DE2446899A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausdehnen von tabak - Google Patents

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Patentanwälte 2 A 46899

Dr. Ing. Waiter Abstz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-Α Brauns ^ ι.οια. 1S

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PHILIP MORRIS INCORPORATED 100 Park Avenue, New York, New York 10017, V.St.A,

Verfahren und Vorrichtung zum Ausdehnen von Tabak

Man hat auf dem Tabakgebiet seit langem erkannt, dass ein Ausdehnen des Tabaks zur Erhöhung seiner Masse oder seines Volumsns zweckmässig ist. Das Ausdehnen des Tabaks hat sich aus verschiedenen Gründen ergeben. Zu einem der frühen Zwecke der Tabakausdehnung gehörte ein Ausgleich des Gewicht sverlusts, den der Prozess der Tabaktrocknung verursacht. Ein anderer Zweck war die Verbesserung der Rauchcharakteristiken spezieller Tabakkomponenten, nämlich von Tabakrippen. Es ist auch als erwünscht erschienen, das Füllvermögen von Tabak zu erhöhen, so dass sich mit einer kleineren Menge an Tabak ein Rauchartikel, wie eine Zigarette, fertigen lassen würde, der die gleiche Festigkeit haben und doch weniger Teer und Nikotin als der vergleichbare Rauchartikel ergeben würde, der aus nicht ausgedehntem Tabak mit dichterer Tabakfüllung erhalten wird.

Zum Ausdehnen von Tabak sind verschiedene Methoden empfohlen worden, einschliesslich der Imprägnierung von Tabak unter

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Druck mit einem Gas und nachfolgenden Druckentlastung, wodurch das Gas eine Ausdehnung der Tabakzellen unter Erhöhung des Volumens des behandelten Tabaks herbeiführt. Zu anderen Methoden, die angewand·*" oder empfohlen worden sind-j. gehört die Behandlung von Tabak mit verschiedenen Flüssigkeiten, wie Wasser oder relativ flüchtige, organische Flüssigkeiten zur Imprägnierung des Tabaks mit diesen, worauf die Flüssigkeiten zur Ausdehnung des Tabaks abgetrieben werden. Zu weiteren empfohlenen Methoden hat die Behandlung von Tabak mit Feststoffen geführt, die sich beim Erhitzen zur Bildung von Gasen zersetzen, welche zum Ausdehnen des Tabaks dienen. Zu anderen Methoden gehört die Behandlung von Tabak mit gashaltigen Flüssigkeiten, wie kohlendioxidhaltigem Wasser, unter Druck, um dem Tabak das Gas einzuverleiben; wenn man den mit ihnen imprägnierten Tabak erhitzt oder den auf ihm lastenden Druck vermindert, wird hierdurch der Tabak ausgedehnt. Es sind noch weitere Techniken zur Tabakausdehnung entwickelt worden, bei denen eine Behandlung des Tabaks mit Gasen erfolgt, die unter Bildung fester, chemischer Reaktionsprodukte in dem Tabak reagieren, welche dann thermisch zur Bildung von Gasen in dem Tabak zersetzbar sind, die bei ihrer Freisetzung die Tabakausdehnung herbeiführen. Speziell gehören zum Stand der Technik:

Die 1931 erschienene US-PS 1 789 4-35, in der ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Expandierung des Volumens von Tabak zwecks Ausgleich des Gewichtsverlusts beschrieben sind, der sich beim Trocknen des Tabakblatts ergibt. Der getrocknete und konditionierte Tabak wird hierzu mit einem Gas, das Luft, Kohlendioxid oder Wasserdampf sein kann, unter Druck zusammengebracht und dann der Druck entlastet, wodurch der Tabak eine Tendenz zum Sichausdehnen zeigt. Wie in der Patentschrift ausgeführt, kann das Tabakvolumen durch jenen Prozess um etwa 5 bis 15 % erhöht werden.

Nach dem "Alien Property Custodian Document" 304- 214 aus dem Jahre 194-3 kann Tabak unter Verwendung eines Hochfrequenz-

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generators ausgedehnt werden, unterliegt aber der Ausdehngrad, der ohne nachteile Beeinflussung der Tabakqualität erreichbar ist, Begrenzungen.

Me US-PS 2 596 183 aus 1952 beschreibt ein Verfahren zur Erhöhung des Volumens von geschnittenem Tabak durch Zugabe von weiterem Wasser zum Tabak, um dessen Quellen herbeizuführen, und danach Erhitzen des feuchtigkeitshaltigen Tabaks, wodurch die Feuchtigkeit verdampft und der anfallende Dampf zur Ausdehnung des Tabaks führt.

Eine Reihe auf einen der Miterfinder der vorliegenden Erfindung zurückgehender Patente aus 1968, speziell die US-PS 3 409 022, 3 409 023, 3 409 027 und 3 409 028, bezieht sich auf verschiedene Prozesse zur Verbesserung der Brauchbarkeit von Tabakrippen für den 'Einsatz in Rauchartikeln, wozu die Rippen unter Anwendung verschiedener Arten von Wärmebehandlung oder Mikrowellen-Energie Ausdehnbehandlungen unterwoifen werden.

Die US-PS 3 425 425 der vorliegenden Anmelderin bezieht sich auf den Einsatz von Kohlehydraten zur Verbesserung der Blähung von Tabakrippen. Bei diesem Prozess werden Tabakrippen in einer wässrigen Lösung von Kohlehydraten getränkt und dann zum Blähen erhitzt. Die Kohlehydratlösung kann auch organische Säuren und/oder gewisse Salze enthalten, die zur Verbesserung des Aromas und der Raucheigenschaften des Rippengutes dienen.

Eine Beschreibung und Zusammenfassung von Tabakbläh- oder -ausdehnmethoden bzw. Untersuchungen über das Ausdehnen und Manipulieren von Tabak zur Senkung der Kosten und auch Herabsetzung des "Teer"-Gehalts durch Reduzierung bei der Rauchabgabe findet sich in einem Artikel von P.S. Meyer im

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"Tobacco Reporter", November 1969. In diesem Artikel ist das Blähen von Tabak nach, verschiedenen Methoden erwähnt, einschliesslich des Einsatzes von Halogenkohlenwasserstoffen, des Arbeitens bei Niederdruck oder im Vakuum oder auch der Hochdruck-Vasserdampf-Behandlung, die zur Blattausdehnung vom Zelleninneren her führt, wenn der Aussendruck plötzlich entlastet wird. Der Artikel erwähnt auch das Gefriertrocknen von Tabak, das auch zur Erzielung einer Volumenvergrösserung Anwendung finden kann.

Seit Veröffentlichung des obengenannten Artikels ist eine Reihe von Tabakausdehntechniken, einschliesslich der einen oder anderen in jenem Artikel beschriebenen Techniken, in Patentschriften und/oder veröffentlichten Patentanmeldungen beschrieben worden, z. B. in:

US-PS 3 524 452 und 3 524 451 aus 1970, die sich auf das Ausdehnen von Tabak unter Verwendung einer flüchtigen, organischen Flüssigkeit, wie eines Halogenkohlenwasserstoffs, beziehen.

