NO180471B - Fremgangsmåte for öking av fyllekapasiteten til tobakk - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for ekspansjon av tobakk.

I de siste to tiår er tobakk-ekspansjonsprosesser blitt en viktig del av sigarett-fremstillingsprosessen. Tobakk-ekspans jonsprosessene anvendes for å gjenopprette tobakk-bulktettheten og/eller -volumet som går tapt under konserve-ring og lagring av tobakkblad. Dessuten er ekspandert tobakk en viktig del av mange sigaretter med lavt og meget lavt tjæreinnhold.

Tobakk-ekspansjonsprosesser av kommersiell betydning er beskrevet i U.S. patent nr. 3 524 451 og U.S. patent nr. 3 524 452. Disse patenter beskriver prosesser hvor tobakk bringes i kontakt med et impregneringsmiddel og deretter hurtig oppvarmes for fordampning av impregneringsmiddelet og ekspansjon av tobakken. En variant av disse prosesser er beskrevet i U.S. patent nr. 3 683 937, som viser en fremgangsmåte for ekspansjon av tobakk som anvender en organisk forbindelse i damptilstanden for impregnering av tobakk. Den impregnerte tobakk blir ekspandert enten ved oppvarming eller hurtig trykkreduksjon.

Bruken av karbondioksyd for ekspandering av tobakk er vist i bl.a. U.S. patentene nr. 4 235 250, 4 258 729 og 4 336 814. I disse og beslektede prosesser blir karbondioksyd, enten i gass- eller væskeform, bragt i berøring med tobakk for impregnering, og den impregnerte tobakk blir deretter utsatt for hurtig oppvarmingsforhold for å fordampe kar-bondioksydet og derved ekspandere tobakken. I de kjente karbondioksyd-ekspansjonsprosesser er det typisk nødvendig å varme opp tobakken for mye for å oppnå betydelig og stabil ekspansjon av tobakken. Denne overflødige oppvarming kan skade tobakkens aroma og/eller skape for mye tobakkstøv. De prosesser som anvender flytende karbondioksyd for impregnering av tobakk medfører dessuten typisk impregnert tobakk i form av massive blokker av tobakk som inneholder tørris, som må brytes opp før varmebehandling, hvilket derved øker prosessens kom-pleksitet .

U.S. patent nr. 4 461 310 og U.S. patent nr. 4 289 148 beskriver ekspansjonen av tobakk ved anvendelse av overkritisk nitrogen eller argon for impregnering av tobakk. Disse gasser blir fjernet fra tobakken under en hurtig trykkreduksjon, og tobakken blir ekspandert ved å bli utsatt for oppvarmet gass eller mikrobølger. Disse prosesser krever behandling av tobakk ved trykk som overskrider 2000 eller 4000 psig (140,6 eller 281,2 bar) opp til over 10000 psig (703,1 bar) for å oppnå tobakk-ekspansjon av betydning.

U.S. patent nr. 4 531 529 beskriver en fremgangsmåte for å øke fyllekapasiteten til tobakk, der tobakken blir impregnert med et ekspansjonsmiddel som har lavt kokepunkt og som er svært flyktig, såsom et halokarbon eller hydrokarbon som nor-malt er i gassfase ved prosesstilstander over eller nær eks-pans jonsmiddelets kritiske trykk og temperatur. Trykket blir hurtig sluppet ut til atmosfæren slik at tobakken ekspanderer uten behov for et oppvarmingstrinn for verken å ekspandere tobakken eller å holde tobakken i den ekspanderte tilstand. Trykkforholdene ved denne prosessen strekker seg fra 512 psi (36 bar) og oppover uten noen kjent øvre grense. Trykk under 2000 psi (142 bar) ble brukt til å skape tilfredsstillende tobakk-ekspansjon uten overflødig bristdannelse. Trykk over dette området ble sagt å vanligvis ikke være påkrevet. Når tidsperioden som ble benyttet til å øke ekspansjonsmiddel-trykket til det nødvendige trykk strakk seg fra 1 til 10 minutter, var det påkrevet liten eller ingen ytterligere holdetid under trykk for å oppnå effektiv impregnering av tobakken.

U.S. patent nr. 4 554 932 beskriver et fluidtrykk-behand-lingsapparat som innbefatter en sylindrisk rørformet mantel og en frem- og tilbakegående kjerneenhet montert for bevegelse mellom en innlastingsstilling utenfor mantelen og en behand-lingsstilling inne i mantelen. Tetningselementer er anordnert på kjerneenheten for inngrep med mantelen for å danne et trykkammer. Rørledninger er tilveiebragt for å innføre prosess-fluider i trykkammeret. Dette system tilveiebragte dermed et apparat for bruk i høytrykks materialbehandling, såsom tobakk impregnering for ekspansjon, som tillot lett innlasting og tømming og minimering eller eliminering av problemer knyttet til tetnings- og låsemekanismer som vanligvis brukes i apparater for høytrykksbehandling. Dette apparat tilveiebragte føl-gelig en trykkbeholder som skapte tidsbesparelser og forbedret økonomi ved tobakk-ekspansjon.

U.S. patent nr. 5 067 293 angår fremgangsmåte og apparat for behandling av tobakkmateriale og andre biologiske materialer, som har en mekanisme for dannelse av en dynamisk tetning der samvirkende overflater i bevegelse tetter et behandlings-kammer. Det dynamiske tetningssystem som er tilveiebragt ifølge dette patent er anvendbart ved behandling av tobakk ved høye temperatur- og trykkforhold, innbefattende forhold med overkritisk temperatur og trykk for prosesser som innbefatter tobakk-ekspansjon. Det er vist både kontinuerlige prosesser og porsjonsprosesser. For tobakk-ekspansjon er vist bruk av overkritiske fluider ved vektforhold i forhold til tobakken, på mer enn 40:1, og fullstandig impregnering av tobakkmateri-alet ble sagt å være i realiteten umiddelbar. Større tobakk-ekspans jon ble sagt å være oppnådd når det ble opprettholdt impregneringstider på 1 til 10 minutter før trykkavlasting.

U.S. patent nr. 4 962 773 beskriver en fremgangsmåte for å utsette en sigarettpinne for forhold slik at det skårne fyllstoff gjennomgår volumekspansjon mens det er inne i papir-omhyllingen. Bruk av forskjellige impregneringsforhold og -fluider er beskrevet i dette patent, innbefattende bruk av impregneringsforhold utført over overkritisk trykk og temperatur. En trykkbeholder med et volum på 4,5 liter ble anvendt i arbeidseksemplene for å impregnere tobakkpinnene under overkritiske forhold.

