JP3441436B2 - タバコ乾燥装置 - Google Patents
タバコ乾燥装置Info
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Description
【０００１】
【技術分野】本発明は切断タバコを乾燥する装置に関
し、特に比較的高い湿度の乾燥条件下でタバコを乾燥す
る装置に関する。
し、特に比較的高い湿度の乾燥条件下でタバコを乾燥す
る装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】紙巻きタバコ及び類似品の製造において
は、タバコ（ここで用いる用語「タバコ」は葉片と茎の
両方を含む）を、紙巻きタバコの製造に適する粒径に減
少させることが通常行われている。この粒径減少処理を
行う前に、タバコの損壊を最小限に抑えると共に一様な
粒径のタバコ材料を与えるため、一般にタバコの水分含
有量が増加される。さらに、処置後のタバコを紙巻きタ
バコロッドの製造時に扱うためには、タバコの水分含有
量を、風味被覆物（ケーシング）、調味物及びその他の
添加物による処置後におけるタバコの水分含有量より低
いレベルに下げる必要がある。乾燥過程がタバコ材料自
体に及ぼす影響のため、実際の乾燥過程は、紙巻きタバ
コの製造中に使われるタバコの品質に直接の影響を及ぼ
す。また、調味物及び風味被覆物の添加後におけるタバ
コの乾燥は、タバコそのものの品質に直接の影響を及ぼ
す。乾燥中にタバコが激しい攪拌に晒されたり、あるい
は固定表面に接触すると、タバコ材料が損壊によって損
傷され、タバコの充填容量を減少させる。この望ましく
ない結果は、低湿度の条件下で乾燥するときにも生じ
る。そのため、タバコ材料への損傷接触を防ぎながら、
高湿度の条件下で乾燥する必要がある。米国特許第４,
１６７,１９１号は、歩留まり損失を最小限に抑えなが
ら拡開タバコの水分含有量を減少させると共に、充填容
量を維持しながら粒子の層状化を減少させるために、タ
バコ材料を高湿度乾燥するプロセスを教示している。タ
バコを乾燥するのに使われる空気温度は、少なくとも約
１５０°Ｆ（６５.６°Ｃ）の湿球温度読み取り値を与
えるよりも高いレベルの絶対湿度の存在下で、約２５０
°Ｆ（１２１.１°Ｃ）から約６５０°Ｆ（３４３.２°
Ｃ）の範囲である。米国特許第４,３１５,５１５号は、
高湿度の環境内でタバコの乾燥を行う複数の拡開(expan
sion)室を有するタバコ乾燥装置を教示している。これ
らの乾燥室は、装置及び乾燥機手段を通過する空気流の
速度を、所望の水分レベルに減少するのに使われてい
る。しかしながらこの装置は、延長距離の長い空気ダク
ト及びいくつかの空気方向変更領域つまりエルボーを必
要とし、タバコが空気室内のダクトの内壁に接触する結
果、装置内でのタバコの損壊や、衛生、清掃及びその他
の面で問題を生じる。
は、タバコ（ここで用いる用語「タバコ」は葉片と茎の
両方を含む）を、紙巻きタバコの製造に適する粒径に減
少させることが通常行われている。この粒径減少処理を
行う前に、タバコの損壊を最小限に抑えると共に一様な
粒径のタバコ材料を与えるため、一般にタバコの水分含
有量が増加される。さらに、処置後のタバコを紙巻きタ
バコロッドの製造時に扱うためには、タバコの水分含有
量を、風味被覆物（ケーシング）、調味物及びその他の
添加物による処置後におけるタバコの水分含有量より低
いレベルに下げる必要がある。乾燥過程がタバコ材料自
体に及ぼす影響のため、実際の乾燥過程は、紙巻きタバ
コの製造中に使われるタバコの品質に直接の影響を及ぼ
す。また、調味物及び風味被覆物の添加後におけるタバ
コの乾燥は、タバコそのものの品質に直接の影響を及ぼ
す。乾燥中にタバコが激しい攪拌に晒されたり、あるい
は固定表面に接触すると、タバコ材料が損壊によって損
傷され、タバコの充填容量を減少させる。この望ましく
ない結果は、低湿度の条件下で乾燥するときにも生じ
る。そのため、タバコ材料への損傷接触を防ぎながら、
高湿度の条件下で乾燥する必要がある。米国特許第４,
１６７,１９１号は、歩留まり損失を最小限に抑えなが
ら拡開タバコの水分含有量を減少させると共に、充填容
量を維持しながら粒子の層状化を減少させるために、タ
バコ材料を高湿度乾燥するプロセスを教示している。タ
バコを乾燥するのに使われる空気温度は、少なくとも約
１５０°Ｆ（６５.６°Ｃ）の湿球温度読み取り値を与
えるよりも高いレベルの絶対湿度の存在下で、約２５０
°Ｆ（１２１.１°Ｃ）から約６５０°Ｆ（３４３.２°
Ｃ）の範囲である。米国特許第４,３１５,５１５号は、
高湿度の環境内でタバコの乾燥を行う複数の拡開(expan
sion)室を有するタバコ乾燥装置を教示している。これ
らの乾燥室は、装置及び乾燥機手段を通過する空気流の
速度を、所望の水分レベルに減少するのに使われてい
る。しかしながらこの装置は、延長距離の長い空気ダク
ト及びいくつかの空気方向変更領域つまりエルボーを必
要とし、タバコが空気室内のダクトの内壁に接触する結
果、装置内でのタバコの損壊や、衛生、清掃及びその他
の面で問題を生じる。
【０００３】
【発明の要旨】本発明は、高湿度タバコ乾燥装置に係わ
り、特に切断タバコの拡開状乾燥室内における滞留時間
が最小限でよい高湿度での切断タバコ乾燥装置に係わ
る。すなわち本発明は、所定の温度と湿度レベルを有す
