PL201149B1

PL201149B1 - Sposób zwiększania wypełniającej zdolności tytoniu

Info

Publication number: PL201149B1
Application number: PL374374A
Authority: PL
Inventors: Holger Fleischhauer; Jürgen Klischat; Thomas Pienemann; Peter Skupin; Claus-Dieter Ziehn
Original assignee: Reemtsma Cigarettenfabriken Gmbh; Reemtsma H F & Ph
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2009-03-31
Also published as: UA78334C2; TWI224495B; WO2004002245A8; CN1665407A; KR100987861B1; RU2287970C2; CA2489524A1; ES2259147T3; MA27464A1; EP1521536A1; JP4271144B2; DE10229451A1; HK1076685A1; JP2005531312A; KR20050016561A; US7445011B2; TW200405795A; CN100342804C; EP1521536B1; DE50302902D1

Abstract

1. Sposób zwi ekszania wype lniaj acej zdolno sci tytoniu, takiego jak ci ete li scie tytoniu albo zy lki li sci tytoniu albo dodatkowy materia l tytoniowy, drog a obróbki materia lu tytoniowego, który ma pocz at- kow a wilgotno sc 10-30%, za pomoc a gazu do obróbki sk ladaj acego si e azotu i ewentualnie argonu przy ci snieniach od 400 do 1000 barów, a nast epnie ci ag lej dekompresji i kolejnej termicznej obróbki nast epczej wy ladowanego materia lu tytoniowego, znamienny tym, ze g esto sc wype lnienia ladunku tytoniowego w autoklawie jest wi eksza ni z 0,2 kg/dm 3 . PL PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 374374	(11) 201149
(13)	B1
Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej	(22) Data zgłoszenia: 30.06.2003 (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: 30.06.2003, PCT/EP03/006940 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego: 08.01.2004, WO04/002245 PCT Gazette nr 02/04	(51) Int.Cl. A24B 3/18 (2006.01)

(54) (30) Pierwszeństwo:

Sposób zwiększania wypełniającej zdolności tytoniu (73) Uprawniony z patentu:

REEMTSMA CIGARETTENFABRIKEN GMBH, Hamburg,DE

01.07.2002,DE,10229451.8 (72) Twórca(y) wynalazku:

(43) Zgłoszenie ogłoszono:

17.10.2005 BUP 21/05

Holger Fleischhauer,Hamburg,DE

J^gen Klischat,Pinneberg,DE

Thomas Pienemann,Rosengarten,DE

Peter Skupin,Berlin,DE

Claus-Dieter Ziehn,Pinneberg,DE (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:

31.03.2009 WUP 03/09 (74) Pełnomocnik:

Gromek Ewa, POLSERVICE,

Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o ⁽⁵⁷⁾ 1. Sposób zwiększania wypełniającej zdolności tytoniu, takiego jak cięte liście tytoniu albo żyłki liści tytoniu albo dodatkowy materiał tytoniowy, drogą obróbki materiału tytoniowego, który ma początkową wilgotność 10-30%, za pomocą gazu do obróbki składającego się azotu i ewentualnie argonu przy ciśnieniach od 400 do 1000 barów, a następnie ciągłej dekompresji i kolejnej termicznej obróbki następczej wyładowanego materiału tytoniowego, znamienny tym, że gęstość wypełnienia ładunku tytoniowego w autoklawie jest większa niż 0,2 kg/dm³.

PL 201 149 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zwiększania wypełniającej zdolności sprasowanego tytoniu, takiego jak pokrojone liście tytoniu albo żyłki liści tytoniu albo tytoniowy materiału dodatkowy, drogą obróbki materiału tytoniowego gazem składającym się z azotu i ewentualnie argonu pod ciśnieniami od 400 do 1000 barów, a następnie ciągłej dekompresji i termicznej obróbki następczej wyładowanego materiału tytoniowego.

