MÉTODO Y APARATO PARA DESNITRAR UN MATERIAL DE TALLO DE TABACO
ANTECEDENTES DEL INVENTO 1. Campo del Invento El invento se refiere a un método y un aparato para desnitrar un material de tallo de tabaco. 2. Descripción del Invento En el procesamiento de un material de tallo de tabaco, es deseable que unos materiales solubles indeseables contenidos en el material de tallo de tabaco, tales como, por ejemplo, sales de nitrato, sean removidos del mismo antes de que el material de tallo de tabaco sea adicionalmente procesado a productos fumables. Usualmente se da el caso de que se rocía agua o vapor de agua sobre el material de tallo de tabaco en diversas etapas, y el material de tallo de tabaco es almacenado separado entre las etapas individuales del tratamiento de rociado. A continuación es desmenuzado y, si es necesario, aderezado y secado. La desventaja en este método es la larga duración de tratamiento del material de tallo de tabaco. En la Patente Alemana 34 19 655 C2, se describe un método para producir un producto de tabaco bajo en nitratos mientras la extracción de constituyentes solubles desde un grado de tabaco, en el cual este último es primero puesto en contacto por medios conocidos con un solvente, de modo a producir la mezcla pastosa. Después de esto la mayor parte del solvente junto con los constituyentes disueltos es removida de la mezcla pastosa para retener el tabaco saturado con el solvente, después de lo cual unos pocos de los constituyentes disueltos son separados del solvente y por lo menos parte del solvente es retornado para producir una mezcla pastosa de tabaco y solvente adicional. Este método es llevado a cabo bajo condiciones atmosféricas . SUMARIO DEL INVENTO El objeto del presente invento es proponer un método y un aparato para la desnitración rápida y efectiva en costo de un material de tallo de tabaco. En un método para desnitrar un material de tallo de tabaco en el cual el material de tallo de tabaco es introducido al interior de una envoltura, es puesto en contacto con un solvente y es extraído desde la envoltura, este objeto es logrado porque el interior de dicha envoltura es presurizado y dicho material de tallo de tabaco es guiado por un tornillo alimentador a través de un baño de dicho solvente y la fase de gas en la envoltura. Un aparato acorde al invento para desnitrar un material de tallo de tabaco comprende una envoltura hermética a la presión alargada, aproximadamente cilindrica, un tornillo alimentador giratorio dispuesto en dicha envoltura y unas esclusas o boquillas herméticas a la presión de dicha envoltura para introducir y/o extraer solvente líquido y/o gaseoso así como material de tallo de tabaco, en donde el eje longitudinal de dicha envoltura está inclinado en un ángulo (a) de aproximadamente 5° a 20°, particularmente aproximadamente 10° con respecto a la horizontal, de modo que en la región inferior de la envoltura existe un baño de solvente. Unas realizaciones útiles se desprenden de las características definidas en las sub-reivindicaciones . Debido al método acorde al invento, se puede lograr el siguiente efecto: cuando el material de tallo de tabaco es introducido continuamente entremezclado a un baño de solvente, la presión existente siendo o ya habiendo sido simultáneamente elevada hasta un nivel por encima de la presión atmosférica normal, tiene lugar una desnitración rápida del material de tallo de tabaco en el solvente. Esta desnitración representa hasta 80% y puede ocurrir en el curso de 1 a 6 minutos. Una ventaja adicional del método acorde al invento es que una pluralidad de parámetros pueden ser establecidos, de modo que cuando el método tiene sus parámetros convenientemente establecidos, la cantidad de nitrato evacuada del material de tallo de tabaco puede ser determinada de manera relativamente precisa. Además, en el método acorde al invento es ventajoso que en este tratamiento, el material de tallo de tabaco está también humedecido rápidamente, es decir, en el curso de 1 a 6 minutos, de modo que, dependiendo de las condiciones del método seleccionado, tenga inmediatamente el contenido de humedad de corte requerido o este último pueda ser establecido en un tratamiento subsiguiente sin materialización de polvo y resultando así en una ganancia de