EP0345477B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak Download PDF

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EP0345477B1
EP0345477B1 EP89108420A EP89108420A EP0345477B1 EP 0345477 B1 EP0345477 B1 EP 0345477B1 EP 89108420 A EP89108420 A EP 89108420A EP 89108420 A EP89108420 A EP 89108420A EP 0345477 B1 EP0345477 B1 EP 0345477B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tobacco
rolls
sheet
extruder
pieces
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP89108420A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0345477A3 (de
EP0345477A2 (de
Inventor
Erhard Dr. Dipl.-Ing. Rittershaus
Hartwig Dipl.-Ing. Sibbers
Wilfried Dr. Dipl.-Ing. Stiller
Arno Dipl.-Ing. Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
British American Tobacco Germany GmbH
Original Assignee
British American Tobacco Germany GmbH
BAT Cigarettenfabriken GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by British American Tobacco Germany GmbH, BAT Cigarettenfabriken GmbH filed Critical British American Tobacco Germany GmbH
Publication of EP0345477A2 publication Critical patent/EP0345477A2/de
Publication of EP0345477A3 publication Critical patent/EP0345477A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0345477B1 publication Critical patent/EP0345477B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/14Forming reconstituted tobacco products, e.g. wrapper materials, sheets, imitation leaves, rods, cakes; Forms of such products

Definitions

  • the invention relates to a method for producing tobacco foil pieces from reprocessed tobacco of the type specified in the preamble of claim 1 and a device for producing tobacco foil pieces from reprocessed tobacco of the type specified in the preamble of claim 6.
  • the grain size of the starting material must, for example, be chosen so that practically no particle is larger than the gap width of the slot die, otherwise it would jam in the gap and act as a germ for a blockage of the nozzle.
  • the filling capacity of the tobacco film depends crucially on the smallest possible thickness corresponding to a small nozzle gap width, the entire tobacco starting material must be ground and then sieved.
  • a method and a device for producing tobacco foil pieces from reprocessed tobacco of the type specified are finally known from DE-PS 33 39 247.
  • Dust-like tobacco waste and / or tobacco flour with binders and optionally additives are processed to a plastifiable mixture which is extruded into individual, strand-like intermediate products.
  • These strand-like intermediate products are then processed into pieces of film by forming a cylindrical strand from the plasticized mixture in an extruder into a thin-walled, continuously expanding hollow body and dividing it into thread-like, crimping intermediate products; the thread-like, crimped intermediate products are then separated into individual, crimped fiber pieces.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device for producing pieces of tobacco foil from refurbished tobacco of the type specified, in which the disadvantages mentioned above do not occur.
  • a method and a device which enable the manufacture of tobacco foil pieces in a structurally simple manner enable, with particularly low requirements being placed on the quality of the starting material, so that, for example, dust-like tobacco waste which arises in the manufacture of cigarettes can be processed into film without further pretreatment.
  • the advantages achieved with the invention are based on the following mode of operation:
  • the individual starting components namely dust and / or flour from tobacco parts, in particular tobacco waste, binders, in particular starch, CMC, vegetable gum, pectin or other conventional film binders, and further additives, in particular taste improvers, fire modifiers etc., are dry mixed together in the usual manner;
  • the liquid components are added, namely water, humectant, sugar syrup etc.
  • This free-flowing starting material due to the low water content of 16-20% by weight is mixed intensively with one another and then in an extruder at temperatures from 90 ° C to 120 ° C and pressures plasticized from 50 to 100 bar.
  • the plasticized mass produced in this way is then divided into several cylindrical strands with a diameter of 2 to 7 mm, in particular with a diameter of 3 to 5 mm, by the extruder nozzle. It is important that the distribution of the starting material among the different strands is carried out over flow paths of exactly the same length, so that the same flow velocity of the individual strands is achieved via the identical pressure losses that occur. The division must be carried out in pairs, so that a total of an even number, as represented by a power of 2, arises.
  • This band has a width of 10 to 100 mm, preferably 20 to 50 mm; the value used should be selected so that the strip width corresponds to the narrower edge length of the finished, rectangular piece of film.
  • the rolling together of the two adjacent strands into a single film strip can be carried out in one step and therefore requires only a small outlay on equipment; since the circumferential roller speed is relatively high, only a low torque and therefore a low motor power is required. This has to be compared with the previously extremely complex calender rolling mills.
  • a simply constructed rolling mill can be used, such as is used, for example, as a roller mill for crushing brittle materials and is available in many different, inexpensive embodiments.
  • the rollers are pressed together by threaded spindles to a gap thickness of 0 mm, the counterforce being generated by a plate spring assembly.
