JPS61178034A - 粒状物質の処理方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は粒状物質の処理に関し、具体的には例えば刻み
菓タバコ等の繊維粒状物質の処理方法およびその装置に
関する。

従来の技術 従来、流動化（ｆｌｕｉｄｉｓａｔｉｏｎ）を伴うと言
われている方法によって粒状タバコや粒状葉片物質を処
理する方法が提案されている。タバコの処理方法が英国
特許明細書筒１．３８９．４５２号に開示されており、
当該装置によればタバコは撮動コンベヤーを介して搬送
される。この振動コンベヤーは略平坦な通気性基台を有
し、その基台から熱風が上方向に流出してタバコに接触
する。タバコ・はコンベヤーの撮動と熱風の上昇流とに
よって撹拌される。上記特許明細書の記載を見ると、タ
バコはこれら両効果の併用により少なくとも部分的に流
動化される。

茶を乾燥する方法と装置が英国特許明細書筒１゜４８６
．５５５号に開示されている。同明細書の開示によれば
、茶は複数の平坦な有孔面を横切って連続的に通過せし
められる。温風が有孔面のそれぞれから上方向に送入さ
れ、また各有孔面を振動させる手段が形成されている。

有孔面の振動は、その面の孔部が目詰りを起こすのを防
止し、かつ茶の撹拌床に空孔が生ずるのを防止するため
に必要である。有孔面を振動させたならば、その有孔面
に対して茶を横断走行させるための手段が形成可能であ
ることもまた同明細書に教唆されている。

粒状葉片物質（茶またはタバコ）を乾燥または冷却する
装置が英国特許公開公報筒２，０２６゜６６８Ａ号に開
示されている。当該装置は熱風を流動媒体として使用す
ることにより、葉片物質を流動状態に保持させるもので
ある。葉片物質の流動床に空孔が発生するのを避けるた
めに、同装置は布地網を含んでいる。この布地網の作用
は流動熱風を流動床に均一に分配することであって、フ
レームを介在して平坦状態に持着されている。同装置を
撮動させ、それにより葉片物質のより均一な処理を図る
こともできる。

米国特許明細書筒４．１４８．３２５号に記載の刻みタ
バコの処理方法はチャンバー内でタバコを流動媒体で処
理することから成る。チャンバー内ではタバコの柱状床
が空気により流動状態に保持されている。この空気は平
坦な拡散受台を上方向に通過後、タバコの柱状床に流入
する。

概括的視点に立てば、流動化技術は多様の工業において
多目的に使用されている。例えば石炭やこれに類する他
の塊状物質を燃焼または気化する流動床装置が英国特許
公開公報筒２．０８５．７４８Ａ号に開示されている。

発明が解決しようとする問題点 流動化がプロセスエンジニャーにとって魅力ある理由の
一つとして、流動床中で固相粒子を完全に混合した状態
に接近させ得ることが挙げられる。

完全混合とは幾通りにも定義される現象であり、例えば
温度を取り上げた場合、それは粒子の最大温度と平均温
度が僅かに相違することを意味する。

したがって、近完全混合の状態に到達した流動床におい
ては、流動床内に過熱域の発生を伴うことなく高温度を
維持することができる。

流動床内の粒子が略一定でかつ概ね等大形状であって、
しかもその粒度と密度が過剰に不均衡でない限り、完全
混合への接近は容易である。しかし、例えば刻み葉タバ
コといった粒状物質の場合、その粒子は上記基準から著
しく懸は離れる。この点で注目すべ、き刻み菓タバコの
基準は特に重要視されている粉子形状である。刻み葉タ
バコは各種の長さや各種の横断面寸法を有する細長粒子
と、形状や粒子重量の変動の大きい短粒子とで構成され
ている。タバコの物体内における短粒子は、細長粒子の
絡み合った通気性マトリックス中に分配されている。こ
のような刻み菓タバコの構造は流動化の際にいくつかの
問題を招来することが判明している。従来の流動床装置
では刻み葉タバコの細長粒子がマットを形成し、このマ
ット内の細長粒子は交絡した状態のままであることが認
められた。短粒子中の軽質粒子と重質粒子は上記マット
から分離する傾向にあり、軽質粒子はマットの上方に、
また重質粒子はマットの下方に位置する。

この分離床はブローホール（ｂｌｏｗ　　ｈｏｌｅ）を
頻発し易いので不適当である。したがって、従来から提
案されている刻み葉タバコの流動化技術によれば、完全
な混合状態への接近は不可能であるばかりでなく、安定
な流動化も実現できないと言える。

