DE2241084A1

DE2241084A1 - Verfahren und vorrichtung zur turgorbehandlung von tabak

Info

Publication number: DE2241084A1
Application number: DE2241084A
Authority: DE
Inventors: Edward Nicolas Berticevich; Charles Mallory Buchzik; Jurgen Heinz Strasser; Philip Wood
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1972-08-21
Publication date: 1973-05-24
Also published as: US3817259A; NL7212022A; FR2166948A5; BE789624A; JPS4858194A

Description

Patentanwälte
Dipl. Ing. F.

Oipl. Ing. F. A. «tonn, Dipl. Cbem. B. Hub«
8 München 27, Nlöhlstr. 22

St/th

FMC CORPORATIOIi, 1105 Coleman Avenue, San Jose, California/USA

Verfahren und Vorrichtung zur Turgor-Behandlung von Tabak

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Turgor-Behandlung von Tabak zur Ausdehnung des Tabaks vor dem Gefriertrocknen«,

Die schädlichen Wirkungen von Teer und Nikotin, die mit dem Zigarettenrauchen verbunden sind, haben lange Zeit eine abschreckende Wirkung auf diejenigen ausgeübt, die rauchen wollten, jedoch b.e furcht et en, ihre Gesundheit oder ihr körperliches Wohlbefinden zu beeinträchtigen«, Im Rahmen des Bestrebens zur Reduzierung der schädlichen Wirkungen von Teer und Nikotin beim Zigarettenrauchen ist vorgeschlagen worden, weniger Tabak in jeder Zigarette zu verwenden_o Da der Tabak in die Zigaretten mit einem vorbestimmten Druck zur Erzeugung von festen Zigaretten gestopft wird, besteht der einzige Weg, in Bezug auf das Gewicht weniger Tabak in einer Zigarette zu verwenden, ohne die Größe der Zigarette zu verringern, darin, daß man das Volumen jeder Lage oder jedes Streifens Tabak, die bei der Her-

309821/0648

2241G84

_ 2 —

Stellung von Zigaretten verwendet werden, erweitert oder vergrößert.

Es hat sich in jüngster Zeit gezeigt, daß Tabak durch ein Gefriertrocknungsverfahren ausgedehnt werden kann, das die Schritte des Durchtränkens oder der Turgor-Behandlung des normal getrockneten oder geschrumpften Tabaks umfaßt, durch die sich dieser weit über seine Normalgröße hinaus ausdehnt. Der turgorisierte Tabak wird sodann gefroren und anschließend in einer Vakuum-Gefriertrocknungskammer behandelt, in der die V/asserkristalle entzogen werden und der Tabak in dem ausgedehnten und getrockneten Zustand verbleibt.

Ein zuvor verwendetes Verfahren zur Turgor-Behandlung von Tabak besteht darin, eine Schicht aus.Tabak in einen Behälter zu bringen und eine vorbestimmte Wassennenge unter Atmosphären- oder Vakuumbedingungen hinzuzufügen. Der Tabak kann das Wasser bei Atmosphärendruck auf natürliche Art aufsaugen, oder, im Falle der Zugabe des Wassers unter Vakuumbedingungen, das Vakuum kann unterbrochen werden, damit der Druck und damit die Absorptionsrate erhöht wird.

Wenn der Tabak durch Einbringung in einen Wasserbehälter turgorlsiert wird, wird ein bestimmter wasserlöslicher Feststoffanteil des Tabaks herausgelöst, wie sich aus einer braunen Verfärbung des den Tabak umgebenden Wassers ergibt. Es is L wichtig, daß dieses Auslaugen auf einem Mindestmaß gehalten wird. Dies macht nicht nur eine schnelle Absorption des Wassers durch den Tabak, sondern auch einen schnellen Abzug des überschüssigen Wassers aus dem Tabak, nachdem der Tabak eine ausreichende Wassermenge aufgenommen hat, erforderlich.

Es muß mehr Wasser zu dem Tabak hinzugegeben werden, als tafsächlich von dem Tabak absorbiert werden kann, wenn die maximale Absorption erreicht werden soll. Das besagt, daß der Tabak kontinuierlich während des Absorptionszeitraumes von Wasser umgeben sein muß« Dieses überschüssige Wasser mu(3 vor dem .Gefriertrocknen abgezogen werden. Wenn das nicht-absox'bierte Wasser mit

309821/06A8

"— 3 —

dem Tabak in dem Container zurückgelassen wird, während der Tabak gefroren und in eine Gefriertrocknungskammer zur Sublimierung gebracht wird, wird der Gefriertrocknungsvorgang sehr kostspielig und zeitraubend· Es ist daher vorteilhaft, die überschüssige Tränkflüssigkeit vor dem Frieren und Gefriertrocknen von dem Tabak abzuziehen. Ein herkömmlicher Schwerkraft-Abzug ermöglicht jedoch'nicht einen Abzug eines angemessenen Anteils der freien oder überschüssigen Flüssigkeit in einem vertretbaren Zeitraum. Daher ist ein besser geeignetes Verfahren zur Entwässerung wünschenswert.

