle Steuereinrichtungen stehen unter Spannung; der gefüllte Tabakbehälter 31 neben dem Abschlußdeckel 39 und am Ende des Konditionierzyklus ist bereit, zur nächsten Arbeitsstation vorzurücken

1. Elektromagnet 40 eingeschaltet Abschlußdeckel 39 wird angehoben

2. Förderbandantriebsmotor 33 läuft, die Behälter werden um den Abstand S entlang der Förderstrecke verschoben

3. Förderbandantriebsmotor 33 ist abgeschaltet, wobei die Tabakbehälter die Füll- oder Konditionierstellung einnehmen

4. Wiegeplattform 29 wirft Tabak in den Aufgabetrichter 30 a ab und kehrt in waagerechte Stellung zurück

5. Fördererantriebsmotor 27 eingeschaltet zur Zufuhr von geschnittenem Tabak auf die Wiegeplattform 29

6. Elektromagnet 40 entregt, Absenken des Abschlußdeckels 39

7. Solenoidbetätigte Luftventile 48 und 54 sind eingeschaltet, um Luft und Wasserdampf aus dem Behälter abzusaugen

8. Solenoidbetätigtes Ventil 54 ist geschlossen, 'im schnellere Evakuierung des Behälters zuzulassen

9. Wasser-Zumeßpumpe 61 ist eingeschaltet, um den Zumeßbehälter 65 zu füllen

10. Wasser-Zumeßpumpe 61 abgeschaltet

11. Solenoidbetätigtes Venitil 48 geschlossen

12. Solenoidbetätigtes Ventil 54 geöffnet, um die Unterdruckkammer 53 zu evakuieren

13. Solenoidbetätigtes Wasser-Ventil geöffnet, um zugemessene Wassermenge in den Tabak behälter einzulassen

14. Solenoidbetätigtes Ventil 47 geschlossen

15. Solenoidbetätigtes Luft-Ventil 46 geöffnet, um Luft in den Tabakbehälter 31 einzulassen

1. Elektromagnet 40 erregt; Abschlußdeckel 39 angehoben

2. Förderbandantriebsmotor 33 eingeschaltet, die Behälter werden um die Strecke S entlang der Förderstrecke verschoben

3. Fortsetzung des Zyklus

	0
Zeitgeber 45	Obisl
Zeitgeber 45	Ibis 6
Endschalter 34	6
Endschalter 34	6
Wäge vorrichtung 30	7 bis 40
Zeitgeber 45	7 bis 8
Zeitgeber 45	10 bis 40
Zeitgeber 45	15
Zeitgeber 45	0 bis 40
Wassers'and- begrenzungs- schaltsr 66	35
Zeitgeber 45	40
Zeitgeber 45	40 bis 60
Zeitgeber 45	42 bis 55
Wasserstand begrenzungs schalter 67	54
Zeitgeber 45	55 bis 60
Zeitgeber 45	60 bis 61
Zeitgeber 45	61 bis 66

Die im vorstehenden dargestellte und diskutierte Vorrichtung schließt die Verwendung von Einzelbehältern zum Halten des Tabaks ein, die inneren

und äußeren Drücken widerstehen können. An SU der Verwendung solcher Behälter kann der Tat jedoch auch auf flachen Schalen abgesetzt werden,

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von Hand oder mechanisch in eine dicht abschließ- ser abzuführen, bevor wieder ein Vakuum angelegt bare Vakuumkammer eingesetzt v/erden. Nach dem wird.

dichten AbschlieCen der Kammer wird Vakuum an- Der Tabak kann auch einem positiven Überdruck

gelegt, flüssiges Wasser wird durch Einlasse in die ausgesetzt werden, wenn er nach dem Evakuierschritt Kammer eingeführt, die Kammer wird auf Atmosphä- 5 in Wasser eingetaucht ist, um dadurch eine größere rendruck oder Überdruck gebracht, der Druck wird Eindringkraft zu erzeugen, so daß das Wasser rascher dann dem Umgebungsdruck angeglichen, und schließ- durch Poren und andere Öffnungen im Blatt ein-Iich werden die Schalen entnommen. tritt.

