PL185525B1

PL185525B1 - Sposób i urządzenie do napęczniania tytoniu

Info

Publication number: PL185525B1
Application number: PL97321535A
Authority: PL
Inventors: Dale B. Poindexter; Russell D. Barnes; Hoyt S. Beard; Keith R. Guy; Ricky H. Laurence; Harold E. Richardson; Tony D. Stewart; Douglas E. Wilhelm
Original assignee: Reynolds Tobacco Co R
Priority date: 1996-08-09
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 2003-05-30
Also published as: AU3323697A; BG101804A; KR100467206B1; HUP9701368A2; ES2158412T3; US5908032A; JP4015723B2; HUP9701368A3; KR19980018604A; TW340790B; EP0823220A1; JPH1066558A; DE69705269D1; DE69705269T2; PL321535A1; HK1005217A1; EP0823220B1; HU9701368D0; UA44299C2; DE69705269T3

Abstract

1. Sposób napeczniania tytoniu impregnowanego stalym CO 2 polegajacy na rozprowadzaniu impregnowa- nego tytoniu w przewodzie od wlotu do wylotu o nic- okraglym przekroju poprzecznym, wprowadzaniu ogrzanego medium gazowego o danym natezeniu i predkosci przeplywu dla napeczniania tytoniu, w którym nastepnie wprowadza sie zasadniczo caly impregnowany tyton do gazowego medium przez wlot, po czym wywoluje sie przeplyw medium gazo- wego zawierajacego tyton w celu sublimacji calego CO2 i napeczniania tytoniu oraz oddzielenia napecznialego tyto- niu od medium gazowego, znamienny tym, ze podczas na- peczniania tytoniu na odcinku od wlotu (34) do wylotu (35) przewodu transportujacego (16) zmniejsza sie predkosc przeplywu medium gazowego i wprowadzonego tytoniu. 7. Urzadzenie do napeczniania tytoniu w medium gazo- wym zawierajace przewód transportujacy o nieokraglym przekroju poprzecznym wyposazonym we wlot i wylot i okreslajacy tor przeplywu dla napeczniania tytoniu wzdluz tego toru, znamienne tym, ze powierzchnia przekroju po- przecznego przewodu (16) transportujacego zwieksza sie od wlotu (34) w kierunku wylotu (35). F I G . 1 PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do napęczniania tytoniu wykorzystywanego przy produkcji papierosów, a w szczególności do objętościowego napęczniania ciętego wypełniacza tytoniu.

Objętościowe napęcznianie surowca tytoniowego, takiego jak ciętego wypełniacza, w celu zwiększenia jego pojemności wypełniającej jest powszechnie znane w przemyśle tytoniowym. Jeden ze sposobów objętościowego napęczniania surowca tytoniowego wykorzystuje nasycanie surowca tytoniowego ciekłym dwutlenkiem węgla (CO₂), poddając nasycany CO, surowiec tytoniowy odpowiedniemu działaniu, tak aby całość ciekłego CO, przekształciła się w związek trwały CO2, następnie związek trwały CO2 ulega parowaniu w nasyconym surowcu tytoniowym doprowadzając do pęcznienia tytoniu. W przemyśle tytoniowym proces ten nosi nazwę procesu napęczniania tytoniu stałym dwutlenkiem węgla zwanym procesem „DIET”. Przykład procesu typu „DIET” zamieszczono w patencie amerykańskim nr 5 259 403.

Proces typu „DIET” wykonuje się zwykle wprowadzając cząstki zwane „bryłkami” surowca tytoniowego nasączanego stałym CO2 do ogrzanego strumienia gazu, który jest napędzany przez układ Venturiego. Ogrzany gaz transportuje surowiec tytoniowy przez przewód i sublimuje, czy też ulatnia stałe CO2 powodując napęcznienie surowca tytoniowego. Przewód transportujący, który czasem jest zwany sublimatorem, posiada zwykle kształt pionowy lub przypomina kształtem zakrzywioną ku górze rurę cienkościenną lub grubościenną o cylindrycznym lub prostokątnym przekroju poprzecznym. Cząstki lub bryłki nasączonego surowca tytoniowego są ładowane do sublimatora dopóki stałe CO2 całkowicie nie podda się sublimacji lub odparowaniu. Z sublimatora, surowiec tytoniowy po napęcznieniu jest transportowany do urządzenia separacyjnego, takiego jak separator styczny, odpylacz cyklonowy lub temu podobnego, gdzie surowiec tytoniowy oddziela się od ciepłego strumienia gazu, lotnego tytoniu i pyłu.

