DE2358611A1

DE2358611A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausformen eines breies zu rauchbaren fasern

Info

Publication number: DE2358611A1
Application number: DE2358611A
Authority: DE
Inventors: Monique Dr Beringer; Paul Dr Buchmann; Heinz Spoerri
Original assignee: Tamag Basel AG
Current assignee: Tamag Basel AG
Priority date: 1972-12-21
Filing date: 1973-11-24
Publication date: 1974-06-27
Also published as: GB1402510A; DE2358611B2; US3872870A

Description

7.12.1972 TAMAG BASEL AG., Basel /Schweiz, Elisabethenstraße 2

Verfahren und Vorrichtung zum Ausformen eines Breies zu rauchbaren Pasern

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Ausformen eines Breies zu rauchbaren Fasern durch Ausformen der Fasern in einen nach oben blasenden Gasstrom, in welchem die feucht ausgeformten Fasern" durch Trocknen verfestigt werden und eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art werden die Fasern von oben in die Wirbelkammer eingegeben und fallen im entgegenströmenden Warmluftstrom getrocknet unten aus der nach unten offenen Wirbelkammer heraus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine-Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Flocken den trocknenden Gasstrom, bei dem es sich.vorzugsweise um einen Warmluftstrom handelt, erst verlassen können, wenn sie hinreichend getrocknet sind.

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Das erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die trockenen Pasern von den noch feuchten Fasern getrennt werden, indem nur die leichtgewordenen trockenen Fasern durch den Gasstrom nach oben ausgeschieden werden.

Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß die getrockneten Fasern .leichter sind, als die noch feuchten. Demzufolge werden die getrockneten Fasern bevorzugt von dem Gasstrom beziehungsweise Warmluftstrom gegen die Wirkung der Schwerkraft nach oben getragen und können oben ausgeschieden werden, wohingegen die noch feuchten Fasern, bedingt durch ihr höheres Gewicht, im unteren Bereich der Gasströmung verharren und wenn sie einmal zufällig in höhere Bereiche geraten, sofort wieder zurückfallen, bis sie schließlich hinreichend getrocknet sind und leicht genug geworden sind, um nach oben ausgeschieden werden zu können.

Eine Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Fasern, während sie durch Ausformen entstehen, von Gasströmung umströmt werden, die in der gleichen Richtung, wie der sich zu den Fasern ausformende Brei strömt. Bei dieser Weiterbildung werden die Fasern im kritischen Moment ihrer Entstehung sofort von der Gasströmung umspült und dabei mindestens äußerlich angetrocknet, so daß sie in ihrer durch das Auspressen aus der Düse erzielten langgestreckten Form verbleiben. Sie werden auch durch diese Strömung gestreckt von der Düse fortgeführt und gehindert, mit den Nachbarfa-' sern zu verkleben. Durch die, die entstehenden Fasern umspülende Gasströmung werden die Fasern, wenn sie eine bestimmte Länge erreicht haben, von der Düse abgerissen und man kann die Betriebsbedingungen leicht so wählen, daß die Fasern dann von vornherein in der endgültig gewünschten Länge entstehen.

Den Abrißmoment kann man auch von vornherein bestimmen, indem man die. die entstehenden Fasern umströmende Gasströmung pulsieren läßt und/oder die Druckbelastung des Breies, mit der dieser der Extruderdüse zugeführt wird, pulsieren läßt.

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außerdem ·

Es ist/Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Ausübung des erfinderischen Verfahrens auszugestalten, bei der auf einfache Weise die fertig getrockneten Pasern ausgeschieden werden, so daß sie zu rauchbaren Artikeln weiterverarbeitet werden können. Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens, aufweisend eine von unten nach oben von einem Grasström durchsetzte Wirbelkammer, in die eine an einen Breivorrat und eine Druckbelastung für diesen Brei angeschlossene mehrere Breiaustrittsöffnungen aufweisende Extruderdüse gerichtet ist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderdüse unten in der Wirbelkammer nach oben gerichtet angeordnet ist und daß die oben in der Wirbelkammer angeordnete Austrittsöffnung für die Gasströmung in einen Fasernabscheider mündet, der die von dem austretenden Gasstrom mitgeführten Pasern nach unten herausfällen läßt, während die Gasströmung in anderer Richtung abgezogen wird.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. - ■ ■ ,

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In der Zeichnung zeigt :

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung

nach der Erfindung, und

Figur 2 die Wirbelkammer aus Figur 1 im Schnitt II,

wobei der Schnitt nur zur Hälfte dargestellt ist.

