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Stw.: Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-
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Zusammenfassung - Hauni-Akte 1768 Verfahren und Anordnung zum Blähen
von Tabak Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Blähen von Tabak, insbesondere
von geschnittenen Tabakrippen, durch Zuführen von Dampf.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Anordnung zum Blähen von Tabak,
insbesondere geschnittenen Tabakrippen, mit einem geschlossenen Förderkanal mit
einem Einlaß und einem Auslaß für den Tabak und mit einer Zufuhrvorrichtung für
Dampf.
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Durch die US-PS 4 298 012ist es bereits bekannt, Tabakrippen insbesondere
in einem Schwingförderer mit Dampf zu beaufschlagen, so daß die durch Kondensation
von Dampf auf den Rippen entstehende Wärme das Wasser in den Rippen verdampfen läßt,
so daß die Rippen gebläht werden.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, allgemein
für Tabak einen höheren Blähgrad zu erzielen.
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Die Lösung gemäß der Erfindung besteht darin, den Tabak dem Einlaß
eines geschlossenen Förderkanals zuzuführen und quer zur Erstreckung des Förderkanals
in Förderrichtung Dampf mit einer Temperatur und mit einem Druck einzubringen, der
den Tabak im Förderkanal auf eine Temperatur zwischen 100,5 "C und 120 "C erwärmt,
bevor der Tabak den Förderkanal durch einen Auslaß verläßt.
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Eine wirksame und bevorzugte Ausbildung des Tabakkanals besteht in
seiner Ausbildung als Schwingförderer, in dem der Tabak, während er durch die Schwingungen
durch den Kanal hindurchgefördert wird, praktisch bei Atmosphärendruck auf eine
Temperatur von 102 "C bis 110 "C erwärmt werden kann. Die Erwärmung kann mittels
Sattdampf oder überhitztem Dampf erfolgen, dessen Kondition so eingestellt wird,
daß eine Wärme auf die Tabakteilchen abgebende Kondensation von Feuchte stattfinden
kann.
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Stw.: Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1768 Es ist aber auch möglich, bei entsprechender Oberhitzung des Dampfes
die Eingangsfeuchte zu halten, d. h. eine Kondensation und damit Auffeuchtung zu
vermeiden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Dampfkondition
in einem Druckbereich von 2,5 bis 25 bar (absolut) und in einem Druckbereich von
126 bis 400 "C liegen. Die hohen Temperaturen gelten für überhitzten Dampf.
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Bei der Wahl eines ausreichend hohen Dampfdruckes kann der Tabak von
dem z. B. aus einer Lochreihe quer zur Förderrichtung des Förderkanals strömenden
Dampf so beschleunigt werden, daß er die Gegenwand erreicht. Bei einem Schwingförderer
als Förderkanal, dem Dampf von unten zugeführt wird, ist dies die Deckwand. Infolge
der Schwingungen, die auch die Deckwand ausführt, erhalten die Tabakteilchen eine
Bewegungskomponente in Richtung auf den Auslaß des Förderkanals und nach unten,
gelangen dabei wieder in den Einflußbereich des Dampfes, der beispielsweise aus
einer in Förderrichtung benachbarten Lochreihe strömt, werden zur Deckwand bewegt
usw. Die Löcher der genannten Lochreihen können in benachbarten Reihen gegeneinander
"auf Lücke" angeordnet sein.
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Es ist aber grundsätzlich auch möglich, den Tabak in einer Vibrowirbelschicht
durch Dampf zu erwärmen.
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Die Fördergeschwindigkeit des Tabaks durch den Förderkanal wird vorteilhaft
so gewählt, daß der Tabak sich eine bestimmte Mindestzeit in Konditionsaustausch
mit dem Dampf befindet, z. B. mehr als drei, bevorzugt mehr als fünf Sekunden.
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Besonders vorteilhaft ist die Behandlung des Tabaks, wenn im Innenraum
des Förderkanals im wesentlichen Atmosphärendruck herrscht, wobei durch Abdichtungen
am Ein- und Auslaß dafür gesorgt werden kann, daß störende Kühl effekte im Inneren
des Förderkanals möglichst ausgeschlossen werden.