Według zasady działania urządzenia, którego opis zamieszczono we wspomnianym patencie amerykańskim nr 5 259 403, przewód transportujący zwany sublimatorem posiada kształt pionowo rozszerzającego się przewodu o okrągłym przekroju poprzecznym, który zwiększa się poczynając od małej średnicy przy swoim wlocie i przybierając większą średnicę w części pośredniej. Konstrukcja taka zapewnia zmniejszenie części prędkościowej sublimatora co zapobiega przesyłaniu dużych bryłek surowca tytoniowego impregnowanego stałym CO2 oraz nienapęczniałego surowca tytoniowego do separatora stycznego.

185 525

Inne konwencjonalne urządzenia do sublimacji wykorzystujące proces „DIET” posiadają szereg ograniczeń lub wad. Na przykład w wielu sublimatorach zawór wlotowy lub korek powietrza, służący do wprowadzania bryłek surowca tytoniowego impregnowanego stałym CO₂ do przewodu, często umożliwia przyjęcie nadmiernie dużych porcji surowca do ogrzanego strumienia gazu przy wlocie przewodu, w stosunkowo wolnym tempie, czego wynikiem jest niejednorodne rozmieszczenie surowca tytoniowego w sublimatorze. Złe rozproszenie oraz brak wyrywania cząstek i bryłek impregnowanego tytoniu pod wpływem wnikającego ogrzanego strumienia gazu i sublimatora powoduje różnice w czasie przebywania, oraz zróżnicowanie ilości ogrzanych oraz spęczniatych cząstek tytoniu. W rezultacie, niektóre cząstki przybierają ciemne zabarwienie pod wpływem spalenia a inne są jaśniejsze lecz tylko częściowo spęczniałe. W urządzeniach obecnego stanu techniki problem ten dotyczy szczególnie dużych bryłek surowca tytoniowego, które mają tendencję do opadania na dno przewodu, gdzie przepływ powietrza jest utrudniony a wymiana ciepła ograniczona w urządzeniach obecnego stanu techniki.

Wykorzystanie 90-stopniowych kolanek oraz fragmentów przewodu wygiętych pod innym kątem w celu zminimalizowania przestrzeni zajmowanej przez urządzenie „DIET” powoduje nadmiernie niejednorodny przepływ ogrzanego gazu przez przewód oraz większe rozrywanie cząstek tytoniu spowodowane nagłymi zmianami kierunku w załamaniach oraz poprzez użycie płytek zderzeniowych. Niejednorodny przepływ gazu powoduje „urabianie“ czy też „przelinowanie”, to znaczy, jedna część przepływa z większą szybkością niż inna, powodując znaczne różnice w czasie przebywania i nierównomierne grzanie. Nadmierna szybkość przepływu gazu powoduje również rozrywanie skrętek tytoniu. Niektóre konstrukcje przewodów doświadczają znacznych recyrkulacji strefowych gazu co także wpływa na czas przebywania surowca tytoniowego w sublimatorze.

W celu uzyskania maksymalnej zdolności wypełniającej lub mocy wypełnienia napęczniałego produktu tytoniowego sublimatora, surowiec tytoniowy impregnowany stałym CO2 musi zostać poddany napęcznianiu w stopniu największym z możliwych bez przegrzania czy nadmiernego rozrywania skrętek tytoniu. Dlatego pożądanym byłoby skonstruowanie urządzenia sublimacyjnego oraz opracowanie sposobu napęczniania tytoniu do maksymalnie możliwej zdolności wypełniającej bez przegrzewania i z minimalnym rozrywaniem włókien tytoniu przy zmaksymalizowniu przerobu tytoniu w tym urządzeniu.

Przedmiotem wynalazku jest sposób napęczniania tytoniu impregnowanego stałym CO2 polegający na rozprowadzaniu impregnowanego tytoniu w przewodzie od wlotu do wylotu o nieokrągłym przekroju poprzecznym, wprowadzaniu ogrzanego medium gazowego o danym natężeniu i prędkości przepływu dla napęczniania tytoniu. Następnie wprowadza się zasadniczo cały impregnowany tytoń do gazowego medium przez wlot, po czym wywołuje się przepływ medium gazowego zawierającego tytoń w celu sublimacji całego CO2 i napęczniania tytoniu oraz oddzieleniu napęczniałego tytoniu od medium gazowego.

Istota wynalazku polega na tym, że podczas napęczniania tytoniu na odcinku od wlotu do wylotu przewodu transportującego zmniejsza się prędkość przepływu medium gazowego 1 wprowadzonego tytoniu.

Po zmniejszeniu prędkości przepływu medium gazowego i wprowadzonego tytoniu zwiększa się w kierunku wylotu prędkość przepływu medium gazowego.

