DE2203105B2

DE2203105B2 - Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität von Tabak

Info

Publication number: DE2203105B2
Application number: DE2203105A
Authority: DE
Inventors: Arnold Gray Moore; Donald A. Newton
Original assignee: Reynolds Leasing Corp
Current assignee: Reynolds Leasing Corp
Priority date: 1971-04-28
Filing date: 1972-01-20
Publication date: 1978-03-09
Also published as: SE383952B; DK134501B; GB1356065A; PL83373B1; GT197122835A; YU34236B; FI52011B; CS197343B2; RO66356A; HU163923B; YU20372A; BE777252R; DK134501C; BR7108611D0; JPS5119039B1; IE35925L; FI52011C; NL152159B; AU432710B2; NO128092B

Description

In der DE-PS 19 17 552.1 wird ein Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität von Tabak geoffenbart, bei welchem Tabak mit einer flüchtigen organischen Flüssigkeit imprägniert, die organische Flüssigkeit durch Durchschicken eines Gasstromes in Kontakt mit dem imprägnierten Tabak entfernt und das Tabakprodukt vom Gas abgetrennt wird. Die Temperatur des Gasstromes liegt dabei mindestens etwa 16,7° C, vorzugsweise mindestens 93° C, über dem Siedepunkt der zur Imprägnierung verwendeten organischen Flüssigkeit, übersteigt jedoch vorzugsweise 204° C nicht. Vorzugsweise reicht die Temperatur des Gasstromes nicht über 177° C hinaus.

Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Ausgestaltung dieses Verfahrens dar und ist dadurch gekennzeichnet, daß man Tabak in eine Imprägnierungszone einführt, gleichzeitig in diese Zone und in Kontakt mit dem Tabak den Dampfstrom einer Verbindung mit einem Siedepunkt bei Atmosphärendruck zwischen -50° C und +80° C, vorzugsweise

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t>5 -4O⁰C bis +40° C, einleitet, wobei die Temperaturen des Tabaks und Dampfes, die in die besagte Zone gelangen, entsprechend unterhalb und oberhalb des Siedepunktes dieser Verbindung bei dort herrschendem Druck liegen und die Geschwindigkeit der Dampfeinleitung in die Zone in bezug auf die Tabakeinführungsgeschwindigkeit derart geregelt wird, daß das Gewichtsverhältnis an Verbindung in dem abgezogenen imprägnierten Tabak im Bereich von etwa 5 bis 200 Gewichtsteilen Verbindung je 100 Gewichtsteile Tabak (Trockenbasis) beträgt, worauf man den mit der Verbindung imprägnierten Tabak aus der Zone abzieht und expandiert.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß die Menge der in den Tabak eingeführten und im Tabak vorhandenen Imprägnierungsflüssigkeit zum Zeitpunkt der Expandierung schnell und genau geregelt werden kann. Die in den Tabak im Dampfzustand eingetragene Imprägnierungsflüssigkeit, die lösliehe, normalerweise in dem zu behandelnden Tabak vorhandene Bestandteile auslaugt, wird auf ein Minimum herabgesetzt, wodurch andererseits auch Kosten und Aufwand infolge Verdampfung, Rückgewinnung und Rückführung überschüssiger Imprägnierungsmittelmengen vermieden werden.

Der Tabak wird vorzugsweise an einem Ende der Imprägnierungszone mit vorbestimmter Geschwindigkeit eingeführt, am gleichen Ende wird der Dampf der imprägnierenden Verbindung mit einem Siedepunkt bei Atmosphärendruck zwischen etwa -50°C und +80° C zur Imprägnierung des Tabaks eingeleitet. Die Temperatur des in die Imprägnierungszone eingeführten Tabaks liegt unterhalb des Siedepunktes der imprägnierenden Verbindung bei herrschendem Druck und die Temperatur des Dampfstroms oberhalb dieses Siedepunktes. Die Geschwindigkeit des Dampfflusses in die Imprägnierungszone liegt im Bereich von etwa 5 bis 200 Gewichtsteilen Verbindung je 100 Gewichtsteile an in die Zone eingeführtem Tabak (Trockenbasis). Das Gemisch aus Verbindung und Tabak wird dann in gleichsinnigem Strömungsfluß zum anderen Ende der Imprägmerungszone bewegt, währenddessen der Tabak gründlich mit der Verbindung imprägniert wird. Der vereinigte Strom, der Tabak und die Imprägnierungsflüssigkeit, darunter Dämpfe und kondensiertes Imprägnierungsmittel, enthält, wird von dem enderen Ende der Imprägnierungszone abgezogen und plötzlichen Dampfexpandierungsbedingungen unterworfen, wodurch das Imprägnierungsmittel im Tabak unter Expandierung des Tabaks verdampft wird. Solche Expandierungsbedingungen werden bevorzugt dadurch erreicht, daß man die Temperatur des imprägnierten Tabaks schnell erhöht, indem man ihn in einem Heißgasstrom nach der in der DE-PS 19 17 552.1 beschriebenen Weise bringt.

