PT629353E - Processos para a expansao do tabaco - Google Patents

Description

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Descrição “Processos para a expansão do tabaco” A invenção refere-se aos processos para a expansão de tabaco. Mais particularmente, a invenção refere-se aos processos para melhorar a produtividade e a economia da expansão do tabaco.

Fundamento da invenção

Nas duas últimas décadas, os processos de expansão do tabaco tomaram-se uma parte importante do processo da fabricação de cigarros. Os processos de expansão do tabaco são usados para restabelecer a densidade líquida e/ou o volume do tabaco, que se perdem durante a cura e o armazenamento das folhas de tabaco. Além disso, o tabaco expandido é um componente importante dos cigarros com teor de alcatrão baixo e ultra-baixo.

Descrevem-se processos de expansão do tabaco importantes, nas patentes US 3 524 451 de Fredrickson e US 3 524 452 de Moser et al. Estas patentes descrevem processos nos quais o tabaco é posto em contacto com um impregnante e depois aquecido rapidamente para volatilizar o impregnante e expandir o tabaco. Descreve-se uma variante destes processos na patente US 3 683 937 de Fredrickson et al., que apresenta um processo para a expansão do tabaco que utiliza um composto orgânico no estado de vapor, para impregnação do tabaco. O tabaco impregnado é expandido por aquecimento ou por redução rápida da pressão. A utilização de um dióxido de carbono para a expansão do tabaco está descrita na patente US 4 235 250 de Utsch, na patente US 4 258 729 de Burde et al. e na patente US 4 336 814 de Sykes et al., entre outras. Neste processo, e em processos relacionados, põe-se dióxido de carbono, na forma gasosa ou na forma líquida, em contacto com tabaco, para impregnação e, depois disso, sujeita-se o tabaco impregnado a condições de aquecimento rápido, para volatilizar o dióxido de carbono e desse modo expandir o tabaco. Nos processos conhecidos de expansão por dióxido de carbono, é tipicamente necessário aquecer o tabaco de maneira excessiva, a fim de obter uma expansão substancial e estável do tabaco. Este aquecimento em excesso pode prejudicar o aroma do tabaco e/ou produzir uma quantidade excessiva de finos de tabaco. Além disso, esses processos que utilizam o dióxido de carbono líquido para a impregnação do tabaco dão como resultado tabaco impregnado, na forma de blocos sólidos de tabaco, que contêm gelo seco, que tem de ser quebrado antes do tratamento pelo calor, aumentando desse modo a complexidade do processo.

As patentes US 4 461 310 de Zeihn e US 4 289 148 de Zeihn descrevem a expansão do tabaco que utiliza azoto supercrítico ou árgon para a impregnação do tabaco. Estes gases são removidos do tabaco durante uma redução rápida da pressão e o tabaco é expandido por exposição a um gás aquecido, ou a microondas. Estes processos exigem um tratamento do tabaco a pressões superiores a 141 ou 281 kg/cm2 (2 000 ou 4 000 psi), até mais de 703 kg/cm2 (10 000 psi), para se conseguir obter a expansão substancial do tabaco. A patente US 4 531 529 de White e Conrad descreve um processo para aumentar a capacidade de enchimento do tabaco, no qual o tabaco é impregnado com um agente de expansão altamente volátil, com ponto de ebulição baixo, tal como um halocarboneto ou hidrocarboneto normalmente gasosos (por exemplo propano), nas condições do processo, acima ou próximo da pressão e da temperatura críticas do agente de expansão. Reduz-se a pressão rapidamente até à pressão atmosférica, de modo que o tabaco se expande, sem a necessidade de uma fase de aquecimento, quer para expandir o tabaco, quer para fixar o tabaco na condição expandida. As condições de pressão deste processo vão de 36 kg/cm2 (512 psi) e superiores, sem limite superior conhecido. Usaram-se pressões inferiores a 142 kg/cm2 (2 000 psi), para produzir a expansão satisfatória do tabaco, sem fracturas excessivas. As pressões acima deste intervalo, afirmou-se não serem normalmente necessárias. Quando o intervalo de tempo usado para aumentar a pressão do agente de expansão até à pressão necessária variou de 1 a 10 minutos, não foi necessário qualquer tempo de manutenção adicional, ou um tempo reduzido sob pressão para conseguir obter a impregnação efectiva do tabaco. A patente US 4 554 932 de Conrad e White descreve um aparelho para o tratamento de fluidos pela pressão, que inclui um manto tubular cilíndrico e um conjunto de rolo com movimento alternativo, montado para se mover entre uma posição de carga, fora do manto, e uma posição de tratamento, no interior do manto. Proporcionam-se componentes de vedação, no conjunto de rolo, para se aplicar ao manto de modo a formar uma câmara de pressão. Proporcionam-se condutas para introduzir fluidos de processamento para o interior da câmara de pressão. Este sistema proporciona deste modo um aparelho para utilização em tratamentos de materiais com pressões elevadas, como a impregnação do tabaco para a expansão, permitindo a carga e a descarga fáceis e minimizando ou eliminando os problemas associados com os mecanismos de vedação e bloqueio normalmente usados nos aparelhos de tratamento com pressão elevada.

Por conseguinte, este aparelho proporcionava tuna câmara de pressão que produz economias de tempo e melhorava a economia da expansão do tabaco. A patente US 5 076 293 de Kramer está orientada para um processo e um aparelho, para o tratamento de material de tabaco e de outros materiais biológicos, que tem um mecanismo para formar uma vedação dinâmica, no qual superfícies móveis cooperantes vedam uma câmara de tratamento. O sistema de vedação dinâmica proporcionado de acordo com esta patente pode usar-se no tratamento do tabaco cm condições dc temperatura c pressão elevadas, incluindo as condições dc temperatura e pressão críticas para processos que incluem a expansão do tabaco. Apresentam-se processos, quer contínuos, quer descontínuos. Para a expansão do tabaco, apresenta-se a utilização de fluidos supercríticos com pesos relativamentes ao tabaco superiores a 40.1 e afirmou-se ser virtualmente instantânea a impregnação completa do tabaco. Afírmou-se obter-se mais expansão do tabaco quando se mantiveram os tempos de impregnação de 1 a 10 minutos, antes da despressurização. A patente US 4 962 773 de White et al. descreve um processo para sujeitar uma barra de cigarro a condições tais que o produto de enchimento cortado sofre um aumento de volume enquanto está no interior do invólucro de papel. A utilização de várias condições e fluidos de impregnação está descrita nesta patente, incluindo o uso de condições de impregnação conduzidas acima da pressão e da temperatura supercríticas. Utilizou-se um vaso de pressão com um volume de 4,5 litros, nos exemplos de trabalho, para impregnar as barras de tabaco, em condições supercríticas.