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Abziehen überschüssigen Wassers aus dem Tabak nach der Turgor-Behandlungo Es hat sich gezeigt, daß zur Erzielung einer maximalen Ausdehnung des Tabaks bei einem Verfahren, das die Schritte des Anfeuchtens, Frierens und Gefriertrocknens von Tabak umfaßt, der Anfeuehtungsvorgang vorzugsweise als Vakuumimprägnieren des Tabaks mit Wasser vorgenommen wird, das heißt, daß zunächst der trockne Tabak in ein Vakuum gebracht wird, bevor das Wasser auf diesen geleitet wird, so daß mögliche Lufttaschen in dem Tabak während der Türgor-Behandlung vermieden werden. Nach dem Imprägnieren des Tabaks mit Wasser ist es jedoch sehr schwierig, das überschüssige Wasser allein durch die Schwerkraft von dem Tabak abzuziehen, obwohl der Tabak dann unter atmosphärische oder überatmosphärische Bedingungen gebracht werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Wasser mit Hilfe einer speziellen Vorrichtung Vakuum-abgezogen werden, indem der Umgebungs-Iiuftdruck unter einen vorbestimmten Wert gesenkt wird, wodurch bewirkt wird, daß ein Teil des überschüssigen Wassers verdampft. Wenn das Wasser zu verdampfen beginnt, nimmt der Dampf mehr Raum ein als das entsprechende Ausgangswasser und treibt das überschüssige Wasser aus dem Tabak, so daß nur das Wasser zurückbleibt, das in dem Tabak absorbiert und festgehalten ist. Das Vakuum kann sodann unterbrochen werden, wobei der Tabak vorzugsweise in turgorisiertem Zustand für weitere Behandlungsschritte nach den herkömmlichen Tabak-Gefriertrocknungs-, verfahren verbleibt_o

309821/0648

Es ist beim Tränken des Tabaks mit Wasser unvermeidlich, daß ein Teil des wasserlöslichen Peststoffgehaltes des Tabaks gelöst wird. Diese löslichen Peststoffe, die wertvolles Nikotin enthalten, v/erden sodann aus dem Tabak in Lösung als Teil der abgezogenen Flüssigkeit entfernt. Die Menge der gelösten Peststoffe sollte auf einem Minimum gehalten werden, indem die Turgorisierungs- und Entwässerungszeit auf einem Minimum gehalten wird. Die überschüssige Flüssigkeit, die die gelösten Feststoffe enthält, kann zum Durchtränken und damit zum Aromatisieren von nikotinfreien Püllmaterialien verwendet werden, die homogen mit dem Tabak gemischt werden, nachdem dieser getrocknet worden ist und bevor die Zigaretten hergestellt worden sind· Durch diese Verwendung der Entwässerungsflüssigkeit wird kein Teil des Tabaks, insbesondere das wertvolle Nikotin, während des Torganges verworfen.

Demnach ist die Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vakuum-Abziehen von Flüssigkeit aus Tabak gerichtet, der mit der Flüssigkeit getränkt worden ist« Zugleich kann das Zigaretten-Füllmaterial mit der abgezogenen, überschüssigen Flüssigkeit, die sich aus der Turgor-Behandlung des Tabaks ergibt, aromatisiert werden.

Im folgenden werden beispielsweise, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen schematischen, senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Vakuum-Abziehen von Flüssigkeit aus getränktem oder turgorisiertem Tabak;

Fig. 2 zeigt einen schematischen, senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zum Vakuum-Abziehen von Flüssigkeit aus turgorisiertem Tabak}

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Systems zur Behandlung von Tabak, wobei Flüssigkeit, die zum Durchtränken des Tabaks verwendet worden ist, zum Befeuchten und Aromatisieren von Füllmaterial, das anschließend mit dem Tabak gemischt wird, zurückgewonnen wird.

