RO112465B1 - Procedeu pentru impregnarea si expandarea tutunului si instalatie pentru realizarea acestuia - Google Patents

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru expandarea volumului tutunului, folosind bioxid de carbon, și la o instalație pentru efectuarea acestui procedeu.

Prelucrarea tutunului a recunoscut de mult necesitatea expandării tutunului, pentru a mări masa sau volumul acestuia. Există mai multe rațiuni pentru expandarea tutunului. Unul din motivele pentru expandarea tutunului se referă la recuperarea pierderii în greutate, cauzată de procesul de uscare a tutunului.

Alt scop este acela de a îmbunătății caracteristicile de fumare ale unor componente particulare ale tutunului, cum ar fi tulpinile de tutun. Se urmărește de asemenea, creșterea puterii de umplere a tutunului, astfel încât să fie necesară o cantitate mai mică de tutun, pentru a produce un produs de fumat, ca, de exemplu, o țigaretă care să aibă aceeași compactitate și totuși să dezvolte mai puțin gudron și nicotină decât un produs de fumat, comparabil, fabricat din tutun neexpandat, având o umplere mai densă de tutun.

Sunt cunoscute diverse procedee pentru expandarea tutunului, incluzând impregnarea tutunului cu un gaz sub presiune și reducerea ulterioară a presiunii, în care gazul produce expandarea celulelor de tutun, pentru a mări volumul tutunului tratat.

Alte metode care au fost folosite sau propuse au inclus tratamentul tutunului cu diferite lichide, precum apă sau lichide organice sau anorganice, relativ volatile, pentru impregnarea tutunului, după care lichidele sunt extrase pentru a expanda tutunul. Alte metode cunoscute includ tratamentul tutunului cu materiale solide care, atunci când sunt încălzite, se descompun pentru a produce gaze care servesc la expandarea tutunului. Alte metode includ tratamentul tutunului cu lichide conținând gaz, cum ar fi apă conținând bioxid de carbon, sub presiune, pentru a încorpora gazul în tutun și când tutunul impregnat este încălzit sau presiunea ambiantă redusă, tutunul expandează. Alte tehnici pentru expandarea tutunului, cuprind tratamentul tutunului cu gaze, care reacționează pentru a forma produse solide de reacție chimică, în interiorul tutunului, produse care se pot apoi descompune prin încălzire pentru a produce gaze în interiorul tutunului care determină expandarea tutunului după expandarea lor. Astfel: brevetul US 1.789.435 descrie o metodă și o instalație pentru expandarea volumului tutunului, în scopul refacerii pierderii de volum, determinată de uscarea frunzelor de tutun. Pentru a realiza acest lucru, tutunul uscat și condiționat este pus în contact cu un gaz, care poate fi aer, bioxid de carbon sau aburi sub presiune și presiunea este apoi eliminată, și tutunul tinde să expandeze. Brevetul certifică faptul că prin acest procedeu volumul tutunului poate să crească cu circa 5-15 %.

Brevetul US. 3.771.533 descrie un tratament al tutunului, cu bioxid de carbon și gaze amoniacale, în care tutunul este saturat cu aceste gaze și carbonatul de amoniu este format in situ. Carbonatul de amoniu este apoi descompus, prin încălzire, pentru a elimina gazele din interiorul celulelor de tutun și pentru a determina expandarea tutunului.

Brevetul US. 4.258.729 descrie o metodă pentru expandarea volumului de tutun, în care tutunul este impregnat cu bioxid de carbon gazos, în asemenea condiții, încât bioxidul de carbon rămâne, substanțial, în stare gazoasă. Prerăcirea tutunului înaintea fazei de impregnare sau răcirea stratului de tutun, prin mijloace externe, în timpul impregnării, este limitată pentru a evita condensarea bioxidului de carbon, până la un grad semnificativ.

Brevetul US. 4.235.250 descrie o metodă pentru expandarea volumului de tutun, în care tutunul este impregnat cu bioxid de carbon gazos, în asemenea condiții, încât bioxidul de carbon rămâne, substanțial.în stare gazoasă. în timpul depresurizării.o parte din bioxidul de carbon este transformată într-o stare parțial condensată, în interiorul tutunului. Brevetul arată că entalpia bioxidului de carbon este controlată de așa manieră, încât condensarea bioxidului de carbon să fie minimă.

RO 112465 Bl

Cererea de brevet US. Re 32.013 descrie o metodă și o instalație pentru expandarea volumului de tutun, în care tutunul este impregnat cu bioxid de carbon lichid, transformând bioxidul de carbon lichid, în bioxid de carbon solid in situ, și apoi determinând bioxidul de carbon solid să se vaporizeze și să expandeze tutunul.

Brevetul R0109497, având la bază cererea de brevet US. 07/717.064 înregistrată la 18.06.1991 și cererea brevet european corespunzătoare E.P. 92305534.7 publicată sub nr. 0519696 A1 la 23,12.1992, descrie un procedeu pentru impregnarea tutunului cu bioxid de carbon și apoi expandarea tutunului. Acest procedeu include etape de contact a tutunului cu bioxid de carbon gazos și condiții de control al procesului pentru a determina o cantitate controlată de bioxid de carbon să se condenseze pe tutun.

S-a constatat că, prin procedeele de impregnare cu bioxid de carbon gazos, tutunul trebuie să atingă o temperatură de ieșire, suficient de scăzută spre sfârșitul procesului (după ventilarea bioxidului de carbon de la presiunea maximă), pentru ca impregnarea tutunului să fie reușită, în timpul ventilării, bioxidul de carbon eliberat coboară temperatura stratului de tutun.

Procedeele cunoscute, de impregnare a tutunului, folosind bioxid de carbon gazos, fără condensare controlată, nu pot realiza răcirea suficientă a unui strat de tutun cu greutate volumetrică mare, din cauză că răcirea este produsă numai prin expandarea gazului. Dacă greutatea volumetrică a stratului de tutun crește, masa de tutun care urmează a fi răcită crește, și volumul sau spațiile goale rămase în stratul de tutun și gazul disponibil pentru răcire descresc. Fără o răcire suficientă, o stabilitate de preexpansiune acceptabilă a tutunului impregnat nu poate fi atinsă.

Astfel, un strat de tutun umplut, afânat, prezintă un gradient al densității încărcăturii cu o greutate volumetrică mai ridicată la partea inferioară, datorită efectului de compresiune a greutății coloanei de tutun. Procedeele de expandare a tutunului, folosind bioxid de carbon gazos și straturi de tutun insuficient de pline cu greutate volumetrică relativ scăzută a încărcăturii, pot avea ca rezultat o răcire neuniformă a tutunului și astfel o stabilitate și expandare neuniformă a tutunului. Mai concret, când se încarcă tutunul într-un vas de impregnare, fără etapa de compactare, patul de tutun se comprimă sub propria greutate, astfel că el are o densitate mai mare, la fundul patului față de partea de sus a acestuia. Această diferență de greutate volumetrică a tutunului duce la o impregnare neunuformă a tutunului în etapa de impregnare.

Folosind tutun cu o greutate volumetrică mai mare, este posibil să se obțină o densitate mai mare și, mai ales, mai uniformă, în patul de tutun. Această uniformitate mai mare se datorează faptului că, cel puțin parțial, în patul de tutun cu greutate volumetrică scăzută are loc o depunere mai mare decât în cel cu tutun cu greutate volumetrică mai ridicată. Depunerea conduce la formarea de spații “goale”, adică goluri între tutun în partea superioară a patului. Bioxidul de carbon prezent în aceste spații goale, după eliberarea presiunii, poate duce la răcire excesivă, și ca urmare la o neuniformitate a impregnării. Atunci când se folosește un tutun cu o greutate volumetrică mare, depunerea este redusă și ca urmare nu se formează spații goale ( sau se formează foarte puține ) în timpul ciclului de impregnare. Ca urmare, după eliberarea presiunii, se obține o impregnare mai uniformă.

