JPH05252927A - たばこ原料等の農産物の膨化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】含浸容器内に供給する二酸化炭素を冷却し、含
浸容器内でガス状二酸化炭素を適切な条件でたばこ原料
に含浸できる膨化装置を提供する。 【構成】膨化助剤供給手段によって含浸容器１１内にガ
ス状の二酸化炭素を所定の含浸圧力を維持するように供
給する。また原料供給手段１２によってこの含浸容器内
に原料を昇圧しつつ連続的に供給する。また原料排出手
段１３によってこの含浸容器内から原料を減圧しつつ連
続的に排出する。この膨化助剤供給手段には、熱交換器
６１を備え、上記の含浸容器内に供給される二酸化炭素
と冷却媒体とを熱交換してこの二酸化炭素を冷却する。
この含浸容器１１内に供給される二酸化炭素の状態は、
上記の含浸容器から排出されるたばこ原料の温度等に対
応して制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たばこ原料等の農産
物、食品等を膨化する膨化装置に関する。さらに特定す
れば、本発明は例えばガス状の二酸化炭素を膨化助剤と
して使用する連続式の膨化装置において、上記の含浸容
器内から原料の排出系統に搬送される原料の温度を確実
に低温に制御し、原料を効率的に膨化させることができ
る冷却装置を備えた連続式の膨化装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】このような膨化装置として、原料、たと
えばたばこ原料に膨化助剤として二酸化炭素を高圧の状
態で含浸させ、このたばこ原料を減圧および加熱し、含
浸した二酸化炭素を膨脹させてたばこ原料を膨化させる
ものがある。

【０００３】このような膨化装置には、含浸容器内に所
定量のたばこ原料を収容した後に、この含浸容器内に高
圧の二酸化炭素を供給し、この二酸化炭素を含浸させた
後にこのたばこ原料を取出して膨脹させるバッチ式のも
のと、含浸容器内にたばこ原料および二酸化炭素を連続
的に供給する連続式のものとがある。

【０００４】前者のバッチ式のものは、構造が簡単であ
るが、能率が低く、また多量の二酸化炭素が散逸してし
まうという不具合がある。後者の連続式のものは、能率
が高く、また二酸化炭素を回収して再度利用できるとい
う利点がある。

【０００５】また一般に、たばこ原料等の膨化度合いを
大きくするには、低い温度でかつ高圧で二酸化炭素を接
触させ、できるだけ多量の二酸化炭素を含浸させる必要
がある。また、二酸化炭素を含浸したたばこ原料は可能
な限り低い温度を維持したまま含浸容器内から取出し、
含浸した二酸化炭素の散逸を防止し、このたばこ原料を
瞬間的に加熱し、含浸した二酸化炭素を効果的に膨脹さ
せる必要がある。

【０００６】しかし、上記のような連続式の装置では、
上記の含浸容器内に供給されるたばこ原料の温度、供給
量、外部からこの膨化装置内に侵入する熱量や、ロータ
リーバルブが回転する際に発生する摩擦熱量等はかなり
の幅で変動する。したがって、これらの条件の変動によ
り、含浸容器内に供給されるたばこ原料の温度が上昇し
て二酸化炭素の含浸量が少なくなったり、またこの含浸
容器から取出されたたばこ原料がロータリーバルブを通
過する際に加熱され、含浸した二酸化炭素の一部が散逸
し、膨化度合いが低下する不具合があった。

【０００７】このような不具合を防止するため、含浸容
器内に供給する二酸化炭素を冷却し、この冷却された二
酸化炭素の顕熱によって原料やこの含浸容器の後流側の
機器の発熱を吸収し、この原料を低温に維持することが
考えられた。しかし、この二酸化炭素の冷却量が少なす
ぎると、たばこ原料の冷却や含浸容器の後流側の機器の
除熱が十分になされず、効果が少ない。また、逆にこの
二酸化炭素の冷却量が多すぎると、たばこ原料がその排
出系統から減圧して排出される際に、二酸化炭素が固化
してドライアイスが形成される。このようにドライアイ
スが形成されると、これによってたばこ原料が固まり、
加熱膨化工程に支障が生じる。しかも、原料とともに系
外に排出される二酸化炭素の量も増加し、二酸化炭素の
損失量も増加する。