Os processos de expansão do tabaco, que incluem os que foram atrás descritos, e outros, têm de ser conduzidos como processos descontínuos ou contínuos (patente US 5 076 293 de Kramer) quando são usadas pressões de impregnação substancialmente superiores à pressão atmosférica. Os processos descontínuos, por fornadas, e contínuos exigem aparelhos de tratamento complicados e tempos de ciclo aumentados, devido ao tempo necessário para a abertura e o fecho dos vasos e para a introdução e a remoção do agente impregnador dos vasos. Realizaram-se alguns aperfeiçoamentos na produtividade, modificando os vários aparelhos usados, para diminuir o tempo de ciclo; no entanto, dispõe se de melhorias de produtividade substanciais nos sistemas descontínuos conhecidos, de acordo com técnicas convencionais, principalmente por aumento dos volumes dos sistemas individuais e/ou o aumento do número de sistemas descontínuos usados simultaneamente. É um objecto da presente invenção melhorar a produtividade do tabaco, num processo de expansão do tabaco tal como se descreve na patente US-A-4 531 529, que descreve as características do preâmbulo da reivindicação 1 e, de acordo com a presente invenção, este objectivo é atingido com as características da parte caracterizante da reivindicação 1.

Definem-se formas de realização preferidas do processo da invenção, nas reivindicações 2 a 9. A presente invenção proporciona aperfeiçoamentos nos processos de expansão do tabaco, que são capazes de melhorar dramaticamente a produção de tabaco nos sistemas de impregnação do tabaco a pressão elevada. O tabaco pode ser impregnado numa zona de impregnação de pressão elevada e retirado da zona, para expansão, em durações completas de ciclo inferiores a um minuto, tipicamente inferiores a cerca de 15-30 segundos; além disso, faz-se uma utilização dramaticamente melhor do espaço de tratamento disponível da zona de impregnação jsd a pressão elevada. Além disso, minimiza-se a quantidade de agente de expansão usado para tratar o tabaco. Quando estiver cheio, com tabaco comprimido, substancialmente todo o espaço de impregnação disponível numa zona de impregnação a pressão elevada, é admitido um agente de expansão no interior da zona de impregnação, que impregna o tabaco comprimido. Tipicamente, o tabaco comprimido é comprimido numa relação de pelo menos 1,5:1, sendo de preferência comprimido numa relação de 2:1 -3:1, ou mais. Assim, melhora-se a produtividade para o espaço disponível na zona de impregnação de maneira notável, por exemplo de 50% - 200%, ou mais. Apesar da compressão do tabaco durante a impregnação, obtém-se, em formas de realização preferidas, uma expansão substancial do tabaco de pelo menos 50%, até 100% e ainda mais de aumento da capacidade de enchimento. Além disso, em formas de realização preferidas da invenção, podem utilizar-se tempos de ciclo inferiores a 20 segundos para impregnar o tabaco comprimido.

Além de melhorar dramaticamente o caudal produzido, disponível para um vaso de tratamento a pressão elevada, este aspecto da invenção pode também proporcionar uiria diminuição substancial da quantidade de agente de expansão admitido na zona de impregnação durante a impregnação. Este aspecto da invenção proporciona assim um processo de expansão do tabaco no qual o volume de agente de expansão usado para impregnar o tabaco pode ser menor que o volume do tabaco, quando medido na forma solta, isto é, não compactado. Tipicamente, o volume de agente de expansão pode ser de cerca de metade, ou menos, em comparação com o volume de tabaco O tempo de ciclo para a impregnação do tabaco em condições próximas ou Μ superiores às condições anteriores de pressão supercrítica e de temperatura supercrítica pode ser significativamente melhorado por pré-aquecimento do tabaco antes da introdução do mesmo na zona de impregnação. Verificou-se, além disso, que a pré-pressurização e o pré-aquecimento do agente de expansão para condições de temperatura e de pressão superiores aos valores supercríticos, antes da admissão para o interior da zona de impregnação, permitem a impregnação do tabaco com êxito, com o agente de impregnação, numa questão de segundos, para proporcionar tabaco impregnado susceptível de expansão substancial. Podem obter-se tempos de ciclo completos, incluindo o tempo de introdução do fluido supercrítico, o tempo de impregnação e o tempo de redução da pressão, inferiores a um minuto, de preferência inferiores a 20 segundos, de acordo com este aspecto da invenção. Podem obter-se aumentos da capacidade de enchimento maiores que 50% até 100% e superiores, para tempos de ciclo de 10-12 segundos, ou menos.

Podem utilizar-se vários aparelhos na condução do processo da invenção, pode usar-se um aparelho de expansão do tabaco, do tipo de rolo, como o apresentado na patente US 4 554 932 de Conrad e White. Este aparelho pode ser modificado para incorporar um meio para a carga do tabaco que, simultaneamente, carrega e comprime o tabaco no rolo móvel. Pode utilizar-se um acumulador para fornecer fluido pré-aquecido a pressão elevada, para a zona de expansão do tabaco. A utilização do acumulador minimiza o volume do fluido armazenado, a alta pressão e a alta temperatura, durante um processo de impregnação a alta pressão e a alta temperatura, minimizando desse modo as necessidades de vasos de alta pressão e diminuindo as questões de segurança associadas com o processo.

Em formas de realização grandemente preferidas da invenção, fomece-se propano fluido, a uma temperatura superior à sua temperatura crítica e a uma pressão superior à sua pressão crítica, para a impregnação do tabaco, de acordo com o processo de White e Conrad, patente US 4 531 529. Verificou-se agora que a utilização de propano a pressões superiores a cerca de 141 kg/cm2 (2 000 psi) reduz o tempo de ciclo. Por combinação dos vários aspectos da presente invenção, pode aumentar-se o caudal de tabaco através de uma zona de impregnação a alta pressão, de factores superiores a 10-30 vezes dos caudais descritos na técnica anterior. Assim, a compressão do tabaco proporciona um caudal comparado com o caudal normal de duas a três, ou mais, vezes. Utilizando tabaco pré-aquecido e/ou introduzindo de maneira substancialmente instantânea fluido pré-aquecido, pré-pressurizado supercrítico, na zona de expansão, podem completar-se até cinco ou mais ciclos de impregnação do tabaco em cada minuto de operação. Assim, pode facilmente usar-se uma câmara de expansão com um dado volume para impregnar volumes de tabaco solto impregnado que excedem cinco e, de preferência 10 a 15 ou mais vezes o volume da câmara de impregnação, em cada minuto de operação.