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Stw.: Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1768 Als derartige Abdichtungen in einfachster Form eignen sich herabhängende
Lappen aus Kunststoff, Luftvorhänge oder dergleichen. Es können aber auch Schleusen,
z. B.
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Zellenradschleusen, Verwendung finden, die zusätzlich eine Erhöhung
des Druckes im Inneren des Förderkanals gestatten.
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Dem Blähvorgang wird - um das erreichte Ergebnis möglichst gut zu
fixieren - gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein schneller Trocknungsvorgang
nachgeordnet, der durch einen Vibrowirbelschichttrockner mit Heißgas als Trocknungsmedium
oder einen Stromtrockner mit Heißgas oder trockenem Dampf als Trocknungsmedium realisiert
werden kann.
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Die eingangs genannte Anordnung ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
daß der zugeführte Dampf einen derartigen Druck und eine Temperatur aufweist, daß
der Tabak auf Werte zwischen 100,5 "C und 120 "C erwärmt wird.
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Bevorzugt weist der Dampf einen derartigen Druck und eine derartige
Temperatur auf, daß der Tabak auf Werte zwischen 102 "C und 110 OC erwärmt wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung eignen sich besonders
zum Blähen von geschnittenen Tabakrippen, sogenanntem Rippenschnitt, der nach der
Behandlung gemäß der Erfindung eine flockige Beschaffenheit zeigt.
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- Hauni-Akte 1768 Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 eine Blähanordnung in der Seitenansicht, Figur
2 einen Schnitt nach Linie II-II in Figur 1.
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Stw.: Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1768 In Figur 1 ist zum Blähen von Tabak 1 (z. 8. von Rippenschnitt),
der auf einem Förderband 2 zuführbar ist, ein geschlossener Förderkanal 3 in Form
eines Schwingförderers (Blähkanal) vorgesehen, dem ein Trockner 4 in Form eines
Vibrowirbelschichttrockners nachgeordnet ist. Der Förderkanal 3 ist schwingungsfähig
an Blattfedern 6 befestigt, die ihrerseits auf einem festen Rahmen 7 befestigt sind.
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Ein elektrischer Antrieb 8 treibt den Förderkanal 3 über einen Exzenter
9 zu hin- und hergehenden Bewegungen (Schwingungen) an, die dem durch den Einlaß
11 eingeführten Tabak 1 eine Förderbewegung in Richtung des Pfeils 13 zu dem Auslaß
12 verleihen.
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Der Boden 14 des Förderkanals 3 ist in einer Dampfzufuhrzone mit 12
Lochreihen 16, jeweils bestehend aus fünf Löchern 17, versehen. Unter dem Boden
14 ist ein Dampfkanal 18 angeordnet, der über eine Dampfzufuhrleitung 19 und ein
Stellventil 21 mit einem Dampferzeuger 22 verbunden ist. Die Oberseite des Förderkanals
3 ist mit einem Deckel 23 (Deckwand) abgeschlossen, so daß er, vom Einlaß und Auslaß
für den Tabak abgesehen, allseitig geschlossen ist. Hierdurch ist eine besonders
intensive und schnelle Erwärmung des Tabaks erreichbar.
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Der dem Förderkanal nachgeordnete Trockner 4 mit einem Einlaß 30 und
einem Auslaß 35 ist ein an sich bekannter Vibrowirbelbetttrockner, wie er z. B.
aus der US-PS 3 877 469 der Anmelderin zum Trocknen von Tabak hervorgeht. Der Trockner
4 weist einen Schwingförderer 26 auf, der über Blattfedern 27 auf einem Rahmen 28
befestigt ist. Einem Heißluftkasten 29 wird über eine Leitung 31 Heißluft zugeführt,
die von einem bekannten steuerbaren elektrischen Heißlufterzeuger 32 erwärmt ist.
Die Heißluft wird in einer elektrischen Heizung 33 erzeugt, zu der die Frischluft
von einem Ventilator -34 gesaugt wird.