【０００８】このようなドライアイスが生じるような条
件で運転すると、経済的、品質的に好ましくない。した
がって、この含浸容器内での二酸化炭素の含浸はガス状
で行うことが必要である。このため、この含浸容器内に
供給する二酸化炭素の冷却量、すなわちこの供給される
二酸化炭素から除熱する冷却熱量を適切に制御すること
が必要となる。

【０００９】しかし、上記のたばこ原料の温度、たばこ
原料の供給量、この膨化装置の外部からの熱の侵入量、
ロータリーバルブ等の発熱量等は一定しておらず、かな
りの幅で変動する。このため、含浸容器内でたばこ原料
にガス状の二酸化炭素を好ましい条件で含浸させること
は困難であった。

【００１０】さらに、上記の二酸化炭素の冷却量の制御
は、一般に供給する二酸化炭素の量や温度により行うこ
とが考えられる。しかし、この二酸化炭素の供給量は、
含浸容器内の圧力を所定の圧力に維持するように制御す
る必要があり、この供給量は一定の値に決定される。し
たがって、この二酸化炭素の供給量を制御して上記の冷
却量を制御することは困難である。また、この供給する
二酸化炭素の温度を制御してこの供給される二酸化炭素
の冷却量を制御する場合、この二酸化炭素の状態は圧
力、温度の変化により相変化するため、この二酸化炭素
の冷却量の制御の指標とはならない。したがって、この
供給される二酸化炭素の冷却量を制御する場合に、この
二酸化炭素の量や温度によって制御することは困難であ
った。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、含浸容器内
に供給する二酸化炭素を冷却し、含浸容器内でガス状の
二酸化炭素を好ましい条件でたばこ原料等に含浸させる
ことができる膨化装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は含浸容器内に膨化助剤としてガス状の二
酸化炭素を所定の含浸圧力を維持するように供給する膨
化助剤供給系統の配管の途中に熱交換器を設け、この熱
交換器に冷却機構から冷却媒体を供給して上記の含浸容
器内に供給される二酸化炭素を冷却し、ガス状の二酸化
炭素の含浸が好ましい条件で行えるように、この装置の
各種のプロセス量、たとえば原料の排出系統内の温度
（液状二酸化炭素の存在しない温度）に対応して、制御
装置によってこの含浸容器内に供給される二酸化炭素の
冷却量（熱交換量）を制御するものである。

【００１３】このプロセス量としては、含浸容器から排
出される過程のたばこ原料の温度、またはこのたばこ原
料とともに排出される二酸化炭素のガス温度が使用され
る。また、光、放射線等を排出されるたばこ原料および
二酸化炭素に照射し、その反射または透過スペクトルか
らこれらの温度等の状態を検出してもよい。そして、こ
れらのプロセス量から、含浸容器内の二酸化炭素および
たばこ原料の温度その他の状態が最適になるように、こ
の含浸容器内に供給される二酸化炭素の冷却量（熱交換
量）が自動的に設定される。なお、この設定は自動的に
おこなわず、含浸容器内から排出されるたばこ原料やこ
れとともに排出される二酸化炭素ガスの温度から操作員
が判断して手動でこの含浸容器内に供給する二酸化炭素
の冷却量を設定してもよい。

【００１４】

【作用】このような装置は、原料の搬送される排出系統
内の温度等のプロセス量によって、含浸容器内に供給さ
れる二酸化炭素の状態が制御されるので、原料の温度、
外部から侵入する熱量、ロータリーバルブの発熱量等が
変動しても迅速にこれらの変動に対応できる。

