PL193100B1

PL193100B1 - Method for improving the filling ability of tobacco

Info

Publication number: PL193100B1
Application number: PL357298A
Authority: PL
Inventors: Ulrich Burmester
Original assignee: Reemtsma H F & Ph
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2007-01-31
Also published as: AR027419A1; US20030089376A1; DE10006425C1; HUP0204461A2; BG107105A; CN1404366A; CZ20023079A3; PL357298A1; ATE243438T1; EP1255457A1; EA004085B1; EE200200448A; WO2001058288A1; IL150790A0; SK13322002A3; JP2003525035A; NO20023782D0; EP1255457B1; UA72316C2; DE50100335D1

Abstract

The invention relates to a method for improving the filling ability of tobacco, such as cut tobacco leaves, or ribs, or tobacco additives, whereby the tobacco material with an initial water content of up to 15 wt % is treated with a gas, comprising nitrogen and/or argon, at pressures from 50 to 1000 bar with a continuous, or staged compression, followed by a continuous or staged decompression, whereby the compression and decompression steps occur in, either an autoclave, or a cascade-like series of several autoclaves and, finally, a thermal after-treatment of the withdrawn tobacco material. The invention is characterised in that the compression is carried out at a working temperature of over 55 DEG C, preferably from 60 to 90 DEG C and the final water content of the tobacco is in the range of 8 to 14 wt. %.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób spęczania tytoniu, takiego jak cięte liście lub żyłki tytoniu bądź dodatki tytoniowe, na drodze obróbki materiału tytoniowego, wykazującego co najwyżej około 15% wagowych wilgoci wyjściowej, za pomocą składającego się z azotu i/lub argonu gazu obróbkowego pod ciśnieniem 5-100 MPa przy ciągłym lub stopniowym sprężaniu i następnym ciągłym lub stopniowym rozprężaniu, przy czym etapy sprężania i rozprężania następują albo w autoklawie albo w kilku autoklawach w przypadku połączenia kaskadowego, i na drodze dołączającej się, cieplnej obróbki następczej odprowadzanego materiału tytoniowego.The present invention relates to a method of expanding tobacco, such as cut tobacco leaves or strands, or tobacco additives, by treating tobacco material with a starting moisture content of at most about 15% by weight with a nitrogen and / or argon treatment gas at a pressure of 5. 100 MPa in continuous or staged compression followed by continuous or staged expansion, the compression and expansion stages either in an autoclave or in several autoclaves in the case of a cascade connection, and by a sequential thermal aftertreatment of the tobacco discharged material.

Tego rodzaju sposoby, które znane są też jako sposoby rośnięcia-INCOM, okazały się korzystne w porównaniu z obróbką ciśnieniową tytoniu za pomocą dwutlenku węgla, amoniaku lub lotnych gazów organicznych. Itak opis DE 31 19 330 A1 omawia tego rodzaju sposób rośnięcia w panującej w autoklawie, roboczej temperaturze 0-50°C, przy czym w celu podwyższenia zdolności napełniania lub stopnia rośnięcia przewiduje się zastosowanie materiału tytoniowego o wilgoci co najwyżej 15% wagowych i obróbkę następczą za pomocą pary wodnej. Przy tym stawia się na to, że mniejsza wilgoć tytoniu rzędu 10-15% wagowych prowadzi do żądanego silniejszego ochłodzenia odprowadzanego materiału tytoniowego podczas rozprężania.Processes of this kind, also known as INCOM-growing methods, have proved to be advantageous compared to the pressure treatment of tobacco with carbon dioxide, ammonia or volatile organic gases. Thus, DE 31 19 330 A1 describes a growing method of this type at an autoclave operating temperature of 0-50 ° C, the use of tobacco material with a moisture content of at most 15% by weight and subsequent treatment in order to increase the filling capacity or the degree of expansion. with steam. It is assumed that a lower tobacco moisture of 10-15% by weight leads to the desired stronger cooling of the tobacco material discharged during the expansion.

