NO176693B - Fremgangsmåte til bearbeiding av tobakksbladmateriale, samt rökeprodukt i henhold til samme - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til bearbeiding av tobakksbladmateriale, der tobakksbladmaterialet mates gjennom en kvern omfattende første og andre bladreduserende elementer, en materialstrømbane mellom og tvers over elementenes motstående flater, samt drivinnretninger for å bevirke relativ tverrbevegelse mellom elementene, samt røkemateriale i henhold til samme.

Tobakksblader av typen benyttet til fremstilling av sigaretter og lignende røkartikler innbefatter en bladplate, en langsgående hovedstilk eller hovedstreng (bladribbe) og årer eller nerver som forløper fra hovedstrengen. Hovedstrengen og de store nerver blir heretter sammen referert til som "stilk". Stilken har vesentlig forskjellig fysiske egenskaper fra bladplaten, og det har vært en langvarig praksis å skille stilken fra bladplaten i en tidlig fase under bearbeidingen av tobakksbladene, idet stilken og bladplaten da behandles uavhengig og forskjellig.

Måten som stilkmaterialet skilles fra platematerialet skjer vanligvis ved hjelp av et komplisert og stort treskeanlegg innbefattende et antall, for eksempel åtte, seriemessig anordnede treskemaskiner med klassifiseringsenheter plassert mellom neste tilstøtende treskemaskiner.

Som vel kjent er, blir det adskilte stilkmaterialet, eller en andel av det, etter passende reduksjon i størrelse ofte tilsatt bladplaten igjen etter at platen er blitt utsatt for ytterligere bearbeiding. Stilkmaterialet er ofte ønskelig i tobakksblandingen for å forbedre stoppverdien.

Det er vanlig praksis ved reduksjon av stilkstørrelsen at størrelsesreduksjon finner sted når fuktighetsinnholdet i stilken er blitt hevet til et høyt nivå på omlag 30- 50%, mens størrelsesreduksjon av platematerialet vanligvis foretas ved fuktighetsinnhold i området 18-24$, den presise verdi avhenger svært mye av t o"b akks typen, dens behandling og de nøyaktige snittingsomstendigheter.

Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte til bearbeiding av tobakksbladmaterialet for å tilveiebringe et produkt egnet for bruk i røkartikler, for eksempel sigaretter og sigarer.

Søkeren har sett etter måter å forenkle den totale tobakks-produksjonsprosess fra blad til røkartikkel.

Det er overraskende funnet at det er mulig å benytte en kvern for det formål å virke samtidig på stilken og platen for å fremstille et produkt anvendelig for innarbeidelse i røkartikler. Mens man er klar over at det har vært foreslått å benytte en platekvern for å redusere partikkelstørrelsen av stilkmaterialet for seg selv, vet man ikke om noen bruk av en enkelt kvern for samtidig reduksjon av bladplaten og stilken til en partikkelformet blanding av bladplate og stilk som kan benyttes for tilvirkning av røkartikler uten noen vesentlig ytterligere størrelsesreduksjonsprosess.

Tidligere forslag for bearbeiding av tobakksblader for å tilveiebringe stopp eller fyller for sigaretter og lignende røkartikler, er tallrike. Eksempler kan finnes i de følgende patentspesifikasjoner:

Vest- Tvskland

954 136

New Zealand

139 007

Storbritannia

1855/2134; 413 486; 2 026 298; 2 078 085; 2 118 817;

2 119 220 og 2 131 671

USA

55 173; 68 597; 207 140; 210 191; 250 731; 358 549; 360 797; 535 134; 2 184 567; 3 026 878; 3 128 775; 3 204 641; 3 690 328; 3 845 774; 4 195 646; 4 210 157; 4 248 253; 4 323 083; 4 392 501; 4 582 070; 4 696 312 og 4 706 691.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved at tobakksbladmaterialet som bearbeides innbefatter både bladplate og stilk fra tobakksblad, der fuktighetsinneholdet i minst én hovedandel av tobakksbladmaterialet ligger over overgangsfuktighetsinneholdet i dette, og hvor det utgår fra kvernen et produkt som er en blanding omfattende flak av bladplate og finskår av stilk.

Plate og stilk matet til bladreduksjonsapparatet blir hensiktsmessig utført med hele blad, som definert nedenfor. Imidlertid kan bladplaten, eller en andel av dette matet til apparatet være bladplate tidligere skilt fra tilfestet stilk. Likeledes kan stilken, eller en andel av denne, matet til apparatet, være stilk tidligere skilt fra tilfestet bladplate.

Med "hele blad" menes komplette, eller i hovedsak komplette, blader eller blader som har blitt redusert i størrelse med en reduksjonsprosess, slik som kapping eller snitting for eksempel, som ikke innebærer noen betydelig adskillelse mellom bladplaten og stilken. Bladene eller bladpartiene vil vanligvis ha blitt konservert og kan ha blitt utsatt for andre mer eller mindre konvensjonelle behandlinger.

Fordelaktig benyttes et gravitasjons-matesystem for å mate bladmaterialet til innløpet av bladreduksjonsapparatet.

Det kan, i enkelte tilfeller, være fordelaktig å injisere lavtrykksdamp, for eksempel ved en bar, inn i bladreduksjonsapparatet .