【００１５】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。図１ないし図５は本発明の第１の実施例を示し、こ
の実施例は膨化助剤として二酸化炭素を使用する連続式
のたばこ原料の膨化装置である。図中の１１は含浸容器
である。所定の圧力の膨化助剤、たとえば二酸化炭素が
約３０気圧程度の含浸圧力を維持するように供給され
る。また、たばこ原料は原料供給系統１２からこの含浸
容器１１内に連続的に供給される。そして、この含浸容
器１１内において、このたばこ原料の組織内に二酸化炭
素が含浸される。

【００１６】この二酸化炭素が含浸されたたばこ原料
は、原料排出系統１３を介して加熱装置（図示せず）に
連続的に搬送され、この加熱装置内で高温の空気、水蒸
気またはこれらの混合ガスと接触し、含浸されていた二
酸化炭素が膨脹し、これによってこのたばこ原料の組織
が膨脹する。

【００１７】上記の原料供給系統１２は以下のように構
成されている。たばこ原料は、エアロッカーバルブ１４
を介して第１のシュート１５内に供給される。上記のエ
アロッカーバルブは、図２に示すように、ハウジング１
４ａ内にロータ１４ｂが回転自在に設けられており、こ
のロータの外周に複数の羽板が形成されている。そし
て、ハウジングの入口から供給されたたばこ原料は、こ
れらの羽板の間に収容され、ロータの回転によってハウ
ジングの出口まで運ばれる。これらの羽板の先端面とハ
ウジングの内周面とは気密を維持して摺動自在に接触し
ている。したがって、このエアロッカーバルブ１４の入
口側と出口側とはシールされ、これらの間に圧力差を維
持し、昇圧または減圧しながらたばこ原料を連続的に搬
送できるように構成されている。また、上記の第１のシ
ュート１５内は、約大気圧程度の低圧の二酸化炭素が供
給されており、たばこ原料に含まれていた空気はこの二
酸化炭素と置換される。

【００１８】次に、たばこ原料は、この第１のシュート
１５から第１のロータリーバルブ１６を介して約１５気
圧の中圧に昇圧されて第２のシュート１７に送られる。
この第２のシュート１７内の圧力は約１５気圧の中圧に
調整されている。

【００１９】上記のようなロータリーバルブ１６および
第１のシュート１５は図２に示すように構成されてい
る。図中の１はこのロータリーバルブのハウジングであ
り、このハウジング１には供給口２と排出口３とが形成
されている。また、このハウジング１内には、回転体４
が気密をもって回転自在に収容されている。この回転体
４の外周には、複数のポケット５が形成されている。ま
た、上記のハウジング１には、複数の昇圧側ポート６お
よび減圧側ポート７が形成されている。この昇圧側ポー
ト６の高圧最終段のポートには、二酸化炭素供給管９が
接続され、第２のシュート１７から約１５気圧の二酸化
炭素が供給される。また、減圧側ポート７の低圧最終段
のポートには、二酸化炭素回収管４４が接続され、低圧
となった二酸化炭素が回収される。また、他の昇圧側ポ
ート６と減圧側ポート７とは、それぞれ連通管８によっ
て連通されている。

【００２０】上記の供給口２内は、たとえば大気圧の雰
囲気であり、また上記の排出口３内は約１５気圧の二酸
化炭素の雰囲気である。そして、ホッパ等を介して上記
の供給口２内に投入されたたばこ原料は、上記の回転体
４の各ポケット５内に収容され、この回転体４の回転に
よって順次排出口３まで運ばれる。

【００２１】上記の排出口３内は中圧の二酸化炭素雰囲
気であるので、この排出口３に対向して内部のたばこ原
料を排出した空のポケット５内は中圧の二酸化炭素雰囲
気である。このポケット５が減圧側ポート７に順次対向
してゆく間に、このポケット５内の中圧の二酸化炭素は
順次この減圧側ポート７に放圧され、たとえば５気圧程
度ずつ減圧されてゆく。これらの減圧側ポート７はそれ
ぞれ連通管８を介して昇圧側ポート６に連通しているの
で、各減圧側ポート７内に排出された二酸化炭素は各昇
圧側ポート６に供給される。したがって、たばこ原料を
収容したポケット５がこれら昇圧側ポート６に順次対向
してゆく間に、たとえば５気圧ずつ昇圧されてゆき、最
終段の昇圧側ポート６に対向する際には排出口３内と同
じ圧まで昇圧され、この後に上記の排出口３に対向し、
収容していたたばこ原料をこの排出口３内に排出する。

