DE2636311C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von geschnittenem Tabak - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von geschnittenem TabakInfo
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Description
;ΐ 3 4
! handlung können Tabakstreifchen oder -brösel mit dem Zusatz nicht in flüssiger Form, die das Einsprühen in das
• ί erforderlichen Feuchtigkeitsgehalt erzeugt werden je fluidisierte Bett innerhalb der Kammer ermöglicht so
If nachdem, wie lange der Tabak in der Kammer verbleibt kann das Einbringen des Zusatzes mit Hilfe von Wasser
I Im Falle des durchlaufenden Behandlungsverfahrens oder einem sonstigen flüssigen Träger erfolgen.
■i durchläuft der Tabak einfach kontinuierlich die Kam- 5 Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nun an
^ mer. Beim Chargenverfahren wird die Kammer zu- Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt
κ nächst gefüllt, beispielsweise bis zu einem Drittel ihrer Fig. 1 eine diagrammartige Darstellung einer Vor-
I* Höhe, und zwar mit dem trockenen Tabak oder einem richtung für eine Behandlung im kontinuierlichen
ι? Tabak, der bis z» S0% Feuchtigkeit bezogen auf das Durchlauf und
'ä Gewicht im fertig angefeuchteten Zustand haben kann. io Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine bevorzugte
E Durch Einblasen der fluidisierenden Luft wird die Char- Ausführungsform des Tabakauslaufs dieser Vorrich-
'. ge dann in den Zustand des fluidisierten Säulenbettes tung.
' gebracht worauf dann das Wasser oder die sonstige Wie die Fig. 1 erkennen läßt hat die Vorrichtung
Behandlungsflüssigkeit eingeblasen wird. Die Behänd- eine vertikal angeordnete Kammer 1, in der im Betrieb
1 lung kann zwischen 10 Sekunden und 1 Stunde dauern, 15 eine Säule 2 von geschnittenem Tabak mit Luft in fludi-
J was von der Größe der Kammer, dem Volumen der siertem Zustand gehalten wird, die am Boden der Kam-
% Charge und der erforderlichen Flüssigkeitszufuhr ab- mer in nachfolgend noch zu beschreibender Weise ein-
ί hängt, die bis zu 2 Liter/min je kg der Charge betragen gebracht wird. Die Kammer enthält einen zylindrischen
U kann. Hauptabschnitt 3, an den sich ein kürzerer konischer
β Bei beiden Behandlungsarten kann, wenn gewünscht 20 Abschnitt 4 nach oben anschließt Der Innendurchmes-
p Dampf dazu benützt werden, den Tabak während oder ser des zylindrischen Abschnitts 3 ist nkht geringer als
i nach der Wassersprühbehandlung zu konditionieren. 30 cm und der Winkel θ des konischen Abschnitts 4
is Die Temperatur des Tabaks kann dabei gesteigert wer- vorzugsweise nicht kleiner als 70° und nicht größer als
ί den, und es kann eine feuchte Atmosphäre in der Kam- 80°. Bei einer derartigen Kammer wird der nach oben
S mer aufrecht erhalten werden. Wenn Dampf in Verbin- 25 gerichtete Luftstrom im konischen Abschnitt 4 be-
(§ dung mit vorgeheizter Luft angewendet wird, kann die trächtlich verzögert, etwa um den Faktor Zwei, was es
'$ Temperatur des Tabaks bis auf 1000C und mehr ange- erleichtert, daß die Luft aus dem im aufgewirbelten Zu-
ff hoben werden, wodurch Bedingungen erzielt werden, stand gehaltenen Tabak entweichen kann, obgleich das
p5 die durch die Ausdehnung des Tabaks anschließend eine fluidisierte Bett sich aus dem Abschnitt 3 noch ein Stück
S bessere Aufnahmefähigkeit ergeben. Bei der Wasserbe- 30 in den Abschnitt 4 hineinerstreckt Bei dem dargestell-
k handlung kann eine verbesserte Aufnahmefähigkeit of- ten Bett ist das Verhältnis der Höhe des fluidisierten
|| fensichtlich auch aufgrund einer Entspannungs- oder Bettes zum Innendurchmesser der Kammer 3 in der
\* Lockerungswirkung erreicht werden. Größenordnung zwischen 3,5 :1 und 4:1.