Matingen av bladmaterialet til bladreduksjonsapparatet kan avhjelpes ved opprettholdelse ved produktutløpet fra apparatet et redusert lufttrykk, som for eksempel ved å anvende en luftløfting, eller ved å opprettholde et hevet lufttrykk ved produktinnløpet til apparatet.

Fordelaktig bør matingen av bladmaterialet til bladreduk-sj onsapparatet være en kontinuerlig mating. Det er fordelaktig at matemengden er hovedsaklig konstant.

I samsvar med et ytterligere aspekt av denne, tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et røkeartikkel-fyllingsmateriale, hvilket fyllingsmateriale er en flytende eller strømmende blanding innbefattende bladplatepartikler og stilkpartikler, der formfaktoren for omlag 60$ eller mer av de støvfrie partikler i blandingen er 0,5 eller over.

Uttrykket "formfaktor" er definert nedenfor.

Man har nå overraskende funnet at fremgangsmåtene i samsvar med oppfinnelsen kan utføres på hele blad som har et fuktighetsinnhold som er betydelig mindre enn fuktighetsinnholdet som vanligvis benyttes for størrelsesreduksjon av stilken.

Dette er naturligvis uventet ettersom man ville ha tenkt at kraften eller effekten nødvendig for å fiberisere/knuse/ desintegrere stilken når den er i en forholdsvis tørr og sterk tilstand, kunne ha ført til en uakseptabelt høy størrelsesreduksjon av den tilhørende bladplate, mens det er funnet at den knuste platestørrelse kan styres innenfor akseptable grenser. Det var også uventet at ved lavt fuktighetsinnhold, fuktighetsinnhold i området for eksempel 20$, ble stilken ikke brutt ned til å danne et uakseptabelt materiale. Det vil si at størrelse og størrelsesfordelingen for både bladplatepartiklene og stilkpartiklene er slik at blandinger av disse i samsvar med oppfinnelsen er egnet for mating til en kommersiell sigarettstavtilvirkende maskin, for eksempel en Mol ins Mk 9. 1 den konvensjonelle metode for bearbeiding av tobakksbladmateriale for å fremstille sigarettfyllingsmateriale, blandes det kappede bladplateprodukt i platebearbeidingslinjen med det kappede, rullede stilkprodukt av stilkbearbeidelses-linjen. Med hensyn på å oppnå en rimelig jevnhetsgrad for fyllingskarakteren mellom sigarettene, er det foretatt forsøk på grundig å blande de to produkter. Imidlertid er de respektive former for de to produkter slik at produktene ikke umiddelbart blander seg. Således, jo ytterligere blandingen utføres, desto større synes tobakkspartikkel-degraderingen å være. Det er således en betraktelig fordel med oppfinnelsen og et viktig trekk ved denne at i produkter ifølge oppfinnelsen, er platepartiklene og stilkpartiklene i en intim eller nær blanding.

Ettersom fuktighetsinnholdet (i stilkandelen) kan være forholdsvis lav, er det et redusert behov for tørking av produktet i størrelsesreduksjonsapparatet, som kan føre til betraktelig besparelser i utstyr og energikostnader.

Et røkmodifiserende middel, for eksempel et tobakkshylster, kan påføres tobakksbladmaterialet før eller etter bearbeiding av dette med en metode i samsvar med oppfinnelsen.

Produkter ifølge oppfinnelsen kan utsettes for en tobakksekspansjonsprosess. Eksempler på ekspansjonsprosesser som kan benyttes, er vist i britisk patentskrift nr. 1 484 536 og 2 176 385.

Det er funnet at fuktighetsinnholdet i hele bladet er vanligvis hovedfaktoren som bestemmer om, på den ene side, stilkbiter fremstilles, eller på den andre side, i det vesentlige intakte stilker fremstilles, og at en brå overgang fra det ene produkt til det andre produkt overraskende skjer ved et temmelig nøyaktig fuktighetsinnhold.

Fuktighetsinnholdet der denne overgang skjer, vil heretter bli referert til som "overgangsfuktighetsinnholdet".

Overgangsfuktighetsinnholdet i et tobakksmateriale som skal kvernes, bestemmes hurtig ved enkel eksprementering før produksjonsstart. For et helt Virginia tobakksblad, når kvernet i en Quester SM11 kvern, ble overgangsfuktighetsinnholdet funnet å være omlag 18$. En øvre grense på omlag 70$ for å fremstille en blanding av bladplateflak og stilksnitt ble funnet, idet over dette ble materialet homogenisert og klebet seg sammen på en ubearbeidbar måte.

Hensiktsmessig overskrider ikke det øvre fuktighetsinnhold for hele bladmaterialet benyttet i behandlingsmetoden i samsvar med oppfinnelsen omlag 35$, og mer hensiktsmessig overskrider dette ikke omlag 30$.

Et fuktighetsinnhold på omlag 30$ ved inngangen til blad-reduksj onsapparatet kan være passende når det er ment å utsette produktet for en ekspansjonsprosess hvori blandingen av bladplate- og stilkpartiklene vil være i kontakt med et varmt gassformig medium.