Der erfindungsgemäß zu behandelnde Tabak ist vorzugsweise ein Rauch-Tabak und kann in Form von Schnitzeln, Streifen, Blättern, Stielen oder Blattformen aus rekonstituiertem Tabak vorliegen. Das Verfahren ist jedoch einfacher zu regeln und liefert die besten Ergebnisse, wenn Tabakschnitzel verwendet werden, weil Schnitzel gewöhnlich verhältnismäßig einfach in kontinuierlichen Arbeitsgängen zu handhaben sind und das Endprodukt des Verfahrens nicht einer Schnitzelung zu unterwerfen werden braucht, wie sie zur Zigarettenherstellung notwendig werden kann. Das Schnitzeln des Endprodukts führt zur Kompression des Produkts, was zu einer Auslöschung bzw. Zerstörung des schließlichen

Erfindungsgegenstandes fahrt, nämlich den Tabak zu expandieren und komprimierte Teilchen zu eliminieren, so wie sie sich aus der vorhergehenden Behandlung, einschließlich des Schnitzeins, ergeben haben können. Es kann jede Tabakart zur praktischen Durchführung der Erfindung eingesetzt werden; das Verfahren ist besonders brauchbar für die Bearbeitung von Burley-, Raucher- und Orient-Tabaken (z. B. türkischen Tabaken).

Burley- tud Rauchtabake, die zur Zigarettenherstellung verwendet werden, haben gewöhnlich einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis 15 Gew.-%. Bei der praktischen Durchführung dieser Erfindung liegt der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks, wenn er mit dem organischen Dampf in Berührung kommt, gewöhnlich bei mehr als etwa 10 Gew.-% und vorzugsweise innerhalb des Bereichs von 10 bis 30 Gew.-% des Tabaks. Der gewünschte Feuchtigkeitsgehalt kann mittels jeder geeigneten Verfahrensweise erreicht werden, wie durch Sprenkeln, Sprühen, Naßstrombehandlung oder ähnliche, die dem Fachmann geläufig sind. Die Anwesenheit der angegebenen Prozentmenge an Feuchtigkeit ist erwünscht, da die innere Tabakstruktur hierdurch ausreichend geschmeidig oder flexibel gemacht wird, um die Expansion oder das Aufblähen zu gestatten, wenn die imprägnierende Verbindung innerhalb des Tabaks beim Erhitzen expandiert Wenn der Feuchtigkeitsgehalt geringer als etwa 10 Prozent ist, führt das Verfahren zur Herstellung eines Oberschusses an Tabakfeinware während des ExpandierungsschriUes. Ein Tabak mit mehr als etwa 30 Prozent Feuchtigkeit neigt dazu, breiartig und klitschig zu sein und ist bei technischen Arbeitsgängen schwierig zu handhaben.

Erfindungsgemäß sind die Temperaturen des Dampfes und Tabaks und die Fließgeschwindigkeiten eines jeden in die Imprägnierungszone derart, daß ein wesentlicher Te<l des imprägnierenden Dampfes direkt in oder auf dem Tabak kondensiert, wodurch eine imprägnierende Flüssigkeit vorgegeben wird, welche verdampft und expandiert, wenn der imprägnierte Tabak dem Tabak-Expandierungsschritt unterworfen wird. Es ist wichtig, daß die imprägnierende Verbindung mit dem Tabak in der Imprägnierungszone in Berührung kommt, während die Verbindung im Dampfzustand vorliegt Die verwendeten Dampfmengen und die Druck- und Temperaturbedingungen innerhalb des lmprägnators sind so, daß — während Dampfkondensation innerhalb des Tabaks stattfindet die Ansammlung getrennter Flüssigkeitslachen vermieden wird. Die Atmosphäre innerhalb der Imprägnierungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus Dämpfen der imprägnierenden Verbindung, und unter diesen Bedingungen herrschen im wesentlichen Drucn-Temperatur-Gleichgewichtsbedingungen. Der Druck innerhalb der Imprägnierungszone kann atmosphärischer, überatmosphärischer oder unteratmosphärischer Druck sein, und die Druck-Temperatur-Bedingungen sind so, daß nur Flüssigkeit den Tabak imprägniert, welche durch Kondensation des imprägnierenden Dampfes direkt innerhalb der Tabakmasse gebildet wurde. Die Menge an flüssigem Imprägnierungsmittel, die in oder auf dem Tabak kondensiert, unterliegt einer Regelung und hängt von den relativen Geschwindigkeiten, mit weichen der Tabak und Dampf in die Imprägnierungszone eingeführt werden, wie auch von der Temperatur eines jeden Bestandteils ab. Während etwas Dampf an den Stellen, wo der Tabak eintritt und die Imprägnierungskammer verläßt, entweichen kann, wird bevorzugt, daß dieses Entweichen auf ein Mindestmaß beschränkt wird, indem man den Tabak in die und aus der Kammer durch geeignete Dampfschleusen befördert.

