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Technisches
Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Einrichtung zum Trocknen von Schnitttabak und insbesondere eine
Einrichtung zum Trocknen von Tabak unter relativ hochfeuchten Trocknungsbedingungen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es ist die übliche Praxis bei der Herstellung
von Zigaretten und ähnlichen
Artikeln, den Tabak – der Begriff
wird hierbei verwendet sowohl für
Blätter
als auch Rippen/Stiele – auf
eine Teilchengröße zu reduzieren, die
für die
Herstellung von Zigaretten geeignet ist. Der Feuchtigkeitsgehalt
des Tabaks wird im Allgemeinen vor der Durchführung dieser Größenreduktion
zur Minimierung des Brechens des Tabaks und Zurverfügungstellung
eines Materials mit einheitlicher Teilchengröße erhöht. Zudem ist es, um den behandelten
Tabak bei der Herstellung von Zigarettensträngen zu bearbeiten, notwendig,
den Feuchtegehalt des Tabaks auf ein Niveau unterhalb dessen zu
reduzieren, welches der Tabak nach der Behandlung durch Soße/Casing,
Flavor/Aroma und andere Zusätze
hat. Der eigentliche Trocknungsprozess hat eine direkte Auswirkung
auf die Qualität
des wegen der Zigarettenherstellung verwendeten Tabaks während des
Effekts des Trocknungsprozesses auf das Tabakmaterial selber.
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Zusätzlich hat das Trocknen des
Tabaks nach dem Zusatz von Flavor/Geschmacksstoffen und Casing einen
direkten Einfluss auf die Qualität
des Tabaks selbst. Wenn der Tabak während des Trocknens drastischen
Bewegungen oder Kontakt mit feststehenden Oberflächen ausgesetzt ist, kann das
Tabakmaterial durch das Aufbrechen beschädigt werden, so dass die Füllfähigkeit
des Tabaks vermindert wird. Dieses nicht gewünschte Ergebnis wird auch erzielt,
wenn das Trocknen unter Bedingungen mit niedriger Feuchtigkeit durchgeführt wird.
Es ist deshalb notwendig, den feuchten Tabak unter Hochfeuchtigkeitsbedingungen
zu trocknen, während
zudem ein schädigender
Kontakt des Tabakmaterials vermieden wird.
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Das US-Patent Nr. 4,167,191 lehrt
ein Verfahren zum Hochfeuchtigkeits-Trocknen von Tabakmaterial, um
den Feuchtegehalt des ausgebreiteten Tabaks zu vermindern, während Ertragsverluste
minimiert werden und Teilchenlamination vermindert wird unter Aufrechterhaltung
der Füllkraft.
Die Lufttemperatur, welche zur Trocknung des Tabaks verwendet wird,
befindet sich innerhalb eines Bereichs von etwa 250° Fahrenheit (121,1°C) bis etwa
650° Fahrenheit
(343,2°C)
bei Anwesenheit einer absoluten Feuchtigkeit auf einem Niveau oberhalb
dessen, was eine Feuchtkugel-Temperaturablesung von zumindest etwa
150° Fahrenheit
(65,6°C) liefern
würde.
_ Das US-Patent Nr. 4,315,515 lehrt eine Einrichtung zum Trocknen
von Tabak mit einer Vielzahl von Expansionskammern, welche ein Trocknen
des Tabaks in einer hochfeuchten Umgebung bewirken. Die Trocknungskammern
werden zur Reduzierung der Geschwindigkeit des Luftstromes durch
die Einrichtung verwendet, ebenso wie ein Trocknungsmittel, welches
die Trocknung des von Luft mitgerissenen Tabaks auf ein gewünschtes
Feuchtigkeitsniveau bewirkt. Die Einrichtung benötigt jedoch große Abmessungen
der Luftleitungen ebenso wie einige Luftrückführungsbereiche oder Kniestücke, was
dazu führt,
dass der Tabak in Kontakt mit den Wänden der Leitungen in den Luftkammern
gerät,
was Tabakbruch, hygienische, Säuberungs-
und andere Probleme innerhalb der Einrichtung verursacht.
