ES2965057T3 - Método y aparato para moldear una lámina de material que contiene alcaloides - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a un método para moldear una lámina de un material que contiene alcaloides, comprendiendo el método: - formar una suspensión del material que contiene alcaloides, teniendo la suspensión un valor de viscosidad; -almacenar el purín en un primer tanque; - proporcionar una primera vía de flujo y una segunda vía de flujo para la comunicación fluida entre el primer tanque y una caja de fundición, comprendiendo la primera vía de flujo una primera bomba y comprendiendo la segunda vía de flujo una segunda bomba; - dirigir la suspensión ya sea a lo largo de la primera vía de flujo o a lo largo de la segunda vía de flujo desde el primer tanque hasta la caja de fundición, definiendo un flujo de suspensión a través de la primera vía de flujo o a través de la segunda vía de flujo, en base a el valor de la viscosidad de la suspensión; y - colar la suspensión para obtener una lámina de material que contiene alcaloides. La invención se refiere además a un aparato de fundición para la producción de una lámina de material que contiene alcaloides. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y aparato para moldear una lámina de material que contiene alcaloides
Esta invención se refiere a un aparato de moldeo y a un método para producir una lámina moldeada de un material que contiene alcaloides.
En particular, el material que contiene alcaloides es un material de tabaco homogeneizado, preferentemente usado en un artículo generador de aerosol tal como, por ejemplo, un cigarrillo o un producto que contiene tabaco del tipo “que se calienta, pero no se quema”.
Actualmente, en la fabricación de los productos de tabaco, además de las láminas de tabaco, se usa además el material de tabaco homogeneizado.
En un artículo generador de aerosol “que se calienta, pero no se quema”, un sustrato formador de aerosol se calienta a una temperatura relativamente baja, para formar un aerosol que evita la combustión del material de tabaco. Además, el tabaco presente en el material de tabaco homogeneizado es típicamente el único tabaco, o incluye la mayor parte del sustrato formador de aerosol de dicho artículo generador de aerosol “que se calienta, pero no se quema”. Esto implica que la composición del aerosol que se genera por tal artículo generador de aerosol “que se calienta, pero no se quema” se basa esencialmente solamente en el material de tabaco homogeneizado. Por lo tanto, es importante controlar bien la composición y las características mecánicas del material de tabaco homogeneizado, por ejemplo, el sabor del aerosol.
El material de tabaco homogeneizado se produce al mezclar diferentes componentes, que incluyen polvo de tabaco, para formar una suspensión de tabaco. Esta suspensión se almacena entonces en tanques antes de enviarse, a través de un sistema de suministro adecuado, a un sistema de moldeo donde entra en una “caja de moldeo” para fundirse en una cinta transportadora de acero móvil y luego secarse en un secador.
Se requiere preferentemente una cantidad específica de suspensión en la caja de moldeo para garantizar un moldeado continuo y homogéneo. Alternativa o adicionalmente, se prefiere una presión esencialmente constante dentro de la caja de moldeo para garantizar un moldeo continuo y homogéneo. Se ha descubierto que la homogeneidad y calidad de la lámina moldeada también puede depender de la cantidad de suspensión y la presión en la caja de moldeo. Para tener el control de la cantidad de suspensión suministrada en la caja de moldeo, el sistema de suministro que conecta el tanque de suspensión a la caja de moldeo generalmente comprende una bomba y un bucle de control. En tal bucle de control, la velocidad de flujo de suspensión bombeado desde los tanques de suspensión se ajusta de conformidad con la velocidad de flujo medida de la suspensión que sale de la caja de moldeo.
Sin embargo, esta regulación puede ser imprecisa en el caso de que la suspensión tenga una densidad variable de un lote a otro o dentro del lote. La densidad de la suspensión puede variar, por ejemplo, debido a reacciones químicas en la suspensión, como, por ejemplo, gelificación. De hecho, en caso de variaciones de gran densidad, es posible que la bomba no pueda suministrar la velocidad de flujo requerido a la caja de moldeo.
Existe la necesidad de un aparato y método de moldeo para la producción de una lámina moldeada de un material que contiene alcaloides que pueden adaptarse a las variaciones en las características de la suspensión. Además, sería ventajoso tener un aparato y método de moldeo con un buen control sobre la velocidad de flujo de la suspensión a la caja de moldeo.
El documento US2007/084476 describe un proceso de fabricación de un material de tabaco reconstituido que incluye preparar una mezcla calentada de agua y azúcar; proporcionar un saborizante líquido tal como mentol; mezclar partículas de tabaco, agua y un aglutinante de goma con la mezcla de agua y azúcar y con el saborizante para formar una mezcla de tabaco reconstituido; y formar la mezcla de tabaco reconstituido, tal como mediante el moldeado o extrusión de la mezcla de tabaco reconstituido, en un material de tabaco reconstituido.
El documento W02016/050470 describe un método de preparación de una suspensión para la producción de un material de tabaco homogeneizado que comprende: suspender un aglutinante en un formador de aerosol para formar una suspensión; crear una pulpa de celulosa a partir de fibras de celulosa y agua; proporcionar una mezcla de polvo de tabaco; y combinar dicha suspensión de aglutinante en el formador de aerosol, dicha pulpa de celulosa y dicha mezcla de polvo de tabaco para formar dicha suspensión.
El documento US6,198,537 describe un sistema de inspección óptica para la fabricación de papel para cigarrillos bandeado.
El documento US5997,691 describe un método y aparato para fabricar una trama que está a rayas con material adicional.
La invención se refiere a un método como se define en la reivindicación 1 para moldear una lámina de un material que contiene alcaloides, el método comprende: formar una suspensión del material que contiene alcaloides, la suspensión tiene un valor de viscosidad; almacenar la suspensión en un primer tanque; proporcionar una primera trayectoria de flujo y una segunda trayectoria de flujo para la comunicación continua entre el primer tanque y una caja de moldeo. La primera trayectoria de flujo comprende una primera bomba y la segunda trayectoria de flujo comprende una segunda bomba. El método comprende la etapa de dirigir la suspensión a lo largo de la primera trayectoria de flujo o a lo largo de la segunda trayectoria de flujo desde el primer tanque a la caja de moldeo, definiendo un flujo de suspensión a través de la primera trayectoria de flujo o segunda trayectoria de flujo, sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión. El método comprende la etapa de moldear la suspensión para obtener una lámina de material que contiene alcaloides.
La invención también se refiere a un aparato de moldeo de conformidad con la reivindicación 10 para la producción de una lámina de material que contiene alcaloides, el aparato que comprende: un primer tanque para almacenar una suspensión de material que contiene alcaloides; una caja de moldeo que incluye un dispositivo de moldeo para moldear una lámina de material que contiene alcaloides; un evaluador de viscosidad para medir o determinar un valor de viscosidad de la suspensión; una primera trayectoria de flujo que conecta de manera fluida el primer tanque y la caja de moldeo para dirigir un flujo de suspensión a la caja de moldeo; una segunda trayectoria de flujo que conecta de manera fluida el primer tanque y la caja de moldeo para dirigir un flujo de suspensión a la caja de moldeo; una primera bomba y una segunda bomba, dicha primera bomba está dispuesta dentro de la primera trayectoria de flujo y la segunda bomba está dispuesta dentro de la segunda trayectoria de flujo. El aparato de moldeo comprende una primera válvula para abrir selectivamente la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo para permitir el flujo de suspensión desde el primer tanque a la caja de moldeo ya sea a través de la primera trayectoria de flujo o a través de la segunda trayectoria de flujo. El aparato de moldeo comprende un elemento de control para operar la primera válvula para seleccionar la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión.
Las suspensiones que tienen un amplio intervalo de viscosidades pueden usarse en la presente invención. La viscosidad de la suspensión puede variar de una preparación a otra o puede variar con el tiempo dentro de la misma preparación. En dependencia de del valor de la viscosidad, se selecciona una trayectoria de flujo diferente para la suspensión desde el tanque hasta la caja de moldeo. La trayectoria de flujo se selecciona de manera que se puede usar una bomba adecuada para ese valor de densidad de la suspensión, por ejemplo, una bomba capaz de suministrar la velocidad de flujo solicitado de suspensión a la caja de moldeo. De este modo, se puede garantizar una velocidad de flujo adaptada a la caja de moldeo con suspensión que tenga viscosidades diferentes.
Como se usa en la presente descripción, el término “lámina” denota un elemento laminar que tiene un ancho y una longitud esencialmente mayor que el grosor de la misma. El ancho de una lámina es preferentemente mayor de 10 milímetros aproximadamente, con mayor preferencia aproximadamente mayor de 20 milímetros o 30 milímetros. Aún con mayor preferencia, el ancho de la lámina comprende entre aproximadamente 60 milímetros y 300 milímetros. El grosor de la lámina comprende preferentemente entre aproximadamente entre 50 micrómetros y 300 micrómetros, con mayor preferencia el grosor de la lámina está comprendido entre 100 micrómetros y 250 micrómetros, y aún con mayor preferencia entre 130 micrómetros y 220 micrómetros.
Como se usa en la presente descripción, el término “suspensión” denota un material similar a un líquido, viscoso o pastoso que puede comprender una emulsión de diferente material similar a un líquido, viscoso o pastoso. La suspensión puede contener una cierta cantidad de partículas en estado sólido, siempre y cuando la suspensión siga mostrando un comportamiento líquido, viscoso o pastoso.
A continuación, con el término “corriente arriba” o “corriente abajo”, se hace referencia a la dirección del flujo de la suspensión.
Como se usa en la presente descripción, el término “soporte móvil” denota cualquier medio que comprende una superficie que puede moverse en al menos una dirección longitudinal. El soporte móvil puede formar un lazo cerrado para proporcionar una capacidad de transporte ininterrumpida en una dirección. Sin embargo, el soporte móvil también puede moverse de forma alterna. El soporte móvil puede incluir una cinta transportadora. El soporte móvil puede ser esencialmente plano y puede mostrar una superficie estructurada o no estructurada. El soporte móvil puede ser totalmente impermeable a los líquidos. Esto evita que la suspensión pase accidentalmente a través del soporte. En otras modalidades, el soporte móvil puede comprender aberturas en su superficie. Preferentemente, las aberturas son de tal tamaño que son permeables al aire, pero aún no permeables al líquido. Tales aberturas pueden mejorar la eliminación de humedad de la suspensión aplicada al soporte móvil al permitir que el vapor de agua escape además a través del soporte móvil y no solo a través de la superficie externa de la lámina formadora creada por la suspensión. Al secar, la suspensión tiende a formar una capa seca externa. La capa seca externa puede formar una barrera contra la humedad que se escapa de la suspensión por debajo de la capa seca externa. En consecuencia, la provisión de aberturas en el soporte móvil puede conducir a un secado más consistente de la suspensión a través de todo el grosor de la lámina formadora. El soporte móvil puede comprender una trama móvil y flexible en forma de lámina. La trama puede estar hecha de un material metálico, que incluyen, pero no se limitan a acero, cobre, aleaciones de hierro y aleaciones de cobre, o de un material de caucho. La trama puede estar hecha de un material resistente a la temperatura de manera que pueda calentarse para acelerar el proceso de secado de la suspensión.
Un “material que contiene alcaloides” es un material que contiene uno o más alcaloides. Los alcaloides pueden comprender nicotina. La nicotina puede encontrarse, por ejemplo, en el tabaco.
Los alcaloides son un grupo de compuestos químicos naturales que contienen principalmente átomos básicos de nitrógeno. Este grupo incluye además algunos compuestos relacionados con propiedades neutras e incluso ligeramente ácidas. Algunos compuestos sintéticos de estructura similar también se denominan alcaloides. Además del carbono, hidrógeno y nitrógeno, los alcaloides también pueden contener oxígeno, azufre y, más raramente, otros elementos como cloro, bromo y fósforo.
