DE3410184A1

DE3410184A1 - Verfahren zum befeuchten von zerkleinerten rauchmaterialien

Info

Publication number: DE3410184A1
Application number: DE19843410184
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 2000 Hamburg Hirsch; Gitta Dipl.-Ing. Jünemann; Arno Dipl.-Ing. 2071 Delingsdorf Weiss
Original assignee: BAT Cigarettenfabriken GmbH
Current assignee: British American Tobacco Germany GmbH
Priority date: 1984-03-20
Filing date: 1984-03-20
Publication date: 1985-10-03
Also published as: DE3410184C2; GB8507054D0; GB2155752A; US4709709A; GB2155752B

Description

Patentanwalt . ' I':" i.V:'":- Plnriaterstraße 3 a

,-. -„.- -.— - - D-8000 München 70

Dipl.-Phys. Dr Lothar Marx 3 Telefon 089/713813

Telex 5212312 marx d

Anwaltsakte 6539

2 0. März 1984

Verfahren zum Befeuchten von zerkleinerten Rauchmaterialien

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten von zerkleinerten Rauchmaterialien, insbesondere zum Befeuchten von übertrockneten Rauchmaterialien,bei dem durch Ultraschallzerstäuber winzige Wassertröpfchen auf die zerkleinerten Rauchmaterialien aufgebracht werden.

Unter dem Begriff "zerkleinerte Rauchmaterialien" sollen Tabakblatt, entripptes Tabakblatt, Tabakrippe, Tabakstengel, jeweils geschnitten oder zerfasert, sowie wiederaufbereiteter Tabak (Extrudat, Folie) und Tabakersatzstoffe verstanden werden.In der Tabakindustrie wird die Tabakfeuchte als der Gewichtsverlust, ausgedrückt in % der Einwaage, definiert, den der Tabak durch Trocknung bei 8O⁰C bis zur Gewichtskonstanz bei einer Mindesttrockenzeit von 3 Stunden erfährt.

Es ist bekannt, zerkleinerte, insbesondere übertrocknete Tabakmaterialien in einem Klimaschrank bzw. in einem Klimaraum zu befeuchten. Wegen des erforderlichen, hohen apparativen Aufwandes wird dieses Verfahren im allgemeinen nur für Laborzwecke eingesetzt und arbeitet dann diskontinuierlich, d.h., es wird eine bestimmte Probe befeuchtet, mit der dann Untersuchungen vorgenommen werden sollen.

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Für den Einsatz in der Produktion ist der Aufwand in aller Regel zu groß.

Weiterhin sind Bandbefeuchter bekannt/ die mit konditionierter Luft arbeiten. Auch hierfür ist ein großer apparativer Aufwand erforderlich; trotzdem ergibt sich eine inhomogene Befeuchtung der einzelnen Tabakteilchen.

Auch die Bandbelegung ist sehr aufwendig, so daß insgesamt hohe Betriebskosten entstehen.

Schließlich sind sogenannte "Feuchtrommeln" entwickelt
worden, in denen die Rauchmaterialien umgewälzt und gleichzeitig durch Ultraschallzerstäuber befeuchtet werden (DE-OS 2 943 373).Dadurch ergibt sich jedoch eine hohe mechanische Beanspruchung der Tabakteilchen, die oft zu einer Zerstörung der angestrebten Faserstruktur führt. Darauf beruhen wiederum die auftretenden Verluste an Füllfähigkeit.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befeuchten von zerkleinerten Rauchmaterialien der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die oben erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten.

Insbesondere soll ein Verfahren vorgeschlagen werden, mit dem zerkleinerte, insbesondere übertrocknete Rauchmaterialien mit geringem apparativen Aufwand sehr homogen befeuchtet werden können.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf einen frei herabfallenden Strom von zerkleinerten
Rauchmaterialien durch Ultraschallzerstäuber winzige Wassertröpfchen aufgebracht und die befeuchteten Rauchmaterialien gekühlt werden.