る空気を供給する加熱空気取り入れ管を備えている。空
気取り入れ管は第１の円弧状エルボーへと至り、そこで
上方に延びる台形状の送入口から切断タバコが高速の加
熱空気内に混入される。第１の円弧状エルボーは、空気
流の向きを水平方向から垂直方向へと変える。第１エル
ボーの内部を画成する外壁は、外側に開いて乾燥装置の
内部へのアクセスを可能とする水冷ドアを有している。
第１エルボーはタバコを運んできた空気流の向きを垂直
方向に変え、長く垂直方向に延びる拡開状乾燥室へと送
り込む。垂直方向に延びる乾燥室は、空気流の向きを変
えて接線方向分離器へと送り込む第２のエルボーに終端
している。第２エルボーも内部を画成する外壁に水冷ド
アを有し、エルボー内面に風味被覆物及びその他の物質
が堆積するのを防止している。接線方向分離器は、空気
流の速度を減少し、空気流によって運ばれてきた切断タ
バコを空気流から回転エアロック内へ落下させることに
より、切断タバコを高速の空気流から取り出す手段を提
供する。加熱空気は接線方向分離器の両側壁から流出
し、各排気流は高効率サイクロンへと至り、そこで空気
流内に残っているタバコ材料が更に分離され取り出され
る。要するに本発明は、切断タバコを乾燥する高湿度乾
燥装置において、縦方向に延びる加熱空気取り入れ管
と、前記取り入れ管と連通接続し、所定の下向き角度を
有する第１の円弧状エルボーで、ヒンジ止め水冷ドアを
外壁上に有する第１エルボーと、前記第１エルボーと連
通接続し上方に延びる台形断面のタバコ送入口で、前記
第１エルボーの縦拡開が始まる地点において前記第１エ
ルボーに形成された上方に延びるタバコ送入口と、前記
第１エルボーと連通接続し垂直方向に延びる乾燥室と、
前記垂直方向に延びる乾燥室と連通接続した第２の円弧
状エルボーで、ヒンジ止め水冷ドアを外壁上に有する第
２エルボーと、前記第２エルボーと連通接続した接線方
向分離器で、タバコ出口エアロックを有する接線方向分
離器とを有し、前記接線方向分離器は更に両側に配置さ
れ心合わせされた第１及び第２の直角空気排出管を備
え、第１の空気排出管は第１の高効率サイクロンと連通
接続され、第２の空気排出管は第２の高効率サイクロン
と連通接続されている乾燥装置を提供する。
り、特に切断タバコの拡開状乾燥室内における滞留時間
が最小限でよい高湿度での切断タバコ乾燥装置に係わ
る。すなわち本発明は、所定の温度と湿度レベルを有す
る空気を供給する加熱空気取り入れ管を備えている。空
気取り入れ管は第１の円弧状エルボーへと至り、そこで
上方に延びる台形状の送入口から切断タバコが高速の加
熱空気内に混入される。第１の円弧状エルボーは、空気
流の向きを水平方向から垂直方向へと変える。第１エル
ボーの内部を画成する外壁は、外側に開いて乾燥装置の
内部へのアクセスを可能とする水冷ドアを有している。
第１エルボーはタバコを運んできた空気流の向きを垂直
方向に変え、長く垂直方向に延びる拡開状乾燥室へと送
り込む。垂直方向に延びる乾燥室は、空気流の向きを変
えて接線方向分離器へと送り込む第２のエルボーに終端
している。第２エルボーも内部を画成する外壁に水冷ド
アを有し、エルボー内面に風味被覆物及びその他の物質
が堆積するのを防止している。接線方向分離器は、空気
流の速度を減少し、空気流によって運ばれてきた切断タ
バコを空気流から回転エアロック内へ落下させることに
より、切断タバコを高速の空気流から取り出す手段を提
供する。加熱空気は接線方向分離器の両側壁から流出
し、各排気流は高効率サイクロンへと至り、そこで空気
流内に残っているタバコ材料が更に分離され取り出され
る。要するに本発明は、切断タバコを乾燥する高湿度乾
燥装置において、縦方向に延びる加熱空気取り入れ管
と、前記取り入れ管と連通接続し、所定の下向き角度を
有する第１の円弧状エルボーで、ヒンジ止め水冷ドアを
外壁上に有する第１エルボーと、前記第１エルボーと連
通接続し上方に延びる台形断面のタバコ送入口で、前記
第１エルボーの縦拡開が始まる地点において前記第１エ
ルボーに形成された上方に延びるタバコ送入口と、前記
第１エルボーと連通接続し垂直方向に延びる乾燥室と、
前記垂直方向に延びる乾燥室と連通接続した第２の円弧
状エルボーで、ヒンジ止め水冷ドアを外壁上に有する第
２エルボーと、前記第２エルボーと連通接続した接線方
向分離器で、タバコ出口エアロックを有する接線方向分
離器とを有し、前記接線方向分離器は更に両側に配置さ
れ心合わせされた第１及び第２の直角空気排出管を備
え、第１の空気排出管は第１の高効率サイクロンと連通
接続され、第２の空気排出管は第２の高効率サイクロン
と連通接続されている乾燥装置を提供する。
【０００４】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】図１に示すよう
に、本発明の高湿度乾燥装置１０は複数のダクト配管１
１、１４、２０、２６及び３０から構成されている。装
置１０で使われる空気は、炉（図示せず）内で加熱され
る。加熱後、循環される空気は適切な湿度レベルに高め
られ、高湿度での乾燥条件を生成する。循環される加熱
空気の水分レベルを適切な湿度レベルに高めるため、水
蒸気を空気流内へ注入することによって水分が追加され
る。水蒸気の注入は、乾燥装置自体内における循環空気
の温度を高める役割も果たす。空気流の水分レベルは、