Am Ende des Konditioniervorgangs ist der Tabak Eine kurze Wasseraufnahmezeit von bis zu 10 Mi-

mit hohem Feuchtigkeitsgehalt dem Übergang von io nuten am Ende des Konditionierprozesses und vor in Lösung gehenden Stoffen in alles mit dem Tabak in dem Einfrieren, welche ein weiteres Eindringen von Berührung stehende Wasser ausgesetzt, bis er gefroren Wasser und eine Zellexpansion erlaubt, kann vorgeist. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, daß der sehen werden.

behandelte Tabak schnell einer Schnellfrieroperation Es ist festzuhalten, daB bei alle Ausführungsformen

unterzogen wird. Dies kann wirksam dadurch erreicht 15 des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Aufrühren werden, daß der konditionierte Tabak mit einer Ge- oder anderes mechanisches Handhaben des Tabaks in frierflüssigkeit niedriger Temperatur, wie z. B. Freon Gegenwart von flüssigem Wasser vermieden wird, um von der Firma Du Pont, durch Einspriihen oder Ein- die strukturelle Unversehrtheit des Tabaks möglichst tauchen in Kontakt gebracht wird. Flüssiger Stickstoff weitgehend zu erhalten.

oder Kohlendioxid kann ebenfalls zum Schnellge- so Um den Verlust von wasserlöslichen Stoffen aus frieren des Tabaks verwendet werden. Zusätzlich zur dem Tabak so gering wie möglich zu halten ist es Verminderung des Übergangs von gelösten Stoffen erwünscht, daß der Kontakt des Tabaks mit überreduziert ein Schnellfrieren auch Beschädigungen der schüssigem flüssigen Wasser während des Kondi-Tabakblattstruktur durch Eiskristallbildung, weil sich tioniervorgangs bei einer möglichst geringen Temum so kleinere Kristalle bilden, je schneller gefroren as peratur und während möglichst geringer Zeit stattwird, findet. Das flüssige Wasser wird dem evakuierten

Das erfindungsgemäße Verfahren ist im vorstehen- Tabak deshalb vorzugsweise bei einer Temperatur den speziell im Zusammenhang mit dem Konditionie- von etwa 2 bis 4° C zugeführt, und die Kontaktzeit ren von Tabak in geschnittener Form beschrieben des flüssigen Wassers mit dem Tabak, bevor Überworden, um die Prinzipien der Erfindung zu erläutern. 30 schußwasser abgeführt wird, ist auf etwa 10 Sekunden Wenn Tabak, sei er unbehandelt oder vorbehandelt, reduziert. Die Zeit zum Entfernen des Überschußin Form von Streifen von z. B. 5,08 oder 7,62 cm wassers wird auf etwa 5 Sekunden reduziert, wobei konditioniert wird, sind bestimmte Abwandlungen des das Tabakvlies vorzugsweise senkrecht zur Ebene der Verfahrens erwünscht, weil die Bereiche der Schnitt- Blatt-Teilchen orientiert ist, was eine Wasserabfuhr kanten bei den Streifen relativ klener als bei geschnit- 35 von über 70% des Überschußwassers zur Folge hat. tenem Tabak sind, was die in d3n Tabak einzusau- Bei einer solchen Arbeitsweise, bei der ein Kondigende Wassermenge relativ verringert. Diese Verrin- tionierverhältnis von 8: 1 Gewichtsteilen von Wasser gerung der Saugmenge kann durch Anwendung von zu evakuiertem Tabak verwendet wird, werden etwa einer oder mehreren Abwandlungen des Verfahrens 50% des gesamten zugeführten Wassers abgezogen, vermieden werden. 40 wobei genügend Wasser, einschließlich Wasser mit

Die Größe der Saugbereiche kann bei streifenför- höherem Gehalt an gelösten Bestandteilen, mit dem migem Tabak durch Perforation der Streifen erhöht Tabak in Kontakt verbleibt, um zu bewirken, daß der werden, indem sie beispielsweise unter oder zwischen Tabak während eines zehnminütigen Zeitabschnitts Perforationswalzen hindurchgefühlt werden, die an die Wasseraufnahme und Expansion im wesentlichen ihren Umfangsflächen eine Anordnung von Perfora- 45 beendet. Das Tabakvlies ist dabei in horizontale Aurtionsnadeln tragen. Die Perforationsstellen können richtung relativ zur Ebene der Blatt-Teilchen zur _Λ-z. B. einen Abstand von 6,35 bis 12,7 mm vonein- gesetzt, und der Verlust von wasserlöslichen Be^a idander haben. Auf diese Weise werden zusätzlich Ein- teilen überschreitet etwa 2 bis 3% nicht. Durch diese trittsöffnungen für das Eindringen von Wasser ge- Verfahrensweise wird außerdem ein weitgehend poschaffen, wodurch der Eintritt von Wasser erheblich 50 röses Tabakvlies geschaffen, welches zusätzlich zu beschleunigt wird, während die Struktur des Tabaks anderen SchrHUfriertechniken insbesondere für ein ausreichend unverletzt bleibt. Die Perforafionsstellen Vakuumformen geeignet ist.