  • the film thickness is then adjusted to a value of 0.1 to 0.25 mm, in particular 0.18 to 0.22 mm, by means of a balance of spring force and the deformation resistance which results from the rheological properties of the plasticized tobacco mass.
  • the speed of the rollers is adjusted as a function of and in adaptation to the extrusion speed of the extruder so that continuous film strips are produced. It has proven to be expedient if the two rollers have different speeds, since the film strip then sticks to the faster roller and can be easily removed there. In this way it is avoided that the film strip can stick to both rollers and is thereby torn.
  • the surface of the two rollers should be hardened and borated or hard metal coated.
  • the surfaces of the rollers can be sprayed with water and / or steam as a release agent.
  • the two rollers stand on a displaceable frame which can be pushed back and forth by an eccentric drive, expediently in a continuous back and forth movement, so that the strands emitted by the extruder nozzle are distributed uniformly over the entire surface of the rollers and thereby the surface wear spread over the entire roller surface.
  • the film belts leaving the nip are pulled off by a speed-adjustable conveyor belt at the same speed in each case and then cut into pieces of 10 to 100 mm, preferably 30 to 50 mm, in length.
  • the film strips are sucked together with the ambient air through a cross cutting device, cut transversely and then pneumatically transported on.
  • a "lawn mower-like" cross cutting device which can simultaneously cut several foil strips into pieces of the desired length, the cutting length being adjustable via the speed of the cutting device.
  • the film pieces no longer need to be dried; However, the pieces of film are expediently cooled to room temperature in order to avoid the formation of condensation water during storage.
  • a container 12 for water a container 14 for binders, namely starch, CMC, vegetable gum, pectin or other conventional film binders, a container 16 for dust and / or flour from tobacco parts, in particular tobacco waste, a container 18 for additives such as taste improvers, fire modifiers, etc., and finally a container 20 for a humectant , Sugar syrup or other liquid components.
  • a container 12 for water a container 14 for binders, namely starch, CMC, vegetable gum, pectin or other conventional film binders
  • a container 16 for dust and / or flour from tobacco parts in particular tobacco waste
  • a container 18 for additives such as taste improvers, fire modifiers, etc.
  • a container 20 for a humectant a humectant , Sugar syrup or other liquid components.
  • the dry components from the containers 14 to 18 are premixed in a mixer 22, to which the liquid components from the containers 12 and 20 are then fed, so that the entire raw raw material can be mixed thoroughly.
  • the mixed raw raw material is fed to an extruder 24, which the raw raw material at temperatures from 90 ° C to 120 ° C. and pressures of 50 to 100 bar kneaded and thereby plasticized.
  • the plasticized mass from the extruder 24 is divided by the schematically indicated extrusion nozzle 26 into a plurality of cylindrical strands with a diameter of 2 to 7 mm, in particular with a diameter of 3 to 5 mm. It is important that the mass is divided over flow paths of exactly the same length, so that the individual strands have the same flow velocity due to the same pressure losses. This in turn means that the individual strands produced simultaneously are mechanically / geometrically identical.
  • Fig. 2 This basic principle is shown in Fig. 2;
  • the plasticized tobacco mass located at point X of the extruder 24 is, as can be seen from FIG. 2, divided into two flow paths of equal length, which in turn are divided into two further flow paths A or B and C or D, so that the strands A, B on the one hand and C, D on the other hand are each mechanically / geometrically identical.
  • the distance from the inlet X to the outlet channel A1 of the extruder nozzle 26 is equal to the flow path from the inlet X to the outlet channel A2.
  • exit channels A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 and D2 are also identical to one another. That is, for example, the strand on the outlet channel C1 is identical to the strand on the outlet channel D2.
  • All exit strands can have a cylindrical shape, ie exit channels with a circular cross-section that can be produced inexpensively are used in each case.
  • the cylindrical strands from the different outlet channels of the extrusion nozzle 26 are each rolled out in pairs to form foil strips, two adjacent strands, for example the strands from the extrusion channels A1 and A2, being rolled together to form a foil strip.
  • the corresponding rolling mill is indicated schematically at 28.
  • the two rolls 28a, 28b of this rolling mill 28 have a diameter of 250 mm and a width of 150 mm and run at a speed of 3 m / s.
  • the two rollers 28a, 28b are first pressed together to a gap thickness of 0 mm by means of a threaded spindle (not shown).
  • the counterforce is generated by a plate spring assembly (not shown).
  • the film thickness is adjusted via a balance of spring force and deformation resistance of the plasticized tobacco material to a value of 0.1 to 0.25 mm, in particular 0.18 to 0.22 mm.
  • the roller speed is set so that 24 continuous film strips result in adaptation to the output power of the extruder.