【００２２】また、空のポケット５が最終段の減圧側ポ
ート７に対向すると、このポケット５内に残留していた
低圧の二酸化炭素はこの減圧側ポート７から二酸化炭素
回収管４４を介して回収され、このポケット５内は大気
圧に戻される。

【００２３】また、上記の排出管３内には、ノズル壁３
ｂが設けられ、このノズル壁３ｂとこの排出口３の内面
との間の隙間に連通した噴出口３ａが形成されている。
この噴出口３ａからは高圧の二酸化炭素が供給され、収
容しているたばこ原料を排出した空のポケット５内にこ
のノズル壁３ｂとの隙間から高圧の二酸化炭素を噴出
し、この噴流でこのポケット５内に残留しているたばこ
原料を除去する。

【００２４】なお、上記のものは、昇圧しながらたばこ
原料を連続的に供給するロータリーバルブであるが、減
圧しながらたばこ原料を排出するロータリーバルブにつ
いてもその構造は上記のものと同様であり、昇圧および
減圧の作用が逆のものである。

【００２５】また、上記の第１のシュート１５は気密の
容器を構成し、その上部からは上記のエアロッカーバル
ブ１４を介してたばこ原料が供給される。また、上記の
ロータリーバルブ１６の最終段の減圧側ポート７には二
酸化炭素回収管４４が接続され、この二酸化炭素回収管
４４はサイクロン４５を介して上記の第１のシュート１
５内に連通している。したがって、この最終段の減圧側
ポート７から排出された二酸化炭素は、このサイクロン
４５で含まれている少量のたばこ原料が除去されたの
ち、配管４６を介して回収される。

【００２６】また、この二酸化炭素回収管４４から供給
された二酸化炭素の一部は、分離されたたばこ原料とと
もに、この第１のシュート１５内に供給される。したが
って、この第１のシュート１５内は二酸化炭素の雰囲気
に維持され、空気とともにエアロッカーバルブ１４を介
して供給されたたばこ原料の内部に含まれている空気
は、この二酸化炭素によって置換され、よって、含浸容
器１１側に侵入する空気の量はわずかである。なお、こ
の第１のシュート１５内に供給され、空気と混合した二
酸化炭素は配管５１を介して回収される。

【００２７】そして、たばこ原料はさらに第２のシュー
ト１７から第２のロータリーバルブ１８を介して約３０
気圧の高圧に昇圧されて前記の含浸容器１１内に送られ
る。この含浸容器１１内は前記の如く約３０気圧の圧力
が維持されるように二酸化炭素が供給されている。この
含浸容器１１は円筒状をなし、内部にはスクリューコン
ベア（図示せず）が設けられ、供給されたたばこ原料を
出口側に送る。

【００２８】また、原料排出系統１３は以下のように構
成されている。上記の含浸容器１１の出口２４から排出
されたたばこ原料は、第３のロータリーバルブ１９によ
って約１５気圧の中圧に減圧された後、第３のシュート
２０に送られる。この第３のシュート２０内は約１５気
圧の中圧に維持されている。

【００２９】さらに、たばこ原料はこの第３のシュート
２０から第４のロータリーバルブ２１によって低圧に減
圧されて第４のシュート２２に送られる。この第４のシ
ュート２２内は約大気圧の低圧に維持されている。そし
て、この第４のシュート２２からエアロッカーバルブ２
３を介して前述した加熱機構に送られ、加熱されて膨化
される。