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Eine Hochfeuchtigkeits-Trocknungseinrichtung
zur Trocknung von Schnitttabak, wie im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegeben, ist aus der US-A-5,582,193 bekannt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Hochfeuchtigkeits-Tabaktrocknungseinrichtung
und insbesondere eine Hochfeuchtigkeits-Schnitttabaktrocknungseinrichtung, welche
eine minimale Aufenthaltszeit des geschnittenen Tabaks in der Trocknungs-
und Expansionskammer benötigt.
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Insbesondere umfasst die Erfindung
eine Einlassleitung für
beheizte Luft, welche Luft mit einer vorbestimmten Temperatur und
Feuchtigkeitsniveau zur Verfügung
stellt. Die Lufteinlassleitung tritt in ein erstes, bogenförmiges Winkel-
bzw. Kniestück
ein, wo Schnitttabak in die beheizte Hochgeschwindigkeits-Luft durch
einen aufwärts
sich erstreckenden trapezförmigen
Einlass eingemischt wird. Das erste, bogenförmige Winkel- bzw. Kniestück -führt den
Luftstrom von einem horizontalen Luftstrom zu einem vertikalen Luftstrom
zurück. Die äußere Wand
des inneren ersten Winkel- bzw.
Kniestücks
besitzt eine wassergekühlte
Tür, welche
sich als Zugang zum Inneren der Trocknungseinrichtung nach außen öffnet. Das
erste Winkel- bzw. Kniestück
führt den
Tabak-mitführenden
Luftstrom vertikal in eine sich vertikal langerstreckende Trocknungs-
und Expansionskammer. Die sich vertikal ausdehnende Trocknungskammer
endet an einem zweiten Winkel- bzw. Kniestück, welches den Luftstrom in
einen Tangentialseparator umlenkt. Das zweite Winkel- bzw. Kniestück besitzt
ebenfalls eine wassergekühlte
Tür auf
ihrer inneren Außenwand,
wodurch dem Aufbau von Ablagerung und anderen Materialien auf der
inneren Oberfläche
des Winkel- bzw. Kniestücks
vorgebeugt wird. Der Tangentialseparator stellt ein Mittel zum Entfernen
des Schnitttabaks aus dem Hochgeschwindigkeits-Luftstrom durch Reduzierung
der Geschwindigkeit des Luftstroms zur Verfügung und ermöglicht es
dem mitgeführten
Tabak, aus dem Luftstrom in eine rotierende Luftschleuse auszufallen.
Der erhitzte Luftstrom verlässt
den Separator von beiden Seitenwindungen des Tangentialseparators,
wobei jeder Auslass in einen hochwirksamen Fliehkraft- bzw. Zyklonabscheider
zur weiteren Abscheidung und Entfernung jeglichen Tabakmaterials,
welches im Luftstrom verblieben ist, eintritt.
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Schließlich umfasst die vorliegende
Erfindung eine Hochfeuchtigkeits-Einrichtung zum Trocknen von Schnitttabak
mit: einer sich in Längsrichtung
erstreckenden Einlassleitung für
erwärmte
Luft; einem ersten bogenförmigen
Winkel- bzw. Kniestück
in Strömungsverbindung
mit der Einlassleitung mit einem nach unten gerichteten, vorher
festgelegten bzw. ausgewählten
Krümmungswinkel,
wobei das erste Winkel- bzw. Kniestück eine angelenkte wassergekühlte Tür an einer äußeren Wandung
besitzt; einem sich nach oben erstreckenden Tabakeinlass mit trapezförmigem Querschnitt
in Strömungsverbindung
mit dem ersten Winkel- bzw. Kniestück, wobei der sich nach oben
erstreckende Tabakeinlass an einem Punkt ausgebildet ist, an dem
die vertikale Erweiterung des Winkel- bzw. Kniestücks beginnt;
einer sich in vertikaler Richtung erstreckenden Trocknungskammer
in Strömungsverbindung
mit dem ersten Winkelstück;
einem zweiten bogenförmigen
Winkel- bzw. Kniestück
in Strömungsverbindung
mit der sich in vertikaler Richtung erstreckenden Trocknungskammer,
wobei das zweite Winkel- bzw. Kniestück eine angelenkte, mit Wasser
gekühlte
Tür an
einer äußeren Wand
besitzt; einem Tangentialseparator in Strömungsverbindung mit dem zweiten
