DE2633627A1

DE2633627A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von kunsttabak

Info

Publication number: DE2633627A1
Application number: DE19762633627
Authority: DE
Inventors: Monique Dr Beringer; Heinz Spoerri
Original assignee: Fabriques de Tabac Reunies SA
Current assignee: Philip Morris Products SA
Priority date: 1975-07-29
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1977-02-10
Also published as: CA1043215A; BG24941A3; AU1633676A; US4083371A; GB1497514A; LU73096A1; AU506180B2; SU731879A3

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Kunsttabak

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kunsttabak durch Ausformen und Trocknen eines feuchten Breies aus Pflanzenteilen, Bindemitteln, Adsorbentien, weiteren Chemikalien und Flüssigkeit und eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.

Um sicherzustellen/ daß die eingesetzten Chemikalien möglichst gleichmäßig in dem Brei verteilt werden, muß dieser mehr Feuchtigkeit enthalten, als es zur Weiterverarbeitung erforderlich ist. Man hat bislang den so angefeuchteten Brei zu Streifen, zum Beispiel Fasern, Bändern,, Blättchen und dergleichen, ausgeformt und dann die enthaltene Flüssigkeit bis auf einen Restgehalt durch Eindampfen ausgetrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, den dabei erforderlichen Energieaufwand nach Möglichkeit zu reduzieren.

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ORlGtNAL INSPECTED

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Das erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Brei mit 3o bis 4o Gewichtsprozent Flüssigkeitsgehalt angesetzt und geknetet wird, dann durch Auspressen einer dünnflüssigen Schlämme vorgetrocknet wird auf 15 bis 25 Gewichtsprozent Flüssigkeitsgehalt und dann zu streifen ausgeformt wird, die dann durch Trocknen auf 6 bis 18 Gewichtsprozent Flüssigkeitsgehalt zu Kunsttabak verfestigt werden. Nach der Erfindung wird der Brei zunächst einmal mit dem für eine homogene Verteilung der Chemikalien wünschenswerten hohen Flüssigkeitsgehalt angesetzt und von diesem Flüssigkeitsgehalt wird derjenige Anteil, den man für das Ausformen nicht benötigt, durch einfaches Auspressen entfernt, so daß die ausgeformten streifen von vornherein trockener anfallen und dann zum anschließenden Fertigtrocknen nur noch geringere Trocknungsenergie benötigen.

Bei der auszupressenden Flüssigkeit handelt es sich im allgemeinen in der Hauptsache um Wasser, aber es wird auch dann dem Brei nicht reines Wasser entzogen, sondern dieses Wasser beziehungsweise diese Flüssigkeit enthält chemische Bestandteile gelöst und Pflanzenbestandteile eingeschlämmt. Das ist aber nicht von Nachteil, weil die so dem Brei entzogenen Substanzen nicht verlorengehen, da sie einer späteren Charge wieder zugesetzt werden können. Dazu kann man die dünnflüssige Schlämme, so wie sie beim Auspressen anfällt bei einem später anzusetzenden Brei mit ansetzen, man kann sie aber auch vorher reinigen.

Bin hoher Anteil an Eiweißstoffen erweist sich erfahrungsgemäß immer wieder als nachteilig für das Raucharoma von Kunsttabak. Solche Eiweißstoffe lassen sich nie ganz vermeiden, sie sind in fast allen Pflanzenteilen vorhanden. Man kann den Eiweißgehalt aber reduzieren, indem man die beim Auspressen gewonnene dünnflüssige schlämme, ehe man sie wieder einsetzt, einer Eiweißausscheidung unterwirft, bei der man wenigstens den größten Teil der enthaltenen Eiweißstoffe abtrennt.

Das Raucharoma und die Brandeigenschaften des Kunsttabaks werden auch beeinträchtigt durch verschiedene Anionen. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, beim Reinigen der Schlämme Chlorid- und/oder Nitrationen durch Ionenaustausch aus der Schlämme auszuscheiden.