Sposoby tego rodzaju, które są znane także jako procesy rozprężne INCOM, muszą być korzystnie porównywane z ciśnieniową obróbką tytoniu stosując dwutlenek węgla, amoniak albo lotne gazy organiczne. Stąd z niemieckiego opisu patentowego nr DE 29 03 300 C2 jest znany taki proces rozprężania stosując ciśnienia robocze od 300 do 800 barów. Przykłady wskazują na duży wpływ ciśnienia końcowego na zwiększenie zdolności wypełniającej, lecz tylko nieznaczny wpływ czasu ekspozycji od 1 do 10 minut. Publikacja nie zawiera odniesienia do możliwego prasowania albo ubijania tytoniu, parą wodną albo parą nasyconą i pod względem obróbki wysokociśnieniowej odnosi się do już wspomnianego opisu patentowego nr DE 29 03 300 C2.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 34 14 625 C2 jest znany ponadto proces kaskadowy, zgodnie z którym poprzez wysoko zmienione środki, takie jak chłodzenie gazu do obróbki przed załadowaniem reaktora, chłodzenie autoklawu albo stosowanie przechłodzonego i upłynnionego gazu do obróbki, należy upewnić się, że temperatura wyładowanego tytoniu wynosi przed obróbką cieplną poniżej 0°C. Przykłady są oparte na wypełnianiu 200 l autoklawu za pomocą 30 kg tytoniu, co odpowiada gęstości wypełnienia 0,15 kg/dm³.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 39 35 774 C2 jest znane chłodzenie sprężonego gazu do obróbki w autoklawie za pomocą zewnętrznego wymiennika ciepła i w takim przypadku szereg autoklawów połączono ze sobą tworząc to, co określa się jako bateria. Proces polega ostatecznie na specjalnym rodzaju chłodzenia gazu i poddawanego obróbce materiału.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 100 06 425 C1 jest znana obróbka tytoniu o stosunkowo niskiej wilgotności do około 16% w temperaturze roboczej powyżej 55°C. Z objętości autoklawu 2 dm³ i początkowego ciężaru tytoniu 300 g oblicza się gęstość wypełnienia ładunku tytoniu 0,15 kg/dm³, co odpowiada już cytowanemu opisowi DE 34 14 625 C2.

Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 100 06 424 A1 jest znana dekompresja, która ma co najmniej jeden etap utrzymywania i ogrzewania układu pod ciśnieniem resztkowym w celu osiągnięcia temperatur wyładowania tytoniu od 10° do 80°C.

Gęstości wypełnienia w przybliżeniu 0,15 kg/dm³ opisane w stanie techniki otrzymuje się wtedy, gdy tytoń ładuje się do naczynia ciśnieniowego bez dalszej operacji prasowania. W przeciwieństwie do tego, zwiększanie gęstości wypełnienia w znanych sposobach z zastosowaniem szybkiego przyrostu ciśnienia dawało niższe zdolności wypełniające rozszerzonego materiału tytoniowego.

Celem niniejszego wynalazku jest dalsze rozwinięcie znanych sposobów, tak aby były one bardziej ekonomiczne niż dotychczas, z porównywalnie wysoką zdolnością wypełniającą tytoniu.

Nieoczekiwanie ustalono, że w przeciwieństwie do wiedzy zawartej w niemieckim opisie patentowym nr DE 29 03 300 C2, w zakresie wysokich gęstości wypełnienia, czas działania sprężonego gazu nie wywiera znacznego wpływu na otrzymaną zdolność wypełniającą rozszerzonego materiału tytoniowego.

W cytowanym stanie techniki opisuje się, w jaki sposób poniższy proces można dalej optymalizować pod względem możliwie wysokiej zdolności wypełniającej rozszerzonego materiału tytoniowego. Jednakże, oprócz wzrostu zdolności wypełniającej ważnym czynnikiem ekonomicznej wydajności procesu INCOM jest ładunek tytoniu. Zwiększenie ładunku wypełnienia nie tylko umożliwia wyższą przepustowość, lecz prowadzi ponadto do zmniejszenia specyficznego zużycia gazu do obróbki i energii prasowania dla danej iloś ci rozszerzanego tytoniu.