Winkel- bzw. Kniestück,
wobei der Separator eine Tabakauslass-Luftschleuse besitzt und der
Separator zudem einen ersten und einen zweiten zentral ausgerichteten,
vertikal bzw. senkrechten Luftauslass an gegenüberliegenden Seiten aufweist,
wobei der erste Luftauslass in Strömungsverbindung mit einem ersten
hochwirksamen Zyklonabscheider und der zweite Luftauslass in Strömungsverbindung
mit einem zweiten hochwirksamen Zyklonabscheider steht.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Ein besseres Verständnis der
Erfindung wird sich mit Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ergeben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen
und wobei:
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1 eine
seitliche Ansicht einer Hochfeuchtigkeitseinrichtung zum Trocknen
nach der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
Vorderansicht einer sich vertikal erstreckenden Trocknungs- und
Expansionskammer nach 1 ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Tangentialseparators, der zwei Luftauslässe und
des ersten und zweiten hochwirksamen Zyklonabscheiders nach 1 ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Tabakeinlassbereichs ist;
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5 eine
Seitenansicht der wassergekühlten
Tür an
dem zweiten bogenförmigen
Winkel- bzw. Kniestück
ist;
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6 eine
Seitenansicht des Tangentialseparators und der wassergekühlten Tür an seiner
oberen Kante ist; und
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7 eine
weggeschnittene Bodenansicht der sich vertikal erstreckenden Trocknungs-
und Expansionskammer nach 1 ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Wie dies in 1 gezeigt ist, besteht eine Hochfeuchtigkeitseinrichtung
zum Trocknen 10 nach der vorliegenden Erfindung aus mehrfachen
Leitungsabschnitten 11, 14, 20, 26 und 30.
Die Luft für
die Verwendung in der Einrichtung 10 wird in einem Ofen
(nicht gezeigt) aufgeheizt. Die nach dem Aufheizen umgewälzte Luft
wird auf ein geeignetes Feuchtigkeitsniveau zur Schaffung von Hochfeuchtigkeits-Trocknungsbedingungen
angehoben. Um das Feuchtigkeitsniveau der umgewälzten aufgeheizten Luft auf
das geeignete Niveau anzuheben, wird Feuchtigkeit durch das Injizieren
von Dampf in den Luftstrom zugeführt.
Dies dient zudem zum Anheben der Temperatur der umgewälzten Luft
innerhalb der Trocknungseinrichtung selbst. Das Feuchtigkeitsniveau
des Luftstroms wird eng überwacht,
um eine Feuchtkugel-Temperatur
von z. B. zumindest etwa 210° Fahrenheit
(98,9°C)
wie dieser Ausdruck im US-Patent Nr. 4,167,191 definiert ist, zur
Verfügung
zu stellen.
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Ein Heißlufteinlass 15 erhält die Luft
aus dem Ofen mit einer relativ hohen Geschwindigkeit, wie z. B. von
5000 (1523,9 m) bis etwa 8000 (2438,4 m) Fuß pro Minute. Eine Heißlufteinlassleitung 11 ist
in Strömungsverbindung
mit und stromabwärts
von dem Einlass 15 angeordnet, wobei Expansionsanschlüsse 17a und 17b dazu
angeordnet sind, es der Heißlufteinlassleitung 11 zu
erlauben, sich auszudehnen und zusammenzuziehen, wenn die Luft hindurchgeführt wird.
Die Heißlufteinlassleitung 11 besitzt
eine Höhe
von etwa 18 Zoll und eine Breite oder Tiefe von etwa 66 Zoll (167,6
cm). Die Durchschnittslufttemperatur an der Heißlufteinlassleitung 11 wird üblicherweise
bei 360° Fahrenheit
(182,2°C)
gehalten. Die Luft in der Heißlufteinlassleitung 11 besitzt
eine Geschwindigkeit von z. B. etwa 6300 Fuß (1920,2 m)/min, wenn sie
in eine enge Eingangsmündung 19 des
ersten gebogenen Winkel- bzw. Kniestücks 14 hineinbeschleunigt
wird.
