EP0917828B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Ausgangsfeuchte von Tabak - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Ausgangsfeuchte von Tabak Download PDF

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EP0917828B1
EP0917828B1 EP98121560A EP98121560A EP0917828B1 EP 0917828 B1 EP0917828 B1 EP 0917828B1 EP 98121560 A EP98121560 A EP 98121560A EP 98121560 A EP98121560 A EP 98121560A EP 0917828 B1 EP0917828 B1 EP 0917828B1
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EP
European Patent Office
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tobacco
drum
water
throughflow
nozzle
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP98121560A
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English (en)
French (fr)
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EP0917828A3 (de
EP0917828A2 (de
Inventor
Dietmar Franke
Fritz Schelhorn
Hans-Werner Fuchs
Harald Hofmann
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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Publication date
Application filed by British American Tobacco Germany GmbH, BAT Cigarettenfabriken GmbH filed Critical British American Tobacco Germany GmbH
Publication of EP0917828A2 publication Critical patent/EP0917828A2/de
Publication of EP0917828A3 publication Critical patent/EP0917828A3/de
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/04—Humidifying or drying tobacco bunches or cut tobacco
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/06—Loosening tobacco leaves or cut tobacco

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the Initial moisture content of a dissolving / conditioning and optionally a sauce drum processed tobacco.
  • a dissolving / conditioning and optionally the dissolving / conditioning / sauce drum the function, to loosen the raw tobacco delivered in bale form, to sauce and for the others Prepare process steps in tobacco preparation.
  • Special embodiments such drums are for example from WO 90/13231, EP-B-0 424 501 and EP-A-0 471 513.
  • FIG. 5 of EP-A-0 471 513 A typical embodiment is shown in Fig. 5 of EP-A-0 471 513, wherein the water nozzles are in the entry area of the drum and as two-substance nozzles are trained to apply a mixture of water and steam. It will sought that the tobacco, for example, when leaving the drum Output moisture has from about 12% to about 16.5%, the exact value depends on the subsequent process steps of tobacco preparation.
  • the invention is therefore based on the object, a method and a To provide device in which the disadvantages mentioned above do not occur and where in particular the initial moisture content of the tobacco is at an optimal value can be adjusted.
  • the advantages achieved with the invention are based on the use of a two-stage water entry, namely once in the inlet area of the drum and on the other hand in the outlet area.
  • the target value for the water flow rate in the The inlet area of the drum is calculated depending on the target value for the tobacco output moisture, which in turn is dependent on the following Process steps depends, and on the actual values for that of the drum supplied tobacco mass flow, the tobacco inlet moisture and the steam flow rate.
  • a water flow rate is therefore used in the inlet area of the drum, which is tailored to the procedure, but is not yet strictly according to the Target value for the tobacco output moisture is aimed. This is only done by means of a second Water entry in the outlet area of the drum is set exactly, the target value this second water entry from the target and actual value for the tobacco outlet moisture is calculated. Only in the second stage is there in a way Fine-tuning the regulation of the tobacco outlet moisture, so that one with high Accuracy receives a value for the subsequent process steps of Preparation of tobacco is optimal.
  • the water flow rate for the Water supply in the outlet area of the drum by comparison with the actual value adjusted for the amount of water sprayed to the lowest possible Obtain deviations from the target value for the tobacco source moisture.
  • the sauce that may be added to the drum also contains water in extreme cases up to about 90%, according to a preferred embodiment when calculating the water flow rate for the inlet area of the drum the target value for the flow of the sauce fed into the drum is taken into account, in order to avoid excessive deviations or fluctuations here too.
  • the calculation of the water flow rate for the Inlet area of the drum through a formula that defines the main influencing parameters considered, namely the target value for the tobacco source moisture, the Actual value for the tobacco mass flow, the actual value for the input moisture of the tobacco, the actual value for the steam flow and finally possibly the Target value for the sauce flow.
  • the cutting frequency the slicer determined by the belt scale, so that with high uniformity A constant tobacco mass flow is supplied to the drum.
  • a first light barrier that sits at the beginning of the impact belt and at the slicer actuates an empty message.
  • the two nozzles are two-substance nozzles trained who inject a two-component mixture of water and steam. there both the amount of steam supplied and the amount of water supplied recorded and adjusted to the respective target values in order to be too strong here Exclude fluctuations to a large extent.
  • the sauce is also expediently introduced in the discharge area arranged two drum nozzle for a sauce / steam mixture.
  • the drum is equipped with a "pneumatic Blade "that rinses contaminants from the surface of the drum, the too inhomogeneous process conditions and especially too strong Fluctuations in heat transfer can result.
  • FIGS. 1 and 2 generally by reference number 10 indicated plant is used to process the delivered in the form of tobacco bales 12 Raw tobacco for the further process steps in tobacco preparation and has, seen in the conveying direction of the tobacco bales 12, a conveyor belt 14 on which the individual tobacco bales 12, which are released from their packaging, lie in a row.