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Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteransprü-

chen zusammengestellt.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß während der Behandlung nur minimale äußere Kräfte auf die Rauchmaterialien einwirken, also die mechanische Beanspruchung vernachlässigbar ist und es deshalb auch bei spröden und damit empfindlichen Rauchmaterialien nicht zu einer Zerstörung der Faserstruktur kommt. Gleichzeitig ergibt sich durch die kombinierte Befeuchtung/Kühlung der Rauchmateria lien eine genau definierte, homogene Feuchtigkeit der gesamten Schnittabakmasse, so daß es nicht zu einer partiellen Schrumpfung einzelner Fasern kommen kann, die wiederum zu einer Verringerung der Füllfähigkeit führen würde.

Die kinetische Energie der ultraschallzerstäubten Wassertröpfchen entspricht im wesentlichen ihrer potentiellen Energie, verringert um den Auftrieb und den Bewegungswiderstand der herabfallenden Wassertröpfchen; die Stöße zwischen den ultraschallzerstäubten Wasser-

tröpfchen geringer Größe, beispielsweise mit einem mittlererfourchmesser in der Größenordnung von 40 pm,und den herabrieselnden Tabakteilchen haben also praktisch keinen Einfluß auf die Tabakbewegung.

Deshalb können diese Ultraschallzerstäuber an beliebigen Abwurfstellen von Transporteinrichtungen, insbesondere Transportbändern oder Rutschen, installiert werden, wo sie die übrige Produktion nicht behindern. Es ist auch möglich, eine Produktionsstrecke noch nachträglich mit solchen Ultraschallzerstäubern auszurüsten.

Die Transporteinrichtung muß den Tabak so fördern, daß ein dünnes Tabakvlies entsteht. Dieses frei herabfallende, dünne Tabakvlies bzw. die einzelnen Fasern eines solchen Vlieses werden mit dem sehr feinen, ultraschallzerstäubten Nebel besprüht und damit definiert befeuchtet.

Das sehr enge Tropfenspektrum eines Ultraschallzerstäubers kann durch Änderung der Frequenz der hochfrequenten elektrischen Ströme,die den Ultraschallzerstäuber
erregen, auf einen vorgegebenen Wert eingestellt und bei Bedarf verändert werden. Bei geeigneter Frequenz des Ultraschallzerstäubers läßt sich eine Erhöhung der Füllfähigkeit um 5 bis 30 % im Vergleich mit einer
Befeuchtung in Trommeln mit Düsen erreichen.

Die Zahl der Abwurfstellen, die zur Befeuchtung verwendet werden, hängt von der zu erreichenden Feuchtigkeit

und/oder der Regelgüte der Befeuchtung ab.

Für die Befeuchtung von übertrockneten, zerkleinerten
Rauchmaterialien stehen verschiedene Ausführungsformen von Ultraschallzerstäubern zur Verfugung, wobei die

Auswahl des jeweils geeigneten Typs unter anderem von den räumlichen Gegebenheiten abhängt.

Ein Biegewellenzerstäuber kann sich beispielsweise über die gesamte Breite des frei herabfallenden Tabakylieses

erstrecken, während mehrere Axialzerstäuber oder Zirkularzerstäubeijparallel zueinander und nebeneinander über die Breite des Tabakvlieses angeordnet werden. Außerdem können die Axialzerstäuber oder Zirkularzerstäuber seitlich versetzt zueinander hintereinander angeordnet werden und dadurch ebenfalls die gesamte Breite des Tabakvlieses erfassen.

Schließlich ist es noch, möglich, berührungslos arbeitende Ultraschallzerstäuber zu verwenden, die zwischen

zwei stationären Platten stehende Wellen erzeugen.

Zweckmäßigerweise werden die Ultraschallzerstäuber mit

einem Trägermedium, insbesondere Trägerluft, be-5

schickt, das den zerstäubten Wassertröpfchen eine Bewegungsrichtung vorgibt und außerdem die Verschmutzung der Ultraschallzerstäuber verhindert.