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Die Eingangsmündung 19 des ersten
gebogenen Winkel- bzw. Kniestücks 14 verjüngt sich
nach innen, wodurch das erste bogenförmige Winkel- bzw. Kniestück 14 mit
einem inneren Durchmesser ausgebildet wird, der kleiner ist als
der der Heißlufteinlassleitung 11.
Die Heißlufteingangsleitung 11,
wie sie in 1 gezeigt wird,
besitzt einen nach unten abgehenden Winkel von etwa 12–13° von der
Horizontalen, bevor das erste Winkel- bzw. Kniestück 14 sich
nach oben dreht, um den Luftstrom entsprechend umzuleiten. Nachdem
das erste Winkel- bzw. Kniestück 14 nach
oben verläuft,
ist eine trapezförmige
Einlassluftschleuse 12 als Mittel zum Zuführen von
Schnitttabak in den Luftstrom angeordnet. Die Einlassluftschleuse 12 besitzt
allgemein einen trapezförmigen
Querschnitt und ist oberhalb des Winkel- bzw. Kniestücks 14 angeordnet,
um es dem Tabak zu ermöglichen,
vertikal in den Luftstrom, welcher durch das Winkel- bzw. Kniestück 14 unterhalb
der Luftschleuse 12 fließt, hineinzufallen. Die Einlassluftschleuse 12 besitzt
eine darin angeordnete rotierende Luftschleuse 12a, welche
in 4 gezeigt ist, für das inkrementale
Zufügen
von Schnitttabak zu dem Luftstrom, wodurch ein Abfall des Drucks
und der Geschwindigkeit des Luftstroms unterhalb hiervon vermieden
wird.
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Der Schnitttabak, welcher in die
Einlassluftschleuse 12 eintritt, besitzt üblicherweise
Casing/Soße,
Flavor und andere Zusätze,
die hiermit verschnitten sind, und zeigt einen totalen Feuchtigkeitsgehalt
von im Allgemeinen etwa 21 Gew.-% bis 23 Gew.%. Bei einem bevorzugten
Betrieb wird Schnitttabak durch die Luftschleuse 12 mit
einer Rate von beispielsweise zwischen etwa 14.000 lb (6.350 kg)/h
und etwa 49.000 lb (22.226 kg)/h zugeführt.
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Wie dies in 1 gezeigt wird, ist das Winkel- bzw.
Kniestück 14 nach
der Verengung längs
des engen Kragenbereichs 19 mit einem Durchmesservergrößerungsabschnitt
ausgebildet, welcher an einer Stelle beginnt, die durch eine vertikale
Expansionsleitung 13 an der Verbindung mit der Einlassluftschleuse 12 gekennzeichnet
ist. Diese vertikale Expansionsleitung 13 verhindert die
Ausbildung eines negativen bzw. Unterdruck-Punkts innerhalb der
Einlassluftschleuse 12 und erweitert sich entlang des inneren
Bogenwinkels des Winkel- bzw. Kniestücks 14. Die sich vergrößernde Höhe des Inneren
des Winkelbzw. Kniestücks
an der vertikalen Ausdehnungsleitung 13 der Luftschleuse 12 verursacht
einen Nulldruckpunkt, sich unmittelbar oberhalb der Expansionsleitung 13 des
ersten Winkel- bzw. Kniestücks 14 und
innerhalb der Luftschleuse 12 selbst auszubilden. Diese
vertikale Ausdehnung erhöht
die Höhe
des gebogenen Winkelbzw. Kniestücks 14 von
etwa 27 Zoll (68,6 cm) unmittelbar vor dem Tabakeinlassbereich im
Ausdehnungsbereich 13 auf etwa 32 Zoll (81,28 cm). Der
Nulldruckpunkt innerhalb der Luftschleuse 12 verhindert
den Rückfluss
von Schnitttabak in die Luftschleuse und lässt den Schnitttabak mit minimaler
Anlagerung des Tabaks in der Luftschleuse in den Luftstrom fließen. In 4 ist eine bessere Darstellung
des trapezförmigen
Aufbaus der Einlassluftschleuse gezeigt, innerhalb derer eine rotierende
Luftschleuse 12a angeordnet ist, welche es stufenweise
erlaubt, Tabak in den Luftstrom, der unterhalb mit hoher Geschwindigkeit
fließt,
einzuführen.