  • the conveyor belt 14 transports the tobacco bales 12 to one in the tobacco industry referred to as "slicer" cutting device 16, in which the Tobacco bale 12 by a vertically movable cutting knife 18 in individual Portions are divided.
  • the cut front, such as disc or cuboid area 20 of each tobacco bale 12 falls down onto a baffle 22, which brings this tobacco slice 20 to a belt scale 24, which weighs the tobacco slice and the belt speed the tobacco mass flow in kg per Hour determined, so that 20 for each cut tobacco slice current tobacco mass flow value.
  • the tobacco slice 20 arrives at an entry channel 26 for a rotating release conditioning and optionally sauce drum 28, which over a two-fluid nozzle 30, which is located in the entry area of the drum 28, in the illustrated embodiment in the input end wall 32 of the drum 28, Water and steam is supplied, the amount of water sprayed so is set that the tobacco is dissolved and processed for transport.
  • Another two-substance nozzle 34 is located in the discharge hood 36 of the drum 28 and also sprayed a mixture of water and motive steam on the dissolved Tobacco particles that are discharged from the drum 28.
  • the amount of water sprayed on the outlet should have a uniform outlet moisture guarantee the tobacco that is used for further processing.
  • nozzle 38 for the introduction of sauce and steam, which is used in the case that the drum 28 also as a sauce drum should serve.
  • the three nozzles 30, 34 and 38 are steamed from supplied to a common line 40 which is connected to the nozzles.
  • the drum has a recirculating air duct 42, into which steam from the line 40 is sprayed. This will change the temperature of the drum set.
  • a hood heater is installed, which as Steam heat exchanger is designed to condense sauce and water at the To prevent discharge hood 36.
  • a "pneumatic blade” is provided in the upper area of the drum, namely, a pipe 52 provided with outlet nozzles, which is fed with compressed air.
  • the compressed air blown out cyclically from the nozzles approx. Every three minutes releases Contaminants from the inner wall of the drum 28, so that no sauce and Tobacco deposits can occur. Due to the rotation of the drum, the entire cylindrical inner surface of the drum in the region of the discharge end cleaned so that no contamination can occur there.
  • the drum 28 is inclined downwards inclined so that the loosened, conditioned and possibly with sauce Tobacco can fall down on a discharge chute 46 that the tobacco one Conveyor belt 48 and thus the further process steps of tobacco preparation supplies.
  • a first sensor 54 for the actual value of the input moisture which is located above the belt scale 24 and the Moisture of the tobacco slices 20 lying on the belt scale 24 with one of the in the Tobacco industry techniques determined.
  • the belt scale 24 determines the actual value of the tobacco mass flow.
  • the regulation of the tobacco mass flow takes place with the help of the belt scale 24.
  • the belt scale 24 can run faster or slower. So the drum 28 a practically constant tobacco mass flow fed.
  • the actual value determined by the belt weigher 24 and fed to the drum 28 Tobacco mass flow is also used to calculate the water flow rate on the drum entry that is sprayed from the nozzle 30, i.e., this Water flow rate depends on the current tobacco mass flow.
  • Light barrier 50 is provided, which determines whether a tobacco slice 20 on the Band 22 is or not. If the light barrier 50 signals an empty message, see above is the next cut tobacco slice 20 on a slicer 16 Tilting device 53 released. If the second light barrier is empty 51 at the end of the impact belt 22, the speed of the impact belt 22 is increased, to close the gap between tobacco layers 20, thereby creating a Seamless allocation of the belt scale 24 is guaranteed.
  • the cutting frequency of the slicer knife 18 through the belt scale 24 determines, i.e. if the tobacco mass flow falls below the target value, it will Slicer knife 18 moves faster to increase tobacco slices 20 per unit time to produce.
  • a third transducer 58 is connected to a central feed 60 for the steam connected and determines the current actual value for the Steam mass flow.
  • the actual value for the tobacco mass flow, the actual value for the input moisture and the actual value for the steam mass flow is transferred to a computer 62, the one from the instantaneous values of these actual values and two process parameters on the other hand, namely the target value for the sauce flow and the target value for the tobacco outlet moisture, the target value for the water flow rate calculated, which is given to a first controller 64.
  • the first controller 64 receives the output signal of a fourth Transducer 66 connected to a first water feed 68 for the Two-substance nozzle 30 is connected.
  • the controller 64 processes the target and the actual value for the water flow rate in the usual way and produces a Control signal for a water flow valve 70, which is in the water supply line 72 to the two-substance nozzle 30 between the first water feed 68 and the fourth sensor 66 is located.
  • the factor A contained in this formula is in the range of 0.4 to 1 and has the Purpose, the influence of the amount of steam on the amount of water on the process and on to adapt the system 10.
