DE3410184C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederbefeuchten von zerkleinerten, bei der Expansion übertrockneten Rauchmaterialien der im Oberbegriff des An­ spruchs 1 angegebenen Gattung.

Unter dem Begriff "zerkleinerte Rauchmaterialien" sollen Tabakblatt, ent­ ripptes Tabakblatt, Tabakrippe, Tabakstengel, jeweils geschnitten oder zer­ fasert, sowie wiederaufbereiteter Tabak (Extrudat, Folie) und Tabakersatz­ stoffe verstanden werden. In der Tabakindustrie wird die Tabakfeuchte als der Gewichtsverlust, ausgedrückt in % der Einwaage, definiert, den der Tabak durch Trocknung bei 80°C bis zur Gewichtskonstanz bei einer Mindesttrocken­ zeit von 3 Stunden erfährt.

Es ist bekannt, zerkleinerte, insbesondere übertrocknete Tabakmaterialien in einem Klimaschrank bzw. in einem Klimaraum zu befeuchten. Wegen des erfor­ derlichen, 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 vorgenom­ men werden sollen.

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

Weiterhin sind Bandbefeuchter bekannt, die mit konditionierter Luft arbei­ ten. 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 Betriebs­ kosten entstehen.

Bei dem Verfahren zum Wiederbefeuchten von zerkleinerten, bei der Expan­ sion übertrockneten Rauchmaterialien, wie es aus der DE-OS 29 43 373 bekannt ist, werden durch Ultraschallzerstäuber winzige Wassertröpfchen auf die zer­ kleinerten Rauchmaterialien aufgebracht.

Weiterhin befaßt sich die DE-OS 22 59 147 mit einem Verfahren, mit dem CRS- Tabakmaterial (CRS = Cut Rolled Stem) sein ursprünglichen Volumen zurückge­ geben werden soll, d. h. dieses Material soll expandiert werden, wie im mitt­ leren Absatz von Seite 2 der DE-OS 22 59 147 erläutert wird. Zu diesem Zweck werden die Rauchmaterialien zunächst auf eine Feuchte von mindestens 30% gebracht und anschließend in einem Hochfrequenzfeld getrocknet. Eine solche zusätzliche Behandlung von zerkleinerten, bei der Expansion übertrockneten Rauchmaterialien würde zu starken Abweichungen von den gewünschten Eigen­ schaften und damit zu irreparablen Schäden an den empfindlichen Tabakfasern führen.

Die im zweiten Absatz von Seite 7 dieser Druckschrift angesprochene Kühlung im Anschluß an diese Wärmebehandlung zur Trocknung der befeuchteten Rauch­ materialien ist eine übliche Maßnahme, die nach jedem Trocknungsprozeß durchgeführt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Wiederbefeuchten von zerkleinerten, bei der Expansion übertrockneten Rauchmaterialien der an­ gegebenen Gattung zu schaffen, das zu einer sehr homogenen, die Gefahr einer Beschädigung der empfindlichen Rauchmaterialien ausschließenden Behandlung führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgenden Überlegungen und der sich daraus ergebenden Funktionsweise: Die Temperatur und die Feuch­ tigkeit bestimmen gemeinsam die mechanischen Eigenschaften von zerkleiner­ ten, bei der Expansion übertrockneten Rauchmaterialien, wobei eventuelle Schwankungen in den entsprechenden Werten von der vorliegenden Tabaksorte abhängen. Es gibt einen empirisch festgestellten, funktionalen Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Feuchtigkeit der Rauchmaterialien; dieser Zusammenhang sagt aus, daß bei bestimmten Wertepaaren dieser beiden Para­ meter und bei gewissen äußeren Kräften, wie sie beispielsweise bei mechanischen Behandlungen, aber auch beim Transport auftreten, die Tabakfasern nicht zerbrechen und/oder nicht ohne Einwirkung von äußeren Kräften schrumpfen. Diese Funktion kann durch die ISO-Fasergestalt dargestellt werden, die in Fig. 1 der Zeichnungen qualitativ für einen bestimmten Tabaktyp gezeigt ist. Es läßt sich erkennnen, daß die Rauchmaterialien bei Werten von Feuchtigkeit und Temperatur, die über der der ISO-Fasergestalt entsprechenden Kurve liegen, einen geringen Elastizitätmodul haben und deshalb leicht zum Schrumpfen neigen, während bei Werten unterhalb dieser Kurve die Rauchmaterialien einen hohen Elastizitätsmodul haben, also sehr spröde sind und deshalb leicht bre­ chen.