Der Schnitttabak tritt in die Luftschleuse aus einem vibrierenden
Zuführungssystem
ein, welches den Tabak nach dem Feinschnitt durch eine separate Schneideinrichtung
zur Verfügung
stellt. Der Schnitttabak besitzt einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa
21% bis 23%, wie dies bereits ausgeführt wurde. Durch die Anordnung
der Aufweitung der Luftschleuse 12 an der Ausdehnungsleitung 13 wird
der Schnitttabak davor bewahrt, in die Luftschleuse zurückzufließen, was
passieren kann, wenn Unterdruck innerhalb der Luftschleusenkammer
ausgebildet wird. Die im Querschnitt trapezförmige Luftschleuse ermöglicht es,
den Schnitttabak in den Hauptluftstrom mit einer relativ hohen Rate
von z. B. angenähert
30.000 Pfund (13.608 kg)/h im Durchschnitt oder mehr zuzuführen, ohne
den Luftschleusenteil der Trocknungseinrichtung zuzusetzen bzw.
zu verstollen oder den Luftstrom zu übersättigen.
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Die Gesamtanordnung der vorliegenden
Erfindung bildet eine Doppel-Null-Punkt-Druck-Konfiguration, welche direkt durch
die Anordnung des Venturi-Rohres am Tabakeinlass 12 verursacht
wird. Ein erster Drucknullpunkt wird unmittelbar innerhalb des Einlassbereiches 12 zur
Verhinderung des Rückflusses
von Tabak in den Tabakeinlassbereich 12 ausgebildet. Ein
zweiter Nullpunkt wird innerhalb des Tangentialseparators 30 unmittelbar
unterhalb der Luftaustritte 32 und 36, welche
den Separator zentral verlassen, ausgebildet. Wie ausgeführt, hilft
die Doppel-Null-Punkt-Konfiguration,
den Schnitttabak durch die Trocknungseinrichtung zu transportieren
und dabei einen reibungslosen Materialfluss durch die Trocknungseinrichtung 10 sicherzustellen.
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Wie in 1 gezeigt
ist, ist das erste Winkel- bzw. Kniestück 14 mit einer wassergekühlten Außentür 16 ausgestattet.
Die wassergekühlte
Tür 16,
welche in 5 gezeigt
ist, erlaubt den Zugang zum Inneren des ersten Winkel- bzw. Kniestücks 14 der
Trocknungseinrichtung 10. Die Tür 16 ist mit einer
gebogenen inneren Außenwand 23 ausgestattet,
welche mit dem Schnitttabak und den feuchten Flavor- bzw. Geschmacksstoffen und
Casing in Kontakt kommt. Durch die Tür 16 innerhalb innerer
Kanäle,
welche mehrfach die Länge
der Tür 16 vor
und zurück
durchqueren, wird gekühltes
Wasser. umgewälzt,
um eine Schicht von Kondensatfeuchtigkeit auf der inneren Außenwand 23 zu
halten, welches wiederum die Anlagerung von Casing/Soße und Geschmacksstoffen
verhindert. Diese Kanäle
sind in einer Vor- und Zurückrichtung
ausgebildet, um soviel Oberflächenbereich
der Tür 16 wie
möglich
abzudecken. Die Anlagerung von Material an der äußeren Wand 23 kann
zu hygienischen Problemen führen
sowie den reibungslosen Tabakmaterialfluss reduzieren, welcher mit der
inneren Außenwandung 23 in
Kontakt kommt. Durch das Hindurchführen von gekühltem Wasser
durch innere Röhren
der Tür 16 wird
eine Kondensatschicht auf der inneren Außenwand 23 ausgebildet,
welche es dem Schnitttabak ermöglicht,
mit der Feuchtigkeitsschicht auf der Wandung in Kontakt zu kommen,
was die Ablagerung von jeglichen Casing- oder Geschmacks- bzw. Flavorstoffen
im Inneren der Trocknungseinrichtung verhindert.
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Die wassergekühlte Tür 16 ist zudem an
einem Luftzylinder 25 angeordnet, welches es erlaubt, die
Tür zu öffnen und
zu schließen.