【００３０】この加熱機構は、風送り管１１０を備えて
おり、この内部には所定の温度の空気および過熱水蒸気
の混合ガスが流通されている。そして、この風送り管１
１０内に供給されたたばこ原料は、この混合ガスの流れ
中に浮遊し、この混合ガスとともに搬送され、この間に
この高温の混合ガスによって加熱されて膨化する。膨化
の完了したたばこ原料は従来公知のタンゼンシャルセパ
レータ等によって混合ガスから分離され、回収される。

【００３１】また、上記の第４のシュート２２と上記の
風送り管１１０との間には、中間容器１１１が設けられ
ている。この中間容器１１１は略水平に配置され、その
一端部は上記のエアロッカーバルブ２３を介して上記の
第４のシュート２２に連結されている。また、この中間
容器１１１の他端部は、エアロッカーバルブ１１２を介
して上記の風送り管１１０に連結されている。そして、
この中間容器１１１内には、水平方向にコンベア１１３
が設けられている。

【００３２】上記の第４のシュート２２から排出された
たばこ原料は、エアロッカーバルブ２３を介してこの中
間容器１１１の一端部内に落下し、コンベア１１３によ
って水平方向に運ばれ、この中間容器１１１の他端部か
らエアロッカーバルブ１１２を介して上記の風送り管１
１０内に落下する。この中間容器１１１の一端部のエア
ロッカーバルブ２３と他端部のエアロッカーバルブ１１
２は、その位置が水平方向にずれているので、風送り管
１１０から上昇した高温の混合ガスが直接第４のシュー
ト２２の下方まで上昇せず、この混合ガスがこの第４の
シュート２２内に侵入するのが防止される。

【００３３】次に、この膨化装置の膨化助剤すなわち二
酸化炭素の回収および供給系統を説明する。図中の３０
は低圧タンクであって、回収された低圧の二酸化炭素は
最終的にこの低圧タンクに回収される。また、３１は二
酸化炭素の供給源たとえば液化二酸化炭素のタンクであ
り、この二酸化炭素は蒸発器３２を介して気化され、上
記の低圧タンク３０に補給される。

【００３４】そして、この低圧タンク３０内の二酸化炭
素は、低圧ブースタ３３によって約５〜１５気圧の中圧
に昇圧され、中圧タンク３４に送られる。この中圧タン
ク３４内の二酸化炭素は、高圧ブースタ３６によって含
浸圧力より若干高い高圧に昇圧され、除湿器３７で水分
を除去された後、供給配管３５を介して上記の含浸容器
１１に送られる。

【００３５】また、前記の第２のシュート１７および第
３のシュート２０から回収された中圧の二酸化炭素は、
配管４１，４２、バグフイルタ４３を介して上記の中圧
タンク３４に回収される。また、前記の第１のロータリ
ーバルブ１６から排出された低圧の二酸化炭素は配管４
４を介してセパレータ４５に送られ、混入しているたば
こ原料の粉末が分離された後、配管４６、バグフイルタ
４７を介して低圧タンク３０に回収される。また、第４
のロータリーバルブ２１から排出された低圧の二酸化炭
素は、セパレータ４９によって混入したたばこ原料の粉
末が分離された後、上記のバグフイルタ４７を介して上
記の低圧タンク３０に回収される。

【００３６】さらに、始端部の第１のシュート１５およ
び終端部の第４のシュート２２から回収された低圧の二
酸化炭素は、空気等が混入しているので、配管５１，５
２、バグフイルタ５３，５４を介して分離回収タンク５
５に回収される。この分離回収タンク５５に回収された
二酸化炭素は、分離装置５６に送られ、混入している空
気が分離された後、分離サージタンク５７を介して低圧
タンク３０に回収される。

【００３７】図３および図４にはこの回収分離装置５６
を示す。この回収分離装置５６は、吸着式の二酸化炭素
分離装置である。すなわち、図３および図４に示すよう
に、複数、たとえば２個の吸着塔９４ａ，９４ｂが設け
られている。これらの吸着塔９４ａ，９４ｂには活性炭
やゼオライト等の吸着剤が充填されている。これらの吸
着剤は、空気と二酸化炭素の混合ガスから二酸化炭素を
選択的に吸着するとともに、圧力が高い程吸着量が大き
く、圧力が低い程吸着量が少ない。