Los alcaloides son producidos por una gran variedad de organismos, que incluyen bacterias, hongos y plantas. Pueden purificarse a partir de extractos crudos de estos organismos por extracción ácido-base. La cafeína, la nicotina, la teobromina, la atropina, la tubocurarina son ejemplos de alcaloides.
Como se usa en la presente descripción, el término “material de tabaco homogeneizado” denota un material que se forma por aglomeración de partículas de tabaco, que contiene la nicotina alcaloide. Por tanto, el material que contiene alcaloides puede ser un material de tabaco homogeneizado.
Las formas más comúnmente usadas de material de tabaco homogeneizado son la lámina de tabaco reconstituido y la hoja moldeada. El proceso para formar láminas de material de tabaco homogeneizado comprende comúnmente una etapa en la que el polvo de tabaco y un aglutinante se mezclan para formar una suspensión. La suspensión entonces se usa para crear una lámina de tabaco. Por ejemplo, al moldear una suspensión viscosa sobre una cinta de metal móvil para producir la llamada hoja moldeada. Alternativamente, una suspensión con baja viscosidad y alto contenido de agua puede usarse para crear tabaco reconstituido en un proceso que se asemeja a la fabricación del papel.
Se puede hacer referencia al material tipo lámina de tabaco como material tipo lámina reconstituido, el cual se puede formar mediante el uso de tabaco en forma de partículas (por ejemplo, tabaco reconstituido) o una mezcla particulada de tabaco, un humectante y un solvente acuoso para formar la composición de tabaco.
La lámina de tabaco homogeneizado generalmente incluye, además del tabaco, un aglutinante y un formador de aerosol, como guar y glicerina.
El término “sustrato formador de aerosol” se refiere a un sustrato que es capaz de liberar compuestos volátiles que pueden formar un aerosol. Generalmente, el aerosol es adecuado para ser inhalado por un usuario. Típicamente, los sustratos formadores de aerosol liberan compuestos volátiles al calentarse. El sustrato formador de aerosol puede incluir el material que contiene compuestos volátiles de saborizantes alcaloides, que se liberan del sustrato formador de aerosol al calentarse. El sustrato formador de aerosol puede incluir material homogeneizado.
Como se usa en la presente descripción, el término “dispositivo generador de aerosol” se refiere a un dispositivo configurado para interactuar con un sustrato formador de aerosol para generar aerosol. Preferentemente, el dispositivo generador de aerosol incluye un aerosolizador, tal como un calentador.
La lámina de material que contiene alcaloides puede utilizarse como sustrato formador de aerosol para un dispositivo generador de aerosol.
La suspensión puede comprender una serie de diferentes componentes o ingredientes. Estos componentes pueden influir en las propiedades de la lámina moldeada de material que contiene alcaloides. Un primer ingrediente es un material que contiene alcaloides, por ejemplo, en forma de polvo. Este material puede ser, por ejemplo, una mezcla de polvo de tabaco. Preferentemente, la mezcla de tabaco en polvo contiene la mayor parte del tabaco presente en la suspensión. De este modo, la mezcla de tabaco en polvo es la fuente de la mayor parte del tabaco en el material de tabaco homogeneizado. Como tal, la mezcla de polvo de tabaco define el sabor al producto final, por ejemplo, a un aerosol producido al calentar el material de tabaco homogeneizado.
Se añade preferentemente un aglutinante para mejorar las propiedades de tracción de la lámina homogeneizada. Se añade preferentemente un formador de aerosol para favorecer la formación de aerosol. Además, a fin de alcanzar una cierta viscosidad y humedad para moldear la trama de material que contiene alcaloides, puede añadirse agua a la suspensión.
La cantidad de aglutinante añadido a la suspensión puede estar comprendida entre aproximadamente el 1 por ciento y aproximadamente el 5 por ciento del peso seco de la suspensión. Con mayor preferencia, se comprende entre aproximadamente 2 por ciento y aproximadamente 4 por ciento. El aglutinante usado en la suspensión puede ser cualquiera de las gomas o pectinas descritas en la presente descripción. El aglutinante puede asegurar que el polvo de tabaco permanezca esencialmente disperso en toda la trama de tabaco homogeneizado. Aunque puede emplearse cualquier aglutinante, los aglutinantes preferidos son pectinas naturales, tales como frutas, cítricos o pectinas de tabaco; las gomas guar, tales como hidroxietil guar e hidroxipropil guar; gomas de algarrobo, tales como hidroxietil e hidroxipropil goma de algarrobo; alginato; almidón, tales como almidones modificados o derivatizados; celulosas, tales como metil, etil, etilhidroximetil y carboximetilcelulosa; goma de tamarindo; dextrano; pulalón; harina de konjac; goma xantana y similares. El aglutinante particularmente preferido para su uso en la presente invención es la goma guar.
Preferentemente, se añade a la suspensión una pulpa de celulosa que contiene fibras celulósicas para aumentar la resistencia a la tracción de la trama de material de alcaloides, actuando como un agente de refuerzo. La introducción de fibras celulósicas en la suspensión típicamente aumenta la resistencia a la tracción de la trama de material de tabaco, actuando como un agente de refuerzo. Por lo tanto, la adición de fibras celulósicas puede aumentar la resiliencia de la trama de material de tabaco homogeneizado. Las fibras celulósicas que se incluyen en una suspensión para el material de tabaco homogeneizado se conocen en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: fibras de madera suave, fibras de madera dura, fibras de yute, fibras de lino, fibras de tabaco y sus combinaciones. Además de desfibrado, las fibras celulósicas pudieran someterse a los procesos adecuados tales como el refinado, el desfibrado mecánico, el desfibrado químico, el blanqueado, la desfibrado con sulfato y sus combinaciones. Las fibras celulósicas pueden incluir materiales de los tallos de tabaco, cañas u otro material de la planta del tabaco. Preferentemente, las fibras celulósicas tales como las fibras de madera comprenden un bajo contenido de lignina. Alternativamente las fibras, tales como las fibras vegetales, pueden usarse tanto con las fibras anteriores o como alternativa, incluyendo cáñamo y bambú. La longitud media de las fibras celulósicas está ventajosamente entre aproximadamente 0,2 milímetros y aproximadamente 4 milímetros. Preferentemente, la longitud promedio por peso de las fibras celulósicas es de entre aproximadamente 1 milímetro y aproximadamente 3 milímetros. Además, preferentemente, la cantidad de fibras celulósicas está comprendida entre aproximadamente el 1 por ciento y aproximadamente el 7 por ciento en base de peso seco del peso total de la suspensión (o lámina de tabaco homogeneizado).
La longitud media de las fibras se refiere a su longitud real (independientemente de si están enroscadas o dobladas) medida por MORFI COMPACT comercializado por Techpap SAS. La longitud media es la media matemática de la longitud medida de las fibras por MORFI Co MpACT sobre una medición de N fibras, donde N > 5. El MORFI COMPACT es un analizador de fibras que mide la longitud de las fibras siguiendo el marco de las fibras, midiendo por lo tanto su longitud real desarrollada. Los objetos medidos se consideran fibras si su longitud está comprendida entre 200 micras y 10000 micras y su ancho está comprendido entre 5 micras y 75 micras. La longitud de las fibras se mide cuando se añade agua desionizada a las fibras y se utiliza el software Morfi.
Las fibras en la lámina de sustrato podrían ser tejidas o no tejidas. Si no se teje, las fibras pueden orientarse predominantemente en una dirección. Además, las fibras pueden orientarse, por ejemplo, aleatoriamente. Si se teje, se podrían usar varios patrones.
Los formadores de aerosol adecuados para su inclusión en la suspensión para lámina de material que contiene alcaloides son conocidos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: alcoholes monohídricos como el mentol, alcoholes polihídricos, como el trietilenglicol, el 1,3-butanodiol y la glicerina; ésteres de alcoholes polihídricos, como el mono-, di- o triacetato de glicerol; y ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o policarboxílicos, como el dodecanedioato de dimetilo y el tetradecanedioato de dimetilo.
Los ejemplos de formadores de aerosol preferidos son la glicerina y propilenglicol.
La suspensión puede tener un contenido de formador de aerosol mayor que aproximadamente el 5 por ciento en base de peso seco. La suspensión puede tener un contenido de formador de aerosol de entre aproximadamente el 5 por ciento y aproximadamente el 30 por ciento en peso sobre la base de peso seco. Con mayor preferencia, el formador de aerosol está comprendido entre aproximadamente el 10 por ciento a aproximadamente el 25 por ciento del peso seco de la suspensión. Con mayor preferencia, el formador de aerosol está comprendido entre aproximadamente el 15 por ciento a aproximadamente el 25 por ciento del peso seco de la suspensión.
El aglutinante y las fibras celulósicas se incluyen preferentemente en una relación de peso comprendida entre aproximadamente 1:7 y aproximadamente 5:1. Con mayor preferencia, el aglutinante y las fibras celulósicas se incluyen en una relación de peso que comprende entre aproximadamente 1:1 y aproximadamente 3:1.
El aglutinante y el formador de aerosol se incluyen preferentemente en una relación de peso comprendida de aproximadamente 1:30 y aproximadamente 1:1. Con mayor preferencia, el aglutinante y el formador de aerosol se incluyen en una relación de peso que comprende entre aproximadamente 1:20 y aproximadamente 1:4.
Preferentemente, el material que contiene alcaloide es tabaco. El aglutinante y las partículas de tabaco se incluyen preferentemente en una relación de peso que comprende entre aproximadamente 1:100 y aproximadamente 1:10. Con mayor preferencia, el aglutinante y las partículas de tabaco se incluyen en una relación de peso que comprende de aproximadamente 1:50 y aproximadamente 1:15, incluso con mayor preferencia de aproximadamente 1:30 y 1:20.
El formador de aerosol y las partículas de tabaco se incluyen preferentemente en una relación de peso que comprende de aproximadamente 1:20 y aproximadamente 1:1. Con mayor preferencia, el formador de aerosol y las partículas de tabaco se incluyen en una relación de peso que comprende de aproximadamente 1:6 y aproximadamente 1:2.
El formador de aerosol y las fibras celulósicas se incluyen preferentemente en una relación de peso que comprende de aproximadamente 1:1 y aproximadamente 30:1. Con mayor preferencia, el formador de aerosol y las fibras celulósicas se incluyen en una relación de peso que comprende de aproximadamente 5:1 y aproximadamente 15:1. Las fibras celulósicas y las partículas de tabaco se incluyen preferentemente en una relación de peso que comprende de aproximadamente 1:100 y aproximadamente 1:10. Con mayor preferencia, las fibras celulósicas y las partículas de tabaco se incluyen preferentemente en una relación de peso que comprende de aproximadamente 1:50 y aproximadamente 1:20.
La suspensión se forma en una ubicación dada y luego se almacena. La suspensión puede almacenarse y formarse, por ejemplo, en la misma ubicación, por ejemplo, en el mismo tanque, o en dos ubicaciones diferentes, por ejemplo, en dos tanques diferentes. El tanque usado se conoce preferentemente en el campo. Además, la suspensión puede formarse o almacenarse en un solo tanque, o en una pluralidad de tanques. A continuación, el tanque donde se almacena la suspensión y posiblemente también se forma se denomina primer tanque. Si se utiliza más de un tanque, se denominarán segundo tanque, tercer tanque, etc.
Desde el tanque donde se almacena, la suspensión se transfiere a una caja de moldeo para que se forme una lámina moldeada de un material que contiene alcaloides. La lámina moldeada puede formarse sobre un soporte móvil, que se desplaza a lo largo de una dirección de moldeo, de manera que se obtiene una lámina continua, o trama, de material que contiene alcaloides.
