RO112155B1 - Procedeu de expandare a tutunului - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu de expandare a tutunului și, în mod special, la un procedeu de înbunătățire a productivității și aspectelor economice ale expandării tutunului.

In ultimele doua decenii expandarea tutunului a devenit o parte importantă a procesului de fabricare a țigaretelor. Procedeele de expandare a tutunului se folosesc pentru refacerea greutății specifice în vrac și/sau , volumului tutunului, elemente care se pierd în timpul măturării și depozitării frunzelor de tutun. In plus, tutunul expandat constituie o componentă importantă a multor țigarete cu conținut scăzut sau ultrascăzut de gudron. In brevetele de invenție US 3524451 și 3524452, sunt descrise procedee de expandare a tutunului, semnificative din punct de vedere comercial. In aceste descrieri de invenție se prezintă procedee în care tutunul este pus în contact cu o substanță de impregnare și apoi este încălzit rapid pentru volatilizarea substanței de impregnare și expandare a tutunului. O variantă a acestor procedee este expusă în descrierea de brevet de invenție US 3685937, care prezintă un procedeu de expandare a tutunului, folosind un compus organic în stare de vapori, pentru impregnarea tutunului. Tutunul impregnat este expandat fie prin încălzire, fie prin reducerea rapidă a presiunii.

Folosirea dioxidului de carbon pentru expandarea tutunului este prezentată în descrierile de brevet de invenție US 4235250; 4258729; 4336814. în aceste procedee dioxidul de carbon, sub formă de gaz sau de lichid, este pus în contact cu tutunul pentru impregnare și apoi tutunul impregnat este supus la condiții de încălzire rapidă, pentru a se volatiliza dioxidul de carbon și expanda tutunul. în procedeele cunoscute de expandare cu dioxid de carbon este necesar, în mod caracteristic, ca tutunul să fie încălzit excesiv în scopul de a se obține o expandare puternică și stabilă a tutunului. Această încălzire excesivă poate deprecia gustul tutunului și/sau genera o cantitate excesivă de microgranule de tutun. în afară de aceasta, în cadrul procedeelor care folosesc dioxid de carbon lichid pentru impregnarea tutunului se obține, în general, tutun impregnat sub formă de blocuri solide de tutun conținând gheață uscată ce trebuie să fie spartă înainte de tratamentul termic sporind prin aceasta complexitatea procedeului.

în descrierile de brevet de invenție US 4461310; 4289148 se prezintă expandarea tutunului folosind impregnarea supercritică cu azot sau argon a tutunului. Aceste gaze sunt îndepărtate din tutun în timpul unei reduceri rapide de presiune, iar tutunul este expandat prin expunere la un gaz încălzit sau microunde. Aceste procedee necesită un tratament al tutunului la presiune de peste 14 kPa sau 28 kPa până la peste 68,9 kPa, în scopul de a se obține o expandare puternică a tutunului.

în descrierea de brevet de invenție US 4531529 se prezintă un procedeu de creștere a capacității de umplere a tutunului, în cadrul căruia tutunul este impregnat cu un agent de expandare cu punct scăzut de fierbere și foarte volatil, cum ar fi o hidrocarbură halogenată sau o hidrocarbură gazoasă în condiții de proces situate peste sau aproape de valorile critice de presiune și temperatură ale agentului de expandare. Presiunea este adusă rapid la valoarea presiunii atmosferice astfel încât tutunul se expandează fără a fi necesară faza de încălzire fie pentru a expanda tutunul fie a fixa tutunul în stare expandată. Condițiile de presiune ale acestui procedeu se situează într-un interval începând de la 36 kg/cm² și peste această valoare până la o limită superioară a cărei valoare nu se cunoaște. Presiuni sub 142 kg/cm² au fost folosite pentru a se produce o expandare satisfăcătoare a tutunului fără

RO 112155 Bl o rupere excesivă. Se consideră ca, în mod normal nu ar fi necesare presiuni peste acest domeniu. Când durata de timp folosită pentru creșterea presiunii agentului de expandare la presiunea necesară este de 1 până la 1 □ min nu a mai fost necesar un timp suplimentar sau acesta a fost de scurtă durată pentru obținerea unei impregnări eficiente a tutunului.

în descrierea de invenție US 4554932 se prezintă un aparat de tratare sub presiune cu un fluid incluzând o carcasă tubulară, de formă cilindrică și un ansamblu cu o bobină aflată în mișcare rectilinie alternativă montat pentru a se deplasa între o poziție de încărcare situată în afara carcasei și o poziție de tratare când aceasta se află în interiorul carcasei. Niște elemente de etanșare de pe ansamblul bobinei au rolul de a intra în contact cu carcasa pentru a forma o cameră de presiune. Niște conducte sunt prevăzute pentru introducerea fluidelor de prelucrare în camera de presiune. Acest sistem a permis prin aceasta realizarea unui aparat destinat să execute tratamente asupra unsor materiale sub înaltă presiune, cum ar fi impregnarea tutunului pentru expandare, și care să permită o ușoară încărcare și descărcare reducând la minimum sau eliminând problemele ce se pun în legătură cu mecanismele de etanșare și blocare ce se folosesc în mod normal, la un aparat de tratare sub presiune ridicată. în consecință acest aparat este prevăzut cu un vas de presiune care realizează economie de timp și o îmbunătățire a aspectelor economice la expandarea tutunului.

Descrierea de brevet de invenție US 5067293 se referă la un procedeu și un aparat pentru tratamentul materialului de tutun și al altor materiale biologice, prevăzut cu un mecanism de formare a unei etanșări dinamice în cadrul căreia niște suprafețe care cooperează și se află în mișcare etanșează o cameră de tratare. Sistemul de etanșare dinamică conform acestui brevet de invenție este util pentru tratarea tutunului în condiții de presiune și temperatură la valori ridicate, inclusiv condiții de presiune și temperatura supercritică pentru procese care includ expandarea tutunului. Sunt descrise atât procedee continue cât și discontinue, în șarje. Pentru expandarea tutunului, se prezintă folosirea de fluide supercritice la rapoarte de greutate, față de tutun, mai mari de 40:1 și se afirmă că impregnarea completă a tutunului are loc în mod instantaneu. Se afirmă de asemenea că o expandare mai puternică â tutunului se obține când s-au menținut durate de impregnare de 1 până la 10 min. înainte de depresurizare.

în descrierea de invenție US 4962773 se prezintă un procedeu privind suprapunerea unei tije de țigaretă la niște condiții astfel încât umplutura tocată să fie supusă unei expandări volumice în timp ce se află în interiorul hârtiei de învelire. în acest brevet de invenție se descrie folosirea a diverse condiții și fluide de impregnare, inclusiv folosirea a diverse condiții și fluide de impregnare, inclusiv folosirea unor condiții de impregnare conduse dincolo de valorile supercritice de temperatură și presiune. Un vas de presiune, cu un volum de 4,5 I, a fost folosit în exemplele de realizare pentru impregnarea tijelor de tutun în condiții supercritice.