Som ytterligere eksempel på kjent teknikk kan nevnes NO patent nr. 171 042.

Tobakk-ekspansjonsprosesser innbefattende de ovenfor beskrevne og andre, må utføres i en porsjonsprosess eller kontinuerlig prosess (U.S. 5 067 293og NO 171 042) når det brukes impregneringstrykk betydelig over atmosfæretrykk. Pro-sessene for porsjons- og kontinuerlig behandling krever kom- pliserte behandlingsapparater og økede syklustider p.g.a. tiden som kreves ved åpning og lukking av beholderne, og inn-føring og fjerning av impregneringsmiddel fra beholderne. Visse forbedringer av gjennomstrømning er gjort ved å modifi-sere de forskjellige anvendte apparater, for å redusere syklustiden; imidlertid er betydelige forbedringer av gjennom-strømning i de kjente porsjonssystemer tilgjengelige ifølge kjente teknikker, hovedsakelig ved å øke volumene til de enkelte systemer og/ eller ved å øke antall porsjonssystemer som brukes samtidig.

Formålet med oppfinnelsen er å komme freme til en fremgangsmåte for ekspansjon av tobakk, der man unngår eller i vesentlig grad reduserer ulempene ved den ovenfor omtalte, kjente teknikk på området og gir bedre gjennomstrømning og økonomi enn ved sistnevnte.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som angitt i det etterfølgende patentkrav.

I tillegg til dramatisk å forbedre maksimal gjennomstrøm-ning for en beholder for høytrykksbehandling, kan fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også muliggjøre en betydelig reduk-sjon i mengden av ekspansjonsmiddel tilført impregneringssonen under impregnering. Volumet av ekspansjonsmiddel brukt til å impregnere tobakk, vil følgelig være mindre enn volumet av tobakken når den måles i løs, d.v.s. ukomprimert, form. Volumet av ekspansjonsmiddel kan typisk være omtrent halvparten eller mindre sammenliknet med tobakkvolumet.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir syklustiden for impregnering av tobakk under tilstander nær eller over overkritiske trykk- og temperaturforhold, betydelig forbedret ved å forvarme tobakken før innføring av tobakken i impregneringssonen. En har dessuten funnet at trykksetting og forvarming av ekspansjonsmiddel til temperatur- og trykkforhold over overkritiske verdier før innføring i impregneringssonen, tillater vellykket tobakkimpregnering med ekspansjonsmiddel i løpet av noen sekunder for å danne impregnert tobakk som er istand til betydelig ekspansjon. Fullstendige syklustider, innbefattende innføringstid for overkritisk fluid, impregner- ingstid og trykkavlastningstid, på mindre enn ett minutt, fortrinnsvis mindre enn 2 0 sekunder, kan oppnås i samsvar med dette aspekt ved oppfinnelsen. Økninger i fyllekapasitet på mer enn 50%, opp til og overskridende 100% kan oppnås ved syklustider på 10-12 sekunder eller lavere.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene som utgjør en del av den opprinneli-ge bekjentgjøring av oppfinnelsen: Figur 1 viser et skjematisk snitt gjennom et foretrukket apparat som anvendes ved oppfinnelsen, idet noen forskjellige arbeidsstillinger er delvis vist med brutte linjer, Figur 2 er et skjematisk snitt langs linjen 2-2 i Figur 1, og viser et tobakk-sammentrykkingsapparat for innførsel av sammentrykket tobakk i impregneringsrommet til apparatet iføl-ge Figur 1, Figurene 3a, 3b og 3c er snitt av foretrukkede akkumula-torer for bruk i apparatet som er vist i Figur 1, og som er istand til stort sett umiddelbart å innføre fluider som har temperaturer og trykk over sine overkritiske temperaturer og trykk, inn i apparatet ifølge Figur 1, Figur 4 viser en foretrukket fremgangsmåte som anvender forskjellige aspekter ved oppfinnelsen, og Figur 5 viser skjematisk en foretrukket fremgangsmåte for styring av driften av apparatet som er vist i Figur 1.

I det følgende er beskrevet forskjellige utføringsformer for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Selv om oppfinnelsen er beskrevet med henvisning til særskilte fremgangsmåter og apparater innbefattende de som er vist i tegningene, skal det forstås at oppfinnelsen ikke er ment å være begrenset av dette. Tvert imot' innbefatter oppfinnelsen tallrike alterna-tiver, modifikasjoner og ekvivalenter, som vil fremgå ved en vurdering av den foregående drøfting og den følgende detaljer-te beskrivelse.

Figur 1 viser et foretrukket apparat anvendt i forskjellige aspekter ved oppfinnelsen. Apparatet ifølge Figur 1 er generelt konstruert i samsvar med U.S. patent nr. 4 554 932, og som det herved henvises til. Forskjellige detaljer som er vist i U.S. patent nr. 4 554 932 er for korthets skyld ikke gjentatt her. Imidlertid kan det være henvist til U.S. patent nr. 4 554 932 for slike detaljer.

Som vist i Figur 1, innbefatter apparatet en trykkbeholder 10 innbefattende en sylindrisk rørformet mantel eller om-slutning 12 og en kjerneenhet 14. Mantelen 12 og kjerneenheten 14 kan være fremstilt av ethvert hensiktsmessig materiale, innbefattende rustfritt stål, bronse o.l. Den særskilte konstruksjon og dimensjon av mantelen og kjernen vil være tilstrekkelig til å motstå trykkene som forventes inne i trykk-beholderen, hvilket vil fremgå.

Kjerneenheten 14 innbefatter sylindrisk utformede endeelementer 16 og 18, og en forbindelsesstang 20. Når kjernen er inne i mantelen 12, som vist i Figur 1, avgrenser endeelementene 16 og 18, forbindelsesstangen 20 og mantelen 12 et ringformet rom 22 av forutbestemt volum, som danner et tett trykkammer eller -sone.

Som vist i Figur 1, er kjerneenheten plassert horisontalt og er anordnet frem- og tilbakebevegelse mellom en innlastingsstilling 24, vist med stiplede linjer, en tømmestilling 26, også vist med stiplede linjer, og impregneringsstillingen som er vist særskilt i Figur 1. Et hydraulisk stempel eller liknende motorinnretning 2 8 er aksialt montert via en stang 3 0 som er delvis vist i Figur 1, for å bevege kjernen mellom de tre stillinger.