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Die Erfindung ermöglicht es also, das Ausgangsmaterial für den Kunsttabak,! also den Brei, zu reinigen, und dies kann auf sehr einfache Weise geschehen, weil die Reinigungsmaßnahmen an der. für die Energiereduktion ausgepressten Schlämme angesetzt werden können.

Es ist wünschenswert, zu vermeiden, daß zugesetzte Chemikalien . mit der ausgepreßten Schlämme oder aber beim Reinigen derselben verlorengehen, und dem trägt eine Weiterbildung der Erfindung Rechnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein Teil der Bindemittel Adsorbentien und weiteren Chemikalien erst dem Brei zugesetzt" werden, nachdem dieser durch Auspressen einer dünn~ flüssigen Schlämme vorgetrockent worden ist.

Es ist wünschenswert, das erfinderische Verfahren im Durchlaufverfahren auszuüben und eine dazu geeignete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem kreiszylindrischen Gehäuse koaxial eine umlaufend antreibbare Förderschnecke gelagert ist, daß ein Einfüllschacht am förderaufwärtigen Ende und eine Düsenwand und ein Flüssigkeitsablauf am förderabwärtigen Ende des Gehäuses vorgesehen ist und daß die Förderschnecke mit in Förderrichtung zunehmender Pressung auf das Fördergut einwirkend ausgestaltet ist und daß die Düsenwand die am förderabwärtigen Ende vorgesehene Stirnfläche des Gehäuses ist und daß der Flüssigkeits« ablauf im tiefgelegeneη Bereich des Gehäusemantels angeordnet isto

Um die Fließfähigkeit des vorgetrockneten Breies in der Knet- und Preßvorrichtung zu begünstigen, empfiehlt es sich, eine Heizvorrichtung zur Beheizung des Gehäusemantes und/oder der Düsenwand vorzusehen.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung und eini« ger Verfahrensbeispiele näher erläutert.

§09886/1 OSS

In der Zeichnung zeigt:
Figur 1 ein Flußdiagramm des erfinderischen Verfahrens, und

Figur 2 eine Knet- und Preßvorrichtung zur Ausübung des

erfinderischen Verfahrens.

Gemäß Figur 1 werden auf 5o bis 3oo μ. trocken gemahlene Pflanzenbestandteile ( Kasten 1 ), auf too bis 3oo jjl, pulverisierte Adsorbentien ( Kasten 2 ), Chemikalien ( Kasten 3 ), Wasser ( Kasten 4 ) und Schlämme ( Kasten 5 ) gemäß Kasten β zusammengemischt» wobei die Wasserzugabe aus Kasten 4 so bemessen wird, daß die Mischung einen Gesamtflüssigkeitsgehalt von 3o bis 4o Gewichtsprozent hat. Diese Mischung wird geknetet ( Kasten 7 ) und dann mit 2oo bis 1ooo Atmosphären, vorzugsweise 3oo bis 5oo Atmosphären, gemäß Kasten 8 gepreßt und daudrch zunächst ein Teil der Flüssigkeit in Form einer dünnflüssigen Schlämme ausgetrieben, die einem Reinigungsverfahren ( Kasten 9 ) unterworfen wird. Der geknetete Brei ist durch das Auspressen der Schlämme vorgetrockent und hat nur noch einen Flüssigkeitsgehalt von 15 bis 25 Gewichtsprozent. In diesen Brei werden gemäß Kasten 13 Adsorbentien, Bindemittel und Chemikalien eingemischt, die gemäß Kasten 12 bereitgestellt sind. Der Brei gelangt dann unter dem Preßdruck von 2oo bis 1ooo Atmosphären, vorzugsweise 3oo bis 5oo Atmosphären, anleine Düsenvorrichtung gemäß Kasten 1o, wo er zu streifen - zum Beispiel Fasern, Flocken, Bändern und dergleichen - ausgeformt wird, die dann anschließend durch eindampfen der überschüssigen Flüssigkeit auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 10 Gewichtsprozent fertiggetrockent und zu Kunsttabak verfestigt werden. Die gemäß Kasten 9 gereinigte schlämme wird im Kasten 5 für eine spätere Mischung bereitgehalten und mitverarbeitet. Bei der Reinigung gemäß Kasten 9 wird der Schlämme vorzugsweise ein wesentlicher Teil des Eiweißgehaltes entzogen.

