DE2943373C2

DE2943373C2 - Verfahren zum Wiederordnen bzw. Wiederbefeuchten von expandiertem Tabak

Info

Publication number: DE2943373C2
Application number: DE2943373A
Authority: DE
Inventors: Patrick E. Hopewell Va. Aument; Roger Z. de la Powhatan Va. Burde; Francis V. Midlothian Va. Utsch
Original assignee: Philip Morris Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1979-10-26
Publication date: 1984-07-05
Also published as: BR7906964A; US4202357A; NL7907904A; GB2033208A; FR2439555A1; GB2033208B; JPS585028B2; CA1121688A; DE2943373A1; CH640707A5; FR2439555B1; BE879637A; FI793365A; IT7950678A0; IT1164745B; AU528512B2; JPS5574782A; AR224377A1; AU5223079A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederordnen bzw. Wiederbefeuchten von expandiertem Tabak. Während die Wiederbefeuchlung von nicht-expandierlcm Tabak keine Schwierigkelten macht, ist sie bei expandiertem Tabak problematisch.

Bei vielen Verfahren zur Expandierung von Tabak herrschen Bedingungen, die zu niedrigen Feuchtigkeitsgehalten in dem expandierten Tabak führen. Im allgemeinen hat expandierter Tabak einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als enva 6",. und oftmals weniger als 3¹H.. Bei expandiertem Tabak ist der daraus erhaltene Füllstoff (Tabak) erheblich trockener, als es für die weitere Verarbeitung oder den Gebrauch gewünscht wird. Um einen

JO Bruch zu vermeiden und um zufriedenstellende RauchqualitiUcn /u gewährleisten, muß das expandierte Tabakmaterial daher vor der weiteren Verarbeitung zu einem Feuchtigkeitsgehalt wiedergeordnet (wiederbefeuchtet) werden, der im Gleichgewicht mit normalen Gebrauchsbedingungen steht. Typische Standardbedingungen sind eine relative Feuchtigkeit von 60% und 24" C. Nicht-expandicncr Tabak stellt sich bei diesen Standardbedingungen auf ein Gleichgewicht von etwa 12".. Feuchtigkeit ein. Tabakblätter, die einer Expansionsbehandlung durch heftiges Trocknen unterworfen worden sind, stellen sich auf ein Gleichgewicht eines etwas niedrigeren Feuchtigkeitsgehalts von beispielsweise 11'\. ein. Dies ist ein geeigneter Zlclwcrt für die Wiederordnung.

Es sind schon viele Maßnahmen zum Wiederordnen oder Wiederbefeuchten von Tabak angewendet worden. Die übliche Praxis schließt zwei relativ rasche und zeilersparcndc Prozesse ein. Bei dem ersten Prozeß wird die direkte Wlederordnung in einfacher Weise dadurch erreicht, daß man das expandierte Tabakprodukt einem Wasserspray aussetzt. Bei der zweiten Methode erfolgt ein Aussetzen des expandierten Tabakmatcrials an gesättigten Wasserdampf. Weder das direkte noch das Hochtcmpcraturvcrfahrcn ist jedoch bei expandierten Tabakblättern wegen einer unerwünschten Schrumpfung des expandierten Füllstoffs vollständig zufriedenstellend. Sowohl erhöhte Temperaturen als auch ein direkter Kontakt mit flüssigem Wasser neigen dazu, ein Zusammenfallen der Blattsiruktur in Richtung auf den nlcht-cxpandiertcn Zustand zu bewirken. Deshalb tritt bei der Expansionshehandlung ein beträchtlicher Verlust an Füllkrafl auf, wenn solche Sehnellwicderordnungsmethodcn angewendet werden.

Bei einem weiteren bekannten Beleuchiungsverfahrcn zieht man beispielsweise lull mit einer relativen Feuchtigkeit von 60",. und mit Raumtemperatur 8 bis 24 h lang durch den expandierten trockenen Tabak. Derartige Zeiträume für das Erreichen des Gleichgewichtszustandes sind jedoch in der Praxis nicht annehmbar. Hinzu

5(> kommt, daß ein auf solche W eise erhaltenes Produkt im allgemeinen einen nlchl-glcichlörmigen Feuchtigkeitsgehalt von 8 bis Kv₁, aufweist, was vermutlich auf ein ungleichmäßiges Aussetzen des Tabaks an die fließende I.Liti zurückzuführen ist

I'm die Probleme der oben genannten (ilelchgewiclnsmelliiKlen zu überwinden, sind besonders ausgestaltete Zw.ingsumlul'izlrkulaiionssysiemc entwickelt worden. Solche Systeme erfordern jedoch erhebliche Kapital-Investitionen und die Zeitdauern für das Erreichen des Gleichgewichtszustandes sind beträchtlich. Wenn beispielsweise ein solches System verwendet wird, muH leuchte Lull während 24 bis 40 Minuten durch das Tabakbett geleitet werden, um eine zufriedenstellende Wiederbefeuchlung zu erhalten.

