DE2724037A1

DE2724037A1 - Vorrichtung zum trocknen eines kontinuierlich gefoerderten tabakstromes

Info

Publication number: DE2724037A1
Application number: DE19772724037
Authority: DE
Inventors: Gerhard Graalmann; Wilfried Muhsil
Original assignee: Hauni Werke Koerber and Co KG
Current assignee: Koerber AG
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1978-12-07
Also published as: IT7823819A0; IT1158717B; GB1603591A; US4251925A

Description

Stw.: Tabaktrockner-zwei Trocknungszonen-Feuchte-Direkterfassung - A 1474 - Bergedorf, den 24. Mai 1977

Vorrichtung zum Trocknen eines kontinuierlich geförderten Tabakstromes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trocknen eines kontinuierlich geförderten Tabakstromes, welcher eine Trocknungsstrecke durchläuft, die in wenigstens zwei, an unabhängig voneinander einstellbare HeizmittelZuführungen angeschlossene Trocknungszonen aufgeteilt ist.

Der mittels der eingangs bezeichneten Vorrichtung zu trocknende Tabakstrom besteht vorzugsweise entweder aus Schnittabak oder Rippen oder auch aus Zigarreneinlage und dergleichen. Bei der Herstellung von stabförmigen Tabakartikeln wie Zigaretten oder Zigarren, die von einem endlosen umhüllten Tabakstrang fortlaufend abgeschnitten werden, ist eine möglichst gute Konstanz der Tabakfeuchte erforderlich. Bereits sehr kleine Schwankungen der Tabakfeuchte können die Produktionsbedingungen für den Tabakstrang so verschlechtern, daß die Tabakartikel Qualitätsmängel aufweisen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Trocknungsvorrichtung der eingangs geschilderten Art, in welcher der Tabak auf einen bestimmten für die Weiterverarbeitung erforderlichen Restfeuchtegehalt abgetrocknet wird, so auszubilden, daß eine zuverlässige Einhaltung einer vorbestimmten Endfeuchte des Tabaks möglich ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zwischen den Trocknungszonen ein Meßwertgeber zum Erfassen der Feuchte des von der vorhergehenden Trocknungszone in die nachfolgende Trocknungszone übergeführten Tabakstromes angeordnet ist, der als Istwertgeber eines Feuchteregelkreises mit einer Steueranordnung zum Steuern der Wärmezufuhr zu der nachfolgenden Trocknungszone verbunden ist, derart, daß bei einer Feuchte-

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Stv·: Tabaktrockner-zvei Trocknungszonen-Feuchte-Direkterfassung - A 1474 - Bergedorf, den 24. Mai 1977

erhöhung des die vorhergehende Trocknungszone verlassenden Tabaks die Wärmezufuhr verstärkt, bei einer Feuchteerniedrigung verringert wird.

Eine besonders intensive, schnelle und gleichmäßige Abtrocknung des Tabaks erhält man, wenn in veiterer Ausgestaltung der Erfindung die Trocknungsstrecke ein als Vibro-Wirbelschichttrockner ausgebildeter Trocknungsförderer ist, in dem der Tabak sich in einer Vibro-Virbelschicht eines Heißgases befindet.

Die Steuerung der Abtrocknung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise derart, daß im Feuchteregelkreis der nachfolgenden Trocknungszone ein Meßvertgeber für die Temperatur des der Trocknungszone zugeführten Heißgases mit einer Vergleichsstelle verbunden ist, der außerdem das Signal des Feuchtemeßwertgebers zvischen den Trocknungszonen sovie ein der Differenz zvis chen Tabakfeuchte-Sollvert und Tabakfeuchte-Istvert am Ende der nachfolgenden Trocknungszone entsprechendes Differenzsignal zuführbar ist, und daß der ein Vergleichssignal abgebende Ausgang der Vergleichsstelle mit der Steueranordnung zum Steuern der Heißgastemperatur der nachfolgenden Trocknungszone in Wirkverbindung steht. Um vor dem Eintritt des Tabakstromes in die nachfolgende Trocknungszone bereits einen gleichmäßigen Abtrocknungsgrad zu erzielen, vird weiterhin vorgeschlagen, daß die Heizmittelzuführung der vorhergehenden Trocknungszone an einen Feuchteregelkreis angeschlossen ist, dem eine mit einem Sollwertgeber zusammenwirkende Steueranordnung zum Konstanthalten der Wärmezufuhr zur vorhergehenden Trocknungszone zugeordnet ist.

