EP1527702B1 - Verfahren zum Abkühlen einer Trocknungsvorrichtung für ein Tabakgut und entsprechend gesteuerte Trocknungsvorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Abkühlen einer Trocknungsvorrichtung für ein Tabakgut und entsprechend gesteuerte Trocknungsvorrichtung Download PDF

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EP1527702B1
EP1527702B1 EP04090413A EP04090413A EP1527702B1 EP 1527702 B1 EP1527702 B1 EP 1527702B1 EP 04090413 A EP04090413 A EP 04090413A EP 04090413 A EP04090413 A EP 04090413A EP 1527702 B1 EP1527702 B1 EP 1527702B1
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cooling
drying
tobacco
drying device
cooling liquid
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Torsten Grigutsch
Torsten Koch
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Koerber Technologies GmbH
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Hauni Maschinenbau GmbH
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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

Definitions

  • the invention relates to a method for cooling a drying device for a tobacco material with a drying device, in which the tobacco material for drying occurs, wherein for cooling, the drying device is emptied and a heating device of the drying device is switched off.
  • the invention further relates to a correspondingly controlled drying device.
  • the drying device must be cleaned from the inside with water, for example, to eliminate tobacco buildup, it is necessary to previously cool the drying device in order to avoid material degradation due to large temperature differences.
  • the drying device is emptied and provided for heating the tobacco good heating device of the drying device, such as a burner switched off.
  • the loss of time associated with cooling to sufficiently low temperatures is disadvantageous because the drying device is not available for drying operation during this time.
  • the object of the present invention is to provide a method for cooling a drying apparatus that allows efficient use of the drying apparatus.
  • the invention solves this problem by the features of claims 1 and 9, in particular by supplying atomized cooling liquid in the drying device in idle mode.
  • the cooling liquid supplied in accordance with the invention evaporates in the drying device and thereby deprives the gas contained therein of the heat required for the evaporation.
  • the cooled gas causes a considerable acceleration of the cooling of the surrounding drying device. Due to the reduced cooling time overall, a more efficient use of the drying device possible.
  • Dry running of the drying device means operation without further supply of the tobacco until substantially no more tobacco is contained in the drying device. Empty operation of the drying device means operation without tobacco.
  • the emptying of the drying device is required in the cooling according to the invention, since an interaction of the supplied cooling liquid with the tobacco product could cause adverse consequences.
  • coolant is therefore synonymous with coolant in liquid form.
  • gaseous coolant such as water vapor
  • the cooling liquid is supplied with a sufficiently small mean droplet size, so that a substantially complete evaporation can take place and thereby the highest possible cooling is achieved.
  • the average droplet size is less than 250 microns, preferably less than 150 microns, more preferably less than 100 microns.
  • the feeding of the cooling liquid preferably takes place as far upstream as possible, so that the largest possible part of the drying device is detected by the gas stream cooled by the evaporation.
  • the feeding of the cooling liquid can be carried out in the flow direction before the entry of the tobacco material into the drying device, or also before the position of the heating device.
  • the cooling liquid can be supplied to the gas stream upstream of the drying device, ie outside the same, in order to retrofit known drying devices ennötechnisch. This is not mandatory.
  • the cooling liquid is preferably sprayed directly into the drying device.
  • the drying device 10 comprises a drying tube 11, in which in the drying operation, an air flow flows, which is generated by means of a compressor 12 and the heater 13 is supplied. In the heater 13, the supplied air is heated by a burner 14. The heated air is then supplied to the drying tube 11. Damp tobacco 15 is fed by means of a feed device 16 at 17 the drying tube 11 and transported by means of the supplied gas from the heater 13 in the arrow direction through the drying tube 11. As a result of the contact with the hot gas stream, the tobacco is heated and the moisture contained therein is evaporated, so that drying of the tobacco takes place. After leaving the drying tube 11, the tobacco in the separator 18 is separated from the air flow and leaves the drying device 10 at 19.