Varme kan påføres tobakksmaterialet som skal mates til blad-reduksj onsapparatet . Dersom varme påsettes, som for eksempel ved å utsette materialet for mikrobølgestråling, vil verdien for overgangsfuktighetsinnholdet tendere til å bli under-trykket .

Bladmaterialet bearbeidet ved en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen kan være av én enkel tobakkskvalitet eller en blanding av bladmaterialer fra et antall tobakkskvaliteter. Når en slik enkeltkvalitets bestanddel utgjør kun en liten andel av en blanding, kan det være tilfelle at selv dersom enkeltkvaliteten har et fuktighetsinnhold mindre enn overgangsfuktighetsinnholdet, kan et produkt ifølge oppfinnelsen fremstilles så lenge som det midlere fuktighetsinnhold i blandingen er over overgangsfuktighetsinnholdet .

Ettersom et bladreduksjonsapparat benyttes til utførelse av en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen er vesentlig mer kompakt enn et konvensjonelt treskeanlegg, med sine mange treskemaskiner og klassifiseringsanordninger og utstrakt tilknyttet luft-"trunking", vil det ved bruk av den foreliggende oppfinnelse, være en kapitalkostnadsbesparelse i forhold til bruken av et konvensjonelt treskeanlegg. Det vil også være en besparelse i energiforbruk. Videre vil kapital-og energikostnadsbesparelser tilfalle ved forenklingen av den primære bladbehandlingsseksjon i tobakksfabrikken. Det er således tilfelle at ved bruken av den foreliggende oppfinnelse kan betydelige besparelser foretas i den totale tobakksbladprosess, det vil si at prosessen som starter med tobakksblad som er slik de er mottatt fra plantasjen og som ender med fremstilling av sigaretter eller andre røkeartik-ler.

Det skal observeres at oppfinnelsen ikke bare tilveiebringer fremgangsmåter for samtidig størrelsesreduksjon av bladplaten og stilken, en blanding av adskilte bladplatepartikler og adskilte strengpartikler, uten et behov for et seriemessig arrangert antall av bladbearbeidingsmaskiner, men videre tilveiebringer oppfinnelsen metoder som er enkle å utføre uten et krav om å resirkulere produktet for ytterligere størrelsesreduksjon. Med andre ord, oppnås hurtig og enkelt drift med kun et gjennomløp.

Bladreduksjonsapparatet benyttet til å utføre fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen er fordelaktig av typen hvor en materialstrømbane forløper mellom og over motstående sider av første og andre bladreduksjonselementer, slik at det er skapt en skjærende virkning på tobakksmaterialet etterhvert som tobakksmaterialet befordres langs materialstrømbanen. Hensiktsmessig er minst ett av de bladreduserende elementer diskosformet, i hvilket tilfelle er det fordelaktig at det eller de diskosformede elementer innbefatter, på deres virksomme side eller flate, hovedsaklig lineære, ribbeformede og radielt løpende utstikk eller fremspring. Fordelaktig er begge de bladreduserende elementer diskosformede eller skiveformede. Kverner som innbefatter to bladreduserende elementer som antar formen av skiver er eksemplifisert av Bauer modell 400 og Quester modell SM11. Ved drift av Bauer modell 400 kvernen blir de to skiver drevet i motsatte retninger, mens ved driften av Quester modell SM11 kvernen dreies en skive mens den andre forblir stasjonær. Et antall skiver er tilgjengelig for Bauer 400 kvernen, hvor hver av disse skiver er forsynt med et bestemt fremspringmønster på deres virksomme flate eller side. Bauerplater angitt 325 og 326 kan anvendes til å utføre den foreliggende oppfinnelse.

Ved driften av skivekverner for samtidig kverning av bladplaten og stilk, er de bestemmende faktorer for partik-kelstørrelsen på produktet, den relative rotasjonshastighet for skivene, størrelsen og gapet mellom skivene og utform-ingen av kvernefremspringene på skivenes virksomme flater.

En annen kvern som kan være mulig å benytte for formålene ifølge den foreliggende oppfinnelse, er en såkalt tverr-slagskvern (cross-beater mill), hvilken kvern innbefatter et tønneformet hus hvori en rotor er roterbart montert, hvis aksel er koaksiell med huset. Den indre krumme overflate av huset er forsynt med ribbeformede fremstikk som forløper parallelt med husets akse, mens rotoren bærer tre blader plassert med lik vinkelavstand fra hverandre som forløper parallelt med rotorakselen og er plassert i tett nærhet til de ribbeformede utspring i huset.

Det er funnet at såkalte "kverner" av typen som benytter en slagvirkning, slik som hammerkverner, vil vanligvis ikke være egnet for utførelse av den ønskede kvernevirkning eller malevirkning.

Man har undersøkt en kvern kalt en Eobinson pin mill (modell-angivelse - Sentry M3 Impact Disrupter). Denne kvern innbefatter en rotasjonsskive og en skivelignende stator, hvorav begge elementer er anordnet med sirkulære opp-stillinger av tapper som forløper vinkelrett på elementenes motstående flater. Tappene på et element går i fingerflettet inngrep med de i det andre element. Den begrensede erfaring fått med Robinson-tappkvernen indikerte at en slik kvern kunne være anvendelig til utførelse av fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen.

Ethvert aldringstrinn kan finne sted med hensyn til hele blad som definert ovenfor eller størrelsesredusert materiale fremstilt ved å bruke størrelsesreduksjonsapparatet.