Przedmiotem wynalazku jest więc sposób zwiększania wypełniającej zdolności tytoniu, takiego jak cięte liście tytoniu albo żyłki liści tytoniu albo dodatkowy materiał tytoniowy, drogą obróbki materiału tytoniowego, który ma początkową wilgotność 10-30%, za pomocą gazu do obróbki składającego się azotu i ewentualnie argonu przy ciśnieniach od 400 do 1000 barów, a następnie ciągłej dekompresji i kolejnej termicznej obróbki następczej wyładowanego materiału tytoniowego, obejmujący prasowanie mechanicznie przed, w czasie albo po wypełnieniu naczynia ciśnieniowego, tak, że gęstość wypełnienia ładunku tytoniowego w autoklawie jest większa niż 0,2 kg/dm³.

PL 201 149 B1

Czas nacisku, to jest czas pomiędzy rozpoczęciem narastania ciśnienia i dekompresją, wynosi co najmniej 300 sekund. Korzystnie według wynalazku, tytoń ogrzewa się przed albo po prasowaniu.

Czas ściskania co najmniej 300 sekund osiąga się po szybkim przyroście ciśnienia drogą pozostawienia naczynia do pozostawania pod ciśnieniem. Po pozostawieniu naczynia do pozostawania pod ciśnieniem, przed dekompresją, dokonuje się ponownego zwiększania ciśnienia.

Sposób według wynalazku opisuje się bardziej szczegółowo niżej w odniesieniu do przykładów.

W tym celu okreś lenie czas nacisku będzie definiowany jako ogólny czas narastania ciśnienia do czasu osiągnięcia po raz pierwszy końcowego ciśnienia, a optymalny czas utrzymywania - od osiągnięcia końcowego ciśnienia aż do początku operacji dekompresji.

Dostatecznie długi czas nacisku według wynalazku można osiągnąć za pomocą następujących wariantów procesowego sposobu postępowania:

i. powolny przyrost ciśnienia aż do następującej bezpośrednio dekompresji ii. szybki przyrost ciśnienia z następującym potem czasem utrzymywania, to jest umożliwiając pozostawanie naczynia pod ciśnieniem bez doprowadzania albo odprowadzania gazu do obróbki, iii. szybki przyrost ciśnienia z następującym potem czasem utrzymywania, a przed rozpoczęciem dekompresji ma miejsce dalsze doprowadzanie gazu do obróbki w celu ponownego osiągnięcia ciśnienia końcowego.

Ponieważ ciśnienie w naczyniu zmniejsza się w czasie utrzymywania na skutek chłodzenia, to sposób postępowania w procesie według wariantu iii umożliwia ponowne ustalenie ciśnienia końcowego przed dekompresją. Ten sposób postępowania, w porównaniu z wariantem ii, prowadzi nieoczekiwanie dalszego, chociaż małego wzrostu zdolności wypełniającej.

W następujących przykładach 1 i 2 opisuje się przede wszystkim wpływ różnych czasów nacisku i warianty procesowe przy gęstości wypełnienia tytoniu w naczyniu ciśnieniowym 0,15 kg/dm³według stanu techniki:

P r z y k ł a d 1

Obróbkę wysokociśnieniową prowadzono w autoklawie laboratoryjnym stosując objętość zawartości 2 dm³. Płaszcz dla krążenia ciekłych mediów służył do nastawiania wymaganych temperatur roboczych. Przyrost ciśnienia postępował od dołu, a zmniejszenie ciśnienia od góry. Szereg zaworów umożliwiał przewidywane schematy połączeń, a sprężarka służyła do nastawiania ciśnienia końcowego.