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

Die hier beanspruchten Verfahrensschritte, nämlich eine abwechselnde Folge von Befeuchtungen mittels Ultraschallzerstäuber und Kühlstrecken, ermög­ lichen eine Behandlung von zerkleinerten, bei der Expansion übertrockneten Rauchmaterialien, bei der die Werte für Feuchtigkeit und Temperatur sehr nahe bei dieser Kurve liegen. Die Rauchmaterialien werden also einerseits sehr schonend behandelt und andererseits sehr rasch auf die gewünschte Feuchte gebracht, ohne daß ein hoher apparativer Aufwand, beispielsweise Befeuch­ tungstrommeln, erforderlich ist. Gleichzeitig erfolgt diese Behandlung sehr homogen, d. h. die gesamte zu verarbeitende Tabakmasse erhält einen Feuch­ tigkeitswert, der nur wenig von dem Soll-Wert abweicht, der wiederum durch die ISO-Fasergestalt vorgegeben ist.

Die kinetische Energie der ultraschallzerstäubten Wassertröpfchen entspricht im wesentlichen ihrer potentiellen Energie, verringert um den Auftrieb und den Bewegungswiderstand der herabfallenden Wassertröpfchen; die Stöße zwi­ schen den ultraschallzerstäubten Wassertröpfchen geringer Größe, bspw. mit einem mittleren Durchmesser in der Größenordnung von 40 µm, und den herab­ rieselnden Tabakteilchen haben also praktisch keinen Einfluß auf die Tabak­ bewegung.

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

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

Das sehr enge Tropfenspektrum eines Ultraschallzerstäu­ bers kann durch Änderung der Frequenz der hochfrequen­ ten 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 verwen­ det 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 Verfügung, 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 Tabakvlieses erstrecken, während mehrere Axialzerstäuber oder Zirku­ larzerstäuber parallel 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 arbei­ tende Ultraschallzerstäuber zu verwenden, die zwischen zwei stationären Platten stehende Wellen erzeugen.

Zweckmäßigerweise werden die Ultraschallzerstäuber mit einem Trägermedium, insbesondere Trägerluft, be­ schickt, das den zerstäubten Wassertröpfchen eine Be­ wegungsrichtung vorgibt und außerdem die Verschmutzung der Ultraschallzerstäuber verhindert.

Es ist zwar bereits bekannt, eine Gewebebahn in einem geschlossenen Gehäuse zu be­ feuchten. 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 nieder­ schlägt, die durch das Gehäuse transportiert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die sche­ matischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den qualitativen Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Feuchte von zerkleiner­ ten Tabakmaterialien,

Fig. 2 eine Kurvendarstellung der theoretischen Änderung von Tabak-Temperatur und -Feuch­ tigkeit entsprechend der ISO-Fasergestalt bzw. den Ablauf eines realisierbaren Ver­ fahrens,

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Vorrich­ tung zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Befeuchtungsverfahrens,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer solchen Vorrichtung, und

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform einer solchen Vorrichtung.

Die Temperatur und die Feuchtigkeit von zerkleinerten Tabakmaterialien, beispielsweise in der Tabakvorbe­ reitung während der Cigarettenherstellung, bestimmen gemeinsam die mechanischen Eigenschaften von Schnitt­ tabak, wobei eventuelle Schwankungen in den entspre­ chenden Werten von der vorliegenden Tabaksorte abhän­ gen.