309821/Q648

22A108A

Insbesondere in Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Vakuum-Abziehen von überschüssigem Wasser aus geschnittenem oder streifenförmigem, turgorisiertem Tabak dargestellt, die eine Vakuumkammer 10 mit einem ventilgesteuerten Abzug 11 und Vakuumauslässen 12 und 14 umfaßt, die mit einer geeigneten, nicht gezeigten Vakuumpumpe verbunden sind. Die Kammer steht auf Beinen 15o Von der oberen Wand der Vakuumkammer 10 und innerhalb von deren Wänden geht ein geschlossenes Gehäuse 16 aus, in dem ein Wasser-Sprühkopf 18 mit einer Anzahl von von diesem ausgehenden Sprühdüsen vorgesehen ist. Innerhalb' der Kammer 10 ist auf hydraulischen Stützen 22 unterhalb des Gehäuses 16 ein Paar von Stützarmen 24 angebracht, auf denen ein Trog oder Behält.er 26 für Tabak T entfernbar abgestützt wird. Der Trog weist eine Anzahl von Entwässerungsöffnungen 28 an seinem Boden auf, deren Bedeutung sich aus dem folgenden ergibt. Die Stützen 22 sind über eine nicht gezeigte gemeinsame hydraulische Leitung verbunden und wirken in gleichem Takt zusammen, so daß die Stützarme 24 angehoben werden können und so den Trog mit Tabak in die Uähe der Bodenwand des Gehäuses 16 bringen und ihn dabei in waagerechter lage halten.

Zwischen den Stützen 22 ist eine vertikal bewegliche Gummiplattform oder -platte 30 angebracht, deren Form und Größe im wesentliehen derjenigen des Bodens des Troges 26 entspricht. Die Platte 30 ist auf einer senkrecht hin- und hergehenden Kolbenstange 32 eines hydraulischen Zylinders 34 angebracht, so daß sie dichtend gegen den Boden des Troges auf den Stützarmen 24 und zurück verschoben werden kann. Die Kolbenstange und die Kolbenstangenführung sollten eine Keilverbindung aufweisen, durch die eine Drehung der Plattform wahrend der Vertikalverschiebung ver-' hindert wird, oder es sollten nicht gezeigte Führungen für diese Aufgabe vorgesehen sein.

Das Gehäuse 16 steht in Verbindung mit dem Vakuum-Auslaß 12 und v/eist eine Bodenwand auf, die mit einer Anzahl von Öffnungen 38 versehen ist, durch die das von den Düsen 20 ausgehende Wasser gleichmäßig in einer Trog mit Tabak T fließen kann, der auf den St-i'tzarmen 24 liegt. Ein ringförmiger Flansch 42 aus Gummi oder einem anderen elastischen Material ist um die Außenseite des Ge-

309821/0648

häuses 16 herum angeordnet und darauf eingerichtet, dichtend mit dem oberen Rand 43 des Troges in Verbindung zu treten, wenn der Trog in seine höchste Stellung angrenzend an die Bodenwand des Gehäuses angehoben wird. Der elastische Plansch 42 sorgt - abgesehen von der Diehtwirkung - dafür, daß aufeinanderfolgende Tröge, die in die Kammer gebracht werden, stets in einem vorbestimmten Abstand von der Bodenwand des Gehäuses 16 verbleiben, so daß ein Zusammendrücken des Tabaks in dem Trog vermieden wird.

Ein Verfahren zur Turgor-Behandlung von Tabak mit der Vorrichtung der Pig» 1 umfaßt folgende Schritte. Zunächst wird ein Trog mit getrocknetem oder geschnittenem Tabak auf die Stützarme 24 gebracht, und sodann wird die Kammer 10 durch nicht gezeigte Einrichtungen dicht verschlossen. Die Kammer einschließlich des Raumes innerhalb des Gehäuses 16 wird sodann durch die Auslässe 12 und 14 evakuiert, indem ein Steuerventil 45 und ein Steuerventil 46 die Auslässe mit der Vakuumpumpe verbinden. Das hat zur Folge, daß die Luft aus dem Tabak abgesaugt wird und dieser für die folgende Turgorisierungsbehandlung vorbereitet wird. Der Trog 26 mit Tabak wird als nächstes durch die Stützen 22 angehoben, bis der obere Rand des Troges dicht gegen den Gummi-Plans ch 42 anliegt. Die Platte 30 aus Gummi oder dergleichen wird sodann gegen den Boden des Troges angehoben und dichtet die Entwässerungsöffnungen 28 in dem Trogboden ab, und eine vorbestimmte Wassermenge wird von den Düsen 20 durch die Öffnungen 38 in dem Gehäuse auf den Tabak in dem Trog geleitet, bis der Tabak vollständig von dem V/asser umgeben und durchtränkt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kammer 10 durch Drehung des Steuerventiles 45 belüftet, so daß der Atmosphärendruck augenblicklich das Wasser auf herkömmliche Art in die Tabakzellen und die interzellularen Zwischenräume in dem Tabak pressen kann. Das durch den Tabak absorbierte Wasser bewirkt eine Ausdehnung des Tabaks, so daß dieser wesentlich mehr Raum einnimmt, als dies in trockenem Zustand der Fall war,