Zusätzlich zu den oben beschriebenen Problemen dieser Glciehgcwichtsmcthoden bcstchl bei einigen Zwangsumiuftsysiemen. die derzeit zur Wlederhcfcuchtung von Tubukmatcrlul verwendet werden, Feuergefahr. Dies ist

t>o auf die Talsache zurückzuführen, daß infolge der besonderen Gestaltung der verwendeten Expansionsvorrich-Ηΐημ gelegentlich brennendes oder schwelendes Material in die Wiedcrbefcuchtungsvorrichtung eingeführt wird. Die Zwangsluli. ιin.· durch den Flillsiofl cingeblasen wird, entfacht diese Teilchen zum Entflammen Dies kann /U langen Stillegungs/ellcn ilei Anlagen sowie /Li Proiluktverlusien lührcn.

In der DE-OS 2(> 3" 124 lsi ein Verlahren zum Expandieren von Tabak beschrieben. Am Rande wird auch die

*" Wiederbefeuchtung erwähnt Die dabei verwendete Wlcderhefeuchlungsanlage Ist mit einer AblauHeitung versehen, um überschüssiges Wasser zu einlernen, daß vom Tabak nicht aulgenommen wurde und sich an der Basis ties Sprühmhransai/es angesammelt hai. Ein derartiges Verlahren ist nicht geeignet, bei der Wiedcrbcfeuchtung des expandierten lab.iks dessen Schrumplung zu verhindern

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren /um Wiederbefeuchten von expandiertem Tabak zur Verfügung zu stellen, bei dem keine oder allenfalls eine geringe Schrumpfung des expandierten Tabaks eintritt.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Im Pulentanspruch 1 näher gekennzeichnete Verfahren Die Unteunsprüche 2 bis 7 betreffen zweckmäßige und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren /ur Verfügung gestellt, durch das relaiiv trockenes Tabakmaterial. "> das expandiert worden ist, rasch und ohne Massenvcrlusle gleichförmig wiederbefcuchiet werden kann. Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein überlegenes wlederbefeuchteles Produkt durch das hierin beschriebene Verfahren erhalten werden kann. Das erfindungsgemüßc Produkt zeigt eine relativ geringe Schrumpfung in Richtung auf den ursprünglichen nicht-expandierlcn Zustand, und es hat einen relativ gleichförmigeren Feuchtigkeitsgehalt. Weiterhin führt das erfindungsgemäße Verfahren zu verminderten Prozeß/.eiten und Raumerspar- «· nissen, was auf die kleinere Einrichtung zurückzuführen ist. Kostspielige Handhabungen der Luft und der Kondilionierungseinrichtungen werden eliminiert, und Feuergefahren, die bei einigen Wicderbeleuchtungsmethoden auftreten, werden beseitigt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Stengel nicht beschädigt. Man geht so vor. daß man relativ trockenen Tabak, der einer Expansionsbehandlung unterworfen worden Ist, mit einem feinen Wasserspray. Γι dessen Tröpfchen eine spezielle kontrollierte Größe haben, kontaktierl. Dabei wird eine Agglomerierung von Wasser auf der Oberfläche der Tabaktellchen verhindert, und man erreicht dadurch in einfacher und billiger Weise e;ne rasche und relativ gleichförmige Wiederbefeuchtung des Tabaks bei minimaler Schrumpfung in Richtung auf den nicht-expandierten Zustand. Das Verfahren kann in einem üreb/ylinder mit einem Gewindegang bei gewöhnlichen Temperaluren innerhalb von 1 bis 4 Minuten durchgefühn werden. -⁽¹

Gemäß der Erfindung wird der Tabak, der einer Expandierungsbchandlung unterworfen worden ist, mit einem Wassernebel behandelt, der durch eine durchschnittliche Tropfengrölle von weniger als etwa 120μΐη im Durchmesser und vorzugsweise 20 bis 60 um im Durchmesser gekennzeichne: ist. Typischerweise enthält das einer Expandierungsbehandlung unterzogene Produkt weniger als 6% Feuchtigkeit, gemessen als ofenflüchtige Stoffe (OV), wie hierin definiert. Das Produkt kann aber weniger als l'V, bis zu dem normalen Feuchtigkeitsgehalt von -' 12■ ·«> enthalten. Durch das erfindungsgemäßc Wiedcrbcfeuchtungsvcrfahren können annehmbare Feuchtigkeitsgehalte für ein solches expandiertes Tabakmaierial in I bis 4 Minuten bei üblicher Raumtemperatur erhalten werden, ohne daß eine nicht-tolerlerbare Schrumpfung oder ein Zusammenfallen des Tabaks in Richtung auf den nicht-expandierten Zustand erfolgt.