  • a water supply device in the form of a two-substance nozzle 20 is arranged in the drying tube 11.
  • a carrier medium for example water vapor or air.
  • the inner walls of the drying tube 11 have tobacco adhesions, it may be necessary to clean the drying tube 11 from the inside.
  • cold water is sprayed on the inner walls of the drying tube 11.
  • cooling to below about 170 ° C is required to prevent material deterioration of the drying pipe 11 due to excessive temperature differences relative to the cleaning liquid.
  • the cooling of the drying tube 11 comprises the following steps.
  • the supply of tobacco stream 15 is interrupted, the compressor 12 remains in operation.
  • the remaining tobacco in the drying device 10 is transported out of this and the drying device 10 is emptied.
  • the burner 14 is turned off.
  • water is sprayed into the drying tube 11 by means of steam.
  • the compressor 12 is operated so that air preferably flows through the drying plant at an average speed of 5 to 30 m / s, more preferably 10 to 15 m / s, for example 17 m / s.
  • the flow rate in the cooling operation may be unchanged from the drying operation.
  • a circulation of the gas preferably takes 0.5 to 5 s, more preferably 1 to 3 s, for example 2 s.
  • a single Zweistromdüse 20 is sufficient for the cooling of the drying tube 11.
  • the two-fluid nozzle 20 is preferably adjusted so that the water sprayed therewith has a sufficiently small average droplet size, so that the water within the drying tube 11 is completely evaporated. Preference is given to evaporation as quickly as possible or evaporation to the shortest possible distance so that as little water as possible is deposited on the inner walls of the drying tube. Preferably, therefore, the water evaporates within a distance of at most 200 cm, more preferably at most 100 cm, more preferably at most 50 cm, for example about 30 to 40 cm.
  • the two-fluid nozzle 20, or more generally the coolant supply means arranged so that the largest possible part of the drying tube 11 of the cooled air is detected.
  • the coolant supply device can also be arranged in front of the drying tube 11, so that, for example, spraying into the heater 13 or the line 21 between the compressor 12 and the heater 13 takes place.
  • the coolant supply means in the drying tube 11 and the heater 13 is arranged below so that the water can evaporate immediately after exiting the coolant supply means.
  • a water accumulation for example in the heater 13 or the line 21, avoided.
  • the coolant supply device can also be arranged at or following the tobacco feed at 17.
  • the drying device 10 has a control device, not shown, by means of which drying and / or cooling can be controlled automatically.
  • This can be, in particular, a computer with a suitably equipped computer program.

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  • Drying Of Solid Materials (AREA)
  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkühlen einer Trocknungsvorrichtung für ein Tabakgut mit einer Trocknungseinrichtung, in die das Tabakgut zum Trocknen eintritt, wobei zum Abkühlen die Trocknungsvorrichtung leergefahren wird und eine Heizeinrichtung der Trocknungsvorrichtung abgeschaltet wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine entsprechend gesteuerte Trocknungsvorrichtung.
  • Wenn die Trocknungseinrichtung von innen mit Wasser gereinigt werden muß, beispielsweise um Tabakanhaftungen zu beseitigen, ist es erforderlich, die Trocknungseinrichtung zuvor abzukühlen, um eine Materialbeeinträchtigung infolge großer Temperaturdifferenzen zu vermeiden. Zu diesem Zweck wird die Trocknungsvorrichtung leergefahren und eine zur Erhitzung des Tabakguts vorgesehene Heizeinrichtung der Trocknungsvorrichtung, beispielsweise ein Brenner, abgeschaltet. Der mit der Abkühlung auf hinreichend niedrige Temperaturen verbundene Zeitverlust ist nachteilig, da die Trocknungsvorrichtung währenddessen nicht für den Trocknungsbetrieb zur Verfügung steht.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Abkühlen einer Trocknungsvorrichtung zu schaffen, das eine effiziente Nutzung der Trocknungsvorrichtung erlaubt.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9, insbesondere durch Zuführen von zerstäubter Kühlflüssigkeit in die Trocknungseinrichtung im Leerbetrieb. Die erfindungsgemäß zugeführte Kühlflüssigkeit verdampft in der Trocknungseinrichtung und entzieht dadurch dem darin enthaltenen Gas die für die Verdampfung benötigte Wärme. Das abgekühlte Gas bewirkt eine erhebliche Beschleunigung der Abkühlung der umgebenden Trocknungseinrichtung. Aufgrund der verringerten Abkühlzeit ist insgesamt eine effizientere Nutzung der Trocknungsvorrichtung möglich.