米国特許第４,１６７,１９１号で定義されているよう
に、例えば少なくとも約２１０°Ｆ（９８.９°Ｃ）の
湿球温度を与えるべく正確にモニターされる。加熱空気
流入口１５が、例えば毎分約５,０００フィート（１５
２３.９ｍ）から８,０００フィート（２４３８.４ｍ）
など比較的高速で、炉から空気を受け入れる。加熱空気
取り入れ管１１が流入口１５の下流側に連通接続され、
空気の通過時加熱空気取り入れ管１１が膨張及び収縮可
能なように膨張継手１７ａ、１７ｂが設けられている。
加熱空気取り入れ管１１は、約１８インチ（４５.７c
m）の高さ、及び約６６インチ（１６７.６cm）の幅と奥
行を有する。加熱空気取り入れ管１１における空気温度
は約３２０°Ｆ（１６０°Ｃ）から約４２０°Ｆ（２１
５．６°Ｃ）であり、一般に約３６０°Ｆ（１８２．２
°Ｃ）に維持される。また加熱空気取り入れ管１１にお
ける空気は、第１の円弧状エルボー１４の狭い入口のど
部１９へと加速されるとき、例えば約６,３００フィー
ト（１９２０.２ｍ）／分の流速を有する。第１の円弧
状エルボー１４の入口のど部１９は内方へテーパ状に先
細ることで、加熱空気取り入れ管１１よりも小さい内径
を第１の円弧状エルボー１４に与えている。加熱空気取
り入れ管１１は図１に示すように、水平方向からほぼ１
２から１３度の角度で下向きに延び、その後第１エルボ
ー１４が上向きに湾曲し、それに従って空気流の方向を
変えている。第１の円弧状エルボー１４が上向きに湾曲
する地点に、台形状の入口エアロック１２が、切断タバ
コを空気流内へ送入する手段として設けられている。入
口エアロック１２はほぼ台形の断面形状で、エルボー１
４の上方に位置し、入口エアロック１２下方のエルボー
１４を通って流れる空気流内へタバコが垂直に落下可能
になっている。入口エアロック１２内には、図４に示す
ように、切断タバコを空気流内へ増分的に付加可能とす
る回転エアロック１２ａが配置され、圧力及び空気流速
の所定レベル以下への減少を防止している。入口エアロ
ック１２内に送入される切断タバコは通常、ブレンドさ
れた風味被覆物、調味物及びその他の添加物を含み、一
般に約２１重量％から２３重量％の合計水分含有量を有
する。好ましい動作時において、切断タバコは入口エア
ロック１２を、例えば約１４,０００ポンド（６３５０k
g）／時と約４９,０００ポンド（２２２２６kg）／時の
中間の量で通過する。図１に示すように、第１の円弧状
エルボー１４は狭いのど部１９に沿って狭くなった後、
入口エアロック１２との接合部である縦拡開管路１３に
よって示された位置から始まる直径増大部を備えてい
る。垂直拡開管路１３は、入口エアロック１２内に負圧
点が形成されるのを防ぐ役割を果たし、エルボー１４の
曲率の内角に沿って拡開している。エアロック１２と接
合する縦拡開管路１３でエルボー１４内部の高さが順次
増大しているため、エルボー１４の縦拡開管路１３の真
上でエアロック１２自体の内部に、ゼロ圧点が形成され
る。この縦拡開管路１３により、エルボー１４の高さは
管路１３内のタバコ流入領域直前における約２７インチ
（６８.６cm）から約３２インチ（８１.２８cm）にまで
高まっている。エアロック１２内にゼロ圧点が形成され
ることで、切断タバコのエアロック１２内への逆流が防
止され、エアロック内における切断タバコの滞積を最小
としながら、切断タバコを空気流内へ送入し続ける。入
口エアロック１２の台形設計をより明瞭に示す図が図４
に示してあり、下方を高速で流れる空気流へタバコを増
分的に送入可能とする回転エアロック１２ａが内部に配
置されている。切断タバコは、別個の切断装置によって
微細切断したタバコを供給する振動コンベヤ系からエア
ロック１２内へ流入する。切断タバコは前述したよう
に、約２１％から２３％の水分含有量を有する。縦拡開
管路１３においてエアロック１２を拡大させることによ
って、切断タバコのエアロック１２内への逆流が防止さ
れる。この逆流は、エアロック室内に負圧が形成される
場合に起こり得る。エアロックの断面が台形状であるた
め、乾燥装置のエアロック部を詰まらせたり、空気流を
過飽和状態とすることなく、切断タバコは例えば平均で
ほぼ約３０,０００ポンド（１３６０８kg）／時以上の
比較的高速で主空気流内へ送入可能である。本発明の全
体設計においては、タバコの送入口領域１２におけるベ
ンチュリ設計によって直接得られるダブルゼロ圧点構成
が形成されている。第１のゼロ圧点はタバコ送入口領域
１２のすぐ内側に形成され、タバコが送入口領域１２へ
逆流するのを防止する。第２のゼロ圧点は接線方向分離
器３０内で、分離器３０の中心部から外方に延びた空気
排出気管３２と３６のすぐ下方に形成される。前述した
ように、このダブルゼロ圧点構成は、切断タバコを乾燥
装置１０内で搬送し、乾燥装置の全体を通じてタバコ材
料のスムースな流通を保証するのを助けている。図１に
示すように、第１の円弧状エルボー１４は外側水冷ドア
１６を備えている。図５に示す水冷ドア１６は、乾燥装
置１０の第１エルボー１４の内部へのアクセスを可能と
する。ドア１６は、切断タバコ及び添加された湿気のあ
る調味物及び風味被覆物と接触する湾曲した外側内壁２
３を備えている。冷水がドア１６の内部チャネルを通っ
て循環され、内部チャネルはドア１６の長さ方向と往復
状に反復して交差し、外側内壁２３に凝縮水分の層を保