  • the surfaces of the two rollers 28a, 28b are hardened and borated or else provided with a hard metal coating. They are sprayed with water and / or steam as a release agent in order to facilitate the final separation of the film strips from the rollers 28a, 28b.
  • the rolling mill 28 stands on a displaceable frame and is pushed back and forth in the axial direction by an eccentric drive, so that the film strips come into contact with different places on the roll surfaces one after the other and the surface wear is thereby distributed over the entire roll surface.
  • the film strips produced in the rolling mill 28 have a width of 10 to 100 mm, in particular 20 to 50 mm, so that the strip width corresponds to the narrower edge length of the rectangular pieces of film to be explained.
  • the two rollers 28a, 28b have slightly different speeds, so that the film strips adhere to the faster roller and thereby prevent the film strips from being torn between the two rollers 28a, 28b.
  • the roller 28a runs somewhat faster, so that the film strips pulled off in the direction of the arrow are carried along by this roller and then placed on a speed-adjustable conveyor belt 30.
  • the device 10 according to FIG. 1 simultaneously produces a plurality of film strips with the desired width. If, for example, the extruder nozzle 26 according to FIG. 2 is used for the production of a total of eight cylindrical strands, four foil strips can be rolled out simultaneously.
  • the tobacco foils are fed from the conveyor belt 30 to a cross cutting device 32, which cuts the belts into pieces with a length of 10 to 100 mm, in particular 30 to 50 mm. Because of the high transport speeds of the film strips, the usual cross cutting devices, such as knives, are not suitable for this separation, so that instead a lawn mower-like cross cutting device 32 is used, the construction of which can be seen in FIG. 3.
  • the cross cutting device 32 has a cylindrical housing 34 in which two rotor disks 38 are rotatably mounted.
  • the right-hand rotor disk 38 as shown in FIG. 3 is connected to a rotor shaft 36 which can be rotated in the direction of the arrow by means of a drive device (not shown) and thereby also rotates the other rotor disk.
  • the two rotor disks 38 are connected to one another by obliquely running cutting strips 40, which act on the rotation of the two rotor disks 38 can be taken.
  • a fixed cutting bar 42 is located on the bottom of the housing 34.
  • the film strips supplied by the conveyor belt 30 are pneumatically sucked into the opening slot of the housing 34 and transported through the housing 34, whereby they are guided over the fixed cutting bar 42.
  • the individual cutting strips 40 are moved past the fixed cutting strip 42 and separate tobacco foil pieces, the lengths of which depend on the conveying speed of the foil strip on the one hand and the rotational speed of the rotor discs 38 and thus the cutting strips 40 on the other hand. With the appropriate setting, pieces of tobacco foil of the desired length can be produced.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak der im Oberbegriff des Anspruchs 6 angegebenen Gattung.
  • Bei der Herstellung von Tabakfolienstücken aus staubförmigen Tabakabfällen und/oder Tabak-Mehl ist es bekannt, aus diesen Ausgangsmaterialien ein geschäumtes Produkt zu extrudieren, siehe DE-OS 25 15 496, DE-OS 33 11 886 und EP-OS 113 595. Nachteilig ist hierbei der relativ hohe Bedarf an Bindemitteln, insbesondere Stärke, die sensorische Probleme bereiten. Außerdem ist das oft verwendete Additiv Hydroxy-Propyl/Ethyl-Zellulose in einer Reihe von Ländern nicht zugelassen. Und schließlich ist ein großer apparativer Aufwand erforderlich, wenn, wie nach der DE-OS 2 515 496, inerte Gase zur Erhöhung der Expansion eingedüst werden.
  • Weiterhin wird in der US-PS 30 98 492 und der DE-OS 2 804 772 die Extrusion einer Folie mittels einer Breitschlitzdüse beschrieben; eine solche Breitschlitzdüse ist jedoch aufwendig und teuer.
  • Wegen der Verstopfungsgefahr einer solchen Breitschlitzdüse müssen erhebliche Anforderungen an das Tabakausgangsmaterial gestellt werden.
  • Die Korngröße des Ausgangsmaterials muß bspw. so gewählt werden, daß praktisch kein Partikel größer als die Spaltbreite der Breitschlitzdüse ist, anderenfalls würde es im Spalt verklemmen und als Keim für eine Verstopfung der Düse wirken.
  • Da andererseits die Füllfähigkeit der Tabakfolie entscheidend von einer möglichst geringen Dicke entsprechend einer kleinen Düsenspaltbreite abhängt, muß das gesamte Tabakausgangsmaterial gemahlen und anschließend gesiebt werden.