Greutatea volumetrică, la baza unui strat de tutun gros, poate fi factorul limitativ într-un proces numai cu gaz, din cauză că tutunul, la baza unui strat gros, poate avea o greutate volumetrică prea mare pentru a putea fi răcit eficient prin expandarea gazului. Rezultă că procedeele de expandare a tutunului folosind bioxid de carbon gazos, sunt limitate la straturi de tutun relativ mici sau subțiri. Deoarece astfel de straturi au fost utilizate pentru cercetări experimentale, ele nu au fost practic comercializate.

RO 112465 Bl

Problema tehnică, pe care o rezolvă prezenta invenție, constă în realizarea unui procedeu de impregnare și expandare cu bioxid de carbon a unui tutun care a fost inițial compactat, care să sporească astfel cantitatea de tutun prelucrat, într-un interval de timp și cu costuri mai reduse decât în cadrul procedeelor cunoscute.

Procedeul pentru impregnarea și expandarea tutunului cuprinde următoarele etape:

a) răcirea tutunului;

b) punerea în contact a tutunului cu bioxid de carbon gazos la o presiune de aproximativ 2758 kPa și la o temperatură astfel, ca bioxidul de carbon să fie la sau aproape de condițiile de saturare;

c) menținerea în contact a tutunului cu bioxid de carbon un timp suficient pentru a impregna tutunul cu bioxid de carbon;

d) eliberarea presiunii;

e) supunerea tutunului la condiții în care să se producă expandarea tutunului și în care în etapa (a) tutunul se răcește la o temperatură astfel încât o cantitate controlată de bioxid de carbon condensează pe tutun înainte de etapa (d), iar după eliberarea presiunii în etapa (d) tutunul este răcit la o temperatură de la aproximativ -37 °C până la -7°C și rezolvă problema tehnică propusă prin aceea că, înaintea etapei (b), tutunul este compactat la o greutate volumetrică de cel puțin 160 kg/m^3, iar etapa de compactare se efectuează, cel puțin parțial, într-un vas separat, după care tutunul se introduce într-un vas de presiune pentru etapa de impregnare.

Instalația pentru efectuarea procedeului cuprinde un compactor de tutun pentru comprimarea tutunului înainte de plasarea acestuia în vasul de impregnare, un dispozitiv de transport cu containere pentru transportul șarjelor de tutun de la compactor la vasul de impregnare, un mijloc de transfer pentru transferul unei șarje de tutun dintr-un container la vasul de impregnare și înapoi la container după impregnare.

Prezenta invenție are avantajul că dă posibilitatea de a reduce dimensiunile vasului de impregnare, datorită faptului că tutunul ocupă un volum mai mic. Reciproc, se poate folosi un vas de impregnare de dimensiuni neschimbate pentru a trata o cantitate mai mare de tutun, ceea ce reduce costurile utilajelor. Deasemenea, deoarece șarjele mai mici se prelucrează mai repede decât cele mari, aceeași șarjă de tutun poate fi prelucrată, prin procedeul conform invenției, mai repede decât prin procedeele din stadiul tehnicii.

Un alt avantaj îl reprezintă faptul că tutunul impregnat conform prezentei invenții, poate fi expandat folosind mai puțină energie, de exemplu se poate folosi un curent de gaz cu temperatură mai scăzută la o durată de staționare comparabilă, decât pentru tutunul impregnat în condiții în care se folosește bioxid de carbon lichid. în plus, prezenta invenție permite un control mai mare al componentelor chimice și de aromatizare, de exemplu, reducerea zaharurilor și a alcaloizilor în produsul final de tutun, prin efectuarea expandării la o temperatură mai ridicată decât cea practicată în mod uzual.

în afară de aceasta, impregnarea și expandarea tutunului conform acestei invenții, poate determina o productivitate a procedeului mai mare decât cea a procedeelor care utilizează bioxid de carbon gazos în condiții în care nu se produce condensarea înaintea ventilării. Conform prezentei invenții, evaporarea bioxidului de carbon condensat determină o răcire suficientă astfel încât chiar tutunul, cu greutate volumetrică mare a încărcăturii, poate fi impregnat și expandat în mod eficient. Această răcire de evaporare este preferabilă la straturile (paturile) de tutun cu greutate volumetrică mare a încărcăturii, pentru obținerea unei temperaturi suficient de scăzute de postventilare, pentru asigurarea stabilității tutunului impregnat.

Prin aplicarea prezentei invenții, temperatura tutunului postventilat este independentă de greutatea volumetrică a încărcăturii de tutun, ca urmare invenția este aplicabilă atât la prelucrarea șarjelor mari cât și a celor mici.

RO 112465 Bl

Compresarea sau compactarea tutunului, înaintea impregnării, nu are ca rezultat numai o greutate volumetrică dorită, mare, dar favorizează, de asemenea, o mai mare densitate prin tot stratul de tutun. Astfel, pe lângă asigurarea uniformității impregnării cu bioxid de carbon, masa prelucrată prin acest proces poate fi mărită.

Producția realizată în cazul procedeului conform invenției poate fi, de asemenea, mărită prin încărcarea impregnatorului cu greutăți volumetrice mai mari ale încărcăturii de tutun. De asemenea, stratul compactat de tutun este mai puțin probabil un strat afânat de tutun care ar putea fi depus prin intermediul gravității sau a unui curent de gaz care ae putea crea în caz contrar un spațiu gol nedorit în impregnator. în plus se dezvoltă mai puțină căldură de compresiune deoarece pe pound (453 g] de tutun, este comprimat un volum mai mic de gaz.

Bioxidul de carbon condensat pe tutun în ultimele etape de presurizare evită localizarea căldurii de compresiune. Datorită atingerii unor temperaturi de postventilare destul de scăzute, procedeul conform invenției realizează o retenție de bioxid de carbon și o stabilitate acceptabile după impregnare chiar, în cazul unei încărcături de tutun cu greutate volumetrică mare.

Productivitatea mare a procedeului, datorită masei mai mari tratate realizează economii mai mari ale costurilor de producție sau permite economii de capital prin reducerea dimensiunulor utilajului de prelucrare. Afară de aceasta, un proces de tratare a unei șarje mici într-un ciclu scurt, funcționează ca un proces continuu.

Cantitatea redusă de gaz de bioxid de carbon necesară în cazul unor greutăți volumetrice ridicate nu creează probleme de poluare a mediului, deoarece mai puțin gaz este ventilat în atmosferă pe pound (453 g] de tutun.