Wenn der Tabak einmal die erforderliche V/assermenge absorbiert hat, wie es bei der beschriebenen Vakuum-Imprägnierungstechnik nach einem sehr kurzen Zeitraum der Fall ist, ist es.wünschens-

309821/06^8

wert, das überschüssige Wasser von dem Trog abzuziehen und so unnötige Verluste von wasserlöslichen Feststoffen aus dem Tabak zu verhindern und die Kosten des nachfolgenden Gefriertrocknens zu senken. Daher wird die Platte 30 abgesenkt, so daß die Flüssigkeit in dem Trog aufgrund der Schwerkraft durch die Öffnungen im Boden des Troges ablaufen kann. Es fließt jedoch nicht alles überschüssige V/asser aufgrund der Schwerkraft ab, so daß das Vakuum-Abzugsverfahren der vorliegenden Erfindung zum schnellen Abziehen der überschüssigen Flüssigkeit aus dem Trog verwendet wird.

Zum Abziehen der Flüssigkeit aus dem Trog unter Vakuum wird das Steuerventil 46 zunächst geschlossen und verschließt damit den Auslaß 12 des Gehäuses 16 und hält damit den Atmosphärendruck über dem Wasser in dem Trog aufrecht. Das Steuerventil 45 wird sodann gedreht und bringt den Auslaß 14 in der Kammer mit der Vakuumpumpe in Verbindung, so daß der Druck in der Kammer auf etwa 9 mm Quecksilber oder weniger abgesenkt wird. Bei diesem Druck beginnt das Wasser, das sich vorzugsweise zur Vermeidung eines übermäßigen Auslaugens bei 10⁰O befindet, zu verdampfen. Der Wasserdampf, der ein größeres Volumen als das entsprechende Wasser einnimmt, dehnt sich innerhalb der Grenzen des Gehäuses 16 aus, bis der Dampfdruck innerhalb des Gehäuses groß genug wird, um alle Flüssigkeit in dem Trog nach unten durch die Entwässerungsöffnungen 28 im Boden des Troges zu drücken. Das Gehäuse 16 wirkt als gasundurchlässige Haube, gegen die sich die Dämpfe abstützen können, um das Wasser nach unten aus dem Trog auszutragen. Dieser Vorgang spielt sich sehr schnell ab, wenn einmal der Luftdruck in der Kammer reduziert ist und eine große Druckdifferenz an den Tabak und das in diesem befindliche Wasser angelegt ist; Selbst nach Entfernen des größten Teiles des überschüssigen V/assers und einem Druckausgleich auf beiden Seiten des Tabaks verläuft die Strömung des Wasserdampfes nach unten durch den Tabak, wodurch verbleibendes, überschüssiges Wssser aus dem Tabak ausgestoßen wird.

nachdem die überschüssige Flüssigkeit aus dem Trog entfernt worden ist, wird die Kammer 10 durch Öffnen der Ventile 45 und

309821 /06A8

gegenüber der Atmosphäre gelüftet, und der Abzug 11 wird geöffnet, so daß die Flüssigkeit aus der Kammer entfernt und durch eine Leitung zur weiteren Verwendung in dem Tabakbehandlungssystem abgeleitet werden kann. Die abgezogene Flüssigkeit enthält unvermeidlich eine gewisse Menge an wasserlöslichen Feststoffen, die aus dem Tabak während der Turgor-Behandlung des Tabaks ausgespült worden sind. Um zu vermeiden, daß diese löslichen Feststoffe verloren gehen, verwendet man die Flüssigkeit dazu, Füllmaterialien zu imprägnieren, die bei der Herstellung von Zigaretten zusammen mit dem normal behandelten Tabak verwendet werden. Diese Verwendung der abgezogenen Flüssigkeit soll im folgenden genauer erläutert werden.

Wenn die Flüssigkeit in dem Trog abgezogen ist, kann die Kammer 10 durch nicht gezeigte Einrichtungen geöffnet und der Trog mit dem turgorisierten Tabak kann entfernt werden· Der Tabak befindet sich sodann in dem gewünschten Zustand für das nachfolgende Einfrieren und Gefriertrocknen nach herkömmlichen Verfahrensschritten,

Eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zur Turgor-Behandlung und Vakuum-Entwässerung von turgorieiertem Tabak ist in Fig. 2 gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt eine Vakuumkammer 50, die mit diametral angeordneten Stützachsen 52 versehen ist, die sich horizontal von den Seiten der Kammer aus erstrecken und gelenkig drehbar mit Stützlagern 54 verbunden sind. Die lager sind starr am oberen Ende eines Paares von Pfosten 56 angebracht, so daß die Kammer um die horizontal liegende Achse 58 gedreht werden kann. Die Kammer 50 ist mit zwei ventilgesteuerten Abzügen 60 und 61 versehen. Der Abzug 60 ist in der Bodenwand 62 der Kammer angebracht, und der Abzug 61 befindet sich in der Deckwand 6^ der Kammer, entsprechend einer Anordnung der Kammer gemäß Fig. 2. Die Kammer ist außerdem mit einem Vakuum-Auslaß 64 ausgerüstet, der mit einer nicht gezeigten Vakuum-Pumpe über ein Steuerventil 65 und in einer Seitenwand der Kammer angebracht ist. Von der Deckwand der Kammer geht ein Gehäuse 66 aus, das eine Anzahl von Öffnungen 68 in der Bodenwand aufweist» Eine Anzahl von im Umfang in Abstand liegenden Durchlässen 70 be-

309821/0648

224108A

findet sich an der Verbindungslinie des Gehäuses 66 mit der Deckwand 63 der Kammer₀ Eine Anzahl von nadeiförmigen Fingern 71 ist. an der Unterseite der Bodenwand des Gehäuses für ein später zu erklärendes Singreifen in den Tabak vorgesehen,, Innerhalb des Gehäuses 66 "befindet sich ein Wassersprühkopf 72, der mit einer Anzahl von nach unten gerichteten Sprühdüsen 74 versehen ist und mit einer nicht gezeigten, ventilgesteuerten Wasserquelle in Verbindung steht.

Direkt .unterharb des Gehäuses 66 befindet sich eine Hub-Platte 76, die an einer senkrecht hin- und hergehenden Kolbenstange 77· eines hydraulisehen Zylinders 78 angebracht ist. Die Platte weist nach o"ben ragende Seitenbereiche 82 als Führungen für einen Trog 84· mit Ta"bak T auf, der in die Kammer 50 eingebracht wird. Wenn der Trog durch Beaufschlagung des Zylinders 78 mit Hydraulikfluid angehören wird, wird der nach oben weisende Umfangsrand 85 des Troges mit einem ringförmigen Flansch 86 aus Gummi oder einem gummiähnlichen Material, der sich nach außen vom Umfang des Gehäuses 66 aus erstreckt, ausgerichtet und gegen diesen angedrückt. Der Flansch 86 "bewirkt eine Abdichtung über den Umfangdes Troges und dient außerdem dazu, einen konstanten Abstand zwischen der Bodenwand des Gehäuses und der Bodenwand des Troges aufrechtzuerhalten, so daß der Tabak nicht zwischen diesen beiden Flächen zusammengedrückt wird_e

Bei der Verwendung der Vorrichtung der Fig« 2 zum Vakuum-Tränken von Tabak mit Wasser und zum Vakuum-Entwässern des Ta"baks nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zunächst erforderlich, einen Trog 84 mit trockenem, geschnittenem Tabak auf die Platte. 76 in der Vakuumkammer 50 zu "bringen und sodann die Kammer durch nicht gezeigte Einrichtungen dicht zu verschließen. Als nächstes wird die Kammer durch Drehen des Steuerventiles 65 evakuiert, und der Trog 84 wird durch den Zylinder 78 nach oben bewegt, bis der obere Umfangsrand 85 des Troges gegen den federnden Flansch 86 anschlägt. Eine vorbestimmte Wassermenge von vorzugsweise 1O⁰G oder niedrigerer Temperatur wird sodann über die Sprühdüsen 74 durch die Öffnungen 68 in der Bödenwand des Gehäuses 66 in len Tabak gesprüht. Die Kammer wird sodann durch Drehung des