Podczas rozprowadzania tytoniu zwiększa się prędkość tytoniu w medium gazowym.

Dokonuje się ciągłej zmiany kierunku przepływu medium gazowego i wprowadzonego tytoniu od wlotu do wylotu w przewodzie transportującym pod kątem 180°.

Przed wprowadzeniem do medium gazowego impregnowanego tytoniu zwiększa się prędkość tego medium.

Po wyjściu medium z wygiętego w łuk przewodu transportującego dokonuje się zmiany prędkości przepływu medium gazowego wraz z rozprowadzonym tytoniem, a przed oddzieleniem tytoniu od medium gazowego.

185 525

Urządzenie do napęczniania tytoniu w medium gazowym według wynalazku zawiera przewód transportujący o nieokrągłym przekroju poprzecznym wyposażonym we wlot i wylot i określający tor przepływu dla napęczniania tytoniu wzdłuż tego toru, charakteryzuje się tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu transportującego zwiększa się od wlotu w kierunku wylotu.

Przewód transportujący zawiera część pośrednią, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu transportującego zmniejsza się od części pośredniej w kierunku wylotu natomiast zwiększa się stopniowo od wylotu w kierunku części pośredniej.

Również powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu transportującego zmniejsza się stopniowo poczynając od części pośredniej w kierunku wylotu.

Część pośrednia ma . maksymalną powierzchnię przekroju poprzecznego równą około podwójnej powierzchni przekroju poprzecznego przewodu transportującego przy wlocie i wylocie.

Część pośrednia przewodu transportującego pomiędzy jego wlotem a wylotem jest w kształcie łuku, przy czym tor przepływu jest w kształcie łuku i kształtuje ciągle zmienny przepływ od wlotu do wylotu.

Przewód transportujący jest w kształcie litery „C” i ma szerokość i głębokość, przy czym szerokość jest zasadniczo stała na całej długości od wlotu do wylotu, że stosunek szerokości do głębokości przewodu transportującego wynosi około 5:2.

Przewód transportujący ma prostokątny lub owalny przekrój poprzeczny i ma środkową linię „C” określoną po pobocznej stronie wzdłużnej przez pierwszy duży promień biegnący od wlotu do części pośredniej i przez drugi duży promień biegnący od części pośredniej do wylotu z tym, że pierwszy promień jest większy od drugiego promienia a zmiana linii kąta przepływu pomiędzy wlotem a wylotem przewodu transportuuącego wynosi 180°.

Przewód transportujący w postaci litery „C” o ogólnym kierunku zasadniczo poziomym pomiędzy wlotem a wylotem w części pośredniej ma kierunek zasadniczo pionowy -wznoszący.

Mając na uwadze powyższe ograniczenia oraz wady urządzeń obecnego stanu techniki jak również inne niedogodności które nie zostały wyszczególnione dotychczas, wciąż istnieje potrzeba udoskonalenia przetwarzania tytoniu w procesie typu DIET. Niniejszy wynalazek poświęcono udoskonaleniu sposobu oraz urządzenia do zwiększenia zdolności wypełniającej wypełniacza ciętego tytoniu dzięki napęcznianiu go w procesie DIET. Sposób oraz urządzenie według niniejszego wynalazku likwiduje większość, jeśli nie wszystkie wady standardowych sposobów i urządzeń wykorzystujących proces DIET, co opisano poniżee.

Urządzenie do napęczniania tytoniu według wynalazku do stosowania sposobu według wynalazku zawiera wygięty zwykle w kształcie litery C przewód sublimacyjny o dużym promieniu wygięcia. Przewód w kształcie litery C posiada nieokrągły przekrój poprzeczny, a korzystnie prostokątny przekrój poprzeczny o dużym stosunku szerokości do głębokości (W/D) wynoszącym około 5 do 2. Duży stosunek W/D korzystnie zmniejsza gradient szybkości wzdłuż wymiaru głębokości prostokątnego przekroju poprzecznego, zapewniając zasadniczo równomierny przepływ przez urządzenie we wszystkich możliwych przekrojach, z kilkoma, jeśli w ogóle, przepływami recyrkulacyjnymi. Przewód w kształcie litery C posiada również stopniowo rozbiegającą się (zwiększającą) następnie stopniowo zbiegającą się (zmnieeszającą) głębokość. Stopniowo zwiększająca się głębokość powoduje, że szybkość przepływu jednorodnie i łagodnie zmniejsza się, poczynając od praktycznie poziomego dolnego fragmentu przewodu przy wlocie do sublimatora i skończywszy na praktycznie pionowym dolnym fragmencie przewodu unikając przenoszenia wielkich bryłek surowca tytoniowego na wyjście sublimatora przed wystąpieniem całkowitej sublimacji stałego CO₂. Z części środkowej, przewód zwęża czy też zmniejsza głębokość przechodząc w praktycznie poziomy górny fragment przewodu przy wylocie tak aby napędzać cząstki napęczniałego tytoniu do separatora stycznego. Duży promień fragmentów przewodu sub6

185 525 limacyjnego zapobiega także nagłym zmianom w kierunku przepływu w wygiętych częściach przewodu, w szczególności tym załamującym się pod kątem 90°, co powoduje rozrywanie skrętek tytoniu.