Prezentarea detaliată a invenției și exemplele concrete de realizare sunt date în continuare, în legătură cu fig. 1...19, cu aceleași notări ale șarjelor, și în care:

fig.1, diagramă standard temperatură-entropie, pentru bioxid de carbon;

-fig.2, diagramă bloc simplificată a procedeului cunoscut de expandare a tutunului din EP-A-0 519 696;

-fig.2A, variantă a fig.2, care arată un procedeu pentru compactare, impregnare și expandare a tutunului, în concordanță cu o formă de realizare a prezentei invenții;

-fig.3, diagramă, a procentului în greutate a bioxidului de carbon dezvoltat din tutun impregnat la 1723,5 kPa și -18 °C față de timpul de post-impregnare pentru tutun cu un conținut în OV de circa 1 2 %, 14%, 16,2 % și 20 %;

- fig.4, diagramă a procentului în greutate de bioxid de carbon reținut în tutunul în raport cu timpul de post-ventilare pentru tutunuri cu trei valori diferite pentru □V;

-fig.5, diagramă a echilibrului CV a tutunului expandat față de timpul de menținere înaintea expandării pentru tutun cu un conținut OV de circa 12 % și circa 21 %;

-fig.6, diagramă a volumului specific al tutunului expandat față de timpul de menținere înaintea expandării pentru tutun cu un conținut în OV de circa 12 % si circa 21 %;

-fig.7, diagramă a echilibrului CV de tutun expandat față de conținutul OV la ieșirea din turnul de expandare;

- fig.8, diagramă a reducerii procentuale în tutun a zaharurilor reducătoare față de conținutul OV la ieșirea din turnul de expandare;

- fig.9,diagramă a reducerii în procente de alcaloizi din tutun față de conținutul OV la ieșirea din turnul de expandare;

- fig. 10, diagramă schematică a unui vas de impregnare prezentând temperatura tutunului în diferite puncte prin stratul de tutun după ventilare;

- fig.11, diagramă a volumului specific al tutunului expandat față de timpul de menținere după impregnare înaintea expandării;

RO 112465 Bl

-fig. 12, diagramă a echilibrului CV a tutunului expandat față de timpul de staționare după impregnare înaintea expandării;

-fig. 13, diagramă a temperaturii tutunului față de OV din tutun arătând gradul de prerăcire necesar pentru a atinge stabilitatea adecvată (de ex. circa 1 oră post-ventilare înainte de expandare) pentru tutun impregnat la 5515 kPa;

- fig. 14, vedere de sus schematică a unei instalații pentru realizarea unui ciclu scurt al procesului de impregnare asupra tutunului cu greutate volumetrică mare;

-fig. 15, schema secțiunii instalației din fig. 14;

- fig. 16, secțiune lărgită prin vasul de presiune din fig. 15, văzută esențial din aceeași direcție ca si direcția vederii din fig. 15;'

- fig. 17, vedere de sus similară cu cea din fig. 14, dar o altă reprezentare a instalației conform invenției;

- fig. 18, vedere similară aceleia din fig. 15, dar a instalației din fig. 17;

- fig. 19, este o vedere similară aceleia din fig. 16, dar a instalației din fig. 18;

Prezenta invenție se referă la producerea unui produs de tutun expandat, de densitate substanțial redusă și putere de umplere crescută, produs prin impregnarea tutunului sub presiune cu bioxid de carbon gazos saturat și o cantitate controlată de bioxid de carbon lichid condensat, eliberarea rapidă a presiunii permițând astfel tutunului să expandeze. Expandarea poate fi realizată prin supunerea tutunului impregnat la încălzire, energie radiantă sau energie similară generând condiții care vor cauza expandarea rapidă a bioxidului de carbon impregnat.

Pentru a realiza procedeul prezentei invenții, se pot utiliza fie frunze de tutun uscat în totalitate, tutun tăiat sau bucăți, sau părți selectate din tutun precum tulpini din tutun, sau posibil chiar tutun reconstituit. în forma amestecată, tutunul ce urmează a fi impregnat este preferabil să aibă o dimensiune a particulelor de aproximativ 6 mesh... 1D mesh, preferabil tutunul are o dimensiune a particulelor sub aproximativ 300 mesh, adică sub aproximativ 118 ochiuri/cm.

Așa cum se utilizează în acest caz, unitetea de măsură mesh se referă la standardul Statelor Unite pentru site și acele valori reflectă capacitatea ca peste 95 % din particulele unei dimensiuni date să treacă printr-o sită cu o valoare în mesh dată.

Așa cum se utilizează în continuare, % umiditate poate fi considerat echivalent cu conținutul de substanțe care se volatilizează în cuptor (OV) deoarece nu mai mult decât aproximativ 0,9 % din greutatea tutunului reprezintă alte substanțe volatile decât apa. Determinarea substanțelor care se volatilizează în cuptor (OV) este o simplă măsurătoare a pierderii în greutate a tutunului după expunere de 3 ore într-un cuptor cu circulație de aer controlat la 1DO^aC. Pierderea în greutate ca procent din greutatea inițială este conținutul în substanțe care se volatilizează în cuptor (OV).

în general, tutunul ce urmează a fi tratat va avea un conținut de OV de cel puțin aprox. 12 % și mai puțin de aprox. 21 %. Preferabil, tutunul ce va fi tratat va avea un conținut OV de circa 13 % până la circa 16 %. Sub circa 12 % OV, tutunul este prea ușor sfărâmat, rezultând o cantitate mare de particule fine de tutun. Peste circa 21 % OV, sunt necesare valori excesive de pre-răcire pentru a atinge o stabilitate acceptabilă și o temperatură de post-ventilare foarte scăzută.

în concordanță cu prezenta invenție, în vederea atingerii unei greutăți volumetrice mari dorite, a încărcăturii sau o densitate mai uniformă prin patul de tutun sau atât o greutate volumetrică a încărcăturii cât și un strat mai uniform de tutun, tutunul poate fi compactat sau comprimat înainte ca el să fie impregnat cu bioxid de carbon. Tutunul poate fi compactat înainte să fie plasat în vasul de presiune, interiorul vasului de presiune sau ambele, astfel că densitatea încărcăturii rezultate a tutunului, în vasul de presiune, este esențial uniformă și substanțial mai mare decât greutatea volumetrică a unui

RO 112465 Bl tutun tipic puțin afânat.

Pentru un procedeu de impregnare a amestecului, prin tutunul din vasul de presiune, este preferabil să fie purjat bioxid de carbon gazos, operația de purjare având în general o durată de aproximativ 1 min...4 min. într-o variantă preferată de realizare, care se referă la o greutate volumetrică mare a stratului de tutun cerințele de purjare pot fi reduse deoarece spațiile goale pot fi diminuate și deoarece vasul poate fi mai mic pe pound de tutun.Exemplul descris amănunțit mai jos cu referință la fig. 14-16, operează cu o singură etapă de purjare de numai 5 s. Etapa de purjare poate fi eliminată fără a influența produsul final. Avantajele purjării sunt îndepărtarea gazelor care pot interfera cu recuperarea bioxidului de carbon și îndepărtarea gazelor străine care pot interfera cu penetrarea completă a bioxidului de carbon.

Bioxidul de carbon gazos care este folosit în procedeul prezentei invenții este în general obținut dintr-un rezervor de alimentare unde este menținut sub formă de lichid saturat la o presiune de aproximativ 2750 kPa...7239 kPa. Rezervorul de alimentare poate fi alimentat cu bioxid de carbon gazos recomprimat ventilat din vasul de presiune. Bioxid de carbon suplimentar poate fi obținut dintr-un vas de depozitare unde este menținut în formă lichidă în general la o presiune de aproximativ 1482 kPa...21O3 kPa și la o temperatură de aproximativ -28,9 °C..17,8 °C. Bioxidul de carbon lichid din vasul de depozitare poate fi amestecat cu bioxidul de carbon gazos recomprimat și depozitat în rezervorul de alimentare. Alternativ, bioxidul de carbon lichid din vasul de depozitare poate fi preîncălzit, de exemplu, prin bobine de încălzire corespunzătoare în jurul liniei de alimentare până la o temperatură de aprox. 15 °C...29 °C și o presiune de aprox. 2068 kPa...6894 kPa, înainte de a fi introdus în vasul de presiune. După ce bioxidul de carbon este introdus în vasul de presiune, interiorul vasului, incluzând tutunul de tratat, va fi în general la o temperatură de aprox. -7°C...27 °C și la o presiune suficientă pentru a menține bioxidul de carbon gazos substanțial în stare saturată.

Stabilitatea tutunului, de exemplu, durata în care tutunul impregnat poate fi depozitat după depresurizare înaintea etapei finale de expandare și încă poate fi expandat satisfăcător este dependentă de conținutul inițial de OV din tutun, adică, conținutul OV preimpregnat și temperatura tutunului după ventilarea vasului de presiune. Tutunul cu un conținut inițial mai ridicat de DV necesită o temperatură mai joasă de postventilare decât tutunul cu un conținut mai scăzut de OV pentru a atinge același grad de stabilitate.