Produkter ifølge oppfinnelsen er strømbare blandinger av bladplate og stilkpartikler og oppviser generelt en hvilevinkel på ikke mer enn omlag 45° , eller til og med en hvilevinkel på ikke mer enn omlag 35" , til horisontalen når den er ved et konvensjonelt sigarettfremstillende fuktighetsinnhold, la oss si 13$.

Det er også observert på produkter ifølge oppfinnelsen at formfaktoren for omlag 60$ eller mer av den støvfrie bestanddel partikler er 0,5 eller over. Formfaktoren for omlag 70$ eller mer av de støvfrie partikler kan være 0,5 eller over.

Formen som har den maksimale formfaktorverdi, på en, er en sirkel.

Det har videre blitt observert at vanligvis er Borgwaldt fyllingsverdien for produktene ifølge oppfinnelsen mindre enn den for sammenlignbart konvensjonelt tobakksrøkemateriale. Det har imidlertid overraskende blitt funnet at fastheten i sigaretter som innbefatter som en hovedandel av fylleren et produkt ifølge oppfinnelsen, er sammenlignbar med kontroll-sigaretter som har konvensjonelt tobakksrøkemateriale.

Fordelaktig er partikkelstørrelsen og produktet ifølge oppfinnelsen kjennetegnet ved 50$ til 65$ av partiklene som holdes tilbake på sikt eller sil hvis åpninger er 1,4 mm x 1,4 mm i kvadratform.

Fordelaktig er produktene ifølge oppfinnelsen hovedsakelig uten intakt -stilk.

Produkter kan tilveiebringes med oppfinnelsen som kan mates til en røkartikkelfremstillende maskin uten først å utsettes for ytterligere partikkelstørrelsesreduksjon, eller som krever på det meste en liten grad kun av ytterligere par-tikkelstørrelsesreduksjon. Det vil naturligvis ikke si at en mindre, tung andel og/eller en liten støvfraksjon ikke kan fjernes fra produktet før innarbeidelse av produktet i røkeartiklene.

Når innarbeidet i sigaretter ved å ha blitt matet til en sigarettfremstillende maskin, har produktene ifølge oppfinnelsen et utseende i likhet med det av konvensjonell sigarettfyller som således er innarbeidet i sigarettene.

Tobakksrøkemateriale med vanlig snitt som benyttes til fremstilling av sigaretter, er et langstrenget, ikke-strømbart floket materiale. Av denne grunn innbefatter matningsenheten for sigarettfremstillende maskiner kardings-innretninger som er virksomme til å løsgjøre eller løsne flokene i fyllmaterialet. Ved at produktene ifølge oppfinnelsen er strømbare, kan ikke-flokede blandinger av bladplate og stilkpartikler, når produktene er innarbeidet i sigaretter, kardingsinnretningene eller minst elementer på disse, ses bort fra.

Dersom en bladmateriale størrelsesreduksjonsprosess i samsvar med oppfinnelsen finner sted i et tobakksvoksende område, kan bladmaterialet være såkalte "grønne blad", det vil si "cured" bladmateriale som mottatt fra tobakksplantasjen. Imidlertid dersom bladmaterialet skal bearbeides i en tobakksfabrikk langt fra det tobakksvoksende området, kan det være for-målstjenlig å utsette tobakken for en såkalt gjentørrings-prosess. En gjentørringsprosess benyttes for å sikre at bladmaterialet er ved et tilstrekkelig lavt fuktighetsinnhold til å gjøre bladmaterialet egnet for transport til og lagring ved fabrikken uten kvalitetsforringelse.

Bruken av hele tobakksblad som et utgangsmateriale for tilberedning av røkartikkel-fyllingsmateriale, uten nød-vendigheten av et separeringstrinn mellom bladplaten/stilken, gir en økonomisk besparelse ettersom det forventes at hele blad vil være mindre kostbare å kjøpe enn hva stilk- og bladplateprodukter fra et treskeanlegg er.

Konvensjonelle prosedyrer kan anvendes på produkter ifølge oppfinnelsen på måter i likhet med de hvor prosedyrene anvendes på konvensjonelt bearbeidet tobakk. For eksempel kan blandinger av knuste bladplateflak og stilksnitt fremstilt ved en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen, blandes på velkjent måte med annet røkemateriale eller røkematerialer ethvert forhold som er funnet ønskelig, men fordelaktig utgjøres minst hovedandelen av røkematerialet i den resulterende blanding av et produkt ifølge en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen. Røkematerialer med hvilke produkter ifølge oppfinnelsen kan blandes, innbefatter tobakksmaterialer, rekonstituerte tobakksmaterialer og tobakks-substituttmaterialer.

Produkter ifølge oppfinnelsen som er av forskjellige tobakkskvaliteter kan blandes.

Ved blanding av en amerikansk type sigarettfyllingsmateriale kunne det blandes 1. produktet tilveiebragt ved å utsette hele Virginia-tobakksbladet for en fremgangsmåte i samsvar med oppfinnelsen og 2. bladplateandelen av produktet tilveiebragt ved å utsette hele Burley tobakk, ved et fuktighetsinnhold under overgangsfuktighetsinnholdet, for en kverneoperasjon slik at produktet består av en blanding av bladplatepartikler og hovedsaklig intakte stilklengder.