Breve descrição dos desenhos

As figuras dos desenhos, que fazem parte da memória descritiva original da invenção, representam: A fig. 1, uma vista esquemática, em corte transversal de um aparelho preferido usado na invenção, estando representadas a tracejado, parcialmente, várias posições de operação diferentes; A fig. 2, uma vista esquemática, em corte transversal feito pela linha (2-2) da fig. 1, que ilustra um aparelho de compactação do tabaco para introduzir tabaco compactado no espaço de impregnação do aparelho ilustrado na fig. 1; 9

As fíg. 3a, 3b e 3c, vistas em corte transversal, de acumuladores preferidos para utilizar no aparelho ilustrado na fig. 1 e que são capazes de fazer a introdução substancialmente instantânea de fluidos com temperaturas e pressões acima das temperaturas e pressões supercríticas dos mesmos, no aparelho da fig. 1; A fig. 4, um processo preferido, que utiliza vários aspectos da invenção; e A fig. 5, esquematicamente um processo de controlo preferido para a operação do aparelho ilustrado na fig. 1.

Descrição de pormenor da forma de realização preferida

Apresentam-se a seguir diferentes formas de realização do processo e do aparelho de acordo com a presente invenção. Embora a invenção seja descrita com referência a processos e aparelhos específicos, incluindo os ilustrados nos desenhos, deve entender-se que se pretende que a invenção não se limita aos mesmos. Pelo contrário, a invenção inclui numerosas alternativas, modificações e equivalentes, como será evidente tendo em consideração a descrição anterior e a descrição de pormenor que se segue. A fig. 1 ilustra um aparelho preferido usado em vários aspectos da invenção. O aparelho da fig. 1 é geralmente construído de acordo com a patente US 4 554 932.

Como se mostra na fig. 1, o aparelho inclui um vaso de pressão (10), que inclui um manto ou invólucro tubular cilíndrico (12) e um conjunto de rolo (14). O manto (12) e o conjunto do rolo (14) podem ser feitos de materiais apropriados, que incluem o aço inoxidável, o bronze e similares. A construção e as dimensões específicas do manto e do rolo serão as suficientes para resistir às pressões previstas no interior do vaso de pressão, como é evidente. O conjunto de rolo (14) inclui componentes de extremidade (16) e (18) de forma cilíndrica e uma barra de ligação ou biela (20). Quando o rolo está no interior do manto (12), como se ilustra na fig. 1, os componentes de extremidade (16) e (18), a barra de ligação (20) e o manto (12) definem um espaço anular (22), com um volume pré-determinado, que constitui uma câmara ou zona de pressão, vedada.

Como se ilustra na fig. 1, o conjunto do rolo está posicionado horizontalmente e disposto para executar um movimento alternativo entre uma posição de carga (24), ilustrada a tracejado, e uma posição de descarga (26), também ilustrada a tracejado, e a posição de impregnação especificamente representada na fig. 1. Está também fixado axialmente um êmbolo hidráulico ou meio motor similar (28), através de uma haste (30), representada parcialmente na fig. 1, para mover o rolo, entre as três posições.

Carrega-se tabaco no rolo, na posição (24), por meio de dois componentes de carga semi-cilíndricos opostos (32). O tabaco pode estar em qualquer de várias formas, incluindo a forma de folha (incluindo o pecíolo e as nervuras), tiras (folha com o pecíolo retirado) ou material de enchimento cortado para cigarros (tiras cortadas ou retalhadas para o fabrico de cigarros). Os componentes de carga (32) são ligados, através de barras (34), a um dispositivo de força alternativa, não representado, tal como um êmbolo hidráulico ou similar. Forçam-se cargas separadas de tabaco (36) para o rolo (14), de preferência para comprimir o tabaco, como se discute com mais pormenor, mais adiante, em ligação com a fig. 2,

Depois da carga do rolo na posição (24), o rolo é deslocado para a posição de impregnação. Cada um dos componentes de extremidade (16) e (18) inclui componentes de vedação infláveis (40) e (42), respectivamente. Os componentes de vedação são formados por anéis infláveis hidraulicamente, de elastómeros, que 11 recebem um fluido hidráulico através de condutas (44) desse fluido. O fluido hidráulico, tal como óleo de qualidade alimentar, é forçado através de condutas (44), por um acumulador hidráulico (45), e para o interior dos componentes de vedação (40), que faz com que os mesmos se expandam para fora e vedem a câmara de pressão (22) contra derrames. Os componentes de vedação incluem também, vantajosamente, anéis de desgaste integrados, não representados, que servem para raspar as partículas de tabaco para fora da superfície interior do manto (12) e componentes de carga de tabaco (32), quando o rolo se desloca de posição em posição. Introduz-se fluido hidráulico na conduta (44), proveniente de uma extremidade do rolo, através de um furo que atravessa uma barra de ligação (46), parcialmente representada na fíg. 1 e que está ligada a pelo menos uma extremidade do rolo (14).

Condutas (48) e (49) de gás a pressão elevada comunicam, através do manto (12), através das portas (50) e (51), alinhadas com um espaço anular (52) formado no componente de extremidade (18) entre os componentes de vedação (42). O espaço anular (52) está ligado através de uma pluralidade de portas radiais (54) e portas axiais (56), com ranhuras (58) formadas na superfície da barra de ligação (20). As portas (50) e (51) permitem então a introdução e a remoção de fluido a pressão elevada para/da câmara de pressão (22), quando o componente de rolo (14) está na posição representada. Um ou mais crivos (59) circundam a barra de ligação (20), para impedir que o tabaco entupa as portas (56) e as nervuras (58).

Proporciona-se duas válvulas de actuação rápida (60) e (62), para a introdução e a libertação rápidas de fluido para/da câmara de impregnação (22). Estas válvulas são de preferência válvulas esféricas com uma dimensão das portas de 1,27 cm a 3,81 cm (12” a 15”) de diâmetro, ou maior, de acordo com a dimensão da zona de impregnação (22), para desse modo proporcionar a admissão e a retirada substancialmente instantâneas do fluido a pressão elevada para/da zona de impregnação (22). As válvulas são vantajosamente abertas e fechadas automaticamente, por meio de actuadores hidráulicos de actuação rápida, não representados.

No lado da entrada, a conduta (48) de gás a pressão elevada está ligada a um dispositivo acumulador (64), descrito mais adiante com mais pormenor. Proporciona-se um vaporizador (66), para aquecer o gás fornecido ao acumulador (64). O acumulador (64) pode também ser aquecido, por meios não representados, para manter o fluido no interior do acumulador na condição de aquecido. Proporciona-se uma bomba de alta pressão, não representada, a montante do vaporizador (66), para fornecer fluido a pressão elevada a, por exemplo, cerca de 176 kg/cm2 (2 500 psi) acima da pressão atmosférica, ao vaporizador (66) e ao acumulador (64). A conduta de pressão elevada (49), que é usada para retirar fluido a pressão elevada da zona de impregnação (22), está ligada a uma zona de recuperação do gás (não representada), para recuperar o fluido retirado da zona de impregnação.

