DE2230313C3 - Verfahren zur Herstellung zusammenhängender Tabakgebilde und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

ν,εηη die erwähnte Eigenwärmeentwicklung nicht ausreicht, die mit der Flüssigkeit getränkte Tabakmaterialniasse durch Beheizen auf erhöhte Temperatur, vorzugsweise 30 bis 70⁰C, bringen. Die Anwendung eines Tabakmaterial-FIüssigkeits-Gewichtsverhältnisses im vorstehend angegebenen Bereich ist insbesondere dann von Vorteil, wenn man das durchfeuchtete Tabakmaierial mittels fermentativer Erwärmung während der Ruheperiode aui erhöhte Temperatur bringen will. Es hat sich nämlich gezeigt, daß es hinsichtlich der gleichmäßigen Durch- bzw. Befeuchtung jedes einzelnen Tabakteilchens zu Schwierigkeiten führt, wenn man dem zu behandelnden Tabakmaterial nicht mehr als eine gleich große Gewichtsmenge Flüssigkeit zusetzt. Dies erwies sich insbesondere bei Tabakmaterialmischungen als ungünstig, deren einzelne Komponenten sich bezüglich der Feuchtigkeitsaufnahmefähigkeit unterscheiden, da in diesem Fall der Hauptteil der angewandten Flüssigkeit von den besonders hygroskopischen Bestandteilen des Tabakmaterialgemisches aufgenommen wird, während die übrigen Tabakteile des Gemisches, z. B. Rippen, fast trocken bleiben.

Andererseits beeinträchtigen zu hohe Flüssigkeitsmengen, die über der genannten Höchstgrenze des vorstehend genannten Mengenverhältnisbereiches liegen, nicht nur die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens durch erhöhten Trocknungsaufwand, sondern wirken sich auch nachteilig auf die enzymatischen und/oder mikrobiologischen Fermentationsvorgänge aus. die zu der erwünschten Selbsterwärmung des befeuchteten Tabakmaterials führen.

Nach dem Öffnen eines fermentativ erwärmten Tabakmaterialstapels verdunsten einige Prozent der zugesetzten Flüssigkeit, ohne daß dazu eigens von außen Trocknungsenergie zugeführt werden muß. Die Tabakmaterialmasse wird in diesem Zustand vorzugsweise in ein Rührwerk bzw. in eine knetende und mischende Vorrichtung gegeben, in dem bzw. der die einzelnen Teilchen innig vermischt und aneinandergedrückt werden Die auf diese Weise erhaltene teigartige Masse wird erfindungsgemäß anschließend direkt zu den tabakblatteilähnlichen Gebilden (Tabakflocken) verarbeitet.

Der Tabakmaterialmasse können, je nach den Eigenschaften des Tabaks und nach Wunsch, bekannte Zusatzstoffe, wie Brand-, Feuchthalte- und Bindemittel usw, zugegeben werden.

Als Ausgangsmaterial wird beim Verfahren der Erfindung, wie bereits erwähnt, relativ grob zerkleinertes Tabakmaterial verwendet, dessen Körnung Vorzugsweise so gewählt wird, daß das Tabakmaterial auf einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,25 mm im wesentlichen vollständig zurückbleibt. Die Korngrößenverteilung des Tabakmaterials vor und nach dem Verarbeiten des befeuchteten und Vorzugsweise bei höherer Temperatur geweichten Tabakmaterials zu einer teigartigen Masse ist nicht kritisch, jedoch wählt man sie vorzugsweise möglichst grob, um die Anlage- und Betriebskosten für das Vermählen des Ausgangsmaterials möglichst gering zu halten. Eine Teilchengröße von etwa 1.0mm und vor/ugswweise etwa 0,5 mm sollte jedoch zweckmäßig nicht überschritten werden.