El moldeado se realiza mediante el uso de cualquier dispositivo de moldeado conocido, por ejemplo, la suspensión puede moldearse mediante el uso de una lámina de moldeo. La suspensión puede extrudirse sobre el soporte móvil. La suspensión puede rociarse sobre el soporte móvil. La suspensión puede frotarse sobre el soporte móvil. El dispositivo de moldeado se conecta preferentemente a la caja de moldeo.
La caja de moldeo tiene preferentemente forma de caja. Preferentemente, la caja de moldeo incluye paredes. Con mayor preferencia, las paredes a su vez comprenden paredes laterales. Las paredes laterales pueden incluir un primer y un segundo par de paredes opuestas, denominadas primera, segunda, tercera y cuarta pared lateral. Las paredes laterales son de manera ventajosa esencialmente verticales o inclinadas con respecto a un plano vertical. Las paredes laterales pueden ser curvas. La primera y segunda, y tercera y cuarta paredes laterales, están una frente a otra. Preferentemente, las paredes de la caja de moldeo incluyen además una pared inferior que tiene una abertura. Preferentemente, toda la pared inferior define una abertura. La caja de moldeo puede incluir una tapa de manera que forme una cámara presurizada. La presión interna de la cámara presurizada puede regularse. En algunas modalidades, la caja de moldeo está abierta en la parte superior.
La transferencia de la suspensión desde el primer tanque a la caja de moldeo se realiza a través de una trayectoria de flujo, por ejemplo, a través de tubos adecuados, de manera que el primer tanque y la caja de moldeo se conectan de manera fluida para permitir que la suspensión se transfiera desde el primer tanque a la caja de moldeo. Preferentemente, la suspensión se suministra continuamente desde el primer tanque a la caja de moldeo durante al menos la mayor parte del tiempo de producción durante el cual la suspensión se moldea sobre el soporte móvil. Preferentemente, la cantidad de suspensión en la caja de moldeo se mantiene esencialmente constante. Por ejemplo, la cantidad de suspensión en la caja de moldeo es igual a una cantidad predefinida. Preferentemente, la cantidad predefinida de suspensión en la caja de moldeo se mantiene constantemente. Por ejemplo, se establece un nivel predeterminado de suspensión dentro de la caja de moldeo. Para obtener un nivel esencialmente constante de suspensión en la caja de moldeo, la suspensión se suministra continuamente a la caja de moldeo mientras la suspensión se moldea sobre el soporte móvil.
La trayectoria de flujo desde el tanque hasta la caja de moldeo incluye una primera trayectoria de flujo y una segunda trayectoria de flujo. Cada una de la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo conecta el tanque a la caja de moldeo. La primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo pueden separarse completamente. Por ejemplo, cada una de la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo puede incluir una salida separada en el tanque, una entrada separada en la caja de moldeo, un conducto separado entre la entrada y la salida. Alternativamente, la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo pueden tener una sección común. Por ejemplo, puede haber una única salida en el tanque (por ejemplo, una única abertura), un único conducto común para una longitud dada que se extiende desde la salida, que luego se bifurca en dos trayectorias diferentes que conducen a dos entradas diferentes en la caja de moldeo. Por el contrario, pueden estar presentes dos salidas distintas en el primer tanque desde donde se extienden dos conductos diferentes, que luego se fusionan en un único conducto que termina en una única entrada en la caja de moldeo. Además, pueden estar presentes una única salida y una única entrada, con un primer conducto común que sale de la salida, que luego se abrocha en dos y se fusiona de nuevo en un único segundo conducto común que termina en la entrada. Por lo tanto, una primera trayectoria de flujo y una segunda trayectoria de flujo indican dos trayectorias de flujo desde el primer tanque hasta la caja de moldeo que son para al menos una porción distinta una de la otra, pero también pueden tener porciones o secciones comunes. La primera trayectoria de flujo dirige entonces la suspensión desde el primer tanque a la caja de moldeo a lo largo de una primera ruta y la segunda trayectoria de flujo dirige la suspensión desde el primer tanque a la caja de moldeo a lo largo de una segunda ruta que es al menos en parte diferente de la primera ruta.
La primera trayectoria de flujo incluye una primera bomba y la segunda trayectoria de flujo incluye una segunda bomba. La primera bomba y la segunda bomba se ubican en aquellas porciones de la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo que no son comunes, es decir, la primera bomba bombea la suspensión a la caja de moldeo solo si la suspensión se dirige a la caja de moldeo a través de la primera trayectoria de flujo y la segunda bomba bombea la suspensión solo si la suspensión fluye a la caja de moldeo a través de la segunda trayectoria de flujo. Solo una o ambas bombas pueden estar sumergidas en la suspensión que están bombeando o pueden colocarse fuera de la suspensión. De conformidad con la invención, la primera bomba es una bomba diferente de la segunda bomba. Preferentemente, al menos una característica de la primera bomba es diferente de una característica de la segunda bomba. Por ejemplo, la primera bomba podría pertenecer a un tipo de bomba diferente del segundo tipo de bomba. La segunda bomba puede tener una potencia absorbida máxima mayor que la primera bomba.
En caso de que haya más de un tanque para el almacenamiento de lodos, pueden estar presentes más trayectorias de flujo, lo que lleva la suspensión desde los diversos tanques a la caja de moldeo mediante el uso de diferentes bombas. Alternativa o adicionalmente, también cuando está presente un solo tanque, pueden proporcionarse más de dos trayectorias de flujo diferentes, cada una de las cuales tiene una bomba diferente.
Además, si hay varios tanques, una trayectoria de flujo que conecta un tanque a la caja de moldeo y otra trayectoria de flujo que conecta otro tanque a la caja de moldeo puede tener una bomba en común. Siempre que un primer tanque esté presente que tiene una primera trayectoria de flujo que comprende una primera bomba y una segunda trayectoria de flujo que comprende una segunda bomba, la primera bomba y la segunda bomba pueden compartirse con otras trayectorias de flujo que conectan otros tanques a la caja de moldeo. Por ejemplo, se proporciona un segundo tanque que incluye una tercera trayectoria de flujo y una cuarta trayectoria de flujo, ambas trayectorias de flujo que conectan el segundo tanque con la caja de moldeo. La tercera trayectoria de flujo puede compartir la primera bomba con la primera trayectoria de flujo, es decir, la primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo tienen una sección en común, y la cuarta trayectoria de flujo puede compartir la segunda bomba con la segunda trayectoria de flujo, es decir, la segunda trayectoria de flujo y la cuarta trayectoria de flujo tienen una sección en común.
La suspensión, para llegar a la caja de moldeo, en un intervalo de tiempo dado, fluye a través de la primera o a través de la segunda trayectoria de flujo, pero no a través de ambas al mismo tiempo. Alternativamente, si hay porciones comunes entre las dos trayectorias de flujo, la suspensión fluye en todos los casos a través de estas porciones comunes. Por lo tanto, la suspensión se dirige ya sea en la primera o en la segunda trayectoria de flujo, por ejemplo, mediante la activación de una válvula o más válvulas múltiples que abren o cierran la primera o la segunda trayectoria de flujo.
En caso de que la suspensión fluya a través de la primera trayectoria de flujo, se mueve por la primera bomba. En caso de que la suspensión fluya a través de la segunda trayectoria de flujo, se mueve por la segunda bomba.
La selección entre la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo se realiza sobre la base de un valor de viscosidad de la suspensión. La viscosidad de un fluido es una medida de su resistencia a la deformación a una velocidad dada. Aquí hay dos mediciones relacionadas de viscosidad, que se denominan viscosidad dinámica y viscosidad cinemática. La viscosidad dinámica es una medida de la resistencia interna. La viscosidad dinámica es la fuerza tangencial por unidad de área requerida para mover un plano horizontal con respecto a otro plano, a una velocidad unitaria, al mantener una distancia unitaria separada en el fluido.
En el Sistema Internacional de Unidades (sistema SI), las unidades de viscosidad dinámica son N (Newton) s/m2, Pa (Pascal) s o kg/(m s). La viscosidad dinámica también puede expresarse en el sistema métrico CGS (centímetrogramo-segundo) como g/(cm*s), dina s/cm2 o Poise (P). Para uso práctico, el Poise es normalmente demasiado grande y, por lo tanto, la unidad se divide a menudo por 100 - en la unidad centipoise más pequeña (cP), donde 1 P = 100 cP (centiPoise).
La viscosidad cinemática es la relación entre la viscosidad dinámica y la densidad, una cantidad en la que no hay fuerza. La viscosidad cinemática se puede obtener dividiendo la viscosidad dinámica de un fluido con la densidad de masa de fluido como
v = m / p
donde
v = viscosidad cinemática (m2/s)
|j = viscosidad dinámica (N s/m2)
p = densidad (kg/m3)
En el sistema SI, la unidad teórica de viscosidad cinemática esm2/s- o el Stoke (St) comúnmente utilizado donde 1 St (Stokes) = 10-4 m2/s = 1 cm2/s.
La viscosidad de la suspensión a considerar puede ser la viscosidad dinámica o la viscosidad cinemática. Preferentemente, la viscosidad considerada es la viscosidad dinámica.
Por ejemplo, la suspensión puede tener una viscosidad dinámica en el intervalo de aproximadamente 15000 centiPoise a aproximadamente 45 000 centiPoise. El valor de viscosidad de la suspensión depende de la composición de la suspensión: por ejemplo, cuanto mayor sea el contenido de agua en la suspensión, menor será la viscosidad de la suspensión. Cuanto mayor es el contenido de tabaco en la suspensión, mayor es la viscosidad de la suspensión. Además, la viscosidad de la suspensión depende de su temperatura y presión. Además, depende de la homogeneidad de la suspensión.
Preferentemente, la viscosidad de la suspensión se evalúa mediante el uso de un evaluador de viscosidad. El evaluador de viscosidad puede incluir un viscosímetro. El viscosímetro mide la viscosidad de la suspensión. Los viscosímetros preferidos son los viscosímetros giratorios o vibratorios. Los valores indicados anteriormente como intervalo de valor de viscosidad para la suspensión se han medido con el flujómetro viscosímetro Proline Promass I 100 Coriolis producido por Endress y Hauser AG.
Sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión, la suspensión se dirige a lo largo de la primera trayectoria de flujo o a lo largo de la segunda trayectoria de flujo. De hecho, preferentemente, la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo, y con mayor preferencia la primera bomba y la segunda bomba, son adecuadas para un intervalo dado de viscosidad de la suspensión. Preferentemente, para un valor de viscosidad dado, una de la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo se adapta mejor para ese valor de viscosidad dado. Por ejemplo, la primera bomba y la segunda bomba están optimizadas para diferentes intervalos de viscosidad. Por ejemplo, la primera bomba puede adaptarse para funcionar con fluidos de “baja viscosidad” y la segunda bomba puede adaptarse para funcionar con fluidos de “alta viscosidad”. Por ejemplo, la primera bomba puede ser adecuada para un primer intervalo de viscosidades y la segunda bomba puede ser adecuada para un segundo intervalo de viscosidades. Preferentemente, el primer intervalo es diferente del segundo intervalo. Preferentemente, el primer intervalo incluye viscosidades comprendidas entre aproximadamente 15000 centiPoise y aproximadamente 25000 centiPoise. Preferentemente, el segundo intervalo incluye viscosidades comprendidas entre aproximadamente 20 000 centiPoise y aproximadamente 45 000 centiPoise. Además, otras características de la primera trayectoria de flujo pueden diferir de las de la segunda trayectoria de flujo. Por ejemplo, pueden usarse diferentes conductos o tuberías, que tienen, por ejemplo, diferentes diámetros o pueden formarse en diferentes materiales. También se pueden utilizar diferentes válvulas.