In Abänderung des dargestellten Fließschemas kann man auch auf den Mischvorgang gemäß Kasten 13 und die Bereitstellung gemäß Kasten 12 verzichten und sämtliche Adsorbentien, Bindemittel und weiteren Chemikalien gemäß Kasten 2 und 3 von vornherein in die Mischung geben.

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In weiterer Abänderung des dargestellten Fließschemas kann man die Funktionen der Kästen 6 und 7 auch vereinigen, also die Mischung in einer Vorrichtung zum Pressen und Kneten vonstatten gehen lassen

Eine Vorrichtung zur Ausübung des Knetvorganges gemäß Kasten 7, des Pressens gemäß Kasten 8 mit der Düsenvorrichtung gemäß Kasten 1o ist in Figur 2 im Schnitt dargestellt.

In Figur 2 ist mit 2o ein kreiszylindrisches, im wesentlichen horizontal angeordnetes Gehäuse dargestellt, dessen Zylindermantel 21 an beiden Enden durch Stirnwände 22 und 23 verschlossen ist. In dem Gehäuse 2o ist koaxial eine koaxial zur Zylinderachse 24 des Gehäuses 2o angeordnete und durch den Motor 25 umlaufend antreibbare Preßschnecke 26 gelagert, die, wenn sie umläuft, in Pfeilrichtung 27 fördert· Am förderaufwärtigen Ende mündet oben in das Gehäuse ein Schacht 28, durch den die Mischung aus Kasten 6 laufend zugegeben wird. Die Stirnwand 23 ist als Düsenplatte ausgebildet. Unten am Gehäuse 2o ist ein Kanal 29 angesetzt, der durch ein sieb 3o gegen das Innere des Gehäuses 2o abgedeckt ist und in einen Flüssigkeitsauslauf 31 mündet. Die Preßschnecke 26 erweitert sich in Förderrichtung konisch und läßt an ihrem förderauf wärtigen Ende einen breiten Spalt 32 zum Mantel 21 frei, welcher spalt sich in Förderrichtung immer weiter verjüngt, bis er schließlich am förderabwärtigen Ende so schmal geworden ist, wie es die erforderliche Toleranz zuläßt. Die Folge ist, daß die Förderschnecke im förderaufwärtigen Bereich 33 in erster Linie knetend wirkt, weil der von der Schnecke geförderte Brei in großem Maße Gelegenheit findet, in den Spalt 32 zurückzuströmen, dann aber im förderabwärtigen Bereich 34 zunehmend pressend wirkt, weil die Rückströmmöglichkeit durch den Spalt 32 immer geringer wird, so daß schließlich der gepreßte Brei mit höchstem Druck vor der Düsenplatte 23 ansteht und aus den Düsen 35 in der gewünschten streifenform oder Flockenform ausgepreßt wird. Der Kanal 29 erstreckt sich über den Preßbereich 34, in welchem zunehmend Flüssigkeit aus dem Brei herausgepreßt wird und über den Kanal und den Flüssigkeitsauslauf als dünnflüssige Schlämme abfließen kann, die dann gemäß Kasten 9 gereinigt und gemäß Kasten 5 weiter-

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verwendet werden kann. Die an der Düsenplacte 23 austretenden Streifen werden mit einer Heizvorrichtung, zum Beispiel durch Dampfbeheizung oder elektromagnetische Mikrowellen gemäß Kasten 11 getrocknet. Mit 36 ist eine elektrische Heizvorrichtung zur Beheizung des Gehäusemantels 21 und der Stirnwand 23 bezeichnet.

Als Knet- und Preßvorrichtung zur Ausübung des erfinderischen Verfahrens können mit geringfügigen Modifikationen Knet- und Preßvorrichtungen verwendet werden, die für die industrielle Herstellung von Teigwaren üblich sind.

