DE3114712C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anfeuchten von Luft und zum Trocknen von Tabak der im Oberbegriff von An­ spruch 1 erläuterten Art.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der US-PS 41 67 191 be­ kannt. Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Dampfeinleitung senkrecht zur Strömungsrichtung und unmittelbar vor der Heizvorrichtung, in der die zum Trocknen des Tabaks ver­ wendete Luft auf die erforderliche Trocknungstemperatur aufgeheizt wird. Der zu trocknende Tabak wird stromabwärts unterhalb in die die Heizvorrichtung verlassende Dampf- Luft-Mischung eingeleitet.

Beim Trocknen von Tabak liegt der anfängliche Feuchtig­ keitsgehalt in der Regel zwischen etwa 15 bis etwa 30% für die Blätter und zwischen etwa 20 bis etwa 60% für die Rippen. Beim Trocknen muß der Feuchtigkeitsgehalt auf einen Betrag zwischen etwa 12 bis etwa 15% herab­ gesetzt werden. In den letzten Jahren ist es üblich ge­ worden, den Tabak vor der Weiterverarbeitung zu expan­ dieren. Dieses Expandieren führt zu einer besseren wirt­ schaftlichen Ausnutzung sowie zu einer Herabsetzung des Teer- und Nikotingehaltes im Endprodukt. Dieses Expan­ dieren wird durch unterschiedliche Verfahren erreicht. Beim Trocknen eines solcher Art expandierten Tabaks muß die Schrumpfung entweder ganz vermieden oder minimal ge­ halten werden, um die Vorteile der Expansion nicht wieder zunichte zu machen. Es wurde nun festgestellt, daß expan­ dierter aber auch normaler Tabak vorteilhafterweise bei einer Temperatur oberhalb 121°C (250°F) in Gegenwart ei­ ner absoluten Feuchtigkeit oberhalb des einem Naßkolben- Temperaturwert von mindestens etwa 66°C (150°F) ent­ sprechenden Wertes getrocknet werden sollte. Dabei sollte nach Möglichkeit vermieden werden, daß der Tabak inner­ halb der Vorrichtung mehr als notwendig mechanisch be­ lastet wird, so daß so wenig wie möglich Staubanteile an­ fallen. Weiterhin sollte der Tabak derart behandelt werden, daß eine minimale Schrumpfung auftritt. Eine Trocknungs­ vorrichtung für Tabak sollte somit in der Lage sein, die angegebenen Betriebsbedingungen optimal einzuhalten. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß mit der bekannten Vor­ richtung gerade die Einhaltung der Temperatur, des Feuchtig­ keitsgehaltes und des Verhältnisses zwischen beiden nicht optimal möglich ist.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die gat­ tungsgemäße Vorrichtung derart auszugestalten, daß die Einleitung von Dampf und die Aufrechterhaltung eines be­ stimmten Feuchtigkeitsgehaltes optimiert werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung hat sich über­ raschenderweise gezeigt, daß trotz der theoretisch zu er­ wartenden Inhomogenitäten innerhalb des Temperaturver­ laufs bzw. des Feuchtegehaltes der Trocknungsluft trotz­ dem eine bessere Einhaltung der Feuchtebedingungen inner­ halb des Tabaks zu erzielen ist.