  • Außerdem ist die Herstellung einer Folie durch Extrusion des Ausgangsmaterials mittels einer Breitschlitzdüse in einen Walzenspalt bekannt, siehe US-PS 30 98 492, DE-OS 28 04 772 und GB-PS 14 59 218. Auch hierbei ergeben sich die oben erwähnten Nachteile der aufwendigen Breitschlitzdüse; außerdem laufen die den Spalt bildenden Walzen nur langsam, so daß ein hohes Drehmoment erforderlich ist, was zu großer Beanspruchung der Walzenkonstruktion bei relativ geringem Durchsatz führt. Eine Erhöhung des Durchsatzes kann nur durch eine Vergrößerung der Walzenbreite erreicht werden; hierzu sind wiederum eine extrem große Breitschlitzdüse, ein stabiler Walzenaufbau und eine große Walzendicke erforderlich, um die Durchbiegung zu minimieren. Außerdem muß in der Regel ein Mehrfach-Kalander eingesetzt werden, weil ein einziger Umformungsschritt nicht für die Erzielung der geforderten Dicke ausreicht.
  • Weiterhin ist es bekannt, Tabakfolien mittels Walzen herzustellen, siehe DE-OS 31 04 098, DE-PS 20 55 672, DE-PS 24 21 652 und DE-PS 32 24 416 sowie GB-PS 1 459 218. Hierzu muß jedoch eine extrem starke Befeuchtung des Ausgangsmaterials im Bereich von 30 bis 50 % vorgenommen werden, so daß eine anschließende Trocknung erforderlich wird.
  • Dies erhöht wiederum den verfahrenstechnischen Aufwand. Außerdem werden hier häufig unerwünschte organische Lösungsmittel eingesetzt, z.B. Methylenchlorid; und schließlich ist in der Regel ein mehrstufiges Walzwerk bzw. ein Kalander erforderlich.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak der angegebenen Gattung sind schließlich aus der DE-PS 33 39 247 bekannt. Dabei werden staubförmige Tabakabfälle und/oder Tabak-Mehl mit Bindemitteln und gegebenenfalls Additiven zu einem plastifizierbaren Gemisch verarbeitet, das zu einzelnen, strangförmigen Zwischenprodukten extrudiert wird. Diese strangförmigen Zwischenprodukte werden dann zu Folienstücken verarbeitet, indem ein zylindrischer Strang aus dem plastifizierten Gemisch in einem Extruder zu einem dünnwandigen, sich kontinuierlich erweiternden Hohlkörper umgeformt und in fadenförmige, sich kräuselnde Zwischenprodukte aufgeteilt wird; die fadenförmigen, gekräuselten Zwischenprodukte werden dann zu einzelnen, gekräuselten Faserstücken zertrennt.
  • Nachteilig ist hierbei, daß diese gekräuselten Faserstücke nur separat mittels einer eigenen Dosiervorrichtung der Tabakvorbereitung während der Schnittabak-Herstellung zugesetzt werden können; hierzu ist ein relativ hoher apparativer Aufwand mit einer entsprechenden Kartonentleervorrichtung, einem Zusetzer, einer Bandwaage usw. erforderlich, da jeweils nur genau definierte Mengen dieser gekräuselten Faserstücke, bezogen auf die gesamte, zu verarbeitende Tabakmenge, zudosiert werden dürfen.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak der angegebenen Gattung zu schaffen, bei denen die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten.
  • Insbesondere sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen werden, die auf konstruktiv einfache Weise die Herstellung von Tabakfolienstücken ermöglichen, wobei besonders geringe Anforderungen an die Beschaffenheit des Ausgangsmaterials gestellt werden, so daß bspw. staubförmiger Tabakabfall, der in der Cigarettenherstellung anfällt, ohne weitere Vorbehandlung zu Folie verarbeitet werden kann.
  • Dies wird erfindungsgemäß durch die in den kennzeichnenden Teilen der Ansprüche 1 bzw. 6 angegebenen Merkmale erreicht.
  • Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die Merkmale der entsprechenden Unteransprüche definiert.
  • Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf folgender Funktionsweise: Die einzelnen Ausgangskomponenten, nämlich Staub und/oder Mehl aus Tabakteilen, insbesondere Tabakabfällen, Bindemittel, insbesondere Stärke, CMC, Pflanzengummi, Pektin oder andere übliche Folienbindemittel, sowie weitere Additive, insbesondere Geschmacksverbesserer, Brandmodifizierer usw., werden trocken in der üblichen Weise miteinander vermischt; dann werden die flüssigen Komponenten zugegeben, nämlich Wasser, Feuchthaltemittel, Zuckersirup usw. Dieses aufgrund des geringen Wassergehaltes von 16 - 20 Gew.% rieselfähige Ausgangsmaterial wird intensiv miteinander vermischt und dann in einem Extruder bei Temperaturen von 90°C bis 120°C und Drücken von 50 bis 100 Bar plastifiziert.