Es wurde gefunden, daß durch Aufrechicrhaltung der durchschnittlichen Tröpfchengrölfc des Wassersprays ^J" auf unterhalb etwa 120 um während der Wiederbefeuchtung eine Schrumpfung des expandierten Tabaks vermindert werden kann. Tröpfchen oberhalb einer Größe von 120μηι und eine Agglomericrung von Wasser auf der Oberfläche der Tabaktellchen führt zu einem Zusammenfallen der expandierten Tabakstruktur. Weiterhin vermindert eine Wiederbefeuchtung auf Feuchtigkeitsgehalte von weniger als 20% den Grad der irreversiblen Schrumpfung In dem expandierten Tabak. Es wird bevorzugt, die Wiederbefeuchtung auf weniger als I5°i. zu begrenzen, und beste Ergebnisse werden bei einem Tabakmaterial erhalten, das zu einem Feuchtigkeitsgehalt beim normalen Glelchgewlchls-Feuchtlgkeltsgehali des expandierten Füllstoffs oder darunter, d. h. 10,5 bis 12%, wiederbefeuchtet worden Ist. Es gib! verschiedene Maßnahmen bzw. Einrichtungen, um Wassernebel mit der Teilchengröße zu erzeugen, die für die Durchführung der Erfindung erforderlich ist. Das älteste und bestbekannte Verfahren verwendet llochdruckluft. Die Lull preßt Flüssigkeil durch kleine Öffnungen unter hohem Druck. Der Flüssigkcits/Lufi-Strom tritt an der Düsenspitze mit hoher Geschwindigkeit aus. Hin typischer Bereich der Teilchengrößen ist 5 bis 120 um, und der Luftstrom besorgt die Verteilung des Nebels. Ein geeigneter Spray kann mit Hilfe von Im Handel erhältlichen pneumatischen Atomisterungsdüsen, welche Luft- und Flüssigkeitselnlässc aufweisen, oder mit Hilfe von Flüsslgkcllsdüscn, die mit einer Luftdüse kombiniert sind, erhalten werden. Ilochdruck-Wasserzcrstäubungsdüsen, die bei einem Überdruck von 6,9 bis 69 bar oder mehr ^A3 arbeiten und die keine Luft verwenden, können gleichfalls eingesetzt werden.

Bei der Schallzersläubung wird die Energie von Schallwellen /ur Aufbrcchung von Teilchen verwendet. Druckluft, die durch eine konvergcnte-dlvergenie Innenbohrung einer Düse hlndurchläuli, erzeugt eine Hochfrequenzdruckwclle In einem Resonator. Die l-ncrglcwcllen werden durch Schockwellen verstärkt, die von dem Resonator ausgehen. Es bildet sich ein Intensives Energiefeld zwischen dem Düsenausgang und dem Resonator '" aus. Wasser, das in dieses Feld hineingepumpt oder hineingesaugt wird, wird gleichförmig zu feinen Tröpfchen mit niedriger Vorwärtsgeschwindlgkclt zerstäubt. Typische Tellchcngrößen sind 10 bis 25 μηι. Geeignete Schallerzeuger sind Im Handel erhältlich.

Die Ullraschall-Aerosolcrzeugung kann Teilchen von 20 um oder größer bis weniger als I μηι erzeugen. Das Prinzip ist eine periodische Erregung eines Wasserkörpers durch eine akustische Welle, um stehende Wellen auf " der Oberfläche zu bilden, die Instabil wird und Tröpfchen austrägt. Diese (jcneratoren sind im allgemeinen teurer als die oben beschriebenen zwei Vorrichtungen. Bei nicht-pneumatischen Generatoren, z. B. vom Schalloder Ultraschalltyp, ist es erforderlich, daß ein luftstrom oder dergleichen den Nebel von dem Generator wegträgt und eine Agglomerlrung der Wasscrtcllchen auf dem expandierten Tabak verhindert.

Expandierter Tabak kann mit dem erforderlichen Wasserspray behandelt werden, indem der Tabak In eine ^b0 Kammer in einer Schicht eingespeist wird und die Schicht üblicherweise bei einer Temperatur von 30 bis 50" C oberhalb Umgebungstemperatur besprüht wird. Line geeignete Behandlungsk.immer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens Ist ein Drch/ylindcr. Ls wird ein solcher Zylinder mit ansteigenden Gewindegängen bevorzugt, um dnc gute gleichförmige Aussetzung und eine stelige Beförderung der Tabakstengel durch die Kammer zu gewährleisten. Der Zylinder kann mit Zerstüubungssprühköpfen oder anderen geeigneten Ein- ^by richtungen zur Abgabe eines Sprühnebels mit Teilchen Im Bereichen von I bis 120 μηι ausgerüstet sein. I'm einen Bruch des Tabakmaierials während der Wiederbefeuchtung /u niinlmalisiercn, wird es bevorzugt, den Feuchtigkeitsgehalt rasch zu erhöhen, Indem die ersten wenigen Düsen in einem solchen System eine betriiehili-

ehe Menge des gesamten Wassersprays zur Verfügung stellen.