問題点を解決するための手段 本発明の目的は繊維粒状物質を効率よく移動化する方法
と装置を提供することにある。

ここで「繊維粒状物質」とは、少なくとも相当の割合の
粒子がそれぞれ一次元長さにおいて二次元と三次元の長
さよりも大きい粒状物質を意味する。繊維粒状物質はそ
の物体内に上記のごとき細長粒子を内在しているため、
粒子の交絡を生起する性質がある。

「移動化（ｓ＋ｏｂｉｌｉｓａｔｉｏｎ）　Ｊは、粒状
物質の物体内の個別粒子が略分離状態に保持されて相互
に運動自在である制御プロセスを意味する。移動化は、
繊維粒状物質に関しては、その物質全体または略全体が
粒子絡みから解放され、かつ粒子の分離した無交絡状態
に保持されていることをも意味する。

本発明によれば、粒状物質を移動領域内に保持し、該移
動領域は立設型手段により巻装され、該壁手段は縦方向
上方に漸開し、それにより該移動領域の横断面積は上方
向に漸次増大し、さらにガス状移動媒体を該壁手段の複
数の局部位から該移動領域内に供給させ、該壁手段に沿
った下降流と該移動領域の下端部からの上昇流とから成
る循環型を該移動領域内に形成せしめる粒状物質の処理
方法が提供される。粒状物質はＩ維粒状物質であっても
よい。

ガス状促進媒体を移動領域内にその下端部の一定位置か
ら上方向に供給させることが有利である。

さらに本発明によれば、移動領域を巻装する立設型手段
と、該壁手段は縦方向上方に漸開し、それにより該移動
領域の横断面積は上方向に漸次増大し、さらにガス状移
動媒体を該壁手段の複数の局部位から該移動領域内に供
給させるための移動ノズル手段から成り、該壁手段の下
降流と該移動領域の下端部からの上昇流とから成る循環
型を該移動領域内に形成して粒状物質を移動化せしめる
粒状物質の処理装置が提供される。

上記処理装置に、ガス状促進媒体を移ｖＪ領域内にその
下端部の一定位置から上方向に供給させたるための促進
ノズル手段をも併せて配置することが有利である。

移動領域は横断面を正方形、長方形、円形、楕円形、多
角形等の多様の形状に構成可能であり、その横断面形状
は不変でもよく、移動領域のある高さから別の高さにか
けて可変したものであってもよい。壁手段の縦断面は直
線状であるか、あるいは上方向の一面または全面にわた
って凹状または凸条に湾曲させることもできる。移動領
域の横断面形状を正方形に、または対向的に平行に配置
した壁手段の壁部材を有する他の形に構成する場合、そ
の壁部材は縦断面中心軸に対して左右対称になっている
のが好ましい。一方、移動領域の横断面形状を長方形と
して刻み葉タバコの処理に使用すφ場合、壁部材は縦方
向上方に３０度の角度で漸開しているのが至適である。

移動領域は横断面から見た場合に好ましくは底部を頂部
より狭小に形成すべきである。

移動ノズル手段は壁手段に穿設された孔部列の形をとる
のが適切である。有孔壁手段は孔部と直接連通する充気
室を分画するものであってもよい。

本発明に基づく装置は、大型複合化装置を構成する際に
並設される類似隔室の一隔室要素を形成することができ
る。

本発明の方法または装置を用いて実施可能な粒状物質の
処理例を挙げれば、乾燥、加湿、加熱、冷却、配合、混
合、発泡、風味料などの添加剤の混和等がある。これら
の処理には化学処理も含まれる。

適切な移動媒体にして促進媒体は空気である。

スチーム、その他の蒸気やガスを粒状物質の移動床中に
直接あるいは移動媒体と併用し、および／または促進媒
体を用いる場合には同媒体をも併用して噴射することが
可能であり、スチーム、その他の蒸気やガスを移動媒体
および／または促進媒体として使用してもよい。液体を
粒状物質の移動床中に噴霧または噴射することもできる
。

本発明の方法または装置は、植物粒状物質、例えば刻み
菓タバコに膨張剤、例えば有機膨張剤を均一に含浸させ
る目的に適用することができる。

この場合、ガス相膨張剤が移動媒体の流れおよび／また
は促進媒体を用いるならば同媒体の流れの全体または一
部分を形成する。別法としては植物粒状物質の移動床に
液相膨張剤を接触させるものであってもよい。

本発明の方法を移動流と促進流の双方を用いて実施する
と、移動流が作用して繊維粒状物質等の粒状物質を移動
化させる一方、促進流が作用して粒状物質の移動化物体
を循環させ、その結果として同物体の混合を向上させる
。ガス状媒体の促進流を併用した場合、全ガス状媒体要
求量を低減せしめ得ることが見い出された。ガス流とし
て上昇流単独を用いたならば、繊維粒状物質は相変らず
交絡したままであるか、または交絡した状態になってし
まうため、前記定義の意味での移動化を受けないことも
判明した。ある種の粒状物質の処理または本発明に基づ
いて構成された移動化装置の使用に当り、制御可能な一
定の流速範囲の移動流と促進流が定められる。流速範囲
は単純な実験により容易に決定できる。移動流の確立は
促進流の供給開始に先立って行うのが好ましい。