持することで、風味被覆物及び調味物の堆積を防いでい
る。これらの内部チャネルは、ドア１６の表面積のでき
るだけ多くを覆うように前後方向に形成されている。外
側内壁２３への物質の堆積は、衛生上の問題を引き起こ
すと共に、外側内壁２３と接触するタバコ材料のスムー
スな流れを損なう。ドア１６の内部チャネルに冷水を通
すことによって、外側内壁２３上に水分凝縮層が形成さ
れ、切断タバコが壁２３上の水分層と接触する結果、乾
燥装置の内部への風味被覆物あるいは調味物いずれもの
付着が防止される。水冷ドア１６は、ドア１６の開閉を
可能とするエアシリンダ２５に取り付けられている。ま
たドア１６は開閉動作が容易に行えるように、地点２７
でヒンジ止めされている。ドア１６の外側内壁２３は湾
曲しているが、フラットな接触面が用いられ、フラット
で平滑な密封面を与えている。このフラットな接触面２
５が、エルボー１４に対するドア１６の適切な密封を可
能にすると同時に、装置内へのヒンジ式アクセス地点を
提供している。水冷ドア１６を設けることで、外側内壁
２３への付着堆積が最小レベルに保たれ、しかも必要時
における検査及び清掃のため乾燥装置の内部へのアクセ
スが可能となる。図１に戻ると、第１の円弧状エルボー
１４の下流側に、垂直方向に延びる拡開状乾燥室２０が
設けられている。そして図２に最も明瞭に示すように、
番号１８で示した第１エルボー１４の下流側終端部が、
乾燥室の内部の拡開が始まる地点となっている。垂直の
拡開状乾燥室２０は一般に、例えば約４２フィート（１
２.６ｍ）から６０フィート（１８.３ｍ）の高さにまで
上方に延び、切断タバコ用の適した距離及び乾燥時間を
与える。切断タバコを適切な水分レベルにまで乾燥する
ためには、空気流によって運ばれるタバコが所定の水分
含有量、通常例えば約１３重量％から１５重量％に達す
るまで、乾燥室２０内に留められる。タバコの水分含有
量が高過ぎると、重過ぎてタバコは第２の円弧状エルボ
ー２６まで上昇できなくなる。さらに、装置内特に垂直
の拡開状乾燥室２０内におけるタバコの適切な流量を保
証するため、垂直の拡開状乾燥室２０の壁は図８に示す
ようにその各隅部で丸み付けされ、湿ったタバコが乾燥
室の内部ダクトと接触して空気流上または衛生上の問題
を生じるのを防止している。この湾曲状もしくは円形状
の設計は、循環空気が停滞しタバコの流量能力を低減さ
せる９０°の隅部を取り除くことで、乾燥装置１０にお
けるスムースな空気流を促進する。通例、ダクト配管の
隅部では、空気流が停滞しやすく流動度が落ちるため、
空気によって運ばれるタバコの適切な流れが妨げられ
る。垂直の拡開状乾燥室２０の下流側にはそれと連通接
続して、第１の円弧状エルボー１４と同様、外側へ延出
する水冷ドア２４を備えた第２の円弧状エルボー２６が
設けられている。第２エルボー２６は、空気によって運
ばれてきたタバコを垂直方向から水平方向に向きを変え
るように配置されている。第２エルボーのドア２４は第
１エルボーのドア１６と同じく水冷式で、図６に示す外
側内壁面３１への物質の堆積を防止する。ドア２４の内
部を通過する水は第１エルボーのドア１６の場合と同
様、制御された温度である例えば約１９０°Ｆ（８７.
８°Ｃ）に保たれる。この温度は、タバコの適切な湿球
温度よりもほぼ２０°Ｆ（−６.６７°Ｃ）低いことか
ら最適である。その結果、水の薄い凝縮層がエルボー内
壁３１上に形成され、空気流によって運ばれてきたタバ
コが乾燥装置の内部ダクトの表面上に留まることなくエ
ルボー内壁３１と接触するのを可能とする。ドア２４も
番号２９で示した地点でヒンジ止めされ、ドア２４を上
下させる手段であるエアシリンダ３３が取り付けられて
いる。第２の円弧状エルボー２６の下流側にはそれと連
通接続して接線方向分離器３０が設けられ、接線方向分
離器３０はさらに二重式の高効率サイクロン４０と４２
に連通接続している。前述したように、乾燥装置内の空
気流速度は、例えば約６,３００フィート（１９２０
ｍ）／分）に維持されている。高速の空気流からタバコ
を取り出すために、接線方向分離器３０は、図７に示す
ヒンジ止めされた水冷ドア３８の内面または壁３９に対
してタバコを衝突させる。この衝突によって切断タバコ
の速度は、空気流から取り出せるように減速される。そ
して、内面壁３９上への物質の堆積を防ぐため、冷水が
ヒンジ止めドア３８の内部に流される。乾燥装置１０内
の空気流の速度は、接線方向分離器３０の内部を循環す
るにつれて遅くなり、切断タバコが回転エアロック３４
内へと落下するのを可能とする。図３に示すように、加
熱空気は二重の空気排出管３２と３６を介して排出され
る一方、乾燥されたタバコの大部分は空気流から回転エ
アロック３４内へと落下し、更なる処理に付される。各
空気排出管３２と３６は接線方向分離器３０の両側にそ
れぞれ心合わせされて配置され、分離器３０内の中心に
設けられた多羽根式回転排気装置を介して分離器３０か
ら空気を除去する。各空気排出管３２と３６はサイクロ
ンへと延び、切断タバコを循環空気流からさらに取り出
す。分離器３０から各空気排出管３２と３６への排気
は、乾燥装置内に適切な空気流が維持され第２エルボー
２６内における物質の堆積を防げるように適切にバラン
スされなければならない。第２エルボーの乾燥室端２２
と分離器への移行端３８ａとの間の比は、図１に示すよ
うにほぼ０.４である。分離器への移行域３８ａ及び第