Die verwendete flüchtige Verbindung oder das Gemisch zur Imprägnierung des Tabaks ist vorzugsweise ihrer Natur nach organisch, für den zu behandelnden Tabak chemisch inert und hat einen Siedepunkt bei Atmosphärendruck zwischen etwa -5ü°Cund +8O⁰C. Verbindungen mit Siedepunkten bei Atmosphärendruck über +80⁰C führen nicht zu einer guten Expandierung des Tabaks und sind schwierig vollständig aus dem Tabak zu entfernen, ohne daß umgekehrt sein Geschmack und Aroma beeinträchtigt wird. Verbindungen mit sehr niedrigen Siedepunkten bei Atmosphärendruck (d. h. unter —50⁰C) sind unter den bei technischen Arbeitsweisen schnell erreichbaren Drucken so flüchtig, daß die Dämpfe während des Imprägnierungsschrittes nicht schnell genug kondensieren, und auch so flüchtig, daß sie nicht als Kondensat in dem Tabak in der gewünschten Konzentration zum Zeitpunkt, da die Dampfexpandierungsbedingungen angewendet werden, vorliegen. Vorzugsweise liegt der Siedepunkt der Verbindung bei Atmosphärendruck zwischen — 40⁰C und +4O⁰C. Beispiele für inerte organische Verbindungen sind: Ketone wie Aceton und Methylethylketon; aliphatische oder cyclische Äther wie Methyläthyläther, Diäthyläther, Diisopropyläther, Methylbutyläther, Dimethoxymethan, Furan und Tetrahydrofuran; aliphatische Alkohole wie Methanol. Äthanol und 2-Propanol; Ester wie Methylformiat, Äthylformiat und Methylacetat; aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Butan, Pentan, Isopentan, Hexan und die entsprechenden ungesättigten Kohlenwasserstoffe; die cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe wie Cyclobutan, Cyclohexan und Cyclopentan; die Halogenkohlenwasserstoffe, Äthylchlorid, Propylchlorid, Isopropylchlorid, sek.-Butylchlorid, tert-Butylchlorid, Methylbromid, Äthylbromid, tert-Butylbromid, Methylenchlorid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylendichlorid, Äthylidenchlorid; und die fluorierten Kohlenwasserstoffe wie Trichlormonofluormethan, Dichlordifluormethan, Monochlordifluormethan, 1,1-Difluoräthan, Chlorpentafluoräthan, Octafluorcyclobutan, 1,1,1-Trichloridifluoräthan, und 1,2-Dichlortetrafluoräthan. Die bevorzugten organischen Materialien sind die nichtoxigenierten Verbindungen, welche ihrer Natur nach verhältnismäßig unpolar und mit Wasser verhältnismäßig oder im wesentlichen nichtmischbar sind. Diese bevorzugten Verbindungen haben als Gruppe eine verhältnismäßig niedrige latente Verdampfungswärme und erfordern somit nur wenig Energiezufuhr, um das Imprägnierungsmittel zu verdampfen und innerhalb des Tabaks zu expandieren. Bevorzugte Materialien sind die Kohlenwasserstoffe und die halogenierten Kohlenwasserstoffe der oben bezeichneten Art. Dampfgemische verschiedener Verbindungen können auch verwendet werden, wenn die Siedepunkte der flüssigen Gemische innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs liegen. Zu solchen Gemischen zählen die Azeotrope wie Trichlormonoflucrmethan-Isopentan-Azeotrop.

Der Tabak verbleibt in der Imprägnierungszone eine hinreichende Zeit lang, so daß die kondensierte imprägnierende Verbindung in die Zellstruktur des Tabaks eindringen kann. Die erforderliche Zeit kann

h^ri von wenigen Minuten bis zu wenigen Stunden variieren (z. B. 10 Minuten bis 2 Stunden), was von der verwendeten Verbindung, der Natur des Tabaks und den Temperatur- und Druckbedingungen abhängt.