Verfahrensbeispiel 1

2ooo Gramm Weizenspreu, 2ooo Gramm Haferspreu, 5oo Grann Kokosnußschalen und 5oo Gramm Kakaonußschalen werden gemäß Kasten 1 trocken auf 5o bis 3oo ix, gemahlen und bereitgestellt, 12oo Gramm Meerschaum werden gemäß Kasten 2 auf 15o bis 3oo u_ gemahlen und bereitgestellt, 6oo Gramm Magnesiumformiat, 15o Gramm Weinsäure, 3oo Gramm Kaliumnitrat, 69o Gramm Harnstoff, 3oo Gramm Diammoniumhydrogenphosphat, 7,5 Gramm Vanillin, 6oo Gramm Kaliumcarbonat, 3oo Gramm Paraffin, 1125 Gramm Natriumcarboxymethylcellulose, 5o Gramm Pektin, 75 Gramm Glyoxal, 135o Gramm Glyzerin, 15o Gramm Diäthylenglucol, iooo Gramm Fruchtkonzentrat, 6oo Gramm Rohmelasse, 1oo Gramm Zuckercouleur und I5o Gramm Malzextrakt werden gemäß Kasten 3 bereitgestellt. 5 Liter Wasser werden gemäß Kasten 4 bereitgestellt. Im Kasten 5 befindet sich aus einer vorausgehenden Charge der gleichen Art eine gereinigte dünnflüssige Schlämme mit einem Flüssigkeitsanteil von insgesamt 2 Litern. Die so gemäß Kasten 1 bis 5 bereitgestellten Substanzen werden gemäß Kasten 6 zusammengemischt. Diese Mischung wird durch Kneten gemäß Kasten 7 weitgehend homogenisiert und dann durch Pressen gemäß Kasten 8 unter Anwendung von Preßdrücken von 7oo bis 8oo atü vorgetrocknet, indem 2 Liter Flüssigkeit in Form einer dünnflüssigen Schlämme entzogen werden. Der so vorgetrocknete Brei wird unter Anwendung eines Preßdruckes von 8oo bis 9oo atü durch Düsen ausgepreßt, die so geformt sind, daß 1 mm breit, o,2 mm starke Streifen beziehungsweise Fasern entstehen, die dann durch Bestrahlen mit elektromagnetischen Mikrowellen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8 Prozent getrocknet werden, wodurch sie zu Kunsttabakfasern verfestigt werden.

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Aus der ausgepreisten dünnflüssigen Schlämme werden durch Zugabe von Äthylalkohol 8o bis 95 Gewichtsprozent der enthaltenen Eiweiße stoffe ausgefällt. Diese werden mit den Schwebeteilchen der Schlämme abfiltriert und der Alkoholanteil wird abgedampft. Dem nun fast eiweißfreien Piltrat werden durch Ionenaustausch 8o bis 98 Gewichtsprozent der enthaltenen Chloridionen und. Nitrationen entzogen und dann wird die nun gereinigte Flüssigkeit gemäß Kasten 5 für die nächste Charge bereitgehalten.

Verfahrensbeispiel 2

175ο Gramm Weizenspreu, 35o Gramm Kakaonußschalen werden trocken auf maximal 5oo μ, gemahlen und gemäß Kasten 1 bereitgestellt; 25oo Gramm Meerschaum werden auf 15ο bis 3oo yiA- gemahlen und gemäß Kasten 2 bereitgestellt; 800 Gramm Magnesiumformiat, 2oo Gramm Weinsäure, 300 Gramm Harnstoff, loo Gramm Diammoniumhydrogenphosphat, 2 Gramm Vanillin, 1200 Gramm Calciumcarbonat, 300 Gramm Paraffin, 1500 Gramm Natriumcarboxymethylcellulose, 75 Gramm Glyoxal, 75 Gramm Diäthylenglycol, 150 Gramm Glycerin, 100 Gramm Fruchtkonzentrat, 25o Gramm.Rohmelasse, 100 Gramm Zuckercouleur und 250 Gramm Malzextrakt werden gemäß Kasten 3 bereitgestellt.