２エルボー域２４の内部ダクトから製品タバコを取り出
すのを促進するため、第２のゼロ圧点が乾燥装置の接線
方向分離器３０内に形成される。回転エアロック３４に
おける切断タバコの水分含有量は約１５重量％から１７
重量％に減少され、温度は約２１０°Ｆ（９８.９°
Ｃ）に上昇している。排出管３２と３６から排出された
空気は、空気流内に尚少量のタバコを有している。空気
を更に濾過してそのタバコを取り出すため、高効率サイ
クロン４０と４２が設けられ、加熱空気を排出管５０と
５２から排出し乾燥装置１０へと再循環可能としなが
ら、更なるタバコダスト及び添加物を除去ビン４６と４
８内に貯める。乾燥装置１０はこの排出された加熱空気
を加熱空気取り入れ管１１へと戻し、更に別の切断タバ
コの処理のために利用できる。乾燥装置１０内における
切断タバコの合計滞留時間はわずかに約３秒で、この短
い時間中に水分含有量が約２１重要％−２３重量％から
約１５％重量−１７重量％に減少される。また乾燥装置
１０は、切断タバコが装置の内壁と接触する量を減らし
つつ、切断タバコの破損を減少することによって、タバ
コ材料の充填容量を高めている。その結果、タバコ材料
の充填容量が増大するのみならず、装置内部を大規模且
つ連続的に清掃する必要がなくなるため、乾燥装置の維
持費が削減される。タバコの風味被覆物及び調味物材料
が乾燥装置１０の内部、特に接線方向分離器３０の内部
に付着するのを防ぐため、接線方向分離器３０の背壁３
９ａも水冷式とし、切断タバコと内壁との接触の緩衝物
となる薄い水分凝縮層を形成するようにしてもよい。
に、本発明の高湿度乾燥装置１０は複数のダクト配管１
１、１４、２０、２６及び３０から構成されている。装
置１０で使われる空気は、炉（図示せず）内で加熱され
る。加熱後、循環される空気は適切な湿度レベルに高め
られ、高湿度での乾燥条件を生成する。循環される加熱
空気の水分レベルを適切な湿度レベルに高めるため、水
蒸気を空気流内へ注入することによって水分が追加され
る。水蒸気の注入は、乾燥装置自体内における循環空気
の温度を高める役割も果たす。空気流の水分レベルは、
米国特許第４,１６７,１９１号で定義されているよう
に、例えば少なくとも約２１０°Ｆ（９８.９°Ｃ）の
湿球温度を与えるべく正確にモニターされる。加熱空気
流入口１５が、例えば毎分約５,０００フィート（１５
２３.９ｍ）から８,０００フィート（２４３８.４ｍ）
など比較的高速で、炉から空気を受け入れる。加熱空気
取り入れ管１１が流入口１５の下流側に連通接続され、
空気の通過時加熱空気取り入れ管１１が膨張及び収縮可
能なように膨張継手１７ａ、１７ｂが設けられている。
加熱空気取り入れ管１１は、約１８インチ（４５.７c
m）の高さ、及び約６６インチ（１６７.６cm）の幅と奥
行を有する。加熱空気取り入れ管１１における空気温度
は約３２０°Ｆ（１６０°Ｃ）から約４２０°Ｆ（２１
５．６°Ｃ）であり、一般に約３６０°Ｆ（１８２．２
°Ｃ）に維持される。また加熱空気取り入れ管１１にお
ける空気は、第１の円弧状エルボー１４の狭い入口のど
部１９へと加速されるとき、例えば約６,３００フィー
ト（１９２０.２ｍ）／分の流速を有する。第１の円弧
状エルボー１４の入口のど部１９は内方へテーパ状に先
細ることで、加熱空気取り入れ管１１よりも小さい内径
を第１の円弧状エルボー１４に与えている。加熱空気取
り入れ管１１は図１に示すように、水平方向からほぼ１
２から１３度の角度で下向きに延び、その後第１エルボ
ー１４が上向きに湾曲し、それに従って空気流の方向を
変えている。第１の円弧状エルボー１４が上向きに湾曲
する地点に、台形状の入口エアロック１２が、切断タバ
コを空気流内へ送入する手段として設けられている。入
口エアロック１２はほぼ台形の断面形状で、エルボー１
４の上方に位置し、入口エアロック１２下方のエルボー
１４を通って流れる空気流内へタバコが垂直に落下可能
になっている。入口エアロック１２内には、図４に示す
ように、切断タバコを空気流内へ増分的に付加可能とす
る回転エアロック１２ａが配置され、圧力及び空気流速
の所定レベル以下への減少を防止している。入口エアロ
ック１２内に送入される切断タバコは通常、ブレンドさ
れた風味被覆物、調味物及びその他の添加物を含み、一
般に約２１重量％から２３重量％の合計水分含有量を有
する。好ましい動作時において、切断タバコは入口エア
ロック１２を、例えば約１４,０００ポンド（６３５０k
g）／時と約４９,０００ポンド（２２２２６kg）／時の
中間の量で通過する。図１に示すように、第１の円弧状
エルボー１４は狭いのど部１９に沿って狭くなった後、
入口エアロック１２との接合部である縦拡開管路１３に
よって示された位置から始まる直径増大部を備えてい
る。垂直拡開管路１３は、入口エアロック１２内に負圧
点が形成されるのを防ぐ役割を果たし、エルボー１４の
曲率の内角に沿って拡開している。エアロック１２と接
合する縦拡開管路１３でエルボー１４内部の高さが順次
増大しているため、エルボー１４の縦拡開管路１３の真
上でエアロック１２自体の内部に、ゼロ圧点が形成され
る。この縦拡開管路１３により、エルボー１４の高さは
管路１３内のタバコ流入領域直前における約２７インチ
（６８.６cm）から約３２インチ（８１.２８cm）にまで
高まっている。エアロック１２内にゼロ圧点が形成され