Efectul conținutului de OV asupra stabilității tutunului impregnat cu bioxid de carbon gazos la 1723,5 kPa și -18 °C a fost determinat prin plasarea unui eșantion cântărit din tutun de culoare deschisă, de aprox. 60 g...7D g, într-un vas de presiune de 3D0 cm³. Vasul a fost apoi imersatîntro baie cu temperatură controlată ținută la -18 °C. După ce vasul a atins echilibrul termic cu baia, vasul a fost purjat cu bioxid de carbon gazos. Vasul a fost apoi presurizat la aprox. 1723,5 kPa. Impregnarea cu fază gazoasă a fost asigurată prin menținerea presiunii bioxidului de carbon la cel puțin 1379 kPa...2O68 kPa, sub presiunea de saturare a bioxidului de carbon la -18 °C. După ce s-a permis tutunului să se înmoaie la presiune, timp de aprox. 15 min...60 min., presiunea vasului a fost rapid coborâtă la presiunea atmosferică în aprox.3 s.. .4 s, prin ventilare în atmosferă. Valva de ventilare a fost imediat închisă și tutunul rămas în vasul de presiune a fost imersat într-o baie cu temperatură controlată la -18 °C pentru circa 1 h. După circa 1 h, temperatura vasului a fost mărită la aprox.25 °C timp de peste două ore în vederea eliberării bioxidului de carbon, rămas în tutun. Presiunea vasului și temperatura au fost continuu monitorizate folosind un computer compatibil IBM cu Labtech versiunea 4, cu programul de prelucrare a datelor achiziționat de la Laboratoires Technologies Corp. Cantitatea de bioxid de carbon dezvoltată de tutun în timp la temperatură

RO 112465 Bl constantă, poate fi calculată pe baza presiunii vasului, în timp,

Fig.3 compară stabilitatea tutunului de culoare deschisă cu aprox. 12%, 14 %, 16,2 % și 20 % OV, impregnat cu bioxid de carbon gazos la 1723,5 kPa la -18 °C așa cum este descris mai sus. Tutunul cu un conținut OV de circa 20 % pierde circa 71 % din extrasul său de bioxid de carbon după 15 min. la -18 °C, în timp ce tutunul cu un conținut OV de aprox. 12% pierde numai 25% din extrasul său de bioxid de carbon, după 60 min. Cantitatea totală de bioxid de carbon dezvoltată după creșterea temperaturii vasului la 25 °C este un indicator al extracției totale a bioxidului de carbon. Aceste date indică faptul că, pentru impregnări la temperaturi și presiuni comparabile, dacă conținutul OV al tutunului crește, stabilitatea tutunului descrește.

In vederea atingerii unei stabilități suficiente a tutunului, este de preferat ca temperatura tutunului să fie de aprox.-17,8 °C......-12,2 °C după ventilarea vasului de presiune când tutunul care trebuie expandat are un conținut inițial OV de circa 15%. Tutunul cu un conținut inițial OV mai mare decât circa 15 % va avea o temperatură de post-ventilare mai mică de aprox. -17,8 °C. ..-12,2 °C și tutunul cu un conținut inițial OV mai mic decât 15 % poate fi menținut la o temperatură mai mare -17,8 °C...-12,2 °C în vederea atingerii unui grad comparabil de stabilitate. De exemplu fig.4 ilustrează efectul temperaturii de post-ventilare a tutunului asupra stabilității tutunului la diferite conținuturi de OV. Fig,4 arată că un tutun cu un conținut mai înalt de OV, circa 21 % necesită o temperatură mai joasă de post-ventilare, circa -37,4 °C, în vederea atingerii unui nivel similar al retenției bioxidului de carbon, în comparație cu un tutun cu un conținut mai scăzut de OV. circa 12%, cu o temperatură de postventilare de aprox. -17,8 °C...-12,2 °C.

Fig.5 și 6, respectiv, prezintă efectul conținutului de OV al tutunului, și temperatura de post-ventilare asupra CV echilibrat și volumul specific al tutunului expandat după ce a fost menținut la temperatura indicată de post-ventilare pentru intervalul de timp indicat.

Fig.4, 5, și 6 sunt bazate pe date din șarjele 49, 54, 65. în fiecare din aceste șarje, tutun de culoare deschisă a fost plasat într-un vas de presiune cu un volum total de 0,096 m³; 0,068 m³ din acesta au fost ocupați de tutun. în șarjele 54 și 65, aproximativ 9,97 kg din tutun cu 20 % OV a fost plasat în vasul de presiune. Acest tutun a fost prerăcit printrun curent de gaz de bioxid de carbon trecând prin vas la aprox. 2902 kPa...1O55 kPa pentru șarjele 54 și 65, respectiv timp de aprox. 4...5 min. înainte de depresurizare la circa 5515 kPa cu bioxid de carbon gazos.

Presiunea de impregnare, raportul masic bioxid de carbon-tutun, și capacitatea de încălzire a tutunului pot fi manipulate de așa manieră încât în circumstanțe specifice, valoarea răcirii cerută de la evaporarea bioxidului de carbon condensat este relativ redusă față de răcirea dezvoltată prin expandarea bioxidului de carbon gazos la depresurizare. Totuși dacă raportul masic bioxid de carbon gazos față de tutun descrește, aceasta înseamnă că densitatea încărcărcăturii de tutun crește, și răcirea cerută de la evaporarea bioxidului de carbon condensat crește. în vederea atingerii unei producții mărite și a unei expandări mai uniforme a tutunului prin precompactarea tutunului, este esențial ca să se controleze formarea și evaporarea bioxidului de carbon condensat.

în fiecare din șarjele 49,54 și 65, după atingerea presiunii de impregnare de aprox. 5515 kPa, presiunea sistemului a fost menținută la aprox. 5515 kPa circa 5 min., înainte ca vasul să fie rapid adus la presiunea atmosferică în aprox. 90 s. Masa de boixid de carbon condensat pe 453 g de tutun în timpul presurizării, după răcire a fost calculată pentru șarjele 54 Și 65 și este prezentată în Tabelul nr. 1. Tutunul impregnat a fost menținut la temperatura sa de post-ventilare în atmosferă uscată până când a fost expandat într-un turn de expandare cu diametrul de 76,2 mm prin contact cu flux de vapori la temperatura indicată și la o viteză de circa 44,1 m/s pentru mai puțin decât circa 5s.

RO 112465 Bl

16

Tabel 1

șarja	54	65
OV % de alimentare	20,2	20,4
Greutatea tutunului (kg)	10,2	9,63
Presiunea de răcire a curentului de C02 (kPa)	2902	1055
Presiunea de impreqnare (kPa)	5515	5322
Temperatura de prerăcire (°C)	-12,2	-29,9
Temperatura de postventilare (°C)	-12,2...-6,7	-37,4
Temperatura gazului din turnul de expandare (°C)	302	302
Echiv.CV (cm3/g)	8,5	10,0
SV (cm3/g)	1,8	2,5
C02 calculat condensat (g/g tutun)	0,19	0,58

VOLUMUL CILINDRIC (CV) 20

Termenul “volum cilindric” este o unitate pentru măsurarea gradului de expandare a tutunului. Așa cum este folosit în cursul acestei descrieri, valorile utilizate în legătură cu acești termeni sunt 25 determinate precum urmează:

încărcătura de tutun cântărind 20 g, dacă este neexpandată sau 10 g dacă este expandată, este plasată într-un densimetru cilindric de 6 cm diametru, 30 model No. DD-60 proiectat de Heinr. BorgwaldtGmbH, Schnackenburg-alee No 15, Postfach 54 07 02, 2000 Hamburg 54 Germania. Un piston de 2 kg cu diametrul de 5,6 cm este plasat pe tutun 35 în cilindru pentru 30 s. Volumul rezultat al tutunului comprimat, este citit și divizat în probe cântărite de tutun pentru a produce volumul cilindric în cm³/g. Testul determină volumul aparent al greutății 40 umpluturii de tutun. Volumul rezultat al substanței de umplere este raportat la volumul cilindrului. Acest test este realizat în condiții standard ale mediului înconjurător de 24°C și 60 %RH, umiditate 45 relativă, dacă nu se stabilește astfel, proba este precondiționată în acest mediu înconjurător timp de 24-48 h.