Die Tür
ist an einem Punkt 27 angelenkt, um das Öffnen und
Schließen
zu erleichtern. Während
die innere Außenwand 23 der
Tür 16 gebogen
ist, wird eine flache Kontaktoberfläche 25 verwendet,
um eine flache, dicht schließende
Oberfläche
zu schaffen. Diese flache Kontaktoberfläche 25 erlaubt das
einwandfreie Verschließen
der Tür 16 auf
dem Winkel- bzw. Kniestück 14,
während
weiter ein angelenkter Zugangspunkt in die Einrichtung zur Verfügung gestellt
wird. Durch die Anordnung der wassergekühlten Tür 16 wird die Ablagerung
an der inneren und äußeren Wand 23 auf
einem minimalen Niveau gehalten und ein Zugang in das Innere der
Trocknungseinrichtung zur Untersuchung und Reinigung, wenn benötigt, ermöglicht.
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Zurückkehrend zu 1 erstreckt sich stromabwärts von
dem ersten bogenförmigen
Winkel- bzw. Kniestück 14 vertikal
die Trocknungs- und Expansionskammer 20. Und wie dies am
besten aus 2 zu entnehmen
ist, beginnt die Aufweitung des Inneren der Trocknungskammer am
stromabwärts
liegenden, abschließenden
Ende des ersten Winkel- bzw. Kniestücks, wie dies durch das Bezugszeichen 18 bezeichnet
ist. Die vertikale Trocknungskammer 20 erstreckt sich nach
oben allgemein um z. B. 42 Fuß (12,8
m) bis 60 Fuß (18,3 m)
um eine adäquate
Entfernung und Trocknungszeit für
den Schnitttabak zu schaffen. Um den Schnitttabak auf das geeignete
Feuchtigkeitsniveau zu trocknen, verweilt der innerhalb des Luftstroms
mitgeführte
Tabak in der Trocknungskammer 20, bis er einen vorbestimmten
Feuchtigkeitsgehalt, erreicht, üblicherweise
z. B. etwa 13 Gew.bis 15 Gew.-%. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des
Tabaks zu hoch ist, wird der Tabak zu schwer, um zu dem zweiten
Winkel- bzw. Kniestück 26 heraufzugelangen.
Zusätzlich
sind die Wände
der vertikalen Trocknungskammer 20, um den einwandfreien
Tabakfluss innerhalb der Einrichtung und besonders in der vertikalen Trocknungs-
und Expansionskammer 20 sicherzustellen, an den Ecken der
Kammer abgerundet, wie dies in 8 gezeigt
ist, um den Kontakt des feuchten Tabaks mit den inneren Leitungen
der Trocknungseinrichtung zu verhindern, was Luftströme oder
Hygieneprobleme verursacht. Diese gebogene oder kreisförmige Anordnung
begünstigt
einen sanften, glatten Luftstrom durch die Trocknungseinrichtung 10 durch
die Entfernung der 90°-Ecken,
an denen umlaufende Luft ins Stocken gerät und die Tabakströmungsfähigkeit
verringert. Typischerweise neigt der Luftstrom innerhalb der Ecken
der Leitung dazu, zu stocken oder weniger aktiv zu werden, wodurch
ein einwandfreier Tabakstrom innerhalb der Luft verhindert wird.
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Stromabwärts der vertikalen Trocknungskammer 20 und
in Strömungsverbindung
hiermit befindet. sich das zweite gewölbte Winkel- bzw. Kniestück 26,
welches wie das erste Winkel- bzw. Kniestück 14 mit einer sich
nach außen
sich erstreckenden wassergekühlten
Tür 24 ausgebildet
ist. Das zweite Winkel- bzw. Kniestück 26 dient zur Umlenkung
des in der Luft mitgerissenen Tabaks aus der vertikalen Richtung
in die Horizontale. Die zweite Winkel- bzw. Kniestück-Tür 24 ist
wie die erste Winkelbzw. Kniestück-Tür 16 wassergekühlt, was
den Materialaufbau an der äußeren inneren
Wandoberfläche 31,
die in 6 gezeigt ist,
verhindert.