  • Leerfahren der Trocknungsvorrichtung bedeutet Betrieb ohne weitere Zufuhr des Tabakguts, bis im wesentlichen kein Tabakgut mehr in der Trocknungsvorrichtung enthalten ist. Leerbetrieb der Trocknungsvorrichtung bedeutet Betrieb ohne Tabakgut.
  • Das Leerfahren der Trocknungsvorrichtung ist beim erfindungsgemäßen Abkühlen erforderlich, da eine Wechselwirkung der zugeführten Kühlflüssigkeit mit dem Tabakgut nachteilige Folgen hervorrufen könnte.
  • Wesentlich für den Erfolg der Erfindung ist das Zuführen des Kühlmittels in flüssiger Form, damit eine Verdampfung innerhalb der Trocknungseinrichtung stattfinden kann. Der Begriff Kühlflüssigkeit ist daher gleichbedeutend mit Kühlmittel in flüssiger Form. Durch Zuführen von gasförmigem Kühlmittel, beispielsweise Wasserdampf, wäre dagegen der Erfolg der Erfindung nicht erzielbar, da keine Verdampfung möglich wäre und entsprechend keine Verdampfungswärme entzogen werden könnte.
  • Der Begriff "zerstäubt" wird gleichbedeutend mit "in Tröpfchenform" verwendet. Vorzugsweise wird die Kühlflüssigkeit mit einer ausreichend kleinen mittleren Tröpfchengröße zugeführt, damit eine im wesentlichen vollständige Verdampfung erfolgen kann und dadurch eine möglichst starke Abkühlung erreicht wird. Vorzugsweise beträgt die mittlere Tröpfchengröße weniger als 250 µm, vorzugsweise weniger als 150 µm, weiter vorzugsweise weniger als 100 µm.
  • Besonders vielversprechend ist die Erfindung im Falle eines Stromtrockners, wobei der ohnehin vorgesehene Gasstrom zum Transport des verdampften Kühlmittels dienen kann. In diesem Fall erfolgt das Zuführen der Kühlflüssigkeit vorzugsweise möglichst weit stromaufwärts, damit ein möglichst großer Teil der Trocknungseinrichtung von dem durch die Verdampfung abgekühlten Gasstrom erfaßt wird. Das Zuführen der Kühlflüssigkeit kann in Stromrichtung vor dem Eintritt des Tabakgutes in die Trocknungseinrichtung, oder auch vor der Position der Heizeinrichtung, erfolgen. Die Kühlflüssigkeit kann dem Gasstrom vor der Trocknungseinrichtung, also außerhalb derselben zugeführt werden, um eine Nachrüstung bekannter Trocknungseinrichtungen zu ennöglichen. Dies ist aber nicht zwingend. Die Kühlflüssigkeit wird vorzugsweise direkt in die Trocknungseinrichtung eingesprüht.
  • Weitere vorteilhafte Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor. Dabei zeigt:
    • Fig. 1
    eine Ausführungsform einer Trocknungsvorrichtung.