US-PS 3 734 104 der vorliegenden Anmelderin aus 1973» die ein spezielles Verfahren zum Ausdehnen von Tabakrippen betrifft.

US-PS 3 710 802 aus 1973 und GB-AS 1 293 735 aus 1972, die sich beide auf Gefriertrocknungsmethoden zum Ausdehnen von Tabak beziehen.

ZA-Anmeldung 70/8291 und 70/8282, die sich auf die Tabakausdehnung unter Verwendung von chemischen Verbindungen beziehen,, die sich sur Bildung eines Gases zersetzen, oder inerten Lösungen eines Gases unter Druck, um das Gas in Lösung zu kalten«, bis es zur Tabakimprägnierung gelangt»

US-PS 3 771 533 aus 1973 eier vorliegenden Anmelderin, nach der eine Behandlung von Tabak mit Kohlendioxid- und Ammoniakgas erfolgt, wodurch der Tabak mit diesen Gasen gesättigt

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und in situ Ammoniumcarbonat gebildet wird. Das Ammoniumcarbonat wird danach thermisch zersetzt, um die Gase in den Tabakzellen freizusetzen und die Ausdehnung des Tabaks herbeizuführen.

Ungeachtet all der obenbeschriebenen Entwicklungen wurde bisher noch kein voll zufriedenstellendes Verfahren gefunden. Als Schwierigkeit bei den verschiedenen, früheren Vorschlägen zur Tabakausdehnung ergibt sich, dass in vielen Fällen das Volumen nur leicht oder bestenfalls massig erhöht wird, wofür die durch Gefriertrocknung maximal erreichte Ausdehnung von 15 % ein Beispiel ist, wobei diese Art von Behandlung die Nachteile hat, eine verwickelte und kostspielige Apparatur zu erfordern und ganz wesentliche Kosten zuverursachen. Bei den Vorschlägen, zum Ausdehnen von Tabakrippen Wärmeenergie, Infrarot oder 'Mikrowellen-Strahlungsenergie heranzuziehen, besteht die Schwierigkeit, dass zwar Rippengut auf diese Erhitzungsmethoden anspricht, aber Tabakblattgut sich nicht allgemein als auf diese Art von Prozess wirkungsvoll ansprechend erwiesen hat.

Der Einsatz spezieller Ausdehnmittel, z. B. von Halogenkohlenwasserstoffen, wie sie in dem obengenannten Artikel zum Ausdehnen von Tabak erwähnt sind, stellt ebenfalls nicht vollständig zufrieden, da diese Substanzen sich allgemein verflüchtigen oder entfernt werden müssen, nachdem der Tabak ausgedehnt wurde. Die Einführung von Materialien, die für Tabak Fremdstoffe darstellen, in beträchtlicher Konzentration bietet das Problem der Entfernung des Ausdehnmittels nach Abschluss der Behandlung, um eine nachteilige Beeinflussung des Aromas und anderer Eigenschaften des Rauchs auf Grund der eingesetzten Premdsubstanzen oder einer Entwicklung bei der Verbrennung des behandelten Tabaks zu vermeiden.

Der Einsatz von Pestchemikalien zur Bildung eines Gases bei Zersetzung hat sich nicht als genügend erwiesen, was darauf

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beruhen könnte, dass sich die Chemikalien den Tabakzellen nicht einverleiben lassen.

Auch die Verwendung kohlensäurebehandelten Wassers hat sich nicht als wirksam erwiesen.

Das mit Ammoniak- und Kohlendioxidgasen arbeitende Verfahren stellt eine Verbesserung gegenüber den früher beschriebenen Methoden dar, ist aber nicht voll zufriedenstellend und kann unter gewissen Umständen zu unerwünschter Abscheidung von Ammoniumcarbonat während des Prozesses führen.

Mit dem Verfahren gemäss der Erfindung unter Einsatz von flüssigem Kohlendioxid (wie nachfolgend beschrieben) werden, wie sich gezeigt hat, die Nachteile der Verfahren des Standes der Technik überwunden und steht ein verbesserter Prozess zum Ausdehnen oder Expandieren von Tabak zur Verfugung.

Kohlendioxid ist schon in der Nahrungsmittelindustrie als Kühlmittel verwendet und in jüngerer Zeit als Extraktionsmittel für Aromastoffe von Nahrungsmitteln empfohlen worden. Es ist auch in DT-OS 2 14-2 205 für den Einsatz - in gasförmiger oder flüssiger Form - zur Extraktion aromatischer . Stoffe aus Tabak-beschrieben worden. Es gibt jedoch in Verbindung mit diesen Anwendungen keine Anregung, flüssiges Kohlendioxid zur Ausdehnung dieser Materialien zu verwenden.

Das Verfahren gemäss der Erfindung zum Ausdehnen von Tabak arbeitet mit flüssigem Kohlendioxid als Ausdehnmittel. Der Tabak wird mit flüssigem Kohlendioxid zusammengebracht, um ihn gründlich mit dem flüssigen Kohlendioxid zu imprägnieren, vorzugsweise bei Bedingungen, die kein Gefrieren der Feuchtigkeit in dem Tabak erlauben. Der kohlendioxidimprägnierte Tabak wird auf einer Temperatur von nicht unter etwa -2° C und bei solchen Bedingungen in Form von Temperatur und erhöhtem Druck gehalten, dass sich das gesamte oder im wesent-

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lichen das gesamte mit dem Tabak in Kontakt stehende Kohlendioxid in flüssiger Form befindet. Nachdem die Imprägnierung beendet ist, wird jegliches überschüssige flüssige Kohlendioxid, das mit dem Tabak vorliegen kann, von dem Tabak entfernt. Durch Vermindern des erhöhten Drucks wird dann das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid in dem Tabakgefüge übergeführt. Der anfallende, festes Kohlendioxid enthaltende Tabak wird dann Temperatur- und Druckbedingungen unterworfen (vorzugsweise rasch bei Atmosphärendruck erhitzt) die zur Verdampfung des festen Kohlendioxids und der sich als Folge einstellenden Ausdehnung des Tabaks führen, um einen Tabak von geringerer Dichte und erhöhtem Volumen zu erhalten.

Die Erfindung stellt ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des obigen Verfahrens zur Verfügung, die einen Druckbehälter aufweist, in dem die Imprägnierung des Tabaks bewirkt wird und der mit Einrichtungen zur Regelung oder Steuerung des Zutritts und Abziehens von Tabak und flüssigem Kohlendioxid zu bzw. von dem Behälter und Belüften desselben zwecks Überführung des flüssigen in festes Kohlendioxid und, wenn gewünscht, zur Herbeiführung einer Verdampfung des festen Kohlendioxids zwecks Bewirkung der Ausdehnung des Tabaks versehen ist.

Die Erfindung ist nachfolgendv im einzelnen beschrieben.