Tobakk blir lastet på kjernen i stilling 24 v.h.a. to motstående halvsylindriske lasteelementer 32. Tobakken kan være i en av forskjellige former innbefattende bladform (innbefattende stilk og nervestrenger), strimler (blad med stilken fjernet), eller sigarettskåret fyllstoff (strimler skåret eller revet for sigarettfremstilling). Lasteelementene 32 er forbundet via stenger 34 til en frem- og tilbakegående kraft-innretning, ikke vist, såsom et hydraulisk stempel el.likn. Separate ladninger med tobakk 3 6 blir tvunget på kjernen 14, fortrinnsvis for å komprimere tobakken som nærmere beskrevet nedenfor i forbindelse med Figur 2.

Etter lasting på kjernen ved stilling 24 blir kjernen flyttet til impregneringsstillingen. Hvert av endeelementene 16 og 18 innbefatter oppblåsbare tetningselementer, henholdsvis 40 og 42. Tetningselementene er fremstilt av hydraulisk oppblåsbare elastomeriske ringer som mottar et hydraulisk fluid via fluidledninger 44. Hydraulisk fluid, såsom matolje, blir presset gjennom ledningene 44 av en hydraulisk akkumulator 45, og inn i tetningselementene 40, hvilket bringer disse til å ekspandere utad og tette trykkammeret 22 mot lekkasjer. Tetningselementene innbefatter også med fordel enhetlige sliteringer, ikke vist, som virker til å skrape tobakkpartik-ler ned fra den innvendige overflate av mantelen 12 og tobakk-lasteelementene 32, når kjernen beveger seg fra stilling til stilling. Hydraulisk fluid blir innført i ledningen 44 fra en ende av kjernen via et hull gjennom en forbindelsesstang 46, delvis vist i Figur 1, og som er forbundet med minst en ende av kjernen 14.

Høytrykks gassledninger 48 og 49 kommuniserer gjennom mantelen 12 via porter 50 og 51 som er innrettet med et ringformet rom 52 dannet på endeelementet 18 mellom tetningselementene 42. Det ringformede rom 52 er forbundet via et antall radiale porter 54 og aksiale porter 56 med spor 58 dannet i forbindelsesstangens 20 overflate. Portene 50 og 51 tillater derved innførsel og fjerning av høytrykksfluid inn i og ut av trykkammeret 22 når kjerneelementet 14 er i den viste stilling. En eller flere sikter 59 omgir forbindelsesstangen 20 for å hindre tobakk fra å tilstoppe portene 56 og sporene 58.

To hurtigvirkende ventiler 60 og 62 er anordnet for hurtig innførsel og utslipp av fluid inn i og ut av impregne-ringskammeret 22. Disse ventiler er fortrinnsvis kuleventiler med en portstørrelse i området 0,5 tomme (12,7 mm) til 1,5 tomme (38,1 mm) eller større i diameter, avhengig av størrel-sen av impregneringssonen 22, for derved å tilveiebringe stort sett umiddelbar tilførsel og fjerning av høytrykksfluid til og fra impregneringssonen 22. Ventilene blir med fordel åpnet og lukket automatisk av hurtigvirkende hydrauliske aktuatorer,

ikke vist.

På innførselsiden er høytrykks gassledningen 4 8 forbundet med en akkumulatoranordning 64 som er nærmere drøftet nedenfor. En fordamper 66 er tilveiebragt for oppvarming av gass som blir matet til akkumulatoren 64. Akkumulatoren 64 kan og-så bli oppvarmet v.h.a. midler som ikke er vist, for å opprettholde fluidet inne i akkumulatoren i oppvarmet tilstand. En høytrykkspumpe, ikke vist, er anordnet oppstrøms fordamperen 66 for mating av høytrykksfluid ved f.eks. 2500 psig (175,8 barg (= bar overtrykk)) til fordamperen 66 og akkumulatoren 64.

Høytrykksledningen 49, som blir brukt til å fjerne høy-trykksf luid fra impregneringssonen 22, er forbundet med en gass-gjenvinningssone (ikke vist) for gjenvinning av fluid som er fjernet fra impregneringssonen.

En pneumatisk tømmeanordning, såsom er oljeløs kompressor 72, er anordnet i tobakk-tømmesonen og retter fluid, såsom høytrykksluft eller -nitrogen mot den tobakk-omhyllede kjernen 14 når kjernen blir flyttet til og fra tømmestillingen 26. Tobakk som blir fjernet i tømmestillingen 26 blir mottatt i en sammenfiltrings-oppløsende enhet 73 omfattende innbyrdes inn-gripende oscillerende tenner, og blir deretter matet til en gjenvinningssjakt 74 hvor tobakken hvis ønsket kan bli videre behandlet for tørking, eller oppvarmet for ekspansjon.

Figur 2 viser skjematisk tobakk-komprimerings-innlas-tingsmidlene 32 som blir brukt til å komprimere tobakk rundt kjernen 14. Som vist er hvert innlastingselement 32 halvsylindriske elementer montert for bevegelse mellom en tilbake-trukket stilling og en lukket stilling 80, vist med stiplede linjer. Tobakk 3 6 blir matet via sjakter 82 inn i tobakk-innlastingssonen. De sylindriske elementer 32 blir deretter

flyttet til innlastingsstillingen 80 for å presse tobakken 36 på kjerneelementet 14, for derved stort sett å fylle det ringformede rom mellom endeelementene 16 og 18, og omgi forbindelsesstangen 20. Mengden av tobakk 36 er fortrinnsvis en mengde som er slik at dens volum, når det måles i løs form, før innlasting på kjernen 14, stort sett er større enn volumet av dette ringformede rom.

Tobakkvolumet før komprimering, eller det løse fyllevolum av tobakken, blir bestemt ved å måle tobakktettheten i en kubisk beholder på 1 fot x 1 fot x 1 fot (0,3 m x 0,3 m x 0,3 m). Tobakk blir helt inn i den kubiske beholder og veiet for å bestemme tobakkens løse fylletetthet. Det løse fyllevolum til en tobakkladning før komprimering på kjernen kan da be-stemmes fra vekten av ladningen og den løse fylletetthetsverdi til tobakken. Det løse fyllevolum til ladningen blir dividert med det komprimerte volum av tobakkladningen, d.v.s. volumet på kjernen, for å bestemme kompresjonsforholdet. Alle verdier blir bestemt ved, eller korrigert til, den virkelige fuktighet til tobakkladningen som er matet til impregneringssonen. Føl-gelig ville, for en kjerne som har et impregneringsvolum på 25 kubikktommer (410 cm3) , komprimering av tobakk som har et løst fyllevolum på 50 kubikktommer (820 cm<3>) på kjernen, føre til et kompresjonsforhold på 2:1.