  • the differences in the Condensation of steam on tobacco is taken into account, a characteristic of the following Influencing variables depends on: drum temperature, tobacco temperature, amount of steam and Airflow profile in the drum. Based on empirical data can be considered this parameter the factor A can be set.
  • the value for the factor B is in the range from 0.6 to 0.8 and assumes that the calculated amount of water is about 60 to 80% of the total amount of water in the Process corresponds.
  • the remaining amount of water i.e. 20% to 40% of the total amount of water, serves as a work area for regulating the initial moisture at the tobacco discharge, which takes place via the two-substance nozzle 34 in the discharge area.
  • the sauce flow rate should still be considered as the sauce also contains water.
  • the water content of commercially available sauces is in the range from 50% to almost 100% and is taken into account by the factor C, whose Numerical value is between 0.5 and almost 1.
  • the actual value of the initial moisture content of the tobacco is included on the conveyor belt 48 a fifth transducer 74 determined, the output signal to one second controller 76 is given, which also the target value for the Tobacco outlet moisture receives, as can be seen from Figure 3.
  • the second controller 76 processes the two signals in the usual manner in accordance with one of the known control mechanisms and generates a target value for the water flow in the discharge area, which is passed to a third controller 78, the the actual value of the water supply to the two-substance nozzle 34 from a sixth Sensor 80 receives, which is in the water line 82 between a second water feed 84 for the discharge area and the two-substance nozzle 34 located.
  • the third controller 78 controls a flow control valve 86 that between the second water feed 84 and the transducer 80 is arranged.
  • the actual values for the tobacco mass flow match Steam flow rate and the tobacco inlet moisture set the target value for the water flow rate constantly on, so that taking into account the target value for the Tobacco exit moisture, among others, from the following process steps and depends on the type of tobacco used, and possibly on the target value the optimum water flow rate for the sauce flow can be calculated can, from which in turn in the first controller 64 an optimal target value for the Amount of water is regulated, which at the inlet of the drum 28 by means of Two-substance nozzle 30 is sprayed onto the tobacco in the drum 28. Doing so automatically takes into account the mass of steam supplied to the system.
  • the amount of water for the two-substance nozzle 34 is controlled by a cascade control 76 78 determines, the tobacco outlet moisture via the guide controller 76 is settled.
  • the sauce flow rate is separated by a control circuit, not shown regulated.
  • control circuit in the recirculation air duct injected amount of steam adjusted to the temperature of the drum 28 on a to keep the specified target value.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Ausgangsfeuchte des von einer Löse-/Konditionier- und gegebenenfalls Soßier-Trommel aufbereiteten Tabaks.
In der Tabak- und insbesondere in der Cigarettenindustrie hat eine Löse-/Konditionier- und gegebenenfalls Löse-/Konditionier-/Soßier-Trommel die Funktion, den in Ballenform angelieferten Rohtabak zu lösen, zu soßieren und für die weiteren Prozeßschritte in der Tabakvorbereitung aufzubereiten. Spezielle Ausführungsformen solcher Trommeln sind beispielsweise aus der WO 90/13231, der EP-B-0 424 501 und der EP-A-0 471 513 bekannt.
In einer solchen Trommel wird Wasser und/oder Dampf auf die in der Trommel befindliche Tabakmasse aufgespritzt, die der Trommel in Form von Ballen oder Ballenstücken zugeführt wird.
Eine typische Ausführungsform ist in Fig. 5 der EP-A-0 471 513 gezeigt, wobei sich die Wasserdüsen im Eintragsbereich der Trommel befinden und als Zweistoffdüsen ausgebildet sind, die ein Gemisch aus Wasser und Dampf aufbringen. Es wird angestrebt, daß der Tabak beim Verlassen der Trommel beispielsweise eine Ausgangsfeuchte von etwa 12 % bis ungefähr 16,5 % hat, wobei der genaue Wert von den anschließenden Verfahrensschritten der Tabakvorbereitung abhängt.
Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß die bekannten Verfahren den jeweils erforderlichen optimalen Soll-Wert nicht erreichen, so daß es zu Schwankungen in der Tabakausgangsfeuchte und damit zu Problemen bei den anschließenden Verfahrensschritten der Tabakvorbereitung kommt.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen die oben erwähnten Nachteile nicht auftreten und bei denen insbesondere die Ausgangsfeuchte des Tabaks auf einen optimalen Wert eingeregelt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für eine Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 12 gelöst.
Zweckmäßige Ausführungsformen werden durch die jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen auf der Verwendung eines zweistufigen Wassereintrags, nämlich einmal im Einlaßbereich der Trommel und zum anderen im Auslaßbereich. Der Soll-Wert für die Wasserdurchflußmenge im Einlaßbereich der Trommel wird berechnet, und zwar in Abhängigkeit von dem Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte, der wiederum von den nachfolgenden Verfahrensschritten abhängt, und von den Ist-Werten für den der Trommel zugeführten Tabakmassenstrom, die Tabakeingangsfeuchte und die Dampfdurchflußmenge.