VOLUMUL SPECIFIC (SV)

Termenul “volum specific” este o unitate pentru măsurarea volumului și a densității reale a obiectelor solide, de exemplu tutun, folosind principiile fundamentale ale legii gazului ideal. Volumul specific este determinat prin considerarea inversului densității și este exprimat în “cm³/g”. □ probă cântărită de tutun fie ca atare uscată la 100 °C timp de 3 h, fie echilibrată, este plasată într-o celulă într-un Penta-picnometru Quantachrome. Celula este apoi purjată și presurizată cu heliu. Volumul de heliu dislocuit de tutun este comparat cu volumul de heliu necesar pentru a umple o celulă fără probă și volumul de tutun este determinat pe baza principiului lui Archimede. Așa cum se utilizează în descriere, dacă nu se menționează contrariul, volumul specific a fost determinat folosind aceeași probă de tutun cu cea folosită la determinarea OV, de exemplu tutun uscat după o expunere de 3 h într-un cuptor cu circulație de aer controlat la 100 °C.

RO 112465 Bl

Gradul de stabilitate al tutunului, solicitat, și prin urmare temperatura de post-ventilare cerută pentru tutun, depinde de mulți factori care includ durata de după depresurizare și înaintea expandării tutunului. De aceea selectarea unei temperaturi de post-ventilare dorite trebuie făcută în lumina gradului de stabilitate cerut. în concordanță cu un alt aspect al procedeului conform invenției, tutunul impregnat este manipulat între fazele de impregnare și de expandare astfel încât să se mențină retenția de bioxid de carbon a tutunului. De exemplu, tutunul ar trebui transportat pe o bandă izolată și răcită și ar trebui izolat de orice contact cu aer încărcat cu umiditate.

Temperatura de post-ventilare dorită a tutunului ar putea fi obținută cu orice fel de utilaje adecvate inclusiv prin prerăcirea tutunului înaintea introducerii acestuia în vasul de presiune, prin răcirea in situ a tutunului în vasul de presiune prin purjare cu bioxid de carbon rece sau alte mijloace adecvate, sau prin răcirea în vid in situ, intensificată prin curgerea prin materiale a gazului de bioxid de carbon. Răcirea în vid are avantajul reducerii conținutului de OV (substanță care se volatilizează) a tutunului, fără degradarea termică a tutunului. Răcirea în vid îndepărtează deasemenea gazele necondensabile din vas, permițând astfel eliminarea fazei de purjare. Răcirea în vid poate fi aplicată eficient și practic pentru reducerea temperaturii tutunului cât mai malt până în jur de -1°C. Este preferabil ca tutunul să fie răcit in situ în vasul de presiune.

Gradul de prerăcire sau de răcire in situ solicitat pentru atingerea temperaturii dorite de postventilare a tutunului, depinde de valoarea răcirii efectuate la expandarea gazului de bioxid de carbon în timpul depresurizării. Valoarea răcirii tutunului datorată expandării bioxidului de carbon gazos este o funcție a raportului între masa gazului de CO₂ condensat și masa tutunului, capacitatea calorică a tutunului, presiunea finală de impregnare și temperatura sistemului. Din această cauză, pentru o anumită impregnare, când alimentarea cu tutun și presiunea siste mului temperatură și volumul sunt stabilite, controlul temperaturii finale de postventilare a tutunului poate fi realizat prin controlarea cantității de bioxid de carbon permisă să condenseze pe tutun. Valoarea răcirii tutunului datorată evaporării bioxidului de carbon condensat de pe tutun este o funcție a raportului între masa de bioxid de carbon condensat și temperatura sau presiunea sistemului.

în prezența bioxidului de carbon condensat, schimbările greutății volumetrice nu afectează semnificativ temperaturile de postventilare. Dacă tutunul este compactat înaintea impregnării cu bioxid de carbon, rezultă o mai mare greutate volumetrică ceea ce permite ca o masă mai mare de tutun să fie umplută într-un vas de impregnare dat. Creșterea densității încărcăturii de tutun poate mări viteza de producție a procesului. Deși varianta preferată de realizare descrie efectuarea fazei de compactare, în scopul obținerii unei greutăți volumetrice mai mari, întrucât include compactarea cu un piston, se pot utiliza orice alternativă, sau metode nemecanice sau instalații pentru compactarea tutunului.

Stabilitatea cerută pentru tutun este determinată de tipul proceselor de impregnare și expandare folosite. Fig. 13 ilustrează temperatura de postventilație necesară pentru obținerea stabilității dorite a tutunului ca funcție a OV pentru un anumit tip de proces de prelucrare. Suprafața inferioară umbrită 2DO ilustrează valoarea răcirii obținute prin expandarea gazului de bioxid de carbon și suprafața superioară 250 ilustrează valoarea răcirii suplimentare necesitată de evaporarea bioxidului de carbon lichid ca funcție a OV al tutunului pentru a obține stabilitatea cerută. Pentru acest exemplu, stabilitatea adecvată a tutunului este atinsă când temperatura tutunului se află la sau sub temperatura reprezentată prin linia de “stabilitate. Variabilele procesului care determină temperatura de postventilare a tutunului includ variabilele anterior discutate și includ alte variabile dar nu se limitează la temperatura vasului, masa vasului, volumul vasului, configurația vasu

RO 112465 Bl lui, geometria curgerii, orientarea echipamentului, valoarea transferului de căldură către pereții vasului și timpul de retenție între impregnare și expandare stabilit de procesul de prelucrare.

Pentru procedeul de 5515 kPa ilustrat în fig. 13 cu timpul de menținere la postventilare în jur de 1 h, nu se solicită o prerăcire pentru tutun de 12 %OV pentru a atinge stabilitatea cerută,în timp ce tutunul de 21%0V necesită o prerăcire suficientă pentru a atinge temperatura de postventilare de - 37,4 °C.

Temperatura de postventilare a tutunului, de la circa -37,4 °C...-6,7 °C este semnificativ mai ridicată decât temperatura la postventilare -în jur de -79 °C când bioxidul de carbon lichid este folosit ca impregnant. Această temperatură de postventilare mai ridicată a tutunului și OV mai scăzut al tutunului permit ca faza de expandare să fie condusă la o temperatură semnificativ mai redusă, rezultând un tutun expandat mai puțin prăjit și cu o mai mică pierdere de aromă. în plus, este necesară mai puțină energie pentru expandarea tutunului. Mai mult, deoarece se formează foarte puțin bioxid de carbon solid, dacă aceasta se formează, manipularea tutunului impregnat este simplificată. Spre deosebire de tutunul impregnat numai cu bioxid de carbon lichid, tutunul impregnat conform prezentei invenții nu are tendința de a forma aglomerări care ar trebui zdrobite mecanic. Astfel se obține un randament mai mare de tutun, utilizabil pentru că se elimină faza de zdrobire a aglomerărilor, care intervine la calitățile de tutun prea fine pentru a putea fi utilizate la fabricarea țigaretelor.