Proporciona-se um dispositivo de descarga pneumático, tal como um compressor sem óleo (72), na zona de descarga do tabaco, o qual dirige fluido, tal como ar ou azoto a pressão elevada, para o rolo (14) que envolve o tabaco, quando se desloca o rolo para/da posição de descarga (26). O tabaco retirado na posição de descarga (26) é recebido numa unidade de desembaraçamento (73), que é constituída por dentes oscilantes entrelaçados, sendo depois fornecido para um plano inclinado 13 de recolha (74), no qual o tabaco pode continuar a ser tratado por secagem, ou aquecido para a expansão, se se desejar. A fíg 2 ilustra esquematicamente os meios (32) de carga e compressão do tabaco, usados para comprimir o tabaco em tomo do rolo (14). Como se mostra, cada um dos componentes de carga (32) são componentes semicilíndricos, montados para se deslocarem entre uma posição de retirada e uma posição fechada (80), ilustrada a tracejado. Fomece-se o tabaco (36), através de planos inclinados (82), para o interior da zona de carga do tabaco. Os componentes cilíndricos (32) são depois disso deslocados para a posição de carga (80), para empurrar o tabaco (36) para o componente de rolo (14), preenchendo desse modo substancialmente o espaço anular entre os componentes de extremidade (16) e (18) e envolvendo a barra de ligação (20). A quantidade de tabaco (36) é, de preferência, uma quantidade tal que o seu volume, medido na forma solta, antes da carga para o rolo (14), é substancialmente maior que o volume do espaço anular referido. O volume de tabaco antes da compressão, ou volume de enchimento solto, do tabaco, é determinado pela medição da densidade do tabaco num recipiente cúbico de cerca de 30,5 x 30,5 x 30,5 cm (Γ x Γ x Γ) Lança-se tabaco no recipiente cúbico e pesa-se para determinar a densidade de enchimento do tabaco solto. O volume de enchimento solto de uma carga de tabaco antes da compressão no rolo, pode depois ser determinado a partir do peso da carga e do valor da densidade de enchimento solto do tabaco. Divide-se o volume de enchimento solto da carga pelo volume comprimido da carga de tabaco, isto é, o volume do rolo, para determinar a relação de compressão. Determinam-se, ou corrigem-se todos os valores em/para a humidade actual da carga de tabaco fornecida para a zona de impregnação. Assim, 14 para um rolo que tem um volume de impregnação de cerca de 410 cm3 (25 polegadas cúbicas), a compressão do tabaco com um volume de enchimento solto de cerca de 820 cm3 (50 polegadas cúbicas) no rolo, resultaria numa relação de compressão de 2:1.

Será evidente que o volume disponível no rolo (14) para ocupação por tabaco, será menor que o espaço total disponível para ocupação por fluido sob pressão. A este respeito, o rolo inclui portas (54) e (56) para o fluido e canais (58), que constituem o espaço disponível para o fluido, mas que não pode ser ocupado por tabaco, devido à presença do crivo (59). Assim, o “volume disponível” para ocupação por tabaco, isto é, o volume que está disponível para ocupação por tabaco fortemente comprimido na zona de impregnação (22), é tipicamente menor que o volume disponível para ocupação por fluido de impregnação. Tipicamente, o volume disponível para ocupação por tabaco é cerca de 75%-80% do volume disponível para o fluido de impregnação, incluindo este último o espaço definido pelos vários canais e portas, que não está disponível para o tabaco.

As fig. 3a, 3b e 3c são vistas em corte transversal de acumuladores preferidos para utilizar no aparelho ilustrado na fig. 1 e que são capazes de introduzir, de maneira substancialmente instantânea, fluidos com temperaturas e pressões supercríticas, no aparelho da fig. 1. A fig. 3a ilustra um dispositivo acumulador de gás/gás preferido utilizável na invenção. O acumulador (64) é usado para proporcionar um fluido de impregnação a temperatura e pressão elevadas, por exemplo propano a cerca de 176 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig) e a uma temperatura superior a cerca de 93 °C (200°F), para a zona de impregnação no impregnador de rolo representado na fig. 1. O acumulador (64) inclui um manto 15 tubular (100) feito de um material que pode suportar temperaturas e pressões elevadas, tais como aço carbono de grau elevado e que foi endurecido na sua superfície interior (102). Em cada extremidade do acumulador há componentes de extremidade (104) e (106), que incluem portas (108) e (110), respectivamente, para admitir gás a pressão elevada. Os componentes de extremidade são fixados, por roscas (112), nas extremidades do manto (100). Em cada componente de extremidade está montado um dispositivo de absorção de choques, que inclui um componente anular (114), suportado por molas de flange (115), na forma de anilhas de Bellville.

Um componente de êmbolo (116), situado centralmente, está montado para se deslocar no interior do cilindro (100) e define duas zonas de fluido separadas (118) e (120), em lados opostos do mesmo. O componente de êmbolo (116) é preparado a partir de um material apropriado, tal como bronze fosforoso. À volta da periferia exterior do componente de êmbolo (116), proporciona-se um componente de vedação (119), susceptível de deslizar. O componente de vedação (119) é capaz de proporcionar e manter uma vedação entre as zonas (118) e (120) durante o movimento do êmbolo (116), em condições de pressão e temperatura atrás descritas. O componente de vedação é inerte, flexível, capaz de expansão radialmente para fora, para gerar uma força de vedação entre o exterior do êmbolo (116) e a superfície interior do manto (100).

Na fig. 3a, está ilustrado, como exemplo, um componente de vedação (119), como sendo cinco anéis de empanque de carvão, separados (120’) e (121) a (124), que circundam a periferia do êmbolo (116) e proporcionam contacto de vedação entre a periferia exterior do êmbolo (116) e o interior do manto (100). Os três anéis 16 interiores (121-123) do êmbolo são mais flexíveis que os anéis do êmbolo (120’) e (124). Estes anéis de empanque são moldados de carvão GRAFOIL e podem obter-se comercialmente na A. W. Chesterson Company como NS Style 5300 Solid Die Formed Rings (121-123) e NS Style 5600 GTP HD Solid Die Formed Rings (120’--124). Além disso, podem usar-se outros materiais que sejam inertes e capazes de proporcionar uma vedação entre as zonas (118) e (120) durante o movimento do êmbolo (116).

Os anéis de empanque (120) e (121-124) são mantidos em compressão por um componente anular (126), que é empurrado axialmente contra os anéis por orelhas (128) de um componente anular de aplicação da força (130). O componente de aplicação da força (130) está fixado no componente de êmbolo (116) por meio de uma cavilha roscada (132) e aplica uma força de polarização pré-determinada, devido a componentes de polarização (134), que são molas de flange de 19 mm (3/4”) que podem obter-se comercialmente na A. W. Chesterson Company como Style 5500 3/4 inch Flange Springs. A força de compressão, aplicada por via de cavilha roscada (132), o componente de compressão (130) e o anel anular (126), aos anéis de empanque (122-124), tem a intensidade de força precisamente suficiente para aplanar as duas molas de flange (134), quando se aperta o parafuso (132). Isso tem como consequência uma expansão radialmente para fora dos anéis de empanque (120’) e (124), que desse modo geram uma força de vedação entre a periferia exterior do êmbolo deslizante (116) e a periferia interior do manto (100).