309821/0648

224TO84

- ίο -

Steuerventiles 65 belüftet, so daß der Atmosphärendruck: augenblicklich ein Teil des Wassers in die Tabakzellen und die interzellularen Zwischenräume in dem Tabak drückt, so daß der Tabak sich ausdehnt. Zum Abziehen des überschüssigen Wassers aus dem Trog entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Kammer 50 um 180° um die Achse 58 gedreht, wobei die vorspringenden Finger 71 an dem Gehäuse 66 den Tabak in dem Trog während der Drehbewegung an seinem Platz festhalten. Wenn sich der Trog in umgekehrter Stellung befindet, läuft ein Teil des Wassers durch Schwerkraft zurück durch die Öffnung 86 in das Gehäuse und folglich durch die im Abstand liegenden Durchlässe 70 an der Verbindungslinie des Gehäuses und der Deckwand 63 der Vakuum-Kammer, Wie jedoch im Zusammenhang mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 dargelegt wurde, läuft nicht alles V/asser durch Schwerkraft in einem angemessenen Zeitraum ab» Folglich wird die Kammer nach Drehung der Kammer wiederum evakuiert, so daß der Druck in der Kammer auf etwa 9 mm Quecksilber oder weniger (bei einer Wassertemperatur von etwa 10⁰C) abfällt. Bei diesem Druck verdampft das in dem Trog und um den Tabak herum verbliebene Wasser schnelle Da der Wasserdampf ein größeres Volumen einnimmt als die entsprechende Flüssigkeit, stützt er sich gegen den umgekehrten Boden des Troges 84 ab und trägt das nicht durch den Tabak absorbierte und durch die Öffnungen 86 und die Durchlässe 70 in das Gehäuse 66 abgeleitete Wasser aus, so daß das Wasser aus der Kammer durch den Abzug 61 in der umgekehrten Deckwand 63 der Kammer abgezogen werden kann.

Nachdem das Wasser in dem Trog Vakuum-Entzogen worden ist, kann die Kammer 50 durch Drehung des Steuerventiles 65 belüftet, zurück um 180° in die in Fig. 2 gezeigte Ausgangsstellung gedreht und durch nicht gezeigte Einrichtungen geöffnet werden, so daß der Trog des feuchten Tabaks entfernt werden kann. In der Kammer verbliebene Flüssigkeit wird sodann durch den Abzug 60 abgeleitet. Der Tabak ist in diesem Zeitpunkt in gewünschter Weise für die nachfolgenden, herkömmlichen Gefrier- und Gefriertrocknungsverfahren turgorisiert.

309821 /06U8

Wenn der zerschnittene Tabak feucht ist, und zwar entweder aufgrund einer Durchtränkung in Wasser bei Atmosphärendruck oder durch Yakuumtränkung, wie sie zuvor unter Bezugnahme auf die Vorrichtungen der Pig. 1 und 2 beschrieben wurde, ist eine bestimmte Menge von wasserlöslichen Feststoffen des Tabaks, wie Zucker und Nikotin, unvermeidlich gelöst und wird in Losung durch die abgezogene Flüssigkeit ausgetragen. Um einen Verlust dieser wasserlöslichen Feststoffe, insbesondere des Nikotins, zu vermeiden, kann die abgezogene Flüssigkeit zum Tränken eines nikotinfreien Füllmateriales verwendet werden, das gegenwärtig mit dem zuvor erwähnten Schnittabak vor der Herstellung der Zigaretten vermischt wird. Das Füllmaterial umfaßt üblicherweise Tabakblattstiele, die zu äußerlich dem geschnittenen Tabak ähnlichem Material verarbeitet worden sind, der aus den Blattbereichen der Tabakblätter hergestellt worden ist. Üblicherweise werden die Stiele der Tabakblätter in Behältern gesammelt und anschließend gewalzt und abgeflacht. Die abgeflachten Tabakblättstiele werden durch ein Schneidgerät ähnlich den zum Schneiden der Blattbereiehe der Tabakblätter verwendeten Sehneidgeräten geführt. Die geschnittenen Stiele werden sodann gleichmäßig mit den geschnittenen Blättern vermischt, bevor der Tabak zur Herstellung von Zigaretten verwendet' wird«

In Fig. 3 ist ein System zur Behandlung von Tabak schematisch dargestellt, das ein Tränken des Füllmateriales (zum Beispiel der Stiele) mit der abgezogenen Flüssigkeit aus der Turgor-Behandlung der geschnittenen Tabakblätter umfaßt. Die Vakuum-Kammer 10 der Fig. 1 ist gemäß Fig. 3 mit einem Abzug 11 verbunden, der mit einer Leitung 100 in Verbindung steht. Diese Leitung 100 ist mit einer Pumpe 102 versehen, die die abgezogene Flüssigkeit einem Sprühkopf 104 mit Sprühdüsen 105 zuleitet, die der Tabakbefeuübungsvorrichtung 106 angehören. Ein Einfülltrichter 108 leitet das zu befeuchtende Material, in diesem Falle die trockenen Tabakblattstiele, in eine drehbare Trommel 110 mit Siebwänden. Die Trommel ist von der Eingangsseite aus geneigt,.so daß die Stiele durch die Trommel bewegt werden, während sie nach innen fallen. Die abgezogene Flüssigkeit aus der Vakuum-Kammer 10 wird durch die Siebwand von den Sprühdüsen 105,

309821/06 48

2241064

aus in einem feinen Sprühdunst eingeeprüht und vollständig durch die durchein nderf all enden Stiele absorbiert* Die Tabak^iiefeUoha tungsvorrichtung 106 kann gewünschtenfalls derjenigen der ÜS-fS 2 596 183 entsprecheni aus der sich eine vollständige Be* Böhreibung des Aufbaus der Vorrichtung ergibt.