Es gibt einen funktionalen Zusammenhang zwischen Tabak­ temperatur und Tabakfeuchtigkeit, der aussagt, daß bei bestimmten Wertepaaren dieser Parameter die Tabak­ fasern bei gewissen äußeren Kräften, wie sie beispiels­ weise beim Transport auftreten, nicht zerbrechen und/ oder nicht ohne Einwirkung von äußeren Kräften schrump­ fen. 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 tur, die über der ISO-Fasergestalt liegen, einen gerin­ gen Elastizitätsmodul hat und deshalb leicht zum Schrump­ fen neigt, während bei Werten unterhalb der ISO-Faser­ gestalt der Tabak einen hohen Elastizitätsmodul hat, also sehr spröde ist und deshalb leicht bricht.

Die elastischen und plastischen Eigenschaften der Ta­ bakfasern 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/Tempera­ tur 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 mög­ lichst nahe bei der ISO-Fasergestalt liegen, wird durch eine abwechselnde Folge von Befeuchtungs- und Kühl­ strecken möglich, wobei die Befeuchtung, also die Auf­ bringung von Wasser, durch Ultraschallzerstäuber er­ folgt.

In Fig. 2 ist der entsprechende Verfahrensablauf dar­ gestellt, 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 die Feuchtigkeit 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 Punkt d erhöht wird. In jeweils einer weiteren Kühl- und Feuchtphase erreichen schließlich die Tabakmateria­ lien nach Durchlaufen des Punktes e den Temperatur- und Feuchtigkeitswert am Punkt 2 der ISO-Fasergestalt.

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.

Die aus Fig. 3 ersichtliche, allgemein durch das Be­ zugszeichen 10 angedeutete Vorrichtung zum Befeuchten von Tabakmaterialien weist eine nicht dargestellte "Tabakquelle" auf, von der ein Strom 12 von zerkleiner­ 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 Prall­ blech 14 ausübt, die von der Tabakmasse abhängt.

Am unteren Ende rieselt der Strom 12 von Tabakteilchen von dem Prallblech 14 frei nach unten. An dieser Ab­ wurfstelle ist ein Ultraschallzerstäuber 16 angeord­ net, der mit einem hochfrequenten Strom (HF), dem zu zerstäubenden Wasser und einem Trägermedium, inseson­ dere Luft, beschickt wird. In der Leitung für die Was­ serzuführung 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 Ultraschall­ zerstäuber 22 angeordnet ist; auch diesem Ultraschall­ zerstäuber 22 werden wieder Wasser, Luft und HF-Energie zugeführt.

Von der Rutsche 20 fällt der Tabakstrom 12 auf eine zweite Rutsche 24, auf der mittels eines Feuchtigkeits­ messers 26 die Feuchtigkeit des befeuchteten Tabak­ stroms ermittelt wird. Das Ausgangssignal des Feuch­ tigkeitsmessers 26 beeinflußt ein Stellglied 27 in der Leitung für die Wasserzuführung des zweiten Ultra­ schallzerstäubers 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 die­ ser frei herabfallende Tabakstrom wird durch einen dritten Ultraschallzerstäuber 28 befeuchtet, der mit Wasser, Luft und HF-Energie beschickt wird.