  • Die so hergestellte, plastifizierte Masse wird nun von der Extruderdüse in mehrere zylindrische Stränge mit einem Durchmesser von 2 bis 7 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm, aufgeteilt. Dabei ist wichtig, daß die Aufteilung des Ausgangsmaterials auf die verschiedenen Stränge über exakt gleich lange Fließwege erfolgt, damit über die dabei auftretenden, identischen Druckverluste die gleiche Strömungsgeschwindigkeit der einzelnen Stränge erzielt wird. Dabei muß die Aufteilung jeweils paarweise erfolgen, so daß insgesamt eine geradzahlige, als durch eine Potenz von 2 darstellbare, Zahl von Strängen entsteht.
  • Durch diese verfahrenstechnischen Maßnahmen wird sichergestellt, daß jedes nebeneinanderliegende, gleichzeitig gefertigte Paar von Strängen mechanisch/geometrisch identisch ist.
  • Die verschiedenen zylindrischen Stränge werden dann gemeinsam zu Folienbändern ausgewalzt, wobei jeweils zwei nebeneinanderliegende, wie erwähnt mechanisch/geometrisch identische Stränge zu einem einzigen Folien-Band/Streifen zusammengewalzt werden. Dieses Band hat eine Breite von 10 bis 100 mm, vorzugsweise von 20 bis 50 mm; der benutzte Wert sollte so ausgewählt werden, daß die Streifenbreite der schmaleren Kantenlänge des fertigen, rechteckigen Folienstücks entspricht.
  • Das Zusammenwalzen der beiden benachbarten Stränge zu einem einzigen Folienband kann einstufig erfolgen und erfordert deshalb nur einen geringen apparativen Aufwand; da die Walzenumfangsgeschwindigkeit relativ hoch ist, wird nur ein geringes Drehmoment und damit eine geringe Motorleistung benötigt. Dies muß mit den bisher üblichen, extrem aufwendigen Kalander-Walzwerken verglichen werden.
  • Da an die Abmessungen der Folienbänder keine extrem hohen Anforderungen gestellt werden, läßt sich ein einfach aufgebautes Walzwerk verwenden, wie es beispielsweise als Walzenmühle für das Zerkleinern von spröden Materialien eingesetzt wird und in vielen verschiedenen, günstig zu kaufenden Ausführungsformen erhältlich ist. Die Walzen werden durch Gewindespindeln auf eine Spaltdicke von 0 mm zusammengepreßt, wobei die Gegenkraft durch ein Tellerfederpaket erzeugt wird. Die Einstellung der Foliendicke erfolgt dann über ein Gleichgewicht aus Federkraft und dem Verformungswiderstand, der aus den rheologischen Eigenschaften der plastifizierten Tabakmasse resultiert, auf einen Wert von 0,1 bis 0,25 mm, insbesondere 0,18 bis 0,22 mm.
  • Die Drehzahl der Walzen wird in Abhängigkeit der und in Anpassung an die Extrusionsgeschwindigkeit des Extruders so eingestellt, daß kontinuierliche Folienbänder erzeugt werden. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die beiden Walzen unterschiedliche Drehzahlen haben, da dann das Folienband an der schnelleren Walze klebt und sich dort problemlos abziehen läßt. Auf diese Weise wird vermieden, daß das Folienband an beiden Walzen kleben kann und dadurch zerrissen wird.
  • Die Oberfläche der beiden Walzen sollte gehärtet und boriert oder hartmetallbeschichtet sein.
  • Um die Trennung der Folienbänder von den Walzen zu unterstützen, können die Oberflächen der Walzen mit Wasser und/oder Dampf als Trennmittel besprüht werden.
  • Für das Zusammenwalzen der verschiedenen Strang-Paare ist nur ein einziges Walzenpaar erforderlich, das die hierfür benötigte Länge hat. Auch dies trägt zu dem angestrebten geringen apparativen Aufwand bei.
  • Die beiden Walzen stehen auf einem verschiebbaren Gestell, das durch einen Exzenterantrieb hin- und hergeschoben werden kann, zweckmäßigerweise in einer kontinuierlichen Hin- und Herbewegung, so daß die von der Extruderdüse ausgegebenen Stränge gleichmäßig über die gesamte Oberfläche der Walzen verteilt werden und dadurch den Oberflächenverschleiß auf die gesamte Walzenfläche verteilen.