Die Wassermenge, die bei dem erflndungsgcmälkn Verfahren zugesetzt wird, hängt von der Feuchtigkeit des Eingabelabakmaterials, der gewünschten F.ndfeuchtigkcit des Produkts, die im allgemeinen etwa 9 bis 14" beträgt, und der prozentualen Retention des zugesetzten Wassers, bestimmt im vorhergegangenen Betriebsvorgang, oder durch Verwendung von geeigneten FeuchtigkeitsmcUcinrichiungen. ab. Die erforderliche Aussetzungsperiode an den Wasserspray und die Geschwindigkeit der Wasserabgabe zur Erzielung eines gewünschten Feuchtigkeitsgehalts kann durch einfache Kalibrierungsversuche bestimmt werden. Die Geschwindigkeit der Sprühaufbringung wird im allgemeinen so eingestellt, daß eine Zuführung von etwa 5 bis 50% oberhalb derjenigen Menge erreicht wird, die als notwendig errechnet werden ist, um den Tabak auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt zu bringen.

Im allgemeinen ergibt das erfindungsgemäßc Schnellwiederbcfeuchiungsverfahren mit einem Vibrator Feuchtigkeitsgehalte im expandierten Material innerhalb von I bis 4 min, die denjenigen gleichwertig sind, die innerhalb von 18 bis 24 h in einer teuchtigkcitskonlrolliertcn Kammer oder in der herkömmlicherweise verwendeten Behandlungskammer innerhalb von 24 bis 60 min erhalten werden. Dies geschieht bei nur geringfügigen oder überhaupt keinen Einbußen des Massenvolumens (0 bis 3 Einheiten), gemessen als CV-Werte. Expandiertes Tabakmaterial, das crflndungsgemäß wiederbefeuchtet worden ist, zeigt sehr geringe Unterschiede des Bruches, gemessen durch die Größenverteilung bei Standardslebtests vor und nach der Behandlung durch verschiedene Methoden. Weiterhin zeigt der resultierende Füllstoff keine signifikanten Unterschiede zu handelsüblichen Gemischen hinsichtlich der Rauch-, F^sügkeits- und chemischen Eigenschaften.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind beispielsweise eine Verminderung der Behandlungsdauer, der Zuführungsmengen und eine kleinere Einrichtung bei der Verarbeitung, die Eliminierung einer kostspieligen Lufihandhabung und einer KomliUonlerungseinrlchtung. und eine größere Gleichförmigkeit des resultierenden Produkts.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß in der Wiederbefeuchtungsmaschine keine Feuergefahr besteht, die in den der/eil verwendeten Zwangsumluflsysiemcn aultreten kann. Durch den Wasserspray werden brennende Teilchen, die in der Wlederbefcuchlungseinrlehlung vi:m F.xpandierungssystem aufgenommen werden, gelöscht. Somit werden durch das erfindungsgemäße Wicdcrbcfcuchtungssystcm Stillegungsprobleme und Produktverluste überwunden, die bei einigen Wlcderbefeuchtungsverfahrcn von Bränden herrühren.

Die hierin verwendete prozentuale Feuchtigkeit kann als Äquivalent 'u dem Gehalt an im Ofen flüchtigen Stoffen (OV) angesehen werden, da nicht mehr als etwa 0,4'\, des Tabakgewichts aus anderen Flüchtigen Stoffen als Wasser besteht. Die Bestimmungen der Im (Men flüchtigen Stoffe besteht in einer einfachen Messung des Gewichtsverlustes des Tabaks In einem Zwangsumluflolen während 3 Stunden bei 100" C.

Wie hierin beschrieben, wird der Grad der F.xpandlcrung von Tabak anhand des Zylindervolumens gemessen. Das Zylindcrvolunien (CV) wird wie folgt hcstlmmt: Tabakfüllsioff mil einem Gewicht von 10,00 g wird in einen Zylinder mit einem Durchmesser von 3,358 cm elngcbracnt. der auf einem handelsüblichen Vibrator unter Vibrationen gesetzt wird. Das Material wird mit einem Kolben von 1875g und einem Durchmesser von 3.335 cm 5 Minuten lang komprimiert, und hierauf wird das resultierende Volumen des Füllstoffs als Zylindcrvolunien angegeben. Der Test wird bei Snindardumgebungsbcdingungcn von 23,9" C und einer relativen Feuchtigkeit von 60% durchgeführt, wenn nichts anderes angegeben ist Die Probe wird In dieser Umgebung 18 h lang vorkonditioniert. Der erhaltene Wert hiingt von dem Feuchtigkeitsgehalt (OV) ab. Um Materialien mit leicht unterschiedlichem OV-Wert auf eine vergleichbare Basis zu bringen, kann der CV-Wert auf einen speziellen Gehalt an im Ofen flüchtigen Stoffen nach folgender Formel eingestellt werden:

Korrekter CV oder CCV = CV + F (OV -OVJ, worin OV„ der angegebene OV-Wcrt ist und F einen Korrekturfaktor (Volumen pro '·,,), bestimmi für den jeweiligen Typ des jeweils verwendeten Tabakfüllstoffs, bedeutet. CV und CCV werden als cm'/ 10 g ausgedrückt Die Methode der Messung des Zylindervolumens wird in Wakeham et al. »Filling Volume of Cut Tobacco and Cigarette Hardness«, Tobacco Science, Band XX, Seiten 157 bis IM) (1976) beschrieben.

Um Materialien mit verschiedenem OV-Wcrt auf eine vergleichbare Basis zu bringen, wurden CV-Werte hier willkürlich /u einer gemeinsamen Basis von 11,0"'■ OV korrigiert. Dies erfolgt, indem ein vorbestimmter Korrckturfaktor von 7.5",. OV wie folgt angewendet wird:

CCN' = CV +C, OV 11,0) 7.5

Ein nlchi-expandiertes Produkt würde naturgemäß nicht-korrigiert sein oder zu einem höheren OV-Wcrt entsprechend dem unbehandelien Tabak korrigiert sein.

Die Erfindung wird In den Beispielen erläutert. Wenn nichts anderes angegeben ist, dann sind alle Prozentmengen aul das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

I'm den F.ffekl der rröpfchengroße des Sprühwassers auf die Füllkraft des wlcdcrbcfeuchteten Tabaks zu bestimmen, wurden mehrere Versuche durchgeführt. Bekannte Mengen von trockenem expandiertem Füllstoff winden In Kimslsiolfheiilcl. in clic kontrolliert!.' Mengen von Wasser bekannter Tröplchengröße clngcsprühl worden waien. einer I lomnielungslichandhing untcr/onen Is winden zwei Versuchsreihen Λ und Il mil zwei verschiedenen Typen von lull- und Wasserdüsen durchgeführt. Die I röplchengrößc wurde durch den lull druck kontrolliert, und sie lag durchschnittlich im Bereich von 20 bis 250 um.

Λ.

Durchschnilllichu	OV-Weil iIl-s	OV-Wert des	im /ΙΟμ	mi /ΙΟμ bei I I¹.. OV
GmIJe	lüngahcprodiikli"	hclcuchlclcn	(Λ	CCV
der Tröpfchen		l'rodukle-.
μπι	"L	7,
20	3,2	11,8	81	87
30	2,8	12,1	80	KS
40	2,9	11,2	8()	87
60	3,1	11,0	84	84
120	3,2	11,4	78	81
150	3,8	11,8	58	(i4
200	3,4	ll,(i	48	S.(
250	3,2	11,7	48	53

B.

Durchschnilllichc Größe der Tröpfchen	üV-Wcrt des Eingubeproüuktcs	OV-Wert des beleuchteten Produktes	cm 71 Og CV	cm7H) ρ hei I l"i, C ccv
μηι	'/.ι	/Il
20	2,8	11,4	84	87
30	3,2	11,3	84	87
50	3,2	12,0	80	88
60	3,3	11.9	7(i	83
90	3.1	11.8	73	79
120	3,0	11,2	75	77
140	2,8	10,8	(i3	02
200	3.0	11.1	54

Die Ergebnisse zeigen, daß die Schrumplung des expandierten Füllstoffs mit der Tröpfchengröße in Beziehung steht. Die Schrumpfung wird mlnimalisiert. wenn die durchschnittliche Tröpfchengröße unterhalb 120 μηι gehalten wird. Eine selbst größere Verminderung der Schrumpfung wird beobachtet, wenn die durchschnittliche Tröptchengröße unterhalb 60um Hegt.

Beispiel 2

Unter Verwendung des Sprays mit 40 μηι gemäß Beispiel 1 wurde eine weitere Teslreihe durchgeführt, bei der die Wassermenge, die zu dem getrockneten expandierten Füllstoff gegeben wurde, von 8 bis 61 Gew.-% variiert wurde. Messungen der Füllkraft (CV) des befeuchteten Füllstoffs und einer Probe des gleichen Füllstoffes, die 18 h bei 2PC und einer relativen Feuchtigkeit von 60% wieder ins Gleichgewicht gesetzt worden war, wurden durchgeführt. Die hrgcbnisse dieser Tcsib > >ind in ioigenuer Tabelle /UMiiiirncfigcMCMi.