Im Einlaßbereich der Trommel wird also mit einer Wasserdurchflußmenge gearbeitet, die auf das Verfahren abgestimmt ist, sich jedoch noch nicht streng nach dem Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte richtet. Diese wird erst mittels eines zweiten Wassereintrags im Auslaßbereich der Trommel exakt eingestellt, wobei der Soll-Wert dieses zweiten Wassereintrags aus dem Soll- und Ist-Wert für die Tabakausgangsfeuchte berechnet wird. Erst in der zweiten Stufe erfolgt also in einer Art Feinabstimmung die Ausregelung der Tabakausgangsfeuchte, so daß man mit hoher Genauigkeit einen Wert erhält, der für die nachfolgenden Verfahrensschritte der Tabakvorbereitung optimal ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die Wasserdurchflußmenge für die Wasserzuführung im Auslaßbereich der Trommel durch einen Vergleich mit dem Ist-Wert für die aufgespritzte Wassermenge eingeregelt, um möglichst geringe Abweichungen von dem Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte zu erhalten.
Da auch die der Trommel gegebenenfalls zugeführte Soße Wasser enthält, und zwar in Extremfällen bis zu etwa 90 %, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform bei der Berechnung der Wasserdurchflußmenge für den Einlaßbereich der Trommel der Soll-Wert für den Durchfluß der der Trommel zugeführten Soße berücksichtigt, um auch hier zu starke Abweichungen bzw. Schwankungen zu vermeiden.
Entsprechend Anspruch 4 erfolgt die Berechnung der Wasserdurchflußmenge für den Einlaßbereich der Trommel durch eine Formel, die die wesentlichen Einflußparameter berücksichtigt, nämlich den Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte, den Ist-Wert für den Tabakmassenstrom, den Ist-Wert für die Eingangsfeuchte des Tabaks, den Ist-Wert für den Dampfdurchfluß und schließlich gegebenenfalls noch den Soll-Wert für den Soßendurchfluß.
Es hat sich als wesentlich herausgestellt, daß der der Trommel zugeführte Tabakmassenstrom konstant gehalten werden sollte, um insoweit gleichmäßige und homogene Verfahrensbedingungen sicherzustellen. Aus diesem Grunde wird der der Trommel zugeführte Tabakmassenstrom mittels einer Bandwaage geregelt, die zwischen der Trommel und einem der Trommel vorgeschalteten Slicer zur Herstellung von scheibenförmigen Tabakportionen angeordnet ist. Dabei wird die Schnittfrequenz des Slicers durch die Bandwaage bestimmt, so daß mit hoher Gleichmäßigkeit der Trommel ein konstanter Tabakmassenstrom zugeführt wird.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung befindet sich zwischen dem Slicer und der Bandwaage eine erste Lichtschranke, die am Anfang des Prallbandes sitzt und bei einer Leermeldung den Slicer betätigt. Um die lückenlose Zuführung von Tabakballenportionen zur Bandwaage zu gewährleisten werden über eine zweite Photozelle am Ende des Prallbandes bei einer Leermeldung Lücken erkannt und durch Erhöhung der Geschwindigkeit des Prallbandes die Lücken geschlossen, um damit auch zum konstanten Tabakmassenstrom beizutragen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Düsen als Zweistoffdüsen ausgebildet, die ein Zweistoffgemisch aus Wasser und Dampf einspritzen. Dabei werden sowohl die zugeführte Dampfmenge als auch die zugeführten Wassermengen erfaßt und auf die jeweiligen Soll-Werte eingeregelt, um auch hier zu starke Schwankungen weitgehend auszuschließen.
Auch der Soßeneintrag erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer im Austragbereich der Trommel angeordneten Zweistoffdüse für ein Soße-/Dampf-Gemisch.
Zur Regelung der Temperatur der Trommel wird Dampf in einen Umluftkanal der Trommel eingespeist, wobei auch diese Dampfmenge geregelt und bei der Regelung der Tabakausgangsfeuchte mit berücksichtigt wird.
Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Austragshaube der Trommel indirekt durch Dampfwärmetauscher erwärmt wird, damit dort keine Ablagerungen und insbesondere keine Kondensation entstehen können und gleichmäßige Verfahrensbedingungen gewährleistet sind. Die Tür der Austragshaube wird zur Vermeidung von Kondensation und Ablagerungen elektrisch beheizt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trommel mit einer "pneumatischen Klinge" versehen, die Verunreinigungen von der Oberfläche der Trommel abspült, die zu inhomogenen Verfahrensbedingungen und insbesondere zu starken Schwankungen in der Wärmeübertragung führen können.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1
eine schematische Anlagenübersicht,
Fig. 2
eine Detailansicht des Slicer's für die Tabakballen und der anschließenden Bandwaage, und
Fig. 3
das Regelungsschema für die Anlage.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte, allgemein durch das Bezugszeichen 10 angedeutete Anlage dient zur Aufbereitung des in Form von Tabakballen 12 angelieferten Rohtabaks für die weiteren Prozeßschritte in der Tabakvorbereitung und weist, in Förderrichtung der Tabakballen 12 gesehen, zunächst ein Förderband 14 auf, auf dem die einzelnen Tabakballen 12, die von ihrer Verpackung befreit sind, hintereinander liegen. Das Förderband 14 transportiert die Tabakballen 12 zu einer in der Tabakindustrie als "Slicer" bezeichneten Schneideinrichtung 16, in der die Tabakballen 12 durch ein vertikal bewegliches Schneidmesser 18 in einzelne Portionen zerteilt werden. Der abgeschnittene vordere, etwa scheiben- bzw. quaderförmige Bereich 20 jedes Tabakballens 12 fällt nach unten auf ein Prallband 22, das diese Tabakscheibe 20 zu einer Bandwaage 24 bringt, die aus dem Gewicht der Tabakscheibe und der Bandgeschwindigkeit den Tabakmassenstrom in kg pro Stunde ermittelt, so daß man für jede abgeschnittene Tabakscheibe 20 den momentanen Tabakmassenstrom-Wert erhält.
Von der Bandwaage 24 gelangt die Tabakscheibe 20 zu einer Eintragrinne 26 für eine rotierende Löse-Konditionier- und gegebenenfalls Soßier-Trommel 28, der über eine Zweistoffdüse 30, die sich im Eintragsbereich der Trommel 28 befindet, bei der dargestellten Ausführungsform in der Eingangs-Stirnwand 32 der Trommel 28, Wasser und Wasserdampf zugeführt wird, wobei die aufgesprühte Wassermenge so eingestellt wird, daß der Tabak gelöst und transportfähig aufbereitet wird.
Eine weitere Zweistoffdüse 34 befindet sich in der Austragshaube 36 der Trommel 28 und sprüht ebenfalls ein Gemisch aus Wasser und Treibdampf auf die gelösten Tabakteilchen, die aus der Trommel 28 ausgetragen werden.
Die am Ausgang aufgesprühte Wassermenge soll eine gleichmäßige Ausgangsfeuchte des Tabaks garantieren, der der weiteren Verarbeitung zugeführt wird.
Neben der Zweistoffdüse 34 für Wasser und Treibdampf ist in der Austragshaube 36 der Trommel 28 noch eine Düse 38 für den Eintrag von Soße und Dampf angeordnet, die für den Fall benutzt wird, daß die Trommel 28 auch als Soßiertrommel dienen soll. Wie man erkennen kann, wird den drei Düsen 30, 34 und 38 Dampf von einer gemeinsamen Leitung 40 zugeführt, die an die Düsen angeschlossen ist.
Außerdem weist die Trommel einen Umluftkanal 42 auf, in den ebenfalls Dampf von der Leitung 40 eingesprüht wird. Dadurch wird die Temperatur der Trommel eingestellt.
An der Austragshaube 36 ist eine Haubenheizung installiert, die als Dampfwärmetauscher ausgebildet ist, um Kondensation von Soße und Wasser an der Austragshaube 36 zu verhindern.
In der Austragshaube 36 ist eine Tür vorhanden, die aus den gleichen Gründen beheizt ist. Diese Beheizung erfolgt elektrisch.
In dem Umluftkanal 42 ist ein schematisch angedeuteter Dampfwärmetauscher 44 vorhanden, der zum Vorheizen der Trommel dient.
In der Trommel ist in ihrem oberen Bereich eine "pneumatische Klinge" vorgesehen, nämlich ein mit Auslaßdüsen versehenes Rohr 52, das mit Preßluft gespeist wird. Die aus den Düsen zyklisch, ca. alle drei Minuten ausgeblasene Preßluft löst Verunreinigungen von der Innenwand der Trommel 28 ab, so daß keine Soßen- und Tabakablagerungen entstehen können. Aufgrund der Drehung der Trommel wird die gesamte zylindrische Innenfläche der Trommel im Bereich des austragsseitigen Endes gereinigt, so daß dort keine Verunreinigungen auftreten können.
Die Trommel 28 ist, ausgehend von ihrem Eintragsbereich, schräg nach unten geneigt, so daß der gelöste, konditionierte und gebenenfalls mit Soße versehene Tabak nach unten auf eine Austragsrinne 46 fallen kann, die den Tabak einem Förderband 48 und damit den weiteren Prozeßschritten der Tabakvorbereitung zuführt.