  • Die den Walzenspalt verlassenden Folienbänder werden durch ein drehzahlregelbares Förderband mit jeweils gleicher Geschwindigkeit abgezogen und anschließend in Stücke von 10 bis 100 mm, vorzugsweise 30 bis 50 mm, Länge zerschnitten. Zu diesem Zweck werden die Folienstreifen gemeinsam mit der Umgebungsluft durch eine Querschneideeinrichtung gesaugt, quer geschnitten und anschließend pneumatisch weitertransportiert.
  • Hierbei wird eine "rasenmäherähnliche" Querschneideeinrichtung eingesetzt, die gleichzeitig mehrere Folienbänder in Stücke der gewünschten Länge zerschneiden kann, wobei sich die Schneidlänge über die Drehzahl der Schneideinrichtung regulieren läßt.
  • Bei entsprechender Feuchte der Ausgangs-Masse ist keine Trocknung der Folienstücke mehr erforderlich; zweckmäßigerweise werden jedoch die Folienstücke auf Raumtemperatur gekühlt, um die Ausbildung von Kondenswasser bei der Lagerung zu vermeiden.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Schemadarstellung der verschiedenen Komponenten einer Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak,
    Fig. 2
    das Fließschema der Extruderdüse, und
    Fig. 3
    eine perspektivische Ansicht der Querschneideeinrichtung.
  • Die aus Fig. 1 ersichtliche, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Vorrichtung zum Herstellen von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak weist mehrere Behälter 12, 14, 16 18, 20 mit den Ausgangsmaterialien auf, nämlich einen Behälter 12 für Wasser, einen Behälter 14 für Bindemittel, nämlich Stärke, CMC, Pflanzengummi, Pektin oder andere übliche Folienbindemittel, einen Behälter 16 für Staub und/oder Mehl aus Tabakteilen, insbesondere Tabakabfällen, einen Behälter 18 für Additive, wie beispielsweise Geschmacksverbesserer, Brandmodifizierer usw., und schließlich einen Behälter 20 für ein Feuchthaltemittel, Zuckersirup oder andere flüssige Komponenten.
  • Zunächst werden die trockenen Komponenten aus den Behältern 14 bis 18 in einem Mischer 22 vorgemischt, dem dann die flüssigen Komponenten aus den Behältern 12 und 20 zugeführt werden, so daß die gesamte Ausgangs-Rohmasse intensiv durchgemischt werden kann.
  • Die durchgemischte Ausgangs-Rohmasse wird einem Extruder 24 zugeführt, der die Ausgangs-Rohmasse bei Temperaturen von 90°C bis 120°C und Drücken von 50 bis 100 Bar durchknetet und dadurch plastifiziert.
  • Die plastifizierte Masse von dem Extruder 24 wird durch die schematisch angedeutete Extrusionsdüse 26 in mehrere zylindrische Stränge mit einem Durchmesser von 2 bis 7 mm, insbesondere mit einem Durchmesser von 3 bis 5 mm, aufgeteilt. Dabei ist wichtig, daß die Aufteilung der Masse über exakt gleich lange Fließwege erfolgt, damit aufgrund der gleichen Druckverluste die einzelnen Stränge die gleiche Strömungsgeschwindigkeit haben. Dies führt wiederum dazu, daß die einzelnen, gleichzeitig hergestellten Stränge mechanisch/geometrisch identisch sind.
  • Dieses Grundprinzip ist in Fig. 2 dargestellt; die an der Stelle X des Extruders 24 befindliche plastifizierte Tabakmasse wird, wie aus Fig. 2 ersichtlich, auf zwei gleich lange Fließwege aufgeteilt, die sich wiederum auf jeweils zwei weitere Fließwege A bzw. B und C bzw. D aufteilen, so daß die Stränge A, B einerseits und C, D andererseits jeweils mechanisch/geometrisch identisch sind.
  • Diese Stränge werden nochmals mit gleichen Fließwegen aufgeteilt, und zwar auf die Stränge an den Austrittskanälen A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2.
  • Wegen der jeweils gleichen Fließwege ist also die Strecke von dem Einlaß X zum Austrittskanal A1 der Extruderdüse 26 gleich dem Fließweg von dem Einlaß X zum Austrittskanal A2.
  • Auch die anderen Austrittsdkanäle A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1 und D2 sind untereinander identisch. D.h., beispielsweise ist der Strang an dem Austrittskanal C1 identisch mit dem Strang an dem Austrittskanal D2.
  • Alle Austrittsstränge können Zylinderform haben, d.h., es werden jeweils Austrittskanäle mit kostengünstig herzustellendem kreisförmigen Querschnitt verwendet.