Die Erfindung ist allgemein auf ein Verfahren zur Ausdehnung oder Expandierung von Tabak unter Verwendung eines leicht verfügbaren, relativ wohlfeilen, nichtbrennbaren und nichttoxischen Ausdehnmittels und speziell auf die Herstellung eines ausgedehnten Tabakprodukts von wesentlich herabgesetzter Dichte gerichtet, bei dem man Tabak unter Druck mit flüssigem Kohlendioxid imprägniert, das flüssige Kohlendioxid in situ in festes Kohlendioxid überführt - was sich durch . rasches Entlasten des Drucks bewirken lässt - und danach Verdampfung des festen Kohlendioxids und Expandieren des Tabaks durch

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dasselbe herbeiführt, was sich durch Einwirkenlassen von Wärme, Strahlungsenergie oder ähnlicher energieerzeugender Bedingungen, welche eine rasche Verdampfung des in dem Tabak befindlichen, festen Kohlendioxids verursachen, auf den imprägnierten Tabak bewirken lässt.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung kann man getrocknetes, ganzes Tabakblatt, Tabak in geschnittener oder gehackter Form, oder ausgewählte Teile des Tabaks, wie Tabakrippen oder auch rekonstituierten Tabak behandeln. In zerkleinerter Form kann der zu imprägnierende Tabak eine Teilchengrösse entsprechend etwa 20 bis 100 Maschen (Sieben mit einer lichten Maschenseite von 0,84- bzw. 0,14-9 mm unter Umrechnung nach der US-Sieve-Siebreihe) haben, wobei seine Teilchengrösse aber vorzugsweise nicht unter etwa $0 Maschen (0,59 nun) liegt. Das behandelte Material kann in relativ trockner Form vorliegen oder den natürlichen Feuchtigkeitsgehalt von Tabak oder auch höheren Gehalt haben. Im allgemeinen wird der zu behandelnde Tabak .einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens etwa 8 % (auf das Gewicht bezogen) und unter etwa 50 % haben.

Der Tabak wird im allgemeinen in einer Art und Weise in einen Druckbehälter eingebracht, die sein zweckentsprechendes Eintauchen in bzw. Zusammenbringen mit flüssigem Kohlendioxid gestattet. Man kann z. B. mit einem Drahtnetzbehälter oder einer Plattform arbeiten.

Vorzugsweise wird der tabakhaltige Druckbehälter dann mit Kohlendioxidgas gespült, wobei der SpülVorgang im allgemeinen etwa 1 bis 4 Minuten erfordert. Diese Spülstufe kann aber auch ohne Nachteil für das Endprodukt weggelassen werden. Die Vorteile der Spülung sind die Entfernung von Gasen, die bei einem Kohlendioxidwiedergewinnungsprozess stören könnten, und die Ausspülung von Fremdgasen, die eine volle Durchdringung durch das flüssige Kohlendioxid stören könnten.

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Das bei dem Verfahren gemäss der Erfindung eingesetzte, flüssige Kohlendioxid wird im allgemeinen von einem Vorratsbehälter zugeführt, in dem es auf einem Druck von etwa 15 his 23 atü (215 his 320 Pounds/Quadratzoll Überdruck) und Temperaturen von -20 bis 0° C gehalten wird. Man kann das flüssige Kohlendioxid in den Druckbehälter bei 15 bis 23 atü und -20 bis 0° C einführen, erhitzt es aber vorzugsweise vor der Einführung in den Druckbehälter vor, z. B. mit zweckentsprechenden, um die Zuführleitung herum angeordneten Heizschlangen, insbesondere auf eine Temperatur von etwa 0 bis 25° C und einen Druck von etwa 34· his 64 atü (490 bis 906 Pounds/Quadratzoll Überdruck). Ein Vorerhitzen wird bevorzugt, da sich im Bereich von 4-2 bis 63 atü (600 bis 900 Pounds/Quadratzoll Überdruck) der beste Arbeitsdruck ergibt und da das Vorerhitzen den Erhitzungszyklus im Druckbehälter minimiert. Zu der Zeit, zu der das flüssige Kohlendioxid in den Druckbehälter eingeführt ' wird, liegt im Behälterinneren, einschliesslich des zu behandelnden Tabaks, im allgemeinen eine Temperatur von 0 bis 25° C und ein Druck vor, der zumindest genügt, um das Kohlendioxid in einem flüssigen Zustand zu halten.

Das flüssige Kohlendioxid wird in den Behälter in einer Weise eingeführt, die ihm ein vollständiges Kontaktieren des Tabaks gestattet, und man setzt genügend flüssiges Kohlendioxid ein, um den Tabak vollständig zu sättigen. Dies bedeutet im allgemeinen einen Einsatz von etwa 1 bis 10 Gew.teilen flüssigem Kohlendioxid <je Teil Tabak. Überschüssiges, flüssiges Kohlendioxid ist nicht notwendig, kann aber angewandt werden. Die Temperatur des Tabaks während des Kontaktes mit flüssigem Kohlendioxid soll mindestens -2° C betragen und soll 31° C nicht überschreiten. Während die Erfindung nicht auf irgendeine Theorie beschränkt ist, wird angenommen, dass bei der vorliegenden Erfindung sich solche Bedingungen des Kontaktes zwischen dem Tabak und flüssigem Kohlendioxid ergeben, dass die nichtgebundene Feuchtigkeit in dem Tabak nach dem Kontakt nicht zum Gefrieren gelangt, da dies die richtige Sättigung

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des Tabaks durch das Kohlendioxid verhindern würde, und dass die Temperatur des Tabaks in dem Behälter auf einem Niveau von -2 C oder'darüber gehalten oder innerhalb 2 bis 4- Minuten nach der Einführung des Kohlendioxids in den zu dem Tabak auf jenes Niveau gebracht werden soll. Auf diese Weise wird angenommen, dass es erwünscht ist, Bedingungen vorliegen zu haben, durch die eine gleichzeitige Zurück- bzw. Erhaltung aller oder im wesentlichen aller nichtgebundener Feuchtigkeit vorliegt, die sich in flüssiger Form in dem Tabak befindet. Es wird angenommen, dass die Aufrechterhaltung von Bedingungen derart, dass sich kein Eis bildet, wahrend das flüssige Kohlendioxid mit dem Tabak in Kontakt steht, eine adäquate Penetration des Tabaks durch das flüssige Kohlendioxid sicherstellt. Me Temperatur des flüssigen Kohlendioxids soll während dieser Imprägnierstufe etwa J1° C nicht überschreiten gelassen werden, da sich das Kohlendioxid, um wirksam zu sein, in seinem .Flüssigzustand befinden muss.

Der Druck während der Kontaktierstufe wird vorzugsweise auf etwa 42 bis 63 atü (etwa 600 bis 900 Pounds/Quadratζoll Überdruck) gehalten, indem man den Behälter erhitzt, wozu Heizschlangen oder dergleichen Anwendung finden können.

Der Tabak und das Kohlendioxid können bei diesen Bedingungen 0,5 bis 60 Min. im Kontakt gehalten werden«

Nachdem das flüssige Kohlendioxid den Tabak sättigen konnte, was im allgemeinen einer Gesamtzeit von etwa 0,5 bis 60 Minuten, vorzugsweise etwa 2 bis 4- Minuten entspricht, wird jegliches überschüssige, flüssige Kohlendioxid, das vorliegen könnte, aus dem Behälter ablaufen gelassen, wobei man vorzugsweise die Temperatur- und Druckbedingungen auf den gleichen Niveaus wie während der Kontaktierstufe hält.