Die Stiele, die in der Befeuchtungsvorrichtung 106 durchtränkt worden sind, werden auf Tröge gelegt und in eine Gefriervorrichtung 112 gebracht. Die geschnittenen Blattbereiche der Tabak« blätter, die in der Vakuum-Kainmer 10 turgörisiert worden sind, v/erden ebenfalls auf Tröge gelegt und in die Gefixiervorrichtung 112 zusammen mit den Stielen eingebracht» Nach dem Gefriervöi¹-gang werden die Stiele und die geschnittenen Blattbereiche der Tabakblätter getrennt in eine Gefriertrocknungskammer 114 ge^ bracht» in der die gefrareren Flüssigkeitskriställe in den Ta*= bäkmaterialien sublimiört werden, so daß die iabakmateriaiieri in einem getrockneten und erweiterten Zustand verbleiben* Die Tabakmaterialien haben beim Verlassen der Gefriertroekhungö·* Vorrichtung 114 einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt (im ällge» meinen Weniger als 4$), als dies vor deüi Turgörisieren der Pail war. Polglich ist es vorteilhaft, beide Materialien in eiheh Befeuchter 116 nach dem Gefrier trocknungsvorgang einzüleiteli§ in dem der Feuchtigkeitsgehalt Wiederum auf die giwtüisehtö Möne iföli etwa 10 bis 13$ angehoben werden kann, diö die äniöhließehdi Se» arbeitung des Tabaks erleichtert. Nachdem die Stiele und die Blattbereiohe angefeuchtet Worden sind» werden die Stiele auf herkömmliche Art durch eine Walze 118 gewalkt ,uiüä abgeflacht und durch eine Schneidvorrichtung 120 geschnitten, so daß sie den geschnittenen Blattbereichen der Tabakblätter ähnlich sehen» Die geschnittenen Stiele werden mit den geschnittenen Slattbereiöheh in einem Mischer 122 gemischt und bilden die endgültige Tabak« mischungj aus der Zigaretten hergestellt werden»

Obwohl ein Teil der wasserlöslichen Feststoffe des TaBäks wänfehd des Turgorisierens der Blattbereiche der Tabakblätter ausgespült worden ist, können diese Feststoffe zumindest tiilWöise Eüfttefc«· gewonnen und durch die Tabakstiele absorbiert Werdeni öo ääß die endgültige Mischung in Beaug auf diese wichtigen Bestandteile

309821/OGie

- 13 nicht in unangemessener Weise anfällt.

309 821 /0648

Claims

- 14 Patentansprüche

Verfahren zur Turgor-Behandlung von Tabak, bei dem der Tabak zunächst in Wasser in einem Behälter getränkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak unmittelbar in Anschluß an die Turgor-Behandlung zum Austragen der überschüssigen Flüssigkeit einem Unterdruck ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak in eine verschlossene Kammer mit Auslässen gebracht wird und daß die Luft soweit aus der Kammer abgesaugt wird, daß das überschüssige Wasser in der Kammer verdampft und das restliche überschüssige V/asser ausstößt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer vor dem Absaugen der Luft Atmosphärendruck vorgesehen wird, wobei anfangs eine Druckdifferenz an dem überschüssigen Wasser in der Kammer liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3*dadurch gekennzeichnet, daß man in der Kammer im oberen Bereich nach dem Tränken des Tabaks mit Wasser ein gasundurchlässiges Gehäuse dicht verschließt und daß man den Luftdruck über Auslässe in der übrigen Kammer absenkt, bis das in der Kammer enthaltene überschüssige Wasser verdampft.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den 'ivbak in einem Trog in eine Vakuum-Kammer bringt, daß man die Kammer evakuiert, daß man Wasser in den Behälter in den Tabak sprüht und diesen durchnäßt, daß man den Luftdruck in der Kammer ansteigen läßt, daß man die Durchlässe zu dem Tabak in der Kammer öffnet, daß man den Luftdruck in der Kammer über Auslässe senkt, bis das überschüssige Wasser in der Kammer beginnt zu verdampfen, daß man die Kammer belüftet bis auf 'Atmosphären-