Es ist zwar bereits aus der US-PS 3 668 905 bekannt, 10

eine Gewebebahn in einem geschlossenen Gehäuse zu befeuchten. Dabei befindet sich ein Ultraschallzerstäuber am Boden des Gehäuses, über dem Ultraschallzerstäuber steht die zu zerstäubende Flüssigkeit, die als Nebel nach oben steigt und sich auf der Gewebebahn niederschlägt, die durch das Gehäuse transportiert wird. Eine Anwendung dieses Gedankens auf eine bewegte Gewebebahn aus ausgebreitetem Filtertau geht aus der DE-OS 3 108 481 hervor. Dabei wird ein flüssiger Weichmacher

auf die Gewebebahn aufgebracht.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den qualitativen Zusammenhang zwischen der

Temperatur und der Feuchte von zerkleiner -

ten Tabamaterialien,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung der theoretischen

Änderung von Tabak-Temperatur und -Feuchtigkeit entsprechend der ISO-Fasergestalt bzw. den Ablauf eines realisierbaren Verfahrens,

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S ' ' 34101SA

6539 _ "Ρ- ■

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Befeuchtungsverfahrens,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer solchen Vorrichtung, und

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer solchen 10

Vorrichtung.

Die Temperatur und die Feuchtigkeit von zerkleinerten Tabakmaterialien, beispielsweise in der Tabakvorbereitung während der Cigarettenherstellung, bestimmen gemeinsam die mechanischen Eigenschaften von Schnitttabak, wobei eventuelle Schwankungen in den entsprechenden Werten von der vorliegenden Tabaksorte abhängen.

Es gibt einen funktionalen Zusammenhang zwischen Tabaktemperatur und Tabakfeuchtigkeit, der aussagt, daß bei bestimmten Wertepaaren dieser Parameter die Tabak fasern bei gewissen äußeren Kräften, wie sie beispielsweise beim Transport auftreten, nicht zerbrechen und/

oder nicht ohne Einwirkung von äußeren Kräften schrumpfen. Diese Funktion kann durch die ISO-Fasergestalt dargestellt werden, die in Fig. 1 qualitativ für einen bestimmten Tabaktyp gezeigt ist. Es läßt sich erkennen, daß der Tabak bei Werten von Feuchtigkeit und Tempera-

tür, die über der ISO-Fasergestalt liegen, einen geringen Elastizitätsmodul hat und deshalb leicht zum Schrumpfen neigt, während bei Werten unterhalb der ISO-Fasergestalt der Tabak einen hohen Elastizitäsmodul hat, also

sehr spröde ist und deshalb leicht bricht. 35

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Die elastischen und plastischen Eigenschaften der Tabakfasern sind in jedem Punkt der ISO-Fasergestalt reversibel. Der Tabak hat eine optimale Füllfähigkeit und behält auch diese optimale Füllfähigkeit bei, wenn etwaige Änderungen des Wertepaars Feuchtigkeit/Temperatur möglichst nahe bei der ISO-Fasergestalt liegen.

Eine Realisierung einer solchen Verarbeitung von zer kleinerten Rauchmaterialien/ bei der die Werte für Feuchtigkeit und Temperatur der Tabakmaterialien möglichst nahe bei der ISO-Fasergestalt liegen, wird durch eine abwechselnde Folge von Befeuchtungs- und Kühlstrecken möglich, wobei die Befeuchtung, also die Aufbringung von Wasser, durch Ultraschallzerstäuber erfolgt.

In Fig. 2 ist der entsprechende Verfahrensablauf dargestellt, bei dem die zerkleinerten Tabakmaterialien, weitgehend der Form der ISO-Fasergestalt entsprechend, von dem Wertepaar Temperatur/Feuchtigkeit am Punkt 1 zu dem Wertepaar am Punkt 2 gebracht werden.

Es beginnt mit einer Kühlphase, bei der die Temperatur der Tabakmaterialien vom Wert am Punkt 1 auf den Wert am Punkt a verringert wird;es schließt sich eine Feuchtphase an, bei der sich dieJFeuchtigkeit der Tabakmaterialien vom Wert am Punkt a auf den Wert am Punkt b erhöht.

Es folgt nun wieder eine Kühlphase, bei der sich die Temperatur vom Wert am Punkt b auf den Wert am Punkt c verringert, gefolgt von einer Feuchtphase, in der die Feuchtigkeit vom Wert am Punkt c auf den Wert am g₅ Punkt d erhöht wird. In jeweils einer weiteren Kühl- und Feuchtphase erreichen schließlich die Tabakmaterialien nach Durchlaufen des Punktes e den Temperatur- und Feuchtigkeitswert am Punkt 2 der ISO-Fasergestalt.