Aparatura laboratoryjna do termicznej obróbki następczej składała się z przepuszczalnej siatki drucianej służącej jako przenośnik taśmowy, płyt prowadzących do tworzenia wstęgi tytoniu o wymaganej szerokości, dyszy parowej, która ma szczelinowy otwór wylotowy i urządzenie do wyciągania pary umieszczone pod taśmą. Obróbkę następczą parą nasyconą prowadzono przy szybkości taśmy 5 cm/sek i przepustowo ś ci pary 10 kg/godz.

Próbki tytoniu rozpościerano w płaskich tackach z tworzywa sztucznego i kondycjonowano w standardowych warunkach klimatycznych w temperaturze 21°C i przy wilgotno ś ci wzglę dnej 62%. Zdolność wypełniającą tytoniu oznaczano stosując gęstościomierz Borgwaldta, a objętość właściwa w cm³/g przeliczano w nominalną wilgotność 12% wagowo i nominalną temperaturę 22°C. Na podstawie danych niepoddanych obróbce próbek kontrolnych i podstawowych oraz próbek rozszerzonych oblicza się średni wzrost zdolności wypełniającej, nazywanej także stopniem rozszerzenia, stosując następujący wzór:

Δ% = (FE - FB) * 100%/FS w którym FB oznacza zdolność wypeł niają c ą próbki podstawowej, a FE oznacza zdolność wypełniającą tytoniu rozszerzonego.

Doświadczenia prowadzono przy wilgotności tytoniu 18% wagowo i początkowych ciężarach tytoniu 300 g. Temperaturę roboczą nastawiano za pomocą termostatu na 40°C. Ciśnienie końcowe wynosiło 700 barów, a dekompresję prowadzono w ciągu około 0,5 minuty. Wszystkie doświadczenia były oparte na jednorodnej mieszaninie tytoniów z Wirginii i opisanej metodzie obróbki następczej z zastosowaniem pary nasyconej. Dokonywano zmian czasu przyrostu ci ś nienia, czasu utrzymywania po osiągnięciu ciśnienia końcowego, a także opcji dalszego zasilania pod koniec czasu utrzymywania. Tabela 1 przedstawia zestawienie parametrów doświadczalnych i uzyskanych względnych wzrostów zdolności wypełniającej albo stopni rozszerzalności.

PL 201 149 B1

T a b e l a 1

Względny wzrost zdolności wypełniającej (gęstość wypełnienia 0,15 kg/l, temperatura robocza 40°C, wilgotność tytoniu 18%)

Wariant procesu	i.	i.	i.	ii.	ii.	iii.	iii.
Czas narastania ciśnienia (min)	3	6	12	3	3	3	3
Czas utrzymywania (min)	0	0	0	5	10	5	10
Czas nacisku ( min)	3 6	12	8	13 8 13
Wzrost zdolności wypełniającej Δ%	67	68	72	68	68	70	71

P r z y k ł a d 2

Doświadczenia prowadzono w podobny sposób jak w przykładzie 1, lecz przy wilgotności tytoniu 12% i temperaturze roboczej 60°C. W tabeli 2 zestawiono parametry doś wiadczalne oraz uzyskane względne wzrosty zdolności wypełniającej albo stopnie rozszerzalności.

T a b e l a 2

Względny wzrost zdolności wypełniającej (gęstość wypełnienia 0,15 kg/dm³, temperatura robocza 60°C, wilgotność tytoniu 12%)

Wariant procesu	i.	i.	i.	ii.
Czas narastania ciśnienia (min)	3	30	3	3
Czas utrzymywania (min)	0	0	5	5
Czas nacisku ( min)	3	30	8	8
Wzrost zdolności wypełniającej Δ%	77	79	75	76

Wyniki z przykładów 1 i 2 wyraźnie wskazują, w zakresie konwencjonalnych gęstości wypełnienia czas nacisku ma tylko niewielki wpływ na wzrost zdolności wypełniającej.

Następujące przykłady 1 i 4 pokazują efekt różnych czasów nacisku i wariantów procesu przy gęstości wypełnienia tytoniu według wynalazku w naczyniu ciśnieniowym większej niż 0,2 kg/dm³.