Det fremgår at volumet som er tilgjengelig på kjernen 14 for opptak av tobakk vil være mindre enn hele det tilgjengelige rom for opptak av høytrykksfluid. Med hensyn til dette innbefatter kjernen fluidporter 54 og 56 og kanaler 58 som utgjør rom som er tilgjengelig for fluidet, men som ikke kan opptas av tobakk p.g.a. siktens 59 tilstedeværelse. Følgelig er det "tilgjengelige volum" for opptak av tobakk, d.v.s. volumet som er tilgjengelig for opptak av tobakk som er tett-pakket i impregneringssonen 22, typisk mindre enn det tilgjengelige volum for opptak av impregneringsfluid. Det tilgjengelige volum for opptak av tobakk er typisk ca. 75-80% av det tilgjengelige volum for impregneringsfluid, idet det sistnevnte innbefatter rommet som er avgrenset av de forskjellige kanaler og porter, som ikke er tilgjengelig for tobakken.

Figurene 3a, 3b og 3c er snitt av foretrukkede akkumula-torer for bruk i apparatet som er vist i Figur 1, og som er

istand til stort sett umiddelbart å innføre fluider med temperaturer og trykk over sine overkritiske temperaturer og trykk, inn i apparatet ifølge Figur 1. Figur 3a viser en foretrukket gass/gass akkumuleringsanordning som er anvendbar i samsvar

med oppfinnelsen. Akkumulatoren 64 blir brukt til å tilveie-

bringe et impregneringsfluid med høyt trykk og høy temperatur, såsom propan ved 2500 psig (175,8 barg) og ved en temperatur over ca. 200°F (129°C), til impregneringssonen i kjerneimpregnatoren som er vist i Figur 1. Akkumulatoren 64 innbafatter en rørformet mantel 100 fremstilt av et materiale som er istand til å motstå høye temperaturer og trykk, såsom et høy-verdig karbonstål, og som er blitt herdet på sin innvendige overflate 102. Ved hver ende av akkumulatoren er det endeelementer 104 og 106 innbefattende porter henholdsvis 108 og 110, for tilførsel av høytrykksgass. Endeelementene er festet v.h.a. gjenger 112 i endene av mantelen 100. På hvert ende-element er montert en støtdemperanordning innbefattende et ringformet element 114 som er støttet av to flensfjærer 115 i form av Bellville-skiver.

Et midtplassert stempelelement 116 er montert for bevegelse inne i sylinderen 100 og avgrenser to separate fluidsoner 118 og 12 0 på dennes motstående sider. Stempelelementet 116 er fremstilt av et hensiktsmessig materiale, såsom fosfor-bronse. Et forskyvbart tetningselement 119 er anordnet rundt den utvendige omkrets av stempelelementet 116. Tetningselementet 119 er istand til å danne og opprettholde en tetning mellom sonene 118 og 12 0 under bevegelse av stempelet 116, under trykk- og temperaturforholdene som ovenfor er beskrevet. Tetningselementet er inaktivt og fleksibelt, istand til radial utadrettet ekspansjon for å danne en tetningskraft mellom ut-siden av stempelet 116 og den innvendige overflate av mantelen 100.

Et eksempel på et tetningselement 119 er vist i Figur 3a som fem separate pakningsringer 12 0-124 av karbon som omhyller omkretsen av stempelet 116, og som danner tetningskontakt mellom den utvendige omkrets av stempelet 116 og innsiden av mantelen 100. De tre indre stempelringer 121-123 er mer fleksib-le enn de ytre stempelringer 12 0 og 124. Disse pakningsringer er støpt av GRAFOIL karbon og er kommersielt tilgjengelige fra A.W. Chesterson Company som NS Style 5300 Solid Die Formed

Rings (121-123) og NS Style 5600 GTP HD Solid Die Formed Rings (12 0, 124). Imidlertid kan det brukes andre materialer som er

inaktive og istand til å danne en tetning mellom sonene 118 og 120 under bevegelse av stempelet 116.

Pakningsringene 120-124 blir opprettholdt under kompresjon av et ringformet ringelement 126 som er presset aksialt mot ringene av ørene 128 til et ringformet presselement 130. Presselementet 130 er festet til stempelelementet 116 med en gjenget bolt 132 og anvender en forutbestemt forspenningskraft p.g.a. forspenningselelementer 134 som er 3/4 tomme (19,05 mm) flensfjærer som er kommersielt tilgjengelige fra A.W. Chesterson Company som Style 5500 3/4 inch Flange Springs. Kompre-sjonskraften som øves via bolten 132, kompresjonselementet 130 og den ringformede ring 126 på pakningsringene 122-124, er den mengde kraft som akkurat er tilstrekkelig til å flate ut de to flensfjærer 134 ved stramming av bolten 132. Dette fører til en radialt utadrettet ekspansjon av pakningsringene 120 og 124, som derved danner en tetningskraft mellom den utvendige omkrets av det forskyvbare stempel 116 og den innvendige omkrets av mantelen 100.

I apparatet ifølge Figur 3a blir en inert høytrykksgass, såsom nitrogen ved et trykk på 6000 psig (421,9 barg), opprettholdt i ett fluidkammer, 118, mens impregneringsfluid, såsom propan, ved 2500 psig (175,8 barg) blir opprettholdt i den andre fluidsone 120. Når høytrykks impregneringsfluid blir sluppet ut av sonen 12 0 og inn i impregnatoren vist i Figur 1, kan stempelet 116 beveges hurtig til berøring med endeelementet 104, og kraften blir absorbert av de kraftabsorberende elementer 115. Deretter blir impregneringsfluid pumpet tilbake inn i akkumulatoren inntil det forutbestemte trykk, fortrinnsvis 2500 psig (175,8 barg) er nådd. Figur 3b viser en annen utføringsform av en akkumulator, som blir drevet v.h.a. et hydraulisk fluid, som også er anvendbar i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. I likhet med akkumulatoren som er vist i Figur 3a, blir akkumulatoren 64 ifølge Figur 3b brukt til å frembringe et høtrykks impreg-neringsf luid, såsom propan ved 2500 psig (175,8 barg), til impregneringssonen i kjerneimpregnatoren som er vist i Figur 1. Akkumulatoren 64 er på mange måter konstruksjonsmessig stort sett lik gass/gass-akkumulatoren som er vist i Figur 3a ovenfor. F.eks. innbefatter akkumulatoren 64 som er vist i Figur 3b en rørformet mantel 100, endeelementer 104 og 106, innbefattende port 110 for tilførsel av høytrykksgass, og en støtdemperanordning, innbefattende et ringformet element 114 støttet av to flensfjærer 115 i form av Bellville-skiver. Endeelementene 104 og 106 er utformet som ovenfor beskrevet m.h.t. akkumulatoren ifølge Figur 3a, bortsett fra at endeelementet 104 ikke innbefatter porten 108 for tilførsel av høytrykksgass. Som det også er vist, kan støtdemperanordnin-gen innbefatte støtdempende ører 300.