Der aus der Imprögnierungszone abgezogene Tabak enthält etwa 5 bis 200, vorzugsweise etwa 10 bis 100 Gewichtsteile imprägnierende Flüssigkeit je 100 Gewichtsteile Tabak (Trockenbasis). Der abgezogene Tabak wird dann den Tabakexpandierungsbedingungen unterworfen. Dies wird dadurch erreicht, daß man den imprägnierten Tabak plötzlicher Wärme aussetzt, die durch einen Heißgasstrom geliefert werden kann, so wie es aus dem deutschen Patent 19 17 552 bekannt ist.

Es wird bevorzugt, die Temperatur-Druck-Bedingungen innerhalb der Imprägnierungszone im wesentlichen im Gleichgewicht zu halten. Dies kann leicht erreicht werden, wenn eine imprägnierende Verbindung mit einem Siedepunkt innerhalb des Bereichs von —40⁰C und +4O⁰C verwendet wird und die Temperatur des in die Imprägnierungsvorrichtung eingeleiteten Dampfstroms nicht mehr als etwa 15° C oberhalb und die Temperatur des eingeführten Tabaks nicht mehr als etwa 20° C unterhalb des Siedepunktes der Verbindung bei in der Imprägnierungsvorrichtung herrschendem Druck beträgt. Ein besonderer Vorteil beim Arbeiten unter diesen Bedingungen besteht darin, daß das Verhältnis von Tabak zu Imprägnierungsmittel im mit dem Heißgas zu expandierenden Tabak schnell und automatisch geregelt werden kann, selbst wenn die Zufuhrgeschwindigkeit des Tabaks absichtlich oder unbeabsichtigterweise variiert werden sollte. Unter gegebenen Bedingungen wird das Gewichtsverhältnis von Imprägnierungsmittel zu Tabak in dem aus der Imprägnierungsvorrichtung abgezogenen Tabak weitgehend durch die entsprechenden Temperaturen des Tabaks und der imprägnierenden Dämpfe, welche in die Imprägnierungsvorrichtung eintreten, bestimmt.

Andere Faktoren, die einen beträchtlichen Einfluß haben können, sind die Arbeitsdrucke, der Siedepunkt der imprägnierenden Flüssigkeit und die Wärmemenge von außen, die — wenn überhaupt — die Imprägnierungsvorrichtung versorgt. Wenn im wesentlichen Gleichgewichtsbedingungen innerhalb der Imprägnierungszone vorliegen, wird das Verhältnis von Imprägnierungsmittel zu Tabak in dem imprägnierten Produkt bequemerweise so eingeregelt, daß man die Temperatur innerhalb der Imprägnierungsvorrichtung entweder durch Ändern der Temperatur des eingeleiteten Dampfes oder durch Ändern der äußeren Wärmemenge, die — wenn überhaupt — die Imprägnierungsvorrichtung versorgt, variiert. Alternativ führt die Wahl eines niedrigeren Arbeitsdruckes zu einer niedrigeren Dampftemperatur mit einer entsprechenden Abnahme im Verhältnis von Imprägnierungsmittel zu Tabak. Wenn demgemäß die Fließgeschwindigkeit des kühleren Tabaks in die Imprägnierungsvorrichtung erhöht wird, was zur Bildung von mehr Kondensat führt, zeigt der Druck fallende Tendenz. Dies wird mehr Imprägnierungsmittel erfordern, um das gewünschte Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung ist in der Imprägnierungszone ein auf den Druck ansprechendes Gerät vorgesehen und so angeordnet, daß die Versorgung des Verdampfers mit flüssigem Imprägnierungsmittel so reguliert wird, daß wi die Versorgung der Imprägnierungsvorrichtung mit Dampf proportional der Zunahme in der Tabakzufuhr anwächst. Wenn Trichlormonofluormethan als Imprägnierungsmittel verwendet wird, beträgt der Druck in der Imprägnierungsvorrichtung vorzugsweise etwa 0 bis w, 2,106 kp/cm² über normal.