tragen auch dazu bei, die Trockengeschwindigkeit bei Wenn es erwünscht ist, einen größeren Teil von

der nachfolgenden Sublimation zu erhöhen. wasserlöslichen Bestandteilen zu entziehen, dann kann

Der streifenförmige Tabak kann auch — bis zu 55 dies dadurch erreicht werden, daß die Kontaktzeit des drei- oder viermal — mehrfachen Wasserzufuhr- flüssigen Wassers mit dem Tabak vor dem Entfernen zyklen ausgesetzt werden. Bei jedem Zyklus dringt zu- des Überschußwassers verlängert wird oder daß die sätzliches Wasser in die Streifen ein und bewirkt Zeit, innerhalb der das Überschußwasser abgeführt so einen hohen Feuchtigkeitsgehalt. Dabei ist es not- wird, erhöht wird. Beide Maßnahmen können auch wendig, vor jedem Zyklus nicht aufgenommenes Was- 60 kombiniert angewandt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. keitsgehalt von Tabak dadurch erhöht, daß man dem Patentansprüche: Tabak zunächst bei Anwendung eines starken Unter-

   bendem Unterdruck in ausschließlich flüssiger geschnittenen Tabak emwirkt ist der Kontakt zw,-Form dem Tabak, diesen vollständig bedeckend, xo sehen Tabak und Wasser nicht uberaUgleichfonnig. zugeführt und anschließend über oem Tabak- Auch besteht die Gefahr daß die durch den starken Wasser-Gemisch eine Druckerhöhung vorgenom- Unterdruck geöffneten Zellen sich beim Zufuhren men wird. * - * ^^ _{Wasser unter} höherem Druck schnell schließen,
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- wodurch das Eindringen des Wassers in die Zellen kennzeichnet, daß der Unterdruck etwa 50 mm 15 begrenzt wird.

   Quecksilbersäule nicht übersteigt. Ähnliche Nachtete ergeben sich bei einem anderen
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch bekannten Verfahren zum Konditionieren von Tabak gekennzeichnet, daß das Wasser in einer das (GB-PS 5 21 224), gemäß dem dem Tabak zunächst Trockengewicht des Tabaks gewichtemäßig um Luft and Wasserdampf entzogen und dann Wasser in etwa das 5- bis lOfache übersteigenden Menge ao fein zerteiltem, d.h. praktisch vernebeltem Zustand zugeführt wird. zusammen mit Dampf bei gegenüber dem ursprüng-
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- liehen Unterdruck höherem Druck zugeführt wird. kennzeichnet, daß die Druckerhöhung über dem Da auch in diesem Falle die zunächst geöffneten Tabak-Wasser-Gemisch auf etwa Atmosphären- Zellen des Tabaks sich schnell und vorzeitig schliedruck erfolgt. 25 ßen, ist die Konditionierzeit noch verhältnismäßig
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- hoch, vsnn ein gleichmäßig durchfeuchtetes Endkennzeichnet, daß die Druckerhöhung über dem produkt erzielt werden soll.

   Tabak-Wasser-Gemisch bis auf 3,52kp/cm² er- Weiterhin ist es bekannt (US-PS 23 44 106), Ta-

   folgt. bakrippen und Tabakstengel mit überhitztem Dampf,
6. 6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfah- 30 Luft, CO₂-GaS u. dgl. unter hohem Druck zu behanrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem dein, um ein Eindringen des Gases oder der Flüssigdicht verschließbaren Behälter, einer Einrichtung keit in die Rippen und Stengel zu gewährleisten. Als zum Evakuieren des Behälters urd einer Einrich- Vorstufe ist sogar eine künstliche Expansion der noch tung zum Zuführen von flüssigem Wasser in den mit dem Blatt verbundenen Rippen oder Stengel vor-Behäiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Be- 35 gesehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß das Anhälter (10; 31) eine für Flüssigkeit und Gas feuchten von Tabak unter hoher Druckanwendung durchlässige Niederhalteeinrichtung (11; 73) zum vielfach nicht befriedigend ist, um schnell ein gleich-Verhindern des Aufschwimmens von Tabak ent- förmig befeuchtetes Endprodukt zu erhalten.

   hält. Ferner ist aus der US-PS 23 43 324 eine Befeuch-