Akkumulatoren ifølge Figur 3b blir drevet ved bruk av hydraulisk fluid. Akkumulatoren 64 innbefatter et vanlig hydraulisk stempelelement 3 02 forbundet v.h.a. en felles stang 304 med et stempelelement 116. Stempelelementet 116 ifølge Figur 3b har en konstruksjon som stort sett er den samme som som den som er beskrevet ovenfor m.h.t. midtplassert stempelelement 116 i Figur 3a, bortsett fra at en ende av dette er forbundet med en ende av den felles stang 304. Et midtplassert stasjonært stoppelement 3 06 er fast montert inne i sylinderen 100 og avgrenser fluidsoner 118 og 120 på motstående sider av denne. Det stasjonære stempelelement 3 06 innbefatter et hull 307 tilpasset for å oppta stangen 304, som i sin tur beveger seg aksialt i frem- og tilbakebevegelse gjennom dette.

Fluidsonen 118 innbefatter en port 3 08 for tilførsel og fjerning av hydraulisk fluid, såsom matolje, inn i og ut av fluidsonen 118. Hydraulisk fluid blir presset gjennom inn-løpsporten 308 inn i fluidsonen 118, slik at impregneringsfluid, såsom propan, opprettholdes ved et trykk på 2500 psig (175,8 barg) i den andre fluidsone 120. Når høytrykks impreg-neringsf luid blir sluppet ut av sonen 12 0 inn i impregnatoren som er vist i Figur 1, kan stempelet 116 bringes hurtig i berøring med endeelementet 104, og kraften blir absorbert av de kraftabsorberende elementer 115, som ovenfor beskrevet. Deretter blir impregneringsfluid pumpet tilbake inn i akkumulatoren inntil det forutbestemte trykk på, fortrinnsvis, 2500 psig (175,8 barg) er nådd.

Det stasjonære stempelelement 3 06 skiller også enhver propanlekkasje fra enhver lekkasje av hydraulisk fluid. Enhver propanlekkasje blir ført via porten 310 til en propan-gjenvinningssone. Her kan propanet bli brent eller sluppet ut, f.eks. til gass-gjenvinningssonen for gjenvinning av fluid som er fjernet fra impregneringssonen, som ovenfor beskrevet, eller til gjenvinnings-sjakten 74. Enhver lekkasje av hydraulisk fluid blir ført via port 312 til en gjenvinningssone for hydraulisk fluid, f.eks. til en oppbevaringstank for hydraulisk fluid (ikke vist).

Som det også er vist i Figur 3b, kan akkumulatoren innbefatte en oppvarmingskappe 314 rundt den ytre omkrets av sylinderen 100. Oppvarmingskappen 314 kan være en av de kjente typer anordninger for oppvarming av fluid og/eller oppretthol-delse av temperaturen til et fluid inne i en beholder. I denne oppfinnelse blir oppvarmingskappen 314 brukt til å varme opp impregneringsfluidet i fluidsonen 12 0. Følgelig strekker oppvarmingskappen seg med fordel langs lengden av impregne-ringsf luid- sonen 12 0, som vist i Figur 3b. Det skal bemerkes at oppvarmingskappen 314 også kan strekke seg langs hele lengden av akkumulatorsylinderen, som vist i Figur 3c. Oppvarmingskappen 314 tilveiebringer varme på vanlig måte, f.eks. ved innføring og fjerning av oppvarmet olje via ledningene henholdsvis 316 og 318.

Figur 3c viser ytterligere en utføringsform av en akkumulator som er anvendbar i samsvar med den foreliggende oppfinnelse. I likhet med akkumulatorene som er vist i Figurene 3a og 3b, blir akkumulatoren 64 ifølge Figur 3b brukt til å tilveiebringe et høytrykks impregneringsfluid, såsom propan ved 2500 psig (175,8 barg) til impregneringssonen i kjerneimpregnatoren som er vist i Figur 1. Videre i likhet med akkumulatoren som er vist i Figur 3b, er akkumulatoren 64 ifølge Figur 3c konstruksjonsmessig på mange måter stort sett lik den som er vist i Figur 3a ovenfor. Akkumulatoren som er vist i Figur 3c innbefatter en rørformet mantel 100, endeelementer 104 og 106, innbefattende port 110 for tilførsel av høytrykksgass, og et midtplassert stempelelement 116. Stempelet 116 avgrenser to adskilte soner, sone 118 og minst en fluidsone 120 på de motstående sider av denne. Endeelementene 104 og 106 og stempelet 116 er utformet som ovenfor beskrevet m.h.t. akkumulatoren ifølge Figur 3a, bortsett fra at endeelementet 104 ikke innbefatter porten 108 for tilførsel av en høytrykksgass. I denne utføringsform av oppfinnelsen er endeelementet 104 modifisert for å innbefatte et hull 320 som er tilpasset for

frem- og tilbakebevegelse av en forbindelsesstang 322 i dette, som nærmere beskrevet nedenfor. Dessuten er stempelet 116 ved en ende tilpasset for feste til forbindelsesstangen 322, hvilket også er nærmere beskrevet nedenfor.

I Figur 3c er en hydraulisk aktuator eller liknende motorinnretning 324 forbundet med stempelet 116 via forbindelsesstangen 322 for bevegelse av stempelet 116 inne i akkumulatoren 64. Den hydrauliske aktuator 324 kan være av en av de kjente typer hydrauliske aktuatorer for omformimg av hydraulisk effekt til mekanisk arbeid. F.eks., som vist, kan' den hydrauliske aktuator 324 innbefatte en rørformet mantel 326. Ved hver ende av den hydrauliske aktuator 324 er det endeelementer 328 og 330. Et midtplassert stempelelement 332 er montert for bevegelse inne i sylinderen 326 og avgrenser to adskilte soner 334 og 336 for hydraulisk fluid på de motstående sider av dette. Hver av sonene 334 og 336 innbefatter porter henholdsvis 338 og 340. Porten 338 tilfører hydraulisk fluid fra en hydraulisk fluidforsyning 342 via en ledning 344, mens porten 34 0 tilbakefører hydraulisk fluid til den hydrauliske fluidforsyning 342 via en ledning 346, som vist med pilene. Den hydrauliske aktuator 324 innbefatter også en forbindelsesstang 348 som strekker seg aksialt fra stempelet 332 gjennom fluidsonen 334 og gjennom et hull 350 i endeelementet 328. Forbindelsesstangen 348 er forbundet med forbindelsesstangen 322 slik at frem- og tilbakebevegelse av forbindelsesstangen 348 omgjøres til frem- og tilbakebevegelse av forbindelsesstangen 322, og følgelig bevegelse av stempelet 116 inne i sylinderen 100.