Zum vollständigeren Verständnis dieser Erfindung wird auf die Zeichnung verwiesen, welche in schemalischer Form eine Vorrichtung wiedergibt, in der das Verfahren durchgeführt werden kann. Bei dieser wiedergegebenen Ausführungsform besteht die Verfahrensausrüstung aus einem Tabakanfeuchter 2, einem Dampfimprägnator 4, einem Expander 6, einem Abscheider 8, einem Wasserdampfabstreifer 10, einem Produktordner 12, einer Flüssigkeitsgewinnungseinheit 14, einem Lagerungsbehälter 16 für Flüssigkeit, einem Druckregelvenii! ig und einem Verdampfer 20. Geschnitzelter Rauch- oder Burley-Tabak wird über eine Fördervorrichtung 22 zum Anfeuchter 2 geführt, in welchem, wenn nötig, der Wassergehalt des Tabaks auf 10 bis 30 Gew.-%, geeigneterweise etwa 18 Gew.-%, eingestellt wird. Wenn ein Anfeuchten des Tabaks nicht erforderlich ist, kann der Tabak den Befeuchter über Förderleitung 24 umgehen. Nach dem Anfeuchten wird der Tabak durch Förderleitung 25, ein Zufuhrsternventil 26 und ein Rohr 28 zum einen Ende des Imprägnators 4 befördert Der Tabak wird innerhalb des Imprägnators in eine Förderschnecke 30 entladen und dort hindurch von links nach rechts, wie aus der Zeichnung zu ersehen, bewegt. Der Motor 31 treibt die Fördervorrichtung 30 an.

Gleichzeitig werden die Dämpfe der imprägnierenden Verbindung durch die Dampfleitung 32 in den lmprägnator 4 benachbart dem Punkt, wo der Tabak eintritt, eingeleitet Die Dämpfe kommen mit dem sich in der Förderschnecke 30 bewegenden Tabak in Berührung, und zumindest ein Teil des Dampfes wird in und auf den Tabakteilchen kondensiert Die Zufuhrgeschwindigkeit des durch Leitung 32 (wie noch zu beschreiben ist) und in den lmprägnator 4 streichenden Dampfes wird durch den Druck innerhalb des Imprägnators bestimmt, der wiederum durch die Geschwindigkeit beeinflußt wird, mit welcher verhältnismäßig kalter Tabak durch Ventil 26 eintritt Bei einem gegebenen Druck, welcher auf der Basis der besonderen zu verwendenden imprägnierenden Flüssigkeit gewählt wird, werden die Dampfzufuhrgeschwindigkeiten einfach durch Ventil 18 geregelt, um einen imprägnierten Tabak zu ergeben, der 5 bis 200 Gewichtsteile Imprägnierungsmittel je 100 Gewichtsteile Tabak (Trockenbasis) enthält Während des gleichsinnigen Flusses von Tabak und Imprägnierungsmittel in der Fördervorrichtung 30, wird der Tabak gründlich mit der Verbindung imprägniert, und ein wesentlicher Teil der letzteren kondensiert auf dem Tabak, da die Temperaturen des in den lmprägnator 4 eingeführten Tabaks und der Dämpfe entsprechend unterhalb und oberhalb der Siedetemperatur der imprägnierenden Verbindung liegen.

Der mit der Verbindung im oben angegebenen Gewichtsverhältnis imprägnierte Tabak wird aus dem lmprägnator 4 durch Rohr 34 und ein Zufuhrsternventil 36 in einen sich schnell bewegenden Heißgasstrom (z. B. Wasserdampf) in das Rohr 38 entladen und dann zum Expander 6 befördert Der Heißgasstrom in Rohr 38 hat eine wesentlich höhere Temperatur als der Siedepunkt der den Tabak imprägnierenden Verbindung bei dem herrschenden Druck, so daß, wenn der Tabak mit dem Heißgas in Berührung kommt, die imprägnierende Verbindung verdampft oder die Dämpfe innerhalb des Tabaks expandieren und einhergehend die Expandierung des Tabaks hervorrufen. Diese Expandicrung erfolgt innerhalb der kurzen Periode (z. B. weniger als 10 Sekunden), während welcher das Gas und Tabak durch das Rohr 38 und den Expander 6 strömen. Dieser Expandicrungsschrilt ist im wesentlichen der gleiche,