Procedeele de expandare a tutunului, inclusiv cele descrie mai sus și altele, trebuie să fie conduse în cadrul unui procedeu discontinuu (pe șarje) sau continuu (US 5067293), când se folosesc presiuni de impregnare situate cu mult peste presiunea atmosferică. Procedeele discontinui și continui de tratare necesită o instalație complicată de tratare și timpi de ciclu crescuți ai duratei de timp necesare pentru deschiderea și închiderea reactoarelor precum și pentru introducerea și scoaterea agentului de impregnare din reactoare. Unele îmbunătățiri ale materialului intro

RO 112155 Bl dus s-au realizat prin aplicarea de modificări în construcția instalației folosite, în vederea reducerii timpului de ciclu. Totuși, îmbunătățiri importante ale materialului introdus, în cadrul procedeelor discontinui cunoscute, se înregistrează, conform metodelor clasice, prin creșterea volumului sistemelor individuale și/sau creșterea numărului de sisteme discontinui (pe șarje) folosite simultan.

Problema tehnică, pe care o rezolvă prezenta invenție, constă în mărirea capacității de prelucrare a tutunului, într-un proces de expandare prin asigurarea posibilității de comprimare a unor mari cantități de tutun în zona de impregnare.

Acest lucru se realizează în cadrul unui procedeu de expandare a tutunului care cuprinde impregnarea tutunului, într-o zonă de impregnare, cu un agent de expandare, în depărtarea tutunului impregnat din zona de impregnare menționată și supunerea tutunului unor condiții suficiente pentru expandarea tutunului, prin aceea că tutunul umple în mod substanțial întreg volumul disponibil al zonei de impregnare și este comprimat într-un raport de cel puțin 1,5:1 față de volumul menționat de umplere în vrac al tutunului. De preferință tutunul este comprimat într-un raport de comprimare de cel puțin 2:1 ...3:/ într-o variantă de realizare a invenției, agentul de expandare este propanul. Agentul de expandare este impregnat în tutunul menționat, pe durata fazei de impregnare sub forma unui lichid. Sub un alt aspect al invenției procedeul poate fi condus astfel încât cel puțin o parte a fazei de impregnare să fie realizată în condiții de temperatură și presiune la sau deasupra temperaturii, respectiv presiunii supercritice a agentului de expandare.

Faza de impregnare este realizată în decursul unei perioade mai mici de I mm, de preferință cca. 30 s.

într-o altă variantă de realizare, tutunul din zona de impregnare este eventual prencălzit înainte de a fi amplasat în zona de impregnare respectivă. Preîncălzirea se face la o temperatură de cel puțin 52°C.

în cadrul procedeului încărcătura de tutun folosit este tutun de umplere tocat.

Sub un alt aspect al invenției, agentul de expandare poate fi un fluid admis în zona de impregnare cu o temperatură situată deasupra temperaturii supercritice a fluidului și o presiune situată deasupra presiunii supercritice a fluidului.

într-o variantă concretă de realizare a invenției se introduce propan în zona de impregnare la o presiune situată deasupra valorii de circa 13780 kPa și la o temperatură deasupra valorii de cca. 116°C.

în continuare, sunt prezentate detaliat avantajele invenției.

Invenția de față îmbunătățește procedeele de expandare a tutunului, procedee care sunt capabile să aducă îmbunătățiri cu totul remarcabile productivității sistemelor de impregnare a tutunului la presiune înaltă. Tutunul poate fi impregnat într-o zonă de impregnare și scos din această zonă pentru expandare în decursul unui ciclu complet care poate fi mai scurt de 1 min.în mod caracteristic, mai mic de circa 15 - 30 s. în plus, productivitatea tutunului se îmbunătățește în continuare, prin îmbunătățirea folosirii spațiului de tratament disponibil într-o zonă de impregnare la înaltă presiune. Totodată, invenția asigură procedee de minimizare a cantității de agent de expandare folosit la tratamentul tutunului. Productivitatea pentru spațiu disponibil în instalație crește de exemplu cu 50% până la 200% sau mai mult. Deși în timpul comprimării, tutunul este supus la comprimare, o expandare puternică a tutunului, de cel puțin 50% poate aduce, o creștere de până la 100% sau chiar mai mare a capacității de umplere. Mai

RO 112155 Bl mult decât atât, se pot folosi durate de ciclu cu o valoare mai mică de 20 s, pentru impregnarea tutunului comprimat.

în plus, pentru a spori productivitatea reactorului de tratare la înaltă presiune, se poate de asemenea reduce substanțial cantitatea de agent de expandare introdus în zona de impregnare în timpul impregnării. în acest fel, se realizează un procedeu de expandare a tutunului în care volumul agentului de expandare folosit la impregnarea tutunului poate fi mai mic decât volumul tutunului când este măsurat în vrac, adică sub forma necompactată. în mod caracteristic, volumul agentului de expandare poate fi aproximativ jumătate sau mai puțin în comparație cu volumul tutunului.

Timpul unui ciclu pentru impregnarea tutunului în condiții apropiate sau peste condițiile de presiune și temperatură la valori supercritice este îmbunătățit în mod semnificativ printr-o preîncălzire a tutunului înainte de introducerea lui în zona de impregnare. S-a constatat că presurizarea prealabilă și preîncâlzirea agentului de expandare în condiții de temperatură și presiune situate peste valorile supercritice, înainte de admisie în zona de impregnare, permit o impregnare reușită a tutunului cu agent de expandare într-un interval de timp de ordinul secundelor pentru a se obține tutun impregnat capabil de o expandare puternică. Durata ciclului complet, inclusiv timpul de introducere a fluidului supercritic, timpul de impregnare și timpul de destindere, poate atinge o valoare de sub 1 min, preferabil sub 20 s. Capacitatea de umplere crește cu mai mult de 50% până la 100% și chiar peste această valoare la o durată totală a ciclului de 10...12 s sau mai puțin.

Folosirea propanului la presiuni de peste 13780 kPa reduce timpul de ciclu. Prin combinarea diferitelor aspecte ale prezentei invenții productivitatea tutunului rezultat din zona de impregnare la înaltă presiune poate fi sporită de peste

10...30 ori comparativ cu stadiul cunoscut al tehnicii. Prin comprimarea tutunului se asigură de două până la trei ori mai mult material decât în mod obișnuit. Prin folosirea de tutun preîncălzit și/sau introducerea în principal instantanee a unui fluid preîncălzit și presurizat în prealabil la valori supercritice în zona de expandare se pot realiza până la cinci cicluri sau mai multe de impregnare a tutunului în fiecare minut de funcționare. în acest fel, se poate folosi o cameră de expandare, cu un volum dat, pentru a se impregna volume de tutun în vrac ce depășesc de 5 și, preferabil, 10 până la 15 ori sau mai mult volumul camerei de impregnare pentru fiecare minut de funcționare.