W górnej części przy końcu wlotowym przewodu sublimacyjnego umieszczono fragment Venturiego w celu przyspieszenia strumienia gorącego gazu w sublimatorze. Część Venturiego zawiera długą, płytko-wygiętą rurkę wlotową kształtującą profil przepływu gazu tak aby ogarniał czy obmywał spód dolnego fragmentu przewodu podtrzymując ruch dużych bryłek tytoniu w przewodzie. Rurka wlotowa Venturiego zapewnia również przejście z okrągłego przekroju poprzecznego rurki na nieokrągły, najlepiej prostokątny przekrój poprzeczny przewodu, w którym zachodzi sublimacja.

Wprowadzanie surowca tytoniowego impregnowanego stałym CO2 w głąb przewodu dokonuje się za pośrednictwem urządzenia działającego raczej na zasadzie nawiewania niż pod wpływem działania obrotowego korka powietrznego, jak często miało to miejsce w rozwiązaniach znanych w stanie techniki. Wee^ciowe urządzenie wialne umieszcza się bezpośrednio poniżej gardzieli Venturiego tam, gdzie jej przekrój poprzeczny jest najmniejszy. Zamiast zwykłego wpuszczania impregnowanego surowca tytoniowego w część Venturiego przy wykorzystaniu siły grawitacyjnej, wialnia wiruje ze stosunkowo dużą tak, że jej łopatki napędzają cząstki i bryłki impregnowanego tytoniu poprzecznie wzdłuż praktycznie całej głębokości strumienia gorącego gazu przemieszczającego się przez część Venturiego. Efektem tego jest lepszy rozrzut i rozproszenie surowca tytoniowego w strumieniu gorącego gazu niż ma to miejsce przy jego grawitacyjnym wprowadzaniu przy pomocy obracającego się korka powietrznego. Chociaż większa prędkość obrotowa urządzenia wialnego powoduje obniżenie się jakości surowca tytoniowego, wprowadzanego porcjami do części Venturiego, w porównaniu z obrotowym korkiem powietrznym, to zwiększa ono częstotliwość wprowadzania porcji surowca tytoniowego tak, że ilość objętościową wprowadzanego surowca można utrzymywać na tym samym lub większym poziomie niż przy wykorzystaniu urządzenia z obracającym się korkiem powietrznym.

Z wylotu górnej części przewodu, cząstki tytoniu po napęcznieniu wędnuą do separatora stycznego, gdzie oddziela się strumień gorącego gazu od napęczniałego tytoniu i poddaje recyrkulacji w systemie, po ponownym ogrzaniu do wymaganej temperatury procesu i poddaniu go działaniu wody, powietrza lub innych gazów. W dalszym procesie udoskonalania według wynalazku, przy wlocie do separatora stycznego zastosowano nastawną przegrodę, służącą regulacji prędkości gazu wpływającego do separatora stycznego tak, aby uzyskać maksymalną sprawność oddzielania napęczniałych cząstek tytoniu od strumienia gazu. Nastawna przegroda działa w powiązaniu ze sterowanym wentylatorem lub dmuchawą dostarczającą ogrzany gaz do wejścia fragmentu Venturiego w urządzeniu sublimacyjnym.

Opisane powyżej właściwości niniejszego wynalazku umożliwiają lepsze rozproszenie zaimpregnowanych cząstek tytoniu oraz zapewni ąaą bardziej jednorodny przepływ w przewodzie sublimacyjnym. W rezultacie zastosowania sposobu i urządzenia według nini^eszego wynalazku otrzymuje się lepszą sprawność w napęcznieniu tytoniu i zmniejszenie grzania tytoniu prowadzące do większych wydajności napęczniania tytoniu. Zmniejszony rozpad cząstek tytoniu wynikający ze zlikwidowania gwałtownych zmian w kierunku przepływu w urządzeniu według n^n^ee^zego wynalazku ogranicza powstawanie pyłu tytoniowego oraz powoduje zmniejszenie ryzyka przegrzania cząstek tytoniu co także poprawia wydajność napęczniania produktu tytoniowego tego urządzenia.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut boczny, z częściowym przekrojem urządzenia sublimacyjnego DIET według n^n^^^szego wynalazku, fig. 2 - widok z góry urządzenia sublimacyjnego DIET wzdłuż linii 2-2 z fig. 1, fig. 3 - przekrój poprzeczny przewodu sublimacyjnego według niniejszego wynalazku poprowadzony wzdłuż linii 3-3 z fig. 1, a fig. 4 - przekrój poprzeczny przewodu sublimacyjnego poprowadzony wzdłuż linii 4-4 z fig. 1.