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Während der gesamten Behandlung haben die Tabakfasern solche mechanischen Eigenschaften, daß es weder zu einem Schrumpfen noch zu einem Brechen der Fasern

unter der Einwirkung von äußeren Kräften kommt.
5

Die aus Fig. 3 ersichtliche, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Vorrichtung zum Befeuchten von Tabakmaterialien weist eine nicht dargestellte

"Tabakquelle" auf, von der ein Strom 12 von zerkleiner 10

ten Tabakmaterialien senkrecht nach unten auf ein

Prallblech 14 fällt und an diesem Blech nach unten gleitet. Das Prallblech 14 dient zur Erfassung der Masse des Tabakstroms 12, der eine Kraft auf das Prallblech 14 ausübt, die von der Tabakmasse abhängt.
15

Am unteren Ende rieselt der Strom 12 von Tabakteilchen von dem Prallblech 14 frei nach unten. An dieser Abwurfstelle ist ein Ultraschallzerstäuber 16 angeordnet, der mit einem hochfrequenten Strom (HF), dem zu

zerstäubenden Wasser und einem Tragermedium, insbesondere Luft, beschickt wird. In der Leitung für die Wasserzuführung befindet sich ein Stellglied 18, das die zu zerstäubende Wassermenge in Abhängigkeit von der Masse des Tabakstroms vorgibt, die am Prallblech 14 er-

*° mittelt worden ist. Dadurch wird eine Einstellung der
Grundlast an der ersten Befeuchtungsstelle möglich.

Die befeuchteten Tabakteilchen fallen auf eine ähnlich

wie das Prallblech 14 schräg angeordnete Rutsche 20, an deren unterer Abwurfstelle ein zweiter Ultraschallzerstäuber 22 angeordnet ist; auch diesem Ultraschallzerstäuber 22 werden wieder Wasser, Luft und HF-Energie zugeführt.

Von der Rutsche 20 fällt der Tabakstrom 12 auf eine

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zweite Rutsche 24, auf der mittels eines Feuchtigkeitsmessers 26 die Feuchtigkeit des befeuchteten Tabakstroms ermittelt wird. Das Ausgangssignal des Feuchtigkeitsmessers 26 beeinflußt ein Stellglied 27 in der Leitung für die Wasserzuführung des zweiten Ultraschallzerstäubers 22.

Von der zweiten Rutsche fällt der Tabakstrom 12 nach unten auf ein Förderband 34, das den befeuchteten Tabak zu der weiteren Verarbeitung transportiert. Auch dieser frei herabfallende Tabakstrom wird durch einen

dritten Ultraschallzerstäuber 28 befeuchtet, der mit 15

Wasser, Luft und HF-Energie beschickt wird.

Die Feuchte des Tabakstroms auf dem Förderband 34 wird mittels eines zweiten Feuchtigkeitmessers 30 ermittelt, der ein Stellglied 32 in der Leitung für die Wasserzu-

fuhr zu dem dritten Ultraschallzerstäuber 28 einstellt.

Entsprechend der ISO-Fasergestalt sollte an der ersten Abwurfstelle der geringste und an der letzten Abwurfstelle der höchste Feuchtigkeitsauftrag erfolgen, d.h.,

der erste Ultraschallzerstäuber 16 sollte die geringste Wassermenge und der dritte Ultraschallzerstäuber 28 die höchste Wassermenge aufbringen. Aus regelungstechnischen Gründen und wegen tabaktemperaturabhängigem Verdampfen von Wasserteilmengen erfolgt jedoch der

größte Feuchteauftrag an der ersten Abwurfstelle und der geringste Feuchteauftrag an der letzten Abwurfstelle. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 könnte die gesamte, zugeführte Wassermenge wie folgt auf die drei

Ultraschallzerstäuber aufgeteilt werden: 35

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a) der erste Ultraschallzerstäuber 16 sollte ca.
50 % der gesamten Wassermenge aufbringen;

b) der zweite Ultraschallzerstäuber 22 sollte etwa
5

30 % der gesamten Wassermenge aufbringen;

c) der dritte Ultraschallzerstäuber 28 sollte etwa
20 % der gesamten Wassermenge aufbringen.