Nach der genannten Wasserbehandlung kann der Ta- Der geschnittene Tabak wird der Kammer 1 aus ei-
bak getrocknet oder den Erfordernissen entsprechend 35 nem Säulentrichter 5 zugeführt, an den sich ein Förder-
sonstwie weiterbehandelt werden, möglicherweise in band 6 anschließt dessen Fördergeschwindigkeii ge-
Ί Form des fluidisierten Bettes in derselben Kammer, steuert werden kann. Das Band 6 gibt den Tabak in den
-' wenn es sich um eine chargenweise Behandlung handelt, einen Schenkel 7 eines U-förmigen Rohres ab, dessen
- oder in einer sonstigen Form der Behandlung in einer anderer Schenkel 8 den Tabak fortlaufend in den oberen
! weiteren, ähnlichen oder gleichen, ein fluidisiertes Sau- 40 Kammerabschnitt 4 fördert Der Tabak wird durch das
lenbett erzeugenden Kammer. Das Trocknen im erste- U-Re':;r mit Hilfe eines Druckluftstrahls getrieben, der
ren Fall des feuchten Tabaks kann wiederum in einem über ein Ventil 9 steuerbar ist und mit einem Rohr 10 in
fluidisierten Zustand erfolgen, indem Luft bei einer den Schenkel 7 des U-Rohres eingeleitet wird.
Temperatur zwischen 200C und 100°C oder mehr am Die Druckluft für das Fluidisieren des Bettes 2 erhält
c, Boden in die Kammer eingeblasen wird, so daß der 45 man von einem Gebläse 11. Sie wird von dort über eine
Trocknungsvorgang bis zum gewünschten Grad in einer Rohrleitung 12 in eine Kammer 13 unterhalb der Flui-
Zeit zwischen 10 Sekunden und 1 Stunde durchgeführt disierungskammer 1 eingeleitet wobei zwischen der
wird. Bei einem Durchlaufverfahren kann der Tabak mit Kammer 13 und der Fluidisierungskammer 1 sich ein
Luft bei ähnlichen Temperaturen behandelt werden, konischer Übergangsabschnitt 14 befindet Eine Art
während er fortlaufend durch eine weitere, ein fluidisier- so Siebfläche 15, die von Luft durchdrungen werden kann,
tes Säulenbett enthaltende Kammer durchläuft, in die er trennt das Bett 2 von der Kammer 13. Mit Hilfe eines
aus der Wasserbehandlungskammer eingebracht wird. Klappenventils 16 kann die Zufuhr der Fluidisierungs-
Das Trocknen erfolgt unter nahezu isothermischen Be- luft in der Kammer 13 selbst noch gesteuert werden,
dingungen. Statt den. Trocknens mit heißer Luft kann Wenn ein Aufheizen der Luft erforderlich ist kann
der Tabak auch im fluidisierten Zustand durch Mikro- 55 dies in einer Heizvorrichtung 17 erfolgen, beispielsweise
wellenenergie getrocknet werden. einem dampfbeheizten Erhitzer, der in die Rohrleitung
Das Verfahren ist vielseitig, auch wenn es Chargen- 12 eingefügt ist
weise abläuft, ist jedoch besonders vorteilhaft bei konti- In die Fluidisierungsluft kann Dampf eingeleitet wer-
nuierlichem Prozeß, bei dem der Tabak fortlaufend un- den. Dieser Dampf wird dann im Gleichstrom mit der
ter Drucklufteinwirkung oder infolge Schwerkraft in die eo Luft aus einer Rohrleitung 18 eingeführt die ein Steuer-
■',' Kammer eingebracht wird, darin in Form eines fluidi- ventil 19 enthält Was nicht besonders dargestellt jst ist
■' sierten Säulenbetts gehalten wird und kontinuierlich aus die weitere Möglichkeit der Dampfzufuhr its den aufge-
der Kammer wieder ausgebracht wird, was ebenfalls mit wirbelten Tabak der fluidisierten Säule 2 unmittelbar
strömender Luft oder unter Einwirkung der Schwer- innerhalb des Kammerabschnitts 3.