【００３８】また、この装置には加圧ポンプ９５および
吸引ポンプ９６が設けられており、これらのポンプはそ
れぞれ弁９８ａ，９８ｂ、９９ａ，９９ｂを介して上記
の吸着塔９４ａ，９４ｂの一端部に接続されている。ま
たこれらの吸着塔９４ａ，９４ｂの他端部は、それぞれ
弁９７ａ，９７ｂを介して排気管１０１に接続されてい
る。

【００３９】この回収分離装置は、たとえばまず一方の
吸着塔９４ａの弁９８ａ，９７ａを開弁し、加圧ポンプ
９５によって前記の気密容器１５，２２からの二酸化炭
素と空気の混合ガスをこの一方の吸着塔９４ａに供給
し、二酸化炭素を吸着させる。二酸化炭素から分離され
た残りの空気等のガスは排気管１０１から外部に排出さ
れる。また、この際には、他方の吸着塔９４ｂの弁９８
ｂ，９７ｂ、および一方の吸着塔９４ａの弁９９ａが閉
弁されるとともに、弁９９ｂが開弁され、吸引ポンプ９
６によって他方の吸着塔９４ｂの内部を低圧に排気す
る。これによって、この他方の吸着塔９４ｂ内の吸着剤
に吸着されている二酸化炭素が脱着されて回収され、前
記の膨化装置の系統内に戻される。

【００４０】次に、図４に示すように、上記とは弁の開
閉状態を逆にして、一方の吸着塔９４ａ内を低圧にして
吸着されている二酸化炭素を脱着させて回収し、また他
方の吸着塔９４ｂに二酸化炭素を吸着させる。以下、こ
のような作動を繰り返し、これら吸着塔９４ａ，９４ｂ
を交互に吸着、再生をおこない、二酸化炭素を分離し回
収する。なお、このサイクルの間隔はたとえば９０秒〜
１８０秒と比較的短い周期で繰り返される。

【００４１】このような回収分離装置５６によれば、空
気の混合した二酸化炭素を回収して効率的に空気を除去
し、二酸化炭素のみを分離回収し、この膨化設備の系統
内に戻すことができる。したがって、二酸化炭素が無駄
に外部に放出されることがなく、また系統内の二酸化炭
素の濃度を正確に制御することができる。

【００４２】また、この回収分離装置５６は、吸着によ
って二酸化炭素を分離するので、回収したガスの二酸化
炭素濃度が低い場合でも効率的に分離でき、また応答性
が良く、この膨化装置の二酸化炭素の循環系統内の二酸
化炭素濃度を安定して制御できる。

【００４３】次に、上記の含浸容器１１内に供給される
二酸化炭素の冷却量（熱交換量）を制御する装置を説明
する。前記の高圧ブースタ３６で含浸圧力より若干高い
高圧に昇圧された二酸化炭素をこの含浸容器１１に供給
する供給配管３５の途中には、熱交換器６１が設けられ
ている。また、６２は冷却機構であって、内部に冷凍機
および熱交換器（図示せず）等を備え、低温のブライン
を供給するように構成されている。そして、このブライ
ンはブライン配管６３，６４を介して上記の熱交換器６
１を循環し、供給される二酸化炭素を冷却する。

【００４４】また、この二酸化炭素の冷却量を制御する
制御装置７２が設けられている。この制御装置７２は、
この膨化装置のプロセス量、たとえば第３のシュート２
０内の温度を温度検出器７３によって検出し、この温度
信号に対応して含浸容器１１内に供給する二酸化炭素の
冷却量を決定する。なお、この制御装置７２内には、こ
の膨化装置の特性をあらかじめ試験によって解析したデ
ータに基づくプログラムが入力されており、このプログ
ラムにしたがって上記の二酸化炭素の冷却量を決定す
る。そして、この制御装置７２は、上記のブライン配管
６３の途中に設けられた制御弁７４に制御信号を送って
ブラインの流量を制御し、含浸容器１１内に供給される
二酸化炭素の冷却量を制御する。