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Durch Verstellung einer Steuerklappe 36 kann das Verhält-
Stw.:
Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1768 nis
von Kaltluft zu Heißluft eingestellt und damit die Temperatur der Heißluft bei praktisch
gleichbleibender Luftmenge gesteuert werden. Die Heißluft durchströmt einen (nicht
dargestellten) Lochboden, während der Schwingförderer von einem Antrieb (entsprechend
8, 9) in Förderschwingungen versetzt wird. Die Geschwindigkeit der durch den Lochboden
strömenden Heißluft ist so eingestellt, daß sich der zu trocknende Tabak in einer
Wirbelschicht befindet, in der er von der Heißluft sehr intensiv getrocknet wird.
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Zur Messung der Feuchte des vom Auslaß 35 abgegebenen Tabaks 1 dient
ein schematisch angedeutetes an sich bekanntes Feuchtemeßgerät 37, das z. B. vom
bewährten Typ HWK der Anmelderin sein kann. Der Meßwert wird an einer Vergleichsstelle
38 mit einem von einem Sollwertgeber 39 abgegebenen Sollwert verglichen; ein der
Differenz beider Signale entsprechendes Ausgangssignal steuert nach Verstärkung
in einem Verstärker 41 ein Stellglied 42 für die Steuerklappe 36. Ist der Tabak
zu trocken, so wird die Klappe 36 im Sinne einer Herabsetzung der Temperatur der
dem Trockner 4 zugeführten Heißluft gesteuert, ist der Tabak umgekehrt zu feucht,
so wird die Klappe 36 im umgekehrten Sinn gesteuert.
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Wirkungsweise der Blähanordnung gemäß Figuren 1 und 2: Der von dem
Förderband 2 herangeförderte Tabak 1 (z. B.
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Rippenschnitt) wird durch den Einlaß 11 dem allseits geschlossenen
Förderkanal 3 (Blähkanal) zugeführt, der von dem Antrieb 8, 9 in Schwingungen versetzt
wird und dem von dem Dampfkanal 18 Dampf durch die Löcher 17 der Lochreihen 16 zugeführt
ist. Sobald der Tabak in den EinfluB-bereich der ersten Lochreihe 16a kommt, wird
er von dem Dampf zur Decke 23 gefördert, von der er infolge der Schwingbewegungen,
an denen die Decke teilnimmt, eine
Stw.: Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1768 Bewegungskomponente in Richtung des Pfeils 13 zum Auslaß 12 und
nach unten erhält. Hierdurch kommt er in den Erfassungsbereich der zweiten Lochreihel6b,
die ihn wieder an die Decke befördert usw. Der Dampfdruck im Dampfkanal 18 ist bevorzugt
größer als 3 bar, wobei es sich um Sattdampf oder überhitzten Dampf handeln kann.
Je nach Dampfart kann man ein mehr oder weniger starkes Kondensieren von Feuchte
auf dem Tabak unter Abgabe von Wärme erreichen.
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Bei dem schnellen und intensiven Erwärmen des Tabaks auf Werte auf
oder etwas über 100 "C tritt ein sehr wirksamer Bläheffekt ein mit Volumenvergrößerungen
von 50 und mehr %. Nach dem Blähen wird der Tabak dem Trockner 4 zugeführt und von
der durch Leitung 31 zugeführten Heißluft, deren Temperatur von dem Feuchtemeßgerät
37 in der zuvor geschilderten Weise gesteuert ist, in einer Wirbelschicht schnell
und intensiv auf die gewünschte Endfeuchte abgetrocknet. Durch die schnelle Abtrocknung
wird ein gutes Fixieren des erreichten Blähgrades erreicht. Man kann hierzu auch
einen anderen sehr schnell und intensiv wirkenden Trockner verwenden, z. B. einen
in der Zigarettenindustrie schon verwendeten Stromtrockner, der mit Heißgas (z.
B. Heißluft) oder trockenem Dampf als Trocknungsmedium arbeitet. * Grundsätzlich
ist es auch möglich, den Tabak in einem schwingenden Förderkanal mit trockenem Dampf
zu erwärmen, während er sich in einer Wirbelschicht befindet.
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*Ein geeigneter Stromtrockner für Tabak ist z.B. in der US-PS 4 308
676 beschrieben.