wie er in der deutschen Patentanmeldung P 19 17 552.1 beschrieben wurde. Nach der Expandierung werden der Tabak, das Heizgas und die Dampfe der imprägnierenden Verbindung durch Leitung 40 zu einem Zyklonenabscheider 8 befördert, aus welchem der expandierte Tabak durch eine Gasschleuse 41 zum Abstreifer IO gelangt. Restliche imprägnierende Flüssigkeit wird durch Verdampfung aus dem Tabak im Abstreifer 10 entfernt, und der Tabakausfluß wird zu einem Ordner 12 geführt, in welchem das produkt auf den gewünschten to Feuchtigkeitsgehalt, geeigneterweise 12 bis 14 Prozent, eingestellt wird, so daß es zur Herstellung von Zigaretten verwendet werden kann. Die Wasserdampf und Dämpfe der imprägnierenden Flüssigkeit enthaltenden Gase werden aus der Abtrennvorrichtung 8 mittels Leitung 42 abgezogen, in einem Erhitzer 44 bis zu dem gewünschten Ausmaß erhitzt und durch Rohr 46 und einen Ventilator 48 in Rohr 38 zurückgeführt. Ein Seitenstrom von Gasen aus Leitung 42 wird durch Leitung 50, Regelventil 52 und Leitung 54 zu der Wiedergewinnungseinheit 14 für flüssige Verbindung geführt, um imprägnierende Flüssigkeit wiederzugewinnen, wobei letztere dann durch Leitung 56 zum Lagerungsbehälter 16 befördert wird. Dämpfe aus dem Abstreifer 10 werden durch Leitung 58 zur Wiedergewinnungseinheit zwecks Gewinnung zusätzlicher Mengen an imprägnierender Verbindung geführt. Wasser und Luft oder andere nichtkondensierbare Gase werden aus der Einheit 14 durch Leitung 60 und 62 entsprechend entfernt. Um Dämpfe der imprägnierenden Verbindung für den Tabak zu liefern, wird die flüssige Verbindung aus der Lagerungseinheit 16 durch Leitung 64, Pumpe 65, das Druckregelvcntil 18, Leitung 66, Verdampfer 20 und Leitung 32 in den Imprägnator abgezogen. Ein auf Druck ansprechendes Element 68 ist innerhalb des 3¹; Imprägnators zur Regelung der Menge an Flüssigkeitsnuß durch das Regelventil 18 und daher des Flusses von Dämpfen in dem Imprägnator 4 angeordnet. Die Verdampfer 20 und der Imprägnator 4 sind mit Außenmänteln 70 und 72 ausgestattet, durch welche ein Wärmeaustauschmedium zur geeigneten Temperaturregelung zirkuliert werden kann.

Wie schon angedeutet, können die Temperatur- und Druckbedingungen zur Durchführung der Imprägnierung und der Expandierung über weite Bereiche variiert werden, was von der Wahl der speziellen imprägnierenden Verbindung, dem Feuchtigkeitsgehalt des zu behandelnden Tabaks, dem Verhältnis von imprägnierendem Dampf zu Tabak, die in den Imprägnator eingeführt werden, und in dem daraus abgezogenen vereinigten Strom, und dem Grad der erwünschten Tabakexpandierung abhängt. Auf jeden Fall sollte die Temperatur gut unterhalb jener Temperatur liegen, die umgekehrt den Geschmack und das Aroma des Endproduktes beeinträchtigt, sollte jedoch ausreichend ίί hoch sein, um eine wirksame Imprägnierung und Kxpandierung nach der Imprägnierung zu gewährleisten.

Spezielles Beispiel _h()

Das spezielle Beispiel soll das hier beschriebene und beanspruchte Verfahren erläutern.

Bei diesem Beispiel isl der Imprägnator 4 ein horizontaler Stahlzylinder von 10,67 111 Länge und 1,()f)7 m Durchmesser, der in einem Winkel von 20" zur >λ Horizontalen aufgestellt isl. Der Expander 6 isl eine runde vertikale Röhre, Ib,76 m hoch und 1,47 in im Durchmesser. Das Rohr 38 von dein Ventilator 48 /um Expander 6 ist eine horizontale Röhre, 0,8b 111 breit und 0,965 m hoch.

Die imprägnierende Flüssigkeil, Tnehlornionofluormethan, wird aus dem F'lüssigkcitslagerungsbehäller 16, durch Leitung 64 und in Pumpe 65 abgezogen. Diese Flüssigkeit wird in den Verdampfer 20 gepumpt, welcher mit einem durch Heißwasser erhitzten Wärmeaustauscher 70 ummantelt isl. Im Verdampfer 20 siedet die Flüssigkeil, und Trichlormonofluormclhan-Dampf tritt durch Leitung 32 in den Imprägnator 4 mil einer Temperatur von etwa 52 bis 55'¹C. Der Dampffluß wird nötigenfalls reguliert durch Ventil 18, um innerhalb des Imprägnators 4 einen Druck von etwa 0,98 kp/cm² über normal aufrechtzuhalten. Der Imprägnator 4 wird zu Anfang mittels zirkulierendem Heißwasser durch den Mantel 72 rund um die Außenwand erwärmt. Die Erwärmung des Imprägnators 4 wird auch anfangs beschleunigt durch etwas Kondensation von Trichlormonofluormelhan an der Innenwand des Imprägnators. Nachdem der Imprägnator eine Glcichgcwichtstempcratur erreicht hat, hört die Kondensation auf. Diese Gleichgewichtstemperatur beträgt etwa 43'C (was annähernd dem Siedepunkt von Trichlormonofluormcthan bei 0,98 kp/cm² über normal entspricht), sollte jedoch geringfügig niedriger liegen, wenn viel Luft in dem Imprägnator ist. Zu diesem Zeitpunkt wird alles Kondensat aus dem Imprägnator 4 durch ein Ventil (nicht gezeigt) am Boden abgezogen. Die Vorrichtung befindet sich dann im wesentlichen in Gleichgewichtsbcdingung und ist bereit zur Aufnahme des Tabaks.