Para ciertos valores de viscosidad de la suspensión, tanto la primera trayectoria de flujo como la segunda trayectoria de flujo pueden obtener resultados óptimos en el suministro de la suspensión. En este caso, la trayectoria de flujo se elige aleatoriamente entre la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo, o una lógica implementada toma la elección, por ejemplo, sobre la base de otros factores.
Por lo tanto, si un lote de suspensión dado preparado y almacenado en el primer tanque tiene un primer valor de viscosidad, puede elegirse la primera trayectoria de flujo. Si el siguiente lote de suspensión tiene un segundo valor de viscosidad, diferente del primero, por ejemplo, más alto que el primero, la suspensión puede dirigirse a lo largo de la segunda trayectoria de flujo.
La conmutación puede realizarse manualmente, por ejemplo, operando manualmente la(s) válvula(s) abriendo y cerrando la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo, o automáticamente, a través de accionadores adecuados o elementos de control.
Además, la viscosidad de la suspensión puede medirse solo una vez, y por lo tanto la selección de la trayectoria de flujo se realiza para todo el proceso de moldeo. En otras modalidades, la viscosidad de la suspensión puede medirse múltiples veces o continuamente, de manera que también puede realizarse el cambio de una trayectoria de flujo a la otra durante el moldeado.
La elección de la trayectoria de flujo más adecuada entre la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo en dependencia del valor de densidad de la suspensión, puede permitir obtener una velocidad de flujo esencialmente constante de la suspensión en la caja de moldeo, independientemente de la viscosidad de la suspensión. Debido al hecho de que se elige la bomba adecuada para esa viscosidad, se puede lograr la velocidad de flujo requerido. Por lo tanto, se mejora el moldeado. De conformidad con la invención, los topes de la máquina pueden evitarse. Además, la variación del grosor de la lámina moldeada puede reducirse en comparación con los sistemas sin dos bombas diferentes. La presión en la caja de moldeo puede controlarse fácilmente. El control de todos estos parámetros puede mejorar la homogeneidad de la lámina moldeada.
Además, los daños a la primera bomba y la segunda bomba se minimizan porque la bomba adecuada para el valor de viscosidad de la suspensión se selecciona ventajosamente. Los costes se pueden reducir, ya que se pueden utilizar bombas más económicas para un intervalo de viscosidad específico, en comparación con las bombas que podrían cubrir intervalos de viscosidad más amplios. Además, los conductos incluidos en la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo también pueden ser diferentes. Los diferentes conductos adaptados pueden reducir los costes y el desgaste del material de los conductos. Por ejemplo, tal vez solo ciertos procesos de producción requieren una temperatura más alta, o una mayor conservación de la temperatura sobre la suspensión, lo que requiere a su vez tuberías y bombas relativamente costosas y especializadas. Estos tubos y la bomba pueden estar presentes solo en la primera trayectoria de flujo. Luego, la segunda bomba y el sistema de conductos podrían usarse para los procesos de producción más simples.
Preferentemente, la etapa de dirigir la suspensión a lo largo de la primera trayectoria de flujo o a lo largo de la segunda trayectoria de flujo desde el primer tanque a la caja de moldeo sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión incluye: establecer un valor de viscosidad umbral; dirigir la suspensión a través de la primera trayectoria de flujo si el valor de viscosidad de la suspensión está por debajo del valor de viscosidad umbral; y dirigir la suspensión a través de la segunda trayectoria de flujo de cualquier otra manera. Preferentemente, la primera trayectoria de flujo se prefiere para la “suspensión de baja viscosidad” y la segunda trayectoria de flujo se prefiere para la “lecha de alta viscosidad”. Por lo tanto, se selecciona un valor umbral de viscosidad que determina si la suspensión se dirige a través de la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo. Un ejemplo del valor umbral para la viscosidad puede ser aproximadamente 23000 centiPoise.
Preferentemente, se mide o determina la viscosidad de la suspensión. Con mayor preferencia, la suspensión tiene una composición, y el método comprende uno o más de: medir el valor de viscosidad de la suspensión en el tanque; medir el valor de viscosidad de la suspensión en la caja de moldeo; medir el valor de viscosidad de la suspensión en la primera o segunda trayectoria de flujo; determinar el valor de viscosidad sobre la base de la composición de la suspensión. El valor de viscosidad de la suspensión puede evaluarse de diferentes maneras y ubicaciones. Por ejemplo, el valor de viscosidad puede medirse por medio de un viscosímetro. Preferentemente, el viscosímetro puede colocarse en el primer tanque de manera que la viscosidad se mida en el primer tanque. Alternativa o adicionalmente, la viscosidad de la suspensión puede medirse en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo, por ejemplo, en conductos o tuberías parte de la primera trayectoria de flujo o segunda trayectoria de flujo. Además, el valor de viscosidad puede medirse en la caja de moldeo, por ejemplo, en la entrada de la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo. El valor de viscosidad también puede derivarse mediante otras mediciones, por ejemplo, puede calcularse conociendo la composición de la suspensión. La viscosidad también puede determinarse mediante la comparación con datos históricos.
De conformidad con algunas modalidades, la selección de la trayectoria de flujo en la que dirigir la suspensión, es decir, si se elige la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo, se toma en diferentes momentos posibles. La selección puede realizarse por adelantado, es decir, antes de iniciar el proceso de moldeo, por ejemplo, sobre la base de una composición de lote de suspensión. A partir de la composición de la suspensión, la viscosidad de la suspensión puede calcularse y determinarse si pertenece a los intervalos de viscosidades para los que se prefiere la primera trayectoria de flujo, o al intervalo de viscosidades para los que se prefiere la segunda trayectoria de flujo. Alternativa o adicionalmente, la selección puede realizarse en tiempo real, en base a una velocidad de bomba medida de la bomba usada (de la bomba que pertenece a la trayectoria de flujo seleccionada en la que se dirige la suspensión en ese instante específico) y la velocidad de flujo correspondiente de la suspensión. Para una velocidad de bombeo dada, se espera una velocidad de flujo de suspensión determinada. Si la velocidad de flujo medida difiere del esperado, puede decidirse un cambio en la trayectoria del flujo. Alternativa o adicionalmente, la selección puede realizarse en tiempo real, en base a la medición de viscosidad de la suspensión. Las mediciones pueden realizarse en línea. Además, las mediciones pueden realizarse en el tanque o en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo o en la caja de moldeo. Las mediciones pueden realizarse, por ejemplo, con un viscosímetro que evalúa la viscosidad cinemática (o viscosidad dinámica de la suspensión cuando se conoce la densidad de la suspensión). Los ejemplos de viscosímetros adecuados son, por ejemplo, un viscosímetro vibratorio, un viscosímetro capilar, una copa Zahn u otros. Si la viscosidad de la suspensión cambia, la trayectoria de flujo seleccionada también puede cambiar.
Con mayor preferencia, el método comprende medir o determinar el valor de viscosidad de la suspensión más de una vez; y cambiar el flujo de la suspensión de la primera trayectoria de flujo a la segunda trayectoria de flujo, o viceversa, en caso de una variación del valor de viscosidad en comparación con la medición o determinación anterior. Preferentemente, está presente un bucle de retroalimentación. El valor de viscosidad se mide varias veces, por ejemplo, con una frecuencia dada. Sobre la base del resultado de las mediciones, o si estas variaciones se confirman en más de una medición, entonces la suspensión se dirige a una trayectoria de flujo diferente a la trayectoria de flujo en la que se dirigió la suspensión antes. Sobre la base del resultado de las mediciones puede significar, por ejemplo, si hay variaciones en el valor de viscosidad, y con mayor preferencia si están presentes las variaciones del valor de viscosidad por encima de un umbral determinado. La composición de la suspensión o el tipo de suspensión puede cambiar durante la producción y, por lo tanto, también la trayectoria de flujo seleccionada puede cambiar en consecuencia.
La composición de la suspensión o el tipo de suspensión puede cambiar durante la producción y, por lo tanto, también la trayectoria de flujo seleccionada puede cambiar en consecuencia, monitoreando el valor de la viscosidad de la suspensión.
Preferentemente, el método comprende: almacenar la suspensión en un segundo tanque; proporcionar una tercera trayectoria de flujo para la comunicación continua entre el segundo tanque y la caja de moldeo, la tercera trayectoria de flujo que comprende una tercera bomba; conectar la segunda ruta de flujo al segundo tanque, de manera que el segundo tanque y la caja de moldeo están en comunicación continua a través de la segunda trayectoria de flujo; dirigir la suspensión a través de la tercera trayectoria de flujo o a través de la segunda trayectoria de flujo desde el segundo tanque a la caja de moldeo sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión. Como se mencionó, la suspensión puede almacenarse en más de un tanque, por ejemplo, en un primer tanque y en un segundo tanque. Por lo tanto, cada tanque tiene una trayectoria de flujo a la caja de moldeo, la primera trayectoria de flujo que incluye la primera bomba y conecta el primer tanque a la caja de moldeo y la tercera trayectoria de flujo que incluye la tercera bomba y conecta el segundo tanque a la caja de moldeo. Preferentemente, la primera bomba y la tercera bomba tienen características esencialmente similares. Preferentemente, la primera bomba y la tercera bomba se adaptan para usarse con la suspensión que tiene esencialmente los mismos valores de viscosidad. El primer tanque y el segundo agradecimiento comparten además la segunda trayectoria de flujo, que se utilizará para dirigir la suspensión desde el primer tanque y el segundo tanque hacia la caja de moldeo. En el segundo tanque, la suspensión se dirige a través de la tercera trayectoria de flujo o a través de la segunda trayectoria de flujo en dependencia del valor de viscosidad de la suspensión. Adicionalmente, cada tanque también puede conectarse de manera fluida a más de una caja de moldeo.
Preferentemente, la suspensión se dirige a través de la primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo desde el primer tanque y el segundo tanque hasta la caja de moldeo para los mismos intervalos de valores de la viscosidad de la suspensión. Preferentemente, la suspensión se dirige a través de la segunda trayectoria de flujo, en lugar de la primera trayectoria de flujo y terceras trayectorias de flujo, desde el primer tanque y el segundo tanque hasta la caja de moldeo para los mismos valores de la viscosidad de la suspensión.
Con mayor preferencia, el método comprende: medir o determinar el valor de viscosidad de la suspensión más de una vez; cambiar ambos flujos de suspensión de la primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo a la segunda trayectoria de flujo, o viceversa, en caso de una variación del valor de viscosidad en comparación con la medición o determinación anterior. Preferentemente, está presente un bucle de retroalimentación. El valor de viscosidad se mide varias veces, por ejemplo, con una frecuencia dada. Sobre la base del resultado de las mediciones, o si estas variaciones se confirman en más de una medición, entonces la suspensión se dirige a una trayectoria de flujo diferente a la trayectoria de flujo en la que se dirigió la suspensión antes. Sobre la base del resultado de las mediciones puede significar, por ejemplo, si hay variaciones en el valor de viscosidad, y con mayor preferencia si están presentes las variaciones del valor de viscosidad por encima de un umbral determinado. La composición de la suspensión o el tipo de suspensión puede cambiar durante la producción y, por lo tanto, también la trayectoria de flujo seleccionada puede cambiar en consecuencia.
Preferentemente, el flujo de la suspensión que entra en la caja de moldeo define una velocidad de flujo, y el método comprende: mantener la velocidad de flujo de la suspensión que entra en la caja de moldeo esencialmente constante antes y después del cambio. Por ejemplo, la velocidad de flujo puede medirse en la entrada de la vía de flujo en la caja de moldeo.