Bei der Anlage 10 werden sechs Prozeßparameter geregelt, nämlich einmal der Tabakmassenstrom, ausgedrückt in kg pro Stunde, zum anderen die Tabakfeuchte, ausgedrückt in %, die Umlufttemperatur der Trommel, ausgedrückt in °C, und schließlich bei Einsprühen von Soße noch der Soßendurchfluß, ausgedrückt in kg pro Stunde, die Soßentemperatur, ausgedrückt in °C und der Soßendruck, ausgedrückt in bar.
Wie man aus dem in Fig. 3 dargestellten Regelungsschema erkennen kann, ist eine Reihe von Meßwertaufnehmern vorgesehen, die kontinuierlich die Ist-Werte der wesentlichen Prozeßparameter erfassen, nämlich ein erster Meßwertaufnehmer 54 für den Ist-Wert der Eingangsfeuchte, der sich über der Bandwaage 24 befindet und die Feuchte der auf der Bandwaage 24 liegenden Tabakscheiben 20 mit einer der in der Tabakindustrie üblichen Techniken ermittelt.
Die Bandwaage 24 ermittelt den Ist-Wert des Tabakmassenstroms.
Die Regelung des Tabakmassenstroms erfolgt mit Hilfe der Bandwaage 24. Je nach Größe der Abweichung des Tabakmassenstroms von dem vorgegebenen Soll-Wert kann die Bandwaage 24 schneller oder langsamer laufen. Der Trommel 28 wird also ein praktisch konstanter Tabakmassenstrom zugeführt.
Der von der Bandwaage 24 ermittelte Ist-Wert des der Trommel 28 zugeführten Tabakmassenstroms dient außerdem mit zur Berechnung der Wasserdurchflußmenge am Trommeleintrag, die von der Düse 30 aufgesprüht wird, d.h., diese Wasserdurchflußmenge hängt von dem momentanen Tabakmassenstrom ab.
Am Übergabeband 22 zwischen dem Slicer 16 und der Bandwaage 24 ist eine erste Lichtschranke 50 vorgesehen, die feststellt, ob sich eine Tabakscheibe 20 auf dem Band 22 befindet oder nicht. Signalisiert die Lichtschranke 50 eine Leermeldung, so wird am Slicer 16 die nächste geschnittene Tabakscheibe 20 über eine Kippvorrichtung 53 freigegeben. Bei einer Leermeldung der zweiten Lichtschranke 51 am Ende des Prallbandes 22 wird die Geschwindigkeit des Prallbandes 22 erhöht, um die Lücke zwischen den Tabakschichten 20 zu schließen, wodurch eine lückenlose Belegung der Bandwaage 24 gewährleistet wird.
Schließlich wird noch die Schnittfrequenz des Slicermessers 18 durch die Bandwaage 24 bestimmt, d.h., sinkt der Tabakmassenstrom unter den Soll-Wert ab, so wird das Slicermesser 18 schneller bewegt, um pro Zeiteinheit mehr Tabakscheiben 20 zu produzieren.
Ein dritter Meßwertaufnehmer 58 ist an eine zentrale Einspeisung 60 für den Dampf angeschlossen und ermittelt den momentanen Ist-Wert für den Dampfmassendurchfluß.
Der Ist-Wert für den Tabakmassenstrom, der Ist-Wert für die Eingangsfeuchte und der Ist-Wert für den Dampfmassendurchfluß werden auf einen Rechner 62 gegeben, der aus den Momentanwerten dieser Ist-Werte einerseits und zwei Verfahrensparametern andererseits, nämlich dem Soll-Wert für den Soßendurchfluß und dem Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte, den Soll-Wert für die Wasserdurchflußmenge berechnet, der auf einen ersten Regler 64 gegeben wird. Als Ist-Wert für die Wasserdurchflußmenge erhält der erste Regler 64 das Ausgangssignal eines vierten Meßwertaufnehmers 66, der an eine erste Wasser-Einspeisung 68 für die Zweistoffdüse 30 angeschlossen ist. Der Regler 64 verarbeitet den Soll- und den Ist-Wert für die Wasserdurchflußmenge in der üblichen Weise und erzeugt ein Stellsignal für ein Wasserdurchflußventil 70, das sich in der Wasser-Zuführleitung 72 zu der Zweistoffdüse 30 zwischen der ersten Wassereinspeisung 68 und dem vierten Meßwertaufnehmer 66 befindet.