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Die Erfindung vird anhand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen :

Figur 1 eine Tabaktrocknungsaniage mit nachgeordneter Kühleinrichtung, wobei sämtliche Anlagenteile als Vibro-Wirbelschicht-Konditionieranlagen ausgebildet sind,

Figur 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Figur 1,

Figur 3 einen Querschnitt durch eine Feuchtigkeitsmeßeinrichtung nach der Linie IH-III gemäß Figur 1 und

Figur 4 eine Draufsicht auf die Feuchtigkeitsmeßeinrichtung gemäß Figur 3·

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Stv·: Tabaktrockner-zwei Trocknungszonen-Feuchte-Direkterfassung - A 1474 - Bergedorf, den 24. Mai 1977

Die in den Figuren 1 und 2 gezeigte Tabaktrocknungsanlage bildet eine in eine erste Trocknungszone 1 in Form eines Vibro-Wirbelschichttrockners 2 und eine zweite Trocknungszone 3 in Form eines Vibro-Wirbelschichttrockners 4 aufgeteilte Trocknungsstrecke sowie einen Kühlförderer 6 in Form eines Vibro-Wirbelschichtkühlers 7.

Die vorgenannten Vibro-Wirbelschichttrockner bzw. -kühler sind durch Schutzrechte der Anmelderin bekannt, z.B. durch die US-Patente 3.799.176 und 3.877.469. Sie brauchen daher nur in ihren wichtigsten Teilen beschrieben zu werden.

Die Vibro-¥irbelschicht-Anlagen (2, 4 und 7) weisen einen Schwingförderer 8 auf, der an Lenkern 9 befestigt und zu einer Förderschwingbewegung antreibbar ist. Der Schwingförderer 8 hat Durchlässe für das aus einem Kanal 11 zugeführte Heißgas, im vorliegenden Fall Heißluft (beim Kühler Kühlluft), die von einem fest angeordneten Drosselblech 12, das ebenfalls Luftdurchlässe hat, verteilt wird. Der Schwingförderer 8 besteht aus einem Unterteil 13 und einer Rinnenwanne 14. Oberhalb dieser Rinnenwanne 14 divergieren die Wände 16 und 17» die von einer Schlitzdecke 18 abgeschlossen werden. Die Förderschwingbewegung des Schwingförderers 8 ist so mit der durch ihn hindurchströmenden Luft, deren Geschwindigkeit im Bereich der divergierenden Wände 16 und 17 abnimmt, abgestimmt, daß der Tabak sich bei seiner Förderung in einer Vibro-Wirbelschicht befindet, in der eine sehr gleichmäßige, schnelle und intensive Trocknung bzw. Kühlung stattfinden kann·

Die Zufuhr der Heißluft zu dem ersten Vibro-Wirbelschichttrockner 2 erfolgt mittels eines Gebläses 21, das Luft über eine Leitung 22 zu einem Heizregister 23 fördert. Ein Teil der Luft wird in der Parallelleitung 24 an dem Heizregister 23

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vorbeigeleitet· In den Leitungen 22 und 24 befinden sich über einen Stellantrieb in Form eines Elektromotors 26 verstellbare Klappen 27 bzw· 28, mit denen das Verhältnis von erhitzter Luft zu nicht erhitzter Luft und damit die Temperatur der dem Trockner zugeführten Heißluft beeinflußt werden kann· 31 sind Rückführleitungen, mit denen die Heißluft wieder zu dem Gebläse 21 zurückgeführt wird. 32 ist eine Abluftleitung. Der zur Kompensation für die abgeleitete Luft erforderliche Luftbedarf wird über eine Frischluftleitung 33 von dem Kühlförderer 6 zugeführt.

In ähnlicher Weise erfolgt die Heißluftzufuhr zu dem zweiten Vibro-Wirbelschichttrockner 4. 36 ist ein Gebläse, 37 und 38 sind Leitungen, 39 ist ein Heizregister, 41 sind Rückführleitungen zu dem Gebläse, 42 und 43 sind Luftklappen in den Leitungen 37 bzw. 38, die von einem Stellantrieb in Form eines Elektromotors 44 zur unterschiedlichen Luftmischung verstellbar sind; 46 ist eine Abluftleitung, 47 eine Frischluftzuleitung aus dem Kühlförderer 6,