185 525

W przykładzie wykonania na fig. 1 przedstawiono urządzenie sublimacyjne według niniejszego wynalazku, oznaczone liczbą 10. Generalnie, urządzenie 10 zawiera część Venturiego 12, część wprowadżzijącą tytoń 14, przewód sublimacyjny 16 oraz separator styczny 18, których szczegóły opisano poniżej.

W jednym z przykładów realizacji wynalazku, cylindryczna rura wlotowa 20 o średnicy około 71,12 cm doprowadza gaz o wysokiej temperaturze do urządzenia 10. Gaz może składać się z powietrza, wody (pary), CO2 i, jeżeli gaz zawiera cząstki gazu recyrkulowanego i ponownie ogrzanego w separatorze stycznym 18, również drobiny lotnego tytoniu. Szybkość przepływu wysokotemperaturowego gazu w tym przykładzie realizacji może zmieniać się w zakresie od około 0,84 m³/min do około 1,01 m³/min, przy czym najlepiej jeśli wynosi około 0,95 m³/min, przy prędkości gazu na wlocie do części Venturiego 12 wynoszącej około 2,4 m/min.

Jak uwidoczniono najlepiej na fig. 1 i fig. 2, część Venturiego 12 zawiera rurę wlotową Venturiego 22 oraz rurę wylotową Venturiego 24. Rura wlotowa 22 zapewnia przejście z cylindrycznej rury wlotowej 20 do gardzieli Venturiego 26 o prostokątnym przekroju poprzecznym. Prostokątny przekrój poprzeczny gardzieli 26 charakteryzuje się wysokim stosunkiem szerokości do wysokości (W/D) i w omawianym przykładzie realizacji wynosi około 7:1 przy szerokości przewodu wynoszącej około 152,4 cm. Rura wlotowa 22 wydłuża się w kierunku wzdłużnym a powierzchnia spodu 28 rozciąga się w poziomie. Powierzchnia górna 30 rury wlotowej 22 jest wygięta ku dołowi pod kątem około 9° w ten sposób, że gorącym gazom przepływającym przez rurę nadaje się prędkość skierowaną lekko ku dołowi umożliwiając gazom „omiatanie” czy „wymywanie” dolnej części powierzchni 32 wylotowej rury Venturiego 24.

Długość wylotowej rury 24 części Venturiego 12 wynosi około jednej trzeciej długości rury wlotowej 22 i odchyla się od gardzieli 26 części Venturiego w stronę wlotu 34 przewodu sublimacyjnego 16. Dolna powierzchnia 36 rury wylotowej jest płaską powierzchnią poziomą leżącą na wspólnej płaszczyźnie z dolną powierzchnią 28 rury wlotowej 22. Górna powierzchnia 38 rury wylotowej 24 odchyla się w kierunku przewodu sublimacyjnego 34 nachylając się ku górze pod kątem około 8°.

Urządzenie doprowadzające tytoń 14 składa się z koszyka zdawczego 40 do którego doprowadza się zaimpregnowany surowiec tytoniowy podajnikiem 42. W koszyku 40 umieszcza się wiele podłużnych przegródek 44 w celu rozproszenia zaimpregnowanego surowca tytoniowego na całej szerokości koszyka 40. Z koszyka 40, zaimpregnowany surowiec tytoniowy przechodzi do rynny zdawczej 46 wystającej do przodu, która rozchyla się do całej szerokości części Venturiego 12 (fig. 2).

Na spodzie rynny 46 znajduje się urządzenie wialne 48 służące do wprowadzania zaimpregnowanego tytoniu do części Venturiego bezpośrednio za gardzielą 26. Urządzenie wialne 48 zawiera obrotowy wał 50 do którego mocuje się wiele promieniowych łopatek (nie uwidocznione). Silnik napędowy 52 .połączony jest z wałem 50 przy dużej prędkości, to jest około 70 obrotów/min, w porównaniu z obrotowym korkiem powietrznym. Urządzenie wialne 48 otwiera się do części Venturiego 12 za pośrednictwem prostokątnego zamknięcia na jego spodzie.