Dann wird der Druck in dem Behälter durch Ablassen der Gase entlastet, um den Behälterinhalt auf Atmosphärendruck zu

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bringen. Diese Belüftung soll 0,75 bis 50 Min. erfordern (in Abhängigkeit von der Behältergrösse), aber vorzugsweise nicht mehr als 3 Minuten dauern, worauf die Temperatur im Behälter etwa -85 bis"-95° C beträgt und das flüssige Kohlendioxid in dem Tabak in festes Kohlendioxid übergeführt ist: Der Druck muss nicht auf Atmosphärendruck vermindert werden, sondern es genügt, ihn lediglich auf unter etwa 4,2 atü (etwa 60 Pounds/Quadratzoll Überdruck) zu senken, aber naturgemäss ist dies vom wirtschaftlichen Blickwinkel aus nicht so bevorzugenswert.

Nachdem das Kohlendioxid in dem Tabak in seine feste Form überführt ist, wird der festes Kohlendioxid enthaltende Tabak Expandierbedingungen ausgesetzt, indem man das behandelte Produkt Wärme oder deren Äquivalent unterwirft, um das feste Kohlendioxid zu verdampfen und aus dem Tabak zu entfernen. Man kann hierbei mit heissen Oberflächen oder einem Heissluftstrom oder einer Mischung von Gas und Wasserdampf arbeiten oder andere Energiequellen einwirken lassen, wie Mikrowellen-Strahlungsenergie oder Infrarotstrahlung. Ein zweckbequemes Mittel zum Ausdehnen des festen Kohlendioxid enthaltenden Tabaks besteht darin, diesen in einen Strom erhitzten Gases, wie überhitzten Wasserdampf, zu bringen oder von diesem aufnehmen zu lassen oder in einen turbulenten Luftstrom zu bringen, der z. B. auf etwa 150 bis 260° C (oder auch Temperaturen im Bereich von solch geringen Werten wie 100° C bis derart hohen wie 370° C) gehalten wird, wobei die Behandlungszeit etwa 0,2 bis 10 Sekunden betragen kann. Der imprägnierte Tabak kann auch erhitzt werden, indem man ihn auf ein laufendes Band aufgibt und Infrarot-Erhitzung aussetzt, die Bedingungen in einem Zyklontrockner einwirken lässt, ineinem Turm mit überhitztem Wasserdampf oder einer Mischung von Wasserdampf und Luft zusammenbringt oder dergleichen. Jegliche solchen Kontaktierstufen sollen die Temperatur der Atmosphäre, mit der der Tabak in Kontakt steht, nicht über etwa 370 C erhöhen und vorzugsweise bei etwa

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100 bis 500° C erfolgen und in besonders bevorzugter Weise bei 150 bis 260° C, wenn bei Atmosphärendruck gearbeitet wird.

Wie von der Verarbeitung aller organischen Stoffe her vertraut, kann Übererhitzung zu Schädigung, zunächst der Farbe, wie durch unangemessenes Dunkelwerden, und schliesslich bis zum Grade der Verkohlung führen. Die notwendige und genügende Temperatur und Einwirkzeit für ein Expandieren ohne solche Schädigung ist eine Funktion dieser beiden Variablen wieauch des Unterteilungszustandes des Tabaks. Der imprägnierte Tabak soll auf diese Weise zur Vermeidung unerwünschter Schädigung in der Erhitzungsstufe den höheren Temperaturen, z. B. 370° C, nur für Zeiten in der Grössenordnung von Zehntelsekunden unterliegen.

Eine Arbeitsweise zum Herbeiführen der Ausdehnung der Tabakzellen steht mit der Anwendung der in US-PS 3 4-09 022 oder 3 409 027 beschriebenen Strahlungsmethoden zur Verfugung. Eine andere Methode arbeitet mit einer Wärmepistole, wie einer Pistole der Bauart Dayton oder deren Äquivalent, die mit einer Luftaustrittstemperatur von 190 bis 34-4-° C etwa 0,2 Sekunden bis 4 Minuten eingesetzt wird, wobei man naturgemäss bei den höheren Temperaturen mit den kürzeren Zeiten arbeitet. Der Tabak, der Abkühlung durch die rasche Entwicklung von Gasen unterliegt, erreicht bei dieser Behandlung keine Temperatur von über etwa 140° C. Ein Vorliegen von Wasserdampf während des Erhitzens unterstützt die Erzielung optimaler Ergebnisse.

Ein anderes - gewöhnlich bevorzugtes - System bildet der Einsatz eines Dispersionstrockners, z. B. eines Trockners, der mit allein Wasserdampf oder in Kombination mit Luft betrieben wird. Ein Beispiel für einen solchen Trockner ist der Dispersionstrockner der Bauart Proctor & Schwartz PB. Die Temperatur im Trockner kann im Bereich von etwa 121 bis 371° C

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bei Eontaktzeiten im Trockner von etwa 4 Minuten bei der niedrigsten bis etwa 0,1 bis 0,2 Sekunden bei der höchsten Temperatur liegen. Im allgemeinen arbeitet man bei einer Temperatur des Heissgases von 260 bis 315° C oder etwas darüber mit einer Kontaktzeit von 0,1 bis 0,2 Sekunden. Wie oben erwähnt, können auch andere bekannte Arten der Erhitzung Anwendung finden, so lange diese nur ein Expandieren des imprägnierten Tabaks ohne exzessives Dunkeln herbeizuführen vermögen. Venn in den Heissgasen ein hoher Prozentsatz an Sauerstoff vorliegt, trägt er zum Dunkeln bei; man arbeitet daher beim Einsatz einer Heisswasserdampfmischung vorzugsweise mit einem hohen Anteil (z. B. von über 80 Vol%) an Wasserdampf. Die Gegenwart einer Wasserdampfatmosphäre in. einer Menge von 20 % oder mehr der Heissgas-Gesamtzusammensetzung unterstützt die Erzielung bester Ausdehnung.

Das Verfahren gemäss der Erfindung kann in verschiedenen Formen von Vorrichtungen durchgeführt werden; spezielle Ausführungsformen solcher Vorrichtungen sind später beschrieben.