P r z y k ł a d 3

Doświadczenia prowadzono w podobny sposób jak w przykładzie 1, lecz stosując początkowy ciężar tytoniu 500 g. Tytoń prasowano drogą ręcznego ściskania w czasie wypełniania naczynia ciśnieniowego. Tabela 3 zawiera zestawienie parametrów doświadczalnych i osiąganych względnych wzrostów zdolności wypełniającej albo stopni rozszerzalności.

T a b e l a 3

Względny wzrost zdolności wypełniającej (gęstość wypełnienia 0,25 kg/dm³, temperatura robocza 40°C, wilgotność tytoniu 18%)

	i.	i.	i.	ii.	ii.	iii.	iii.
Czas narastania ciśnienia (min)	3	12	20	3	3	3	3
Czas utrzymywania (min)	0	0	0	5	10	5	10
Czas nacisku (min)	3	12	20	8	13	8	13
Wzrost zdolności wypełniającej Δ%	55	65	71	67	68	69	69

P r z y k ł a d 4

Doświadczenie prowadzono w podobny sposób jak w przykładzie, lecz stosując początkowy ciężar tytoniu 450 g. Tytoń ogrzewano do temperatury w przybliżeniu 50°C stosując piecyk mikrofalowy przed wypełnieniem naczynia ciśnieniowego i prasowano drogą ręcznego ściskania w czasie wypełniania. Tabela 4 zawiera zestawienie parametrów doświadczalnych i względne wzrosty uzyskiwanej zdolności wypełniającej albo stopni rozszerzalności.

PL 201 149 B1

T a b e l a 4

Względny wzrost zdolności wypełniającej (gęstość wypełnienia 0,225 kg/dm³, temperatura robocza 60°C, wilgotność tytoniu 12%)

Wariant procesu	i.	i.	ii.	ii.
Czas narastania ciśnienia (min)	3	20	3	3
Czas utrzymywania (min)	0	0	10	5
Czas nacisku ( min)	3	20	13	8
Wzrost zdolności wypełniającej Δ%	65	76	73	74

Przykłady 3 i 4 ilustrują wpływ czasu nacisku na wzrost zdolności wypełniającej przy gęstościach wypełnienia według wynalazku większych niż 0,2 kg/dm³. Dobry efekt rozszerzania można uzyskać tylko w tych warunkach, gdy czas nacisku przekracza w przybliżeniu wartość 300 sekund. Ponadto jest oczywiste, że przy porównywalnych czasach nacisku najlepsze wyniki daje wariant iii.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób zwiększania wypełniającej zdolności tytoniu, takiego jak cięte liście tytoniu albo żyłki liści tytoniu albo dodatkowy materiał tytoniowy, drogą obróbki materiału tytoniowego, który ma początkową wilgotność 10-30%, za pomocą gazu do obróbki składającego się azotu i ewentualnie argonu przy ciśnieniach od 400 do 1000 barów, a następnie ciągłej dekompresji i kolejnej termicznej obróbki następczej wyładowanego materiału tytoniowego, znamienny tym, że gęstość wypełnienia ładunku tytoniowego w autoklawie jest większa niż 0,2 kg/dm³.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czas nacisku, to jest czas pomiędzy rozpoczęciem narastania ciśnienia i dekompresją, wynosi co najmniej 300 sekund.
3. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że tytoń prasuje się mechanicznie przed, w czasie albo po wypełnieniu naczynia ciś nieniowego.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że tytoń ogrzewa się przed albo po prasowaniu.
5. Sposób według zastrz. 1-4, znamienny tym, że czas ściskania co najmniej 300 sekund osiąga się po szybkim przyroście ciśnienia drogą pozostawienia naczynia do pozostawania pod ciśnieniem.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że po pozostawieniu naczynia do pozostawania pod ciśnieniem, przed dekompresją dokonuje się ponownego zwiększania ciśnienia.