Gdy zachodzi potrzeba przerwania dopływu impregnowanego tytoniu do części Venturiego 12, wykorzystuje się płytkę rozdzielczą 56 która jest zamocowana przegubowo na wale 58 w górnym końcu rynny 46. Płytka 56 może być ręcznie obracana, przy pomocy uchwytu 60, przeciwnie do ruchu wskazówek zegara jak wskazuje strzałka rozdzielająca dopływ impregnowanego tytoniu do przewodu wylotowego 62 kierowanego do odzysku i, recyrkulacji jeśli zachodzi taka potrzeba.

Wlot 34 przewodu sublimacyjnego 16 jest połączony z rurą wylotową Venturiego 24 w celu uzyskania przepływu gorącego gazu w którym znajduje się zaimpregnowany tytoń. Przewód sublimacyjny 16 posiada nieokrągły, korzystnie prostokątny przekrój poprzeczny i na ogół ukształtowany jest na podobieństwo litery C po pobocznej stronie wzdłużnej z linią

185 525 środkową C określoną przez dwa duże promienie R, i R2 tworzące zakrzywioną drogę przepływu. W rozpatrywanym przykładzie realizacji, promienie te, odpowiednio R, i R2 wynoszą około 4,58 m i 2,75 m. Przewód 16 zawiera trzy strefy działania czy też sekcje, mianowicie zasadniczo poziomą część wlotową dolną 70, zasadniczo rozciągającą się pionowo część pośrednią 72 i zasadniczo poziomą górną część wylotową 74. Jak najlepiej pokazano na fig. 1, głębokość D przewodu 16 stopniowo zwiększa się (rozbiega) poczynając od wlotu 34 do poziomego połączenia 76 w którym następuje przejście z promienia R, na promień R^. Ta dywergencja głębokości przy stałej szerokości przewodu powoduje zmniejszenie prędkości przepływu z wlotu 34 do połączenia 76. Z części 76 do wylotu 35 przewodu 16 głębokość D przewodu 16 zmniejsza się (zbiega się). Zbiegająca się głębokość od połączenia 76 do wylotu przewodu 35 powoduje zwiększenie prędkości przepływu. Jak przedstawiono na fig. 1, kierunek przepływu w przewodzie zmienia się o 180° od wlotu 34 do wylotu 35.

Wylot 35 przewodu 16 jest połączony z wlotem 78 separatora stycznego 18, który posiada oprawę 79 o szerokości równej szerokości przewodu 16. Separator styczny 18 posiada regulowaną przegrodę 80 zamocowaną w sposób obrotowy przy wlocie do niego i służącą, do dopasowywania prędkości przepływu w separatorze. Przegroda 80 może być ustawiana ręcznie lub automatycznie przy pomocy środków manualnych lub automatycznych (nie przedstawione). Napęczniały surowiec tytoniowy jest kierowany w separatorze promieniowo ku wyjściu i ostatecznie opada na rynnę wyjściową 82 na spodzie separatora 18. Na wyjściu rynny wyjściowej 18, produkt tytoniowy opada na obrotowy korek powietrzny 84 skąd jest odbierany przez obudowany przenośnik 86 w celu jego ochłodzenia. Rynna wyjściowa 82 posiada 45-cio stopniowe pokrętło umożliwiające ukierunkowanie przenośnika 86 tak, aby nie przenosić zakłóceń na przewód sublimacyjny 16.

Gazy odlotowe z separatora stycznego 18 wydostają się z oprawy separatora 79 poprzez zwrotny kanał gazu 88. Zużyty gaz w kanale 88 zawiera lotne związki tytoniu jak również pył tytoniowy czy też jego cząstki. Najlepiej gdy cząstki tytoniu usunie się ze strumienia gazu przed ponownym jego ogrzaniem tak aby zapobiec możliwemu spaleniu się tych cząstek. Po usunięciu tych cząstek, gaz jest ponownie podgrzewany i poddawany recyrkulacji poprzez doprowadzenie go do rury wlotowej gazu 20.