Aus den angegebenen Parametern wird die Wasserdurchflußmenge am Eintragsbereich der Trommel 28, die mittels der Zweistoffdüse 30 eingegeben wird, durch die folgende Formel ermittelt: QW = (M2 - M1 100% - M2 · QT - QD A - QS · C) · B
QW =
Wasserdurchfluß
M2 =
Soll Ausgangsfeuchte
M1 =
Ist Eingangsfeuchte
QT =
Tabakmassenstrom
QD =
Ist Dampfmenge
QS =
Soßenmenge
Der in dieser Formel enthaltene Faktor A liegt im Bereich von 0,4 bis 1 und hat den Zweck, den Einfluß der Dampfmenge auf die Wassermenge an den Prozeß und an die Anlage 10 anzupassen. Dabei werden insbesondere die Unterschiede in der Kondensation vom Dampf am Tabak berücksichtigt, ein Merkmal, das von folgenden Einflußgrößen abhängt: Trommeltemperatur, Tabaktemperatur, Dampfmenge und Luftstromprofil in der Trommel. Aufgrund von empirischen Daten kann unter Berücksichtigung dieser Parameter der Faktor A eingestellt werden.
Der Wert für den Faktor B liegt im Bereich von 0,6 bis 0,8 und geht davon aus, daß die berechnete Wassermenge etwa 60 bis 80 % der Gesamtwassermenge in dem Prozeß entspricht. Die restliche Wassermenge, also 20 % bis 40 % der Gesamtwassermenge, dient als Arbeitsbereich zur Ausregelung der Ausgangsfeuchte am Tabakaustrag, die über die Zweistoffdüse 34 im Austragsbereich erfolgt.
Wenn eine Soßiereinrichtung vorhanden ist, muß, und dies ist in der Formel bereits enthalten, auch die Soßendurchflußmenge noch berücksichtigt werden, da die Soße ebenfalls Wasser enthält. Der Wassergehalt handelsüblicher Soßen liegt im Bereich von 50 % bis nahezu 100 % und wird durch den Faktor C berücksichtigt, dessen Zahlenwert zwischen 0,5 und nahezu 1 liegt.
Der Ist-Wert der Ausgangsfeuchte des Tabaks wird über dem Förderband 48 mit einem fünften Meßwertaufnehmer 74 ermittelt, dessen Ausgangssignal auf einen zweiten Regler 76 gegeben wird, der außerdem den Soll-Wert für die Tabaksausgangsfeuchte empfängt, wie man aus Figur 3 erkennt.
Der zweite Regler 76 verarbeitet die beiden Signale in der üblichen Weise gemäß einem der bekannten Regelmechanismen und erzeugt einen Soll-Wert für den Wasserdurchfluß im Austragbereich, der auf einen dritten Regler 78 gegeben wird, der den Ist-Wert der Wasserzuführung zu der Zweistoffdüse 34 von einem sechsten Meßwertaufnehmer 80 empfängt, der sich in der Wasserleitung 82 zwischen einer zweiten Wassereinspeisung 84 für den Austragbereich und der Zweistoffdüse 34 befindet. Der dritte Regler 78 steuert ein Durchflußreglerventil 86 an, das zwischen der zweiten Wassereinspeisung 84 und dem Meßwertaufnehmer 80 angeordnet ist.
Im laufenden Prozeß passen also die Ist-Werte für den Tabakmassenstrom, die Dampfdurchflußmenge und die Tabakseingangsfeuchte den Soll-Wert für die Wasserdurchflußmenge ständig an, so daß unter Berücksichtigung des Soll-Wertes für die Tabaksausgangsfeuchte, der unter anderen von den folgenden Verfahrensschritten und der Art des verwendeten Tabaks abhängt, sowie gegebenenfalls von dem Soll-Wert für den Soßendurchfluß die optimale Wasserdurchflußmenge berechnet werden kann, aus der wiederum in dem ersten Regler 64 ein optimaler Soll-Wert für die Wassermenge eingeregelt wird, die am Einlaß der Trommel 28 mittels der Zweistoffdüse 30 auf den Tabak in der Trommel 28 aufgespritzt wird. Dabei wird automatisch auch die Dampfmasse berücksichtigt, die dem System zugeführt wird.
Die Wassermenge für die Zweistoffdüse 34 wird durch eine Kaskadenregelung 76, 78 bestimmt, wobei die Tabakausgangsfeuchte über den Führungsregler 76 ausgeregelt wird.
Die Soßendurchflußmenge wird separat durch einen nicht dargestellten Regelkreis geregelt.