kraft erfolgen kann. Wie bereits an früherer Stelle ge- 63 Es ist außerdem für eine unmittelbare Einleitung von
sagt, kann das Verfahren auch dazu eingesetzt werden, Wasser in das fluidisierte Tabakbett 2 gesorgt. Über
geschnittenen Tabak mit einem Duftstoff zu behandeln eine Leitung 20, in der sich zum Steuern des Durchlasses
oder mit einem sonstigen Zusatz. Befindet sich dieser ein Ventil 21 befindet, wird Wasser mit Druck unmittel-
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bar aus einer Düse oder einem Düsenring mit öffnun- den zwei weitere Kammern, die im wesentlichen der
gen am Umfang des Kammerabschnitts 3 in den Tabak Kammer 1 ähnlich sind, dieser Kammer 1 in Reihe nach-
eingesprüht Die Randzonen des Querschnitts eines ge- geschaltet In der ersten nachgeschalteten Kammer ist
eigneten Sprühfeldes 22 sind mit gestrichelten Linien in die über die Leitung 12 zugeführte Fluidisierungsluft
der F i g. 1 angedeutet Wahlweise oder zusätzlich kann 5 erwärmt wie auch das Wasser, das über die Leitung 20
am unteren Ende des Bettes 2 oder von oben herab, wird. Die Wirkung des heißen Wassers ist die, daß die
wobei die Anordnung sowie die Anzahl der verwende- einzelnen Tabakteilchen sich ausdehnen. Der Ober die
ten Düsen sich nach den Konditionierungserfordernis- Leitung 23 am unteren Ende der Kammer 1 abgegebene
?.;n richten. Wenn nötig, kann das Wasser mit Luft oder io Tabak wird pneumatisch in den oberen Teil der zweiten
stige Zusätze können zusammen mit dem Wasser oder durch heiße, trockene Luft aufrechterhalten wird, wo-
in einer ähnlichen Form in das fluidisierte Bett 2 einge- durch der Tabak getrocknet wird. Der heiße trockene
leitet werden, wobei also statt Wasser auch eine andere Tabak gelangt anschließend in einen Kühler, der die
fallende Tabak wird am unteren Ende des Kammerab- Die Verweilzeit in derartigen Kammern liegt zwischen
fördert Kühler wird nicht benötigt, wenn in die zweite iCäininef
Bei der beschriebenen, im Durchlaufverfahren arbei- 20 gekühlte, trockene Luft eingeführt wird als fluidisierentenden Vorrichtung ist es wichtig, daß die Abgabe mit de Luft Das Trocknen kann auch mit Hilfe von Mikroder benötigten gleichmäßigen Abgabemenge erfolgt wellenenergie durchgeführt werden, die dem Tabak in
Wenn die Abgabeöffnung zu groß ist, kann der gesamte an sich bekannter Weise entweder im fiuidisierten Bett
Inhalt der Kammer 1 zu schnell abgefördert werden. Ist oder in einer sonstigen Vorrichtung zugeführt wird. Das
die öffnung dagegen zu klein, dann kann es vorkom- 25 erfindungsgemäße Verfahren kann lediglich für die Bemen. daß sie duch Ansammlung von Tabak in ihrer un- handlung des Tabaks angewendet werden, um sein Füllmittelbaren Umgebung blockiert wird. Schwierigkeiten vermögen zu erhöhen, und dann aus den Verfahrensin dieser Richtung können durch die in F i g. 2 gezeigte schritten öestehen, die soeben beschrieben wurden. Die
Einrichtung vermieden werden, bei welcher für die Zu- vorstehende Beschreibung bezieht sich auf Anordnunfuhr einer kontrollierbaren Strömungsmenge von 30 gen, die im Durchlaufbetrieb arbeiten, in denen man sich