309821/0648

druck und daß man den Trog mit dem Tabak aus der Vakuum-Kammer entfernt. . -

6» Vorrichtung zur Turgor-Behandlung von Tabak, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 "bis 5, gekennzeichnet durch ,eine Vakuum-Kammer (10, 50) mit Einrichtungen (12, 14, 45, 46; 64» .65) zum-. Evakuieren und Belüften der Kammer, durch einen Trog (26,84) zur Aufnahme einer Tabakmenge und durch den Trog umfassende Einrichtungen (26, 84; 16, 66) zum wahlweisen Einschließen des Tabaks in einem kleinen Raum innerhalb der Kammer, wobei diese Einrichtungen zum-Einschließen des Tabaks auf je einer Seite des Tabaks mit Öffnungen (28; 68, 70) Versehen und auf der anderen Seite des Tabaks- gasundurchlässig sind*

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (28) in dem Trog (26) vorgesehen sind*

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch. Einrichtungen (22, 24,.**; 76,..*) innerhalb der Kammer (10) zum Stützen des Troges (26, 84) und durch Einrichtungen (18, 20; 72, 74) zum Aufbringen einer vorbestimmten Wassermenge auf den Tabak*

9* Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Aufbringen von Flüssigkeit Sprühdüsen (20» 74) innerhalb der Kammer (10) in einer Lage aufweisen, bei der Wasser in den auf den Einrichtungen zum Stützen befindlichen Trog (26, 84) gesprüht werden kann*

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch g e kenn ze i c h η e t, daß die Einrichtungen zum Einschließen des Tabaks ein Gehäuse (16, 66) mit einer Bodenwand umfassen, die mit einer Anzahl von Öffungen (38^ '68) versehen ist, und daß die Sprühdüsen (20, 74) innerhalb des Gehäuses vorgesehen sind.

309821705*8

224108A

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützeinrichtungen (22, 54; 76) für den Trog (26, 84) derart verstellbar sind, daß der Trog zwischen einer Stellung in unmittelbarer Nähe und dichter Verbindung mit der Bodenwand des Gehäuses (16, 66) und eir.er von dieser entfernten Stellung hin- und herbewegt werden kann.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, g e k e η η zeichnet durch Einrichtungen zum öffnen und Schließen der Öffnungen in dem Trog (26, 84).

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Hand (43, 85) in dichte Verbindung mit dem Gehäuse (16, 66) in dessen oberer Stellung gebracht werden kann, und daß das Gehäuse mit einem federnden, ringförmigen Flansch (42, 86) zum Anschlagen des Randes des Troges versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum öffnen und Schliessen der Öffnungen (28) des Troges (26) eine bewegliche Platte (30) umfassen, deren Größe und Form im wesentlichen der Fläche des Troges entspricht.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11,.gekennzeichnet durch Pfosten (56) für die Kammer (10), Stützachsen (52), die die Pfosten mit der Kammer verbinden und Stützlager (54), die mit den Stützachsen verbunden sind und eine Drehung der Kammer um annähernd 180° ermöglichen.

I6_e Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (68) in dem Ge-

tl'i

häuse (66) an einer Stelle vorgesehen sind, bei der die Flüssigkeit in dem Trog (84) durch die Öffnungen austritt, wenn die Kammer (15) in der umgekehrten Stellung ist.

17. Verfahren zur Behandlung von Tabak, bei dem Tabakblätter ge-

30982 1/0648

schnitten und in einen Trog gebracht werden, und bei dem Wasser zur Turgorisierung des Tabaks hinzugegeben, der turgorisierte Tabak gefroren und gefriergetrocknet wird, d a el ure α gekennzeichnet, daf3 der Trog mit dem Tabak unmittelbar angrenzend an die Turgorisierung unter Vakuum gebracht wird.

Ί8. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein Füllmaterial mit dem aus dem Tabakm^terial abgezogenen Wasser turgorisiert, gefriergetrocknet und dem gefriergetrockneten Tabak zugesetzt wird.

19· Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial Tabakstiele umfaßt.

20. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 17 bis'19, gekennzeichnet durch eine Vakuum-Kammer (10, 50) zum Turgorisieren von Tabak, Einrichtungen zum Abziehen überschüssigen Wassers aus dem Tabak, Einrichtungen (108) zum Sammeln und Zuführen' trockener Tabakstiele; Einrichtungen (104, 105) zum Besprühen der Tabakstiele mit der aus der Vakuum-Kammer (10, 50) abgezogenen Flüssigkeit, Einrichtungen (112) zum Einfrieren der durchfeuchteten Tabakstiele und des turgorisierten Tabaks, Einrichtungen (114) zum Gefriertrocknen der Tabakstiele und des Tabaks, und Einrichtungen (122) zum Mischen der gefriergetrockneten Tabakstiele und des gefriergetrockneten Tabaks.

ο Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch Einrichtungen (118, 120) .zum Walzen und Schneiden der gefriergetrockneten Tabakblätter vor dem Vermischen mit dem gefriergetrockneten Tabak.

309821 /0648