In der Zeichnung ist allgemein mit 6o eine Wirbelkammer bezeichnet, deren Gehäuse 61 sich nach oben rotationssymmetrisch zur Achse erweitert. Der untere Teil der Wirbelkammer ist als Extruderdüse ausgebildet, deren Düsenmundstück eine Bodenplatte 64 ist, die einen Hohlraum 65 abteilt und eine Vielzahl von Breiaustrittsöffnungen 66 aufweist, zwischen denen Preßluftöffnungen 67 angeordnet sind, und zwar, wie aus Figur 2 ersichtlich, so, daß jeder Breiaustrittsöffnung 66 mindestens eine Preßluftöffnung 67 benachbart ist. Die Breiaustrittsöffnungen 66 einerseits und die Preßluftöffnungen andererseits sind gleichmäßig über die Bodenplatte 64 verteilt und die Bohrungsachsen dieser Öffnungen erstrecken sich parallel zur Mittelachse 62. Die Breiaustrittsöffnungen gehen von dem Hohlraum 65 aus, während die Preßluftöffnungen über Rohrstutzen 68 an eine im Hohlraum 65 untergebrachte Preßluftringleitung 69 angeschlossen sind, die ihrerseits über einen aus dem Hohlraum herausgeführten Stutzen 7o unter Zwischenschaltung eines Impulsgebers 71 an die Druckseite des Preßluftgebläses 72 angeschlossen ist, das über einen Lufterhitzer 75 Luft aus der Atmosphäre ansaugt. Der Hohlraum 65 ist über einen Breizuführungsstutzen 74 an die Druckseite einer Breipumpe 75 angeschlossen, die Brei aus einem Breivorrat 7.6 abzieht und mit Druck in den Hohlraum 65 pumpt. Mit 77 ist ein Impulsgeber bezeichnet, der an die Pumpe 75 angeschlossen ist und der Druckbelastung des Breies Druckimpulse überlagert.

Es sind zwei Kränze von Luftdüsen 78, 79 vorgesehen, die, von der äußeren Atmosphäre ausgehend, in das Innere der Wirbelkammer führen, und zwar, wie für die Düsen 78 aus Figur 2 ersichtlich, gerichtet mit einheitlichem Drehsinn, bezogen auf die Achse 62 entsprechend den Pfeilen 86, die in Figur 2 eingezeichnet sind. Im

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oberen Bereich der Wirbelkammer ist eine Luftaustrittsöffnung 80 angeordnet, an die sich tangential in Richtung der, gemäß den Pfeilen 86 kreisenden Strömung, ein Rohrstutzen 81 anschließt, der zu einem Fasernabscheider 82 führt. Der Fasernabscheider 82 besteht im wesentlichen aus einem T-förmig an den Rohrstutzen 81 angeschlossenen . RohrStücks 83, das sich senkrecht erstreckt und nach unten offen ist, so daß dort die vom Luftstrom transportierten getrockneten Fasern 84 zur Weiterverarbeitung herausfallen können, während das obere Ende an die Sogseite eines druckseitig ins Freie führenden Gebläses 85 angeschlossen ist. Die Druckseite dee Gebläses 85 kann an die Sogseite des Lufterhitzers 73 und/oder außen an die Luftdüsen 78, 79 angeschlossen sein. Mit 89 ist ein Zusatzstoff vorrat, der zum Beispiel mit Glyzerin gefüllt ist, bezeichnet,