In einem weiteren, nicht dargestellten Regelkreis wird die in den Umluftkanal eingespritzte Dampfmenge eingestellt, um die Temperatur der Trommel 28 auf einem vorgegebenen Soll-Wert zu halten.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Regelung der Ausgangsfeuchte des von einer Löse/Konditionier- und gegebenenfalls Soßier-Trommel (28) aufbereiteten Tabaks mit den folgenden Merkmalen:
    in den Eintragbereich der Trommel (28) wird durch eine erste Düse (30) eine Wasserdurchflußmenge eingespritzt, die in Abhängigkeit von dem Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte und den Ist-Werten für den Tabakmassenstrom, den Dampfdurchfluß und die Tabakeingangsfeuchte geregelt wird; und
    im Auslaßbereich der Trommel (28) wird durch eine zweite Düse (34) eine Wasserdurchflußmenge eingespritzt, deren Soll-Wert in Abhängigkeit von Soll- und Ist-Wert für die Tabakausgangsfeuchte berechnet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdurchflußmenge für die zweite Düse (34) durch Vergleich mit dem Ist-Wert für die aufgespritzte Wassermenge eingeregelt wird, und/oder daß die Wasserdurchflußmenge für die zweite Düse (34) durch Vergleich von Sollund Ist-Tabakausgangsfeuchte geregelt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung der Wasserdurchflußmenge für die erste Düse (30) unter Berücksichtigung des Sollwertes für den Durchfluß der der Trommel (28) zugeführten Soße erfolgt, und daß insbesondere die Wasserdurchflußmenge im Einlaßbereich der Trommel (28) durch die folgende Formel berechnet wird: QW= (M2 - M1 100% - M2 · QT - QD · A - QS · C ) · B
    QW =
    Wasserdurchfluß
    M2 =
    Soll Ausgangsfeuchte
    M1 =
    Ist Eingangsfeuchte
    QT =
    Tabakmassenstrom
    QD =
    Ist Dampfmenge
    QS =
    Soßenmenge
    wobei der Faktor A zwischen 0,4 und 1,
    der Faktor B zwischen 0,6 und 0,8 und
    der Faktor C zwischen 0,5 und 1,0 liegen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der der Trommel (28) zugeführte Tabakmassenstrom mittels einer Bandwaage (24) geregelt wird, die zwischen der Trommel (28) und einem der Trommel (28) vorgeschalteten Slicer (16) zur Herstellung von scheibenförmigen Tabakportionen (20) angeordnet ist, und daß die Schnittfrequenz des Slicers (16) durch die Bandwaage (24) bestimmt wird, wobei eine zwischen dem Slicer (16) und der Bandwaage (24) vorgesehene Lichtschranke (50) den Slicer (16) betätigt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der ersten Düse (30) und/oder mittels der zweiten Düse (34) ein Zweistoffgemisch aus Wasser und Dampf eingespritzt wird bzw. werden, während die Soße mittels einer im Austragbereich der Trommel (28) angeordneten Düse (38) eingespritzt wird, die als Zweistoffdüse für ein Soße/Dampf-Gemisch ausgebildet ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Trommel (28) durch Dampfeindüsung in einen Umluftkanal der Trommel (28) geregelt wird, und/oder daß die Austragshaube (36) der Trommel (28) durch einen Dampfwärmetauscher erwärmt wird, während die Tür der Austragshaube (36) elektrisch beheizt wird.
  7. Vorrichtung zur Regelung der Ausgangsfeuchte des von einer Löse-/Konditionier- und gegebenenfalls Soßier-Trommel (28) aufbereiteten Tabaks mit den folgenden Merkmalen:
    ein Rechner (62) zur Berechnung eines Soll-Wertes für die durch eine erste Düse (30) in den Eintragbereich der Trommel (28) eingespritzte Wasserdurchflußmenge aus den Ist-Werten für Tabakmassenstrom, Dampfdurchfluß und Tabakeingangsfeuchte; und dem Soll-Wert für die Tabakausgangsfeuchte; und
    einen Regler (78) für die durch eine zweite Düse (34) in den Auslaßbereich der Trommel (28) eingespritzte Wassermenge in Abhängigkeit von Soll- und Ist-Wert für die Tabakausgangsfeuchte.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regler (76) dem Regler (78) als Führungsregler aufgeschaltet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommel (28) eine Bandwaage (24) zur Zuführung eines konstanten Tabakmassenstroms zu der Trommel (28) vorgeschaltet ist, daß die Bandwaage (24) zwischen der Trommel (28) und einem Slicer (16) zur Herstellung von scheibenförmigen Tabakportionen (20) angeordnet ist, wobei eine erste, hinter dem Slicer (16) angeordnete Lichtschranke (50) den Slicer (16) betätigt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine zweite hinter dem Slicer (16) angeordnete Lichtschranke (51) zur lückenlosen Belegung der Bandwaage (24).
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekennzeichnet durch einen weiteren Regler (64) zur Ermittlung der der ersten Düse (30) zugeführten Wasserdurchflußmenge aus dem berechneten Soll-Wert und dem Ist-Wert für den Wasserdurchfluß, und/oder durch einen weiteren Regler (76) zur Berechnung eines Soll-Wertes für den Wasserdurchfluß der der zweiten Düse (34) zugeführten Wasserdurchflußmenge aus dem Soll-Wert und dem Ist-Wert der Tabakausgangsfeuchte.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch eine in der Trommel (28) vorgesehene pneumatische Klinge (52).
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