No aparelho da fíg. 3 A, mantém-se um gás inerte, a pressão elevada, tal como azoto a uma pressão de cerca de 422 kg/cm2, acima da pressão ambiente (6 000 psig), numa câmara do fluido (118), enquanto se mantém fluido de 17 impregnação, por exemplo propano a cerca de 176 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig), na segunda zona de fluido (120). Quando se liberta o fluido de impregnação a alta pressão da zona (120) para o impregnador da fig. 1, o êmbolo (116) pode ser deslocado rapidamente para o contacto com o componente de extremidade (114), sendo a força absorvida pelos componentes de absorção da força (115). Depois disso, bombeia-se de novo o fluido de impregnação para o acumulador até se atingir a pressão pré-determinada de cerca de 176 kg/cm2 (2 500 psi). A fíg. 3b ilustra uma outra forma de realização de um acumulador, que é operado por meio de um fluido hidráulico, que pode também ser usado de acordo com a presente invenção. Tal como o acumulador ilustrado na fig. 3a, o acumulador (64) da fig. 3b é usado para proporcionar um fluido de impregnação a pressão elevada, tal como propano a 176 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig), para a zona de impregnação no impregnador de rolo representado na fíg. 1. O acumulador (64) é substancialmente semelhante, em muitos aspectos da sua estrutura, ao acumulador de gás/gás ilustrado na fig. 3 a anterior. Por exemplo, o acumulador (64) ilustrado na fíg. 3b inclui um manto tubular (100), componentes de extremidade (104) e (106), que incluem uma porta (110) para a admissão de gás a pressão elevada e um dispositivo amortecedor de choques, que inclui um componente anular (114), suportado por um par de molas de flange (115) na forma de anilhas de Bellville. Os componentes de extremidade (104) e (106) são configurados como se descreveu atrás, relativamente ao acumulador da fíg. 3 a, excepto que o componente de extremidade (104) não inclui a porta (108) para admissão de gás a pressão elevada. Também, como está ilustrado, o dispositivo de 18 amortecimento de choques pode incluir orelhas de amortecimento de choques (300). O acumulador da fig. 3b é operado com a utilização de fluido hidráulico. O acumulador (64) inclui um componente de êmbolo hidráulico (302) convencional, ligado por uma haste comum (304) a um componente de êmbolo (116). O componente de êmbolo (116) da fig. 3b tem uma estrutura substancialmente igual à descrita atrás, relativamente ao componente de êmbolo (116) colocado centralmente na fig. 3 a, excepto que uma das suas extremidades está fixada a uma extremidade da haste comum (304). Um componente de batente (306), fixo, colocado centralmente, está fixado montado no interior do cilindro (100) e define zonas de fluido (118) e (120), de lados opostos do mesmo. O componente de êmbolo fixo (306) inclui uma abertura (307), adaptada para receber a haste (304) que, por sua vez, se desloca axialmente, num movimento alternativo, através da mesma. A zona de fluido (118) inclui a porta (308) para a admissão e o escape do fluido, por exemplo óleo de qualidade alimentar, para e da zona de fluido (118). Através da porta de entrada (308), força-se a entrada de fluido hidráulico para o interior da zona do fluido (118), de modo a manter fluido de impregnação, tal como propano, a uma pressão de 176 kg /cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig) na segunda zona de fluido (120). Quando se liberta fluido de impregnação a pressão elevada, a partir da zona (120) para o impregnador ilustrado na fig. 1, o êmbolo (116) pode ser deslocado rapidamente para entrar em contacto com o componente de extremidade (104), sendo a força absorvida pelos componentes amortecedores da força (115), como atrás se descreveu. Depois disso, bombeia-se de novo o fluido de impregnação para o acumulador, até se atingir a pressão pré-determinada, de preferência 176 kg/cm2 (2 500 psi). 19 O componente de êmbolo fixo (306) também separa qualquer derrame de propano de quaisquer derrames de fluido hidráulico. Quaisquer derrames de propano são dirigidos, através da porta (310), para uma zona de recuperação do propano. Aí, o propano pode ser queimado ou libertado, por exemplo, para a zona de recuperação do gás, para recuperação de fluido retirado da zona de impregnação, como atrás se descreveu, ou para o plano inclinado de recolha (74). Qualquer derrame de fluido hidráulico é dirigido, através da porta (312) para uma zona de recuperação de fluido hidráulico, por exemplo para um depósito de retenção de fluido hidráulico (não representado).

Também como se ilustra na fig. 3b, o acumulador pode incluir uma camisa de aquecimento (314), em tomo da periferia exterior do cilindro (100). A camisa de aquecimento (314) pode ser qualquer tipo de dispositivos conhecidos na técnica para o aquecimento de fluidos e/ou a manutenção da temperatura de um fluido no interior de um vaso. Na presente invenção, a camisa de aquecimento (314) é usada para aquecer o fluido de impregnação na zona (120) do fluido Por conseguinte, vantajosamente, a camisa de aquecimento estende-se ao longo do comprimento da zona do fluido de impregnação (120), como se ilustra na fig. 3b. Como um especialista compreenderá, a camisa de aquecimento (314) pode também estender-se a todo o comprimento do cilindro acumulador, como se ilustra na fig. 3c. A camisa de aquecimento (314) fornece calor, convencionalmente, por exemplo, por introdução e remoção de óleo aquecido, respectivamente através das condutas (316) e (318). A fig. 3c ilustra ainda uma outra forma de realização de um acumulador que pode ser usado de acordo com a presente invenção. Tal como com os acumuladores ilustrados nas fig. 3a e 3b, o acumulador (64) da fig. 3b é usado para fornecer um fluido a pressão elevada, tal como propano a 176 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig), para a zona de impregnação no impregnador de rolos representado na fig. 1. Também como com o acumulador ilustrado na fig. 3b, o acumulador (64) da fig. 3c é substancialmente semelhante, em muitos aspectos, na sua estrutura, ao ilustrado na fig. 3a anterior. O acumulador ilustrado na fig. 3c inclui um manto tubular (100) e componentes (104) e (106), que incluem a porta (110) para a admissão de gás a pressão elevada e um componente de êmbolo (116) situado centralmente. O êmbolo (116) define duas zonas separadas, a zona (118) e pelo menos uma zona (120) do fluido, dos lados opostos do mesmo. Os componentes de extremidade (104) e (106) e o êmbolo (116) têm a configuração atrás descrita com referência ao acumulador da fig. 3a, excepto que o componente de extremidade (104) não inclui a porta (108) para a admissão de um gás a pressão elevada. Nesta forma de realização da invenção, o componente de extremidade (104) está modificado para incluir uma abertura (320) adaptada para nela se mover, num movimento alternativo, uma barra de ligação (322), como se descreve mais adiante com mais pormenor. Além disso, o êmbolo (116) está adaptado, numa das suas extremidades, para fixação à barra de ligação (322), também como se descreve com mais pormenor mais adiante.