For at oppfinnelsen tydelig skal forstås og hurtig iverk-settes, vil henvisning nå gis gjennom eksempler til de vedlagte tegninger hvor: Figur 1 er et blokkskjema som viser en konvensjonell bearbeiding av røk-konserverte (flue-cured) hele tobakksblad; Figur 2 er et blokkdiagram som viser en bearbeiding av røkkonserverte hele tobakksblad i samsvar med oppfinnelsen; Figur 3 er et histogram som viser partikkel-formfaktorverdier (horisontalaksen) mot hyppighetsfrekvensen målt i enheter av en million (vertikalaksen) for et konvensjonelt snittet bladplate-sigarett fyllermateriale; Figur 4 er et histogram som gir den samme informasjon i samme format som figur 3, men for et sigarettfyllermateriale som er et produkt ifølge oppfinnelsen;

Hver formfaktorverdi vist mot horisontalaksen i histogrammene som utgjør figurene 3 og 4, er den øvre verdi for et enhetsområde. Således angir for eksempel verdien "0,4" at området forløper fra den mlsnte verdi over 0,3 opptil et maksimum på 0,4. Figur 5 er et spredningsdiagram som relaterer seg til partikkellengde i millimeter (horisontalaksen) mot formfaktoren (vertikalaksen) for det konvensjonelle fyllingsmaterialet som er gjenstand for figur 3; Figur 6 er et spredningsdiagram som relaterer seg til partikkellengde i millimeter (horisontalaksen) mot formfaktoren (vertikalaksen) for fyllingsmaterialet som er gjenstand for figur 4; Figur 7 viser selve det konvensjonelle fyllingsmaterialet som er gjenstand for figurene 3 og 5; og Figur 8 viser selve fyllingsmaterialet som er gjenstand for figurene 4 og 6.

I figur 1 indikerer henvisningstallene det følgende:

1 - Kondisjonering/tørking

2 - Avsanding

3 - Kondisjonering

4 - Tresking

5 - Stilk eller streng

6 - Tørking

7 - Pakking

8 - Stilk eller streng

9 - Kondisjonering

10 - Blanding

11 - Rulling

12 - Kutting

13 - Vannbehandlet stilkprosess (WTS)

14 - Tørking

15 - Bladplate

16 - Tørking

17 - Pakking

18 - Bladplate

19 - Kondisjonering

20 - Blanding

21 - Kutting

22 - Tørking

23 - Blanding og tilsetning

24 - Kuttet eller snittet tobakkslager

25 - Sigarettfremstilling

Trinnene 1 - 4, 5 - 7 og 15 - 17 finner sted i et tobakk-voksende område, mens trinnene 8 - 14, 18 - 22 og 23 - 25 finner sted i en sigarettfabrikk, hvilken fabrikk vanligvis er langt fra det tobakksdyrkende området.

Bearbeidelsen utført i trinnene 8 - 14 og 18 - 22 utgjør den primære bladbehandlingsseksjonen i fabrikken, hvilken seksjon er av og til referert til som den primære prosessavdeling (PMD). Trinnene 8 - 14 er vanligvis referert til som å utgjøre en "stilk-linje", og trinnene 18 - 22 som å utgjøre en "bladplate-linje".

Ordet "tilsetning" i trinn 23 refererer til den eventuelle tilsetning av andre røkematerialer i blandingsprosessen for produktene av stilk- og bladplate-linjene. Eksempler på slike tilsettbare røkematerialer er ekspandert tobakk og rekonstituert tobakk.

Inngangsmaterialet ved trinn 1 er hele, grønne tobakksblad.

Den totale prosess fra trinn 1 til trinn 25 kunne varieres i detalj, men figur 1 illustrerer en typisk konvensjonell bearbeidingsprosess for tobakksbladmaterialet for å tilveiebringe sigarettfyller.

I figur 2 indikerer referansenummerne det følgende:

26 - Kondisjonering/tørking

27 - Avsanding

28 - Tørking

29 - Pakking

30 - Hele blad

31 - Kondisjonering

32 - Blanding

33 - Kverning eller maling

34 - Tørking

35 - Blanding og tilsetning

36 - Bufferlager

37 - Sigarettfremstilling

Trinnene 26 - 29 finner sted i det tobakksdyrkende området og trinnene 30 - 37 finner sted i en sigarettfabrikk.

Kondisjoneringstrinnene utføres på en slik måte for å unngå eller hovedsaklig unngå fjerningen av vannekstraherbare komponenter.

Inngangsmaterialet i trinn 26 er hele, grønne tobakksblad.

Som det kari observeres fra en sammenligning mellom den konvensjonelle bearbeidingsmetode avbildet i figur 1 og den nye bearbeidingsmetode avbildet i figur 2, er den sistnevnte metode er mye enklere.

Detaljer vil nå gis over eksperimenter som relaterer seg til oppfinnelsen.