Zwar ist es aus der DE-OS 21 03 671 bereits bekannt, Was­ serdampf in die aufgeheizte Trocknungsluft einzuleiten, nachdem diese die Heizeinrichtung verlassen hat, diese Maßnahme betrifft jedoch eine gänzlich andere Vorrichtung. Die bekannte Vorrichtung ist dreistufig im Gegenstrom­ verfahren aufgebaut, wobei der Tabak in den ersten beiden Stufen nur mit trockener heißer Luft in Berührung kommt. Dabei wird der Tabak über Schwingförderer mit durch­ brochenen Böden durch die Trocknungszonen gefördert, wobei die an einer Heizung vorbeistreichende erwärmte Luft durch einen Ventilator von unten gegen die Böden der Schwingförderer und somit durch den Tabak geblasen wird. Dabei wird der Tabak in der ersten Trocknungszone im Gegenstrom- und in der zweiten Trocknungszone im Gleichstrom getrocknet. Die Abluft aus dem ersten Trocknungsabschnitt wird abgeleitet, an einer Heizung vor­ beigeführt und dann durch eine senkrecht zum Luftstrom ein­ mündende Wasserdüse befeuchtet und mit Hilfe eines Venti­ lators wiederum gegen den Tabak im dritten Trocknungsab­ schnitt geblasen. Zwischen dem Ventilator und dem Zu­ sammentreffen mit dem Tabak ist ein Feuchtemesser ange­ ordnet, der den Feuchtegehalt der Luft mißt, ihn mit ei­ nem vorherbestimmten Wert vergleicht und die Wasserzufuhr dementsprechend regelt. Im Anschluß an den dritten Förder­ abschnitt ist ein Feuchtigkeitsmesser für den Tabak vorge­ sehen, der den Feuchtegehalt des Tabaks mißt und den er­ haltenen Wert zur Steuerung des Mischungsanteils von raum­ temperierter Luft zur erhitzten Luft lediglich im zweiten Mischungsabschnitt verwendet. Diese Vorrichtung arbeitet somit nach dem Prinzip, den Tabak zunächst soweit wie mög­ lich zu trocknen und dann mit einer definierten Wassermenge in Berührung zu bringen, um eine bestimmte Endfeuchte zu erhalten. Dabei wird kein geschlossenes System verwendet, so daß die Betriebsbedingungen, denen der Tabak unter­ worfen wird, variieren. Diese Tatsache in Verbindung mit der Art der Tabakbehandlung, d. h. einer vorangehenden sehr scharfen Trocknung im Gegenstromverfahren und einem nachfolgenden Wiederbefeuchten, und in Verbindung mit der mechanischen Beanspruchung durch die Schwingförderer führt insgesamt zu einer erhöhten Beanspruchung des Tabaks, die insbesondere für expandierten Tabak nicht mehr geeignet ist.

Die Zeichnung zeigt ein schematisches Fließ­ diagramm einer bevorzugten erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Gemäß der Zeichnung wird Luft in einer ge­ schlossenen Leitung 2 durch eine geschlossene Heizeinrich­ tung 6 und danach in die Leitung 10 transportiert. Eine Heizeinrichtungs-Umgehungsleitung 8 kann automatisch oder manuell so mit Ventilen gesteuert werden, daß Luft unter Umgehung der Heizeinrichtung 6 in die Leitung 10 ein­ treten kann, wodurch die Temperatur der Luft reguliert werden kann. Die Kapazität der Heizeinrichtung 6 und der Aufbau der Umgehungsleitung 8 sind zweckmäßig so, daß die Temperatur der Luft in der Leitung 10 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches, im allgemeinen oberhalb 121°C (250°F) gehalten wird. Die in der Leitung 10 transportierte oder durch diese hindurchgeleitete Luft passiert die Wasserdampf-Eintrittsöffnung 4, durch welche Wasserdampf oder ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft in den Luftstrom eingeleitet werden kann. Die Wasserdampf- Einleitungsöffnung 4, die an ihrem Ende eine Düse 5 auf­ weist, führt unter einem Winkel von weniger als 45°, bezo­ gen auf die Richtung des Luftstromes, Wasserdampf in den Luftstrom ein. Wie in der Zeichnung dargestellt, tritt der Wasserdampf im wesentlichen parallel zu dem Luftstrom in den Luftstrom ein. Der durch die Eintrittsöffnung 4 eingeleitete Wasserdampf wird zweckmäßig durch eine auto­ matische Kontrolle des Wasserdampf-Regelventils 40 so ein­ gestellt, daß eine verhältnismäßig hohe vorgewählte Feuch­ tigkeit in der Leitung 10 aufrechterhalten wird. Das Was­ serdampf-Regelventil 40 wird entsprechend der Naßkugeltem­ peratur der in der Leitung 32 strömenden Luft betätigt, wo­ bei eine Naßkugel-Meßeinrichtung hier mit der Ziffer 42 bezeichnet ist. Die Naßkugel-Meßeinrichtung ist in der Probenentnahmeleitung 44 angeordnet, welche die Leitung 32 und die Heizeinrichtungs-Umgehungsleitung 8 miteinander ver­ bindet. Auf entgegengesetzten Seiten der Naßkugel-Fühler­ einrichtung 42 sind ein Paar Ventile 46 und 48 angeordnet, um die Strömungsgeschwindigkeit bzw. -rate und das Abstop­ pen des Luftstromes durch sie hindurch für eine Eichung in der Leitung und für die Instandhaltung einzustellen.