Na fig. 3c, um actuador hidráulico, ou um dispositivo motor semelhante, (324) está acoplado ao êmbolo (116), através da barra de ligação (322), para mover o êmbolo (116) no interior do acumulador (64). O actuador hidráulico (324) pode ser um actuador do tipo dos acumuladores hidráulicos conhecidos na técnica para converter energia hidráulica em energia mecânica. Por exemplo, como está ilustrado, 21

o actuador hidráulico (324) pode incluir um manto tubular (326). Em cada extremidade do actuador hidráulico (324) há componentes de extremidade (328) e (330). Um componente de êmbolo (332), colocado centralmente, está montado para se mover no interior do cilindro (326) e define duas zonas de fluido hidráulico separadas (334) e (336), nos seus lados opostos. Cada uma das zonas (334) e (336) inclui portas (338) e (340), respectivamente. A porta (338) admite fluido hidráulico de uma alimentação de fluido hidráulico (342), através da conduta (344), enquanto que a porta (340) reenvia fluido hidráulico para o fornecedor de fluido hidráulico (342), através da conduta (346), como se indica por setas. O actuador hidráulico (324) inclui também uma barra de ligação (348), que se estende axialmente a partir do êmbolo (322), através da zona de fluido (334) e através de uma abertura (350) no componente de extremidade (328). A barra de ligação (348) está acoplada com a barra de ligação (322) de modo que o movimento alternativo executado pela barra de ligação (348) se traduz por um movimento alternativo da barra de ligação (322) e portanto pelo movimento do êmbolo (116) no interior do cilindro (100).

Como atrás se notou, o fluido de impregnação, por exemplo propano, a cerca de 176 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig), é mantido na segunda zona de fluido (120). Quando se força fluido de impregnação a pressão elevada, pelo actuador hidráulico (324), da zona (120) para o impregnador ilustrado na fig. 1, o êmbolo (116) pode ser deslocado rapidamente, para entrar em contacto com o componente de extremidade (114), sendo a força absorvida pelos componentes amortecedores (115). Depois disso, bombeia-se de novo o fluido de impregnação para o acumulador, até obter a pressão pré-determinada, de preferência 176 kg/cm2 (2 500 psi).

Voltando à fig. 1, em funcionamento utiliza-se uma bomba de alta pressão, não representada, para fornecer propano para a zona de fluido a pressão elevada do acumulador (64). Quando se descarrega gás a partir do acumulador, α perda de pressão é detectada, por meios não representados, e um comando activa a bomba, que arranca imediatamente, reenchendo o acumulador com fluido a pressão elevada, por exemplo propano. O acumulador de gás (64) pode ser de novo cheio num intervalo de tempo reduzido, de 5 a 30 segundos, durante o tempo utilizado na presente invenção para a impregnação do tabaco na zona de impregnação (22) da fig· ΙΑ fig. 4 ilustra um processo preferido na presente invenção. De preferência o processo da fig. 4 é conduzido de acordo com a patente US 4 531 529. Proporciona--se uma unidade de armazenamento de propano, a pressão e temperatura elevadas, tal como o acumulador (64) da fig. 3, como se representa no bloco (150). A unidade de armazenamento (150) pode ter a forma diferente da do acumulador (64). Por exemplo, um tanque de equilíbrio, de grande capacidade, pode também ser usado para o armazenamento do propano a temperatura e pressão elevadas. Em alternativa, pode aqui usar-se um acumulador Metal Bellows obtenível na Parker Bertas Aerospace, Parker Hannftn Corp., Metal Bellows Division, Moorpark, Califórnia. A pressão do propano é de preferência mantida acima de cerca de 141 kg/cm2 (2 000 psi), vantajosamente entre cerca de 176 e 211 kg/cm2 (2 500 e 3 000 psi). De acordo com a presente invenção, verificou-se que podem usar-se tempos de impregnação extremamente curtos, entre cerca de 5 e cerca de 15 segundos, para impregnar tabaco, quando se usarem estas pressões elevadas, enquanto se obtêm aumentos desejáveis da capacidade de enchimento de tabaco, por exemplo, 23

superiores a 50% a 100% de aumento da capacidade de enchimento. A temperatura do propano é mantida vantajosamente acima de 138°C (280°F), de preferência entre cerca de 149°C e 204°C (300°F - 400°F), por exemplo cerca de 149°C-157°C (300°F-315°F). Isso proporciona um excesso de calor sensível para aquecer o tabaco, na zona de impregnação.

Como se indica no bloco (155), o tabaco, de preferência na forma de enchimento cortado, é vantajosamente pré-aquecido antes da introdução na zona de impregnação. O pré-aquecimento do tabaco proporciona também calor para estabelecer condições apropriadas para tempos de ciclo reduzidos na zona de impregnação. De preferência, o tabaco é pré-aquecido a uma temperatura de cerca de 52°C (125°F), mais preferentemente a uma temperatura de cerca de 60°C (140°F) ou mais elevada, por exemplo a uma temperatura de 66°C-71°C (150°F-160°F), ou mais elevada. Pode adicionar-se humidade suplementar ao tabaco, para aumentar a maleabilidade do tabaco. Na presente invenção utilizam-se vantajosamente teores de humidade entre cerca de 16% e cerca de 30%, ou mais. O pré-aquecimento do tabaco pode ser conduzido por um qualquer de vários meios, que incluem a utilização de tambores aquecidos, energia de microondas e injecção de vapor. O aquecimento por vapor é considerado como preferível, porque o calor é transferido de maneira mais eficaz para o tabaco, enquanto que, ao mesmo tempo, pode aumentar-se o nível de humidade.