Eksperiment 1

Tobakksbladmaterialet benyttet i dette eksperiment var en enkelt kvalitet av kanadisk røk-konservert helt grønt blad, som ble kjøpt i gårds-baller med et fuktighetsinnhold på omlag 18%. Ballene ble kappet ved å benytte en giljotin-kappeanordning for å tilveiebringe store bladpartier, i samsvar med definisjonen av "hele blad" ovenfor, der hovedandelen av disse partier var omlag 10 cm til omlag 20 cm brede.

Det hele bladmaterialet oppnådd på denne måte, ble kondisjonert til et fuktighetsinnhold på omlag 26$ og ble deretter gravitasjonsmatet på kontinuerlig måte, med en mengde på 150 kg/time, til en Quester platekvern (modell SM11). Den roterbare plate i kvernen ble drevet ved 1.000 r.p.m. Den roterbare skive og den stasjonære "skive" eller plate, som var standarden for slike gjenstander for modell SM 11, innbefattet på deres motstående virksomme flater, et mønster av radielt forløpende, lineære ribbeformede fremspring.

Kvernen ble drevet ved et nominelt skivegap på 0,15 mm, og deretter ved 0,15 mm's inkrementer av skivegapet opp til et nominelt skivegap på 0,9 mm. Damp ble tilført det indre av kvernen med et trykk på 1 bar.

Det kvernede produkt oppnådd ved hver av skivegap-instil-lingene besto av en intim, strømbar blanding av bladplate-partikler og stilkpartikler. Alle produktene ble bedømt til å være egnet for fremstilling av sigaretter i en konvensjonell sigarettfremstillende maskin. Som det var forventet, ettersom skivegapet ble øket, øket produktenes midlere partikkelstørrelse.

Eksperiment 2

Eksperiment 1 ble, repetert bortsett fra at helt bladmateriale ble kondisjonert til et 24$ fuktighetsinnhold og de nominelle skivegap var 0,15, 0,75 og 1,05 mm. Produktene oppnådd fra de tre kjøringer besto igjen av en intim, flytende blanding av bladplatepartikler og stilkpartikler, der alle tre produkter ble bedømt til å være egnet for fremstilling av sigaretter i en konvensjonell sigarettfremstillende maskin.

Eksperiment 3

Den tredje kjøring for eksperiment 2, det vil si den med en nominell 1,05 mm skivegap-instilling ble repetert, men med helt bladmateriale kondisjonert til en lavere verdi på 21$. Produktet således oppnådd besto av en blanding av bladplatepartikler og intakte stilklengder. Tydelig hadde hele bladmaterialet matet til kvernen da et fuktighetsinnhold som var mindre enn overgangsfuktighetsinnholdet som hersket for den tilstand som var aktuell for eksperimentet.

Eksperiment 4

Eksperiment 1 ble repetert med helt bladmateriale kondisjonert til et fuktighetsinnhold på 20$ og med en mat-ningsgrad på 180 kg/time. Kjøringer ble foretatt med nominelle skivegapinstillinger på 0,30 mm og 1,2 mm. Når det nominelle gap var 0,30 mm, var produktet i samsvar med oppfinnelsen og besto av en intim, strømbar blanding av bladplatepartikler og stilkpartikler. Produktet oppnådd når det nominelle skivegap var 1,2 mm, var imidlertid ikke i samsvar med oppfinnelsen og utgjorde en blanding av bladplatepartikler og intakte stilklengder.

En sammenligning av resultatene ifølge dette eksperiment og det ifølge eksperiment 3 indikerer at skivegapet kan være en bestemmelse eller determinant for verdien av overgangsfuktighetsinnholdet .

Eksperiment 5

Tobakksbladmaterialer benyttet i dette eksperiment var tre gjentørrede røkkonserverte kvaliteter fra Zimbabwe, angitt A, B og C. Disse kvaliteter ble kappet fra baller med kappe-anordningen innstilt til å fremstille bladpartier 15 cm til 20 cm brede. De hele bladmaterialer oppnådd på denne måte, ble kondisjonert til et tilsiktet fuktighetsinnhold på 24 $ og ble deretter kvernet, en kvalitet av gangen, i Quester kvernen SM11 med et nominelt skivegap på 0,3 mm.

Produktene oppnådd med kvalitetene B og C var akseptable produkter i samsvar med oppfinnelsen, men produktet oppnådd med kvaliteten A besto av en blanding med bladplate-partikler og intakte stilklengder.

Ved undersøkelse ble det observert at stilkene hos bladene ifølge kvalitet A materialet, som tilstede i bladene når tatt fra en balle, er eksepsjonelt tykke og er av et markert treaktig utseende.

Eksperiment 6

Eksperiment 5 ble repetert, men hele bladmaterialer av kvalitetene A, B og C ble blandet før de ble kondisjonert til et tilsiktet midlere fuktighetsinnhold på 24$. Når det blandede materialet ble matet igjennom Quester kvernen ble et produkt fremstilt som var i samsvar med oppfinnelsen, skjønt produktet inneholdt en svært liten andel (1, 2$) av intakte stilkbiter. Disse stilkbiter var enkle å fjerne fra produdktet ved slemming (elutriation).

Eksperiment 7

Bladplatestrimler ble blandet med stilker i et 80:20 vektforhold. Denne blanding av materialer, med et tilsiktet midlere fuktighetsinnhold på 24$, ble kvernet i Quester SM11 med et nominelt skivegap på 0,3 mm og med damp tilført ved et trykk på 1 bar. Det ble således fremstilt et produkt i samsvar med oppfinnelsen, som var en intim, flytende blanding av bladplatepartikler og stilkpartikler.