In den Zuleitungen 51 und 52 für Heißluft befinden sich Temperaturfühler 53 bzw· 54 in Form von temperaturempfindlichen Halbleitern zur Messung der Heißlufttemperatüren, die ihre Signale über Transmitter 56 bzw· 57 abgeben. Im Zwischenraum 61 zwischen dem ersten Vibro-Wirbelschichttrockner 2 und dem zweiten Vibro-Wirbelschichttrockner 4 bzw. am Ende des Kühlförderers 6 befinden sich später noch genauer beschriebene Meßwertgeber in Form von Feuchtigkeitsmeßgeräten 63 bzw. 64 zur Erfassung der Feuchte des den Vibro-Wirbelschichttrockner 2 der Trocknungszone 1 verlassenden Tabaks bzw. des den Kühlförderer 6 verlassenden Tabaks.

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Die Feuchtigkeitsmeßgeräte 63 und 64 sind gemäß den Figuren 3 und 4 unmittelbar der Rinnenwanne 14 des Schwingförderers 8 zugeordnet. Sie bestehen aus einer in eine Isolierplatte 66 eingelassene, am Rinnenboden angeordnete Elektrode 67» während die Rinnenwanne 14 selbst eine Gegenelektrode eines elektrischen Hochfrequenz-Schwingkreises bildet. Mit 68 sind die den Tabak 69 durchsetzenden Feldlinien des durch die Elektroden 67 und 14 gebildeten Meßkondensators bezeichnet. Der Pfeil 70 gibt die Strömungsrichtung des Tabaks 69 an.

An Stelle der dargestellten Feuchtigkeitsmeßgeräte 63 und 64 können selbstverständlich auch separate kapazitive Feuchtemeßgeräte treten, beispielsweise die von der Anmelderin unter der Bezeichnung HWK-Gerät vertriebene Feuchtigkeitsmeßeinrichtung. Außerdem ist es denkbar, an den bezeichneten Stellen ein Infrarot-Feuchtemeßgerät vorzusehen, beispielsweise des Typs SM 2 der Firma Infraret-Engineering Ltd· An den zweiten Vibro-Wirbelschichttrockner 4 schließt sich der Vibro-Wirbelschichtkühler 7 an, der von einem Gebläse 71 über eine Leitung 72 mit Kühlluft beaufschlagt wird. Die erwärmte Abluft des Kühlers wird der die Vibro—Wirbelschichttrockner 2 und 4 verlassenden Luft über Frischluftleitungen 33 bzw. 47 zugemischt, um den Luftverlust aus den Abluftleitungen 32 bzw. 46 zu kompensieren.

Beschreibung der Steueranordnung für die Tabakfeuchteregelung in den Vibro-Wirbelschichttrocknern 2 und 4 : Ein von einem Sollwertgeber 74 abgegebenes Sollwertsignal gelangt zu einer Vergleichsstelle 77t der das vom Transmitter 56 abgegebene, der Heißlufttemperatur in Leitung 51 entsprechende Signal zugeführt ist. Das Ausgangssignal (Differenzsignal) der Vergleichsstelle 77 steuert einen Leistungsverstärker 78 zur Steuerung des Elektromotors 26, der die Luftklappen 27 und

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28 und damit die Heißlufttemperatur in Leitung 51 in Abhängigkeit von dem Differenzsignal verstellt· 79 ist ein sogenannter Leerlauf-Sollwertgeber, der von einem bekannten Tabakstromtaster 81 mit der Vergleichsstelle 77 verbunden vird, wenn kein Tabak die Anlage durchläuft. Gleichzeitig vird in diesem Fall die Verbindung zwischen dem Sollwertgeber 74 und der Vergleichsstelle 77 unterbrochen· 82 ist ein Anlauf-Sollwertgeber, der nur bei Anlaufbetrieb der Anlage mit der Vergleichsstelle 77 verbunden ist. In ähnlicher Weise ist der Steuerkreis des zweiten Vibro-Virbelschichttrockners 4 aufgebaut. 86 und 87 sind Vergleichsstellen, 88 ein Sollwertgeber, 89 ein in der Regelungstechnik bekanntes PID-Glied. 91 ist ein Leistungsverstärker für den Elektromotor 44. 92 und 93 sind Leerlauf-Anlauf-Sollwertgeber.

Die gestrichelt dargestellten Verbindungen der Sollwertgeber 79, 82 und 92, 93 zu ihren jeweiligen Vergleichsstellen 77 bzw. 87 deuten an, daß diese Sollwertgeber nur außerhalb des normalen automatischen Betriebes der Anlage wirksam sind. Der dem ersten Vibro-Wirbelschichttrockner 2 nachgeordnete Feuchtigkeitsmeßwertgeber 63 ist ebenfalls mit der Vergleichsstelle 87 verbunden.