Preferentemente, la primera bomba define una primera velocidad de bomba y la segunda bomba define una segunda velocidad de bomba. Preferentemente, el método comprende: medir la primera velocidad de la bomba o la segunda velocidad de la bomba; medir una velocidad de flujo de la suspensión en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo; y cambiar el flujo de la suspensión desde la primera trayectoria de flujo a la segunda trayectoria de flujo, o viceversa, en caso de que la velocidad de flujo medida de la suspensión en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo esté fuera de un intervalo dado para la primera velocidad de la bomba medida respectiva o la segunda velocidad de la bomba. En el caso, por ejemplo, también está presente una tercera trayectoria de flujo que tiene una tercera bomba, preferentemente, la primera bomba define una primera velocidad de bomba, la segunda bomba define una segunda velocidad de bomba y la tercera bomba define una tercera velocidad de bomba. El método comprende preferentemente: medir la primera velocidad de la bomba, la segunda velocidad de la bomba y la tercera velocidad de la bomba; medir una velocidad de flujo de la suspensión en la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo o la tercera trayectoria de flujo; cambiar ambos flujos de suspensión desde la primera trayectoria de flujo o la tercera trayectoria de flujo a la segunda trayectoria de flujo, o viceversa, en caso de que la velocidad de flujo medida esté fuera de un intervalo dado para la primera velocidad de la bomba medida respectiva, la segunda velocidad de la bomba o la tercera velocidad de la bomba.
Se mide la velocidad de la primera bomba. Se mide la segunda velocidad de la bomba. Se mide la velocidad de la tercera bomba, si está presente. Se mide la velocidad de flujo de la suspensión en la primera trayectoria de flujo. Se mide la velocidad de flujo en la segunda trayectoria de flujo. Se mide la velocidad de flujo en la tercera trayectoria de flujo, si está presente. Si la velocidad de flujo en la primera trayectoria de flujo está fuera de un intervalo determinado para la primera velocidad de la bomba medida, el flujo de la suspensión se cambia de la primera trayectoria de flujo a la segunda trayectoria de flujo. Si la velocidad de flujo en la tercera trayectoria de flujo está fuera de un intervalo determinado para la tercera velocidad de la bomba medida, el flujo de la suspensión se cambia de la tercera trayectoria de flujo a la segunda trayectoria de flujo. Si la velocidad de flujo en la segunda trayectoria de flujo está fuera de un intervalo dado para la segunda velocidad de la bomba medida, el flujo de la suspensión se cambia de la segunda trayectoria de flujo a la primera trayectoria de flujo o la tercera trayectoria de flujo.
La velocidad de una bomba se refiere a su velocidad de rotación. Las bombas generalmente comprenden un mecanismo giratorio para mover la suspensión. Por lo tanto, la velocidad de la bomba se refiere a la velocidad de rotación, o número de revoluciones por unidad de tiempo, de la bomba. Las diferentes bombas pueden tener velocidades máximas diferentes, por encima de las cuales la bomba podría funcionar mal o sobrecalentarse. La bomba también puede limitarse a una velocidad máxima y no puede aumentar su velocidad por encima de la velocidad máxima, por ejemplo, por motivos de seguridad. Por lo tanto, si la velocidad de la bomba está fuera de un intervalo determinado, la suspensión se dirige a una trayectoria de flujo diferente de la trayectoria de flujo usada para llegar a la caja de moldeo en el momento de la medición de velocidad. Cuando se ha medido una velocidad de la bomba fuera del intervalo dado para la velocidad de la bomba, esto puede significar que la suspensión es demasiado viscosa para esa bomba dada presente en la trayectoria del flujo. En tal caso, se usa preferentemente una bomba diferente, y a su vez una trayectoria de flujo diferente. Preferentemente, la velocidad de la bomba tiene un intervalo dado, que depende de la bomba. Por ejemplo, este intervalo dado puede incluir la velocidad máxima de la primera bomba, la velocidad máxima de la segunda bomba y la velocidad máxima de la tercera bomba: Esto puede evitar ventajosamente que la bomba alcance la velocidad máxima de una bomba dada.
Preferentemente, la primera bomba define una primera velocidad de bomba y la segunda bomba define una segunda velocidad de bomba. Preferentemente, el método comprende: medir una velocidad de flujo de la suspensión que sale de la caja de moldeo o entra en la caja de moldeo o en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo; y cambiar la primera velocidad de la bomba o la segunda velocidad de la bomba sobre la base de la velocidad de flujo de la suspensión medida.
Por ejemplo, si una tercera bomba está presente, preferentemente la primera bomba, la segunda bomba o la tercera bomba define la primera velocidad de la bomba, la segunda velocidad de la bomba o la tercera velocidad de la bomba, el método comprende: medir una velocidad de flujo de la suspensión que sale de la caja de moldeo o entra en la caja de moldeo o en la primera trayectoria de flujo, o en la segunda trayectoria de flujo o en la tercera trayectoria de flujo; y cambiar la primera velocidad de la bomba o la segunda velocidad de la bomba o la tercera velocidad de la bomba sobre la base de la velocidad de flujo de la suspensión medida.
Si la velocidad de flujo de la suspensión cambia, también puede ser necesario un cambio de velocidad de la bomba para llevar la velocidad de flujo de vuelta al valor deseado.
Preferentemente, la primera bomba o la segunda bomba es una bomba de desplazamiento positivo. Preferentemente, la segunda bomba incluye una bomba de desplazamiento positivo en la segunda trayectoria de flujo donde se dirigen más “lodos viscosos”. Preferentemente, la segunda bomba puede usarse con lodos que tienen un intervalo de viscosidad dinámico comprendido entre aproximadamente 20000 centiPoise y aproximadamente 45 000 centiPoise. Preferentemente, la primera bomba puede usarse con lodos que tienen un intervalo de viscosidad dinámico comprendido entre aproximadamente 15000 centiPoise y aproximadamente 25 000 centiPoise. Preferentemente, la primera bomba o la segunda bomba incluye una bomba de lóbulo. Con mayor preferencia, la primera bomba o la segunda bomba incluye una bomba de flujo volumétrico.
Preferentemente, la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo incluye tuberías, las tuberías tienen un diámetro comprendido entre aproximadamente 2,5 centímetros y aproximadamente 10,5 centímetros. Preferentemente, la primera trayectoria de flujo o segunda trayectoria de flujo incluye tubos para dirigir la suspensión desde el primer tanque a la caja de moldeo. Preferentemente, los tubos están hechos de metal, con mayor preferencia los tubos están hechos de acero inoxidable. El diámetro de los tubos se selecciona preferentemente en dependencia de la viscosidad de la suspensión y la velocidad de flujo esperado.
Preferentemente, el evaluador de viscosidad incluye un viscosímetro. Preferentemente, el viscosímetro evalúa la viscosidad cinemática. Alternativamente, el viscosímetro evalúa la viscosidad dinámica de la suspensión cuando se conoce la densidad de la suspensión. Preferentemente, el viscosímetro es un viscosímetro vibratorio, un viscosímetro capilar, una copa Zahn u otros.
Preferentemente, el aparato comprende: un segundo tanque; una tercera trayectoria de flujo que conecta fluidamente el segundo tanque a la caja de moldeo para dirigir un flujo de suspensión a la caja de moldeo; una tercera bomba ubicada dentro de la tercera trayectoria de flujo; en donde la segunda trayectoria de flujo conecta fluidamente el segundo tanque y la caja de moldeo para dirigir un flujo de suspensión a la caja de moldeo; una segunda válvula para abrir selectivamente la tercera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo para permitir el flujo de suspensión desde el segundo tanque a la caja de moldeo ya sea a través de la tercera trayectoria de flujo o a través de la segunda trayectoria de flujo; en donde el elemento de control opera la segunda válvula para seleccionar la tercera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión. Como se mencionó, la suspensión puede almacenarse en más de un tanque, por ejemplo, un primer tanque y un segundo tanque. Cada agradecimiento tiene preferentemente su propia trayectoria de flujo hacia la caja de moldeo, la primera trayectoria de flujo que incluye la primera bomba que conecta el primer tanque a la caja de moldeo y la tercera trayectoria de flujo que incluye una tercera bomba que conecta el segundo tanque a la caja de moldeo. Preferentemente, la primera bomba y la tercera bomba tienen características esencialmente similares. Preferentemente, la primera bomba y la tercera bomba se adaptan para usarse con la suspensión que tiene esencialmente los mismos valores de viscosidad. El primer tanque y la segunda agradecimiento también comparten preferentemente la segunda trayectoria de flujo, en donde la segunda trayectoria de flujo debe usarse para dirigir la suspensión desde el primer tanque y el segundo tanque a la caja de moldeo. En el segundo tanque, la suspensión se dirige a través de la tercera trayectoria de flujo o a través de la segunda trayectoria de flujo en dependencia del valor de viscosidad de la suspensión. Por lo tanto, en dependencia del valor de la viscosidad de la suspensión, se abre o cierra una válvula para dirigir la suspensión a través de la tercera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo.
Preferentemente, la primera bomba, la segunda bomba o la tercera bomba definen una primera velocidad de bomba, una segunda velocidad de bomba o una tercera velocidad de bomba respectivamente. Preferentemente, el aparato comprende un varíador de velocidad para variar la primera velocidad de la bomba, o la segunda velocidad de la bomba o la tercera velocidad de la bomba respectivamente. Para tener una velocidad de flujo esencialmente constante, puede cambiarse la velocidad de la bomba.
Las modalidades específicas se describirán, además, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales:
- La Figura 1 muestra una vista lateral esquemática de un aparato de moldeo para moldear una lámina de un material que contiene alcaloides de conformidad con la invención;
- la Figura 2 muestra una segunda modalidad del aparato de moldeo de la Figura 1;
- la Figura 3 muestra una tercera modalidad del aparato de las Figuras 1 y 2; y
- la Figura 4 muestra una vista ampliada de un detalle de los aparatos de las Figuras 1 - 3.
Con referencia a la figura 1, se representa una primera modalidad de un aparato de moldeo para la producción de una lámina moldeada de un material que contiene alcaloides de conformidad con la presente invención y se indica con el número de referencia 100. Solo una porción del aparato de moldeado 100 se muestra en la figura 1.
En particular, el aparato de moldeo 100 está adaptado para la producción de una lámina moldeada de un material que contiene alcaloides, como un material de tabaco homogeneizado 1.
El aparato de moldeo 100 comprende una caja de moldeo 10 que contiene suspensión 2 y un soporte móvil 20, en donde una lámina de moldeo 70 (véase la figura 4) vierte la suspensión 2 contenida en la caja de moldeo 10 sobre el soporte móvil 20 para formar la lámina de moldeo 1 de material de tabaco homogeneizado. En lugar de la lámina de moldeo 70, también puede usarse cualquier otro dispositivo de moldeo.
El aparato de moldeo 100 incluye además un primer tanque 3, tal como un almacenamiento o un tanque de almacenamiento temporal, desde donde la suspensión 2 se transfiere a la caja de moldeo 10. El aparato de moldeo 100 incluye una primera trayectoria de flujo 4 y una segunda trayectoria de flujo 5 que conecta la caja de moldeo 10 al primer tanque 3, y una primera bomba 6 y una segunda bomba 7, posicionadas respectivamente dentro de la primera trayectoria de flujo 4 y la segunda trayectoria de flujo 5. Preferentemente, la primera bomba 6 y la segunda bomba 7 comprenden un control de la velocidad de flujo para controlar la cantidad de suspensión 2 introducida en la caja de moldeo 10 a través de la primera trayectoria de flujo o la segunda trayectoria de flujo. La primera bomba 6 y la segunda bomba 7 están ventajosamente diseñadas para garantizar que los tiempos de transferencia de la suspensión se mantengan al mínimo necesario. Por lo tanto, el primer tanque 3 se conecta de manera fluida, por medio de la primera trayectoria de flujo 4 y la segunda trayectoria de flujo 5, a la caja de moldeo 10 para alimentarse de la misma con la suspensión 2.