  • Die zylindrischen Stränge von den verschiedenen Austrittskanälen der Extrusionsdüse 26 werden jeweils paarweise zu Folienbändern ausgewalzt, wobei jeweils zwei benachbarte Stränge, also beispielsweise die Stränge von den Extrusionskanälen A1 und A2, zu einem Folienband zusammengewalzt werden. Das entsprechende Walzwerk ist bei 28 schematisch angedeutet.
  • Die beiden Walzen 28a, 28b dieses Walzwerks 28 haben bei einer realisierten Ausführungsform einen Durchmesser von 250 mm und eine Breite von 150 mm und laufen mit einer Geschwindigkeit von 3 m/s.
  • Die beiden Walzen 28a, 28b werden zunächst mittels einer Gewindespindel (nicht dargestellt) auf eine Spaltdicke von 0 mm zusammengepreßt. Die Gegenkraft wird durch ein Tellerfederpaket (nicht dargestellt) erzeugt. Die Einstellung der Foliendicke erfolgt über ein Gleichgewicht aus Federkraft und Verformungswiderstand des plastifizierten Tabakmaterials auf einen Wert von 0,1 bis 0,25 mm, insbesondere 0,18 bis 0,22 mm.
  • Dabei wird die Walzendrehzahl so eingestellt, daß sich in Anpassung an die Ausgangsleistung des Extruders 24 kontinuierliche Folienbänder ergeben.
  • Die Oberflächen der beiden Walzen 28a, 28b sind gehärtet und boriert oder aber mit einer Hartmetallbeschichtung versehen. Sie werden mit Wasser und/oder Dampf als Trennmittel besprüht, um das abschließende Abtrennen der Folienbänder von den Walzen 28a, 28b zu erleichtern.
  • Das Walzwerk 28 steht auf einem verschiebbaren Gestell und wird durch einen Exzenterantrieb in Achsrichtung hin- und hergeschoben, so daß die Folienbänder nacheinander mit unterschiedlichen Stellen der Walzenoberflächen in Berührung kommen und dadurch der Oberflächenverschleiß auf die gesamte Walzenfläche verteilt wird.
  • Die in dem Walzwerk 28 erzeugten Folienbänder haben eine Breite von 10 bis 100 mm, insbesondere von 20 bis 50 mm, so daß die Streifenbreite der schmaleren Kantenlänge der noch zu erläuternden, rechteckigen Folienstücke entspricht.
  • Die beiden Walzen 28a, 28b haben leicht unterschiedliche Drehzahlen, so daß die Folienbänder an der schnelleren Walze haften und dadurch verhindert wird, daß die Folienbänder zwischen den beiden Walzen 28a, 28b zerrissen werden. Bei der dargestellten Ausführungsform läuft die Walze 28a etwas schneller, so daß die in Richtung des Pfeils abgezogenen Folienbänder von dieser Walze mitgenommen und dann auf ein drehzahlregelbares Förderband 30 abgelegt werden.
  • Obwohl es in Fig. 1 nicht dargestellt ist, werden mit der Vorrichtung 10 nach Fig. 1 gleichzeitig mehrere Folienbänder mit der gewünschten Breite erzeugt. Wird beispielsweise die Extruderdüse 26 nach Fig. 2 für die Herstellung von insgesamt acht zylindrischen Strängen verwendet, so lassen sich vier Folienbänder gleichzeitig auswalzen.
  • Von dem Förderband 30 werden die Tabakfolien einer Querschneideeinrichtung 32 zugeführt, die die Bänder in Stücke mit einer Länge von 10 bis 100 mm, insbesondere 30 bis 50 mm, zerteilt. Wegen der hohen Transportgeschwindigkeiten der Folienbänder sind für diese Trennung die üblichen Querschneideeinrichtungen, wie beispielsweise Messer, nicht geeignet, so daß stattdessen eine rasenmäherähnliche Querschneideeinrichtung 32 verwendet wird, deren Aufbau aus Fig. 3 ersichtlich ist.
  • Die Querschneideeinrichtung 32 weist ein zylindrisches Gehäuse 34 auf, in dem zwei Rotorscheiben 38 drehbar gelagert sind. Die gemäß der Darstellung in Fig. 3 rechte Rotorscheibe 38 ist mit einer Rotorwelle 36 verbunden, die mittels einer Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) in Richtung des Pfeils gedreht werden kann und dadurch die andere Rotorscheibe mitdreht.
  • Die beiden Rotorscheiben 38 sind durch schräg verlaufende Schneidleisten 40 miteinander verbunden, die bei der Drehung der beiden Rotorscheiben 38 mitgenommen werden. Am Boden des Gehäuses 34 befindet sich eine feste Schneidleiste 42.