Wirkungsweise der vorbeschriebenen Anordnung : Wird der Trocknungsanlage Tabak zugeführt, dann aktiviert der Tabakstromtaster 81 die Sollwertgeber 74 und 88. Der Tabak gelangt auf den Schwingförderer 8 des ersten Vibro-Wirbelschichttrockners 2, von dem er in die Wirbelschicht der Heißluft gefördert wird. Die Heißluft wird von dem Gebläse 21 über die Leitungen 22 und 24 sowie die Heißluftleitung 51 dem Kanal 11 zugeführt. Der durch die Leitung 22 fließende

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Teil der Luft wird von dem Heizregister 23 erhitzt. Da die Luftgeschwindigkeit über dem Schwingförderer 8 infolge der divergierenden Wände 16 und 17 abnimmt, wird verhindert, daß auch leichtere Tabakteile von der Luft abgefördert werden. Die Heißluft strömt durch die Rückführleitungen 31 zurück zum Gebläse. Ein Teil der Heißluft gelangt durch die Abluftleitung 32 ins Freie. Sie wird ersetzt durch die durch die Frischluftleitung 33 zugeführte Frischluft, die infolge der Wärmeaufnahme in dem Vibro-Wirbelschichtkühler 7 schon angewärmt worden ist.

Die Wärmezufuhr zur Trocknungszone 1 des ersten Vibro-Wirbelschichttrockners 2 wird mittels des Sollwertgebers 74 weitgehend konstantgehalten, wobei durch den Temperaturfühler 53 angezeigte Abweichungen mittels des LeistungsVerstärkers 78 und des Elektromotors 26 durch die Klappen 27 und 28 ausge— regelt werden.

Die Feuchte des den Vibro-Wirbelschichttrockner 2 verlassenden Tabaks wird von dem Feuchtigkeits-Meßwertgeber 63 erfaßt. Dieses Signal beeinflußt den unterlagerten Regelkreis des nachgeordneten zweiten Vibro-Wirbelschichttrockners 4, dessen übergeordneter Regelkreis ebenfalls ein Feuchteregelkreis ist· Hierzu wird das Ausgangssignal des Feuchtigkeits-Meßwertgebers 64, der die Endfeuchte des den Vibro-Wirbelschichtkühlers 7 verlassenden Tabaks erfaßt, an der Vergleichsstelle 86 mit dem Signal verglichen, das der Sollwertgeber 88 abgibt. Das der Regelabweichung entsprechende Ausgangssignal der Ver— gleichsstelle 86 beaufschlagt über das PID-Glied 89 als Sollwertsignal die Vergleichsstelle 87, der außerdem als Istwert— signal das vom Heißlufttemperaturfühler 54 in der Heißluftleitung 52 abgegebene Signal zugeführt wird. Daß der Regelabweichung des unterlagerten Feuchteregelkreises entsprechende Ausgangssignal von der Vergleichsstelle 87

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steuert den Leistungsverstärker 91, der den Elektromotor 44 so aussteuert, daß die Luftklappen 42 und 43 die erforderliche Temperatur des von dem Gebläse 36 zugeförderten und von dem Heizregister 39 erhitzten Heißluftstromes einstellen· Dieser Heißluftstrom wird nach Durchströmen des Vibro-Wirbelschicht— trockners 4 über Rückführleitungen 41 zum Gebläse 36 zurückgeführt. Der durch die Abluftleitung 46 abgeführte Luftstrom wird durch einen Frischluftstrom von dem Vibro-Wirbelschichtktihler 7 kompensiert, der über Leitung 47 in das Heißluftsystem eingeführt wird.