IcM	OV-Werl	OV-Wcrl	CV-Wc rl	korrigierter 11%-OV-Wcrt
	des trockenen	lies hdcuchtclcn	tics hcfciichlc-lcn	des wieder ins Gleichgewicht
	I LilKliills	I iillslolis	l-ullstolls	gcsct/lcn 1''UIlStI)IIs, CCV,
			cm7IO μ	cm 71 Og
1	; ι	X.O	102	85
2	3.2	9.3	99	84
3	3.2	10.1	93	82
4	3.4	10.X	87	83
5	2.x	12.3	76	83
6	2.S	14.9	50	78
7	2. S	j Ji (J	38	76
8	2,(i	22.x	35	52
9	2.x	28.6	24	40
IO	2.(i	40.0	20	40
11	2.2	5(>.O	IH	38
12	2.2	6 1.6	ld	36

Die Ergebnisse /eigen an, daß die Zugabe von Wasser ein Tabakniaterial mit einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 20¹S, ergibt, der eine irreversible Schrumpfung des expandierten Füllstoffs bewirkt. Eine verminderte Schrumpfung wird bewirkt, wenn bei der Wiederbefeuchtung durch den Wasserspray der Feuchtigkeitsgehalt des wiederbefeuchteicn expandierten Füllstoffs auf weniger als 20"» und mehr bevorzugt unterhalb 15"6 begrenzt wird. Beste Ergebnisse werden erhalten, wenn der wiedcrbcfcuchtetc Füllstoff einen Feuchtigkeitsgehalt von

in dem normalen Fcuchtigkeltsgleichgewichtsgehall des expandierten Füllstoffs oder darunter, d. h. von 10,5 bis 12»,,. hat.

Beispiel 3

)5 Ein handelsüblicher Zigareitenlüllsioff. der nach dem Verfahren gemäß der US-PS 37 71 533 expandiert worden war, wurde direkt von dem Austritt der Expandierungsclnheii in eine von zwei Wiedcrbel'euchtungseinrichtungen eingeleitet. Die erste Einrichtung war ein horizontal rotierender Zylinder mit einer Länge von 3,7 m und einem Innendurchmesser von 0,92 ni. der mit acht geradlinigen, länglichen, mil gleichen Abstünden angeordneten Gewindegängen mit einer Höhe von 15,2 cm veischen war. Neun handelsübliche Sprühdüsen für luitzcr-

4Ii staubtes Wasser waren entlang der länge des /yllnderinncrcn in gleichen Abständen installiert. Die Düsen wurden so betrieben, daß sie einen Nebel mil einem Durchmesser von 40μΐτι ergaben, wobei der Wasserstrom 33,7 kg/h (27,2 l/h durch die ersten 5 Düsen vom Eingang und 6.4 l/h durch die restlichen 4) betrug. Indem die ersten 5 Düsen etwa 80",, des Wasser zuführten, wurde der Feuchtigkeitsgehalt rasch erhöht und der Füllstoffbruch wurde vermindert. Die Abgabe an Füllstoff betrug 327 kg/h bei einer Zylinderdrehung von 5³A Upm. Die

•45 Haltezeil betrug 3 min. Es wird angenommen, daß 79% des Wassers in dem Produkt beibehalten wurden.

Zum Vergleich war die zweite Einrichtung eine Wlederbcfcuchtungseinheit vom Trocknerlyp, die parallel mit dem Spraynebelsystem arbeitete. Eine Wicderbefcuchtungseinrichiung lieferte Luft mit einer relativen Feuchtigkeit von 68'¹Ii und mit 24' C. Mit frisch expandiertem Tabaklullsloff, wie er von einem vertikalen Expandicrungsturm mit einm OV-Weri von 3,9¹V erhallen worden war, wurde ein Sstündlger Vcrgleichstest durchgeführt.

In Tabelle I sind vergleichende Ergebnisse der zwei Methoden der Wiederbefeuchtung hinsichtlich der Produktkcnnzeichnurig der Siebanalyse und der Standardabweichungen zusammengestellt. Die Ergebnisse zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren eine geringere Variabilität besitzt als das /um Vergleich verwendete herkömmliche Verfahren.

Tabelle 1

Schnei I wiederbelcuchtungslesl

OrI Tesi durch- Standard- korrigierter Standard- lange initiiere

der Probe Nr. schnilllicher ahweichiiny C'V-Werl Abweichung leuchen Teilchen

OV-Weil

knive kleine leinleilelien Teilchen sioll'e

7 Uli

vordem 8 3,90 0,43

Schnellwiederbefeuchtungs- zylinder

vor dem her- 7 3,61 0,45

kömmliehen Wiederbefeuchtungs- system

nachdem 21 11,73 ü,6^l)