La primera bomba 6 es diferente de la segunda bomba 7. La primera bomba es adecuada para trabajar con un primer intervalo de viscosidades de la suspensión. La segunda bomba es adecuada para trabajar con un segundo intervalo de viscosidades de la suspensión. El primer intervalo es diferente del segundo intervalo.
Cada trayectoria de flujo 4, 5 incluye tubos adecuados 8 y dos válvulas, posicionadas corriente abajo y corriente arriba de su primera y segunda bomba respectiva 6, 7. La primera válvula 21 y la segunda válvula 22 están presentes en la primera trayectoria de flujo 4 corriente arriba y corriente abajo de la primera bomba 6, respectivamente, y la tercera válvula 23 y la cuarta válvula 24 están presentes en la segunda trayectoria de flujo 5, corriente arriba y corriente abajo de la segunda bomba 7, respectivamente. La primera válvula 21 y la segunda válvula 22 se usan para permitir la sustitución de la primera bomba 6 de la primera trayectoria de flujo 4 para la limpieza o el mantenimiento. La tercera válvula 23 y la cuarta válvula 24 se usan para permitir la sustitución de la segunda bomba 7 de la segunda trayectoria de flujo 5 para su limpieza o mantenimiento.
En la modalidad de la Figura 1, la primera trayectoria de flujo 4 incluye una primera salida 25 formada en el primer tanque 3 y se extiende desde el mismo, mientras que la segunda trayectoria de flujo 5 incluye una segunda salida 26 formada en el primer tanque 3 y se extiende desde el mismo. Por lo tanto, para una sección dada de la primera trayectoria de flujo y una sección dada de la segunda trayectoria de flujo, que incluye la primera bomba y la segunda bomba, la primera trayectoria de flujo se separa de la segunda trayectoria de flujo. Corriente abajo, la primera bomba 6 y la segunda bomba 7, la primera trayectoria de flujo 4 y la segunda trayectoria de flujo 5 se fusionan de manera que una única entrada 27 suministra suspensión a la caja de moldeo 10.
Además, el aparato de moldeo 100 incluye un elemento de control 50, adecuado para controlar la apertura y cierre de la primera válvula a la cuarta válvula 21, 22, 23, 24. El elemento de control 50 puede ser una unidad de control tal como un microprocesador o similar, adecuadamente programado.
El aparato de moldeo 100 también puede incluir uno o más viscosímetros, todos indicados con 60. El viscosímetro puede ubicarse en la primera trayectoria de flujo, o en la segunda trayectoria de flujo, o en ambos. El viscosímetro 60 puede localizarse alternativa o adicionalmente en el primer tanque 3 o en la caja de moldeo 10, para medir o determinar la viscosidad de la suspensión. El viscosímetro 60, independientemente de su posición, también se conecta al elemento de control 50.
El elemento de control 50 también se adapta para controlar la primera bomba 6 y la segunda bomba 7 para controlar una característica de la misma, por ejemplo, su velocidad de bomba o velocidad de flujo de la bomba.
El aparato de moldeo 100 también incluye un sensor de velocidad de flujo 80, representado, por ejemplo, colocado en una de la primera trayectoria de flujo 4 o la segunda trayectoria de flujo 5. El sensor de velocidad de flujo 80 puede colocarse a lo largo de una de las trayectorias de flujo 4, 5 o en la caja de moldeo 10. El sensor de velocidad de flujo 80 también se conecta al elemento de control 50.
Con referencia ahora a la figura 2, se muestra una segunda modalidad del aparato de moldeo 101. Los números de referencia que indican los mismos elementos o elementos análogos del aparato de moldeo 100 de la modalidad de la Figura 1 permanecen inalterados.
El aparato de moldeo 101 incluye un primer tanque 3 y un segundo tanque 30. El primer tanque 3 y el segundo tanque 30 pueden ser idénticos o diferentes. Preferentemente, el primer tanque 3 y el segundo tanque 30 son idénticos al primer tanque 3 de la primera modalidad del aparato de moldeo 100 de la Figura 1.
El aparato de moldeo 101 comprende además una caja de moldeo 10 idéntica a la de la primera modalidad del aparato de moldeo 100 y detallada más adelante con referencia a la figura 4.
El aparato de moldeo 101 incluye además una primera trayectoria de flujo 4, una segunda trayectoria de flujo 5 y una tercera trayectoria de flujo 11 para conectar la caja de moldeo 10 al primer tanque 3 y al segundo tanque 30: la primera trayectoria de flujo 4 conecta el primer tanque 3 a la caja de moldeo 10, la tercera trayectoria de flujo 11 conecta el segundo tanque 30 a la caja de moldeo 10, mientras que la segunda trayectoria de flujo 5 conecta tanto el primer tanque 3 como el segundo tanque 30 a la caja de moldeo 10. Cada una de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 y la tercera trayectoria de flujo 11 incluye una bomba, específicamente, la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la tercera bomba 9, respectivamente. Preferentemente, cada una de la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la tercera bomba 9 comprende un control de la velocidad de flujo para controlar la cantidad de suspensión 2 introducida en la caja de moldeo 10. La primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la tercera bomba 9 están ventajosamente diseñadas para garantizar que los tiempos de transferencia de la suspensión sean los mínimos necesarios. Por lo tanto, el primer tanque 3 se conecta de manera fluida, por medio de la primera trayectoria de flujo 4 y la segunda trayectoria de flujo 5, a la caja de moldeo 10 para alimentarse de la misma con la suspensión 2. Por lo tanto, el segundo tanque 30 se conecta de manera fluida, por medio de la segunda trayectoria de flujo 5 y la tercera trayectoria de flujo 11, a la caja de moldeo 10 para alimentarla con la suspensión 2.
La primera bomba 6 es diferente de la segunda bomba 7. La primera bomba es adecuada para trabajar con un primer intervalo de viscosidades de la suspensión. La segunda bomba es adecuada para trabajar con un segundo intervalo de viscosidades de la suspensión. El primer intervalo es diferente del segundo intervalo. La tercera bomba 9 es esencialmente idéntica a la primera bomba 6. La tercera bomba 9 es adecuada para trabajar con un tercer intervalo de viscosidades de la suspensión. El tercer intervalo es igual al primer intervalo.
La primera trayectoria de flujo 4 y la tercera trayectoria de flujo 11 son similares entre sí. Cada una de la primera trayectoria de flujo y la tercera trayectoria de flujo incluye dos válvulas, colocadas corriente abajo y corriente arriba de su primera bomba 6 respectiva y la tercera bomba 9. La primera válvula 21 y la segunda válvula 22 están presentes en la primera trayectoria de flujo 4 corriente arriba y corriente abajo de la primera bomba 6, respectivamente. La quinta válvula 31 y la sexta válvula 32 están presentes en la tercera trayectoria de flujo 11 corriente arriba y corriente abajo de la tercera bomba 9, respectivamente. La primera válvula 21 y la segunda válvula 22 se usan para permitir la sustitución de la primera bomba 6 de la primera trayectoria de flujo 4 para la limpieza o el mantenimiento. La quinta válvula 31 y la sexta válvula 32 se usan para permitir el reemplazo de la tercera bomba 9 de la tercera trayectoria de flujo 11 para la limpieza o el mantenimiento.
En la modalidad de la figura 2, cada una de la primera trayectoria de flujo 4 y la tercera trayectoria de flujo 11 incluye una salida. La primera trayectoria de flujo 4 incluye una salida 25 en el primer tanque 3 y se extiende desde la salida. La tercera trayectoria de flujo 11 incluye una salida 28 en el segundo tanque 30. Por lo tanto, para una sección dada de la primera trayectoria de flujo y para una sección dada de la tercera trayectoria de flujo, que incluye la primera bomba 6 y la tercera bomba 9, respectivamente, la primera trayectoria de flujo se separa de la tercera trayectoria de flujo. Corriente abajo, la primera bomba 6 y la tercera bomba 9, la primera trayectoria de flujo 4 y la tercera trayectoria de flujo 11 se fusionan de manera que una única entrada 27 suministra suspensión a la caja de moldeo 10.
La segunda trayectoria de flujo incluye dos salidas, una salida 26 en el primer tanque 3 y otra salida 29 en el segundo tanque 30. Desde las dos salidas 26, 29, dos tubos separados 8 se extienden y se fusionan corriente arriba de la segunda bomba 7. En cada tubería, se incluye una válvula, la séptima válvula 33 y la tercera válvula 23, ubicadas corriente arriba de la segunda bomba 7. Corriente abajo de la segunda bomba 7, se coloca otra válvula, la cuarta válvula 24. Corriente abajo de la cuarta válvula 24, la segunda vía de flujo 5 se une a la primera vía de flujo 4 y a la tercera vía de flujo 11, de manera que una única entrada 27 suministra la suspensión 2 a la caja de moldeo 10. La tercera válvula 23 y la séptima válvula 33 corriente arriba de la segunda bomba 7, y la cuarta válvula 24 corriente abajo de la segunda bomba 7 se usan para permitir el reemplazo de la segunda bomba 7 del segundo canal de flujo 5 para su limpieza o mantenimiento.
Además, el aparato de moldeo 101 incluye el elemento de control 50, adecuado para controlar la apertura y cierre de la primera a la séptima válvulas 21, 22, 23, 24, 31, 32, 33. El elemento de control 50 puede ser una unidad de control tal como un microprocesador o similar adecuadamente programado. En la Figura 2, la conexión del elemento de control 50 con los diversos componentes no se indica con fines de claridad.
El aparato de moldeo 101 también puede incluir uno o más viscosímetros, todos indicados con 60. El viscosímetro puede ubicarse en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo o en la tercera trayectoria de flujo. El viscosímetro puede estar situado en todas las vías de flujo. El viscosímetro puede estar situado en dos de las tres vías de flujo. Adicional o alternativamente, el viscosímetro puede localizarse en el primer tanque 3, en el segundo tanque 30, o en la caja de moldeo 10, para medir o determinar la viscosidad de la suspensión. El viscosímetro 60, independientemente de su posición, también se conecta al elemento de control 50.
El elemento de control 50 también se adapta para controlar la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la tercera bomba 9 para controlar una característica de la misma, por ejemplo, su velocidad o velocidad de flujo de la bomba. El aparato de moldeo 101 también incluye un sensor de velocidad de flujo 80, representado, por ejemplo, posicionado en una de las trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo 80 puede colocarse a lo largo de una de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 o la tercera trayectoria de flujo 11. El sensor de velocidad de flujo puede estar situado en todas las trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo puede estar situado en dos de las tres trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo 80 puede localizarse en la caja de moldeo 10 de manera que se mide la velocidad de flujo de la suspensión en la entrada 27. El sensor de velocidad de flujo 80 también se conecta al elemento de control 50.
Con referencia ahora a la figura 3, se muestra una tercera modalidad del aparato de moldeo 102. Los números de referencia que indican los mismos elementos o elementos análogos de los aparatos de moldeo 100, 101 de modalidades de la figura 1 o 2 permanecen inalterados.
El aparato de moldeo 102 es similar al aparato de moldeo 100 de la Figura 1. El aparato de moldeo 102 comprende una caja de moldeo 10 idéntica a la de la primera modalidad y la segunda modalidad del aparato de moldeo 100, 101 y se detalla más adelante con referencia a la figura 4.
El aparato de moldeo 102 se diferencia del aparato de moldeo 100 de la Figura 1 en que incluye una trayectoria de flujo adicional a la primera trayectoria de flujo y la segunda trayectoria de flujo. La trayectoria de flujo adicional conecta el primer tanque 3 a la caja de moldeo 10, como la primera trayectoria de flujo y las segundas trayectorias de flujo. El aparato de moldeo 102 incluye una primera trayectoria de flujo 4, una segunda trayectoria de flujo 5 y una cuarta trayectoria de flujo 34 para conectar la caja de moldeo 10 al primer tanque 3. Cada una de la primera trayectoria de flujo, segunda trayectoria de flujo y cuarta trayectoria de flujo incluye una bomba, específicamente, la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la cuarta bomba 35. Preferentemente, la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la cuarta bomba 35 comprenden un control de la velocidad de flujo para controlar la cantidad de suspensión 2 introducida en la caja de moldeo 10. La primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la cuarta bomba 35 están ventajosamente diseñadas para garantizar que los tiempos de transferencia de la suspensión sean los mínimos necesarios. Por lo tanto, el primer tanque 3 se conecta de manera fluida, por medio de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 y la cuarta trayectoria de flujo 34 a la caja de moldeo 10 para alimentar la misma con la suspensión.