Zum Befeuchten und Aufweichen des Tabakmato rials verwendet man vorzugsweise Kieselsäuresole, dc ren pH-Wert zwischen etwa 7,5 und 9 liegt. Bei bestimmten Tabaksorten können auch schwach saure en mit einem pH-Wert von bis zu etwa 4 günstig sein.

Besonders zweckmäßig ist die Verwendung von wäßrigen Kieselsäuresolen. Diese Kieselsäuresole bieten insbesondere folgende Vorteile:

1. Auf Grund ihrer Alkalität besitzen sie eine besonders ausgeprägte weichmachende Wirkung und schließen die tabakeigenen Bindemittelstoffe, z. B. Pektine, auf.

2. Die in den Kieselsäuresolen enthaltene Kieselsäure verteilt sich außerordentlich fein und gleichmäßig im Tabakmaterial und dringt teilweise sogar in die Zellen ein, so daß nach dem Vermischen mit dem Tabakmaterial die Kieselsäure als extrem fein und gleichmäßig verteiltes Gel mit hoher Absorptionskapazität ausgefällt werden kann, das als in den Tabak eingebautes Adsorptionsfilter für den Tabakrauch wirkt und dementsprechend zu milderen und im Rauch nikotin- und teerärmeren Produkten führt. Da die meisten Tabakmaterialien beim Behandeln mit stark alkalischen Flüssigkeiten bitter werden, d. h. einen bitter bzw. scharf schmeckenden Rauch liefern, empfiehlt es sich bei der Verwendung solcher alkalischer Flüssigkeiten, beispielsweise alkalischer Kieselsäuresole, /um Befeuchten des Tabakmaterials, die Alkalität bis auf einen pH-Wert von 9 bis 7 und insbesondere bis auf mindestens 8,5 abzustumpfen.

Der pH-Wert des behandelten Tabakmaterials soll in der Regel möglichst nicht verschoben werden, weshalb es sich empfiehlt, die meisten Zigarrentabake mit schwach alkalischen Flüssigkeiten, deren pH-Wert beispielsweise im vorstehend genannten Bereich liegt, bestimmte, von Haus aus schwache saure Zigarettentabake jedoch mit schwach sauren bis neutralen Flüssigkeiten, z. B. mit auf einen pH-Wert von etwa 4 bis 7 und insbesondere etwa 4,5 bis b,5 eingestellten Flüssigkeiten, zu befeuchten.

Da beim erfindungsgemäßen Verfahren keine zusammenhängenden, endlosen Tabakgebilde hergestellt werden, können geringere Ansprüche an die Reißfestigkeit der tabakbiatteüähnlichcn ausgewalkten Produkte gestellt werden, so daß die Menge an fremden Bindemitteln, z. B. Carboxymethylcellulose usw., im Vergleich zu bekannten Verfahren mehr oder weniger stark verringert werden und die Verwendung eines tabakfremden Bindemittels unter Umständen sogar ganz entfallen kann. Außerdem bietet die erfindungsgemäß vorgeschlagene Arbeitsweise den Vorteil, daß die durch Auswalken von Portionen der teigartigen Masse auf dem Band erhaltenen kleinen Blatteilchen bzw. Tabakflocken am Rand dünner sind als die mittleren Teile der voneinander getrennten Tabakflocken, so daß die Randteile schneller trocknen bzw. die Trocknung der voneinander getrennten tabakblatlartigen Gebilde ungleichmäßig erfolgt, wodurch man wellige Tabakflokken erhält, die eine wesentlich günstigere Füllfähigkeit besitzen als beispielsweise durch Zerschneiden endloser Tabakfolienbänder erhaltene Tabakflocken.