ることで、切断タバコのエアロック１２内への逆流が防
止され、エアロック内における切断タバコの滞積を最小
としながら、切断タバコを空気流内へ送入し続ける。入
口エアロック１２の台形設計をより明瞭に示す図が図４
に示してあり、下方を高速で流れる空気流へタバコを増
分的に送入可能とする回転エアロック１２ａが内部に配
置されている。切断タバコは、別個の切断装置によって
微細切断したタバコを供給する振動コンベヤ系からエア
ロック１２内へ流入する。切断タバコは前述したよう
に、約２１％から２３％の水分含有量を有する。縦拡開
管路１３においてエアロック１２を拡大させることによ
って、切断タバコのエアロック１２内への逆流が防止さ
れる。この逆流は、エアロック室内に負圧が形成される
場合に起こり得る。エアロックの断面が台形状であるた
め、乾燥装置のエアロック部を詰まらせたり、空気流を
過飽和状態とすることなく、切断タバコは例えば平均で
ほぼ約３０,０００ポンド（１３６０８kg）／時以上の
比較的高速で主空気流内へ送入可能である。本発明の全
体設計においては、タバコの送入口領域１２におけるベ
ンチュリ設計によって直接得られるダブルゼロ圧点構成
が形成されている。第１のゼロ圧点はタバコ送入口領域
１２のすぐ内側に形成され、タバコが送入口領域１２へ
逆流するのを防止する。第２のゼロ圧点は接線方向分離
器３０内で、分離器３０の中心部から外方に延びた空気
排出気管３２と３６のすぐ下方に形成される。前述した
ように、このダブルゼロ圧点構成は、切断タバコを乾燥
装置１０内で搬送し、乾燥装置の全体を通じてタバコ材
料のスムースな流通を保証するのを助けている。図１に
示すように、第１の円弧状エルボー１４は外側水冷ドア
１６を備えている。図５に示す水冷ドア１６は、乾燥装
置１０の第１エルボー１４の内部へのアクセスを可能と
する。ドア１６は、切断タバコ及び添加された湿気のあ
る調味物及び風味被覆物と接触する湾曲した外側内壁２
３を備えている。冷水がドア１６の内部チャネルを通っ
て循環され、内部チャネルはドア１６の長さ方向と往復
状に反復して交差し、外側内壁２３に凝縮水分の層を保
持することで、風味被覆物及び調味物の堆積を防いでい
る。これらの内部チャネルは、ドア１６の表面積のでき
るだけ多くを覆うように前後方向に形成されている。外
側内壁２３への物質の堆積は、衛生上の問題を引き起こ
すと共に、外側内壁２３と接触するタバコ材料のスムー
スな流れを損なう。ドア１６の内部チャネルに冷水を通
すことによって、外側内壁２３上に水分凝縮層が形成さ
れ、切断タバコが壁２３上の水分層と接触する結果、乾
燥装置の内部への風味被覆物あるいは調味物いずれもの
付着が防止される。水冷ドア１６は、ドア１６の開閉を
可能とするエアシリンダ２５に取り付けられている。ま
たドア１６は開閉動作が容易に行えるように、地点２７
でヒンジ止めされている。ドア１６の外側内壁２３は湾
曲しているが、フラットな接触面が用いられ、フラット
で平滑な密封面を与えている。このフラットな接触面２
５が、エルボー１４に対するドア１６の適切な密封を可
能にすると同時に、装置内へのヒンジ式アクセス地点を
提供している。水冷ドア１６を設けることで、外側内壁
２３への付着堆積が最小レベルに保たれ、しかも必要時
における検査及び清掃のため乾燥装置の内部へのアクセ
スが可能となる。図１に戻ると、第１の円弧状エルボー
１４の下流側に、垂直方向に延びる拡開状乾燥室２０が
設けられている。そして図２に最も明瞭に示すように、
番号１８で示した第１エルボー１４の下流側終端部が、
乾燥室の内部の拡開が始まる地点となっている。垂直の
拡開状乾燥室２０は一般に、例えば約４２フィート（１
２.６ｍ）から６０フィート（１８.３ｍ）の高さにまで
上方に延び、切断タバコ用の適した距離及び乾燥時間を
与える。切断タバコを適切な水分レベルにまで乾燥する
ためには、空気流によって運ばれるタバコが所定の水分
含有量、通常例えば約１３重量％から１５重量％に達す
るまで、乾燥室２０内に留められる。タバコの水分含有
量が高過ぎると、重過ぎてタバコは第２の円弧状エルボ
ー２６まで上昇できなくなる。さらに、装置内特に垂直
の拡開状乾燥室２０内におけるタバコの適切な流量を保
証するため、垂直の拡開状乾燥室２０の壁は図８に示す
ようにその各隅部で丸み付けされ、湿ったタバコが乾燥
室の内部ダクトと接触して空気流上または衛生上の問題
を生じるのを防止している。この湾曲状もしくは円形状
の設計は、循環空気が停滞しタバコの流量能力を低減さ
せる９０°の隅部を取り除くことで、乾燥装置１０にお
けるスムースな空気流を促進する。通例、ダクト配管の
隅部では、空気流が停滞しやすく流動度が落ちるため、
空気によって運ばれるタバコの適切な流れが妨げられ
る。垂直の拡開状乾燥室２０の下流側にはそれと連通接
続して、第１の円弧状エルボー１４と同様、外側へ延出
する水冷ドア２４を備えた第２の円弧状エルボー２６が
設けられている。第２エルボー２６は、空気によって運
ばれてきたタバコを垂直方向から水平方向に向きを変え
るように配置されている。第２エルボーのドア２４は第
１エルボーのドア１６と同じく水冷式で、図６に示す外
側内壁面３１への物質の堆積を防止する。ドア２４の内
部を通過する水は第１エルボーのドア１６の場合と同
様、制御された温度である例えば約１９０°Ｆ（８７.