Dalej opis DE 34 14 625 C2 ujawnia sposób kaskadowy, według którego przez najrozmaitsze środki, takie jak chłodzenie gazu obróbkowego przed zasileniem autoklawu, chłodzenie autoklawu lub zastosowanie podchłodzonego i upłynnionego gazu obróbkowego, ma spowodować niską temperaturę podczas impregnacji tytoniu. Wprawdzie wilgoć tytoniu może dowolnie i przykładowo mieścić się w zakresie 10-30% wagowych, to jednak wyraźnie wymaga się, żeby temperatura autoklawu bądź temperatury jego wody chłodzącej nie przewyższała 50°C.Further, DE 34 14 625 C2 discloses a cascade process whereby various means such as cooling the treatment gas before feeding the autoclave, cooling the autoclave or using a cooled and liquefied treatment gas are intended to cause a low temperature during the impregnation of the tobacco. Although the moisture of the tobacco can be arbitrarily, for example in the range 10-30% by weight, it is clearly required that the temperature of the autoclave or the temperature of its cooling water should not exceed 50 ° C.

To potwierdza się też według opisu DE 39 35 774 C2 w związku z kaskadowym sposobem rośnięcia, w którym przewiduje się cyrkulację gazu obróbkowego poprzez chłodnicę w celu zachowania niskiej temperatury impregnacji rzędu 25-45°C.This is also confirmed in DE 39 35 774 C2 in connection with the cascade growing method, in which the treatment gas is circulated through a cooler in order to maintain a low impregnation temperature of 25-45 ° C.

Nawet gdy za pomocą wyżej wspomnianych sposobów rośnięcia osiągnie się już dobre wartości pod względem podwyższenia zdolności napełniania tytoniu bądź stopnia rośnięcia, to są one stosunkowo drogie z powodu niezbędnego chłodzenia autoklawu lub autoklawów i z powodu dodatkowego chłodzenia gazu obróbkowego.Even when good values for increasing the tobacco filling capacity or the expansion rate are achieved with the aforementioned growing methods, they are relatively expensive because of the necessary cooling of the autoclave or autoclaves and because of the additional cooling of the treatment gas.

Za podstawę wynalazek przyjmuje zadanie polepszenia dotychczasowego sposobu-INCOM i przy równych lub lepszych wartościach pod względem zdolności napełniania lub efektu rośnięcia zadanie uniknięcia dotychczas uważanych za niezbędne i nieopłacalnych środków chłodzenia podczas sprężania.The invention is based on the task of improving the existing INCOM-process and, with equal or better values in terms of filling capacity or expansion effect, the task of avoiding the hitherto considered necessary and uneconomical cooling measures during compression.

Według wynalazku proponuje się zatem sposób rodzaju wspomnianego we wstępie opisu, zgodnie z częścią przedznamienną zastrzeżenia patentowego, który jest znamienny tym, że sprężanie prowadzi się w temperaturze reaktora o temperaturze powyżej 55°C.According to the invention, therefore, a method of the kind mentioned in the introduction to the description is proposed, according to the preamble of the patent claim, which is characterized in that the compression is carried out at a reactor temperature above 55 ° C.

Nieoczekiwanie okazało się, że w przypadku niższej wilgoci tytoniu w zakresie co najwyżej 15% wagowych dotychczasowa doktryna, forsująca niską temperaturę obróbki, nie prowadzi do optymalnych wyników rośnięcia. Raczej można było dopiero przez podwyższenie temperatury obróbki podczas sprężania osiągnąć zdumiewająco dobre wartości pod względem efektu rośnięcia bądź zdolności napełniania tytoniu.It has surprisingly been found that in the case of a lower tobacco moisture in the range of at most 15% by weight, the current doctrine, forcing a low processing temperature, does not lead to optimal rising results. Rather, it was only possible to increase the treatment temperature during compression to achieve surprisingly good values with regard to the expansion effect or the filling capacity of the tobacco.

To ponadto zgodnie ze sposobem prowadzi do takiej zalety, że ciepło sprężania nie musi być odprowadzane, tak więc nie jest potrzebne żadne dodatkowe chłodzenie autoklawu lub autoklawów.This moreover, according to the method, leads to the advantage that the compression heat does not have to be dissipated, so that no additional cooling of the autoclave or autoclaves is needed.