Wichtig ist, dass die Vorrichtung, in der der flüssiges Kohlendioxid· enthaltende Tabak in festes Kohlendioxid enthaltenden Tabak übergeführt wird, Gase bei erhöhten Drücken, mit derart hohen Werten wie 70 atü und mehr, enthalten kann. Dieser Behälter wird vorzugsweise für den anfänglichen Kontakt des flüssigen Kohlendioxids mit dem Tabak eingesetzt, aber, wenn gewünscht, kann ein solcher Kontakt auch in einem getrennten Behälter durchgeführt und der flüssiges Kohlendioxid enthaltende Tabak dann in den Druckbehälter übergeführt werden. Für den Druckbehälter gibt es zahlreiche Ausbildungen. Vorzugsweise aber soll ein mit Ventil versehener Einlass von einer Quelle flüssigen Kohlendioxids her und ein mit Ventil versehener Auslass am Behälterboden vorgesehen sein, durch den Flüssigkeit ablaufen gelassen werden kann, wobei zusätzlich zur Belüftung ein zweiter, mit Ventil versehener Auslass nahe des Kopfes vorgesehen und, wenn ge-

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wünscht, auch als Teil der Eintrittsleitung zwischen Behälter und Eingangsventil eingefügt werden kann. Notwendig ist eine Einrichtung zum Erhitzen des Behälters, wie äussere Heizschlangen. Eine Anordnung des Behälters auf einer Load-Cell vereinfacht die Bemessung der Kohlendioxidcharge erheblich. Ein in ähnlicher Veise mit Vägeeinrichtung und Heizschlangen ausgestatteter Nebenbehälter ist nicht Bedingung, aber vorteilhaft, da er ein Vorerhitzen einer Charge flüssigen Kohlendioxids von dessen üblicher, niedriger Lagertemperatur von -20° C (wobei ein Druck von etwa 15 atü vorliegen kann) erlaubt. Diese Anordnung unterstützt die Vermeidung der Bildung von festem Kohlendioxid beim Beschicken des Hauptbehälters und verkürzt die Zeit, für die sich ein Verweilen des Tabaks unter dem Gefrierpunkt seiner Feuchtigkeit ergeben könnte. Im Betrieb gibt man die Füllung in den Druckhauptbehälter in einem zweckentsprechenden Halter ein, wie einem Drahtkorb, der über dem Behälterboden aufgehängt wird. Man kann den geschlossenen Behälter dann mit Kohlendioxidgas spülen und die Auslässe schliessen und dann flüssiges Kohlendioxid von der Lagerung, z. B. bei 17,6 atü, her in genügender Menge einführen, um den gesamten in dem Behälter vorliegenden Tabak zu bedecken. Ohne Verzögerung, d. h. innerhalb 3 bis 20 Minuten, wird mit der Heizeinrichtung, z. B. Heizschlangen, die Temperatur erhöht, um den Tabak auf eine Temperatur von mindestens -2° C, aber unter 31° C (kritische Temperatur des Kohlendioxids) zu bringen, und dieser Zustand wird vorzugsweise 1 bis 20 Minuten aufrechterhalten, während die Imprägnierung erfolgt. Überschüssiges flüssiges Kohlendioxid wird dann ablaufen gelassen, indem man den unteren Auslass des Behälters zu einem zweckentsprechenden Speicher oder dergleichen Abführsystem hin Öffnet, und nach Entfernung aller überschüssiger Flüssigkeit aus dem Behälter wird dieser auf Atmosphärendruck belüftet. Der'Tabak, der nun im allgemeinen etwa 5 bis 25 Gew.% festes Kohlendioxid enthält, wird dann einem Vorgang unterworfen, der zur Verflüchtigung des festen Kohlendioxids führt, vorzugsweise durch Entfernen

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des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks aus dem Behälter und Hindurchführen desselben durch eines der verschiedenen verfügbaren Schnellerhitzungssysteme, um Ausdehnung zu erreichen. Vie schon erwähnt, sind für diese Ausdehnung Systeme besonders zufriedenstellend, die einen raschen, turbulenten Kontakt mit dem Heissgas oder Dampf ergeben. Bei richtiger Temperatur- und Einwirkzeit-Lenkung kann das Produkt im expandierten Zustand mit dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt, wie von 8 bis 12 %, gewonnen werden, so dass es nur einer geringen oder keiner Wiedereinstellung bedarf, wie sie bei Produkten vieler Ausdehnprozesse erforderlich ist.

Beispielhafte Ausführungsformen von Vorrichtungen, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung Verwendung finden können, sind in den Zeichnungen dargestellt, in denen zeigt:

Fig. 1 im Aufriss, zum Teil gebrochen, eine Form einer Apparatur, in der Tabak gemäss der Erfindung ausgedehnt werden kann,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1,

Fig. J im Aufriss einen Drahtkorb, in dem Tabak aufgenommen werden kann, wobei der Korb seinerseits in der Apparatur nach Fig. 1 aufgenommen wird,

Fig. 4 und 4a im Aufriss an Vorder- bzw. Hinteransichten eine etwas andere Form einer Vorrichtung, bei welcher der Druckbehälter um eine feststehende Achse drehbar angeordnet ist, um eine innige Vermischung des flüssigen Kohlendioxids und des Tabaks während der Imprägnierung wie auch Verdampfung des festen Kohlendioxids während der Tabakausdehnung zu erleichtern, und

Fig. 5 eine weitere, alternative Form einer Vorrichtung, bei der im Druckbehälter eine Mischereinheit vorgesehen ist, um eine gleichmässige Verteilung des flüssigen Kohlendioxids und dessen innige Vermischung mit dem Tabak zu erleichtern, wobei

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die Mischerwelle ferner mit einem Zentraldurchlass und Verteileröffnungen zur Abgabe von Wasserdampf und/oder Heissluft während der Ausdehnstufe versehen ist.

In der folgenden Beschreibung sind gleiche Teile der verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Bei der Form von Vorrichtung 10 nach Fig. 1 bis 3» mit der sich Tabak gemäss der Erfindung ausdehnen lässt, ist ein Druckbehälter 12 am Kopf mit einem über ein Scharnier angelenkten Deckel 14 und ferner mit Öffnungsanschlüssen 16, 18 nahe des Kopfes wie auch Ein- und Austrittsleitungen 20, 22 am Boden versehen, wobei diese Anschlüsse und Leitungen das Spülen des Behälterinneren mit einem gasförmigen Medium wie auch die Einführung von flüssigem Kohlendioxid in den bzw. Entfernung desselben aus dem Behälter erlauben. Der auszudehnende Tabak kann in Käfige 24 (Fig. 3) eingebracht werden, die ihrerseits wieder herausnehmbar von einem zweckentsprechenden Gestellaufbau 26 im Behälter 12 in irgendeiner zweckbequemen Anordnung, z. B. in der in Fig. 2 gezeigten kreisförmigen Anordnung, aufgenommen werden. Hierauf wird der Deckel 14· auf dem Behälter 12 dicht verschlossen. Aus dem Behälterinneren kann nun durch Spülen jeglicher in ihm befindlicher, gasförmiger Rückstand entfernt werden, indem man durch den Einlass bei der Rohrleitung 20 und Auslass durch die Öffnung 16 gasförmiges Kohlendioxid strömen lässt. Hierauf werden die Leitung 18 und die Öffnungen 16, 18 geschlossen, und der Behälter wird durch die Leitung 16 mit flüssigem Kohlendioxid befüllt, wobei man die Einheit füllt, bis der im Käfig 24 befindliche Tabak vollständig in das flüssige Kohlendioxid eingetaucht ist, und dann die Leitung 16 schliesst. Dann wird der Druck im Behälter auf den gewünschten Bereich, z. B, einen Wert im Bereich von 31 bis 60 atü (450 bis 850 Pounds/Quadratzoll) gebracht. Nach einer zweckentsprechenden Tränkzeit wird cks flüssige Kohlendioxid aus dem Behälter (durch die Rohrleitung 22) ablaufen gelassen und das Behälterinnere zur Atmosphäre hin belüftet,

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indem man die-Öffnung 48 öffnet, um auf diese Weise das in dem Tabak verbliebene, flüssige Kohlendioxid in einen Festzustand zu überführen. Dann wird durch die Rohrleitung 22 unter kontinuierlicher Belüftung durch die Öffnung 18 ein Wasserdampf- und/oder Heissluftgemisch zirkuliert, um die Ausdehnung des Tabaks zu bewirken. Nach Beendigung der Ausdehnarbeit wird der Deckel 14 geöffnet und der Tabak entnommen, um in der jeweils gewünschten Weise weiter behandelt bzw. verarbeitet zu werden.