  • Die Trocknungsvorrichtung 10 umfaßt ein Trocknungsrohr 11, in dem im Trocknungsbetrieb ein Luftstrom fließt, der mittels eines Verdichters 12 erzeugt und dem Erhitzer 13 zugeführt wird. Im Erhitzer 13 wird die zugeführte Luft mittels eines Brenners 14 erhitzt. Die erhitzte Luft wird danach dem Trocknungsrohr 11 zugeführt. Feuchter Tabak 15 wird mittels einer Zuführungseinrichtung 16 bei 17 dem Trocknungsrohr 11 zugeführt und mittels des vom Erhitzer 13 zugeführten Gasstroms in Pfeilrichtung durch das Trocknungsrohr 11 transportiert. Durch den Kontakt mit dem heißem Gasstrom wird der Tabak erhitzt und die darin enthaltene Feuchtigkeit verdampft, so daß eine Trocknung des Tabaks erfolgt. Nach Verlassen des Trocknungsrohrs 11 wird der Tabak in dem Abscheider 18 von dem Luftstrom getrennt und verläßt die Trocknungsvorrichtung 10 bei 19.
  • Von der Position der Tabakzuführung 17 stromaufwärts ist in dem Trocknungsrohr 11 eine Wasserzuführungseinrichtung in Form einer Zweistoffdüse 20 angeordnet. Mittels der Zweistoffdüse 20 kann in Pfeilrichtung Wasser in Tröpfchenform über ein Trägermedium, beispielsweise Wasserdampf oder Luft, eingesprüht werden.
  • Wenn nach Produktionsende oder nach Schichtende die Innenwände des Trocknungsrohrs 11 Tabakanhaftungen aufweisen, kann eine Reinigung des Trocknungsrohrs 11 von innen erforderlich sein. Zu diesem Zweck wird kaltes Wasser auf die Innenwände des Trocknungsrohrs 11 gesprüht. Da deren Temperatur im Betrieb beispielsweise 270 °C beträgt, ist eine Abkühlung auf etwa unter 170 °C erforderlich, um eine Materialbeeinträchtigung des Trocknungsrohrs 11 infolge zu großer Temperaturdifferenzen relativ zu der Reinigungsflüssigkeit zu vermeiden.
  • Das Abkühlen des Trocknungsrohrs 11 umfaßt folgende Schritte. Die Zuführung des Tabakstroms 15 wird unterbrochen, der Verdichter 12 bleibt in Betrieb. Dadurch wird der restliche in der Trocknungsvorrichtung 10 befindliche Tabak aus dieser heraustransportiert und die Trocknungsvorrichtung 10 leergefahren. Der Brenner 14 wird ausgeschaltet. Mittels der Zweistoffdüse 20 wird Wasser mittels Wasserdampf in das Trocknungsrohr 11 eingesprüht. Der Verdichter 12 wird so betrieben, daß Luft vorzugsweise mit einer mittleren Geschwindigkeit von 5 bis 30 m/s, weiter vorzugsweise 10 bis 15 m/s, beispielsweise 17 m/s durch die Trocknungsanlage strömt. Vorzugsweise kann die Strömungsgeschwindigkeit im Abkühlbetrieb unverändert gegenüber dem Trocknungsbetrieb sein. Bei einem geschlossenen Kreislauf, wie im vorliegenden Fall, dauert ein Umlauf des Gases vorzugsweise 0,5 bis 5 s, weiter vorzugsweise 1 bis 3 s, beispielsweise 2 s. Für die Abkühlung des Trocknungsrohres 11 ist eine einzige Zweistromdüse 20 ausreichend.
  • Die Zweistoffdüse 20 ist vorzugsweise so eingestellt, daß das damit eingesprühte Wasser eine ausreichend geringe mittlere Tröpfchengröße aufweist, so daß das Wasser innerhalb des Trocknungsrohres 11 vollständig verdampft. Bevorzugt ist eine möglichst schnelle Verdampfung bzw. eine Verdampfung auf möglichst kurzer Strecke, damit sich möglichst wenig Wasser auf den Innenwänden des Trocknungsrohrs niederschlägt. Vorzugsweise verdampft das Wasser daher innerhalb einer Strecke von höchstens 200 cm, weiter vorzugsweise höchstens 100 cm, weiter vorzugsweise höchstens 50 cm, beispielsweise etwa 30 bis 40 cm.