în plus, tutun de aproximativ 21 % OV la aproximativ -37,4 °C pănă la aproximativ 12 % OV la aproximativ -6,7°C spre deosebire de orice tutun OV la aproximativ -79 °C, nu este casant și de aceea este manipulat cu degradare minimă. Această proprietate se reflectă într-un randament mai mare de tutun utilizabil pentru că mai puțin tutun este rupt mecanic în timpul manipulării normale, de exemplu în timpul descărcării vasului de presiune sau al transferului din vasul de presiune în zona de expandare.

Modificările chimice din timpul expandării tutunului impregnat, de ex. pierderea de zaharuri reducătoare și de alcaloizi la încălzire pot fi reduse prin mărirea valorii de OV de ieșire a tutunului, adică a conținutului de OV al tutunului, imediat după expandare, la aproximativ 6 % OV sau mai mult. Acest lucru poate fi realizat prin reducerea temperaturii fazei de expandare. în mod normal creșterea valorii OV de ieșire a tutunului este cuplată cu o descreștere a valorii expandării realizate. Descreșterea valorii de expandare depinde strict de conținutul de OV al tutunului la pornirea alimentării. Dacă valoarea OV de alimentare a tutunului este redusă la aproximativ 13 %, se observă o reducere minimă a gradului de expandare chiar la un conținut de umiditate a tutunului de aproximativ 6 % sau peste, care iese din dispozitivul de expandare. Din această cauză dacă OV de alimentare și temperatura de expandare sunt reduse, se poate obține O expandare surprinzător de bună, în timp ce modificările chimice sunt diminuate. Acest lucru este prezentat în fig.7, 8 și 9. Fig. 7,8 și 9 se bazează pe datele șarjelor 2242 și 2244 la 2254. Aceste date sunt incluse în Tabelul 2. în fiecare din aceste șarje o cantitate cântărită de tutun de culoare deschisă a fost plasată într-un vas de presiune asemănător vasului descris la Exemplul nr.1.

cn cu cu

RO 112465 Bl cu

2248 (a doua)	Γχ ω O	CD cu O	232	ra. CO CD ZZ in o	CD ω. CD 'T ZZ oo' CU	2,71 13,6	CD CD oo ° CU ω ’T-
2247-48 (prima)	Γχ co’ O	CD CU □	204,5	O ff~) CO - CU 00 ZZ in O	’t- Q.^r cu cd' r< cu	2,71 13,6	ns. CD £ ci O cu
2246 (prima)	147,5	0,36	315,5	CD 00 £ w 6	v- ω. in co co ZZ cd‘ cu	2,71 13,6	CU 00_ CD / K CU CU v-
2245 (a doua)	147,5	(O co Q	co ω cu	cn oo £ ™ o	CO cu co co ZZ oo cu	2,71 13,6	Ș! cu ~ O co cri CU r- LU
2244-46 (a treia)	in f< 'st	0,36	260	Q oo oo □	CD m. Γ- CO ZZ K	2,71 13,6	CD ω. CU cu’ °ο ”
2242	45,5	inapli-cabil	357	'T CD CD ω cu q	CU ω. V- cu ZZ ° co’	2,71 13,6	T CD O OT- oo’ o cu V- CU r- cu
2241	45,5	inapli-cabil	329,5	in co ω cu o-	in in □ cu ZZ cri co’	2,71 13,6 I	CU 00 CD LD / CU CU CU r- r
ci C CD CD ω-	Greutatea tutunului (kg)	C02 condensat (kg/kg calculat)	Temperatura din turn (°C)	Alimentarea □V ca atare echiv.OV echiv.CV (cm3/g) SV (cm3/g)	Turn OV ca atare echiv.OV echiv.CV (cm3/g) SV (cm3/g)	Alimentarea alcaloizi”1 zaharuri reducătoare”1	La ieșirea din turn alcaloizi”1 reducere % zaharuri reducătoare”1 reducere %

st cu

0) u CD .c C c o ϋ

co cu

2254 a doua	95	0,25	274	03 Q sr oo Ș1 in □	CD_ r- cu cu ^Z 01' CD	2,71 13,6	00 CD CD LD CU lh CU s— QJ
2253-54 prima	95	0,25	co st cu	03 °° co ω Ș Ș io' O	° 00 Ol co - 03 - co - ra 03	2,71 13,6	CD 00 v- 03 CD - cu' - ” ω
2252 a doua	95	LD CU O	218	ω. 'xf co ” ID □	O X CD 00 in co' cu	2,71 13,6	£ CD 113 X cu' 03 ” O
2251-52 prima	95	0,25	190,5	03 Q st oo 5) in' ό	LO W. CQ CD co' ω cu	2,71 13,6	X ω CD “i 2 ” ° CU 133 s-
2250 a doua	108,7	0,29	co co cu	Q 03 co oo ID □	oo st o cu ^Z oî CO’	2,71 13,6	ω- 01 - CD CD nj cu <- LVJ
2249-50 prima	108,7	CD CU O	260	°o co co ID O	st 133 st 01 St ^Z CD CU	2,71 13,6	£ 03 Ol 13 CU 00 nj CU s— 03
Șarja nr.	Greutatea tutunului (kg)	C0? condensat (kg/kg calculat)	Temperatura din turn (°C)	Alimentarea □V ca atare echiv.OV echiv.CV (cm3/g) SV (cm3/g)	Έυ _ c X CD t X |Ξ Φ 8 ·— l. o E CD '—’ CJ ra o o > s > > ω > o o O CD CD	*ω c_ CD m O CD CD ~ )(0 £__ o CD N 5 £0-0 CD CD O E - ··— CD c_ < S CD JZ CD IXJ	La ieșirea din turn alcaloizix) reducere % zaharuri reducătoare1*’ reducere %

x) greutatea în procente, baza este greutatea uscată

RO 112465 Bl

Bioxid de carbon lichid la 2964 kPa a fost utilizat la impregnarea tutunului la șarjele 2241 și 2242. Tutunul a fost lăsat la înmuiere în bioxid de carbon lichid circa 60 s, înainte de evacuarea excesului de lichid. Vasul a fost apoi rapid depresurizat până la presiunea atmosferică, formânduse bioxid de carbon solid in situ. Tutunul impregnat a fost apoi evacuat din vas și orice aglomerări care s-ar fi putut forma, au fost zdrobite. Tutunul a fost apoi expandatîntr-un turn de expandare de 203 mm prin contactul cu un amestec de 75 % abur/aer la temperatura indicată și la o viteză în jur de 25,9 m/s pentru o durată sub 4 s.

Conținutul de alcaloizi ai nicotinei și de zaharuri reducătoareînainte și după expandare a fost măsurat folosind sistemul de analiză în flux continuu Bran Luebbe (înainte Technicon). Pentru extragerea alcaloizilor din nicotină și a zaharurilor reducătoare din tutun se folosește o soluție apoasă de acid acetic. Extractul este supus întâi dializei care înlătură majoritatea interferențelor ambelor determinări. Zaharurile reducătoare sunt determinate prin reacția lor cu hidrazida acidului phidroxibenzoic într-un mediu bazic la 85 °C pentru a forma o culoare. Alcaloizii nicotinei sunt determinați prin reacția lor cu clorură de cianogen în prezența unei amine aromatice. Descreșterea alcaloizilor sau a conținutului de zaharuri reducătoare din tutun este un indiciu pentru o pierdere sau o schimbare intervenită la componenții chimici sau aromatici ai tutunului.