Die Feuchte des Tabakstroms auf dem Förderband 34 wird mittels eines zweiten Feuchtigkeitsmessers 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 Abwurf­ stelle der höchste Feuchtigkeitsauftrag erfolgen, d. h., der erste Ultraschallzerstäuber 16 sollte die geringste Wassermenge und der dritte Ultraschallzerstäuber 28 die höchste Wassermenge aufbringen. Aus regelungs­ technischen Gründen und wegen tabaktemperaturabhängigem Verdampfen von Wasserteilmengen erfolgt jedoch der größte Feuchteauftrag an der ersten Abwurfstelle und der geringste Feuchteauftrag an der letzten Abwurf­ stelle. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 könnte die gesamte, zugeführte Wassermenge wie folgt auf die drei Ultraschallzerstäuber aufgeteilt werden:

• a) der erste Ultraschallzerstäuber 16 sollte ca. 50% der gesamten Wassermenge aufbringen;
• b) der zweite Ultraschallzerstäuber 22 sollte etwa 30% der gesamten Wassermenge aufbringen;
• c) der dritte Ultraschallzerstäuber 28 sollte etwa 20% der gesamten Wassermenge aufbringen.

Durch Vorgabe der Frequenz des an die Ultraschallzer­ stäuber angelegten HF-Stroms läßt sich das Tropfen­ spektrum der erzeugten Wassertröpfchen einstellen; dieses Tropfenspektrum bleibt in allen Befeuchtungs­ stufen konstant und sollte einen maximalen mittleren Durchmesser von 60 µm liefern. Das bevorzugte Tropfen­ spektrum lieg zwischen 30 und 40 µm.

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 Tabak­ materialien beschleunigt und damit die Länge der Trans­ port bzw. Kühlstrecken verkürzt werden.

Fig. 4 zeigt eine weitere, allgemein durch das Bezugs­ zeichen 40 angedeutete Vorrichtung zum Befeuchten von zerkleinerten Tabakmaterialien, die eine in der Tabak­ vorbereitung übliche Dosiervorrichtung aufweist, die gleichzeitig den zeitlichen Verlauf des Tabakdurch­ satzes erfaßt. Diese Dosiervorrichtung weist einen unten offenen Behälter 44 auf, der über einem in ho­ rizontaler Richtung transportierenden Förderband 46 mit integrierter Bandwaage 48 angeordnet ist. Das Förder­ band 46 transportiert eine definierte Tabakmenge aus dem Behälter 44 heraus und läßt den entsprechenden Strom 42 von zerkleinerten Tabakteilchen senkrecht nach unten auf ein weiteres, schnellaufendes Förderband 50 fallen.

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 senkrecht nach unten auf das darunter angeordnete För­ derband fallen kann.

Von dem letzteren und untersten Förderband 54 gelangt der Tabakstrom schließlich nach unten in einen Auffang­ behälter 56, der als Zwischenlager dient. Von diesem Behälter wird der Tabak dann der weiteren Verarbei­ tung zugeführt.

An den Abwurfstellen 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 Ab­ hängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleiches werden Stellglieder 68, 70 geregelt, die die Wasserzufuhr zum zweiten bzw. dritten Ultraschallzerstäuber 60, 62 einstellen.

Fig. 5 zeigt schließlich eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Befeuchten von zerkleinerten Tabakma­ terialien, 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 entgegen­ gesetzte Laufrichtung haben. Hierdurch wird der Strom von Tabakmaterialien, der die Form eines dünnen Tabak­ vlieses hat, gewendet.

Außerdem ist ein vierter Ultraschallzerstäuber 72 vor­ gesehen, der Wasser auf die von dem Förderband 46 nach unten fallenden Tabakteilchen aufbringt. Von dem unter­ sten Förderband 54 fallen die Tabakteilchen schließlich - vorbei an dem Ultraschallzerstäuber 62 - auf ein weiteres Förderband 74, das die befeuchteten Tabakteil­ chen der weiteren Verarbeitung zuführt. Die Feuchtig­ keit des Endproduktes wird an dem Förderband 74 gemes­ sen.

Das optimale Tröpfchenspektrum, also die optimale Ver­ teilung der Durchmesser der Wassertröpfchen, wird durch entsprechende Einstellung der Frequenz des an die Ul­ traschallzerstäuber 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 Vlies­ breite verteilt werden; als Alternative hierzu ist es auch möglich, mehrere Axial- oder Zirkularzerstäuber seitlich ver­ setzt hintereinander anzuordnen, um auf diese Weise die gesamte Vliesbreite zu erfassen.