Eksperiment 8

Helt bladmateriale som var produkt av kutting av en balle ble blandet med bladplate-strimler med et 10:90 forhold. Denne blanding av materialer, ved et tilsiktet midlere fuktighetsinnhold på 24$, ble kvernet i Quester SM11 kvernen med et nominelt skivegap på 0,3 mm og med damp levert ved trykk på 1 bar. Det ble således fremstilt et produkt i samsvar med oppfinnelsen, som var en intim, strømbar blanding av bladplatepartikler og stilkpartikler.

Eksperiment 9

Helt bladmateriale og produkt fra kutting av en balle, ble blandet med stilk ved en 60:40 forhold. Denne blanding av materialer, ved et tilsiktet midlere fuktighetsinnhold på 24$, ble kvernet i Quester SM11 kvernen med et nominelt skivegap på 0,3 mm og med damp levert ved et trykk på 1 bar. Det ble således fremstilt et produkt i samsvar med oppfinnelsen, som var en intim, flytende eller strømmende blanding av bladplatepartikler og stilkpartikler.

I eksperimentene 7, 8 og 9 ble hver av de tre materialer benyttet, det vil si strimler, stilker og hele blader, en blanding av tre Zimbabwe kvaliteter nevnt i eksperiment 5.

Eksperiment 10

Tre kvaliteter av Nord-Åmerikansk røkkonservert, gjentørret tobakksbladmateriale ble kuttet fra baller, der kutte-anordningen var innstilt til å fremstille bladpartier 15 til 20 cm brede. De tre kvaliteter av helt bladmateriale oppnådd på denne måte ble blandet før de ble kondisjonert til et tilsiktet fuktighetsinnhold på 28$. Det blandede materialet ble matet gjennom en Bauer modell 400 skivekvern med et skivegap på 3,9 mm og med en drivhastighet på 700 r.p.m. for hver av de to skiver. Skivene som var en 325 skive og en 326 skive, innbefattet på deres virksomme flater et mønster med radielt forløpende, lineære ribbeformede fremspring. Kvernen innbefattet luftstråler for det formål å avhjelpe matingen av tobakksmateriale gjennom matehull som forløp gjennom den først påstøtte av de to skiver. Det kvernede produkt oppnådd på denne måte, var en intim, strømbar blanding av bladplatepartikler og stilkpartikler. Produktet ble bedømt egnet for tilvirkning av sigaretter i en konvensjonell sigarettfremstillende maskin.

Det er funnet generelt at høyere verdier for det innførte hladmaterialets fuktighetsinnhold kreves når Bauer 400 kvernen benyttes enn hva som er tilfelle med hensynt til Quester SM11 kvernen.

Eksperiment 11

En 100 g prøve av konvensjonelt US-røkkonservert skåret bladplatemateriale ble siktet ved bruk av et sikte-testapparat innbefattende en kasse hvor 5 horisontalt forløpende sikteduker er plassert, den ene over den andre. De nominelle åpninger i siktedukene, fra den øvre sikt og nedad, er 1,98,

1,40, 1,14, 0,81 og 0,53 mm. Siktens testapparat innbefatter frem og tilbakegående innretninger virksomme til å bevege kassen og siktene i denne. Prøven på 100 g ble jevnt fordelt på den øvre sikt og de frem og tilbakegående innretninger ble satt i virksomhet i 10 minutter, etter hvilken tidsperiode ble materialfraksjonene og de øvre fire siktere gjenvunnet. Fraksjonen på den nederste sikt og fraksjonen som hadde passert gjennom den nederste sikt, var av en fin støvform og ble kastet.

0,5 g underprøver av de fire gjenvundne fraksjoner ble fordelt på respektive flate flater, slik at hver bladplate-partikkel ble rommelig adskilt fra andre partikler. Hver av underprøvene ble deretter utsatt for geometriske analyser ved bruk av en Magiscan Image Analyser modell 2, levert av Joyce-Loebl. Analysatoren ble innstilt for å oppnå data med hensyn til partikkelareal (todimensjonalt), lengde (største lineære størrelse) og omkretslengde.

Fra dataene således oppnåss ble det fremstilt et histogram som relaterte seg til partikkelformfaktor i forhold til hyppighetsfrekvens (figur 3) og et punktspredningsdiagram som relaterte seg til partikkellengde i forhold til formfaktor (figur 5).

Eksperiment 12

En 100 g prøve av et produkt i samsvar med oppfinnelsen, oppnådd ved å kverne US-røkkonservert helt bladmateriale ved 22$ fuktighetsinnhold i Quester kvernen ved et 0,3 mm skivegap, ble utsatt for sikteprosedyren gjengitt i eksperiment 11. Fire 0,5 g underprøver, fra de øvre fire sikter, det vil si støvfrie, ble geometrisk analysert som ifølge eksperiment 11.

Fra dataene oppnådd på denne måte ble det fremstilt formfaktor/frekvenshistogram og lengde/formfaktor spredningsdiagram som utgjør figurene 4 og 6 respektivt.