Se dă, în continuare, un exemplu concret de realizare a invenției în legătură cu fig. 1...5 care reprezintă :

- fig.1, reprezentare schematică în secțiune transversală a unei instalații preferate, aflate în diferite poziții de funcționare;

- fig.2, reprezentare schematică cu secțiune în plan transversal după traseul 2-2 din fig. 1 printr-o instalație de compactare a tutunuluij pentru introducerea tutunului compactat într-un spațiu de impregnare ilustrat în figura 1;

-fig.3a, 3b, și 3c, secțiuni transversale prin acumulatoare preferate pentru folosire în instalația din fig. 1, și care sunt capabile să introducă, în principal, instantaneu, fluide cu temperaturi și presiuni peste temperaturile și presiunile supercritice ale acestora în instalația din fig.1;

- fig.4, schema procedeului preferat care folosește diferite aspecte ale invenției;

-fig.5, schema metodei preferate de comanda pentru funcționarea instalației din fig.1.

Pentru conducerea procedeului conform invenției, se pot folosi diferite tipuri de instalații. într-o variantă constructivă preferată se folosește o instalație de expandare a tutunului de tipul cu

RO 112155 Bl bobina (plunjer sub formă de bobină) cunoscută din brevetul de invenție US 4554932. Preferabil, această instalație este modificată pentru a fi prevăzută cu un mijloc preferat de încărcare cu tutun care realizează simultan încărcarea și comprimarea tutunului în bobina mobilă.

în conformitate cu o altă variantă constructivă a instalației conform invenției, se folosește un acumulator pentru a asigura un fluid preîncălzit, sub înaltă presiune, în zona de expandare a tutunului. Folosirea acumulatorului minimizează volumul de fluid păstrat la înaltă presiune și înaltă temperatură în decursul unui procedeu de impregnare la temperatură înaltă și presiune înaltă reducând la minimum necesitatea unor recipiente (vase) de înaltă presiune și micșorând preocupările de securitate legate de procedeu.

Conform Fig.1 instalația constă dintr-un vas de presiune 10 care include o carcasă tubulară, de formă cilindrică sau o incintă 12 și un ansamblu sub formă de bobină 14.Carcasa 12 și ansamblul bobină 14 pot fi realizate din orice materiale convenabile, inclusiv din oțel inoxidabil, bronz și altele asemenea. Construcția specifică și mărimea carcasei și bobinei vor fi suficiente pentru a înțelege ce presiuni au loc în vasul de presiune după cum se va vedea în continuare.

Ansamblul bobină 14 include niște elemente de capăt, de formă cilindrică, 16 și 18 și o tijă de legătură 20. Când bobina din carcasa 12 se află în carcasa 12 așa cum se prezintă în Fig.1, elementele de capăt 16, 18, tija de legătură 20 definesc un spațiu inelar 22 cu un volum prestabilit, constituind o cameră de presiune, etanșată sau zona de presiune.

După cum se vede din fig.1, ansamblul bobină este poziționat orizontal și aranjat pentru o deplasare rectilinie alternativă între o poziție de încărcare 24 ilustrată cu linie punctată, o poziție de descărcare 26, prezentată de asemenea cu linie punctată, și o poziție de im pregnare arătată în mod specific în fig. 1. Un piston hidraulic sau un mijloc motric similar 28 este atașat axial prin intermediul unui arbore 30, arătat parțial în Fig.1, pentru deplasarea bobinei între trei poziții.

Tutunul este încărcat pe bobină, în poziția 24, cu ajutorul unor elemente de încărcare, semicilindrice, opuse 32. Tutunul se poate afla sub diferite forme, inclusiv sub formă de frunze (cu tijă și nervuri), foi (frunze cu tijă scoasă) sau material tocat de umplere a țigaretei (foi tocate pentru fabricarea țigaretelor). Elementele de încărcare 32 sunt legate prin niște tije 34 la un mijloc de forță cu mișcare rectilinie alternativă nefigurat” cum ar fi un sistem hidraulic sau un sistem similar. încărcături separate de tutun 36 sunt forțate pe bobina 14, preferabil pentru a comprima tutunul după cum se analizează în detaliu mai jos, în legătură cu fig.2.

După încărcarea bobinei în poziția 24, bobina este deplasată în poziția de impregnare. Fiecare din elementele de capăt 16 și 18 includ niște elemente de etanșare, gonflabile, 40 respectiv 42. Elementele de etanșare sunt formate din niște inele elastomerice, gonflabile hidraulic care primesc un fluid hidraulic prin niște conducte de fluid 44. Un fluid hidraulic cum ar fi ulei comestibil, este forțat prin conductele 44 de către un acumulator hidraulic 45 și în elementele de etanșare 40 făcând ca acestea să se expandeze spre exterior și să etanșeze camera de presiune 22 împotriva scurgerilor. Elementele de etanșare includ de asemenea, în mod avantajos, niște inele de uzură, nefigurate, care servesc la răzuirea particulelor de tutun de pe suprafața interioară a carcasei 12 și elementele de încărcare a tutunului 32 când bobina se deplasează dintr-o poziție în altă poziție. Fluidul hidraulic este introdus în conducta 44 de la un capăt al bobinei printr-un orificiu ce trece prin tija de legătură 46 ilustrată parțial în fig.1 și

RO 112155 Bl care este legată la cel puțin un capăt al bobinei 14.

Niște conducte de gaz sub presiune înaltă 48 și 49 comunică prin carcasa 12 trecând prin niște orificii 50 și 51 care sunt aliniate cu un spațiu inelar 52 format pe elementul de capăt 18 între elementele de etanșare 42. Spațiul inelar 52 este legat printr-o serie de orificii radiale 54 și orificii axiale 56 cu niște canale 58 formate pe suprafața tijei de legătură 20. Orificiile 50 și 51 permit astfel să se introducă și evacueze fluid sub presiune înaltă în și din camera de presiune 22 când elementul bobină 14 se află în poziția arătată. Una sau mai multe site 59 înconjoară tija de legătură 20 pentru a preveni ca tutunul să înfunde orificiile 56 și canalele 58.

O pereche de supape cu acțiune rapidă 60 și 62 sunt prevăzute pentru introducerea și eliberarea rapidă a unui fluid în și din camera 22. Preferabil, aceste supape sunt de tipul cu bine având diametrul orificiului cuprins între 12,7 și 38,1 mm sau mai mare, în funcție de mărimea zonei de impregnare 22 pentru a se asigura acolo o introducere și evacuare în principal instantanee a unui fluid sub înaltă presiune la și din zona de impregnare 22. în mod avantajos, supapele sunt deschise și închise automat de către niște, elemente hidraulice de acționare, nefigurate.

Pe partea de admisie, conducta de gaz sub înaltă presiune 48 este legată la un dispozitiv de acumulare 64, ce va fi analizat, în mod detaliat, în cele ce urmează. Un vaporizator 66 este prevăzut pentru încălzirea gazului debitat în acumulatorul 64. Acumulatorul 64 poate fi de asemenea încălzit cu ajutorul unor mijloace nefigurate pentru a menține fluidul din acumulator în stare caldă. O pompă de înaltă presiune, nefigurată, este dispusă în amonte față de vaporizatorul 66 pentru debitarea fluidului de înaltă presiune, de exemplu 17250 kPa, la vaporizatorul 66 și acumulatorul 64.