material considerable. Este material de tallo de tabaco humedecido, por ejemplo de tabaco Burley, que tiene un contenido de humedad de aproximadamente 70% en peso pueda ser mezclado con material seco, por ejemplo un material de tallo de tabaco que también pueda originarse de algún otro grado de tabaco, tal como, por ejemplo, Virginia, de modo que, cuando la relación de mezcla es convenientemente seleccionada, se puede lograr un contenido de humedad final de la mezcla con el cual la mezcla total, después de un tiempo de almacenaje de por lo menos 15 horas, aproximadamente 28% a 42% y pueda ser cortada. Por consiguiente, es ventajoso que el material de tallo de tabaco adicional, tal como por ejemplo un material de tallo de tabaco de Virginia, no necesite humidificación, como un resultado de lo cual se reducen los costos para producir una mezcla de ese tipo que puede ser cortada. Una ventaja adicional es que, bajo presión y a temperaturas correspondientemente elevadas, el material de tallo de tabaco humedecido se mantiene más tiempo que el material de tallo de tabaco tratado por el método de humidificación usado hasta la fecha. De manera útil se emplea agua como el solvente, ya que esta es relativamente económica y es también excelentemente adecuada para desnitración. Se prefiere particularmente implementar el método a una temperatura elevada, ya que como resultado de esto la eficiencia del método es adicionalmente aumentada. En una realización particularmente preferida, el método tiene lugar con un flujo continuo de material de tallo de tabaco y preferentemente también de solvente, de modo que pueda ser enlazado a un proceso de operación continua. Debido al hecho de que el solvente es continuamente reemplazado, se puede evitar que un enriquecimiento de las sales de nitrato extraídas del material de tallo de tabaco se materialicen en el solvente, lo cual arruinaría la desnitración del material de tallo de tabaco. Esto asegura así que el material de tallo de tabaco que pasa a través del solvente continuamente pueda ser tratado bajo condiciones consistentes, de modo que mas tarde el material de tallo de tabaco no sea pasado a través de un solvente en el cual existe una alta concentración de sales de nitrato extraídas del material de tallo de tabaco que ha pasado a través del mismo previamente, lo cual disminuiría enormemente el efecto de evacuación deseado y así resultaría en un deterioro de la eficiencia del método. La relación del flujo de masa de material de tallo de tabaco seco al flujo de masa de solvente es de mayor preferencia 0,25. Preferiblemente el solvente existe en una fase líquida en el baño. La fase gaseosa del solvente sirve para establecer una sobrepresión y así una temperatura elevada en el extractor como resultado de lo cual la desnitración es optimizada y acelerada. Por ello es particularmente importante asegurar que el nivel del baño de solvente sea mantenido constante, ya que el solvente es llevado por el material de tallo de tabaco húmedo. Así, la desnitración que tiene lugar en la envoltura puede ser efectuada, por ejemplo en dos pasos: el material de tallo de tabaco presente en el baño de solvente pasa a través de un primer procedimiento de evacuación, alcanza (mientras que es continuamente entremezclado) la región de la envoltura en donde tiene lugar una alimentación de solvente adicional, especialmente en la forma de una alimentación de boquilla que afecta un segundo procedimiento de evacuación adicional mediante intercambio del solvente de superficie sobre el material de tallo por solvente fresco. Se prefiere particularmente añadir continuamente solvente gaseoso durante el proceso de reducción, preferentemente a temperaturas elevadas y sobre presión, de modo que la presión existente en la fase líquida del solvente así como la temperatura y por lo tanto las condiciones en la envoltura puedan ser establecidas de manera precisa. Convenientemente la velocidad de rotación del tornillo alimentador puede ser variada, ya que como resultado de esto el tiempo de permanencia del material de tallo de tabaco en la envoltura puede ser establecido, el cual asciende a aproximadamente 1 a 6 minutos. Similarmente, el tiempo de permanencia puede ser ajustado por medio de la geometría del tornillo alimentador, tal