Durch die Verwendung des dem ersten Vibro-Wirbelschichttrockner 2 nachgeordneten Feuchtigkeits-Meßwertgebers 63 mit dem unter— lagerten Feuchteregelkreis des zweiten Vibro—Wirbelschicht— trockners 4, dessen Sollwert von dem zweiten Feuchtigkeits— Meßwertgeber 64 mitbeeinflußt wird, ergibt sich eine sehr schnelle Beeinflussung der Abtrocknung des Tabaks im zweiten Vibro-Wirbelschichttrockner 4, falls von dem Feuchtigkeits-Meßwertgeber 63 eine Abweichung des Meßwertes von dem vorgegebenen Wert festgestellt ist. Es ist daher nicht erforderlich, daß der Tabak den Vibro-Wirbelschichttrockner 4 erst voll durchlaufen muß, bis Über den Feuchtigkeits-Meßwertgeber 64 festgestellt werden kann, ob seine Kondition mit dem vorgegebenen Wert übereinstimmt·

Vielmehr hat dieser Feuchtigkeits-^leßwertgeber 64 nur noch die Funktion, bei kleineren Änderungen des Endwertes, insbesondere bei Langzeitschwankungen, korrigierend in die Steueranordnung des zweiten Vibro-Wirbelschichttrockners 4 einzugreifen.

Nach Verlassen des zweiten Vibro-^/irbelschichttrockners 4 gelangt der Tabak zu dem Vibro-Wirbelschichtkühler 7, in dem er von Kühlluft, die von dem Gebläse 71 über die Leitung 72 zugeführt wird, abgekühlt wird. Die Kühlluft wird nach Durch-

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strömen des lühlers, wie bereits beschrieben, über die Leitungen 33 und 47 als angewärmte Frischluft den vorgeordneten Vibro-Wirbelschichttrocknern 2 bzw. 4 zugeführt.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß durch die vorzeitige Berücksichtigung etwaiger Feuchteschwankungen diesen Feuchteschwankungen durch Vorwärtssteuerung in der zweiten Trocknungszone rechtzeitig entgegengewirkt werden kann, so daß eine zuverlässige Einhaltung der vorgegebenen Endfeuchte des Tabaks möglich ist.

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Claims

HAUNi-WERKE korber & co. kg. Bergedorf, den 24. Mai 1977

Patent Hf./Mo.-

Stv.: Tabaktrockner-zwei Trocknungszonen-Feuchte-Direkterfassung Hauni-Akte 1474

Patentansprüche

Vorrichtung zum Trocknen eines kontinuierlich geförderten Tabakstromes, welcher eine Trocknungsstrecke durchläuft, die in wenigstens zwei, an unabhängig voneinander einstellbare Heizmittelzuführungen angeschlossene Trocknungszonen aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trocknungszonen (1 und 3) ein Meßwertgeber (63) zum Erfassen der Feuchte des von der vorhergehenden Trocknungszone (i) in die nachfolgende Trocknungszone (3) übergeführten Tabakstromes angeordnet ist, der als Istwertgeber eines Feuchteregelkreises (88, 86, 89, 87) mit einer Steueranordnung (91, 44, 42, 43) zum Steuern der Wärmezufuhr zu der nachfolgenden Trocknungszone verbunden ist, derart, daß bei einer Feuchteerhöhung des die vorhergehende Trocknungszone verlassenden Tabaks die Wärmezufuhr verstärkt, bei einer Feuchteerniedrigung verringert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsstrecke (1, 3) ein als Vibro-Wirbelschichttrockner (2 bzw. 4) ausgebildeter Trocknungsförderer ist, in dem der Tabak sich in einer Vibro-Wirbelschicht eines Heißgases befindet.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Feuchteregelkreis (88, 86, 89, 87) der nachfolgenden Trocknungszone (3) ein Meßwertgeber (54) für die

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Stw.: Tabaktrockner-zwei Trocknungszonen-Feuchte-Direkterfassung - A 1474 - Bergedorf, den 24. Mai 1977

Temperatur des der Trocknungszone zugeführten Heißgases mit einer Vergleichsstelle (87) verbunden ist, der außerdem das Signal des Feuchtemeßwertgebers (63) zwischen den Trocknungszonen (1, 3) sowie ein der Differenz zwischen Tabak— feuchte-Sollwert und Tabakfeuchte-Istwert am Ende der nachfolgenden Trocknungszone entsprechendes Differenzsignal zuführbar ist, und daß der ein Vergleichssignal abgebende Ausgang der Vergleichsstelle mit der Steueranordnung (91, 44, 42, 43) zum Steuern der Heißgastemperatur der nachfolgenden Trocknungszone in Wirkverbindung steht.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittelzuführurig der vorhergehenden Trocknungszone (i) an einen Feuchteregelkreis (74, 77) angeschlossen ist, dem eine mit einem Sollwertgeber zusammenwirkende Steueranordnung (78, 26, 27, 28) zum Konstanthalten der Wärmezufuhr zur vorhergehenden Trocknungszone zugeordnet ist.

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