Conducta de înaltă presiune 49 care se folosește pentru scoaterea fluidului de înaltă presiune din zona de impregnare 22 este pusă în legătură cu o zonă de recuperare (nefigurată) pentru recuperarea fluidului din zona de impregnare.

Un dispozitiv pneumatic de descărcare cum ar fi un compresor 72, fără ulei, este prevăzut în zona de descărcare a tutunului și dirijează un asemenea fluid la înaltă presiune, sau azot, asupra tutunului care înconjoară bobina 14 când acestea se deplasează la și din poziția de descărcare 26. Tutunul evacuat în poziția de descărcare 26 este primit într-un dispozitiv de depanare 73 cuprinzând niște dinți oscilanți și apoi este introdus într-un jgheab 74 unde tutunul poate fi tratat în continuare pentru uscare sau încălzit pentru expandare, dacă se dorește.

în fig. 2, se prezintă schematic dispozitivele de încărcare cu comprimare a tutunului 32 care se folosesc pentru comprimarea tutunului în jurul bobinei 14. După cum se poate vedea, fiecare din elementele de încărcare 32 sunt elemente semicilindrice montate pentru a se mișca între o poziție de retragere și o poziție de închidere 80, ilustrată cu linie întreruptă. Tutunul 36 este adus pe niște jgheaburi 82 în zona de încărcare a tutunului. Elementele cilindrice 32 sunt apoi deplasate spre poziția de încărcare 80 presând tutunul 36 pe bobina 14, umplând astfel spațiul inelar dintre elementele de capăt 16 și 18 și înconjurând tija de legătură 20. Cantitatea de tutun 36 este, preferabil, o asemenea cantitate care măsurată volumetric, în stare afânată, înainte de încărcare pe bobina 14 este substanțial mai mare decât volumul acestui spațiu inelar.

Volumul tutunului înainte de comprimare sau volumul tutunului în stare afânată se determină măsurând densitatea tutunului într-un container în formă

RO 112155 Bl de cub cu latura de circa 0,3 m. Tutunul este trecut în containerul cubic și cântărit pentru a se determina densitatea tutunului sub formă de vrac. Apoi, volumul de umplere în vrac al sarcinii de tutun, înainte de comprimare, poate fi determinat ținând seama de greutatea încărcăturii și valoarea densității tutunului în vrac. Volumul de umplere în vrac al sarcinii se împarte la volumul comprimat al sarcinii de tutun, adică volumul de pe bobină, pentru a se determina raportul de comprimare. Toate valorile se determină sau se corectează la conținutul efectiv de umiditate al șarjei de tutun introdusă în zona de impregnare. Astfel, pentru o bobină cu un volum de impregnare de circa 625 mm³, comprimarea tutunului cu un volum, în vrac, de circa 1120 mm³ va conduce la un raport de comprimare de 2:1.

Va fi evident ca volumul disponibil pe bobina 14 pentru a fi ocupat de tutun va fi mai mic decât spațiul total disponibil pentru a fi ocupat de către fluidul sub înaltă presiune. în această privință, bobina include niște orificii pentru fluid 54 și 56 și niște canale 58 care constituie spațiu disponibil pentru fluid care însă nu poate fi ocupat de către tutun datorită prezenței sitei 59. în acest fel, “volumul disponibil” pentru a fi ocupat de tutun, adică volumul disponibil pentru a fi ocupat de către tutunul compactat în zona de impregnare 22 este, în mod caracteristic, mai mic decât volumul disponibil pentru a fi ocupat de către fluidul de impregnare. în mod caracteristic, volumul disponibil pentru a fi ocupat de către tutun este de circa 75-80% din volumul disponibil pentru fluidul de impregnare, acesta din urmă incluzând și spațiul definit de diferite canale și orificii care nu sunt disponibile pentru tutun.

în figu. 3a, 3b și 3c, se prezintă vederi în secțiune transversală prin acumulatori ce se utilizează în instalația ilustrată în fig. 1 și care sunt capabili să introducă, în principal, instantaneu fluide având temperaturi și presiuni situate peste temperaturile și presiunile supercritice ale acestora, în instalația din fig. 1. în fig.3a se prezintă un dispozitiv preferat de acumulare gaz/gaz care este util în conformitate cu prezenta invenție. Acumulatorul 64 se folosește pentru a furniza un fluid la înaltă presiune și înaltă temperatură, cum ar fi propan la 17250 kPa și la o temperatură de peste 129°C în zona de impregnare din dispozitivul de impregnare prezentat în fig. 1. Acumulatorul 64 include o carcasă tubulară 100 formată dintr-un material capabil să reziste la temperaturi înalte și presiuni înalte, cum ar fi un oțel carbon de înaltă calitate și care a fost călit pe suprafața sa interioară 102. La fiecare extremitate a acumulatorului există niște elemente terminale 104, 106 prevăzute cu niște orificii 108, respectiv 110 pentru introducerea gazului de presiune înaltă. Aceste elemente terminale sunt fixate prin filetele 112 practicate la capetele carcasei 100. Pe fiecare din aceste elemente terminale se află câte un dispozitiv de amortizare a șocurilor, incluzând un element inelar 114 susținut de o pereche de arcuri lamelare 115 sub formă de inele elastice de siguranță Bellville.

Un element cu rol de piston 116 este montat pentru a se deplasa în cilindrul 100, formând două zone de fluid, separate, 118 și 120, pe părțile opuse ale acestuia. Elementul piston 116 este confecționat dintr-un material convenabil cum ar fi un bronz fosforos. Un element de etanșare, culisant, 119 este prevăzut la periferia exterioară a pistonului 116. Acest element de etanșare 116 este capabil să asigure etanșarea între zonele 118 și 120 în timpul deplasării pistonului 116, în condițiile de temperatură și presiune descrise mai sus. Elementul de etanșare este inert și flexibil, capabil să se dilate spre exterior pentru a forma o forță de etanșare între partea exterioară a pisto

RO 112155 Bl nului și suprafața interioară a carcasei 1OO. Un exemplu de element de etanșare *119 este prezentat în Fig. 3a realizat sub forma a cinci inele de etanșare 120-124 pe bază de carbon care înconjoară periferia pistonului 116 și asigură un contact de etanșare între periferia de la exteriorul pistonului 116 și interiorul carcasei 100. Cele trei inele din mijloc 121-123 sunt mai flexibile decât inelele exterioare 120 și 124. Aceste inele de etanșare sunt turnate din carbon GRAFOIL și pot fi găsite în comerț la firma A.W. Chesterson Company sub denumirea inele NS Style 5300 (121-123) și NS Style 5600 GIP HD (120, 124). Totuși pot fi folosite și alte materiale care sunt inerte și capabile să asigure etanșarea între zonele 118 și 120 în timpul deplasării pistonului 116.