Der verwendete Tabak ist geschnitzelter Rauchtabak mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20,7 Prozent (gleich 26.1 Prozent Feuchtigkeit, bezogen auf Trockenbasis). Bei diesem Fcuchtigkcitsspiegel kann der Anfeuchter 2 umgangen werden, und der geschnitzelte Tabak mit Raumtemperatur, d. h. etwa 28°C, wird direkt zur Fördervorrichtung 25 mit 22,68 kg je Minute befördert. Der Tabak fällt durch das Dampfsternschloß 26 in den Imprägnator 4 und wird durch den Imprägnator mittels des Schneckenlaufrades 30 bewegl. Wenn der Tabak durch den Imprägnator befördert wird, wird Trichlormonofluormethan durch Leitung 32 mit einer Geschwindigkeit von etwa 20,41 kg je Minute eingeleitet und kondensiert auf dem Tabak, wobei es in die Zcllstruktur der einzelnen Tabakschnitzel eindringt. Die Gesamtverweilzeit des Tabaks in dem Imprägnator betrag! etwa 35 Minuten.

Der imprägnierte Tabak fällt dann in das Rohr 34, durch das Dampfsternschloß 36, und hernieder in einen sich schnell bewegenden Strom erhitzten Gases in Rohr 38 bei annähernd Umgebungsdruck. Das riickgeführtc Gas enthält nach Erreichen der Gleichgcwiehtsarbeilsbedingungen etwas Luft, die mit dem Tabak eindringt, Wasserdampf, von der Feuchtigkeit des Tabaks herrührend, und Dampf der imprägnierenden Verbindung Trichlormonofluormelhan. Die Temperatur dieses erhitzten Dampfes an dem Punkt, wo der Tabak das Rohr 38 erreicht, beträgt etwa 1 IOC; der Dampf wird durch das System mil einer Geschwindigkeit von etwa 1,135 · 10' m¹ je Minute umgeleitet. DcrTabak wanden mit dem heißen Dampf um eine leichte Biegung in Rohr 38 und wird aufwärls durch den Expander 6 bewegl.

Aus dem Expander 6 gelangen der Dampfstrom und Tabak durch Rohr 40 in den Zyklonenabsclieider 8. Der Dampf verläßt den Abscheider oben durch Rohr 42 und wird durch den Erhitzer 44 geleitet, wo er wiederum aiii elwa IK)¹C" durch Kontakt mit überhitzten Wasserdampfspiralcn erhitzt wird. Der Dami'Klrom, wieder

mit voller Hitze, wird durch Rohr 46 geführt und durch Ventilator 48 zurück in das Rohr 38 geblasen, um mit einer frischen Ladung imprägnierten Tabaks in Berührung zu kommen. Der expandierte Tabak fällt aus dem Boden des Abscheiders 8 und durch eine Luftschleuse 41 direkt in den Ordner 12, welcher eine geneigte Rotationstrommel ist, wo eine feine Wassersprühung den Feuchtigkeitsgehalt des expandierten Tabakproduktes auf etwa 12 bis 13 Prozent Feuchtigkeit bringt. Eine wahlweise Ausstattung zur Entfernung des meisten vom restlichen Imprägnierungsmittels aus dem expandierten Tabak ist der Wasserdampfabstreifer 10 zwischen Schloß 41 und Ordner 12. In dem Wasserdampfabstreifer verbleibt der Tabak wenige Minuten in einer heißen, feuchten Atmosphäre, die aus nassem, ein wenig mit Umgebungsluft verdünntem Dampf besteht. Bei Abwesenheit eines Wasserdampfabstreifers wird der expandierte Tabak mehrere Stunden bei einem Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 12 Prozent gehalten, um restliche imprägnierende Flüssigkeit verdampfen und entweichen zu lassen.