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Beispiel 1: In einem ausgeführten Förderkanal von 200 mm Breite und
200 mm Höhe wurden zwölf Lochreihen 16 mit jeweils fünf Löchern 17 (je 0,8 mm Durchmesser)
auf einer Länge von 1000 mm vorgesehen. Es wurde eine Förderleistung von ca. 400
kg/Std. Rippenschnitt durch den Förderkanal eingestellt, was einer Verweilzeit eines
Tabakteilchens in der Dampfzufuhrzone von ca. fünfzehn Sekunden entsprach.
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Stw. : Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung
- Hauni-Akte 1768 Der Tabak hatte eine Eingangsfeuchte von ca. 25 % und eine Eingangstemperatur
von ca. 20 "C. Dem Tabakkanal 18 zugeführt wurde Sattdampf mit einem Druck von ca.
10 bar und einer Temperatur von ca. 183 "C. Am Auslaß des Förderkanals war der Tabak
105 OC heiß und auf ca. 35 % hochgefeuchtet. Nach Trocknung ergab sich eine Volumenvergrößerung
von mehr als 50 %.
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Beispiel 2: Ein als Schwingförderer ausgebildeter Förderkanal ohne
besondere Abdichtung, d. h. mit offenem Ein- und Auslaß für den Tabak, weist bei
400 mm Breite und 150 mm Höhe sieben Reihen von jeweils fünfzehn Löchern (je 0,8
mm Durchmesser) auf 2000 mm Länge auf. Dem Kanal wurde Dampf von 11 bar absolut
(d. h. 10 bar Oberdruck) und 240 "C zugeführt. Der Dampf war also überhitzt. Die
Verweildauer des behandelten Rippenschnitts betrug acht Sekunden, wobei der Rippenschnitt
von einer Anfangsfeuchte von 30 % leicht auf 28 % abgetrocknet wurde. Die Leistung
betrug 1200 kg/Std. Der Bläheffekt war hierbei vorzüglich. Bei einer weiteren Erhöhung
der Dampftemperatur, d. h. bei stärkerer Oberhitzung, tritt der Abtrocknungseffekt
stärker auf.
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Allgemein kann man sagen, daß ein Obergang zu höheren Dampftemperaturen
sich sowohl günstig auf den Bläheffekt als auch auf die Energiebilanz auswirkt,
weil dem Tabak in dem anschließenden Trockner nicht mehr soviel Trocknungsenergie
(z. B. mittels Heißluft) zugeführt zu werden braucht. Dies gilt besonders bei Verwendung
von überhitztem Dampf, der neben der schnellen Erwärmung des Tabaks zum Blähen auch
einen Trocknungseffekt hat, der besonders bei der Behandlung von Rippenschnitt mit
seiner Schneidfeuchte von ca. 28 bis 34 %, die auf die viel niedrigere
Stw.:
Rippen blähen-Dampfbehandlung-Hochtemperatur-Zusammenfassung - Hauni-Akte 1768 Verarbeitungsfeuchte
heruntergetrocknet werden muß, erwünscht ist. Der nachgeschaltete Trockner, der
auf die gewünschte Endfeuchte abtrocknet, wird hierdurch entlastet.
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Bei einer Erhöhung der Dampftemperatur auf 300 "C in einem Druckbereich,
in dem der Dampf überhitzt ist, machen sich diese Erscheinungen besonders bemerkbar.
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Der bevorzugte Temperaturbereich des Tabaks nach der Erwärmung liegt
bei 102 bis 110 "C. Die Blähung erfolgt - trotz der sehr guten Volumenvergrößerung
- gegenüber Blähverfahren, die den Tabak z. B. mit überhitztem Dampf von über 300
"C auf viel höhere Werte erhitzen, sehr schonend und praktisch ohne Geschmacksbeeinträchtigung.
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Auch eine Erwärmung des Tabaks auf Werte zwischen 110 "C und 120 "C,
für die man vorteilhaft das Kanalinnere im Ein- und Auslaßbereich gegen Atmosphäre
abdichtet (z. B.
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durch bekannte Zellenradschleusen), ist nach der Erfindung möglich.
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