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Das Wasser, welches durch das Innere
der Tür 24 hindurchgeführt wird,
wird wie das der ersten Winkel- bzw. Kniestück-Tür 16 bei einer gesteuerten
Temperatur von z. B. etwa 190° Fahrenheit
(87,8°C)
gehalten. Diese Temperatur ist optimal, da sie angenähert 20° Fahrenheit
(–6,67°C) unterhalb
der angemessenen Feuchtkugel-Temperatur
von Tabak liegt. Eine dünne
bzw. feine Wasserkondensationsschicht wird folglich auf der inneren
Winkel- bzw. Kniestück-Wand 31 ausgebildet,
welche es dem innerhalb des Luftstromes mitgerissenen Tabak erlaubt,
die Wand 31 ohne Hinterlassen von Rückständen auf den inneren Leitungen
der Trocknungseinrichtung zu berühren.
Die Tür 24 ist
ebenfalls an einen Punkt, der durch das Bezugszeichen 29 bezeichnet
ist, angelenkt und besitzt einen Luftzylinder 33, der hieran
angebracht ist, was Mittel zum Anheben und Absenken der Tür 24 bereitstellt.
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Stromabwärts von und in Strömungsverbindung
mit dem zweiten bogenförmigen
Winkel- bzw. Kniestück 26 befindet.
sich der Tangentialseparator 30, welcher wiederum in Strömungsverbindung
mit zwei hochwirksamen Zyklonen 40 und 42 steht.
Wie zuvor bemerkt, wird die Luftstromgeschwindigkeit innerhalb der Trocknungseinrichtung
bei z. B. etwa 6.300 Fuß (1.920
m)/min gehalten. Um den Tabak aus dem Hochgeschwindigkeitsluftstrom
zu entfernen, drückt
der Tangentialseparator 30 den Tabak gegen eine innere
Oberfläche
oder Wand 39 der angelenkten wassergekühlten Tür 38, welche in 7 gezeigt ist. Dies reduziert
die Geschwindigkeit des Schnitttabaks so, dass er aus dem Luftstrom
entfernt werden kann. Zudem fließt gekühltes Wasser durch das Innere
der angelenkten Tür 38,
um die Anlagerung von Material an der inneren Oberflächenwandung 39 zu
verhindern. Die Geschwindigkeit des Luftstromes innerhalb der Trocknungseinrichtung 10 wird
beim Zirkulieren im Inneren des Tangentialseparators 30 vermindert,
was es dem Schnitttabak ermöglicht, in
die Zellenradschleuse bzw. rotierende Luftschleuse 34 zu
falten. Wie dies in 2 gezeigt
ist, wird die erhitzte Luft durch zwei Luftaustrittsleitungen 32 und 36 ausgeblasen,
während
der größere Teil
des getrockneten Tabaks aus dem Luftstrom heraus und in die rotierende
Luftschleuse 34 zur Weiterbearbeitung hineinfällt. Jeder
Luftaustritt 32 und 36 ist zentral ausgerichtet
und an gegenüberliegenden
Seiten des Tangentialseparator angeordnet und entfernt die Luft
aus dem Separator 30 durch einen Vielfachflügelrad-Rotationsauslass, welcher
zentral innerhalb des Separators 30 angeordnet ist. Jeder
der Luftauslässe 32 und 36 führt zu Zyklonen
zum weiteren Entfernen des Schnitttabaks aus dem umgewälzten Luftstrom.
Die Abluft aus dem Separator muss genau ausbalanciert zu jeder der
Austrittsleitungen 32 und 36 geführt werden,
sodass der exakte Luftstrom innerhalb des Trockners gewährleistet
ist, um die Materialanlagerung in dem zweiten Winkel- bzw. Kniestück 26 zu
verhindern. Das Verhältnis
zwischen der Trocknungskammer 22 und der Überleitung,
welche, wie in 1 gezeigt,
zu dem Separator 38a führt,
ist etwa 0,4.
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Ein zweiter Nulldruckpunkt ist innerhalb
der Trocknungseinrichtung im Tangentialseparator 30 ausgebildet,
um die Produktentfernung aus den inneren Leitungen des Überleitungsbereichs 38a und
zweiten Winkel- bzw. Kniestück-Bereich 24 zu
unterstützen.
Der Feuchtigkeitsgehalt des Schnittabaks an der Luftschleuse 34 wird
auf etwa 15% bis 17% Feuchtigkeitsgehalt reduziert, und auf eine
Temperatur von etwa 210° Fahrenheit
(98,9°C)
angehoben.