８°Ｃ）に保たれる。この温度は、タバコの適切な湿球
温度よりもほぼ２０°Ｆ（−６.６７°Ｃ）低いことか
ら最適である。その結果、水の薄い凝縮層がエルボー内
壁３１上に形成され、空気流によって運ばれてきたタバ
コが乾燥装置の内部ダクトの表面上に留まることなくエ
ルボー内壁３１と接触するのを可能とする。ドア２４も
番号２９で示した地点でヒンジ止めされ、ドア２４を上
下させる手段であるエアシリンダ３３が取り付けられて
いる。第２の円弧状エルボー２６の下流側にはそれと連
通接続して接線方向分離器３０が設けられ、接線方向分
離器３０はさらに二重式の高効率サイクロン４０と４２
に連通接続している。前述したように、乾燥装置内の空
気流速度は、例えば約６,３００フィート（１９２０
ｍ）／分）に維持されている。高速の空気流からタバコ
を取り出すために、接線方向分離器３０は、図７に示す
ヒンジ止めされた水冷ドア３８の内面または壁３９に対
してタバコを衝突させる。この衝突によって切断タバコ
の速度は、空気流から取り出せるように減速される。そ
して、内面壁３９上への物質の堆積を防ぐため、冷水が
ヒンジ止めドア３８の内部に流される。乾燥装置１０内
の空気流の速度は、接線方向分離器３０の内部を循環す
るにつれて遅くなり、切断タバコが回転エアロック３４
内へと落下するのを可能とする。図３に示すように、加
熱空気は二重の空気排出管３２と３６を介して排出され
る一方、乾燥されたタバコの大部分は空気流から回転エ
アロック３４内へと落下し、更なる処理に付される。各
空気排出管３２と３６は接線方向分離器３０の両側にそ
れぞれ心合わせされて配置され、分離器３０内の中心に
設けられた多羽根式回転排気装置を介して分離器３０か
ら空気を除去する。各空気排出管３２と３６はサイクロ
ンへと延び、切断タバコを循環空気流からさらに取り出
す。分離器３０から各空気排出管３２と３６への排気
は、乾燥装置内に適切な空気流が維持され第２エルボー
２６内における物質の堆積を防げるように適切にバラン
スされなければならない。第２エルボーの乾燥室端２２
と分離器への移行端３８ａとの間の比は、図１に示すよ
うにほぼ０.４である。分離器への移行域３８ａ及び第
２エルボー域２４の内部ダクトから製品タバコを取り出
すのを促進するため、第２のゼロ圧点が乾燥装置の接線
方向分離器３０内に形成される。回転エアロック３４に
おける切断タバコの水分含有量は約１５重量％から１７
重量％に減少され、温度は約２１０°Ｆ（９８.９°
Ｃ）に上昇している。排出管３２と３６から排出された
空気は、空気流内に尚少量のタバコを有している。空気
を更に濾過してそのタバコを取り出すため、高効率サイ
クロン４０と４２が設けられ、加熱空気を排出管５０と
５２から排出し乾燥装置１０へと再循環可能としなが
ら、更なるタバコダスト及び添加物を除去ビン４６と４
８内に貯める。乾燥装置１０はこの排出された加熱空気
を加熱空気取り入れ管１１へと戻し、更に別の切断タバ
コの処理のために利用できる。乾燥装置１０内における
切断タバコの合計滞留時間はわずかに約３秒で、この短
い時間中に水分含有量が約２１重要％−２３重量％から
約１５％重量−１７重量％に減少される。また乾燥装置
１０は、切断タバコが装置の内壁と接触する量を減らし
つつ、切断タバコの破損を減少することによって、タバ
コ材料の充填容量を高めている。その結果、タバコ材料
の充填容量が増大するのみならず、装置内部を大規模且
つ連続的に清掃する必要がなくなるため、乾燥装置の維
持費が削減される。タバコの風味被覆物及び調味物材料
が乾燥装置１０の内部、特に接線方向分離器３０の内部
に付着するのを防ぐため、接線方向分離器３０の背壁３
９ａも水冷式とし、切断タバコと内壁との接触の緩衝物
となる薄い水分凝縮層を形成するようにしてもよい。
【０００５】例１
新規乾燥装置のテスト実験を、上述した明細に基づき行
った。乾燥された切断タバコの結果を、米国特許第４,
３１５,５１５号に記載されたような従来装置で乾燥し
た切断タバコと比較した。その結果を以下の表１に示
す。表１から分かるように、切断タバコの水分含有量は
ほぼ同じであるが、乾燥装置内における合計の乾燥時間
／滞留時間は約８秒から約３秒に短縮した。本発明の乾
燥装置で乾燥されたタバコは、極めて大きい充填値を示
した。尚表中の水分は、湿重量パーセント基準で読み取
ったものである。充填値は、グラム当たりの立方センチ
メートルで求めた。プロピレングリコールはパーセント
基準で測定した。粒径の測定値は、＋９メッシュふるい
法に基づき求めたもので、表に示した値は＋９以上の粒
径を有する粒子のパーセント値である。この値は、乾燥
過程中におけるタバコの劣化を示す適切な指標であり、
大きいほど望ましい。更に、−１４粒径測定値は１４メ
ッシュ以下の粒子のパーセント値を求めたもので、小さ
いほど望ましい。
った。乾燥された切断タバコの結果を、米国特許第４,
３１５,５１５号に記載されたような従来装置で乾燥し
た切断タバコと比較した。その結果を以下の表１に示
す。表１から分かるように、切断タバコの水分含有量は
ほぼ同じであるが、乾燥装置内における合計の乾燥時間
／滞留時間は約８秒から約３秒に短縮した。本発明の乾
燥装置で乾燥されたタバコは、極めて大きい充填値を示
した。尚表中の水分は、湿重量パーセント基準で読み取
ったものである。充填値は、グラム当たりの立方センチ
メートルで求めた。プロピレングリコールはパーセント
基準で測定した。粒径の測定値は、＋９メッシュふるい
法に基づき求めたもので、表に示した値は＋９以上の粒
径を有する粒子のパーセント値である。この値は、乾燥
過程中におけるタバコの劣化を示す適切な指標であり、
大きいほど望ましい。更に、−１４粒径測定値は１４メ
ッシュ以下の粒子のパーセント値を求めたもので、小さ
いほど望ましい。
【０００６】
【表１】
【０００７】以上の詳細な説明は主に理解を明瞭にする
ためのものであり、各種の変形が上記の開示を読むこと
によって当業者には自明で、発明の精神あるいは添付の
特許請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱しない範囲
で可能になることから、上記の開示から何らの不要な限
定も考慮されるべきでない。 ［図面の簡単な説明］ 本発明は、添付の図面を参照した以下の説明から、より
明瞭に理解されるであろう。尚添付の図面中、同じ番号
は同じ部分を表している。
ためのものであり、各種の変形が上記の開示を読むこと
によって当業者には自明で、発明の精神あるいは添付の
特許請求の範囲に記載した発明の範囲を逸脱しない範囲
で可能になることから、上記の開示から何らの不要な限
定も考慮されるべきでない。 ［図面の簡単な説明］ 本発明は、添付の図面を参照した以下の説明から、より
明瞭に理解されるであろう。尚添付の図面中、同じ番号
は同じ部分を表している。
【図１】本発明の高湿度乾燥装置の側面図である。
【図２】図１の垂直方向に延びる拡開状乾燥室の正面図
である。
である。
【図３】図１の接線方向分離器、２つの空気排出管、及
び第１及び第２の高効率サイクロンの斜視図である。
び第１及び第２の高効率サイクロンの斜視図である。
【図４】タバコ投入領域の斜視図である。
【図５】第１の円弧状エルボーの水冷ドアの側面図であ
る。
る。
【図６】第２の円弧状エルボーの水冷ドアの側面図であ
る。
る。
【図７】接線方向分離器とその上縁の水冷ドアの側面図
である。
である。
【図８】図１の垂直方向に延びる拡開状乾燥室の切断底
面図である。
面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ケヴィン アール コーテ
アメリカ合衆国 ジョージア州 31210
メーコン サレイ レーン 150
(72)発明者 ステイシー シー ブラクストン
アメリカ合衆国 ジョージア州 30223
グリッフィン ウェスチェスター ド
ライヴ 255
(72)発明者 カイヤニ アディガ
アメリカ合衆国 ジョージア州 30210
メーコン オクスフォード ロード
4999
(72)発明者 カールトン エー スーツ
アメリカ合衆国 フロリダ州 32653
ゲインヴィル エヌ ダブリュー 55
レーン 5211
(56)参考文献 特開 平６−7138（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−30660（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−173079（ＪＰ，Ａ)