Im erfindungsgemäßen Verfahren wird das mit Flüssigkeit befeuchtete Tabakmaterial in einer kontinuierlich arbeitenden Misch- und Knetvornchtung zu einer teigartigen Masse verarbeitet, bevor man es in Portionen auf ein Transportband aufträgt und ausstreicht bzw. auswalkt. Vergleichende Untersuchungen haben gezeigt, daß. wenn lediglich mit Flüssigkeit befeuchtetes Tabakmaterial direkt, d. h. ohne mischende und knetende mechanische Vorbehandlung, auf das Transportband dosiert wird, die feuchten Tabakmaterialklümp-

chen nicht zu hinreichend fest zusammenhängenden Tabakflocken ausgewalkt, sondern zu würmchenförmigen Gebilden ausgeformt werden, die kein brauchbares Endprodukt darstellen und daher wieder umgeformt werden müssen.

Vorzugsweise werden im erfindungsgemäßen Verfahren die auf das Transportband dosierten Portionen der teigartigen Masse mittels eines Streichbandes ausgewalkt. Das Transportband und/oder das Streichband bestehen vorzugsweise aus Kunststoff. Diese Bänder haben auf Grund ihrer Beschaffenheit den Vorteil, daß nichi so lange Vorrichtungen gebaut werden müssen wie bis jetzt, weil hier die Möglichkeit besteht, das Tabakflocken tragende Transportband mittels Umlenkrollen unter der Verformungsebene hin- und herzuführen. In diesem Fall kann man auch die untere Seite des Tabakflocken tragenden Transportbandes beheizen. Diese Bänder können auch eine gazearti^e Struktur haben, die eine schnellere Trocknung ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es. mit besonders geringem Walkdruck von vorzugsweise höchstens 20 kp/rm-' zu arbeilen, obwohl das Ausgangsmaterial mit wenig Flüssigkeit versetzt wird, so daß auch nur wenig Flüssigkeit weggetrocknet werden muß. Dadurch, sowie durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Verformung der teigartigen Masse zwischen zwei Bändern, die nachstehend noch genauer beschrieben werden, kann man beim erfindungsgemäßen Verfahren statt teurer und korrosionsanfälliger Metallbänder billigere und elastischere Kunststoffbänder verwenden.

Is hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß beim Verfahrci der Erfindung die einzelnen Tabakflocken vom Band abgeschält bzw. abgenommen werden können, ohne "-ic vorher auf dem Transportband vollständig austrocknen und wiederbefeuchten zu müssen, wie das bei der bislang üblichen Herstellung endloser Tabakfolienbänder notwendig ist.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt eine Ansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfirdungsgcmäßen Verfahrens schematisch, teilweise im Schnitt. Das zu Tabakgebilden zu verarbeitende Tabakmatena! wird zunächst in einer Zerkleinerungseinrichtung 1. insbesondere einer Hammermühle ohne Siebeinsatz., grob im gewünschten Ausmaß zerkleinert, aus der man es vorzugsweise auf eine Transporteinrichtung 2. ζ Β. em Förderband, das zweckmäßig als Bandwaage ausgebildet ist. dosiert, -auf der es mittels einer zweckmäßig mit Spruhdusen ausgerüsteten Befeuchtungseinnchtung 3 vorzugsweise durch Aufsprühen von Flüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis von Tabakmaterial zu Flüssigkeit von etwa 1 :1.3 bis 1 : 1,5 befeuchtet wird. GemaH einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsvjcmaßen Vorrichtung is« die Transporteinrichtung 2. wie bereits erwähnt, als Bandwaage ausgebildet und uher eine Regelvorrichtung mit der Befeuchtungsvorrichtung 3 gekoppelt, durch die die aufgebrachte f iussii.'ke:tsinenge selbsttätig auf die auf dft rorderb.tndv\ddgc befindliche Tabakmaterialmengc abgestimmt wird Von der Transporteinrichtung 2 gelangt d.is befeuchtete Tabakmatenal in einen vorzugsweise heheizharen Silo 4. der zweckmäßig an seinem unteren I mi«.· eine 'Vistrageinrichiung aufweist, durch die konti nuieHvh feuchtes und aufgeweichtes Tabakmatenal entnommen wird, und dessen Volumen so auf die Produktionskapazität der Vorrichtung abgestimmt ist, daß die Durchschnittsverweilzeit des befeuchteten Tabakmaterials mindestens 1 Stunde, vorzugsweise mindestens etwa 2 Stunden, beträgt. Bei der Verarbeitung von Tabakmaterial, das eine Aufweichzeit von wesentlich mehr als 2 Stunden benötigt, werden vorzugsweise zwei parallel angeordnete Silos verwendet, die abwechselnd gefüllt und entleert werden. Die Transporteinrichtung 2 kann gewünschtenfalls entfallen, wenn man die Zerkleinerungseinrichtung 1 über dem Silo 4 und die Befeuchtungseinrichtung 3 so anordnet, daß das aus der Zerkleinerungseinrichtung 1 in den Silo 4 fallende grob zerkleinerte Tabakmaterial gleichmäßig befeuch tet wird. Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung empfiehlt es sich, den Silo 4 mit einem zumindest in seinem oberen Teil wirkenden Rühr- bzw. Mischwerk auszurüsten. Um das Aufweichen des Tabakmaterials bei erhöhten Temperaturen durchführen zu können, empfiehlt es sich, den Silo 4 beheizbar auszubilden, wozu man ihn beispielsweise mit einem dampfbeheizten Doppelmantel versehen kann.