aus dem eine Pumpe 87 flüssigen Zusatzstoff über ein im Rohrstutzen 81 angeordnetes Düsensystem 88 auf die schon festen Tabakfasern bläst und diese samit beschichtet.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende. Beim Betrieb wird, angetrieben durch die Pumpe 75, Brei in den Hohlraum 65 getrieben und aus den Breiaustrittsöffnungen 66 in kleinen Strängen herausgepreßt, gleichzeitig wird, angetrieben durch das Gebläse 72, Warmluft durch die Luftaustrittsöffnungen 67 ausgetrieben, die die sich .b@im Austritt des Breies aus den Breiaustrittsöffnungen 66 gerade bildenden Fasern umspült und aufrecht, also etwa parallel zur Achse 62 hält und schließlich mitreißt, wobei der Abriß durch die Impulstakte des Impulsgebers 77 und/oder des Impulsgebers 71 bestimmt wird« Einer der Impulsgeber 71 und 77 ist entbehrlich, man kann auch auf beide Impulsgeber verzichten, dann reißen die ,gebildeten · Fasern statistisch ab, wenn sie eine gewisse von den Betriebsbedingungen der Breikonsistenz und der Geometrie der Düse abhängige Länge erreicht haben. Aus den Düsen 78 und 79 tritt Luft in die · Wirbelkammer ein, angesaugt durch das· Gebläse 85 _t die in Form eines Zyklons um die Achse 62 nach oben strömt. Am intensivsten ist die Strömung im unteren Bereich der Kammer, weil die Kammer dort am engsten ist. Die noch feuchten, schweren'Fasern werden von diesen Strömungen mitgerissen und ein Stück angehoben und herumgevrirbelt

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bis sie schließlich trocknen und dann, da sie inzwischen leichter geworden sind, ganz nach oben mitgerissen und verlassen mit der Luftströmung durch den Stutzen 81 die Wirbelkammer. Die Fasern 84 fallen aus dem Faserabscheider 82 nach unten heraus, während die Luft nach oben durch das Gebläse 85 abgesaugt wird.

Man kann die Wandung des Gehäuses 61 beheizbar ausgestalten und/ oder innen an der Wandung Wärmestrahler, zum Beispiel Infrarotstrahler anbringen, um die Trocknung der in der Wirbelkammer herumfliegenden Fasern zu begünstigen. Man kann die Zusatzstoffe statt über das Düsensystem 88 im Rohrstutzen 81 oder zusätzliche zu demselben auch innerhalb der Wirbelkammer 60 vorzugsweise im unteren Bereich derselben einblasen. Den Luftdurchsatz durch die Wirbelkammer 60 steuert man zweckmäßig in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgrad der zu trocknenden Fasern, so daß, wenn die Fasern sehr feucht sind, die Verweilzeit derselben in der Wirbelkammer entsprechend höher ist.

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Die Erfindung ist anwendbar bei der Herstellung von rauchbaren Fasern aus Tabak oder Tabakabfällen und auch unter Verwendung beziehungsweise unter Mitverwendung von Pflanzen die keine Tabakpflanzen sind - sogenannte Nichttabakpflanzen -. Für beide Anwendungsmöglichkeiten wird nachfolgend ein Beispiel angegeben.

Verfahrensbeispiel 1

1000 Gramm Weizenkrüsch, 1000 Gramm Weizenstroh, 1000 Gramm Reisspreu, 1000 Gramm Haferstroh, 500 Gramm Kokosnusschalen mit Fasern und 500 Gramm Kakaonusschalen werden trocken gemahlen, mit 15 Liter Wasser aufgeschlämmt und die Aufschlämmung wird nassgemahlen bei einer Temperatur von höchstens + 60 Grad Celsius.

In die so entstandene Aufschlämmung werden folgende Komponenten eingegeben: 50 Gramm Magnesiumformiat, 300 Gramm Weinsäure, 100 Gramm Kaliumnitrat, 400 Gramm Diammoniumhydrogenphosphat, 7,5 Gramm Vanillin, 400 Gramm Calciumcarbonat, 450 Gramm flüssiges Paraffin,' 900 Gramm NaCMC, 200 Gramm Rohpektin, 150 Gramm 40-prozentiges Glyoxal, '100 Gramm Glyzerin, 650 Gramm Diäthylenglycol, 850 Gramm Fruchtkonzentrat, 500 Gramm Invertzucker, und 50 Gramm Kaffeebohnenrückstand und die so entstandene Mischung wird in einer Knetmaschine zu einem homogenen Brei geknetet.