como, por ejemplo, por el avance, paso o longitud del mismo . Similarmente, de manera ventajosa, el flujo de masa del material de tallo de tabaco, introducido a la envoltura puede ser ajustado de manera que una cantidad determinada de manera precisa de material de tallo pueda ser evacuada. En una variante del método, el solvente tomado continuamente desde la envoltura en un punto de retorno en un segundo punto, pasando de ese modo a través de varias etapas en el método, tales como, por ejemplo, la adición de solvente adicional para condensar el solvente tomado desde la envoltura, consistente en una mezcla de la fase líquida y fase gaseosa. Preferiblemente, sin embargo, la adición de solvente es realizada con solvente fresco, no solvente que contiene nitrato. Preferiblemente el método es implementado a una presión absoluta de aproximadamente 1,5 barios hasta aproximadamente 3,0 barios, particularmente a aproximadamente 1,9 barios. Así, durante el método, una sobrepresión de aproximadamente 0,5 bario hasta 2,0 barios, preferentemente aproximadamente 0,9 bario existe en la envoltura. El aparato para implementar el método comprende una envoltura alargada, aproximadamente cilindrica, que incluye un tornillo alimentador dispuesto en la misma y es configurada hermética a la presión. Adicionalmente, se proporcionan unas esclusas y/o boquillas herméticas a la presión para permitir la alimentación y descarga continua de solvente y/o material de tallo de tabaco. El eje longitudinal de la envoltura está inclinado con respecto a la horizontal, preferentemente a un ángulo de 5° a 20°, preferentemente 10°, ya que esta posición inclinada logra un mejor entremezclado del material de tallo de tabaco que pasa a través de la envoltura, preferentemente en la dirección longitudinal, con el solvente en el baño que se acumula en el extremo inferior de la envoltura. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El invento será ahora explicado en detalle en base a una realización preferida, con referencia a los siguientes dibujos, en los cuales: la Fig. 1 es un diagrama de los flujos de materiales involucrados en el método así como una ilustración esquematizada de un tornillo acondicionador de presión, y la Fig. 2 es un ejemplo de la forma en que el contenido de nitrato del material de tallo de tabaco tratado depende del tiempo de paso a través del aparato de acuerdo con el invento. DESCRIPCIÓN DE LAS REALIZACIONES PREFERIDAS El tornillo acondicionador de presión indicado en general por el número de referencia 1 ilustrado en Fig. 1 comprende una envoltura alargada y cilindrica 9 configurada hermética a la presión, que está obturada en ambos extremos por medio de esclusas 3, 4 herméticas a la presión. En la envoltura existe una sobrepresión de aproximadamente 0,9 bario. El eje longitudinal del tornillo acondicionador de presión 1 está inclinado a un ángulo a de aproximadamente 10° respecto a la horizontal. En el interior del tornillo acondicionador de presión 1 está dispuesto centrado un tornillo alimentador 2 que está giratoriamente montado en torno a su línea central 8 que es simultáneamente la línea central del tornillo acondicionador de presión 1. La envoltura 9 comprende unas boquillas de vapor de agua 6 a través de las cuales el interior del tornillo acondicionador de presión 1 puede ser cargado con vapor de agua. Distribuidas sobre la longitud completa del tornillo acondicionador de presión 1 hay unas boquillas de agua 7 a través de las cuales se puede introducir agua al interior del tornillo acondicionador de presión 1. En el extremo inferior de tornillo acondicionador de presión 1 se acumula en la operación un baño de agua 12 que tiene un cierto nivel regulado por la alimentación y descarga de agua. En el extremo interior restante del tornillo acondicionado de presión 1 existe vapor de agua 13 por encima del baño de agua. El material de tallo R de tabaco Burley rico en nitratos obtiene acceso desde una unidad de dosificación de volumen 5 por vía de la esclusa 3 hermética a la presión del tornillo acondicionador de presión 1 al interior de la envoltura 9. Es guiado ahí por el tornillo alimentador 2 con rotación continua de este último en la dirección del extremo superior del tornillo acondicionador de presión 1.