Zerstäuber mit stehenden Wellen arbeiten berührungs­ frei, d. h., auf jeder Seite des Tabakstroms ist eine stationäre Platte angeordnet; zwischen diesen statio­ nären Platten werden stehende Ultraschallwellen aus­ gebildet, die ebenfalls zu einer Zerstäubung des zu­ geführten Wassers führen.

Die als Trägermedium dienende Luft dient einerseits zur 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 lichen Tabakfasern beschädigen oder die Wurfparabel der Tabakteilchen beeinflussen könnte.

Durch Vergleichsversuche konnte nachgewiesen werden, daß bei dieser Befeuchtungsart die empfindlichen Tabak­ fasern nicht beschädigt werden. Trotzdem läßt sich eine sehr homogene Befeuchtung erreichen, die genau dem gewünschten Endwert entspricht.

Wird mit nur zwei Ultraschallzerstäubern gearbeitet, 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 CO₂ mittels eines sogenannten Sublimators übertrocknet und expan­ diert worden. Unmittelbar nach dieser Vorbehandlung 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 Fig. 5 ersichtlichen Vor­ richtung. Als weiterer Vergleich ist eine Probe mit der genannten Temperatur und Feuchte in einem Klimaraum bei 20°C und einer relativen Luftfeuchte von 60% 100 h konditioniert worden, so daß dieser Tabak die Gleichge­ wichtsfeuchte hatte.

Auch das mittels der Trommel wiederbefeuchtete Produkt sowie das mit der Vorrichtung nach Fig. 5 behandelte 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 ver­ schiedenen 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 nierten Zeitspanne mit einem definierten Druck be­ lastet worden ist. Diese Füllfähigkeit kann in dem sogenannten "Borgwaldt-Densimeter" gemessen werden, wie es in dem Artikel "Untersuchungen mit einem ver­ besserten Densimeter zum Prüfen der Füllfähigkeit von Schnittabak und der Härte von Cigaretten", veröf­ fentlicht in "Beiträge zur 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 her­ kömmlichen Feuchttrommel ein Wert von 83,8%. Erfin­ dungsgemäß 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 Feucht­ trommel einen Wert von 85,3% und für die Wiederbefeuch­ tung mit der Vorrichtung nach Fig. 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 40 µm hatten.

Die Zweistoffdüsen in der Feuchttrommel sind unter Bedingungen gefahren worden, die den gleichen mittleren 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 beispiels­ weise Geschmacksstoffe, enthalten sein.

Claims (7)

1. Verfahren zum Wiederbefeuchten von zerkleinerten, bei der Expansion übertrockneten Rauchmaterialien,

• a) bei dem durch Ultraschallzerstäuber winzige Wasser­ tröpfchen auf die zerkleinerten Rauchmaterialien aufgebracht werden,

dadurch gekennzeichnet, daß

• b) an mindestens zwei Abwurfstellen ein frei herabfal­ lender Strom der zerkleinerten Rauchmaterialien be­ feuchtet wird, und daß
• c) die befeuchteten Rauchmaterialien zwischen den Abwurfstellen gekühlt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Wassermenge, beginnend mit der ersten Befeuchtungsstrecke, stufenweise ver­ ringert wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wassertröpfchen mit einem maximalen Durchmesser von 60 µm aufgebracht wer­ den.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Wassertröpfchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 30 bis 40 µm aufgebracht werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Biegewellenzerstäuber, Axialzerstäuber, Zirkularzerstäuber oder mit stehen­ den Wellen arbeitende Ultraschallzerstäuber verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Kühlstrecke die Feuchte der zerkleinerten Rauchmateria­ lien ermittelt und in Abhängigkeit von dem Ergebnis die zu zerstäubende Wassermenge geregelt wird.