Der Tabakerwärmungsschritt in der Leitung 38 und dem Expander 6 während der vorstehenden Arbeitsgänge verursacht eine Zunahme der Gesamtdampfmenge in dem heißen, wiederumgeführten Dampfstrom. Überschüssiger Dampf wird fortlaufend durch Leitung 50 mit einer durch Ventil 52 regulierten Geschwindigkeit abgezogen. Der überschüssige Dampf wird zu dem Wiedergewinnungssystem 14 gelenkt, welches im wesentlichen aus einem Kondensator besteht. Wiedergewonnenes flüssiges Trichlormonofluormethan wird zu einem Flüssigkeitslagerungsbehälter geleitet, aus welchem dieses mittels Pumpe 65 durch das Ventil 18 zum Verdampfer 20 abgezogen wird.

Bei einer Arbeitsweise wurde ein Rauchtabak von Raumtemperatur (d. h. etwa 28⁰C) in den Imprägnator mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,134 · 10^Jkg je Stunde geschickt, und die Gesamtverweilzeit in dem Imprägnator betrug etwa 35 Minuten. Zur gleichen Zeit wurden Trichlormonofluormethan-Dämpfe durch die Leitung 32 mit einer Temperatur von 52 bis 55°C und

ίο einer Geschwindigkeit von etwa 8,61 ■ 10² kg je Stunde geschickt. Das aus dem Impragnator Ausströmende fiel in einem Strom heißen, auf 11O⁰C erhitzten Gases in Rohr 38. Die Füllkapazität nahm, wenn sie nach der in der Patentschrift 19 17 552 dargelegten Arbeitsweise gemessen wurde, von etwa 420 auf etwa 790 ml je 100 g zu, wobei der Feuchtigkeitsspiegel des Tabaks für beide Messungen 12 Prozent betrug.

Es ist offensichtlich, daß es bei Verwendung von Dampf in dem Imprägnierungsschritt dieser Erfindung möglich ist, die Menge der in den Tabak eintretenden imprägnierenden Flüssigkeit und damit den Grad der Expandierung genauestens zu regeln. Es wird auch weniger imprägnierende Flüssigkeit erfordert als bei jenen Verfahren, bei welchen der Tabak zunächst in Flüssigkeit getränkt wird, bevor er aus dem Imprägnator abgezogen und in die Expandierungszone befördert wird. Darüber hinaus wird durch Eliminierung eines Kontakts des Tabaks mit einer Flüssigkeitslache eine Extraktion und Wiederverteilung von löslichen Bestandteilen innerhalb des Tabaks auf ein Mindestmaß beschränkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität von Tabak, wobei Tabak mit einer flüchtigen organisehen Flüssigkeit imprägniert und die organische Flüssigkeit durch Durchschicken eines Gasstromes in Kontakt mit dem imprägnierten Tabak entfernt wird, wobei die Temperatur des Gasstromes mindestens etwa 16,7° C vorzugsweise mindestens ι ο 93° C über dem Siedepunkt der zur Imprägnierung verwendeten organischen Flüssigkeit liegt, vorzugsweise jedoch 204°C nicht überschreitet und dann das Tabakprodukt vom Gas abgetrennt wird, nach Patent 1917552.1, dadurch gekennzeichnet, daß man Tabak in eine !mprägnierungszone einführt, gleichzeitig in diese Zone und in Kontakt mit dem Tabak den Dampfstrom einer Verbindung mit einem Siedepunkt bei Atmosphärendruck zwischen -50° C und +80° C vorzugsweise -40⁰C bis +40"C einleitet, wobei die Temperaturen des Tabaks und Dampfes, die in die besagte Zone gelangen, entsprechend unterhalb und oberhalb des Siedepunktes dieser Verbindung bei dort herrschendem Druck liegen, und die Geschwindigkeit der Dampfeinleitung in die Zone in bezug auf die Tabakeinführungsgeschwindigkeit derart geregelt wird, daß das Gewichtsverhältnis an Verbindung in dem abgezogenen imprägnierten Tabak im Bereich von etwa 5 bis 200 Gewichtsteilen Verbindung je 100 Gewichtsteile Tabak (Trockenbasis) beträgt, worauf man den mit der Verbindung imprägnierten Tabak aus der Zone abzieht und expandiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von in die Zone eingeführten Dampf zu Tabak zwischen etwa 10 und 100 Teilen Dampf je 100 Teile Tabak (Trockenbasis) liegt

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des besagten Tabaks nicht mehr als etwa 20° C unterhalb und die Temperatur des besagten Dampfes nicht mehr als etwa 15°C oberhalb des Siedepunktes bei dem herrschenden Druck liegt.

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