Aus dem Silo 4 gelangt das befeuchtete und aufge weichte Tabakmaterial direkt in einen kontinuierlich arbeitenden Kneter 5, in den gleichzeitig aus Vorratsbehältern 6a. 6b. 6c übliche notwendige Tabak/usätze. wie Bindemittel, Weichmacher, Brandmittel usw.. dosiert eingespeist werden. Erfindungsgemäß wird vor zugsweise eine Knetereinrichtung 5 eingesetzt, die aus einem mit Flügeln bestückten Rotor und einem mit Knetzähnen versehenen Stator als wesentlichen Teilen besteht. Dank sehr enger Spaltweiten zwischen den rotierenden Flügeln und den feststehenden Knetzähnen wird eine sehr intensive Scher-, Druck- und K.netuirkung erzielt. Der Drehbewegung des Rotors isi bei für die Zwecke der Erfindung vorzugsweise eingesetzten Knetern eine oszillierende Bewegung überlagert, wodurch eine optimal homogene Verteilung der Gemischkomponenten erzielt wird.

Die aus der Knetereinrichtung 5 austretende Tabak masse hat einen teigartigen Charakter. Aus der Knetereinrichtung 5 gelangt die teigartige Tabakmaterialmasse über eine Dosiereinrichtung 6 in Portionen b/w Klümpchen entsprechender Dicke auf ein Transportband 7, vorzugsweise ein endloses Kunstsioffband, da* mittels einer oder mehrerer Walze(n) 8, 8' angetrieben wird, auf dem sie mittels eines endlosen, vorzugsweise perforiert ausgebildeten Streichbandes 7', das mit einei etwas geringeren Geschwindigkeit als das Transport band 7 läuft, unter relativ geringem Anpreßdruck zi Tabakgebilden ausgestrichen bzw. ausgewalkt werden Die Klümpchen der teigartigen Tabakmatenalmasst werden von der Dosiereinrichtung 6 dabei in gegensei tigen Abständen voneinander auf das Transportband i aufgegeben, die so eingestellt sind, daß sich die ausge walkten Tabakgebilde nicht überlappen. Erfiridlungsge maß vv erden als Antrieb für das Transportband ', und/oder das damit zusammenwirkende Streichband 7 das vorzugsweise ebenfalls aus Kunststoff besteht zweckmäßig mit der bzw. den Walze(n) 8. 8' synchro! laufende, insbesondere vom gleichen Motor angetne bene Mitnehmerwalzen 16. 16' vorgesehen, wobei di< Entfernung der Walzen voneinander regulierbar ist.