Schnellwiederbefeuchtungs- zylinder

nach dem her- 21 11,07 1,59

kömmlichen Wiederbefeuchtungs- system

79,5

82,9

36.ii« 48.20 12.16 2,05 0.91

41.51 46.66 9.46 1,52 0.85

5,8 32,68 51.76 12.61 2,20 0.75

11,1 41.31 47.83 8,50 1,60 0.75

Beispiel 4

Ein Zigarettenfüllsloffgemisch wurde nach dem Verfahren gcmiiU der LIS-PA 44 17 67 expandiert und direkt von der Expandierungseinheii mit einem OV-Wert von weniger als 3'Ί. in eine von drei Wiederbefeuchtungsein- j, richtungen eingeführt. Die erste Einrichtung war ein herkömmlicher Trockner, der mit Lull einer relativen Feuchtigkeit von 60% und mit 24° C beschickt wurde. Die Fllcßgeschwlndigkcii der Luft betrug 30.5 m/s. Die zweite Einrichtung war eine Kondliionlerungskammcr, die mit Luft einer relativen Feuchtigkeit von 60'¹O und mit 2TC über das Material versehen wurde, welches in Trögen mit einer Tiefe von 10,16 cm ausgebreitet war. Die dritte Einheit war ein Drehzylinder, der für die Durchführung des erl'indungsgemüläcn Verfahrens vorbereilet worden war. Er halte 1'2 geradlinige Längsgewi ndegünge mit einbr Höhe von 20,3 cm. Der Füllstoff wurde verteilt. 18 WasserzerstäubüngsdüSen waren in 0,3-m-lntervallen entlang einer Linie installiert, die sich 38,1 cm von der Mittellinie des-Zylinders erstreckte. Die Einrichtung arbeitete mit 2,8 atü Wasscr/2,8 atü Luft, um eine durchschnittliche Tröpfchengröße von 40 μηι herzustellen. Die Wasseraustragungsrate betrug 227 kg/h. Die Verweilzeit für das zu behandelnde Produkt war 1 min durch vorherige Eichung. Es wurden drei .Betriebsperioden als Tests I, II und III durchgeführt. In Tabelle II sind die CV-Werte miteinander verglichen. In Tabelle III sind die Ergebnisse der Slebanalysc zusammengestellt.

Tabelle 11

Vergleich der C'V-Wertc herkömmlicher Trockner gegenüber einer Schnellwiederbel'euchtung

	lost I	Test H	Test ill
CCV-Wert vom Trockner
cm 710 g	77,6	81,1	77,9
-.. ov	11,0	10,7	11,9
CCV-Wert von der Schncllwiederbereiichlung
cnvVlOg	77,3	78,0	78,3
"■■·, OV	11,4	11,3	10,5
Feuchtigkeitskammer
24 Std. lang wiederbefeuchtet	75,8	82,5	76,8
··.'« OV	11,3	10,7	-
Mittelwerte der C'CV-Hrgebiiisse
Trockner	78,8
Zylinder (Schnellwicdcrhefeuchtung)	77,8
24stündige Wiederbefcuchiung	78,3

Tabelle Hl

Vergleich der Siebl'raktionen herkömmlicher Trockner gegenüber Schnellwiederbcleuchtung

lest	Schnell- wiederbefeuchtung	dureh- schnitllichor OV-Wcrl	lange Teilchen	milllcrc Teilchen	kurze Teilchen	kleine Teilchen	I'cinslollc
	Trockner	%	%	/D	%	%	II/
Kammer	11.4	34,2	52,1	10,8	1,3	1,5
Schnell-	11,0	35,9	52,0	9,8	1,3	1,0
11,3	34,4	52,8	9,9	1.6	1,4
11.3	3 5,X	51,6	10,0	1,4	1,2

Wiederbefeuchtung Trockner 10,7

Kammer 10,7

3 Schnell- 10.5

wiederbefeuchtung Trockner 11,9

Kammer

Mittelwert

Schnell- 11.1 wiederbefeuchtung

Trockner 11,2

Kammer 11,0

38,6
35,1
33,2

41,2
37,3

34,4

50,9
51,6

54,4

49,5
51,1

52,7

8,4
9,9

10,1

7,7
8,8

10,3

38,6	50,8	8,6
35,6	51,3	9,5
Beispiel	5

1,2 1,8 1,3

0,9 1,5

1,3

1,1 1,6

Frisch expandierter Tabak füllstoff vom Hxpandierungsturm mit einem OV-Wert von 3,5% wurde direkt in eine von zwei Wledcrbefeuchtungseinrichtungen eingeleitet. Die erste war eine herkömmliche Trocknereinheit gemäß Beispiel 3. Die /weile war ein Drehzyilnder gemäß Beispiel 4, wobei die ersten sechs Düsen so eingestellt worden waren, daß sie 4(K des Wasser zuführten, um den Feuchtigkeitsgehalt rasch zu erhöhen. Der Durchsatz des expandierten Füllstoffs wurde auf 2000 kg/h eingestellt. Der Zylinder wurde mit 6 Upm betrieben und die durchschnittliche Tröpfchengröße betrug 40 μηι. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle IV zusammengestellt.