Inelele de etanșare sunt ținute în stare de comprimare de către un element inelar 126 care este forțat axial pe inele de către niște urechi 128 ale unui element inelar de strângere 130. Elementul de strângere 130 este fixat pe pistonul 116 de către un șurub filetat 132 și aplică o forță longitudinală, prestabilită, datorită unor elemente 134 sub formă de arcuri lamelare de 3/4 țoii disponibile la firma A.W. Chesterson Company sub denumirea de inele lamelare Style 5500, 3/4 țoii. Forța de comprimare apalicată prin intermediul șurubului 132, elementul de comprimare 130 și elementul inelar 126 inelelor de etanșare 122-124 reprezintă o forță suficientă să aplatiseze cele două inele lamelare 134 prin strânterea șurubului 132. Aceasta dă naștere unei expandări radiale spre exterior a inelelor de etanșare 120 și 124 formând prin aceasta o forță de etanșare între periferia exterioară a pistonului glisant 116 și periferia interioară a carcasei 100.

în instalația din fig.3a, un gaz inert la înaltă presiune cum ar fi azot la o presiune de cca. 42000 kPa, este menținut într-o cameră de fluid 118, pe când un fluid de impregnare cum ar fi propan aflat la 17250 kPa, este menținut în a doua zonă de fluid, 120. Când fluidul de impregnare este eliberat din zona 120 în dispozitivul de impregnare ilustrat în fig. 1, pistonul 116 poate fi deplasat rapid în contact cu elementul de capăt 104 și forța este absorbită de către elementele de amortizare 115. Apoi, fluidul de impregnare este pompat înapoi în acumulator până când se atinge o presiune, preferabil, de 17250 kPa.

în fig.3b se prezintă o altă variantă constructivă de acumulator care este pusă să funcționeze ca un fluid hidraulic și este de asemenea utilă în conformitate cu prezenta invenție. Ca și acumulatorul prezentat în Fig. 3a acumulatorul 64 din fig.3b se folosește pentru a furniza un fluid de impregnare sub înaltă presiune cum ar fi propan la o presiune de 17250 kPa în zona de impregnare din dispozitivul de impregnare prezentat în Fig. 1. Acumulatorul 64 este, în principal, similar în multe privințe cu structura acumulatorului gaz/gaz prezentată în Fig.3a de mai sus. De exemplu, acumulatorul 64 ilustrat în fig. 3b, include o carcasă tubulară 100, niște elemente terminale 104, 106, având un canal 110, pentru pătrunderea gazului sub înaltă presiune, și un dispozitiv de amortizare a șocurilor incluzând un element inelar 114 susținut de o pereche de arcuri lamelare 115 sub forma unor inele de siguranță Bellville. Elementele terminale 104 și 106 sunt configurate cum s-a descris mai sus cu privire la acumulatorul din fig.3a, cu excepția faptului că elementul terminal 104 nu include un canal 108 pentru pătrunderea gazului de înaltă presiune. De asemenea, dispozitivul de amortizare a șocurilor poate include niște urechi de amortizare 300.

Acumulatorul din fig.3b este pus în funcțiune cu fluid hidraulic. Acumula

RO 112155 Bl torul 64 include un piston hidraulic clasic 302 legat printr-o tijă comună cu pistonul 116. Acest piston 116 din Fig.3b are, în principal aceeași construcție ca și cel descris mai sus cu privire la pistonul amplasat central din fig.3a cu excepția faptului că un capăt al acestuia este legat la un capăt al tijei comune 304. Un element opritor, amplasat într-o poziție centrală, 306, este montat fix în cilindrul 100 determinând niște zone de fluid 118 și 120 pe părțile opuse ale acestuia. Pistonul staționar 306 include o deschizătură 307 adaptată pentru a primi o tijă 304 care, la rândul ei, se deplasează axial prin aceasta, în mișcare rectilinie alternativă.

Zona de fluid 118 include un canal 308 pentru introducerea și evacuarea fluidului hidraulic, cum ar fi ulei comestibil, în și din zona de fluid 118. Fluidul hidraualic este forțat prin canalul de intrare 308 în zona de fluid 118, astfel încât să mențină fluidul de impregnare, cum ar fi propan, la o presiune de 17250 kPa în a doua zonă de fluid 120. Când fluidul de impregnare la înaltă presiune este eliberat din zona 120 în dispozitivul de impregnare ilustrat în fig.1, pistonul 116 poate fi deplasat rapid în contact cu elementul terminal 106, iar forța este absorbită de către elementele de amortizare a forței 115, așa cum s-a descris mai sus. Apoi, fluidul de impregnare este pompat înapoi în acumulator până când se atinge o presiune prestabilită, preferabil 17250 kPa.

Elementul staționar cu rol de piston 306 separă de asemenea orice scurgeri de propan față de orice scurgeri de fluid hidraulic. Orice scurgeri de propan sunt dirijate, prin canalul 310, la o zonă de recuperare a propanului. Aici propanul poate fi ars sau ventilat de exemplu spre zona de recuperare a gazului pentru recuperarea fluidului eliminat din zona de impregnare, așa cum s-a descris mai sus, sau spre un jgheab de recuperare 74. Orice scurgeri de fluid hidraulic sunt dirijate printr-un canal 312 către o zonă de recuperare a fluidului hidraulic, de exemplu către un rezervor de păstrare a fluidului hidraulic (nefigurat).

După cum se vede în fig.3b, acumulatorul poate include și o cămașă de încălzire 314 în jurul periferiei cilindrului 100. Cămașa de încălzire 314 poate fi oricare dintre tipurile de dispozitive cunoscute în stadiul anterior al tehnicii pentru încălzirea unui fluid și/sau menținerea temperaturii unui fluid în interiorul unui vas. în prezenta invenție, cămașa de încălzire 314 se folosește pentru a încălzi fluidul de impregnare în zona de fluid 120. în consecință cămașa de încălzire se întinde, în mod avantajos, pe lungimea zonei cu fluid de impregnare 120 așa cum se prezintă în Fig.3b. După cum poate aprecia un specialist în domeniu, cămașa de încălzire 314 se poate extinde și pe întreaga lungime a cilindrului acumulator, așa cum se vede în Fig.3c. Cămașa de încălzire furnizează căldura în mod clasic, de exemplu prin introducere și evacuare de ulei încălzit prin conductele 316 și respectiv 318.

în fig. 3c, se prezintă o altă variantă constructivă de acumulator care este utilă în conformitate cu prezenta invenție. Ca și în cazul acumulatoarelor prezentate în fig. 3a și 3b, acumulatorul 64 din fig.3c este folosit pentru a furniza un fluid de impregnare la înaltă presiune, cum ar fi propan la o presiune de 17250 kPa spre zona de impregnare din dispozitivul de impregnare cu bobină prezentată în fig.1. Ca și acumulatorul ilustrat în Fig.3b, acumulatorul 64 din fig.3c este, în principal, similar în multe privinșe constructive cu cel ilustrat în fig. 3a de mai sus. Acumulatorul prezentat în fig.3c include o carcasă tubulară 100, niște elemente terminale 104 și 106 care includ cu canal 110, pentru introducerea unui gaz la înaltă

RO 112155 Bl presisune, și un element cu rol de piston 116 amplasat central. Pistonul 116 delimitează două zone separate, pe părțile opuse ale acestuia și anume o zonă 118 și cel puțin o zonă de fluid 120.