Die ausgewalkten Tabakgebilde werden auf der Transportband 7 vorzugsweise mittels eines Vortrock ners 9 vorgetrocknet. Nach der Vortrockiung werde die Uibakblatteilähnlichen Gebilde z. B. mittels eine Abnahmemessers 10, abgenommen und dann kondiiic

niert, d. h. auf den gewünschten Endfeuchtigkeitsgrad gebracht, wozu man sie zweckmäßig auf einem Förderband 11, das vorzugsweise luftdurchlässig ausgebildet ist, durch eine Konditioniertrockenvorrichtung 12 führt. Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

10 kg mit einer Hammermühle ohne Siebeinsatz zerkleinerte Rio Grande-Rippen werden in 15 Liter Wasser mit einer Temperatur von 80⁰C angerührt und anschließend 2 Stunden stehengelassen. Das feuchte Tabakmaterial wird dann in einen kontinuierlich arbeitenden Kneter gegeben, wobei man gleichzeitig 500 g Carboxymethylcellulose, 500 g Diäthylenglykol und 200 g Magnesiumformiat zusetzt. Die aus dem Kneter kontinuierlich in Form eines Granulats austretende teigartige Masse wird in getrennten Portionen auf ein Transportband dosiert, auf dem die Tabakpastenklümpchen zu Flocken ausgewalkt werden. Die Größe der Tabakpastenklümpchen wird so gewählt, daß die einzelnen ausgewalkten Tabakflocken eine Fläche von

etwa 1 cm² besitzen. Weiterhin werden die Tabakpastenklümpchen in solchen Abständen voneinander auf das Transportband dosiert, daß sich die ausgewalkten Tabakflocken gegenseitig nicht berühren. Die auf dem Laufband haftenden Tabakflocken werden 10 Sekunden vorgetrocknet und dann mittels eines Schabers abgehoben. Die bereits zusammenhängenden Tabakflokken werden sodann auf einen perforierten Bandtrockner konditioniert.

Beispiel 2

1 kg zerkleinertes Tabakmaterial, das zu 70% aus Rippen und zu 30% aus sogenanntem Tabakgrus besteht, wird mit 1,2 kg Wasser unter Durchmischen befeuchtet. Unter weiterem Durchmischen der Masse wird hierauf Dampf eingeleitet, wobei darauf zu achten ist, daß keine Kondensatbildung erfolgt. Die Temperatur der Tabakmasse wird bei 70⁰C gehalten. Nachdem man das Gemisch 1 Stunde in der vorstehend geschilderten Weise behandelt hat, wird es analog Beispiel 1 weiterverarbeitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung zusammenhängen der Tabakgebilde aus zerkleinerten Tabakmaterialien durch Verarbeiten der Tabakmaterialien mit einer Flüssigkeit mittels einer gleichzeitig mischenden und knetenden, kontinuierlich arbeitenden Vorrichtung zu einer teigartigen Masse, Verformen der Masse und Transportieren auf einem Transportband, dadurch gekennzeichnet, daß die teigartige Masse in einzelnen, voneinander getrennten Portionen auf das Transportband dosiert und anschließend direkt auf dem Transportband zu ebenfalls voneinander getrennten, tabakblatteilähnlichen Gebilden verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Tabakmaterial Flüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis von Tabak zu Flüssigkeit von 1 :1.1 bis 1 :1,5 zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit zum Befeuchten des als Ausgangsmaterial verwendeten Tabakmaterials ein Kieselsäuresol verwendet wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakgebilde auf dem Transportband vorgetrocknet und dann auf ein anderes Förderband überführt und auf diesem getrocknet werden.

5. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einer kontinuierlich arbeitenden Einrichtung zum gleichzeitigen Mischen und Kneten einer tabakhaltigen Masse und einem Transportband, dadurch gekennzeichnet, daß der Misch- und Kneteinrichtung

(5) eine die aus ihr austretende Masse in Portionen vorgegebener Größe aufteilende Dosiereinrichtung

(6) nachgeordnet ist und daß dem Transportband (7) ein Streichband (7') zugeordnet ist, das die auf dem Transportband befindlichen, getrennten Portionen unter geringem Anpreßdruck von vorzugsweise 20 kp/cm² zu voneinander getrennten tabakblatteilähnlichen Gebilden verstreicht.

35

45

50

55

60

schnitten werden.

Bei dem bekannten Verfahren besteht die Möglichkeit, daß die zum Zerschneiden der endlosen Tabaksgebilde benötigten Messer rasch stumpf werden. Zum Austausch der Messer muß daher das sonst kontinuierliche Verfahren jedesmal unterbrochen werden. Es besteht weiterhin die Gefahr, daß die nach diesem Verfahren erhaltenen Tabakflocken bzw. Fasern eine papierartige, flache Form haben und daher ein schlechtes Füllvermögen aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur direkten Herstellung von tabakblatteilähnlichen Gebilden unter Vermeidung eines Schneidevorgangs zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die teigartige Masse in einzelnen, voneinander getrenn ten Portionen auf das Transportband dosiert und anschließend direkt von dem Transportband zu ebenfalls voneinander getrennten, tabakblatteilähnlichen Gebilden verformt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden direkt voneinander getrennte, tabakblaueilähnliche Gebildo erhalten, wodurch der äußerst nachteilige Schneidevorgang vermieden wird. Da die erfindungsgemäß hergestellten Gebilde gleich in Form einzelner Flocken entstehen, die häufig am Rand dünner sind, wellen sich diese Flocken auf Grund der schnelleren Trocknung am Rand. Die welligen Flocken weisen eine verbesserte Füllfähigkeit auf als Tabakflocken, die durch Zerschneiden von flachen, papierartigen Folien erhalten worden sind.

Bei dem vorstehend beschriebenen Extruderverfahren stellt die Korngröße der zerkleinerten Tabakmaterialien einen kritischen Faktor dar. da bei ungenügendem Vermählen die in dem Mahlgut erhaltenen relativ großen Tabakteilchen das Extrudieren erschweren oder unmöglich machen. Bei diesem Verfahren muß daher dafür gesorgt werden, daß die Korngröße sämtlicher Teilchen beträchtlich kleiner ist als die Extruderöffnung, d. h., es ist eine langwierige Feinvermahlung erforderlich. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist hingegen eine Grobvermahlung der Tabakteilchen ausreichend, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, daß der Bindemittelanteil sehr gering sein oder sogar ganz entfallen kann, da keine zusammenhängenden, endlosen Tabakgebilde hergestellt werden.

Es hat sich gezeigt, daß sich das Verfahren besonders einfach durchführen läßt, wenn dem Tabakmaterial Flüssigkeit in einem Gewichtsverhältnis von Tabak zu Flüssigkeit von 1 :1.1 bis 1 : 1,5 zugesetzt wird.

Vor dem Verarbeiten zu einer teigartigen Masse empfiehlt es sich, das Gemisch aus Tabakmaterial und Flüssigkeit längere Zeit, vorzugsweise mindestens 1 Stunde, stehen und weichen zu lassen. Besonders zweckmäßig ist es, das Gemisch dabei zu erwärmen bzw. auf erhöhter Temperatur zu halten. Das Erweichen des befeuchteten Tabakmaterials läßt sich durch Erwärmen bis auf Temperaturen von höchstens 100^cC günstig beeinflussen.

Die mit Flüssigkeit getränkten Tabakmaterialien, insbesondere Rippen oder Tabakbruch, erwärmen sich beim Stehenlassen unter geeigneten Bedingungen von selbst. Diese Erwärmung dürfte vermutlich auf Fermentationsvorgänge zurückzuführen sein.

Gewünschtenfalls kann man, insbesondere dann.