Der auf diese Weise hergestellte Brei wird in den Breivorratsbehälter 76 gemäß Figur .1 eingefüllt und wie im Text zur dargestellten Zeichnung beschrieben zu Fasern ausgeformt* Die Pumpe 87 ist dabei nicht in Betrieb. ( NaCMC = Natriumcarboxymethylcellulose )

Verfahrensbeispiel 2.

5000 Gramm Naturtabakabfälle werden trockengemahlen, mit 15 Liter Wasser aufgeschlämmt und die Aufschlämmung wird nassgemahlen bei einer Temperatur von höchstens + 60 Grad Celsius.

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In die so entstandene Aufschlämmung werden folgende Komponenten eingegeben: 50 Gramm Magnesiumformiat, 500.Gramm NaCMC, 200 Gramm Glyzerin und 100 Gramm 40-prozentiges Glyoxal und die so entstandene Mischung wird in einer Knetmaschine zu einem homogenen Brei geknetet. Der auf diese Weise hergestellte Brei wird in den Breivorrat sbehält er 76 gemäß Figur 1 gefüllt und wie im Text zur dargestellten Zeichnung beschrieben zu Fasern ausgeformt. Die Pumpe ist dabei in Betrieb und der Zusatzstoffvorrat 89 ist mit Glyzerin gefüllt, das auf die Fasern gesprüht wird.

Alle Gewichtsangaben in den Beispielen beziehen sich auf die Breibestandteile mit ihrem natürlichen Wasser- beziehungsweise Kristallwassergehalt .

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Claims

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ANSPRÜCHE

Verfahren zum Ausformen· eines Breies zu rauchbaren Fasern durch Ausformen der Fasern in einen nach oben blasenden Gasstrom, in welchem die feucht ausgeformten Fasern durch Trocknen verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die trockenen Fasern von den noch feuchten Fasern getrennt werden, indem nur¹ die leichtgewordenen trockenen Fasern durch den Gasstrom nach oben ausgeschieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchten Fasern, während sie durch Ausformen entstehen, von Gasströmung umströmt werden, die in der gleichen Richtung, wie der sich zu den Fasern ausformende Brei strömt. . .
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine von unten nach oben von einem Gasstrom durchsetzte Wirbelkammer, in die eine an einen Breivorrat und eine Druckbelastung für diesen Brei angeschlossene mehrere Breiaustrittsöffnungen aufweisende Extruderdüse gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderdüse ( 63 ) unten in der Wirbelkammer ( 60 ) nach oben gerichtet angeordnet ist und daß die oben in der Wirbelkammer angeordnete Austrittsöffnung ( .80 ) für die -Gasströmung in einen

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Fasernabscheider (82 ) mündet, der die von dem austretenden Gasstrom mitgefübrten Pasern nach unten herausfallen läßt, während die Gasströmung in anderer Richtung abgezogen wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eintritt der Gasströmung in die Wirbelkammer ( 60 ) meh-

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rere Gaseintrittsöffnungen/vorgesehen sind, die im unteren Bereich der Wirbelkammer (60 ) münden und von denen mindestens einige zwischen den Breiaustrittsöffnungen ( 66 ) der Extruderdüse ( 63 ) und in den gleichen Strahlbereich wie diese ausstoßend angeordnet sind.

5· Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckgasdüsen ausgebildete Eintrittsöffnungen/für die Gasströmung mit einheitlichem Drehsinn, bezogen auf die vertikale Mittelachse ( 62 ) der Wirbelkammer ( 60 ) gerichtet, in diese mündend, im unteren Bereich-der Wirbelkammer angeordnet sind.

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ORIGINAL INSPECTED