Elementele terminale 104, 106 și pistonul 116 sunt configurate așa cum s-a descris mai sus în legătură cu acumulatorul din Fig.3a cu excepția faptului că elementul terminal 104 nu include un canal 108 pentru introducerea de gaz de înaltă presiune. La această variantă constructivă a invenției, elementul terminal 104 este modificat pentru a include, un orificiu 320 care este adaptat pentru deplasarea reciprocă în el a unei tije de legătură 322 așa cum se descrie detaliat mai jos. în plus, pistonul 116 este adaptat la un capăt pentru atașare la tija de legătură 322 așa cum de asemenea se descrie detaliat în cele ce urmează.

în fig.3c, un element hidraulic de acționare sau un mijloc motorie similar 324 este cuplat la piston prin intermediul tijei de legătură 322 pentru deplasarea pistonului 116 în interiorul acumjlatorului 64. Elementul hidraulic de acționare poate fi oricare dintre tipurile de elemente hidraulice de acționare, cunoscute în stadiul anterior al tehnicii, pentru transformarea energiei hidraulice în lucru mecanic. De exemplu, așa cum se prezintă în figură, elementul hidraualic de acționare poate include o carcasă tubulară 326. La fiecare din capete, elementul hidraulic de acționare este prevăzut cu niște elemente terminale 328 și 330. Un element cu rol de piston amplasat central, 322, este montat pentru a se deplasa în interiorul cilindrului 326 și delimitează două zone de fluid hidraulic, separate, 334 și 336 existente în părțile opuse ale acestuia. Fiecare din zonele 334 și 336 includ niște orificii 338 și respectiv 340. Orificiul 338 introduce fluid hidraulic provenit de la o sursă de fluid hidraulic 342 prin intermediul unei conducte

344I, iar orificiul 340 recirculă fluidul hidraulic la sursa de fluid hidraulic printro conductă 346 așa cum se indică prin săgeți. Elementul hidraulic de acționare 324 include și o tijă de legătură 348 care se extinde axial de la pistonul 332 prin zona de fluid 334 și prin deschizătura 350 din elementul terminal 328. Tija de legătură 348 este cuplată cu tija de legătură 322, astfel încât mișcarea rectilinie alternativă efectuată de tija de legătură 348 se imprimă și tijei 322 ca o mișcare rectilinie alternativă precum și pistonului 116 din interiorul cilindrului 100

După cum s-a menționat mai sus, fluidul de impregnare, cum ar fi propan la o presiune de 17250 kPa este menținut în a două zonă de fluid 120. Când fluidul de impregnare la înaltă presiune este forțat de către elementul hidraulic de acționare să treacă din zona 120 în dispozitivul de impregnare ilustrat în Fig.1, pistonul 116 poate intra rapid în contact cu elementul terminal 104, iar forța este absorbită de către elementele de amortizare a forței 115. Apoi, fluidul de impregnare este pompat înapoi în acumulator până la atingerea unei presiuni prestabilite, preferabil 17250 kPa.

Revenind la fig. 1 se menționează ca, în procesul de lucru, o pompă de înaltă presiune, nefigurată este folosită pentru a furniza propan către zona de fluid la înaltă presiune a acumulatorului 64. Când se descarcă gaz din acumulator, pierderea de presiune este sesizată de către un dispozitiv nefigurat, iar o comandă pune în funcțiune pompa care pornește imediat procesul de reumplere a acumulatorului cu fluid de înaltă presiune, cum ar fi propan. Acumulatorul de gaz 64 poate fi reumplut într-un scurt interval de timp, folosit în prezenta invenție pentru impregnarea tutunului în zona de impregnare 22 din fig-1 ·

RO 112155 Bl în schema din fig. 4 se prezintă o variantă concretă de procedeu preferat, conform invenției. Un ansamblu de stocare a propanului la înaltă presiune și înaltă temperatură cum ar fi acumulatorul 64 din fig. 3, este prezentat prin blocul 150. Ansamblul de stocare 150 paote avea forme diferite de cea a acumulatorului 64. De exemplu un rezervor tampon de mare volum este avut de asemenea în vedere pentru stocarea propanului la înaltă presiune și înaltă temperatură. Ca alternativă se are în vedere a se utiliza aici un acumulator tip Metal Bellows disponibil la Parker Bertea Aerospace, Parker Hannifer Corp, Metal Bellow Division Moorpark, California.

Presiunea propanului este menținută, preferabil, peste 13780 kPa, în mod avantajos fiind cuprinsă între circa 17250 kPa și 21.000 kPa. Se pot utiliza timpi de impregnare a tutunului extrem de scurți, cuprinși între circa 5 și 15 atunci când se utilizează aceste presiuni înalte, obținându-se creșteri extrem de favorabile ale capacității de umplere ale tutunului, de exemplu o creștere de peste 50 până la 100%, a capacității de umplere. Temperatura propanului se menține, în mod avantajos, peste 138 °C, preferabil între circa 149 °C și 204 °C, de exemplu circa 149-157 °C. Aceasta asigură căldura sensibilă în exces pentru încălzirea tutunului în zona de impregnare.

După cum se arată în blocul 155, tutunul aflat, preferabil, sub formă de material de umplere, tocat, este în mod avantajos, preîncălzit înainte de a fi introdus în zona de impregnare. Preîncălzirea tutunului asigură de asemenea căldura pentru stabilirea unor condiții convenabile cu ciclu scurt de timp, în zona de impregnare. Preferabil, tutunul este preîncălzit la o temperatură de peste 52 °C, preferabil o temperatură de circa 60 °C sau mai mare, de exemplu până la o temperatură de 66 71 °C sau mai mare. Un surplus de umiditate se poate adăuga tutunului pentru a-i mări capacitatea de pliere (flexibilitatea). Conform invenției de față se folosește, un conținut de umiditate cuprins între circa 16% până la circa 30% sau peste această valoare.

Preîncălzirea tutunului se poate realiza prin diferite mijloace inclusiv folosirea de tamburi încălziți, energia microundelor și injecție de aburi. încălzirea cu aburi se pare că este preferabilă deoarece căldura se transferă în mod mai eficient în masa tutunului, obținânduse în același timp și o creștere a conținutului de umiditate.