Im Kasten 5 befindet sich aus einer vorausgehenden Charge der gleichen Art gereinigte, dünnflüssige Schlämme mit einem Wasseranteil von insgesamt 1 Liter und im Kasten 4 befindet sich eine solche Wassermenge, daß der Flüssigkeitsgesamtgehalt der gemäß Kasten i bis 5 bereitgestellten und gemäß Kasten 6 dann zusammengemischten Substanzen 28 Prozent beträgt. Diese Mischung wird dann durch Kneten gemäß Kasten 7 weitgehend homogenisiert und dann durch Pressen gemäß Kasten 8 unter Anwendung von Preßdrücken von 7oo bis 800 atü vorgetrocknet auf einen Flüssigkeitsgehalt von 17 Gewichtsprozent, indem Flüssigkeit in Form einer dünnflüssigen Schlämme entzogen wird. Der so vorgetrocknete Brei wird dann wie im Beispiel 1 weiterverarbeitet.

Die durch Auspressen gewonnene dünnflüssige Schlämme wird ebenfalls wie im Beispiel 1 beschrieben gereinigt und wiederverwendet.

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Verfahrensbeispiel 3

Wie Beispiel 1 mit dem einzigen Unterschied, daß anstelle von Natriumcarboxymethylcellulose die gleiche Gewichtsmenge Johannisbrotkernmehl eingesetzt wird.

Verfahrensbeispiel 4

Wie Verfahrensbeispiel 1 mit dem einzigen Unterschied, daß die gemäß Kasten 2 und Kasten 3 bereitgestellten Adsorbentien, Bindemittel und weiteren Chemikalien statt von vornherein gemäß Kasten 6 in die Mischung erst später gemäß Kasten 13 in den bereits vorgetrockneten Brei eingemischt werden, ehe dieser durch die Düsen ausgepreßt wird.

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Claims

ANSPRÜCHE

Verfahren zur Herstellung von Kunsttabak durch Ausformen und Trocknen eines feuchten Breies aus Pflanzenteilen, Bindemitteln, Adsorbentien, -weiteren Chemikalien und Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei mit 3o bis 4o Gewichtsprozent Flüssigkeitsgehalt angesetzt und geknetet wird, dann durch Auspressen . einer dünnflüssigen Schlämme vorgetrocknet wird auf 15 bis 25 Gewichtsprozent'Flüssigkeitsgehalt und dann zu Streifen ausgeformt wird, die dann durch Trocknen auf 6 bis 18 Gewichtsprozent Flüssigkeitsgehalt zu Kunsttabak verfestigt werden.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Auspressen gewonnene dünnflüssige Schlämme gereinigt wird und dann beim Ansetzen eines später anzusetzenden Breies mit eingesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Reinigen der Schlämme Eiweißstoffe aus der Schlämme ausgeschieden werden.

4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Reinigen der schlämme Chlorid- und/oder Nitrationen durch Ionenaustausch aus der Schlämme ausgeschieden werden·

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5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Bindemittel Adsorbentien und weitere Chemikalien erst dem Brei zugesetzt werden, nachdem dieser durch Auspressen einer dünnflüssigen Schlämme vorgetrocknet worden ist.

6· Knet- und Preßvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem kreiszylindrischen Gehäuse koaxial eine umlaufend antreibbare Förderschnecke ( 26 ) gelagert ist, daß ein Einfüllschacht ( 28 ) am förderaufwartigeη Ende und eine Düsenwand ( 23 ) und ein Flüssigkeitsablauf ( 31 ) am förderabwärtigen Ende des Gehäuses ( 2o ) vorgesehen ist und daß die Förderschnecke ( 26 ) mit in Förderrichtung zunehmender Pressung auf das Fördergut einwirkend ausgestaltet ist und daß die Düsenwand ( 23 ) die am förderabwärtigen Ende vorgesehene Stirnfläche des Gehäuses ist und daß der Flüssigkeitsablauf ( 31 ) im tiefgelegenen Bereich des Gehäusemantels ( 21 ) angeordnet ist.

7. Knet- und Preßvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Heizvorrichtung ( 36 ) zur Beheizung des Gehäusemantels ( 21 ) und/oder der Düsenwand ( 23 )#

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