Depois, o tabaco pré-aquecido é comprimido, como se indica no bloco (160). Como atrás se discutiu, o tabaco é comprimido com uma relação de compressão de pelo menos cerca de 1,5:1, de preferência acima de 1,5:1. Vantajosamente, o tabaco 24 é comprimido com uma taxa de compressão superior a 2:1, até taxas de 3:1 e superiores. A compressão do tabaco aumenta a densidade do tabaco, de modo que a densidade do tabaco fornecido para o interior da zona de impregnação é substancialmente maior que a densidade do tabaco antes da compressão. Os especialistas destas técnicas saberão que as densidades do tabaco de enchimento solto podem variar grandemente conforme esteja na forma de folhas ou na forma de enchimento cortado; o tipo de tabaco, o conteúdo da mistura do tabaco e outros factores. Densidades de compactação de 0,32 g/cm3 (20 libras por pé cúbico), calculadas na base de um teor de humidade de 12%, são facilmente usadas na presente invenção, Embora o aumento da densidade de compactação possa, em certa medida, aumentar o tempo de ciclo para obter valores idênticos da expansão, densidades de compactação superiores a 0,4 g/cm3 a 0,48 g/cm3 (25 - 30 libras por pé cúbico), calculadas na base de 12% de humidade, e mais elevadas, foram também usadas com êxito na presente invenção, embora obtendo-se tempos de impregnação inferiores a 20 segundos e aumentos da capacidade de enchimento superiores a 50-100%. O tabaco comprimido é, depois disso, impregnado na zona de impregnação, como se indica no bloco (165). Quando se utiliza propano como fluido de impregnação, a quantidade de calor acumulada, fornecida à zona de impregnação a partir do propano aquecido e do tabaco pré-aquecido, é vantajosamente suficiente para proporcionar condições de impregnação na zona de impregnação de cerca de 116°C (240°F) a cerca de 132°C (270°F), de preferência cerca de 127°C (260°F). Verificou-se que a impregnação em condições de temperatura e de pressão de cerca de 127°C (260°F) e 176 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 500 psig) pode obter- 25 -se em cerca de 5 segundos, ou mesmo menos, quando o calor for fornecido tanto pelo tabaco pré-aquecido como pelo propano pré-aquecido.

Será evidente que, quando o fluido propano for aquecido a temperaturas mais elevadas, o tabaco pode ser aquecido em menor grau, para proporcionar as condições de temperatura desejáveis na zona de impregnação. No entanto, crê-se que há um limite superior para a temperatura do propano, acima da qual o tabaco na zona de impregnação pode ser prejudicado. Além disso, devido aos volumes reduzidos de fluidos de impregnação usados nas formas de realização preferidas da presente invenção, a massa do fluido de impregnação disponível para aquecer o tabaco é relativamente pequena. A massa do agente de expansão é tipicamente mais ou menos igual a, ou menor que a massa do tabaco. Assim, é desejável a adição de calor a partir de uma fonte tal como o tabaco.

Será também claro que as condições de temperatura na zona de impregnação se podem obter por outros meios, tais como a utilização de um aquecedor na zona de impregnação. Porém, para ciclos extremamente curtos, verificou-se que a combinação de tabaco pré-aquecido e propano a pressão elevada aquecido produzem resultados extremamente desejáveis. Os efeitos vantajosos do pré-aquecimento do tabaco não são completamente compreendidos. No entanto, é possível que o tabaco pré-aquecido possa absorver fluido de impregnação com uma velocidade mais elevada que tabaco à temperatura ambiente, devido a factores que incluem a maleabilidade do tabaco. O tabaco comprimido e impregnado é mantido nas condições de impregnação durante um curto intervalo de tempo, que vai de 1-2 segundos, até cerca de vinte segundos. Como se indica no bloco (170) da fig. 4, depois desse intervalo, alivia-se 26 a pressão. De preferência o alívio da pressão é substancialmente instantâneo, isto é, é obtido em cerca de um segundo ou menos. Isto pode ser conseguido por utilização de uma válvula de actuação rápida que possui uma grande porta para o alívio rápido da pressão. O tabaco comprimido é depois removido, de maneira substancialmente imediata, da zona de impregnação, de modo que a expansão do tabaco possa ser efectuada. De preferência, o tabaco é tratado pelo contacto com ar seco forçado ou ar quente, a fim de estabelecer um teor de humidade por exemplo de cerca de 1 ΟΙ 2%, que ajuda a estabilizar o tabaco na forma expandida.

Quando o agente de expansão for o propano ou um agente de expansão semelhante, do tipo apresentado na patente US 4 531 529 de White e Conrad, não é necessário o aquecimento do tabaco para fixar o tabaco na forma expandida. Além disso, não há qualquer perda substancial dos agentes de aroma voláteis, açúcares ou similares, devido à ausência de aquecimento a temperaturas elevadas. Porém, a invenção pode também ser usada em ligação com outros agentes de expansão, incluindo os que exigem a utilização de condições de expansão que incluem o calor, a fim de obter ou fixar a expansão do tabaco. A fig. 5 ilustra um processo de controlo usado em ligação com o aparelho da fig. 1 para obter uma expansão considerável do tabaco em tempos de ciclos curtos, inferiores a vinte segundos. Este ou um sistema semelhante de controlo, que inclua sensores para detectar condições durante o processo de expansão, são extremamente desejáveis para obter tempos de ciclo de vinte segundos ou mferiores. Os equipamentos de controlo podem ser pneumáticos, eléctricos ou pneumáticos e eléctricos e podem incluir um microprocessador, como é evidente para os especialistas. 27

Com referência à fig. 5, no bloco (200), utilizam-se sensores apropriados para verificar que o rolo está na posição de carga (24) e que há uma carga de tabaco, dimensionada apropriadamente, na posição de carga. Se forem satisfeitas estas condições, o controlo passa para o bloco (205) e os componentes de carga (32) são deslocados para forçar o tabaco para o rolo (14). Um mecanismo detector apropriado, lai como uma verificação da válvula de posição, detecta a presença simultaneamente dos componentes de carga (32) na posição de carga apropriada, passando então o controlo para o bloco (210). No bloco (210), o êmbolo hidráulico (28) é activado para deslocar o rolo para o interior do manto de pressão (12). Um detector apropriado, tal como um órgão de ensaio da válvula de posição ou similar, detecta a posição do rolo no sítio próprio no manto (12) e o controlo é depois passado para o bloco (215).

No bloco (215), abre-se a válvula, para permitir a passagem do fluido do acumulador hidráulico (45) para as vedações (40) e (42). O acumulador hidráulico (45) retém de preferência uma quantidade suficiente de fluido hidráulico para pressurizar cada uma das vedações (40) e (42), até uma pressão de cerca de 211 kg/cm2 (3 000 psi) durante um período de tempo de cerca de um segundo ou inferior, de preferência substancialmente inferior a um segundo. Um detector apropriado detecta a pressão do fluido no interior das vedações (40) e (42) e, quando se atingir a pressão desejada, por exemplo cerca de 211 kg/cm2 (3 000 psi), o controlo passa para o bloco (220).