Eine andere Form einer Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in Fig. 4 und 4a gezeigt. Diese Apparatur 40 weist ein Gehäuse 42 mit Aussenwand 52 und Innenwand 54 auf, die zwischen sich eine ummantelte Kammer 56 in dem Druckbehälter bilden. Der · Druckbehälter 42 ist ferner, wie bei 48 und 50 auf Trägern 44 bzw. 46, zur Umdrehung um eine feststehende Achse gelagert. Die Vorrichtung 40 weist auch Öffnungen 60 und 62 für die Spülung und die Befüllung mit flüssigem Kohlendioxid und einen angelenkten Deckel 64 auf. Die ummantelte Kammer erlaubt es, durch sie ein Heizmedium zur Aufrechterhaltung der Flüssigform des Kohlendioxids, z. B. bei einer Temperatur von etwa -2 bis +31° C, zu zirkulieren. Die ummantelte Kammer erleichtert weiter die Abdampfstufe, und die drehbare Anordnung des Behälters erlaubt ein inniges Mischen des Tabaks und flüssigen COp wie auch auf Grund der Drehbewegung, durch die der Tabak zur Berührung der beheizten Innenwandfläche 54 gebracht wird, eine Verstärkung der Verdampfung.

Fig. 5 zeigt eine weitere Form der Vorrichtung. Die Vorrichtung 70 ist mit einem langgezogenen, vorzugsweise horizontal angeordneten Druckbehälter 72 versehen, der eine Anzahl von Öffnungen 74, 76, 78» 80 aufweist, die in Verbindung mit dem Spülen und der Zuführung und dem Abzug von flüssigem Kohlendioxid Verwendung finden, sowie eine Füll-Luke 82 und eine Abzieh-Luke 84, durch die der Tabak nach der Ausdehnung aus dem Behälter geführt werden kann.

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Aussen um den Umfang des Druckbehälters 72 herum ist eine Reihe von Heizschlangen 86 vorgesehen, die in Verbindung mit der Erhöhung des Drucks des flüssigen Kohlendioxids Verwendung finden können, insbesondere aber, um das Kohlendioxid während der Imprägnierung auf einer Temperatur zwischen etwa -2 und +31° C zu halten. Der Behälter 72 ist auch mit einer Mischeinrichtung 90 in Form einer langen, axial angeordneten Welle 92 versehen, die eine Anordnung von Mischschaufeln bzw. -blechen 94- trägt und weiter mit einem Zentraldurchlass 96 und einer Reihe mit diesem verbundener, sich radial erstreckender Durchlässe 98 versehen ist, die mit der Aussenfläche der Welle kommunizieren. Der Tabak wird durch die Fülluke 82 eingeführt, die man nach Füllen des Behälters mit Tabak schliesst, worauf das Innere des Behälters 72 durch die Öffnungen 76 und 80 mit gasförmigem Kohlendioxid gespült wird. Nach dem Spülen führt man flüssiges Kohlendioxid durch die Öffnung 80 ein, bis ein entsprechender Druck (z. B. von 42 atü) erreicht ist. Nun wird die Welle 92 in Umdrehung versetzt, um das Erzielen einer innigen Vermischung des Tabaks und flüssigen Kohlendioxids zu erleichtern. Nach einer entsprechenden Kontaktzeit wird das Mischen abgebrochen und das flüssige Kohlendioxid durch die Öffnung 78 aus dem Behälter ablaufen gelassen, worauf das Behälterinnere, wie durch die Öffnung 74·, zur Atmosphäre belüftet wird, um das in dem Tabak verbliebene, flüssige Kohlendioxid in Festform zu überführen. Dann wird durch den Zentraldurchlass 92 und die Radialzweige 98 der Welle Wasserdampf und/oder Heissluft eingeführt, um die Ausdehnung des Tabaks zu bewirken. Ferner wird die Welle in Umlauf versetzt, um den Kontakt des imprägnierten Tabaks mit dem Wasserdampf und/oder der Heissluft zu erleichtern. Nach Beendigung der Ausdehnarbeit wird der Tabak durch die Luke 84 entnommen.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

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Beispiel 1 "

4,54 kg "helle Tabakteilchen von normaler Füllungs-Feinheit mit einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 Gew.% wurden in einen Drahtkäfig eingebracht und dieser in einen Druckbehälter eingegeben. Der Behälter wurde dann durch 3 Minuten Hindurchleiten von Kohlendioxidgas bei Raumtemperatur gespült, worauf in ihn Kohlendioxidflüssigkeit aus einem Druckbehälter eingeführt wurde, in dem das Kohlendioxid auf einem Druck von etwa 14 atü und einer Temperatur von etwa -18° C gehalten worden war. Das flüssige Kohlendioxid wurde in genügender Menge eingesetzt, um die Tabakprobe zu bedecken, was etwa 30 kg flüssigem Kohlendioxid je kg Tabak entsprach. Dann wurde durch Erhitzen des Behälters bis auf eine Temperatur von 14° C der Druck im Behälter von 21 auf etwa 49 atü erhöht und hierauf etwa 3 Minuten auf diesem Wert gehalten. Überschüssige Kohlendioxidflüssigkeit wurde von dem Tabak durch Ablaufenlassen entfernt, worauf das Gas in dem· Behälter rasch durch Belüften entfernt wurde (Belüftungszeit 45 Sekunden) und hierdurch in dem Tabakgefüge festes Kohlendioxid gebildet wurde. Es wurden zwei Proben des behandelten Tabaks genommen und deren erste (etwa 2,3 kg) in einem'Turm mit Heissluft bei 220° C und zweite (etwa 2,3 kg) in einem Turm mit überhitztem Wasserdampf 'bei einer Temperatur von 220° C erhitzt.