Șarjele 2244 la 2254 au fost impregnate cu bioxid de carbon gazos la 5515 kPa în concordanță cu metoda descrisă la Exemplul nr. 1 de mai jos. în scopul studierii efectului temperaturii de expandare, tutunul de la o singură impregnare a fost expandat la diferite temperaturi. De exemplu, 147 kg de tutun au fost impregnate și apoi au fost prelevate în decurs de circa 1 ora, trei probe care au fost analizate și expandate la 260 °C, 288 °C și 315,5 °C reprezentând șarjele 2244, 2245 și respectiv 2246. în scopul studierii efectului conținutului de OV, au fost impregnate amestecurile de tutun cu conținuturi de OV de circa 13%, 15%, 17% și 19%. Notația primă, a doua sau a treia în dreptul numărului șarjei indică ordinea în care tutunul a fost expandat pornind de la o anumită impregnare. Tutunul impregnat a fost expandat într-un turn de expandare de 20,32 cm cu amestec de 75% abur/aer la temperatura indicată și la o viteză de circa 25,9 m/s timp de mai puțin 4 s. Alcaloizii și conținutul de zaharuri reducătoare din tutun au fost determinate în același mod ca mai sus.

Referitor la Fig.2, tutunul ce urmează a fi tratat este introdus în uscătorul 10 unde este uscat de la umiditatea de aproximativ 19% la aproximativ 28% (în greutate) până la umiditatea de aproximativ 12% la 21% (în greutate), de preferință la aproximativ 13% până la 16% umiditate (în greutate). Uscarea poate fi realizată prin orice mijloc adecvat. Acest tutun uscat poate fi depozitat în vrac într-un siloz în vederea unei impregnări și expandări ulterioare sau poate fi introdus direct în vasul de presiune 30 după ajustarea adecvată a temperaturii și după compactare, dacă aceasta este necesar.

în mod facultativ, o cantitate de tutun uscat este cântărită pe o bandă de dozare și depusă pe o bandă de transport în unitatea de răcire a tutunului,20,pentru tratarea înaintea impregnării. Tutunul este răcit în unitatea de răcire a tutunului 20 prin orice mijloace convenționale care includ înghețarea, la sub -6,7 °C de preferință la sub -17,8 °C înainte de a fi introdus în vasul de presiune 30.

Schema sinoptică din Fig.2A este similară celei din Fig. 2 însă prezintă, în plus, un dispoziv de compactare 80 pentru compactarea tutunului înaintea impregnării sale cu bioxid de carbon, în concordanță cu o variantă îmbunătățită a prezentei invenții.Tutunul poate fi compactat in situ în vasul de presiune sau la o stație de compactare separată sau la ambele. Astfel, dispozitivul de compactare 80 poate fi independent sau integrat în vasul de presiune 30 și include aranjamentul adecvat de compactare și de transport.

RO 112465 Bl

Cu tutun de 15% OV dispozitivul de compactare 80 comprimă sau compactează tutunul de la o greutate volumetrică inițială, afânată, până la o greutate volumetrică compactă, de la aprox. 0,2 kg/dm³...0,256 kg/dm³ și de preferință de la aproximativ 0,208 kg/dm³...0,24 kg/dm³. S-a observat că tutun de 15% □V compactizat la peste 0,24 kg/dm³ sau 0,256 kg/dm³ prezintă unele aglomerări după ce a fost scos din vasul de impregnare.

Pentru un dispozitiv de impregnare mic (de ex. de circa un 28,3 dm³] greutatea volumetrică compactă a încărcăturii este mult mai uniformă în tot stratul de tutun în cazul compactizării mecanice. în cazul unui dispozitiv de impregnare mare, compactarea mecanică determină o densitate mai uniformă a încărcăturii decât cea care ar putea fi obținută numai prin gravitație. De ex. când tutun de culoare deschisă de 20,5 % OV a fost încărcat afânat într-un cilindru cu înălțimea de circa 175 cm și cu un diametru de circa 61 cm, densitatea măsurată a încărcăturii a fost de aprox. 0,368...0,408 kg/dm³, în special uniformă la punctele de măsurare ale înălțimii stratului de 0...50,8 cm, diminuate la circa 0,336 kg/dm³ la circa 80 cm înălțime și apoi,diminuate în special linear, de la circa 0,336 kg/dm³ la...0,232 kg/dm³ între circa 80 cm și punctul superior al stratului. Dacă un strat de tutun este compactat până la cel puțin densitatea de prag a încârcăturii, efectul gravitațional de compactare și densitatea încărcăturii vor fi substanțial uniforme prin toată masa stratului.

Următoarea procedură a fost utilizată pentru a măsura greutăți volumetrice ale încărcăturii la diferite adâncimi ale unui strat (pat) de tutun. Cantități preîncălzite de tutun de exemplu cantități de câte 2265 g au fost introduse una după cealaltă, într-un cilindru. După fiecare 2265 g de tutun introduse în cilindru s-a pus un semn. După ce cilindrul a fost umplut cu tutun cu semnele interpuse între cantitățile succesive de 2265 g, cilindrul a fost scos cu grijă în scopul formării unei coloane verticale, stabile de tutun, cu semne. A fost măsurată înălțimea fiecărui semn și folosită la calcularea volumului ocupat în parte de fiecare cantitate de 2265 g corespunzătoare, stabilindu-se totodată greutatea volumetrică a stratului de tutun respectiv.

Tutunul răcit și compactat este introdus în vasul de presiune 30 prin orificiul de alimentare cu tutun 31, unde este depozitat. De preferință, vasul de presiune 30 este un cilindru care are un ax longitudinal cu extensie verticală cu un orificiu de alimentare cu bioxid de carbon 33 amplasat în partea inferioară, sau pe lângă acesta, a vasului 30 și un orificiu de evacuare prin ventilare a bioxidului de carbon 32 amplasat lângă sau aproape de partea superioară a vasului 30. Oricum, ventilarea poate fi realizată în orice direcție convenabilă, de exemplu, vertical, orizontal, radial etc. deoarece procedeul conform invenției realizează în mod substanțial temperaturi uniforme în tot stratul de tutun datorită condensării bioxidului de carbon controlată uniform. Deasemenea stratul este în primul rând omogen și uniform și permite curgerea uniformă a gazului în orice direcție.

Vasul de presiune 30 este apoi purjat cu bioxid de carbon gazos pentru a elimina orice urmă de aer sau alte gaze necondensabile, din vasul 30. Alternativ, vasul de presiune poate fi golit folosindu-se o pompă de vid pentru a elimina aerul sau alte gaze înainte ca gazul de bioxid de carbon să fie introdus în vas. Este de dorit ca purjarea să fie condusă într-o asemenea manieră încât să nu se ridice în mod semnificativ temperatura tutunului în vasul 30. De preferință efluentul acestei faze de purjare este tratat în orice mod corespunzător pentru a recupera bioxidul de carbon pentru refolosire sau pentru a-l ventila în atmosferă prin linia 34.

După faza de purjare gazul de bioxid de carbon este introdus în vasul de presiune 30 din rezervorul de alimentare 50 unde este menținut la circa 2758 kPa...7239 kPa. Când presiunea interioară a vasului 30 atinge între circa 2068 kPa la circa 3447 kPa, orificiul de evacuare

RO 112465 Bl a bioxidului de carbon 32 este deschis permițând bioxidului de carbon să se scurgă prin stratul de tutun, răcind tutunul până la o temperatură substanțial uniformă, menținând între timp presiunea vasului 30 de aproximativ 2068kPa......3447 kPa. După ce s-a realizat o temperatură substanțial uniformă a tutunului, orificiul de evacuare al bioxidului de carbon 32 este închis și presiunea din vasul 30 este mărită până de la aprox. 4826 kPa la aprox. 6894 kpa, de preferință aprox. 5515 kPa, prin adăugarea de bioxid de carbon gazos. Apoi orificiul de bioxid de carbon 33 este închis, în acest punct temperatura stratului de tutun este aproximativ egală cu temperatura stratului de bioxid de carbon. Pe când presiuni ridicate cum ar fi 7239 kPa ar putea fi utilizate economic și o presiune egală cu presiunea critică a bioxidului de carbon, 7287 kPa, ar putea fi acceptabilă, nu se cunoaște o limită superioară pentru presiunea de impregnare utilă, alta decât cea impusă de capacitățile echipamentului utilizabil și efectele bioxidului de carbon supercritic asupra tutunului.