実施例 以下、本発明を添付図面に例示の実施例に基づいて説明
する。

第１図および第２図に示した装置は正方形のケーシング
〔１〕から成り、その周囲４つの壁部は縦方向上方に３
０度の角度で漸開している。ケーシング〔１〕の下端部
から垂下しているのは柱状胴部（２）である。ケーシン
グ〔１〕の各壁部の内側には拡散プレートが付設されて
おり、これらの拡散プレートは第２図に符号（３，４，
５）、で示しである。４枚の拡散プレートつまり拡散プ
レート（３，４，５）と、ケーシング〔１〕の正面壁部
の反対側の壁部に内股されている同一形状の拡散プレー
トのそれぞれはケーシング〔１〕の対応側壁から離隔し
、かつその側壁と平行に延びている。同一配列の、上下
２列の孔部が各拡散プレートに穿設されている。各孔部
の直径は４．５−一である゛。

両孔部列は第２図の拡散プレート〔４〕に符号（６）で
図示しである。拡散プレート群が装置の壁手段を形成し
、また孔部群が第一ノズル手段を構成している。

拡散プレートと対応ケーシング側壁との間の空隙はケー
シング〔１〕の上端部でプレート（９）を介在して封止
されている。空隙の２つを第２図に符号（７，８）で示
した。これらの空隙群が外側充気室手段を形成している
。各拡散プレートの上端部から上方向に収納壁が立設さ
れ、第２図に符号（ｉｏ、　ｉｉ）で示したのは拡散プ
レート（３，５）に連接された収納壁である。また収納
壁の連接線を第１図に破線で示した。

柱状胸部（２）の壁部から上方向にパイプ（１２）が貫
設されている。パイプ（１２）の上端部は各拡散プレー
トの下端部に連結され、また同バイブ（１２）の上端部
横方向にはオリフィスプレート（１３）が固定してあり
、そのオリフィスプレートから直径７１ｍ１のオリフィ
ス（１４）が突出している。

このオリフィスが第二ノズル手段を構成している。

湿り刻み菓タバコを乾燥するのに移動隔室を使用する場
合、４枚の拡散プレートにより一体に形成された空間部
に多量のタバコ（図示せず）を装填する。この空間部が
移動領域を形成している。移動１ｆｆｌを低圧下で柱状
胴部（２）に供給せしめれば、温風はそこから空隙（７
，８）およびケーシング〔１〕の正面と後面の側壁に形
成されている同様の空隙内に流入する。空隙内の温風は
拡散プレートの孔部を通過してタバコに接触する。次い
で促進温風を低圧下でパイプ（１２）に供給せしめると
、この温風は縦方向に上昇してタバコ移動床内に流入す
る。

第３図にハツチングで示した区画部は、本発明の装置を
市販の熱気硬化型刻み菓タバコの乾燥に使用した場合の
移動空気の表面速度（縦軸Ａ）および促進空気の表面速
度（横軸Ｂ）の点から見た、制御操作帯を表わしたもの
である。速度単位は秒当りのメートルである。この制御
操作帯によると、促進空気つまり上昇流空気の速度は移
動空気つまり文略解放空気の速度より小さいことが理解
できる。

第４図は移動床内における空気および飛沫同伴するタバ
コ粒子の循環型を示す。この循環型は、壁手段を形成し
ている傾斜壁に沿った下降流と同領域内の中央を走行す
る上昇流とから成るものであって、さらに同領域の下部
中央からの外部流をも含む。タバコ移動床の概ね全体は
漸開壁部つまり拡散プレートにより包囲された空間部内
に位置する。

上述の基本循環型は移動流によって確立されるが、促進
流と共存して増強されものである。この循環流は装置内
では通常の上昇空気流に重層した形であることは言うま
でもない。

ここに例示した装置には、促進流をタバコ床に送入させ
る手段として単一のノズル手段つまりオリフィス（１４
）が配置されている。変形例とじて複数のオリフィスを
配設し、複数の促進媒体流を上昇流としてタバコ床内に
向流させることができる。オリフィスプレート（１３）
を焼結構造または織成構造の部材に置き換えてもよい。

孔部（６）の構成として２列の孔部を配置した場合を例
示したが、孔部列は好ましくは２列であって、それ以上
でも適用可能である。

拡散プレートに沿った下降流に関し、移動空気を拡散プ
レートに平行な下降方向に送入させるノズル手段を孔部
（６）の代替手段としても適切ではないかと考えられる
が、このような構成は有利どころかかえって不利である
ことが判明した。