Bei jeder der Proben wurde der Prozentsatz an ofenflüchtigen Stoffen .(.OF, %) gemessen, der ein Mass für den Feuchtigkeitsgehalt plus eine kleinere Fraktion anderer Komponenten darstellt und nach dem Ausdruck

O]? öl _ Gewichtsverlust der Probe nach 3 Stunden bei 100 C ⁹ ~ Probegewxcht

"bestimmt wird. Ferner wurde das Füllvermögen jeder Probe (in cmr/10 g) wie folgt bestimmt: Man gibt 10 g Füllung in einen Messzylinder und lässt eine bekannte Last (von

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1860 g) einwirken, worauf das Volumen nach der Zusammendrückung (das das Füllvermögen einer Füllung, wie sie in Zigaretten eingesetzt wird, widerspiegelt) bestimmt wird.' Als Kontrollprobe dienten 10 g unbehandelte Tabakteilchen, die aus dem gleichen Posten heller Tabakteilchen genommen wurden wie das Material für die obige Behandlung. Ergebnisse:

Berichtigtes Füllvermögen bei 12 % OF

Probe	Füllvermogen, cm3/10 g	OF, %
Kontroll probe	33	13,2
220° C Heissluft	78	8,3
Überhitzter Wasserdampf	97	8,5

51 71

Wie die obigen Werte zeigen, war die Ausdehnung auf Grund der Verdampfung des Kohlendioxids beträchtlich, setzt die nur geringe Verminderung der OF die Notwendigkeit herab, vor dem Einsatz des Tabaks in einem Rauchartikel eine Wiedereinstellstufe durchzuführen, und ergibt überhitzter Wasserdampf die beste Ausdehnung.

Beispiel 2 »

2,27 kg helle Tabakfüllung mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 Gew.% wurden wie in Beispiel 1 mit Kohlendioxidflüssigkeit imprägniert. Eine 0,9-kg-Probe des behandelten Tabaks wurde wie in Beispiel 1 mit strömendem, gesättigtem Wasserdampf (bei 166° C) ausgedehnt. 0,4-5-kg-Proben der nichtausgedehnten Füllung (Kontrollprobe) und kohlendioxidexpandierten Füllung wurden wie in Beispiel 1 auf Feuchtigkeit (OF) bewertet. Ergebnisse der Analyse;

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Analyse Kontrollprobe, % Kohlendioxidexpan

dierte Probe g"emäss der Erfindung, %

12,5	12,5
2,1	1,9
12,1	11,8

Feuchtigkeit (OF) Gesamtalkaloide ' Reduz. Zucker *

+) Analyse nach der in "Tobacco Science", YoI. 13, S. 13-15 (1969) beschriebenen Methode.

Die kohlendioxidexpandierte Füllung zeigt somit wenig Veränderung gegenüber der Kontrollprobe, und die ursprüngliche Zusammensetzung des Tabaks wird während des Ausdehnprozesses im wesentlichen bewahrt.

Beispiel 3

Eine Reihe von 4,54-kg-Proben heller Tabakfüllung mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 Gew.% wurde wie in Beispiel 1 bei zwischen 28 und 63 atü variierten Drücken mit Kohlendioxidflüssigkeit imprägniert. Die imprägnierte Füllung wurde in einem Turm mit überhitztem Wasserdampf bei 270° G erhitzt. Ergebnisse:

Füllvermögen. Berichtigtes Füllvermögen bei 12 % OF

4-3,3

Druck, atü	OF, %	Füllvermögen
		cmViO g
28	8,9	61,1
35	8,6	69,3
4-2	6,4-	104-,5
4-9	6,0	114,8
56	6,5	130,8
63	6,4	130,9

65,4-68,0

72,5 71,2

Wie die Werte zeigen, soll der Druck während der imprägnie rung zur Erzielung eines optimalen Produktes oberhalb 4-2 und vorzugsweise oberhalb 49 atü (600 bzw. 700 Pounds/

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Quadratzoll) liegen.
Beispiel 4

Es wurde eine andere Reihe heller Tabakproben wie in Beispiel 1 imprägniert. Die Belüftungszeit (Zeit der Entlastung des Drucks des gasförmigen Mediums) wurde allmählich von 49 auf 420 Sekunden erhöht. Die imprägnierte Füllung wurde in einem Turm mit überhitztem Wasserdampf bei 270° C erhitzt. Ergebnisse:

Belüftungszeit, Sek.	OF, %	Füllvermögen bei Turmausgang-OP, cm3/10 g	Berichtigtes Füllvermögen bei 12 % OF
49	3,8	121,2	65,5 (±3,6)
65	4,0	116,5	69,2
148	4,1	95,9	60,0
195	4,4	112,7	72,1
247	4,2	101,4	61,6
420	4,6	116,7	67,7

Wie die Ergebnisse zeigen, beeinflusst die Geschwindigkeit der Druckentlastung die Produktgüte nicht nachteilig.

Beispiel 5

Es wurde eine dritte Reihe von hellen Tabakfüllungsproben wie in Beispiel 1 imprägniert. Die Tränkzeiten (Zeit des Kontaktes der Füllung mit der Kohlendioxidflüssigkeit) wurden zwischen 60 und 869 Sekunden variiert. Die imprägnierte Füllung wurde in einem Turm mit überhitztem Wasserdampf bei 270° C und einer Gasgeschwindigkeit von 30,5 m/Sekunde erhitzt. Ergebnisse:

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582-797	: of,. %	Füllvermögen bei Turmausgang-OF, cm3/10 g	2446899
Tränkzeit, Sekunden	3,5	109,3	Berichtigtes Füllvermögen bei 12 % OF
60	4,2	110,0	59,7
180 ■	3,0	112,1	62,1
300	3,2	117,3	60,0
600	3,6	111,4	62,2
869		60,9

Wie die obigen Werte zeigen, wird die Ausdehnung der kohlendioxidimprägnierten Füllung durch die Dauer des Kontaktes mit Kohlendioxidflüssigkeit während der Imprägnierstufe nicht verändert.

In einer anderen Versuchsreihe wurden die Feuchtigkeits-Ausgangswerte zwischen 8 und 19 % OF variiert; die Füllung wurde wie in Beispiel 1 imprägniert. Die imprägnierte Füllung wurde in einem Turm bei 240 C und einer Gasgeschwindigkeit von 30,5 m/Sekunde in einer Sattwas serdamp fatmo Sphäre erhitzt. Ergebnisse:

Ausgangs-OF, . # .	Füllvermögen, cm5/10 g	OF, %	Auf 12 % OF berich tigtes CV, cmViO g
8,0	57,1	5,8	37,2
11,5	97,7	7,4	63,6
.13,4	127,6	7,8	67,3
16,5	124,9	7,6	71,2
. 17,2	115,4	8,0	73,2
19,0	93,3	9,6	67,3

Die Ergebnisse zeigen, dass die Eingangsfeuchtigkeit der !Füllung über 8 % liegen soll und dass die Feuchtigkeitswerte von 13 bis 19 % günstig sind, um eine gute Ausdehnung bei guter Feuchtigkeit am Turmausgang zu erhalten, so dass weniger Wiedereinstellung bzw. -befeuchtung ("Reordering") notwendig ist.

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Es wurde ferner folgender Versuch durchgeführt: Versuch A

Oi 4-5 kg helle, geschnittene Füllung mit einem 01 von 12 % wurden bei einem Druck von 63 atü mit Kohlendioxidgas imprägniert. Nach einer Gleichgewichtseinstellzeit von 10 Minuten wurde das Gas zur Atmosphäre belüftet und die Probe entnommen. Ein Teil der Füllung wurde in einem langsamen Luftstrom bei 66° C erhitzt und ein zweiter Teil Umgebungstemperaturbedingungen (21 C) annehmen gelassen. Ergebnisse:

Probe Temperatur Füllvermögen,

⁰ C cm3/10 g

1 66 37

2 21 ' 34 Kontrolle — 32

Wie die Ergebnisse zeigen,erscheint die Eintauchung der Füllung in die Kohlendioxidflüssigkeit als Notwendigkeit und ergibt der Einschluss von Kohlendioxid unter Druck und die folgende Druckentlastung keine genügende Kraftentfaltung, um Ausdehnung zu bewirken,.