La primera bomba 6 es diferente de la segunda bomba 7. La primera bomba es adecuada para trabajar con un primer intervalo de viscosidades de la suspensión. La segunda bomba es adecuada para trabajar con un segundo intervalo de viscosidades de la suspensión. El primer intervalo es diferente del segundo intervalo. La cuarta bomba 35 es diferente de la primera bomba 6. La cuarta bomba 35 es diferente de la segunda bomba 7. La cuarta bomba 35 es adecuada para trabajar con un cuarto intervalo de viscosidades de la suspensión. El cuarto intervalo es diferente del primer intervalo. El cuarto intervalo es diferente del segundo intervalo.
Cada una de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 y la cuarta trayectoria de flujo 34 incluye dos válvulas, posicionadas corriente abajo y corriente arriba de su primera bomba 6 respectiva, la segunda bomba 7 y la cuarta bomba 35. La primera válvula 21 y la segunda válvula 22 están presentes en la primera trayectoria de flujo, corriente arriba y corriente abajo de la primera bomba 6, respectivamente. La tercera válvula 23 y la cuarta válvula 24 están presentes en la segunda trayectoria de flujo, corriente arriba y corriente abajo de la segunda bomba 7, respectivamente. La octava válvula 36 y la novena válvula 37 están presentes en la cuarta trayectoria de flujo 34, corriente arriba y corriente abajo de la cuarta bomba 35, respectivamente. La primera válvula 21 y la segunda válvula 22 se usan para permitir la sustitución de la primera bomba 6 de la primera trayectoria de flujo 4 para la limpieza o el mantenimiento. La tercera válvula 23 y la cuarta válvula 24 se usan para permitir la sustitución de la segunda bomba 7 de la segunda trayectoria de flujo 5 para su limpieza o mantenimiento. La octava válvula 36 y la novena válvula 37 se usan para permitir la sustitución de la cuarta bomba 35 de la cuarta trayectoria de flujo 34 para la limpieza o el mantenimiento. En la modalidad de la Figura 3, cada una de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 y la cuarta trayectoria de flujo 34 incluye una salida 25, 26, 38 en el primer tanque 3, respectivamente, desde la cual se extienden. Corriente abajo de la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la cuarta bomba 35, el primer flujo, el segundo flujo y el cuarto flujo se fusionan de manera que una única entrada 27 suministra suspensión a la caja de moldeo 10.
Además, el aparato de moldeo 102 incluye el elemento de control 50, adecuado para controlar la apertura y cierre de las válvulas 21, 22, 23, 24, 36, 37. El elemento de control 50 puede ser una unidad de control tal como un microprocesador o similar adecuadamente programado. En la Figura 3, la conexión del elemento de control 50 con los diversos componentes no se indica con fines de claridad.
El aparato de moldeo 102 también puede incluir uno o más viscosímetros, todos indicados con 60. El viscosímetro puede ubicarse en la primera trayectoria de flujo o en la segunda trayectoria de flujo o en la cuarta trayectoria de flujo. El viscosímetro puede estar situado en todas las vías de flujo. El viscosímetro puede estar situado en dos de las tres vías de flujo. Adicional o alternativamente, el viscosímetro puede localizarse en el primer tanque 3, o en la caja de moldeo 10, para medir o determinar la viscosidad de la suspensión. El viscosímetro 60, independientemente de su posición, también se conecta al elemento de control o unidad 50.
El elemento de control 50 también se adapta para controlar la primera bomba 6, la segunda bomba 7 y la cuarta bomba 35 para controlar una característica de la misma, por ejemplo, su velocidad o velocidad de flujo de la bomba. El aparato de moldeo 102 también incluye un sensor de velocidad de flujo 80, representado, por ejemplo, posicionado en una de las trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo 80 puede colocarse a lo largo de una de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 o la cuarta trayectoria de flujo 34. El sensor de velocidad de flujo puede estar situado en todas las trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo puede estar situado en dos de las tres trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo 80 puede localizarse en la caja de moldeo de manera que se mide la velocidad de flujo en la salida de una de las trayectorias de flujo. El sensor de velocidad de flujo 80 también se conecta al elemento de control 50.
Con referencia ahora a la figura 4, se representa una vista detallada de la caja de moldeo 10. La caja de moldeo de la figura 4 puede ser la caja de moldeo 10 usada en cualquier modalidad del aparato de moldeo 100, 101, 102 de las figuras 1 - 3.
La caja de moldeo 10 comprende cuatro paredes laterales. Las paredes laterales incluyen una primera y la segunda paredes laterales 12, 14 y una tercera y una cuarta paredes laterales (no mostradas en las figuras), que conectan la primera y la segunda paredes laterales 12, 14.
La lámina de moldeo 70 se asocia a la caja de moldeo 10 en la segunda pared 14. La lámina de moldeo 70 está asociada a la caja de moldeo 10 para moldear la suspensión. La lámina de moldeo 70 tiene una dimensión dominante que es su ancho longitudinal. La lámina de moldeo 70 es, por ejemplo, esencialmente rectangular.
La lámina de moldeo 70 se fija a la caja de moldeo 10 preferentemente por medio de una placa ajustable operada por un accionador (no representado en las imágenes) que permite un control preciso de la posición de la lámina de moldeo 70.
La cantidad de suspensión 2 en la caja de moldeo 10 tiene un nivel predeterminado, que preferentemente se mantiene esencialmente constante para que la presión ejercida por la columna de suspensión 2 permanezca esencialmente igual. Para mantener la cantidad de suspensión 2 esencialmente al mismo nivel, las bombas (ya sea la primera bomba y la segunda bomba en la primera modalidad del aparato de moldeo 100, o la primera bomba, la segunda bomba y la tercera bomba en la segunda modalidad 101 del aparato de moldeo, o la primera bomba, la segunda bomba y la cuarta bomba en la tercera modalidad del aparato de moldeo 102) controlan el flujo de la suspensión 2 a la caja de moldeo 10.
El soporte móvil 20 comprende, por ejemplo, una cinta continua de acero inoxidable que incluye un conjunto de tambor. El conjunto de tambor incluye un tambor principal 41 ubicado debajo de la caja de moldeo 10 que mueve el soporte móvil 20. Preferentemente, la caja de moldeo 10 está montada encima del tambor principal 41.
La suspensión 2 se vierte sobre la cinta de acero 20 -en el tambor 41- a través de la lámina de moldeo 70, que crea una lámina continua 1 de material de tabaco homogeneizado. Para que la suspensión 2 alcance la lámina de moldeo 70 y, por tanto, el soporte móvil 20, la caja de moldeo 10 tiene una abertura o apertura 17 en correspondencia de su fondo y la abertura 17 extiende a lo largo de un ancho de la caja de moldeo 10. La abertura 17 se posiciona sobre y cerca del tambor 41.
El movimiento de la cinta de acero 20 hace avanzar la suspensión 2 hacia la lámina de moldeo 70 en una salida frontal 18 de la caja de moldeo 10 (en la segunda pared 14; véase la curva 13 que muestra el movimiento de la suspensión). La lámina de moldeo 70 moldea una parte de la suspensión 2 en la correa de acero 20, mientras que la mayoría restante de la suspensión 2 retrocede y recircula dentro de la caja de moldeo 10. La cinta de acero 20 se desplaza a lo largo de una dirección de moldeo (véase la flecha 44).
Entre la lámina de moldeo 70 y la cinta de acero 20 existe un hueco cuyas dimensiones determinan -entre otras cosas- el grosor de la lámina moldeada 1 de material de tabaco homogeneizado.
El aparato de moldeo 100 funciona de conformidad con el método de la invención.
Se evalúa la viscosidad de la suspensión 2. La viscosidad se evalúa preferentemente mediante el uso del viscosímetro 60 ubicado en el primer tanque 3 o en la caja de moldeo 10 o en la primera trayectoria de flujo 4 o en la segunda trayectoria de flujo 5, o en ambos. Se puede utilizar más de un viscosímetro. Alternativamente, la viscosidad de la suspensión puede calcularse en base a la composición de la suspensión.
La primera trayectoria de flujo 4 y la segunda trayectoria de flujo 5 se proporcionan con dos bombas diferentes 6, 7 que son adecuadas para diferentes tipos de viscosidad de la suspensión. Por ejemplo, la primera bomba 6 se usa preferentemente para “suspensión de baja viscosidad” y la segunda bomba 7 se usa preferentemente para “suspensión de alta viscosidad”. Por lo tanto, en dependencia de si la viscosidad de la suspensión está por encima o por debajo de un umbral dado, el elemento de control 50 abre la válvula 23 y deja la válvula 21 cerrada, o viceversa, respectivamente, de manera que la suspensión fluye desde el primer tanque al aparato de moldeo a través de la segunda trayectoria de flujo 5 o a través de la primera trayectoria de flujo 4, usando la segunda bomba 7 o la primera bomba 6. Por lo tanto, la suspensión usa solo una de las dos trayectorias de flujo en el momento.
En la caja de moldeo 10, la suspensión 2 mantiene preferentemente el mismo nivel. Además, en la caja de moldeo, la velocidad de flujo de la suspensión que proviene de la primera trayectoria de flujo 4 o la segunda trayectoria de flujo 5 se verifica mediante el sensor 80. La caja de moldeo 10 moldea la suspensión 2 sobre el soporte móvil 20 que se mueve a lo largo de la dirección de moldeo 44 a través de la lámina de moldeo 70.
Preferentemente, la viscosidad de la suspensión se verifica continuamente mientras se produce el moldeado. Por lo tanto, si la viscosidad de la suspensión varía, o la velocidad de flujo medida está fuera de un intervalo dado, el elemento de control 50 puede accionar las válvulas 21 y 23, cambiando la trayectoria de flujo usada por la suspensión para alcanzar la caja de moldeo 10.
A continuación, se describe el método de operación de los aparatos de moldeo 101, 102, mencionando solo las diferencias con el método de operación del aparato de moldeo 100.
El aparato de moldeo 102 funciona como aparato de moldeo 100, pero hay tres trayectorias de flujo diferentes 4, 5, 34 que pueden seleccionarse alternativamente. Hay tres bombas diferentes 6, 7, 35, cada una de las cuales se usa preferentemente para un conjunto diferente de valores de viscosidad de la suspensión 2. Por ejemplo, la primera bomba 6 se usa preferentemente para “suspensión de baja viscosidad”, la segunda bomba 7 se usa preferentemente para “suspensión de alta viscosidad”, mientras que la cuarta bomba 35 se usa para “suspensión de viscosidad intermedia” comprendida en un intervalo de valores de viscosidad entre la suspensión de alta viscosidad y la suspensión de baja viscosidad. Por lo tanto, si la viscosidad de la suspensión está por encima de un primer umbral y por debajo de un segundo umbral, el elemento de control 50 abre la válvula 36 y deja las válvulas 21 y 23 cerradas, de manera que la suspensión fluye desde el primer tanque al aparato de moldeo a través de la cuarta trayectoria de flujo 34 mediante el uso de la cuarta bomba 35. Si la viscosidad de la suspensión está por encima del segundo umbral, el elemento de control 50 abre la válvula 23 y deja las válvulas 21 y 36 cerradas, de manera que la suspensión fluye desde el primer tanque al aparato de moldeo a través de la segunda trayectoria de flujo 5 usando la segunda bomba 7. Si la viscosidad de la suspensión está por debajo del primer umbral, el elemento de control 50 abre la válvula 21 y deja las válvulas 23 y 36 cerradas, de manera que la suspensión fluye desde el primer tanque al aparato de moldeo a través de la primera trayectoria de flujo 4, usando la primera bomba 6. Por lo tanto, la suspensión usa solo una de las tres trayectorias de flujo en ese momento. Por lo tanto, después de que se ha evaluado la viscosidad de la suspensión, se selecciona una de la primera trayectoria de flujo 4, la segunda trayectoria de flujo 5 o la cuarta trayectoria de flujo 34 para dirigir la suspensión desde el primer tanque 3 a la caja de moldeo 10, donde se moldea como en el aparato de moldeo 100. Se utiliza una única trayectoria de flujo para transferir la suspensión del tanque a la caja de moldeo.