発明の効果 本発明によれば、移動領域を幾何学的形状に構成し、か
つ移動空気と促進空気を流入させた点で、刻みタバコを
確実に制御移動化させることができる。その結果、タバ
コの硼艮繊維が交絡から解放され、また同繊維が完全混
合に密接に接近するので、湿り刻みタバコの乾燥を増進
せしめることが可能である。ざらに、本発明の方法では
刻みタバコは分解を伴うことなく満足に処理されること
が見い出された一方、本発明の装置は振動という動作を
必要としない。

第１図と第２図に例示した本発明の装置は、大型複合移
動化装置を構成する際に並設される類似隔室の一隅室要
素として使用できる。

本発明の装置は、英国特許公開公報第２，１２９．２７
５Ａ号に記載の喫煙物品製造装置における粒子分離器を
形成するのにも利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく処理装置を概略的に示す斜視図
、 第２図は第１図の装置をＩＩ−ＩＩ線から矢視して概略
的に示す縦断面図、 第３図は該装置を刻み葉タバコの乾燥に使用した場合の
移動ガス速度（軸Ａ）および促進ガス速度（軸Ｂ）に関
連した制御可能な速度範囲を示す図、 第４図は該装置の移動領域内における循環型を示す図で
ある。 （３，４，５）　：拡散プレート、 （６）：移動ノズル手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕粒状物質を移動領域内に保持し、該移動領域は立
   設壁手段により巻装され、該壁手段は縦方向上方に漸開
   し、それにより該移動領域の横断面積は上方向に漸次増
   大し、さらにガス状移動媒体を該壁手段の複数の局部位
   から該移動領域内に供給させ、該壁手段に沿った下降流
   と該移動領域の下端部からの上昇流とから成る循環型を
   該移動領域内に形成せしめる粒状物質の処理方法。 〔２〕該粒状物質が繊維物質である特許請求の範囲第１
   項記載の処理方法。 〔３〕該粒状物質が刻み葉タバコである特許請求の範囲
   第１項または第２項記載の処理方法。 〔４〕該移動媒体が空気から成る特許請求の範囲第１項
   から第３項のいずれか１項記載の処理方法。 〔５〕該移動媒体がスチームから成る特許請求の範囲第
   １項から第３項のいずれか１項記載の処理方法。 〔６〕ガス状促進媒体を該移動領域内にその下端部の一
   定位置から上方向に供給させる特許請求の範囲第１項か
   ら第５項のいずれか１項記載の処理方法。 〔７〕該促進媒体が空気から成る特許請求の範囲第６項
   記載の処理方法。 〔８〕該促進媒体がスチームから成る特許請求の範囲第
   ６項記載の処理方法。 〔９〕流動化した該粒状物質を膨張剤に接触させる特許
   請求の範囲第１項から第８項のいずれか１項記載の処理
   方法。 〔１０〕移動領域を巻装するための立設壁手段と、該壁
   手段は縦方向上方に漸開し、それにより該移動領域の横
   断面積は上方向に漸次増大し、さらにガス状移動媒体を
   該壁手段の複数の局部位から該移動領域内に供給させる
   ための移動ノズル手段とから成り、該壁手段に沿った下
   降流と該移動領域の下端部からの上昇流とから成る循環
   型を該移動領域内に形成して粒状物質を移動化せしめる
   粒状物質の処理装置。 〔１１〕ガス状促進媒体を該移動領域内にその下端部の
   一定位置から上方向に供給させるための促進ノズル手段
   を配置した特許請求の範囲第１０項記載の処理装置。 〔１２〕該移動領域の構造が該壁手段の漸開上部位置か
   ら平面的に見て略正方形である特許請求の範囲第１０項
   または第１１項記載の処理装置。 〔１３〕該移動領域の構造が該壁手段の漸開上部位置か
   ら平面的に見て略円形である特許請求の範囲第１０項ま
   たは第１１項記載の処理装置。 〔１４〕該壁手段が縦方向上方に３０度の角度で漸開し
   ている特許請求の範囲第１０項から第１３項のいずれか
   １項記載の処理装置。 〔１５〕該移動ノズル手段が該壁手段に穿設した孔部列
   により形成されている特許請求の範囲第１０項から第１
   ４項のいずれか１項記載の処理装置。 〔１６〕該壁手段が該孔部列域内に充気室を分画してい
   る特許請求の範囲第１５項記載の処理装置。 〔１７〕該移動領域の上方向に収納壁手段が立設されて
   いる特許請求の範囲第１０項から第１６項のいずれか１
   項記載の処理装置。