Apoi, tutunul preîncălzit este comrpimat așa cum se indică în blocul 160. După cum s-a arătat mai înainte este preferabil ca tutunul să fie comprimat la un raport de comprimare de cel puțin 1,25:1 dar și mai bine la un raport de peste 1,5:1. în mod avantajos tutunul este comprimat la un raport de comprimare mai mare de 2:1 până la un raport 3:1 și chiar mai mare. Comprimarea tutunului face să crească densitatea tutunului astfel încât densitatea tutunului introdus în zona de impregnare este substanțial mai mare decât densitatea tutunului înainte de comprimare. Este cunoscut faptul că densitățile tutunului în vrac pot varia în mare măsură după cum acesta este sub formă de frunze sau sub formă de material de umplere, tocat, precum și în funcție de soiul de tutun, conținutul de umiditate al tutunului și de alți factori. în prezenta invenție se folosesc densități de cca. 320 kg/m³, calculate pe baza unui conținut de umiditate de 12%. Deși creșterea densității de compactare poate, în anumite limite, să creasscă timpul ciclului pentru a se obține grade identice de expandare, în prezenta invenție se folosesc cu succes densități care depășesc 400-480 kg/m³ calculate pe baza unui conținut de umiditate de 12% și chiar mai mare, obținându-se timpi de impregnare sub 20 de s și o creștere a capacității de umplere de pes

RO 112155 Bl te 50-100%.

Apoi, tutunul comprimat este supus la impregnare în zona de impregnare așa cum se indică în blocul 165. Când se folosește propan ca fluid de impregnare, cantitatea cumulată de căldură furnizată în zona de impregnare de la propanul încălzit și tutunul preîncălzit este în mod avantajos, suficient pentru a asigura condiții de impregnare în zona de impregnare cuprinse între circa 116 °C și circa 132 °C, preferabil circa 127 °C. S-a constatat că impregnarea în condiții de temperatură și presiune de circa 127 °C și 17250 kPa poate fi atinsă în circa 5 s și chiar mai puțin cînd căldura este furnizată atît de tutunul preîncălzit cît și de propanul preîncălzit.

Este evident că atunci cînd propanul fluid este încălzit la temperaturi mai înalte, tutunul poate fi încălzit mai puțin pentru a asigura condiții dorite de temperatura în zona de impregnare, totuși se crede că există o limită superioară de temperatură pentru propan peste care tutunul din zona de impregnare ar putea fi deteriorat. In plus, datorită volumelor scăzute de fluide de impregnare care se folosesc în exemplul de realizare a invenției, masa fluidului de impregnare disponibilă pentru încălzirea tutunului este relativ scăzută. Masa agentului de expandare este, în mod caracteristic, aceeași sau mai mică decît masa tutunului. In acest fel este de dorit să se adauge căldura dint-o sursă cum ar fi tutunul.

Este de asemenea evident ca, condițiile de temperatură în zona de impregnare a tutunului pot fi atinse și prin alte mijloace cum ar fi folosind un aparat de încălzire în zona de impregnare. Totuși pentru durate extrem de scurte ale ciclului se constată că, combinația dintre tutunul preîncălzit și propanul la înaltă presiune, preîncălzit, dă rezultate extrem de favorabile. Efectele avantajoase ale preîncâlzirii tutunului nu sunt pe deplin înțelese. S-ar putea ca tutunul preîncălzit să absoarbă fluide de impregnare la o viteză mai mare decît tutunul la temperatura mediului ambiant datorită unor factori care includ capacitatea de pliere (flexibilitatea) a tutunului.

Tutunul comprimat și impregnat este ținut în condiții de impregnare pentru o perioadă de timp care durează de la 1-2 secunde pînă la circa 12 s. După cum se vede din blocul 170 în Fig.4, presiunea este apoi eliberată. Preferabil eliberarea presiunii are loc, în principal, instantaneu adică se realizează în circa 1 s sau mai puțin. Aceasta se face prin folosirea unei supape cu acțiune rapidă avînd un orificiu mare pentru eliberarea rapidă a presiunii. Atunci, tutunul impregnat este evacuat imediat din zona de impregnare astfel încît să poată avea loc imediat expandarea tutunului. Preferabil, tutunul este tratat prin contract cu aer cald, forțat, sau aer încălzit în scopul de a stabili un conținut de umuditate cum ar fi de exemplu, de 10-12% care ajută la stabilizarea tutunului sub forma expandată.

Cînd agentul de expandare este propanul sau un agent de expandare similar, nu este necesară încălzirea tutunului pentru fixarea lui sub forma expandată. Mai mult decît atît nu are loc o pierdere semnificativă de agenți aromatizanți,zahăr sau alte substanțe de acest fel din cauza lipsei condițiilor de încălzire de temperatură înaltă.

Invenția poate fi de asemena folosită în legătură cu alți agenți de expandare incluzând căldură pentru obținerea sau fixarea expandării tutunului.

în fig.5 se prezintă o metodă (schema bloc) de comandă în legătură cu instalația din fig. 1 pentru a se obține o expandare puternică a tutunului în perioade scurte de ciclu cu o durată mai mică de 20 s. Acesta sau un alt sistem de comandă similar, incluzând senzori pentru sesizarea condițiilor în timpul procesului de expandare sunt de dorit în scopul de a se atinge timpi de ciclu cu o

RO 112155 Bl durată de 20 s sau mai puțin. Aparatele și dispozitivele de comandă pot fi pneumatice, electrice sau bazate pe elemente pneumatice și electrice putând include un microprocesor.

Cu referire la fig.5, blocul 200 arată că se folosesc senzori adecvați pentru a verifica faptul că bobina se află în poziția de încărcare 24 și că o sarcină de tutun adecvat dimensionată se află în poziție de încărcare. Dacă aceste condiții sunt satisfăcute atunci se dă comanda de trecere la blocul 205, iar elementele de încărcare 32 sunt puse în mișcare pentru a forța tutunul să se așeze pe bobina 14. Un mecanism sesizor adecvat cum ar fi un element de control al unei supape de poziție sesizează prezenta ambelor elemente de încărcare 32 în poziția adecvată de încărcare și atunci se dă comanda de trecere la blocul 210. în acest bloc, pistonul hidraulic 28 este acționat pentru a deplasa bobina în carcasă de presiune

12. Un senzor adecvat cum ar fi un element de control al lunei supape de poziție sau ceva similar sesizează poziția bobinei aflate în poziție optimă în carcasă 12 și comandă este apoi trecută la blocul 215.

în blocul 215, se deschide o supapă pentru a permite ca fluidul din acumulatorul hidraulic 45 să umple garniturile 40 și 42. Acumulatorul hidraulic 45, preferabil, păstrează o cantitate suficientă de fluid hidraulic pentru a presuriza fiecare din garniturile 40 și 42 la o valoare de 21.000 kPa într-un interval de timp de circa 1 s sau mai mic, preferabil cu mult mai mic decât o secundă. Un senzor adecvat sesizează presiunea fluidului din interiorul garniturilor 40 și 42 și când aceasta atinge valoarea dorită, de exemplu 21.000 kPa se dă comanda de trecere la blocul 220în blocul 220, se deschide supapa de umplere cu acțiune rapidă 60 și este pus în funcțiune un cronometru. Aceasta permite ca fluidul de impregnare, încălzit și pus sub presiune, cum ar fi propan la o presiune de peste 13780 kPa și o temperatură de circa 149 °C sau mai mare să pătrundă în zona de impregnare 22. în aceste condiții și mai ales când tutunul din zona de impregnare este preîncălzit, impregnarea are loc foarte rapid astfel încât cronometrul poate fi reglat pentru uninterval scurt de timp variind de la câteva secunde până la 1520 s. Coordonarea în timp pentru impregnare poate fi reglată pe baza condițiilor de umiditate, temperatură și densitate ale tutunului din zona de impregnare 22. Când cronometrul atinge intervalul de timp reglat se dă comanda de trecere la blocul 225 la care supapa de umplere se închide. Un senzor verifică închiderea acestei supape și se dă comanda de a se trece imediat la blocul 230 pentru deschidere rapidă a supapei de aerare 62. Atunci se dă comanda de trecere la blocul 235 când un senzor de presiune din interiorul zonei de impregnare este citit în mod repetat până când presiunea din zona de impregnare scade la o presiune joasă, prestabilită de exemplu cca. 7-14 kPa. La acest punct se dă comanda de trecere la blocul 240 când se deschide o supapă pentru a permite evacuarea fluidului hidraulic din garniturile 40 și 42. Un senzor adecvat sesizează presiunea fluidului hidraulic în garnituri și când aceasta a atins o valoare joasă, dorită, se dă comanda de trecere la blocul 245.