Aus dem Vorratstrichter 12 wird durch die Vorratsförderein­ richtung 14 expandierter Tabak in eine vertikale Rohrlei­ tung 16 in die Luftschleuse 27 und dann in die Leitung 10 eingeführt. Andererseits kann die Tabakzuführungseinrich­ tung natürlich auch dazu verwendet werden, um den expan­ dierten Tabak mit der heißen Luft mit hoher Feuchtigkeit innerhalb der Leitung 10 innig zu vermischen. In einigen Vorrichtungen ist eine Leitung 10 nicht erforderlich, wenn der Tabak direkt in den Luftstrom eingeführt werden kann, wenn dieser in eine Expansionskammer 18 eintritt, wie nach­ folgend näher erläutert wird. Der von der Luft mitgerisse­ ne Tabak wird dann durch eine Vielzahl von Trocknungskam­ mern 18 und diese verbindende Leitungen 20 hindurchgeführt. Es ist jedoch klar, daß bei einigen Anwendungen nur eine Kammer 18 benötigt wird und daß bei anderen Anwendungen das Trocknen in den Förderleitungen, wie z. B. der Leitung 10, erzielt werden kann. Die Kammern 18 sind Expansionskam­ mern zur Herabsetzung der Geschwindigkeit des Luftstromes durch die Vorrichtung sowie eine Trocknereinrichtung zum Trocknen des expandierten Tabaks, der von Luft mitgerissen wird, bis auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt. Die Kam­ mern 18 können so gewählt werden, daß sie eine ausreichende Kapazität besitzen, um den gewünschten Temperaturbereich des Luftstromes, in der Regel von etwa 121 bis etwa 343°C (250-650°F), aufrechtzuerhalten. Die Anzahl der Kammern 18 kann so gewählt werden, daß sie jede gewünschte Verweil­ zeit für jeden gewünschten Trocknungsgrad ergeben.

Der expandierte Tabak und die Luft, die aus der letzten Kammer 18 austreten, werden durch die Leitung 22 in einen Separator 24 eingeführt. Der Separator 24 ist vorzugsweise ein Tangentialseparator. Es sei jedoch bemerkt, daß auch andere Separatortypen verwendet werden können. Durch die Luftschleuse 26 tritt Tabak aus dem Separator 24 aus und wird durch die Fördereinrichtung 28 in die nächste Tabak­ behandlungsstufe eingeführt. Die abgetrennte Abluft wird durch die Leitungen 30 und 32 im Kreislauf zurückgeführt. Innerhalb des Leitungssystems befindet sich ein Geblä­ se 34, um die Luft anzutreiben. In der Leitung 32 ist auch eine Ablaßöffnung 36 angeordnet, um die überschüssige Luft aus dem System abzulassen. Die durch die Leitung 32 trans­ portierte Luft tritt wieder in die Leitung 2 ein durch einen Schlußseparator 38, der eventuellen Staub aus dem Luft­ strom entfernt. Bei dem Separator 38 handelt es sich vor­ zugsweise um einen Separator, der eben­ falls das Antreiben der Luft unterstützt. In der Zeichnung geben die Pfeile die Strömungsrichtung des expandierten Tabaks und/oder der Luft an. In Abhängig­ keit von der aus einem speziellen Tabak entfernten Feuch­ tigkeitsmenge variieren die Tabaktypen, die Tabakmischun­ gen und Formen derselben, wobei die Arbeitsparameter des erfindungsgemäßen Verfahrens in entsprechender Weise vari­ ieren bei der Herstellung eines einheitlichen und konstan­ ten Feuchtigkeitsgehaltes des aus dem System ausgetragenen Tabaks.

Um den Strom durch das System zu steuern (kontrollieren), ist in der Recyclisierungsleitung 32 ein Zugregler 50 vor­ gesehen. Der Zugregler 50 wird betätigt in Abhängigkeit von dem vorgewählten Druck der Druckfühlereinrichtung 52. Die Druckfühlereinrichtung 52 umfaßt ein Paar Druck­ fühlersonden 54 und 56, die in dem Luftstrom auf entge­ gengesetzten Seiten des Tabakseparators 24 angeordnet sind.

Jede Sonde mißt den Druck des Luftstromes an der vorher festgelegten Position und der Differenzdruck, wie er von der Druckfühlereinrichtung 52 gemessen wird, bestimmt, ob der Zugregler 50 geöffnet oder geschlossen wird.