W podanym niżej przykładzie objaśnia się sposób według wynalazku w porównaniu ze stanem techniki. Wyniki prób wykazują dla różnych wilgoci tytoniu różniący się wpływ temperatury roboczej na stopień rośnięcia. Zgodnie z dotychczasową doktryną w przypadku wilgoci tytoniu rzędu 18% wagowych prowadzi podwyższenie temperatury roboczej powyżej 40°C do pogorszenia efektu rośnięcia. Natomiast w przypadku wilgoci tytoniu poniżej 15% wagowych ukazują się wyraźne polepszenia, gdy obróbkę wysokociśnieniową przeprowadza się w roboczej temperaturze 60-80°C. Osiągalne stopnie rośnięcia przy niskiej wilgoci tytoniu i wysokiej temperaturze roboczej nieoczekiwanie plasują się nawet częściowo powyżej wartości otrzymanych w warunkach konencjonalnych.The following example illustrates the process according to the invention in comparison with the prior art. The test results show a different effect of the operating temperature on the degree of rising for different tobacco moisture. According to the current doctrine, in the case of a tobacco moisture of 18% by weight, an increase in the operating temperature above 40 ° C leads to a deterioration of the rising effect. On the other hand, for tobacco moisture below 15% by weight, clear improvements are shown when the high-pressure treatment is carried out at an operating temperature of 60-80 ° C. The levels of rise achievable with low tobacco moisture and high operating temperature are surprisingly even partially above those obtained under conventional conditions.

PrzykładExample

Wysokociśnieniową obróbkę prowadzono w autoklawie laboratoryjnym o użytkowej zawartości 2 l. Osłona płaszczowa do krążenia środka ciekłego służyła do nastawienia żądanej temperatury roboczej. Narastanie ciśnienia następowało od dołu, a spadek ciśnienia od góry. Kilka zaworów umożliwiałoThe high-pressure treatment was carried out in a laboratory autoclave with a usable content of 2 liters. A jacket jacket for circulating the liquid agent was used to set the desired operating temperature. The pressure build-up was from below and the pressure drop was from the top. Several valves worked

PL 193 100B1 zamierzony schemat połączeń. Sprężarka służyła do nastawiania ciśnienia końcowego. Termoelement mierzył temperaturę tytoniu w górnym segmencie zasypu tytoniowego.PL 193 100B1 intended wiring diagram. The compressor was used to set the final pressure. A thermocouple measured the temperature of the tobacco in the upper segment of the tobacco charge.

Urządzenie laboratoryjne do cieplnej obróbki następczej składało się z przepuszczalnej tkaniny drutowej, służącej jako taśma transportowa, z blach kierujących do wytworzenia runa tytoniowego o żądanej szerokości, z dyszy parowej o szczelinowym otworze wylotowym i z umieszczonego pod taśmą urządzenia do odsysania pary. Obróbka następcza następowała za pomocą pary nasyconej.The laboratory apparatus for thermal aftertreatment consisted of a permeable wire cloth serving as a conveyor belt, guide plates to produce a tobacco fleece of the desired width, a steam nozzle with a slot outlet and a steam suction device under the belt. Post-treatment was carried out with saturated steam.

Najważniejsze parametry obróbki można powziąć z niżej podanej tabeli 1.The most important machining parameters can be taken from the table 1 below.

Tabe l a 1Tabe l a 1

Obróbka wysokociśnieniowa High pressure machining Cieplna obróbka następcza Heat post-treatment Doprowadzenie gazu Gas supply od dołu from the bottom Wydajność pary Steam performance około 10 kg/h about 10 kg / h Odprowadzenie gazu Gas discharge od góry from the top Dysza szczelinowa Crevice nozzle około 8 mm about 8 mm Ilość tytoniu The amount of tobacco 300 g 300 g Szerokość szczeliny The width of the slot około 160 mm about 160 mm Zbiornik tytoniu Tobacco tank rura PCW/półka sitowa PVC pipe / sieve shelf Transport Transport około 5 cm/s about 5 cm / s

Próbki tytoniu rozścielono w płaskich płytkach z tworzywa sztucznego i kondycjonowano w warunkach klimatu normalnego w temperaturze 21°C przy 62% wilgotności względnej. Zdolności napełniania określano za pomocą denzymetru Borgwaldfa a objętość właściwą w ml/g przeliczano przy żądanej wilgoci 12% wagowych i żądanej temperaturze 22°C. Z danych nieobrabianej próby porównawczej bądź bazowej i ekspandowanych próbek oblicza się zwane stopniem rośnięcia, względne polepszenie zdolności napełniania według niżej podanego wzoru, w którym FB oznacza zdolność napełniania bazy a FEoznacza zdolność napełniania ekspandowanego tytoniu:The tobacco samples were spread in flat plastic plates and conditioned under normal climate conditions at 21 ° C and 62% relative humidity. Filling abilities were determined with a Borgwaldf denimeter and the specific volume in ml / g was converted at the desired moisture of 12% by weight and the desired temperature of 22 ° C. From the data of the untreated comparative or baseline sample and expanded samples, the so-called degree of rise, the relative improvement in fill ability, is calculated according to the formula below, where FB is base fill ability and FE is expanded tobacco fill ability:

D% = (FE - FB) * 100%/ FBD% = (FE - FB) * 100% / FB

Próby prowadzono z wilgociami tytoniu rzędu 8, 12 i 14 oraz jako porównanie 18% wagowych. Robocze temperatury nastawiano drogą termostatowania na 40, 60 i 80°C. Ciśnienie końcowe wynosiło 70 MPa, obniżenie ciśnieniaprzeprowadzano w ciągu około 0,5 minuty. Wszystkie próby bazowały na jednorodnej mieszance z tytoniów Virginia i omówionej metodzie następczej obróbki parą nasyconą.The tests were carried out with tobacco moisture of the order of 8, 12 and 14 and as a comparison of 18% by weight. The operating temperatures were set by thermostatic control at 40, 60 and 80 ° C. Final pressure was 70 MPa, pressure reduction was carried out in about 0.5 minutes. All trials were based on a homogeneous blend of Virginia tobacco and the method of post-treatment with saturated steam discussed.

Wyniki prób zestawiono w podanej niżej tabeli2, która próbę porównawczą przedstawia w niżej podanej tabeli2a. W tabelachtych TA oznacza temperaturę tytoniu bezpośrednio przed pobraniem z autoklawu jako temperaturę odprowadzenia a D% oznacza względne polepszenie zdolności napełniania bądź stopień rośnięcia.The results of the tests are summarized in Table 2 below, while a comparative sample is shown in Table 2a below. In these tables, TA denotes the tobacco temperature immediately prior to retrieval from the autoclave as discharge temperature and D% denotes the relative improvement in filling capacity or degree of rise.

Tabe l a 2Tabe l a 2

Temperatura robocza °C Working temperature ° C Wilgoć tytoniu 8% wagowych Moisture of tobacco 8% by weight Wilgoć tytoniu 12% wagowych Moisture of tobacco 12% by weight Wilgoć tytoniu 14% wagowych Moisture of tobacco 14% by weight Ta °C Ta ° C D% D% Ta °C Ta ° C D% D% Ta °C Ta ° C D% D% 40 40 -61 -61 59 59 -53 -53 70 70 -48 -48 76 76 60 60 -48 -48 70 70 -25 -25 79 79 -18 -18 83 83 80 80 -15 -15 78 78 -3 -3 81 81 0 0 73 73

Tabe la 2aTabe la 2a

Temperatura robocza °C Working temperature ° C Wilgoć tytoniu 18% wagowych Tobacco moisture 18% by weight Ta °C Ta ° C D% D% 40 40 -41 -41 80 80 60 60 -12 -12 76 76 80 80 1 1 54 54

PL 193 100B1PL 193 100B1

Porównanie powyższych tabel wyraźnie ukazuje pozytywny skutek podwyższenia temperatury roboczej rzędu 60-80°C na polepszenie zdolności napełniania, gdy stosuje się tytoń o wilgoci poniżej 15% wagowych.The comparison of the above tables clearly shows the positive effect of increasing the operating temperature in the range of 60-80 ° C on improving the filling ability when using tobacco with a moisture content of less than 15% by weight.

Claims

Patent claims

A method of expanding tobacco, such as cut tobacco leaves or strands, or tobacco additives, by treating tobacco material having a maximum of about 15% by weight of the starting moisture with nitrogen and / or argon treatment gas at a pressure of 5-100 MPa with continuous or staged compression followed by continuous or staged expansion, the compression and expansion stages taking place either in an autoclave or in several autoclaves in the case of a cascade connection, and by sequential thermal aftertreatment of the tobacco discharged material, characterized in that the compression this is carried out at an operating temperature above 55 ° C.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the compression is carried out at an operating temperature of 60-90 ° C.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the starting moisture of the tobacco material is in the range of 8-14% by weight.