Som ovenfor nevnt blir impregneringsfluid, såsom propan, ved 2500 psig (175,8 barg) opprettholdt i den andre fluidsone 120. Når høytrykks impregneringsfluid blir presset av den hydrauliske aktuator 324 fra sonen 120 inn i impregnatoren som er vist i Figur 1, kan stempelet 116 bringes hurtig i berøring med endeelementet 104, og kraften blir absorbert av de kraftabsorberende elementer 115. Deretter blir impregneringsfluid pumpet tilbake til akkumulatoren inntil det forutbestemte trykk, fortrinnsvis 2500 psi (175,8 bar), er nådd.

Med henvisning til Figur 1, blir, under drift, en høy-trykkspumpe, ikke vist, brukt til å bringe propan til akkumu-latorens 64 høytrykks fluidsone. Når en gass blir sluppet ut av akkumulatoren blir trykkfallet følt av midler som ikke er vist, og styring aktiverer pumpen som umiddelbart begynner å tilbakefylle akkumulatoren med høytrykksfluid, såsom propan. Gassakkumulatoren 64 kan tilbakefylles i løpet av et kort tidsrom på 5-30 sekunder, i tidsrommet som i den foreliggende oppfinnelse anvendes til impregnering av tobakken i impregneringssonen 22 ifølge Figur 1.

Figur 4 viser en foretrukket fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen. Fremgangsmåten ifølge Figur 4 blir fortrinnsvis ut-ført i samsvar med U.S. patent nr. 4 531 52 9 som det herved henvises til. En høytrykks, høytemperatur lagringsenhet for propan, såsom akkumulatoren 64 ifølge Figur 3, er anordnet som vist i blokken 150. Lagringsenheten 150 kan være utformet forskjellig fra akkumulatoren 64. F.eks. er en svingetank med stort volum også vurdert for lagring av propan ved høy temperatur og høyt trykk. Alternativt er en Metal Bellows akkumulator, tilgjengelig fra Parker Bertea Aerospace, Parker Hann-fin Corp., Metal Bellows Division, Moorpart, California, vurdert for bruk her.

Trykket til propanet blir fortrinnsvis opprettholdt over 2000 psi (140,6 bar), med fordel mellom ca. 2500 psi (175,8 bar) og 3000 psi (210,9 bar). I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det funnet at svært korte impregneringstider, mellom ca. 5 og ca. 15 sekunder, kan brukes til å impregnere tobakk når disse høye trykk brukes, mens det oppnås svært ønskelige økninger av tobakk-fyllekapasitet, f.eks. mer enn 50 til 100% økning av fyllekapasitet. Temperaturen til propanet blir med fordel opprettholdt over 280°F (138°C), fortrinnsvis mellom ca. 300°F (149°C) og 400°F (204°C), f.eks. ca. 300-315°F (149-157°C). Dette tilveiebringer overskudd av fri varme for oppvarming av tobakken i impregneringssonen.

Som vist i blokk 155 blir tobakk, som fortrinnsvis er i form av skåret fyllstoff, med fordel forvarmet før innføring i impregneringssonen. Forvarming av tobakken gir også varme til å etablere forhold for tilfredsstillende kort syklustid i impregneringssonen. Tobakken blir fortrinnsvis forvarmet til en temperatur over ca. 125°F (52°C), mer fordelaktig en temperatur på ca. 140°F (60°C) eller høyere, f.eks. til en temperatur på 150°-160°F (66°-71°C) eller høyere. Ytterligere fuktighet kan tilføres tobakken for å øke tobakkens smidighet. Fuktighetsinnhold mellom ca. 16% opp til ca. 30% eller mer blir med fordel brukt i oppfinnelsen.

Forvarming av tobakken kan utføres v.h.a. et av forskjellige midler innbefattende bruk av oppvarmede tromler, mikro-bølgeenergi og dampinjeksjon. Dampoppvarming antas å være fordelaktig fordi varme blir mer effektivt overført til tobakken, mens fuktighetsinnholdet samtidig kan økes.

Den forvarmede tobakk blir deretter komprimert som vist i blokk 160. Som tidligere drøftet blir tobakken fortrinnsvis komprimert ved et kompresjonsforhold på minst ca. 1,25:1, mer fordelaktig over 1,5:1. Tobakken blir med fordel komprimert til et kompresjonsforhold på mer enn 2:1, opp til forhold på 3:1 og høyere. Komprimering av tobakken øker tobakktettheten slik at tettheten til tobakken som mates inn i impregneringssonen er betydelig større enn tobakktettheten før komprimering. En fagmann på området vil være oppmerksom på at tett-heter til løs fylletobakk kan variere mye avhengig av hvorvidt tobakken er i form av blad eller skåret fyllstoff; tobakk-typen, tobakkens fuktighetsinnhold og andre faktorer. Pakkingstettheter på 20 lb/ft<3>(318 kg/m3) , beregnet på grunnlag et fuktighetsinnhold på 12%, blir lett anvendt i den foreliggende oppfinnelse. Selv om økning av pakkingstettheten til en viss grad kan øke syklustiden for å oppnå like mengder ekspansjon, er pakkingstettheter som overskrider 25-30 lb/ft<3>) (398-477 kg/m3) , beregnet på grunnlag av en fuktighet på 12% og høyere, blitt brukt med hell i den foreliggende oppfinnelse, mens det er oppnådd impregneringstider på under 2 0 sekunder og økninger av fyllekapasitet som overskrider 50-100%.

Den komprimerte tobakk blir deretter impregnert i impregneringssonen, som vist i blokk 165. Når impregneringsfluidet som brukes er propan, er den kumulative varmemengde som er tilført impregneringssonen fra det oppvarmede propan og den forvarmede tobakk med fordel tilstrekkelig til å danne impreg-neringsf orhold i impregneringssonen på mellom ca. 24 0° F (116°C) og ca. 270°F (132°C), fortrinnsvis ca. 260°F (127°C). Det er funnet at impregnering ved temperatur- og trykkforhold på ca. 260°F (127°C) og 2500 psig (175,7 barg) kan oppnås i løpet av ca. 5 sekunder eller sogar mindre når varmen blir tilført av både den forvarmede tobakk og forvarmet propan.