En esta disposición pasa primero a través del baño de agua 12 y entonces a la región interior del tornillo acondicionador de presión 1 que está llena de vapor de agua 13. Cuando el material de tallo R rico en nitratos pasa a través del baño de agua 12 y entonces a la región interior de la envoltura 9 llena con vapor de agua 13, es humedecido, los nitratos contenidos en el material de tallo R son disueltos con la ayuda de agua de solvente 12 proveniente del material de tallo R y pasan al solvente. Después de haber pasado a través del baño del solvente 12, el material de tallo bajo en nitratos es enjuagado con solvente fresco proveniente de la boquilla 14 para reemplazar el solvente de superficie del material de tallo. En el extremo superior del tornillo acondicionador de presión 1 el material de tallo ahora humedecido R' bajo en nitratos es sacado del tornillo acondicionador de presión 1 a través de la esclusa hermética a la presión 4, de modo que el material de tallo tratado R' bajo en nitratos puede hacerse disponible con un contenido de humedad de aproximadamente 70% en este punto para su tratamiento posterior, particularmente para una posible mezcla con material de tabaco seco, por ejemplo material de tallo seco. En la región del baño de agua 12 del tornillo acondicionador de presión 1 se proporciona una salida 10 a través de la cual la mezcla en dos fases de los solventes, consistente en vapor de agua 13 y agua 12, es sacada del interior del tornillo acondicionador de presión 1 por vía de un conducto El. La mezcla en dos fases transportada en el conducto El obtiene acceso a una trampa de vapor de agua 11. El condensado es drenado de la trampa de vapor de agua 11 por vía de un conducto E2. El método es llevado a cabo a temperaturas elevadas en el rango de aproximadamente 100° hasta aproximadamente 130°C particularmente a aproximadamente 118°C, como resultado de lo cual la vida del material de tallo de tabaco R, R' es mejorada. El tiempo de permanencia del material de tallo de tabaco R en la envoltura 9, y particularmente en el baño de agua, puede ser ajustado o regulado, el tiempo de paso del material de tallo de tabaco a través de la envoltura siendo normalmente del orden de uno a seis minutos. Un ajuste preciso del tiempo de permanencia puede ser logrado en particular regulando la velocidad de giro del tornillo alimentador 2. Unos parámetros sustanciales adicionales del método son el flujo de masa del material de tallo de tabaco R alimentando al tornillo acondicionador de presión 1 y el volumen del baño de agua proporcionado, necesitando que se tomen en cuenta la alimentación de agua fresca por una parte y, por la otra el reemplazo de agua que contiene los nitratos . La relación de flujo de masa de tabaco seco en kg a flujo de masa de agua en kg debe estar situada en el rango de aproximadamente 0,5 hasta aproximadamente 0,031 y preferiblemente en aproximadamente 0,25. También es posible implementar el método de contraflujo, es decir, la dirección del flujo de material de tallo de tabaco R, R' y aquella del solvente pueden estar también una contra la otra de modo que, por ejemplo, un primer flujo en el método (solvente o material de tallo de tabaco R' ) es guiado desde la parte superior hasta la parte inferior contrario al segundo flujo del método
(material de tallo de tabaco R o solvente) . La Fig. 2 muestra la forma en que el contenido de nitrato del material de tallo de tabaco R' depende del tiempo del paso del material de tallo de tabaco R' a través del aparato acorde al invento. El material de tallo introducido R tenía un contenido de nitrato de aproximadamente 5,25%. La presión absoluta en el tornillo acondicionador de presión 1 era de 1,9 barios para una temperatura de 118°C. El flujo de masa del material de tallo de tabaco seco fue ajustado a 45 kg/h. Se apreciará que después de un tiempo de paso de 240 seg. ya fue posible reducir el contenido de nitrato del material de tallo de tabaco R, R' en más del 50%, a saber hasta aproximadamente 2,4%. Unas mejoras adicionales son posibles pero a costa de tiempos de permanencia significativamente más largos.