  • Aufgrund der Verdampfung des mittels der Zweistoffdüse 20 zugeführten Wassers wird der das Trocknungsrohr 11 durchströmenden Luft entsprechende Verdampfungswärme entzogen, welche diese Abkühlung an das Trocknungsrohr 11 überträgt. Hierdurch erfolgt eine spürbar beschleunigte Abkühlung des Trocknungsrohrs 11. Nach einer Abkühlung auf eine hinreichend niedrige Temperatur kann der Verdichter 12 abgeschaltet werden und das Reinigungsverfahren gestartet werden.
  • Vorzugsweise ist die Zweistoffdüse 20, bzw. allgemeiner die Kühlmittelzuführungseinrichtung, so angeordnet, daß ein möglichst großer Teil des Trocknungsrohrs 11 von der abgekühlten Luft erfaßt ist. Die Kühlmittelzuführungseinrichtung kann auch vor dem Trocknungsrohr 11 angeordnet sein, so daß beispielsweise ein Einsprühen in den Erhitzer 13 oder die Leitung 21 zwischen Verdichter 12 und Erhitzer 13 erfolgt. Vorzugsweise ist jedoch die Kühlmittelzuführungseinrichtung in dem Trocknungsrohr 11 bzw. dem Erhitzer 13 nachfolgend angeordnet, damit das Wasser bereits unmittelbar nach dem Austreten aus der Kühlmittelzuführungseinrichtung verdampfen kann. Hierdurch wird beispielsweise eine Wasseransammlung beispielsweise in dem Erhitzer 13 oder der Leitung 21, vermieden. Die Kühlmittelzuführungseinrichtung kann auch gleichauf oder nachfolgend der Tabakzuführung bei 17 angeordnet sein.
  • Die Trocknungsvorrichtung 10 weist eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung auf, mittels der Trocknung und/oder Abkühlung automatisch gesteuert werden können. Hierbei kann es sich insbesondere um einen Computer mit einem entsprechend eingerichteten Computerprogramm handeln.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Abkühlen einer Trocknungsvorrichtung für ein Tabakgut mit einer Trocknungseinrichtung (11), in die das Tabakgut zum Trocknen eintritt, wobei zum Abkühlen die Trocknungsvorrichtung leergefahren wird und eine Heizeinrichtung (14) der Trocknungsvorrichtung abgeschaltet wird, gekennzeichnet durch
    Zuführen von zerstäubter Kühlflüssigkeit in die Trocknungseinrichtung im Leerbetrieb.
  2. Abkühlverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit in die Trocknungseinrichtung (11) eingesprüht wird.
  3. Abkühlverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung eine Stromtrocknungsvorrichtung ist.
  4. Abkühlverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen der Kühlflüssigkeit in Stromrichtung vor dem Eintritt des Tabakgutes in die Trocknungseinrichtung erfolgt.
  5. Abkühlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit mit einer Tröpfchengröße zugeführt wird, die eine im wesentlichen vollständige Verdampfung in der Trocknungseinrichtung (11) ermöglicht.
  6. Abkühlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit mit einer Tröpfchengröße zugeführt wird, die eine im wesentlichen vollständige Verdampfung nach einer Strecke von höchstens 200 cm, vorzugsweise höchstens 100 cm, weiter vorzugsweise höchstens 50 cm ermöglicht.
  7. Abkühlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit mit einer Tröpfchengröße von weniger als 250 µm, vorzugsweise weniger als 150 µm, weiter vorzugsweise weniger als 100 µm eingesprüht wird.
  8. Abkühlverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Einsprühen der Kühlflüssigkeit mittels einer einzigen Zweistoffdüse (20) erfolgt.
  9. Trocknungsvorrichtung zum Trocknen eines Tabakguts mit einer Steuerungseinrichtung, die zur Steuerung eines Abkühlverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingerichtet ist.
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