Det vil fremgå at, når propanfluidet blir oppvarmet til høyere temperaturer, kan tobakken oppvarmes i mindre grad for å tilveiebringe de ønskede temperaturforhold i impregneringssonen. Det antas imidlertid å være en øvre temperaturgrense for propanet, over hvilken tobakken i impregneringssonen kan bli skadet. Fordi lave volumer med impregneringsfluid brukes i foretrukkede utføringsformer av den foreliggende oppfinnelse, er dessuten massen til det impregneringsfluid som er tilgjengelig for oppvarming av tobakken, forholdsvis lav. Massen av ekspansjonsmiddelet er typisk omtrent den samme som eller mindre enn tobakkens masse. Følgelig er det ønskelig med til-leggsvarme fra en kilde som tobakken.

Det vil også fremgå at temperaturforhold i tobakk-impregneringssonen kan oppnås v.h.a. andre midler, såsom ved å anvende en varmer i impregneringssonen. For svært korte syklustider er imidlertid kombinasjonen av forvarmet tobakk og forvarmet høytrykks propan, funnet å frembringe svært ønskelige resultater. De fordelaktige virkninger av å forvarme tobakken er ikke fullstendig forstått. Det er imidlertid mulig at forvarmet tobakk absorberer impregneringsfluid hurti-gere enn tobakk ved omgivelsestemperatur, p.g.a. faktorer som innbefatter tobakkens smidighet.

Den komprimerte og impregnerte tobakk blir opprettholdt under impregneringsforhold i en kort tidsperiode som strekker seg fra 1-2 sekunder opp til omtrent tyve sekunder. Som vist i blokk 170 ifølge Figur 4, blir trykket deretter avlastet. Trykkavlastingen er fortrinnsvis stort sett umiddelbar, d.v.s. at den oppnås innen omtrent ett sekund eller mindre. Dette kan oppnås ved å anvende en hurtigvirkende ventil med en stor port for hurtig trykkavlasting. Den komprimerte tobakk blir deretter stort sett umiddelbart fjernet fra impregneringssonen slik at ekspansjon av tobakken kan utføres. Tobakken blir fortrinnsvis behandlet ved berøring med tvungen tørr luft eller oppvarmet luft for å etablere et fuktighetsinnhold på f.eks. ca. 10-12% fuktighet som medvirker til å stabilisere tobakken i ekspandert form.

Når ekspansjonsmiddelet er propan eller et liknende ekspansjonsmiddel av typen som er vist i U.S. patent nr. 4 531 529, kreves ingen oppvarming av tobakken for å fastholde tobakken i ekspandert form. Det er dessuten intet betydelig tap av flyktige aromastoffer, sukkere eller liknende, p.g.a. mangelen av høytemperatur-oppvarmingsforhold. Imidlertid kan oppfinnelsen også anvendes i forbindelse med andre ekspansjonsmidler, innbefattende de som krever bruk av ekspansjons-forhold som innbefatter varme for å oppnå eller fastholde ekspansjon av tobakken.

Figur 5 viser en fremgangsmåte for styring som brukes i forbindelse med apparatet ifølge Figur 1 for å oppnå betydelig ekspansjon av tobakk i korte syklustider på mindre enn tyve sekunder. Dette eller et liknende styresystem innbefattende følere for å føle forhold under ekspansjonsprosessen er svært ønskelige for å oppnå syklustider på tyve sekunder eller mindre. Styringens hardware kan være basert på pneumatikk, elektrisitet eller pneumatikk og elektrisitet, og kan innbefatte en mikroprosessor, hvilket vil fremgå for en fagmann på området.

Med henvisning til Figur 5, er det i blokk 200 brukt hensiktsmessige følere for å verifisere at kjernen er i inn-last ingsstillingen 24 og at en hensiktsmessig dimensjonert tobakkladning er i stilling for innlasting. Hvis disse forut-setninger er tilfredsstilt, går styringen til blokk 205 og innlastingselementene 32 blir beveget for å presse tobakk på kjernen 14. En hensiktsmessig følermekanisme, såsom en stillings-verifikasjonsventil, føler tilstedeværelsen av begge innlastingselementer 32 i den hensiktsmessige innlastingsstilling, og styringen går deretter til blokk 210. I blokk 210 blir det hydrauliske stempel 28 aktivert for å flytte kjernen inn i trykkmantelen 12. En hensiktsmessig føler, såsom en stillings-verifikasjonsventil eller liknende, føler stillingen til kjernen på det hensiktsmessige sted i mantelen 12, og styringen går deretter til blokk 215.

I blokk 215 blir en ventil åpnet for å tillate hydraulisk fluid fra en hydraulisk akkumulator 45 å fylle tetninger 40 og 42. Den hydrauliske akkumulator 45 inneholder fortrinnsvis tilstrekkelig mengde hydraulisk fluid til å trykksette hver av tetningene 40 og 42 til et trykk på 3000 psi (210,9 bar) under en tidsperiode på omtrent ett sekund eller mindre, fortrinnsvis betydelig mindre enn ett sekund. En hensiktsmessig føler føler fluidtrykket til fluidet inne i tetningene 40 og 42, og når trykket er ved det ønskede trykk, f.eks. 3000 psi (210,9 bar), går styringen til blokk 220.

I blokk 220 blir den hurtigvirkende fylleventil 60 åpnet og en tidtaker blir aktivert. Dette tillater oppvarmet og trykksatt impregneringsfluid, såsom propan ved et trykk over 2000 psig (140,6 barg) og en temperatur på ca. 300°F (149°C) eller høyere, å komme inn i impregneringssonen 22. Under disse forhold, og særlig når tobakken i impregneringssonen er blitt forvarmet, er impregneringen ganske hurtig, slik at tidtakeren kan settes til en kort periode på mellom adskillige sekunder og omtrent 15-20 sekunder. Tidsinnstillingen for impregnering kan justeres på grunnlag av fuktighetsforhold, temperaturforhold og tetthetsforhold til tobakken i impregneringssonen 22. Når tidtakeren når den innstilte tidsperiode, går styringen til blokk 225 hvor fylleventilen blir stengt. En føler verifiserer at denne ventil er stengt og styringen går umiddelbart til blokk 230 for hurtig åpning av lufteventi-len 62.