Działanie procesu DIET według niniejszego wynalazku opisano poniżej na przykładzie jednego z wybranych sposobów wykonania urządzenia 10, ale zrozumiałym jest że wynalazek można stosować również w innych okolicznościach dla warunków uwzględniających inne parametry temperatury, natężenia przepływów, szybkości, rozmiarów, etc. Na fig. I przedstawiono ogrzany gaz zawierający parę, powietrze, CO2 i lotne cząstki tytoniu, który jest wprowadzany do rury wlotowej 20 o średnicy 71,12 cm z natężeniem przepływu wynoszącym około 0,95 m³/min i temperaturze około 343,3°C. Prędkość ogrzanego powietrza przy wlocie do części Venturiego 12 wynosi około 2,5 m/min. Wlotowa rura Venturiego 22 ma około 3,4 m długości i zmienia się z wlotowej rury o średnicy 71,12 cm w prostokątny przewód w gardzieli Venturiego 26 charakteryzujący się głębokością 22,9 cm i szerokością 162,4 cm. Prędkość gazu w gardzieli 26 wynosi około 2,8 m/min. Rura wylotowa Venturiego 24 stopniowo zwiększa swój przekrój poprzeczny do głębokości 38,1 cm przy wlocie 34 przewodu sublimacyjnego 34 przy prędkości gazu około 1,71 m/min. Strumień gazu w rurze wlotowej 22 omiata czy też obmywa dolną część wnętrza powierzchni 32 rury wylotowej i zapobiega przed zaleganiem większych bryłek impregnowanego tytoniu w części Venturiego.

Tytoń impregnowany stałym CO2 który rozpadł się na mniejsze cząstki jest przenoszony do kosza samowyładowczego 40 za pośrednictwem transportera 42 gdzie jest równo rozdzielany na rynnie zdawczej 46 skąd przechodzi do urządzenia wialnego 48. Łopatki urządzenia wialnego 48 napędząją cząstki tytoniu formując strumień gazu o dużej prędkości, zapewniając odpowiednią prędkość niezbędną do rozdzielenia cząstek na całej głębokości i szerokości rury wylotowej Venturiego 24 skąd cząstki przedostają się do przewodu sublimacyjnego 16.

185 525

W trakcie gdy cząstki tytoniu przedostają się przez dolną część przewodu 16 następuje stopniowa zmiana kierunku przepływu z zasadniczo poziomego w części 70 w zasadniczo pionowy w części 72 oraz zmniejszenie prędkości przepływu gazu na złączu 76 do około 0,82 m/min. W połączeniu 76 głębokość przewodu wynosi około 78,7 cm lub równa się w przybliżeniu podwójnemu przekrojowi poprzecznemu wlotu 34. To zmniejszenie prędkości w części pośredniej 72 zapobiega wydostaniu się jakichkolwiek nienapęczniałych bryłek zaimpregnowanego tytoniu z przewodu do separatora. Następnie szybkość gazu ulega zwiększeniu na skutek zmniejszenia się głębokości przewodu do około 35,6 cm przy wylocie 35 przewodu 16 i wynosi około 1,83 m/min napędzając napęczniały tytoń wchodzący do separatora stycznego 18. Czas przebywania napęczniałych cząstek tytoniu w przewodzie jest korzystnie mniejszy dzięki zwiększeniu prędkości wylotowej. Minimalizuje się w ten sposób możliwość wydostania się nienapęczniałego tytoniu. Temperatura ogrzanego gazu przy wlocie do separatora stycznego wynosi około 287,8°C.

Dzięki odpowiedniemu sterowaniu nastawną przegrodą 80 w separatorze stycznym, jak również dzięki sterowaniu całkowitą wielkością przepływu w układzie, można regulować czas przebywania surowca tytoniowego w układzie i można sterować w ten sposób wydajnością separatora stycznego.

Z powyższego opisu wynika, że duży promień zakrzywionej drogi przepływu według ninieeszego wynalazku korzystnie eliminuje występowanie gwałtownych zmian w kierunku przepływu surowca tytoniowego minimalizując możliwość rozrywania skrętek tytoniu i minimalizując powstawanie nadmiernych pyłków czy też kurzu tytoniowego. Przewód sublimacyjny w kształcie litery C zmniejsza też powierzchnię zajmowaną przez układ według niniejszego wynalazku. Dodatkowo, ponieważ separator styczny można umieścić w pobliżu urządzenia zdawczego (fig.l), przewód sublimacyjny w kształcie litery C według niniejszego wynalazku zajmuje mniej więcej tyle samo miejsca w porównaniu z przewodami z wygiętymi pod kątem 90° załamaniami, jak zamieszczono w opisie przewodów w patencie amerykańskim nr 4 366 825 i w Publikacji Międzynarodowej nr W096/05742. Pomimo, że przewód 16 przedstawiono i opisano na przykładzie przekroju prostokątnego, możliwe jest wykorzystanie innych nie-okrągłych przekrojów poprzecznych, takich jak owalne zaznaczone linią, przerywaną 90 na fig. 4.