Die Menge der zum Trocknen des Tabaks erforderlichen Wär­ me hängt von der Geschwindigkeit bzw. Rate ab, mit wel­ cher der Tabak durch das System hindurchgeführt wird, und von seinem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt. Eine Zunahme der Geschwindigkeit bzw. Rate oder des Feuchtigkeitsgehal­ tes führen zu einer Verringerung der Lufttemperatur in der Leitung 10 und in den Kammern 18, so daß die Wärmezufuhr in die Heizeinrichtung 6 natürlich erhöht werden muß. In entsprechender Weise führt eine Herabsetzung der Beschic­ kungsgeschwindigkeit bzw. -rate oder des Feuchtigkeitsge­ haltes zu einer Verminderung der Wärmezufuhr. Daher wird die Wärmezufuhr in Abhängigkeit von den Bedingungen so proportioniert, daß der Endfeuchtigkeitsgehalt des Tabaks konstant gehalten wird.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt die Temperatur der eingeführten Luft, welche die Leitung 10 passiert, im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 121 bis 343°C (250-650°F) und sie kann in einigen Fällen 343°C (650°F) übersteigen. Der in die Leitung 10 eintre­ tende expandierte Tabak kann eine Temperatur von bis zu 101,5°C (215°F) haben, die Temperatur des eintretenden Tabaks ist jedoch nicht kritisch und hängt von dem Typ und dem Zustand des verwendeten Tabaks ab. Die Tempera­ tur der aus der letzten Kammer 18 austretenden Luft liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 77 bis weniger als 316°C (170-< 600°F). Der Tabak wird somit, nachdem er anfänglich Lufttemperaturen von 121 bis 343°C (250-650°F) ausgesetzt worden ist, danach kühlerer Luft von 77°C (170°F) bis weniger als 316°C (< 600°F) ausgesetzt. Nach dem Aus­ tritt des getrockneten Tabaks kann er gewünschtenfalls noch weiter abgekühlt werden.

Die Verweilzeit des expandierten Tabaks in der erfindungs­ gemäßen Trocknungsstufe kann beendet werden, wenn der ge­ wünschte Feuchtigkeitsgehalt erreicht ist. Die genauen Trocknungszeiten können durch Ausprobieren für jeden ge­ gebenen expandierten Tabak leicht bestimmt werden.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Trocknen von Tabak mit­ tels angefeuchteter Luft mit einer Ein­ richtung zum Fördern von Luft in einem geschlossenen System, einer Einrichtung zum Erhitzen der Luft in diesem System, einer Einrichtung zur Einführung von Tabak in den Weg der erhitzten Luft, einer Ein­ richtung zum Einleiten von Wasserdampf in den Luftstrom stromaufwärts der Einrichtung zum Einführen von Tabak, einer Einrichtung stromabwärts der Tabakeinführungseinrich­ tung, in welcher der Tabak durch die heiße angefeuchtete Luft in Aufwärtsrichtung transportiert wird, einer Einrichtung zum Abtrennen des Tabaks von der ihn transpor­ tierenden Luft, einer Fühlereinrichtung zur Messung der Temperatur der Luft und ihres Feuchtigkeitsgehaltes nach dem Aus­ trag des Tabaks, die die Menge des in das System einzuleitenden Wasserdampfs regu­ liert und einer Ablaßeinrichtung zum teil­ weisen Austragen der mit Feuchtigkeit be­ ladenen Luft aus dem System, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Ein­ richtung (4, 5, 40) zum Einleiten von Was­ serdampf stromabwärts der Einrichtung (6) zum Erhitzen von Luft angeordnet ist und mindestens eine Einleitungsöffnung (4, 5) innerhalb des Luftstroms aufweist, die so angeordnet ist, daß der Wasserdampf in ei­ nem Winkel von weniger als 45° zum Luft­ strom eingeleitet wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wasser­ dampf-Einleitungsöffnung (4, 5) so angeord­ net ist, daß der Wasserdampfstrom parallel zum Luftstrom eintritt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Füh­ lereinrichtung (42) ein Psychrometer ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung (42) in Abhängig­ keit von einer Regelventileinrichtung (40) betätigbar ist, die innerhalb einer Zufuhr­ leitung für die Einrichtung zum Einleiten von Wasserdampf angeordnet ist.