în blocul 245, pistonul hidraulic 28 este acționat pentru a deplasa bobina 14 în poziția de descărcare 26. în același timp, compresorul 72 este pornit pentru a dirija aer sau azot sub înaltă presiune asupra bobinei când aceasta se deplasează în poziția 26. în blocul 250, un senzor adecvat sesizează poziția bobinei când acesta ajunge în poziția de descărcare, complet extinsă, când pistonul hidraualic schimbă imediat sensul de mișcare al bobinei pentru a reveni la po

RO 112155 Bl ziția de încărcare 24. Apoi se dă comanda de trecere la blocul 255 unde un senzor detectează poziția bobinei în camera 12 și compresorul este oprit. Apoi se reia succesiunea comenzilor începând cu blocul 200.

Diferitele aspecte ale procedeului de expandare a tutunului descrise aici sunt analizate în mod specific, în legătură cu folosirea propanului ca agent de impregnare care favorizează expandarea și cu folosirea condițiilor de temperatură ale impregnării aproape sau peste temperatura supercritică împreună cu condițiile de abordare a unei presiuni ridicate sau dincolo de presiune supercritică și în legătură cu o instalație preferată. Totuși diferitele procese semnificative de expandare a tutunului precum și instalația, așa cum au fost descrise mai sus pot fi considerate aplicabile și altor procese de expandare a tutunului, altor fluide de expandare și instalații. De exemplu, comprimarea tutunului poate îmbunătăți substanțial materialul introdus în cadrul multor procedee de impregnare a tutunului, conduse în diferite reactoare la presiuni înalte la valori de exemplu, peste 70 kPa pentru expandarea succesivă a tutunului.în mod similar, folosirea unor volume de agenți pentru expandarea tutunului care sunt mult mai mici decât volumul de umplere în vrac al tutunului introdus în zona de impregnare poate îmbunătăți aspectele economice ale multor procedee de expandare și impregnare a tutunului, inclusiv al acelor procedee la care agentul de expandare din zona de impregnare este prezent în timpul impregnării sub formă de gaz de lichid sau ambele forme.

în mod similar, introducerea aproape instantanee în zona de impregnare a unei temperaturi ridicate, unor fluide de impregnare la înaltă presiune, cum ar fi dioxid de carbon, aproape sau peste condițiile atât de temperatura superioară cât și de presiune, poate fi folosită pentru a scurta în mod sem nificativ perioada de timp pentru impregnare, necesară înaintea unei faze de încălzire ulterioară. în același mod, acolo unde fluidul de impregnare se folosește la impregnarea tutunului în condiții de temperatură ridicată, faza de preîncălzire a tutunului poate îmbunătăți semnificativ timpul ciclului de impregnare.

Capacitățile de umplere a tutunului la care se fac referiri sunt măsurate, în mod obișnuit, folosind un aparat electronic automat pentru măsurarea capacității de umplere, la care un piston cu diametrul de cca. 92 mm este poziționat culisant într-un cilindru de dimensiuni similarei și exercită o presiune de 18 kPa asupra mostrei de tutun amplasate în cilindru. Acești parametri se pare că simulează condițiile de comprimare la care tutunul este supus în instalația de fabricat țigarete în timpul formării tijei de țigaretă. Mostrele de tutun măsurate, având o greutate de 50 g sunt folosite pentru tutun neexpandat.

Claims (12)

1. Revendicări

   1 .Procedeu de expandare a tutunului, cuprinzând impregnarea tutunului într-o zonă de impregnare cu agent de expandare, îndepărtarea tutunului impregnat din zona de impregnare menționată si supunerea tutunului impregnat unor condiții suficiente pentru expandarea tutunului, caracterizat prin aceea că tutunul umple în mod substanțial întreg volumul disponibil al zonei de impregnare și este comprimat într-un raport de cel puțin 1,5:1 față de volumul menționat de umplere în vrac al tutunului.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că tutunul este comprimat într-un raport de comprimare de cel puțin circa 2:1.
3. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că tutunul este comprimat într-un raport de compri

   RO 112155 Bl mare de cel puțin cca. 3:ΙΑ. Procedeu conform revendicării

   1, caracterizat prin aceea că agentul de expandare este propan.
4. 5. Procedeu conform revendicării 5

   1, caracterizat prin aceea că agentul de expandare este impregnat în tutunul menționat pe durata fazei de impregnare menționată, sub forma unui lichid.
5. 6. Procedeu conform revendicării 10

   1, caracterizat prin aceea că cel puțin o parte a fazei de impregnare este realizată în condiții de temperatură, la sau deasupra temperaturii supercritice a agentului de expandare menționat. 15
6. 7. Procedeu conform revendicării

   1, caracterizat prin aceea că cel puțin o parte a fazei de impregnare este realizată în condiții de presiune, la sau deasupra presiunii supercritice a 20 agentului de expandare menționat.
7. 8. Procedeu conform revendicării

   1, caracterizat prin aceea că faza de impregnare este realizată în decursul unei perioade de timp mai mici de 1 min, 25 de preferință sub circa 30 s.
8. 9. Procedeu conform revendicării

   1, caracterizat prin aceea că tutunul din zona de impregnare este eventual preîncălzit înainte de a fi amplasat în zona de impregnare respectivă.
9. 10. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că încărcătura de tutun este tutun de umplere tocat.
10. 11. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că agentul de expandare este admis în zona de impregnare sub forma unui fluid având o temperatură situată deasupra temperaturii supercritice a fluidului și o presiune situată deasupra presiunii supercritice a fluidului.
11. 12. Procedeu conform revendicării 9, caracterizat prin aceea că preîncălzirea tutunului se face la o temperatură de cel puțin 52°C.
12. 13. Procedeu conform oricăreia dintre revendicările precedente, caracterizat prin aceea că se introduce propan în zona de impregnare la o presiune situată deasupra valorii de cca. 13780 kPa și la o temperatură deasupra valorii de circa 116°C.