【００４５】たとえば、含浸圧力が約３０気圧の場合、
第３のシュート２０の内部は約１５気圧に維持されてい
る。このシュート内の温度を飽和温度（約−２８°Ｃ）
より高い温度、好ましくは−１０〜−２５°Ｃ、さらに
より好ましくは−１８〜−２３°Ｃになるように、含浸
容器内に供給する二酸化炭素の冷却量（熱交換量）を制
御する。

【００４６】このように制御された状態において、含浸
工程から排出されたたばこ原料の大気圧下での二酸化炭
素の含浸量は乾燥重量比で１〜３％である。この時のた
ばこ原料の温度は、−２０〜−４０°Ｃとなり、ドライ
アイスの生成等の不具合もなく、この二酸化炭素の損失
量を少なく抑えることができる。また、以後の膨化、乾
燥工程におけるたばこ原料の分散も良好で、十分な膨化
効果が得られる。

【００４７】また、上記の含浸容器１１には、外部から
侵入する熱量を少なくし、かつ安定させるために断熱構
造が採用されている。この断熱構造は、この含浸容器１
１の外周面８３を囲んで配置された真空断熱容器８１か
ら構成されている。この真空断熱容器８１は、外壁８２
を備えており、これらの壁は気密構造をなし、これらの
壁の間は真空に排気されている。

【００４８】次に、このような膨化装置の作用を説明す
る。上記の含浸容器１１内に供給される二酸化炭素は、
熱交換器６１でその飽和温度以下のブラインによって冷
却されている。この冷却された二酸化炭素は、この含浸
容器１１内を移動するたばこ原料と接触して、たばこ原
料を冷却し、この二酸化炭素の含浸を効果的にする。

【００４９】ところで、上記の含浸容器１１内に供給さ
れるたばこ原料の温度、供給量、外部からこの膨化装置
内に侵入する熱量、ロータリーバルブの発熱量等はかな
りの幅で変動する。この場合、この変動によって上記の
ような適切な二酸化炭素の冷却量は変動する。しかし、
これらの熱量が変動した場合には、この膨化装置のプロ
セス量、たとえば上述の如き第３のシュート２０内のの
温度が変動する。この温度の変動は温度検出器７３によ
って検出され、上記の制御装置７２はこの変動に対応し
て予め設定されていたプログラムに従って、上記の制御
弁７４を制御し、含浸容器１１内に供給する二酸化炭素
の冷却量を制御する。したがって、この熱量の変動に対
応して二酸化炭素の冷却量が常に適切な量に制御され
る。よって、好ましいガス状二酸化炭素の含浸条件が設
定される。

【００５０】また、図６にはこのプロセス量を検出する
別の実施例を示す。このものは、上記の第３のシュート
２０の壁の一部に光透過性の窓１２０を形成し、この窓
１２０を介して内部のたばこ原料から放射される光を光
検出器１２１で検出するように構成したものである。こ
の光検出器１２１は、たばこ原料から放射される光のス
ペクトル分布からその温度を検出するもので、このたば
こ原料の温度の信号は前記の制御装置７２に送られる。

【００５１】さらに、図７にはこのプロセス量の検出お
よび制御の別の実施例を示す。このものは、シュート２
０に目視形の温度計１２６を取り付け、操作員がこの温
度計１２６から判断して手動で操作盤１２７を操作し、
上記の含浸容器１１内に供給される二酸化炭素の熱交換
量を制御するものである。