Tabelle IV

Zusammenfassung der Testwerle

Tfsi Nr.	Wicucrhcfcucrtlunpsniiiscliinc	(V	klein	(( V	Kt indilionicrungs/y linder	(V	klein	(. (Λ
	OV	80,9	2J0	80,1	OV	80.4	2,25	79,3
10-14	!0,92	89,2	2,03	81,9	10.90	81.8	2.16	81.9
10-24	10,42	74,3	2.36	74,6	11.01	85.4	1,94	80.7
10-25	11,03	79,0	2.19	79,0	10.56	75.3	1,95	80.S
11-1	11,0	75,5	2.05	73,9	11.54	78.2	1.86	80.2
11-2	10.84				11.19
Test Nr.	Siebanalyse. %	kurz	lein	Sien:in.ilyse. "Ii	kurz	fein
	lang mittel	12,00	0,87	lang mittel	!3.33	0.96
10-14	36,99 48,04	10.76	1,09	38JS 45,08	11,46	0.93
10-24	36,86 49,26	13,42	0,95	39,44 46,01	12.12	0,79
10-25	32,68 50,58	12,36	0,81	39,12 46,03	11,74	0.73
11-1	35,64 49,00	11,27	0,69	39,29 46,2 ^Λ	11.78	0.75
11-2	36,94 49,05		40,21 45,40

Beispiel 6

Füllstoff von der Einrichtung gemäß Beispie! 5 wurde in ein Zigarettengemisch in Mengen von 6. 15 und 25"» eingearbeitet und zu Zigaretten verarbeitet. Hs erfolgten eine Kompaktlnietrle sowie subjektive und chemische Vergleiche. Im Vergleich zu einem herkömmlichen expandierten Tabak wurden keine Unterschiede hinsichtlich des Rauchvcrhaltens. der Festigkell oder der chemischen Eigenschaften der Zigaretten festgestellt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen V und Vl zusammengestellt.

Tabelle V	derzeit verwendete	Festigkeil ((iewichl in g bei .'O)	Dilieren/, ¹Il
Konipaktimetrielests	Wiederbei'euchlungseinheit	Dreh/vlinder	0,67
/ugabcmenge, "/«	0,748	0,753	0.27
	0,729	0,727	1,14
6	25 0,704	0,712
15

Tabelle VI

Subjektive Tests (Zugabemenge 15''-Ii)

derzeit verwendete l'nilercn/ *)

Wicderbcleuchlungscinhcil |)_rch/.vlindcr kein Unterschied

Prozent der Testpersonen 39,5 ⁺ l dies ist keine signifikante Dtllcren/

37.0

23,5

Beispiel 7

Aufgrund der Bauart der Expandlerungseinheit wird gelegentlich brennender Füllstoff In die Wiederbefeuchlungseinheit eingeführt. Bei der derzeit verwendeten Wlcdcrbcfcuchtungselnhcit entflammt die eingeblasene Zwangsluft durch das Tabakbett diese Füllstol'fteilchcn, wodurch lange Stillegungs/citen und l'roduktionsvcrlu-

ste bewirkt werden. Um die Fühlgkeit des feinen Wassernebels gemäß der Erfindung zu testen, die brennenden Teilchen zu löschen, wurden drei Versuche durchgeführt, wobei 6,8 kg glimmender expandierter Füllststoff in den Drehiylinder eingeführt wurden, wahrend dieser wie im Beispiel 5 arbeitete. Die Ergebnisse dieser Tests sind nachfolgend aufgefühu:

Versuch 1 - keine brennenden Teilchen bei der Austragung Versuch 2 - keine brennenden Teilchen bei der Austragung Versuch 3 - keine brennenden Teilchen bei der Austragung

Die Ergebnisse zeigen, daß die Zylinderwiederbefeuchtungseinhelt eine wirksame Einrichtung 1st, um eine Feuergefahr zu vermindern, die in den derzeit verwendeten Wiederbefeuchtungsvorrichtungen auftritt.

IO

Claims

Piuentansprüche

1. Verfahren zum Wiederordnen bzw. Wiederbefeuchten von expandiertem Tabak, bei dem man den expandierten Tabak mit Wasser aus einer Sprühvorrichtung besprüht, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgesprühte Wasser eine durchschnittliche Tröpfchengroße im Durchmesser von weniger als etwa 120 um hat, so daß eine Agglomerierung von Wasser auf der Oberfläche der Tabaktcilchen verhindert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchschnittliche Tröpfchengröße zwischen etwa 20 bis 60 μηι Hegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dali man den Tabak in einem Drehzylinder mit emporhebenden Gewindegängen besprüht.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sprühen dadurch erzeugt, daß man Flüssigkeit durch eine kleine Öffnung unter hohem Druck preßt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sprühen mittels 1 lochdruck-Wasserzcrstäubungsdüsen erzeugt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sprühen mittels einer Schallzerstäubung erzeugt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sprühen mittels eines Ultraschallgenerators erzeugt.