米国特許5582193（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A24B 3/04
A24B 3/18
Claims (16)
- 【請求項１】 切断タバコを乾燥する高湿度乾燥装置に
おいて、 縦方向に延びる加熱空気取り入れ管、 前記取り入れ管と連通接続する第１の円弧状エルボー
で、ヒンジ止め水冷ドアを外壁上に有すると共に、エル
ボーの曲率の内角に沿って形成された縦拡開管路を有す
る第１エルボー、 前記第１エルボーと連通接続し上方に延びる台形断面の
タバコ送入口で、前記第１エルボーの縦拡開管路が始ま
る地点において前記第１エルボーに形成された上方に延
びるタバコ送入口、 前記第１エルボーと連通接続し垂直方向に延びる乾燥
室、 前記垂直方向に延びる乾燥室と連通接続した第２の円弧
状エルボーで、ヒンジ止め水冷ドアを外壁上に有する第
２エルボー、 前記第２エルボーと連通接続した接線方向分離器で、タ
バコ出口エアロックと空気排出管とを有する接線方向分
離器、及び 前記接線方向分離器の前記空気排出管と連通接続した高
効率サイクロン、を有する装置。 - 【請求項２】 前記タバコは前記接線方向分離器内の出
口エアロックにおいて、約１３重量％から１５重量％の
水分含有量を有する請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項３】 前記装置内の空気温度は約３２０°Ｆ
（１６０°Ｃ）から約４２０°Ｆ（２１５.６°Ｃ）に
維持される請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項４】 前記タバコは前記タバコ送入口におい
て、約２１重量％から２３重量％の水分含有量を有する
請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項５】 前記装置内の空気流は前記タバコ送入口
において、約６３００フィート（１９２０ｍ）／分の平
均速度を有する請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項６】 前記縦方向に延びる加熱空気取り入れ管
は所定の下向き角度を有する請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項７】 前記第１及び第２エルボーに設けられた
前記水冷ドアは、内部に形成された複数の水チャネルを
有する請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項８】 前記接線方向分離器内の前記出口エアロ
ックは回転エアロックである請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項９】 前記垂直方向に延びる乾燥室は約６０フ
ィート（１８.２９ｍ）の長さである請求の範囲第１項
の装置。 - 【請求項１０】 前記接線方向分離器はヒンジ止め冷却
ドアを更に備えている請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項１１】 前記接線方向分離器内の前記空気排出
管は多羽根式回転排出管である請求の範囲第１項の装
置。 - 【請求項１２】 前記乾燥装置の内部ダクトは丸み付け
隅部を有している請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項１３】 前記空気取り入れ管は約６６インチ
（１６７.６cm）の断面幅と約１８インチ（４５.７cm）
の高さを有する請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項１４】 前記第１の円弧状エルボーはタバコ送
入口域において、約２７インチ（６８．５８cm）から約
３２インチ（８１．２８cm）への縦拡開部を有している
請求の範囲第１項の装置。 - 【請求項１５】 前記装置は前記タバコ送入口内と前記
接線方向分離器内にゼロ圧点を有する請求の範囲第１項
の装置。 - 【請求項１６】 前記接線方向分離器内の前記空気排出
管は更に両側に配置され心合わせされた第１及び第２の
直角空気排出管を備え、第１の空気排出管は第１の高効
率サイクロンと連通接続され、第２の空気排出管は第２
の高効率サイクロンと連通接続されている請求の範囲第
１項の装置。
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| AU (1) | AU732659B2 (ja) |
| CA (1) | CA2317561C (ja) |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105029664A (zh) * | 2014-04-04 | 2015-11-11 | 加布伊奥股份公司 | 颗粒材料的干燥设备 |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP3922985B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2007-05-30 | 日本たばこ産業株式会社 | 空気乾燥種葉たばこの乾燥方法 |
| CN110584181B (zh) * | 2018-06-13 | 2020-12-29 | 红塔烟草(集团)有限责任公司 | 一种高精度梗签丝分离设备及其方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1231384A (fr) * | 1958-07-24 | 1960-09-28 | British American Tobacco Co | Procédé et appareil pour chauffer et pour refroidir du tabac ou pour soumettre celui-ci à un seul de ces deux traitements |
| JP3140039B2 (ja) * | 1990-11-07 | 2001-03-05 | 日本たばこ産業株式会社 | たばこ原料の気流乾燥方法およびその装置 |
| US5582193A (en) * | 1994-08-24 | 1996-12-10 | Philip Morris Incorporated | Method and apparatus for expanding tobacco |
-
1998
- 1998-01-09 AU AU58206/98A patent/AU732659B2/en not_active Ceased
- 1998-01-09 CA CA002317561A patent/CA2317561C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-09 AT AT98901764T patent/ATE246457T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-01-09 JP JP2000527164A patent/JP3441436B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-09 DE DE69817024T patent/DE69817024T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105029664A (zh) * | 2014-04-04 | 2015-11-11 | 加布伊奥股份公司 | 颗粒材料的干燥设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2317561C (en) | 2006-08-15 |
| DE69817024D1 (de) | 2003-09-11 |
| CA2317561A1 (en) | 1999-07-15 |
| ATE246457T1 (de) | 2003-08-15 |
| AU5820698A (en) | 1999-07-26 |
| AU732659B2 (en) | 2001-04-26 |
| JP2002500031A (ja) | 2002-01-08 |
| DE69817024T2 (de) | 2004-02-05 |
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