Styringen går deretter til blokk 235 hvor en trykkføler inne i impregneringssonen gjentatte ganger blir avlest, inntil trykket i impregneringssonen har falt til et forutbestemt lavt trykk, f.eks. 10-20 psig (0,7-1,4 barg). Ved dette punkt går styringen til blokk 240 hvor en ventil blir åpnet for å tillate hydraulisk fluid å bli fjernet fra tetningene 40 og 42. En hensiktsmessig føler føler trykket til det hydrauliske fluid i tetningene, og når fluidtrykket har nådd et ønskelig lavt

trykk, går styringen til blokk 245.

I blokk 24 5 blir det hydrauliske stempel 28 aktivert for å flytte kjernen 14 til tømmestillingen 26. Samtidig blir kompressoren 72 startet for å rette høytrykksluft eller -nitrogen mot kjernen mens den flyttes i stilling 26. I blokk 250 føler en hensiktsmessig føler stillingen til kjernen når den når den fullt utstrakte tømmestilling, og det hydrauliske stempel 2 8 endrer deretter umiddelbart kjernens bevegelsesret-ning for tilbakeføring til innlastingsstillingen 24. Styringen går deretter til blokk 255 hvor en føler finner stillingen kjernens stilling i kammeret 12, og kompressoren 72 blir deretter deaktivert. Styringssekvensen blir deretter startet igjen, idet den begynner med blokk 2 00.

De forskjellige aspekter ved fremgangsmåten for tobakk-ekspans jon som her er beskrevet, er drøftet særskilt i forbindelse med bruk av propan som et ekspansjonsfremmende impregneringsmiddel og bruk av impregnerings-temperaturforhold nær eller over overkritisk temperatur sammen med forhold med høyt trykk nær eller over overkritisk trykk, og i forbindelse med foretrukket apparat. Imidlertid er forskjellige betydelige fremgangsmåter og apparater for tobakk-ekspansjon som her er vist, også vurdert å være anvendbare for andre tobakk-ekspansjonsprosesser, ekspansjonsfluider og apparater. F.eks. kan tobakk-kompresjon betydelig forbedre gjennomstrømningen i mange tobakk-impregneringsprosesser som utføres i forskjellige beholdere ved høye trykk på, f.eks., over 100 psig (7,0 barg), for etterfølgende tobakk-ekspansjon. På samme måte kan bruken av volumene av tobakk-ekspansjonsmidler som er betydelig mindre enn volumet av det løse fyllevolum til tobakken som tilfø-res impregneringssonen, forbedre økonomien i mange tobakk-impregnerings og -ekspansjonsprosesser, innbefattende prosesser hvor ekspansjonsmiddelet i impregneringssonen under impregnering er tilstede som en gass eller væske, eller begge deler.

På samme måte kan stort sett umiddelbar innføring av høy-temperatur, høytrykks impregneringsfluider i impregneringssonen, såsom karbondioksyd, nær eller over forhold med både overkritisk temperatur og trykk, brukes til betydelig å for-korte tidsperioden for impregnering som er nødvendig før et etterfølgende oppvarmingstrinn. Der impregneringsfluidet blir anvendt til å impregnere tobakken under forhold med høy temperatur, kan tobakk-forvarmingstrinnet ifølge denne oppfinnelse på liknende måte betydelig forbedre impregnerings-syklustiden.

Når det her henvises til tobakk-fyllekapasiteter, blir de målt på vanlig måte ved å bruke en elektronisk automatisk fyllekapasitetsmåler, der et massivt stempel med en diameter på 3,625 tommer (92,08 mm) er forskyvbart plassert i en sylin-der av liknende dimensjon og øver et trykk på 2,6 lb/kvadrat-tomme (18,3 kPa) på en tobakkprøve som er plassert i sylinderen. Disse parametre antas å simulere pakkeforholdene som tobakk blir utsatt for i apparat for sigarettfremstilling under dannelse av en sigarettpinne. Målte tobakkprøver som har en vekt på 50 g blir brukt til ekspandert tobakk. Prøver som har en vekt på 100 g blir brukt til uekspandert tobakk.

Oppfinnelsen er beskrevet meget detaljert med henvisning til foretrukkede utføringsformer. Imidlertid kan det gjøres mange endringer, variasjoner og modifikasjoner uten å fravike fra oppfinnelsens idé og ramme som beskrevet i den foregående beskrivelse og avgrenset i de vedlagte krav.

Claims (11)

1. Fremgangsmåte for øking av fyllekapasiteten til tobakk ved volumekspansjon av tobakken, hvor en tobakkladning som skal ekspanderes komprimeres, den komprimerte tobakkladning anbringes i et impregneringskammer som kan motstå høye trykkbetingelser og har et tilgjengelig impregneringsvolum hovedsakelig fylt med den komprimerte tobakkladning, den komprimerte tobakkladning impregneres i kammeret med et ekspansjonsmiddel under betingelser som er tilstrekkelig til å frembringe impregnert tobakk som kan ekspandere minst ca. 50 % når den utsettes for ekspansjonsbetingelser, og den impregnerte tobakkladning fjernes fra kammeret og den impregnerte tobakk utsettes for betingelser som er tilstrekkelige til å ekspandere tobakken, karakterisert ved at tobakken som skal impregneres komprimeres ved et kompresjonsforhold på minst 1,5:1 i forhold til det løse fyllevolum til tobakken som skal ekspanderes, og at propan anvendes som et ekspansjonsmiddel. for derved å øke gjennomstrømningen av tobakken i impregneringssonen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tobakken (36) komprimeres ved et kompresjonsforhold på minst ca. 2:1.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tobakken (36) komprimeres ved et kompresjonsforhold på minst ca. 3:1.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ekspansjonsmiddelet impregneres i tobakken (36) under impregneringstrinnet som en væske.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste en del av impregneringstrinnet utføres under temperaturbetingelser ved eller over ekspansjonsmiddelets overkritiske temperatur.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at i det minste en del av impregneringstrinnet utføres under trykkbetingelser ved eller over ekspansjonsmiddelets overkritiske trykk.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at tobakken (36) i impregneringssonen (22) forvarmes til en høyere temperatur enn normal romtemperatur før den anbringes i impregneringssonen (22).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at impregneringstrinnet utføres i løpet av mindre enn ett minutt.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at ekspansjonsmiddelet innføres i impregneringssonen (22) som et fluid med en temperatur over fluidets overkritiske temperatur og et trykk over fluidets overkritiske trykk.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at tobakken (36) forvarmes til en temperatur på minst 51,7°C.

11. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert v e d at propan innføres i impregneringssonen (22) med et trykk over ca. 2000 psig (140,6 barg) og ved en temperatur over ca. 116°C.