Pomimo, że niektóre obecnie preferowane sposoby realizacji niniejszego wynalazku opisano szczegółowo w powyższym opisie, to oczywiste jest, że dla fachowców z tej branży wynalazek ten dopuszcza zróżnicowania i modyfikacje różnych sposobów realizacji, których przedstawienie i opis nie odbiegają od istoty ninii^eszego wynalazku. W związku z tym wynalazek ogranicza się jedynie do zamieszczonych zastrzeżeń i stosownych przepisów prawnych.

185 525

FIG. 4

185 525

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób napęczniania tytoniu impregnowanego stałym CO₂ polegający na rozprowadzaniu impregnowanego tytoniu w przewodzie od wlotu do wylotu o nieokrągłym przekroju poprzecznym, wprowadzaniu ogrzanego medium gazowego o danym natężeniu i prędkości przepływu dla napęczniania tytoniu, w którym następnie wprowadza się zasadniczo cały impregnowany tytoń do gazowego medium przez wlot, po czym wywołuje się przepływ medium gazowego zawierającego tytoń w celu sublimacji całego CO2 i napęczniania tytoniu oraz oddzielenia napęczniałego tytoniu od medium gazowego, znamienny tym, że podczas napęczniania tytoniu na odcinku od wlotu (34) do wylotu (35) przewodu transportującego (16) zmniejsza się prędkość przepływu medium gazowego i wprowadzonego tytoniu.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po zmniejszeniu prędkości przepływu medium gazowego i wprowadzonego tytoniu zwiększa się w kierunku wylotu (3) prędkość przepływu medium gazowego.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas rozprowadzania tytoniu zwiększa się prędkość tytoniu w medium gazowym.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dokonuje się ciągłej zmiany kierunku przepływu medium gazowego i wprowadzonego tytoniu od wlotu (34) do wylotu (35) w przewodzie transportującym (16) pod kątem 180°.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zwiększa się prędkość medium gazowego przed wprowadzeniem do tego medium impregnowanego tytoniu.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dokonuje się zmiany prędkości przepływu medium gazowego wraz z rozprowadzonym tytoniem po wyjściu tego medium z wygiętego w łuk przewodu, a przed oddzieleniem tytoniu od medium gazowego.
7. Urządzenie do napęczniania tytoniu w medium gazowym zawierające przewód transportujący o nieokrągłym przekroju poprzecznym wyposażonym we wlot i wylot i określający tor przepływu dla napęczniania tytoniu wzdłuż tego toru, znamienne tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu (16) transportującego zwiększa się od wlotu (34) w kierunku wylotu (35).
8. Urządzenie do według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód (16) transportujący zawiera część pośrednią (72), przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu (16) transportuącego zmniejsza się od części pośredniej (72) w kierunku wylotu (35).
9. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu transportującego (16) zwiększa się stopniowo od wlotu (34) do części pośredniej (72) w kierunku wylotu (35).
10. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że powierzchnia przekroju poprzecznego przewodu transportuj ącego (16) zmniejsza się stopniowo poczynając od części pośredniej (72) w kierunku wylotu (35).
11. Urządzenie według zastrz. 7 albo 8, albo 10, znamienne tym, że część pośrednia (72) ma maksymalną powierzchnię przekroju poprzecznego równą około podwójnej powierzchni przekroju poprzecznego przewodu transportuj ącego (16) przy wlocie (34) i wylocie (35).
12. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód transportujący (16) zawiera pomiędzy wlotem (34) a wylotem (35) część pośrednią (72) w kształcie łuku.
13. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód transportujący (16) pomiędzy wlotem (34) a wylotem (35) jest w kształcie litery „C”.
14. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód transportujący (16) ma szerokość i głębokość, przy czym szerokość jest zasadniczo stała na całej długości od wlotu (34) do wylotu (35).

185 525
15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że stosunek szerokości do głębokości przewodu transportującego (16) wynosi około 5:2.
16. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że przewód transportujący (16) ma prostokątny lub owalny przekrój poprzeczny.
17. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że przewód transportujący (16) ma środkową linię „C” określoną po pobocznej stronie wzdłużnej przez pierwszy duży promień (R1) biegnący od wlotu (34) do części pośredniej (72) i przez drugi duży promień (R2) biegnący od części pośredniej (72) do wylotu (35).
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że pierwszy promień (R1) jest większy od drugiego promienia (R2).
19. Urządzenie według zastrz. 17 albo 18, znamienne tym, że w przewodzie wylotowym (16) zmienna kąta linii przepływu pomiędzy wlotem (34) a wylotem (35) przewodu transportującego (16) wynosi 180°.
20. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że przewód transportujący w postaci litery „C” o ogólnym kierunku zasadniczo poziomym pomiędzy wlotem (34), a wylotem (35) w części pośredniej (72) ma kierunek zasadniczo pionowy - wznoszący.

* * *