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Die Luft, die durch die Leitungen 32 und 36 ausgeblasen
wird, führt
im Luftstrom immer noch kleine Mengen von Tabak mit. Um die Luft
weiter zu filtern und dieses Material zu entfernen, sind hochwirksame
Zyklone 40 und 42 zur Ablagerung bzw. Abscheidung
weiteren Tabakstaubs und Material in Abfallbehälter 46 und 48 vorgesehen,
während
die erhitzte Luft durch Leitungen 50 und 52 austreten
und in die Trocknungseinrichtung zurückgeführt werden kann. Die Trocknungseinrichtung 10 kann
diese aufgeheizte Luft in die Heißluftansaugleitung 11 zur
Bearbeitung von weiterem Schnitttabak zurückführen. Die totale Verweilzeit
des Schnitttabaks innerhalb der Trocknungseinrichtung 10 beträgt lediglich
etwa 3 Sekunden, wobei der Feuchtegehalt von etwa 21–23% in
dieser kurzen Zeit auf etwa 15–17%
vermindert wird. Zusätzlich
vermindert die Trocknungseinrichtung 10 das Brechen des
Schnitttabaks, wodurch die Füllfähigkeit
des Materials erhöht
wird, während zudem
die Menge der Kontakte, die der Schnitttabak mit den inneren Wandungen
der Einrichtung hat, vermindert wird. Dies erhöht nicht nur die Füllfähigkeit
des Materials, sondern reduziert auch die Erhaltungskosten der Trocknungseinrichtung,
da das Innere nicht einer aufwändigen
und fortgesetzten Reinigung bedarf. Um die weitere Ablagerung von
Tabak, Casing und Geschmacks- bzw. Flavorstoffen auf dem Inneren
der Trocknungseinrichtung 10 und besonders innerhalb des
Tangentialseparators 30 zu verhindern, ist die Rückwand 39a des Tangentialseparators
ebenfalls wassergekühlt,
um eine dünne
Schicht von Kondensat zu bilden, welche den Kontakt des Schnitttabaks
an der Innenwand abpuffert.
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Beispiel 1
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Ein Testlauf der neuen Trocknungseinrichtung
wurde unter den Bedingungen, die zuvor genannt wurden, durchgeführt. Die
Ergebnisse des getrockneten Schnitttabaks wurden mit Schnitttabak
verglichen, der in einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik,
wie sie im US-Patent 4.315,515 beschrieben ist, getrocknet wurde.
Die Ergebnisse sind nachfolgend gezeigt. Wie man erkennen kann,
verblieb der Feuchtegehalt des Schnitttabaks etwa der gleiche, während die
totale Trocknungszeit/Verweilzeit innerhalb der Trocknungseinrichtung
von etwa 8 Sekunden auf etwa 3 Sekunden reduziert wurde. Der Tabak,
der in der Trocknungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung
getrocknet wurde, hatte einen viel größeren Füllwert. Die Feuchtigkeit in
der Tabelle basiert auf den Prozenten des Nassgewichts. Der Füllwert wird
ermittelt in Kubikzentimetern pro Gramm. Propylenglykol wird in
Prozent gemessen. Die Partikelgrößenmessungen
wurden ermittelt, basierend auf dem +9-mesh-Siebprozess, wobei der
angezeigte Wert der Prozentsatz der Teilchen ist, die eine Teilchengröße von +9
oder größer haben.
Dieser Wert wird als so groß wie
möglich
gewünscht,
da dies eine gute Anzeige der Verschlechterung des Tabaks während des
Trocknungsprozesses ist. Schließlich
bestimmt die -14-Teilchengrößenmessung
den Prozentsatz der Teilchen unter 14 mesh, welcher so klein wie
möglich
gewünscht
wird.
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Die vorangegangene detaillierte Beschreibung
wurde im Wesentlichen zum klaren Verstehen angegeben, wobei sich
hieraus keine unnötigen
Einschränkungen
für Modifikationen
für den
Fachmann beim Lesen dieser Offenbarung ergeben und diese gemacht
werden können,
ohne den Umfang der angefügten
Ansprüche zu
verlassen.