Durch Vorgabe der Frequenz des an die Ultraschallzerstäuber angelegten HF-Stroms läßt sich das Tropfenspektrum der erzeugten Wassertröpfchen einstellen; dieses Tropfenspektrum bleibt in allen Befeuchtungsstufen konstant und sollte einen maximalen mittleren Durchmesser von 60 μΐη liefern. Das bevorzugte Tropfen-

Spektrum liegt zwischen 30 und 40 μΐη.

Die Transportstrecken zwischen den Abwurfstellen, also das Prallblech 14, die beiden Rutschen 20 und 24 und

das Förderband 34 stellen die Kühlstrecken dar. Die Länge dieser Transportstrecken und damit die Länge der Kühlstrecken hängt von den Umgebungsbedingungen ab.

Durch eine Frischluftzufuhr kann die Kühlung der Tabakmaterialien beschleunigt und damit die Länge der Transport bzw. Kühlstrecken verkürzt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere, allgemein durch das Bezugszeichen 40 angedeutete Vorrichtung zum Befeuchten von zerkleinerten Tabakmaterialien, die eine in der Tabakvorbereitung übliche Dosiervorrichtung aufweist, die gleichzeitig den zeitlichen Verlauf des Tabakdurchsatzes erfaßt. Diese Dosiervorrichtung weist einen unten offenen Behälter AA auf, der über einem in horizontaler Richtung transportierenden Förderband 46 mit integrierter Bandwaage 48 angeordnet ist. Das Förderband 46 transportiert eine definierte Tabakmenge aus dem Behälter 44 heraus und läßt den entsprechenden

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Strom 42 von zerkleinerten Tabakteilchen senkrecht nach unten auf ein weiteres, schneilaufendes Förderband

50 fallen.
5

An dieses Förderband schließen sich zwei weitere,
schnellaufende Förderbänder 52 und 54 an, die jeweils
in der Höhe hintereinander gestaffelt sind, so daß der

Tabakstrom 42 jeweils von dem höheren Förderband 10

senkrecht nach unten auf das darunter angeordnete Förderband fallen kann.

Von dem letzten und untersten Förderband 54 gelangt der Tabakstrom schließlich nach unten in einen Auffangbehälter 56, der als Zwischenlager dient. Von diesem Behälter wird der Tabak dann der weiteren Verarbeitung zugeführt.

An den Abwurf stellen der drei Förderbänder 50, 52 und

54 sind Ultraschallzerstäuber 58, 60 und 62 angeordnet, die, ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3, winzige Wassertröpfchen auf den frei herabrieselnden
Tabakstrom 42 aufbringen. Die Ultraschallzerstäuber 58, 60 und 62 werden mit Wasser, Luft und HF-Strom

beschickt.

An dem letzten Förderband 54 sowie im Auffangbehälter 56 sind Feuchtigkeitsmesser 64, 66 vorgesehen; die auf diese Weise ermittelten Ist-Werte für die Tabak-

feuchte werden mit einem Soll-Wert verglichen; in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleiches werden
Stellglieder 68, 70 geregelt, die die Wasserzufuhr zum zweiten bzw. dritten Ultraschallzerstäuber 60, 62

einstellen.
35

Fig. 5 zeigt schließlich eine Ausführungsform einer

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* Vorrichtung zum Befeuchten von zerkleinerten Tabakmaterialien, die nach einem ähnlichen Prinzip wie die Ausführungsform nach Fig. 4 arbeitet. Die Förderbänder sind jedoch höhengestaffelt so übereinander angeordnet, daß zwei aufeinanderfolgende Förderbänder die entgegengesetzte Laufrichtung haben. Hierdurch wird der Strom von Tabakmaterialien, der die Form eines dünnen Tabakvlieses hat, gewendet.

Außerdem ist ein vierter Ultraschallzerstäuber 72 vorgesehen, der Wasser auf die von dem Förderband 46 nach unten fallenden Tabakteilchen aufbringt. Von dem untersten Förderband 54 fallen die Tabakteilchen schließlich - vorbei an dem Ultraschallzerstäuber 62 - auf ein weiteres Förderband 74, das die befeuchteten Tabakteilchen der weiteren Verarbeitung zuführt. Die Feuchtigkeit des Endproduktes wird an dem Förderband 74 gemessen.