En sammenligning mellom histogrammene ifølge figurene 3 og 4 viser produktet ifølge oppfinnelsen (figur 4) til å være av en distinkt forskjellig karakter fra det konvensjonelt kappede bladplatemateriale (figur. 3). I dette henseende kan det observeres for eksempel at for det snittede bladplate-materialet hadde omlag 80$ av materialet, på en støvfri basis, en formfaktor på 0,5 eller mindre, mens for produktet ifølge oppfinnelsen hadde omlag 75$ av materialet, på et støvfritt grunnlag, en formfaktor på 0,5 eller over.

Den distinkt forskjellige karakter for de to materialer er også allerede avslørt fra en studie av figurene 5 og 6.

Eksperiment 13

Konvensjonelt kuttet bladplatemateriale, i en blanding av kvalitetene A, B og C nevnt med hensynt til eksperiment 5,

ved et fuktighetsinnhold på omlag 12,5$, ble plassert i et 125 ml laboratorie-beger uten påføring mot materialet i begeret av noe utvendig kompakterende trykk. Begeret ble deretter vendt opp ned på en flat, horisontal flate og begeret ble fjernet ved å løfte det samme vertikalt. Det resulterende legeme av snittet bladplatemateriale er som

avbildet i figur 7. Som det kan observeres, er hvilkevink-elen for materialet omlag 90° til horisontalen.

Eksperiment 14

Eksperiment 13 ble repetert ved å benytte et produkt ifølge oppfinnelsen, oppnådd fra en helblad-blanding av kvalitetene A, B og C, nevnt med hensyn til eksperiment 5, med et fuktighetsinnhold på omlag 12,5$. Det resulterende materiale er som avbildet i figur 8. Hvilevinkelen er omlag 33° i forhold til horisontalen.

En sammenligning mellom figurene 7 og 8 gir igjen tydelig bevis på de svært ulike egenskaper i det konvensjonelle bladplatemateriale og et materiale som et produkt ifølge oppfinnelsen.

Eksperiment 15

Virginia-bladplatestrimler, Burley bladplatestrimler og orientalske bladplatestrimler, hvorav alle var forhånds-konservert, det vil si forbehandlet med et røkmodifiserende middel, ble matet til en blandebinge sammen med stilker for å tilveiebringe en blanding hvor de respektive andeler av de fire materialer var 44$, 23$, 16$ og 17$ respektivt. Blandingen av de fire materialer, med et tilsiktet fuktighetsinnhold på 24$, ble matet til Bauer 400 kvernen, som ble drevet med et skivegap på 2,7 mm og en skive-drivhastighet på 700 r.p.m. Produktet ble tørret til et tilsiktet fuktighetsinnhold på 14,5$ og ble deretter matet til en Molins Mk. 9,5 sigarettfremstillende maskin, for slik å lage sigaretter hvis fylling var sammensatt 100$ av produktet.

Claims (13)

1. Fremgangsmåte til bearbeiding av tobakksbladmateriale, der tobakksbladmaterialet mates gjennom en kvaern omfattende første og andre bladreduserende elementer, en materialstrøm-bane mellom og tvers over elementenes motstående flater, samt drivinnretninger for å bevirke relativ tverrbevegelse mellom elementene, karakterisert ved at tobakksbladmaterialet som bearbeides innbefatter både bladplate og stilk fra tobakksblad, der fuktighetsinneholdet i minst en hovedandel av tobakksbladmaterialet ligger over overgangsfuktighetsinneholdet i dette, og hvor det utgår fra kværnen et produkt som er en blanding omfattende flak av bladplate og finskår av stilk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at bladplate og stilk matet til kværnen utgjøres av hele blad.

3. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at produktet er strøm-bart.

4. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at lavtrykksdamp bringes til kontakt med bladmaterialet under dettes passering gjennom kværnen.

5. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at bladmaterialets strøm gjennom kværnen avhjelpes ved å opprettholde et redusert lufttrykk ved kværnens utløp.

Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at produktet utsettes for en tobakksekspansjonsprosess.

7. Fremgangsmåte ifølge ett eller flere av de foranstående krav, karakterisert ved at produktet mates til en røkeartikke1-fremstillende maskin.

8. Eøkeartikkel, karakterisert ved at den innbefatter et røkemateriale som er produktet av en fremgangsmåte for bearbeiding av tobakksbladmateriale ifølge ett eller flere av kravene 1 til 6.

9. Røkemateriale, karakterisert ved at det innbefatter en blanding av bladplater og stilkkutt, hvilket materiale er produktet av mating av tobakksblad-bladplate og tobakksblad-stilk sammen gjennom en kvern.

10. Røkemateriale ifølge krav 9, karakterisert ved at dets hvilevinkel ikke er mer enn omlag 45° i forhold til horisontalen.

11. Røkemateriale ifølge krav 10, karakterisert ved at hvilevinkelen for dette ikke er mer enn omlag 35° i forhold til horisontalen.

12. Røkemateriale ifølge krav 9,10 eller 11, karakterisert ved at formfaktoren for omlag 60$ eller mer av de støvfrie partikler i denne blanding er 0,5 eller over.

13. Røkemateriale ifølge krav 12, karakterisert ved at formfaktoren for omlag 70$ eller mer av de støvfrie partikler i denne blanding er 0,5 eller over.