  • Die von dem Transportband 30 angelieferten Folienbänder werden pneumatisch in den Öffnungsschlitz des Gehäuses 34 eingesaugt und durch das Gehäuse 34 transportiert, wobei sie über die feste Schneidleiste 42 hinweggeführt werden. Bei der Drehung der beiden Rotorscheiben 38 werden nacheinander die einzelnen Schneidleisten 40 an der festen Schneidleiste 42 vorbeigeführt und trennen dabei Tabakfolienstücke ab, deren Längen von der Fördergeschwindigkeit des Folienbandes einerseits und der Rotationsgeschwindigkeit der Rotorscheiben 38 und damit der Schneidleisten 40 andererseits abhängen. Durch entsprechende Einstellung lassen sich Tabakfolienstücke mit der gewünschten Länge herstellen. Diese Stücke werden in Richtung des gestrichelten Pfeils aus dem Gehäuse 34 der Schneideinrichtung 32 heraus- und der weiteren Verarbeitung zugeführt, nämlich zunächst einem Kühlaggregat, so daß die Ausbildung von Kondenswasser bei der Lagerung vermieden wird, dann der Verpackung, der Lagerung und schließlich der Zuführung zu der Tabakvorbereitung.
  • Wenn die Feuchte der Ausgangs-Rohmasse außerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt, kann es erforderlich werden, noch eine zusätzliche Trockungsstufe vorzusehen.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak,
    a) bei dem staubförmiger Tabakabfall und/oder Tabakmehl mit Bindemitteln und gegebenenfalls Additiven durchgemischt wird,
    b) bei dem das erhaltene Gemisch in einem Extruder plastifiziert und zu mindestens einem zylindrischen Strang umgeformt wird, und
    c) bei dem der zylindrische Strang zu den Folienstücken verarbeitet wird,
    gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
    d) das plastifizierte Gemisch wird in eine gerade Zahl von mechanisch/geometrisch identischen zylindrischen Strängen aufgeteilt;
    e) jeweils zwei benachbarte, identische Stränge werden zu einem Folienband zusammengewalzt; und
    f) das Folienband wird zu den Folienstücken zerschnitten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plastifizieren des Gemisches in dem Extruder bei Temperaturen von 90° C bis 120° C und Drücken von 50 bis 100 Bar erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zylindrische Stränge mit einem Durchmesser von 2 bis 7 mm, vorzugsweise einem Durchmesser von 3 bis 5 mm, hergestellt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch über exakt gleich lange Fließwege in die einzelnen zylindrischen Stränge aufgeteilt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienbänder in Querrichtung zerschnitten werden.
  6. Vorrichtung zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak
    a) mit einem Mischer für staubförmige Tabak-Abfälle und/oder Tabakmehl, Bindemittel und gegebenenfalls Additive,
    b) mit einem Extruder für das Plastifizieren des erhaltenen Gemisches und für die Erzeugung zumindest eines zylindrisches Stranges, und
    c) mit einer Vorrichtung zur Verarbeitung des zylindrischen Stranges zu Tabakfolienstücken,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    d) die Extruderdüse (26) das Gemisch in eine gerade, als Zweierpotenz (2n) darstellbare Zahl von mechanisch/geometrisch identischen Strängen aufteilt, daß
    e) der Extruderdüse (26) ein Walzenpaar (28; 28a, 28b) nachgeschaltet ist, das jeweils zwei benachbarte zylindrische Stränge zu einem Folienband zusammenwalzt, und daß
    f) eine Querschneideeinrichtung (32) für die Folienbänder vorgesehen ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Walzen (28a, 28b) unterschiedliche Drehzahlen haben.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Extruderdüse (26) exakt gleich lange Fließwege für die verschiedenen Stränge hat.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Besprühen der Walzen (28a, 28b) mit Wasser und/oder Dampf als Trennmittel.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Walzenmühle verwendet wird.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, gekennzeichnet durch ein Federpaket, insbesondere ein Tellerfederpaket, zur Erzeugung der Anstellkraft für die beiden Walzen (28a, 28b).
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen (28a, 28b) auf einem verschiebbaren Gestell gelagert sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Walzenpaar (28 28a, 28b) ein drehzahlregelbares Förderband (30) für die Zuführung der Folienbänder zu der Querschneideeinrichtung (32) nachgeschaltet ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschneideeinrichtung eine feste Schneidleiste (42) und am Umfang von drehbaren Rotorscheiben (38) gelagerte, rotierende Schneidleisten (40) aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschneideeinrichtung (32) ein Gehäuse (34) aufweist, durch das die Folienbänder bzw. die zerschnittenen Folienstücke pneumatisch transportiert werden.
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