En el aparato de moldeo 101, la suspensión se ubica en dos tanques, primer tanque 3 y segundo tanque 30. El primer tanque 3 se conecta a la caja de moldeo 10 a través de la primera trayectoria de flujo 4 y la segunda trayectoria de flujo 5 que tiene la primera bomba 6 y la segunda bomba 7, respectivamente. El segundo tanque 30 se conecta a la caja de moldeo a través de la tercera trayectoria de flujo 11 y la segunda trayectoria de flujo 5, que tiene la tercera bomba y la segunda bomba, respectivamente. Preferentemente, la primera bomba 6 y la tercera bomba 9 son adecuadas para usarse para los mismos intervalos de valores de viscosidad de la suspensión, mientras que la segunda bomba 5 en la segunda trayectoria de flujo es adecuada para usarse con un intervalo diferente de valores de viscosidad de la suspensión, por ejemplo, para valores más altos de viscosidad que la primera bomba y la tercera bomba. Por lo tanto, en dependencia de si la viscosidad de la suspensión está por encima o por debajo de un umbral dado, el elemento de control 50 abre válvulas 21, 31 y deja las válvulas 23 y 33 cerradas, o viceversa, respectivamente, de manera que la suspensión 2 fluye desde el primer tanque 3 y el segundo tanque 30 a la caja de moldeo 10 a través de la primera trayectoria de flujo 4 y la tercera trayectoria de flujo 11 mediante el uso de la primera bomba 5 y la tercera bomba 9, o la suspensión 2 fluye desde el primer tanque 3 y el segundo tanque 30 a la caja de moldeo 10 a través de la segunda trayectoria de flujo 5 mediante el uso de la segunda bomba 7. Por lo tanto, desde los dos tanques, la suspensión puede fluir a la caja de moldeo 10 a través de una única trayectoria de flujo, es decir, a través de la segunda trayectoria de flujo 5, o a través de dos trayectorias de flujo diferentes al mismo tiempo, la primera trayectoria de flujo 4 y la tercera trayectoria de flujo 11.
Claims (15)
1. Método para moldear una lámina (1) de un material que contiene alcaloides, el método comprende:
- formar una suspensión (2) del material que contiene alcaloides, la suspensión tiene un valor de viscosidad; - almacenar la suspensión (2) en un primer tanque (3);
- proporcionar una primera trayectoria de flujo (4) y una segunda trayectoria de flujo (5) para la comunicación continua entre el primer tanque (3) y una caja de moldeo (10), la primera trayectoria de flujo (4) que comprende una primera bomba (6) y las segundas trayectorias de flujo (5) que comprenden una segunda bomba (7);
- dirigir la suspensión (2) a lo largo de la primera trayectoria de flujo (4) o a lo largo de la segunda trayectoria de flujo (5) desde el primer tanque (3) a la caja de moldeo (10), definiendo un flujo de suspensión (2) a través de la primera trayectoria de flujo (4) o a través de la segunda trayectoria de flujo (5), sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión (2); y
- moldear la suspensión (2) para obtener una lámina (1) de material que contiene alcaloides.
2. El método de conformidad con la reivindicación 1, en donde la etapa de dirigir la suspensión (2) a lo largo de la primera trayectoria de flujo (4) o a lo largo de la segunda trayectoria de flujo (5) desde el primer tanque (3) a la caja de moldeo (10) sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión (2) incluye:
- establecer un valor de viscosidad umbral;
- dirigir la suspensión (2) a lo largo de la primera trayectoria de flujo (4) si el valor de viscosidad de la suspensión está por debajo del valor de viscosidad umbral;
- dirigir la suspensión (2) a lo largo de la segunda trayectoria de flujo (5) de cualquier otra manera.
3. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, en donde la suspensión (2) tiene una composición, y comprende uno o más de:
- medir el valor de viscosidad de la suspensión (2) en el primer tanque (3);
- medir el valor de viscosidad de la suspensión (2) en la caja de moldeo (10);
- medir el valor de viscosidad de la suspensión (2) en la primera trayectoria de flujo (4) o la segunda trayectoria de flujo (5);
- determinar el valor de viscosidad sobre la base de la composición de la suspensión.
4. El método de conformidad con la reivindicación 3, que comprende:
- medir o determinar el valor de viscosidad de la suspensión (2) más de una vez;
- cambiar el flujo de la suspensión (2) de la primera trayectoria de flujo (4) a la segunda trayectoria de flujo (5), o viceversa, en caso de una variación del valor de viscosidad en comparación con una medición o determinación anterior.
5. El método de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, que comprende:
- almacenar la suspensión (2) en un segundo tanque (30);
- proporcionar una tercera trayectoria de flujo (11) para la comunicación continua entre el segundo tanque (30) y la caja de moldeo (10), la tercera trayectoria de flujo (11) que comprende una tercera bomba (9);
- conectar la segunda trayectoria de flujo (5) al segundo tanque (30), de manera que el segundo tanque (30) y la caja de moldeo (10) estén en comunicación continua a través de la segunda trayectoria de flujo (5); y - dirigir la suspensión (2) a lo largo de la tercera trayectoria de flujo (11) o a lo largo de la segunda trayectoria de flujo (5) desde el segundo tanque (30) a la caja de moldeo (10) sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión (2).
6. El método de conformidad con la reivindicación 5, que comprende:
- medir o determinar el valor de viscosidad de la suspensión (2) más de una vez;
- cambiar ambos flujos de suspensión de la primera trayectoria de flujo (4) y la tercera trayectoria de flujo (11) a la segunda trayectoria de flujo (5), o viceversa, en caso de variación del valor de viscosidad en comparación con una medición o determinación anterior.
7. El método de conformidad con la reivindicación 4 o 6, en donde el flujo de suspensión que entra en la caja de moldeo (10) define una velocidad de flujo, que comprende:
- mantener la velocidad de flujo de la suspensión (2) que entra en la caja de moldeo (10) esencialmente constante antes y después del cambio.
8. El método de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera bomba define (6) una primera velocidad de bomba y la segunda bomba (7) define una segunda velocidad de bomba, el método comprende:
- medir la primera velocidad de la bomba o la segunda velocidad de la bomba;
- medir una velocidad de flujo de la suspensión (2) en la primera trayectoria de flujo (4) o en la segunda trayectoria de flujo (5);
- cambiar el flujo de la suspensión (2) de la primera trayectoria de flujo (4) a la segunda trayectoria de flujo (5), o viceversa, en caso de que la velocidad de flujo medida de la suspensión en la primera trayectoria de flujo (4) o en la segunda trayectoria de flujo (5) esté fuera de un intervalo dado para la primera velocidad de la bomba medida respectiva o la segunda velocidad de la bomba.
9. El método de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera bomba (6) define una primera velocidad de bomba y la segunda bomba (7) define una segunda velocidad de bomba, el método comprende:
- medir una velocidad de flujo de la suspensión (2) que sale de la caja de moldeo (10) o que entra en la caja de moldeo (10) o en la primera trayectoria de flujo (4) o en la segunda trayectoria de flujo (5); y
- cambiar la primera velocidad de la bomba o la segunda velocidad de la bomba sobre la base de la velocidad de flujo de la suspensión medida.
10. Aparato de moldeo (100) para la producción de una lámina (1) de material que contiene alcaloides, el aparato comprende:
- un primer tanque (3) para almacenar una suspensión (2) de material que contiene alcaloides;
- una caja de moldeo (10) que incluye un dispositivo de moldeo (70) para moldear una lámina (1) de material que contiene alcaloides;
- un evaluador de viscosidad (60) para medir o determinar un valor de viscosidad de la suspensión (2);
- una primera trayectoria de flujo (4) que conecta de manera fluida el primer tanque (3) y la caja de moldeo (10) para dirigir un flujo de suspensión (2) a la caja de moldeo (10);
- una segunda trayectoria de flujo (5) que conecta de manera fluida el primer tanque (3) y la caja de moldeo (10) para dirigir un flujo de suspensión (2) a la caja de moldeo (10);
- una primera bomba (6) y una segunda bomba (7), dicha primera bomba (6) se dispone dentro de la primera trayectoria de flujo (4) y la segunda bomba (7) se dispone dentro de la segunda trayectoria de flujo (5);
- una primera válvula (21) para abrir selectivamente la primera trayectoria de flujo (4) o la segunda trayectoria de flujo (5) para permitir el flujo de suspensión (2) desde el primer tanque (3) a la caja de moldeo (10) ya sea a través de la primera trayectoria de flujo (4) o a través de la segunda trayectoria de flujo (5); y
- un elemento de control (50) para hacer funcionar la primera válvula (21) para seleccionar la primera trayectoria de flujo (4) o la segunda trayectoria de flujo (5) sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión (2).
11. El aparato de conformidad con la reivindicación 10, en donde la primera bomba (6) o la segunda bomba (7) es una bomba de desplazamiento positivo.
12. El aparato de conformidad con la reivindicación 10 u 11, en donde la primera trayectoria de flujo (4) o la segunda trayectoria de flujo (5) incluye tubos (8), los tubos (8) que tienen un diámetro comprendido entre aproximadamente 2,5 centímetros y aproximadamente 10,5 centímetros.
13. El aparato de conformidad con una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde el evaluador de viscosidad incluye un viscosímetro (60).
14. El aparato de conformidad con una de las reivindicaciones 10 a 13, que comprende:
- un segundo tanque (30);
- una tercera trayectoria de flujo (11) que conecta de manera fluida el segundo tanque (30) a la caja de moldeo (10) para dirigir un flujo de suspensión a la caja de moldeo (10);
- una tercera bomba (9) ubicada dentro de la tercera trayectoria de flujo (11);
- en donde la segunda trayectoria de flujo (5) conecta de manera fluida el segundo tanque (30) y la caja de moldeo (10) para dirigir un flujo de suspensión (2) a la caja de moldeo (10);
- una segunda válvula (22) para abrir selectivamente la tercera trayectoria de flujo (11) o la segunda trayectoria de flujo (5) para permitir el flujo de suspensión (2) desde el segundo tanque (30) a la caja de moldeo (10) ya sea a través de la tercera trayectoria de flujo (11) o a través de la segunda trayectoria de flujo (5);
- en donde el elemento de control (50) opera la segunda válvula (22) para seleccionar la tercera trayectoria de flujo (11) o la segunda trayectoria de flujo (5) sobre la base del valor de viscosidad de la suspensión.
15. El aparato de conformidad con una de las reivindicaciones 10 a 14, en donde la primera bomba (6), la segunda bomba (7) o la tercera bomba (9) definen una primera velocidad de la bomba, una segunda velocidad de la bomba o una tercera velocidad de la bomba, y el aparato que comprende un variador de velocidad (50) para variar la velocidad de la primera bomba (6), o de la segunda bomba (7) o de la tercera bomba (9).
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