Das optimale Tröpfchenspektrum, also die optimale Verteilung der Durchmesser der Wassertröpfchen, wird durch entsprechende Einstellung der Frequenz des an die Ultraschallzerstäuber angelegten HF-Stroms erreicht. Die Ultraschallzerstäuber können als Biegewellenzer-

stäuber, Axial-, Zirkularzerstäuber oder Zerstäuber mit stehenden Wellen ausgebildet sein.

Ein Biegewellenzerstäuber kann sich über die gesamte
Breite des Tabakvlieses erstrecken, so daß nur jeweils ein einziges Element erforderlich ist.

Um die gesamte Breite des Tabakvlieses zu erfassen, müssen mehrere Axial- oder Zirkularzerstäuber parallel zueinander und nebeneinander über die gesamte Vliesbreite verteilt werden; als Alternative hierzu ist es auch möglich,

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mehrere Axial- oder Zirkularzerstäuber seitlich versetzt hintereinander anzuordnen, um auf diese Weise die gesamte Vliesbreite zu erfassen.

Zerstäuber mit stehenden Wellen arbeiten berührungsfrei, d.h., auf jeder Seite des Tabakstroms ist eine stationäre Platte angeordnet; zwischen diesen stationären Platten werden stehende Ultraschallwellen ausgebildet, die ebenfalls zu einer Zerstäubung des zugeführten Wassers führen.

Die als Trägermedium dienende Luft dient einerseits zur 15

Stabilisierung des fein zerstäubten Nebels und gibt andererseits den zerstäubten Wassertröpfchen eine gewisse Bewegungsrichtung vor, ohne daß die dadurch hervorgerufene Bewegung der Wassertröpfchen die empfind· liehen Tabakfasern beschädigen oder die Wurfparabel der Tabakteilchen beeinflussen könnte.

Durch Vergleichsversuche konnte nachgewiesen werden,

daß bei dieser Befeuchtungsart die empfindlichen Tabak-25

fasern nicht beschädigt werden. Trotzdem läßt sich eine sehr homogene Befeuchtung erreichen, die genau dem gewünschten Endwert entspricht.

Wird mit nur zwei Ultraschallzerstäubern gearbeitet, 30

so sollte der in Transportrichtung des Tabakstroms

erste Ultraschallzerstäuber etwa 60 % der gesamten Wassermenge und der zweite Ultraschallzerstäuber die verbleibenden 40 % der gesamten Wassermenge aufbringen.

Ein Gemisch aus drei verschiedenen Tabakgraden vom Typ

Virginia ist nach einer Imprägnierung mit CO- mittels eines sogenannten Sublimators übertrocknet und expandiert worden. Unmittelbar nach dieser Vorbehandlung 5

hatte der Tabak eine Ofenfeuchte von 1 Gew.-% und eine Temperatur von 155°C.

Für die Wiederbefeuchtung dieses Produktes wurden zwei verschiedene Verfahren verwendet, und zwar einmal mit einer für diesen Prozess üblichen Konditioniertrommel und zum anderen mit der aus Figur 5 ersichtlichen Vorrichtung. Als weiterer Vergleich ist eine Probe mit der genannten Temperatur und Feuchte in einem Klimaraum bei

20⁰C und einer relativen Luftfeuchte von 60% 100h 15

konditioniert worden, so daß dieser Tabak die Gleichgewichtsfeuchte hatte.

Auch das mittels der Trommel wiederbefeuchtete Produkt

sowie das mit der Vorrichtung nach Figur 5 behandelte 20

Produkt sind vor der physikalischen Analyse nochmals im Normklima konditioniert worden, so daß die noch zu erläuternden Messungen bei der sogenannten Tabak-Gleichgewichtsfeuchte erfolgten.

Anschließend wurde die Füllfähigkeit dieser verschiedenen Tabakproben ermittelt. Unter Füllfähigkeit wird in der Tabakindustrie das Volumen, beispielsweise ausgedrückt in cm³, verstanden, das eine definierte

Tabakmenge einnimmt, wenn sie während einer defi-30

nierten Zeitspanne mit einem definierten Druck belastet worden ist. Diese Füllfähigkeit kann in dem sogenannten "Borgwaldt-Densimeter" gemessen werden, wie es in dem Artikel "Untersuchungen mit einem verbesserten Densimeter zum Prüfen der Füllfähigkeit von

Schnittabak und der Härte von Cigaretten", veröf-

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6539 VT

fentlicht in "Beiträge 2ur Tabakforschung", Band 4, Heft 7, Dezember 1968, S. 293 beschrieben wird.