No bloco (220), a válvula de enchimento de actuação rápida (60) é aberta e é activado um temporizador. Isso permite que o fluido de impregnação pressurizado, tal como o propano, aquecido e pressurizado a uma pressão de cerca de 141 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 000 psig) e a uma temperatura de cerca de 149°C (300°F), ou superior, entre na zona de impregnação (22). Nestas condições e, em particular, quando o tabaco na zona de impregnação li ver sido pré-aquecido, a impregnação é muito rápida, de modo que o temporizador pode ser ajustado para um período curto, desde vários segundos a cerca de 15-20 segundos. O tempo para a impregnação pode ser ajustado com base em condições de humidade, em condições de temperatura e condições de densidade do tabaco na zona de impregnação (22). Quando o temporizador atingir o período de tempo ajustado, o controlo passa para o bloco (225), no qual a válvula de enchimento é fechada. Um sensor verifica que esta válvula é fechada e o controlo passa imediatamente para o bloco (230), para a abertura rápida da válvula de ventilação (62). O controlo passa depois para o bloco (235), no qual um sensor de pressão, na zona de impregnação, é lido repetidamente, até que a pressão na zona de impregnação tenha caído para uma pressão baixa pré-determinada, por exemplo cerca de 7 a 14 kg/cm2, acima da pressão ambiente (10-20 psig). Nesta altura, o controlo é passado para o bloco (240), no qual se abre uma válvula, para permitir que seja retirado fluido hidráulico das vedações (40) e (42). Um sensor apropriado detecta a pressão do fluido hidráulico nas vedações e, quando a pressão do fluido tiver atingido uma pressão desejavelmente baixa, o controlo é passado para o bloco (245).

No bloco (245), o êmbolo hidráulico (28) é activado para mover o rolo (14) para a posição de descarga (26). Ao mesmo tempo, o compressor (72) arranca para conduzir ar ou azoto com pressão elevada, para o rolo, quando ele se move para a posição (26). No bloco (250), um sensor apropriado detecta a posição do rolo quando atinge a posição completamente estendida, de descarga, invertendo o êmbolo hidráulico (28) então imediatamente o sentido do movimento do rolo, para voltar à posição de carga (24). A seguir, o controlo passa para o bloco (255), no qual um sensor detecta a posição do rolo na câmara (12) e o compressor (72) é depois desactivado. A sequência de controlo é depois reiniciada, a começar no bloco (200).

Os vários aspectos dos processos de expansão do tabaco aqui descritos foram discutidos especificamente em ligação com a utilização de propano como agente de impregnação que promove a expansão e o uso de condições de temperatura de impregnação próximas da, ou superiores à temperatura supercrítica, juntamente com condições de pressão elevada que se aproximam ou são superiores à pressão supercrítica, e em ligação com aparelhos preferidos. No entanto, vários processos e aparelhos importantes para a expansão do trabalho aqui apresentados são também considerados aplicáveis a outros processos de expansão do tabaco, fluidos de expansão e aparelhos. Por exemplo, a compressão do tabaco pode melhorar substancialmente a produção de muitos processos de impregnação do tabaco conduzidos em vários vasos a pressão elevada de, por exemplo cerca de 70 kg/cm2 acima da pressão ambiente (acima de 100 psig), para a expansão subsequente do tabaco. Analogamente, a utilização de volumes de agentes de expansão do tabaco substancialmente menores que o volume do tabaco de enchimento solto admitido na zona de impregnação pode melhorar a economia de muitos processos de impregnação e expansão do tabaco, incluindo os processos em que o agente de expansão na zona de impregnação está presente durante a impregnação como um gás, como um líquido ou ambas as coisas.

Analogamente, pode utilizar-se a introdução substancialmente instantânea na 30 zona de impregnação de fluidos de impregnação a temperatura elevada e a pressão elevada, próximo de ou acima das condições supercríticas, quer de temperaturas, quer de pressões, para encurtar de maneira significativa o período de tempo de impregnação necessário antes de uma fase de aquecimento subsequente. Analogamente, quando se utilizar o fluido de impregnação para impregnar o tabaco em condições de temperatura elevada, a fase de prc-aquecimento do tabaco da presente invenção pode melhorar de maneira significativa o tempo de ciclo de impregnação.

As capacidades de enchimento do tabaco aqui referidas são medidas da maneira usual, utilizando um medidor de capacidade de enchimento automatizado electronicamente, no qual, um êmbolo maciço, com diâmetro de cerca de 9,21 cm (3,625”) é posicionado, de maneira deslizante, num cilindro com dimensões semelhantes, e exerce uma pressão de 0,183 kg/cm2 (2,6 libras por polegada quadrada) numa amostra de tabaco colocada no cilindro. Estes parâmetros simulam, como se crê, as condições de compactação a que o tabaco é sujeito no aparelho de fabricação de cigarros, durante a formação da barra do cigarro. Utilizam-se amostras de tabaco calibradas com um peso de 50 g, para tabaco expandido. Para tabaco não expandido usam-se amostras com um peso de 100 g.

A.O.P.J.

Rua do Saiítrc, l‘>5, r/c-Ort. 1250 LÍSEOA

Claims (9)

1

Reivindicações 1. Processo para aumentar a capacidade de enchimento de tabaco, por expansão do volume do referido tabaco, compreendendo o processo os passos de: colocar no interior de uma câmara de impregnação, capaz de suportar condições de pressão elevada, uma carga de tabaco para expandir, impregnar a referida carga de tabaco, na referida câmara, com propano, usado como agente de expansão em condições suficientes para proporcionar tabaco impregnado capaz de se expandir pelo menos cerca de 50%, quando exposto a condições de expansão, e remover a carga de tabaco impregnado da referida câmara e sujeitar o tabaco impregnado a condições suficientes para expandir o tabaco, caracterizado por, para impregnar o tabaco a expandir, se comprimir o referido tabaco com uma relação de compressão de pelo menos 1,5:1, relativamente ao volume de enchimento solto do tabaco a expandir, e por o volume de impregnação disponível da referida câmara ser substancialmente preenchido com o referido tabaco a impregnar comprimido.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual a referida relação de compressão é pelo menos de 2:1, de preferência pelo menos de 3:1.

3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, no qual o referido passo de impregnação é conduzido em condições de temperatura iguais ou superiores à temperatura supercrítica do agente de expansão.

4. Processo de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 3, no qual o referido passo de impregnação é conduzido a pressão igual ou superior à pressão supercrítica do agente de expansão.

5. Processo de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 4, no qual o tabaco a impregnar é pré-aquecido até uma temperatura elevada, antes de ser colocado na referida câmara de impregnação.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, no qual o tabaco é pré--aquecido a uma temperatura de pelo menos 52°C.

7. Processo de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 6, no qual o referido passo de impregnação é conduzido durante um período inferior a um minuto.

8. Processo de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 7, no qual o agente de expansão é admitido no interior da câmara de impregnação como fluido com uma temperatura superior à temperatura supercrítica do fluido e uma pressão superior à pressão supercrítica do fluido.

9. Processo de acordo com uma ou várias das reivindicações 1 a 8, no qual o propano é introduzido no interior da câmara de impregnação a uma pressão superior a cerca de 142 kg/cm2 acima da pressão ambiente (2 000 psíg) e a uma temperatura superior a cerca de 116°C (240°F). Lisboa, 5 de Janeiro de 2001

JOSE DE SAMPAIO A.O.P.I. Rua do Salitre. (95, r/c-Drt. 1250 l.JSnOA