Druckluft am Ansatzpunkt der Abgabeleitung 23 an der einer vollkommenen Mischung sehr stark nähert Mit
Wandung der Kammer gesorgt wird. Dieser Luftstrom dem Begriff »vollkommene Mischung« ist ein Vermitritt durch eine horizontale Leitung 24 ein, deren Ein- sehen gemeint bei welchem die Temperatur und der
trittsöffnung mit einer Drosselklappe 25 versehen ist In Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks innerhalb der Kammer
voller Öffnungsstellung der Drosselklappe ist der Luft- 35 gleichmäßig ist und gleich der Temperatur und dem
strom maximal, was eine starke Behinderung für den Feuchtigkeitsgehalt an der Abgabestelle. Die dem Säuausströmenden Tabak bedeutet, so daß die Abgabe in lenbett zugeführten Substanzen werden sofort mit den
diesem Fall ein Minimum ist Wird die Drosselklappe 25 Substanzen vermischt, die bereits im Bett vorhanden
in Richtung auf ihren Schließzustand, der gestrichelt sind, so daß die sich daraus ergebende Mischung an
angedeutet ist hin verschwenkt dann nimmt der Luft- 40 allen Stellen die Zusammensetzung hat, mit der die Mistrom ab, so daß die Abgabemenge des Tabaks ansteigt schung abgegeben wird. Eine im Grunde genommen
So kann die Abgabe innerhalb bestimmter Grenzen ge- gleiche Kammer wird auch für den Chargenbetrieb versteuert werden, indem das Klappenventil 25 auf eine wendet bei dem ebenfalls eine weitgehende Annäheentsprechende Zwischenstellung eingerichtet wird. Im rung an die vollkommene Mischung erzielt wird. Die
Schließzustand oder nahe diesem besteht jedoch die 45 Substanz der Charge hat in jedem Zeitaugenblick eine
Gefahr, daß die Abgabeöffnung 25 sich zusetzt, was praktisch durchgehend gleiche Zusammensetzung, wodadurch verhindert wird, daß eine Begrenzung für das bei sich die Zusammensetzung schrittweise der ge-Klappenventil in Schließrichtung vorgesehen wird. wünschten endgültigen Zusammensetzung nähert, mit
F i g. 2 zeigt außerdem, daß in vertikaler Richtung die der die Charge abgegeben wird. Es soll nachstehend ein
Abmessungen 26,27,28 am Obergang von der Kammer so besonderes Beispiel für den Chargenbetrieb bes^hriein die Abgabeleitung geeignete Dimensionen und Pro- ben werden.
Portionen haben. Es wird von der Fluidisierungskammer Gebrauch ge-
führt werden, in der zu sehen ist, daß auf den oberen einem zylindrischen Abschnitt von 30 cm Innendurch-
von der Behandlungskammer außerdem durch ein Abschnitt von 70 cm Höhe erhebt welcher mit einem
vermeiden. Die Gesamthöhe des Kammeraufbaus ist ist Am unteren Ende der Kammer schließt sich, von
dabei immer noch annehmbar. Ein Luftauslaß 31 führt dieser durch die Diffusorplatte getrennt eine Kammer
meist über einen Staubabscheider, wo Tabakstaub aus- 60 mit 15 cm Innendurchmesser an, die sich zur Fluidisie-
gesondert wird. rungskammer hin auf 30 cm Durchmesser erweitert
doch, daß die Auslaßleitung unmittelbar zu einer Ma- zuzuführen, wozu ein Zuführrohr von 4 mm Innen-
schine führen kann, in der weitere Behandlungen vorge- es durchmesser vorhanden ist, das zu einer in der Diffusor-
nommen werden. platte liegenden Düse führt, die nicht in die Fluidisie-
fen wird, um sein Füllvermögen zu steigern, dann wer- Wassernebel eingestäubt wird.