Setzt man den Messwert des Borgwaldt-Densimeters für die im Klimaraum wiederbefeuchtete Probe mit 100% an, so ergibt sich für die Wiederbefeuchtung mit der herkömmlichen Feuchttrommel ein Wert von 83,8%. Erfindungsgemäß behandeltes Material erreicht 90%, so daß sich eine Verbesserung von +6,2% ergibt.

Die Siebfraktion mit einer Maschenweite von mehr als 1 mm liefert für die Wiederbefeuchtung mit der Feuchttrommel einen Wert von 85,3% und für die Wiederbefeuchtung mit der Vorrichtung nach Figur 5 einen Wert von 96%, wenn die Befeuchtung im Klimaraum zu 100% gesetzt wird; dies heißt also, daß nur 4% der Fasern größer 1 mm degradiert worden sind im Vergleich zu 14,7% der Fasern bei dem herkömmlichen Verfahren.

Die Befeuchtungen wurden jeweils mit Brauchwasser ohne besondere Zusätze durchgeführt.

Die Frequenz der Ultraschallzerstäuber betrug 60 KHz, so daß die Wassertröpfchen einen maximalen mittleren Durchmesser von etwa 40um hatten.

Die Zweistoffdüsen in der Feuchttrommel sind unter Bedingungen gefahren worden, die den gleichen mittleren

_n maximalen Tröpfchendurchmesser erwarten lassen, aller-

dings mit einer für Zweistoffdüsen typischen, relativ breiten Verteilung zwischen minimaler und maximaler

Tröpfchengröße.
__ In der zu zerstäubenden Wassermenge können in der

Tabakvorbereitung übliche Zusatzstoffe, wie beispielsweise Geschmacksstoffe, enthalten sein.

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Claims

Patentanwalt *-^: :■: : ·.·.".:.:. Pirmaterstraße3a

r:—--7~—^r~^' - .· : p-8000München70

DipL-Phys. Dr. Lothar Marx . Telefon ■■■■■■

Telex 5212312 marx d

Anwaltsakte 6539 3410184

2 0. März 1384

B.A.T.

Cigaretten-Fabriken GmbH Alsterufer 4

2000 Hamburg 36

Verfahren zum Befeuchten von zerkleinerten Rauchmaterialien

Patentansprüche

1„ Verfahren zum Befeuchten von zerkleinerten Rauchmaterialieri, insbesondere zum Befeuchten von übertrockneten Rauchmaterialien,

a) bei dem durch Ultraschallzerstäuber winzige Wassertröpfchen auf die zerkleinerten Rauchmaterialien

aufgebracht werden,
dadurch gekennzeichnet, daß

b) ein frei herabfallender Strom von zerkleinerten Rauchmaterialien durch die Ultraschallzerstäuber befeuchtet wird, und daß

c) die befeuchteten Rauchmaterialien gekühlt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich Befeuchtungs- und Kühlstrecken abwechseln.

Zugelassen beim Europäischen Patentamt

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Wassermenge, beginnend mit der ersten Befeuchtungsstrecke, stufenweise verringert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Wassertröpfchen mit einem maximalen Durchmesser von 60 um aufgebracht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Wassertröpfchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 30 bis 40 um aufgebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strom von zerkleinerten Rauchmaterialien an der Abwurfstelle einer Transportstrecke frei herabrieselt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Rauchmaterialien auf Transportstrecken zwischen den Befeuchtungsstrecken gekühlt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Biegewellenzerstäuber, Axialzerstäuber, Zirkularzerstäuber oder mit stehenden Wellen arbeitende Ultraschallzerstäuber verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Kühlstrecke die Feuchte der zerkleinerten Rauchmaterialien ermittelt und in Abhängigkeit von dem Ergebnis die zu zerstäubende Wassermenge geregelt wird.