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Claims (1)

582-797 2 4 A 6 8 9 9 Patentansprüche Verfahren zum Ausdehnen von Tabak, dadurch gekennzeichnet, dass man A) durch Zusammenbringen von Tabak mit flüssigem Kohlendioxid bei solchen Bedingungen, dass die Temperatur des Tabaks auf einer Höhe nicht unter etwa -2° C und dass im wesentlichen das gesamte flüssige Kohlendioxid in flüssiger Form gehalten wird, den Tabak mit dem flüssigen Kohlendioxid imprägniert, B) den mit flüssigem Kohlendioxid imprägnierten Tabak solchen Bedingungen unterwirft, dass das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid übergeführt wird, und C) durch Zumeinwirkenbringen von Bedingungen auf den festes Kohlendioxid enthaltenden Tabak, durch die das feste Kohlendioxid verdampft wird, Ausdehnung des Tabaks bewirkt. 2. Verfahren- zum Ausdehnen von Tabak, dadurch gekennzeichnet, dass man A) durch Zusammenbringen von Tabak, der etwa 8 bis 50 Gew.% an Wasser enthält, mit mindestens 1 Teil, je Gewichtsteil Tabak, an flüssigem Kohlendioxid bei solchen Bedingungen, dass die Temperatur des Tabaks während der Imprägnierung auf einer Höhe nicht unter etwa -2° C und dass das gesamte flüssige Kohlendioxid in flüssiger Form gehalten wird, den Tabak mit dem flüssigen Kohlendioxid imprägniert, B) den mit flüssigem Kohlendioxid imprägnierten Tabak solchen Bedingungen unterwirft, dass das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid übergeführt und hierdurch imprägnierter Tabak gebildet wird, und C) danach durch Zumeinwirkenbringen von Bedingungen auf den festes Kohlendioxid enthaltenden Tabak, durch die das feste Kohlendioxid verdampft wird, Ausdehnung des Tabaks bewirkt. - 25 - ' 509834/0540 , 26. 5· Verfahren zum Ausdehnen von Tabak, dadurch gekennzeichnet, dass man A) durch Zusammenbringen von Tabak, der etwa 8 bis 50 Gew.% an Wasser enthält, mit mindestens 1 Gew.teil, je Teil an Tabak, an flüssigem Kohlendioxid und Aufrechterhalten eines Drucks von etwa 4-1 bis 63 atü und einer Temperatur von etwa 5 bis 31° C für eine Dauer von etwa 0,5 bis 10 Minuten während des Kontaktes derart, dass im wesentlichen das gesamte flüssige Kohlendioxid in flüssiger Form gehalten wird, den Tabak mit dem flüssigen Kohlendioxid imprägniert, B) den mit flüssigem Kohlendioxid imprägnierten Tabak solchen Bedingungen unterwirft, dass das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid übergeführt wird, und C) danach durch Zumeinwirkenbringen eines Drucks von etwa 0 bis 0,7 atü und einer Temperatur von etwa 100 bis 360° C für eine Dauer von etwa 0,2 bis 10 Sekunden auf den festes Kohlendioxid enthaltenden Tabak das feste Kohlendioxid verdampft und hierdurch Ausdehnung des Tabaks bewirkt. 4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass man etwa 5 bis 10 Gew.teile flüssiges Kohlendioxid je Teil Tabak einsetzt. 5. Vorrichtung zum Ausdehnen von Tabak mit einem Druckbehälter, einer Einrichtung zum Einführen und Abziehen von Tabak in bzw. von dem Druckbehälter, einer Einrichtung zum Einführen von flüssigem Kohlendioxid in den Druckbehälter zur Imprägnierung des Tabaks mit dem Kohlendioxid, einer Einrichtung zum Abziehen von flüssigem Kohlendioxid von dem Druckbehälter nach der Imprägnierung des Tabaks, einer Einrichtung zur Aufrechterhaltung einer vorbestimmten Temperatur und eines vorbestimmten Drucks des Kohlendioxids in dem Druckbehälter, durch die - 26 - 509834/0540 dieses im flüssigen Zustand verbleibt, einer Einrichtung zur Überführung des den Tabak imprägnierenden, flüssigen Kohlendioxids in- festes Kohlendioxid und einer Einrichtung zum Verdampfen des den Tabak imprägnierenden festen Kohlendioxids, um Ausdehnung des Tabaks zu bewirken. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Aufrechterhaltung des flüssigen Zustandes des Kohlendioxids mit einer Heizvorrichtung versehen ist, welche das flüssige Kohlendioxid auf einer Temperatur zwischen etwa -2 und +31° G zu halten vermag. 7· Vorrichtung nach Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Überführung des den Tabak impräg-. nierenden flüssigen Kohlendioxids in festes Kohlendioxid mit einer Belüftung zum Belüften des Inneren des Behälters zur Atmosphäre hin versehen ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5> gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Spülung des Inneren des Druckbehälters mit einem gasförmigen Spülmittel zwecks Entfernung unerwünschten, gasförmigen Rückstands aus dem Behälterinneren . 9. Vorrichtung nach Anspruch 5* gekennzeichnet durch eine Anzahl von Tabakaufnahmebehältern und eine Einrichtung im Druckbehälter, welche die Aufnahmebehälter in dem Druckbehälter wieder entfernbar aufzunehmen vermag. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5S dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter mit Innen- und Aussenwänden versehen ist, die zwischen sich eine ummantelte Anordnung bilden, wobei zur Verdampfung des festen Kohlendloxids.in dem Mantel ein erhitztes Medium zirkuliert. - 27 - 509 834/0540 582-797 2 4 A 6 8 9 9 11. Vorrichtung, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur innigen Mischung des flüssigen Kohlendioxids mit dem Tabak und Erleichterung des Kontaktes des Tabaks mit der Innenwand während der Verdampfung des festen Kohlendioxids der Druckbehälter zum Umlauf um eine feststehende Achse drehbar angeordnet ist. 12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung mit aussen auf dem Druckbehälter angeordneten Heizschlangen versehen ist. 13· Vorrichtung nach Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter langgezogen ausgebildet ist und in ihm eine Mischeinrichtung zum innigen Vermischen des flüssigen Kohlendioxids mit dem Tabak und in Zusammenwirkung mit der Verdampfungseinrichtung zur Erleichterung der Ausdehnung des Tabaks vorgesehen ist. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung eine lange, drehbare und in dem Druckbehälter verlaufende Welle aufweist, an der Mischschaufeln befestigt sind. 15· Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle mit einem axial gerichteten Durchlass und mit sich an der Wellenoberfläche öffnenden Radialzweigen versehen ist, durch welche zur Verdampfung des festen Kohlendioxids ein Heizmedium in Kontakt mit dem Tabak zu strömen vermag. - 28 509834/0540

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