Eine Charge gerollter Stengel, die mit 6 Schnitten/mm geschnitten sind und einen Wassergehalt von
153 Gewichtsprozent mit einer Standardabweichung von 0,22% haben, werden in die Fluidisierungskammer eingebracht, wobei die Höhe der Charge im
nichtfluidisierten Zustand 30 cm beträgt, was ausreicht, um eine fluidisierte Säule innerhalb des gesamten Zylinderbereichs zu bekommen, die sich etwas in
den oberen konischen Abschnitt hinein erstreckt und ein Höhen : Durchmesserverhältnis von etwa 34 bis 4
ergibt
Es wird für die Fluidisierung Luft mit Raumtemperatur in einer Menge von 0,26 m3/s eingeleitet, was einer
Lineargeschwindigkeit von 3,6 m/s am Grunde der Kammer entspricht Wasser wird in einer Menge von
6,7 ml/s bei einem Wasserdruck in der Zuführleitung von 4,5 kp/cm2 zugeführt Diese Bedingungen wurden
5 Minuten lang aufrechterhalten. Am Ende des Behandlungsvorgangs hatte der ruhende Tabak in der Kammer
eine Höhe von 25 cm bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 49,71 % mit einer Standardabweichung von 0,11%.
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Claims (10)
1. Verfahren zum Behandeln von geschnittenem Schließlich ist es aus der DE-OS 21 03 671 bekannt,
Tabak mit einem fluiden Behandlungsmedium in ei- 5 Tabak auf einem horizontalen flachen Bett auszubreiten
nem Säulenbett, dadurch gekennzeichnet, und von unten mit Luft als Behandlungsmedium zuzudaß
der Tabak durch ein am unteren Ende des Sau- strömen, so daß ein flaches Wirbelbett entsteht
lenbettes eingeführtes gasförmiges Medium in ei- In allen Fällen wird lediglich ein Behandlungsmedium, nem fluidisierten Zustand gehalten und daß gleich- entweder Wasserdampf oder Luft, durch den TaLik gezeitig das Behandlungsmedium in den fluidisierten io leitet, entweder in einem Flachbett oder in einem Säu-Tabak injiziert wird. lenbett
lenbettes eingeführtes gasförmiges Medium in ei- In allen Fällen wird lediglich ein Behandlungsmedium, nem fluidisierten Zustand gehalten und daß gleich- entweder Wasserdampf oder Luft, durch den TaLik gezeitig das Behandlungsmedium in den fluidisierten io leitet, entweder in einem Flachbett oder in einem Säu-Tabak injiziert wird. lenbett
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Mit diesen Verfahren ist es noch nicht möglich, zufriezeichnet,
daß das Behandlungsmedium Wasser ist denstellend das Konditionieren und/oder Trocknen von
und/oder im Gleichstrom mit dem fluidisierenden Tabak durchzuführen.
gasförmigen Medium durch feinverteilende Einrich- is Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
tungen am unteren Ende des Säulenbettes einge- verbessertes Verfahren zum Konditionieren und/oder
führt wird. Trocknen von Tabak zu schaffen, bei dem ein verhältnis-
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- mäßig einfacher, kompakter Vorrichtungsaufbau verkennzeichnet,
daß das Behandlungsmedium Dampf wendet werden kann, der wirtschaftlich arbeitet
ist 20 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1
zeichnet daß der Dampf verteilt am Boden des Sau- bzw. des Anspruchs 9 gelöst
lenbettes eingeführt wird. Diese Lösung sieht vor, daß durch ein eigenes fluidi-
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, sierendes Medium zunächst einmal der Tabak innerhalb
dadurch gekennzeichnet daß das fluidisierende gas- 25 eines Säulenbettes im fluidisierten Zustand gehalten
förmige Medium vorgewärmt wird. wird. Getrennt davon wird das Behandlangsmedium in
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, den fluidisierten Tabsjc eingeleitet so daß es möglich ist,
dadurch gekennzeichnet daß der Tabak das Fließ- beide Funktionen, nämlich die des Fluidisierens als auch
bett im Gegenstrom zum fluidisierenden gasförmi- die des Behandeins, getrennt gesteuert werden können,
gen Medium durchläuft 30 Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht sowohl
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, im kontinuierlichen Ablauf wie auch im Chargenprozeß
dadurch gekennzeichnet daß far Tabak für die Be- eine sehr enge Annäherung an eine perfekte Durchmihandlung
chargenweise in das Säulenbett einge- schung des Tabaks mit dem Behandlungsmedium. Es ist
bracht wird. leicht möglich, ein Produkt mit einem gewünschten
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 35 gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt zu erzeugen, wobei
dadurch gekennzeichnet daß der Tabak im An- die Behandlungszeit kurz ist Die benötigte Vorrichtung
Schluß an die Behandlung mit Wasser mit Dampf ist einfach und erfordert für ihre Unterhaltung nur we-
oder mit Dampf und heißer Luft in dem Säulenbett nig Zeit
behandelt wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich
9. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens 40 aus den Unteransprüchen.
nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einer säulen- Darüber hinaus kennzeichnet sich die Erfindung
förmigen Kammer (1) und einer Einrichtung (20) durch folgende Merkmale.
zum Einbringen eines Behandlungsmediums, da- Sowohl für das Durchlaufverfahren als auch für das
durch gekennzeichnet daß außerdem eine Einrich- Chargenverfahren weist die Kammer einen zylindrisch
tung (11,12,15) zum Einbringen eines den Tabak in 45 gestalteten Hauptabschnitt auf, an den sich nach oben
der Kammer fluidisierenden gasförmigen Mediums ein erweiternder oberer Abschnitt anschließt durch den
vorgesehen ist das Entweichen der Fluidisierungsluft aus dem Tabak
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge- erleichtert wird. Das fluidisierte Bett befindet sich dann
kennzeichnet, daß eine Vorrichtung zum Einsprühen zur Hauptsache innerhalb des zylindrischen Abschnitts,
von Wasser oder Dampf am Boden der Kammer (1) 50 beispielsweise zu 80% der Tiefe des Bettes, erstreckt
vorgesehen ist . sich jedoch in den oberen Abschnitt hinein. Der obere
Abschnitt kann an seinem oberen Ende offen sein, wo-
bei sich jedoch dort ein den Tabak zurückhaltendes Gitter befindet, doch wird vorzugsweise der Behälter oben
55 abgedeckt und weist oberhalb des Gitters einen Luft-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine auslaß auf. Am unteren Ende der Kammer ist ein durchVorrichtung
zum Behandeln von geschnittenem Tabak löcherter Verteiler oder ein durchbrochenes Material
mit einem fluiden Behandlungsmedium in einem Säulen- vorgesehen. Der Tabak wird durch Einblasen von Luft
bett. fluidisiert, die Umgebungstemperatur haben kann und Aus der DE-OS 22 54 652 ist es bekannt, den Tabak in w>
die durch den Verteiler hindurch vom Boden her in die einer säulenförmigen Kammer herunterfallen zu lassen, Kammer eingeblasen wird. Gleichzeitig wird in dem in
wobei über die Länge der Kammer mittig Dampf aus- der Kammer enthaltenen Tabak auch das Behandlungsströmt,
welche mit dem herabfallenden Tabak in Beruh- medium, z. B. in Luft versprühtes Wasser oder unter
rung gelangt. Hochdruck fein versprühtes Wasser oder Dampf in den Aus der DE-AS 12 68 065 ist es bekannt, Luft als Be- 65 Tabak in der Kammer eingeleitet und zwar im Gleichhandlungsmedium
zum Trocknen von Tabak von unten strom mit der Luft oder auch im Gegenstrom, was durch
durch eine Verteilerplatte durch den Tabak zu leiten, die Wände hindurch oder von der Bodenfläche der
welcher von oben in einen säulenförmigen Behälter ein- Kammer her erfolgen kann. Durch diese Art der Be-
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