【００５２】さらに、図８には本発明の膨化装置の第２
の実施例を示す。このものは、含浸容器１１の周囲を断
熱材８４で囲んだものである。このものは、真空容器の
場合より断熱効果がわずかに低下するが、製造コストが
低い。なお、このようなものでも、この装置の運転に先
立って、二酸化炭素を循環させておけば、この含浸容器
１１は所定の温度に安定し、運転には支障はない。な
お、この第２の実施例のものは、上記の点以外は前記の
第１の実施例のものと同様の構成であり、図８中、第１
の実施例と対応する部分には同じ符号を付し、その説明
は省略する。

【００５３】なお、本発明は上記の実施例には限定され
ない。たとえば、本発明はたばこ原料を膨化する装置に
限らず、野菜その他の農産物の膨化装置として使用する
こともできることはもちろんである。

【００５４】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、原料の排出
系統に排出される原料や二酸化炭素の温度等のプロセス
量に対応して、含浸容器内に供給する二酸化炭素の熱交
換量が制御される。したがって、各機器の発熱量の変化
等に対応して、この含浸容器内のガス状の二酸化炭素の
状態を含浸に最適の状態に維持することができ、効率的
な含浸および膨化をおこなうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の膨化装置の第１の実施例の全体の概略
図。

【図２】図１のロータリーバルブとシュートの部分の断
面図。

【図３】二酸化炭素の回収分離装置の概略図。

【図４】二酸化炭素の回収分離装置の概略図。

【図５】プロセス量検出手段の概略図。

【図６】プロセス量検出手段の別の実施例の概略図。

【図７】プロセス量検出手段の別の実施例の概略図。

【図８】本発明の膨化装置の第２の実施例の全体の概略
図。

【符号の説明】

１１…含浸容器 ６１…熱交換器 ６２…冷却手段 ７２…制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 学 神奈川県平塚市黒部丘１番31号 日本たば こ産業株式会社生産技術開発センター内 (72)発明者 内山 研輔 神奈川県平塚市黒部丘１番31号 日本たば こ産業株式会社生産技術開発センター内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 たばこ原料等の原料を連続的に膨化する
   装置であって、含浸容器を備え、膨化助剤供給手段によ
   ってこの含浸容器内に膨化助剤として二酸化炭素を所定
   の含浸圧力を維持するように供給し、また原料供給手段
   によってこの含浸容器内に原料を昇圧しつつ連続的に供
   給し、また原料排出手段によってこの含浸容器内から原
   料を減圧しつつ連続的に排出するものにおいて、 上記の膨化助剤供給手段は、熱交換器を備えており、こ
   の熱交換器は上記の含浸容器内に供給される二酸化炭素
   と冷却媒体とを熱交換してこの二酸化炭素を冷却するも
   のであり、また、この熱交換器に冷却媒体を供給する冷
   却手段を備え、また、上記の含浸容器内に供給される二
   酸化炭素の熱交換量を制御する制御手段とを具備したこ
   とを特徴とするたばこ原料等の農産物の膨化装置。
2. 【請求項２】 前記の制御手段は、前記の含浸容器また
   は原料排出手段の内部のガス状二酸化炭素または原料の
   温度を検出してこの温度に対応して前記の含浸容器内に
   供給される二酸化炭素の熱交換量を制御するものである
   ことを特徴とする請求項１のたばこ原料等の農産物の膨
   化装置。
3. 【請求項３】 前記の膨化装置であって、さらに二酸化
   炭素の回収分離手段を備え、この回収分離手段は前記の
   原料供給手段および原料排出手段から回収した二酸化炭
   素中から混入している空気および不純ガスを分離するも
   のであることを特徴とする請求項１のたばこ原料等の農
   産物の膨化装置。
4. 【請求項４】 前記の膨化装置であって、さらに二酸化
   炭素の回収分離手段を備え、この回収分離手段は、前記
   の原料供給手段および原料排出手段から低圧の二酸化炭
   素および中圧の二酸化炭素を別々に回収し、これら低圧
   および中圧の二酸化炭素を高圧に昇圧するものであるこ
   とを特徴とする請求項１のたばこ原料等の農産物の膨化
   装置。