în timpul presurizării vasului de presiune este urmată o cale termodinamică care permite ca o cantitate controlată de gaz de bioxid de carbon să se condenseze pe tutun. Fig.1 este o diagramă pentru temperatura standard (° F]- entropie (Btu/10 °F) pentru bioxid de carbon cu o linie l-V desenată pentru a ilustra o cale termodinamică în concordanță cu prezenta invenție. De exemplu, tutunul la circa 18,3 °C (65°F) este introdus într-un vas de presiune (la I] și presiunea din vas este mărită până la aprox. 2068 kPa (300 psig) (precum reiese din linia l-ll). Vasul este apoi răcit până la circa -17,8°C (OPF) printr-o răcire realizată prin trecerea bioxidului de carbon prin masă la circa 2068 kPa (300 psig)(precum reiese din linia ll-lll). Bioxidul de carbon gazos suplimentar este introdus în vas, ridicând presiunea la circa 5515 kPa (800 psig] și temperatura la circa 19,4 °C (67°F). Oricum, deoarece temperatura tutunului este inferioară temperaturii de saturație a bioxidului de carbon gazos, o cantitate controlată de gaz de bioxid de carbon se va condensa uniform pe tutun (precum reiese din linia lll-IVJ.După menținerea sistemului la circa 5515 kPa (800 psig] durata de timp dorită, vasul este rapid depresurizat până la presiunea atmosferică, rezultând o temperatură de postventilare de circa 20,6°C la -23,3°C (-5°F și circa -10°F) (precum reiese din linia IV-V],

Răcirea in situ a tutunului până la circa -12,2°C (1CPF] înaintea presurizării va permite în general să se condenseze ca o cantitate de gaz de bioxid de carbon saturat. Condensarea va conduce în general spre o distribuire substanțial uniformă a bioxidului de carbon lichid prin tot stratul de tutun. Evaporarea acestui bioxid de carbon lichid în timpul fazei de ventilare va contribui la răcirea uniformă a tutunului. Rezultă o temperatură uniformă de postimpregnare a tutunului într-un tutun expandat mai uniform. Condensarea uniformă a bioxidului de carbon pe tutun și răcirea uniformă a tutunului care rezultă de aici este accelerată pentru că tutunul a fost precomprimat până la o densitate substanțial uniformă a încărcăturii.

Această temperatură uniformă a tutunului este ilustrată în Fig. 10 care este o diagramă schematică a vasului de impregnare 100 folosit la șarja 28 care prezintă temperatura în °F, în diferite locuri ale stratului de tutun după ventilare. De exemplu s-a constatat că temperatura stratului de tutun la secțiunea transversală 120, la 912 mm de la partea superioară a vasului 100, a fost de -11,7°C, -14°C, -14°C, -16°C (circa 11 °F, 7 °F, 7°F și 3 °F). Circa 815 kg tutun de culoare deschisă cu un conținut de OV de circa 15% a fost introdus într-un vas de presiune de 1524mm x 2591 mm înălțime.

Vasul a fost apoi purjat cu bioxid de carbon gazos circa 30s înainte de presurizarea la circa 2413 kPa cu bioxid de carbon gazos. Stratul de tutun a fost apoi răcit la circa -12,2°C printr-o răcire realizată prin trecerea prin material a gazului, la 2413 kPa timp de circa 12,5 min. Presiunea din vas a fost apoi mărită

RO 112465 Bl la circa 5515 kPa și menținută circa 60 s, înaintea unei depresurizări rapide în circa 4,5 min. S-a măsurat temperatura stratului de tutun în diferite puncte și s-a constatat că este substanțial uniformă, precum reiese din Fig. 10. S-a calculat că circa 11,8 kg de bioxid de carbon condensează pe 0,453 kg tutun.

Revenind la fig.2 tutunul din vasul de presiune 30 este menținut sub presiune de bioxid de carbon la circa 5515 kPa timp de aprox.1s...3OOs, de preferință circa 60s. S-a constatat că durata contactului tutunului cu bioxidul de carbon gazos, adică durata la care tutunul trebuie să fie menținut în contact cu gazul de bioxid de carbon, pentru a absorbi cantitatea de bioxid de carbon dorită, este în mare măsură influențată de conținutul de OV al tutunului și de presiunea de impregnare folosită. Tutunul cu un conținut inițial mai ridicat de OV necesită o durată de contact mai mică la o presiune dată decât tutunul cu un conținut de OV inițial mai mic pentru a putea atinge la presiuni mai reduse, un grad de impregnare comparabil. La presiuni de impregnare mai ridicate, efectul OV al tutunului asupra timpului de contact cu gazul de bioxid de carbon este redus. Acesta este ilustrat în Tabelul nr.3.

După ce tutunul s-a muiat suficient, vasul de presiune 30 este depresurizat rapid până la presiunea atmosferică într-o perioadă de timp de 1s...300s în funcție de mărimea vasului, prin ventilarea bioxidului de carbon în primul rând până la unitatea de recuperare a bioxidului de carbon 40 și apoi prin linia 34 în atmosferă. Bioxidul de carbon care s-a condensat pe tutun este vaporizat în cursul acestei faze de ventilare, contribuind la răcirea tutunului, ceea ce are ca rezultat o temperatură de postventilare de aproximativ -37,4 °C...-6,7 °C.

Cantitatea de bioxid de carbon condensat în tutun este de preferință cuprinsă între 0,045 și 0,407 kg de bioxid de carbon pe 0,453 kg de tutun. Cea mai bună valoare este cuprinsă între 0,045 kg la 0,136 kg pe 0,453 kg însă cantități de peste 0,226 kg sau 0,271 kg pe 0,453 kg sunt adecvate în unele situații.

Tutunul impregnat din vasul de presiune 30, poate fi expandat imediat cu orice fel de mijloace adecvate, de exemplu, prin alimentare în turnul de expandare 70. în mod alternativ, tutunul impregnat poate fi menținut circa 1 h la temperatura sa de postventilare, în dispozitivul de transfer al tutunului 60 într-o atmosferă cu un punct de rouă sub temperatura de postventilare în scopul unei expandări ulterioare. După expandare și dacă se dorește, reordonare, tutunul poate fi utilizat la fabricarea produselor din tutun inclusiv a țigaretelor.

•η rt

Tt co co co

27	16,0	3150	20	CD O cu	LD 00 LD O
O co	16,5	3220	LD	11,1 3,1	LD 00 LD O
35	16,9	2964	O	10,5 3,4	X 00 LD' O
32	16,4	CD CD CU	LD	CO CD cd‘ CU	LD 00 LD’ O
33	16,7	2964	0,25	LD co cu	LD 00 id‘ O
CD	12,6	5515	UD	10,4 3,1	00 ld' O
CD LD	12,3	Tt v~ CD LD	-	CD cd‘ co'	CD 00 ld' O
CU	co	3255	60	10,1 2,8	CU co ld' O
	11,7	3234	LD	rx <roo' cu	co ld' o
o cu	12,2	3227	in	LD 00 r< 't-'	00 00 ld' o
Șarja	□V inițial al tutunului (%)	Presiunea de impregnare (kPa)	Durata de contact la presiunea de impregnare (minute)	La ieșirea din turn echiv.CV (cm3/g) SV (cm3/g)	X _ _ E\ o O m Β “E c > O o O “ ω > > j= CD ω Φ

RO 112465 Bl

Se dau, în continuare, două exemple concrete de realizare a invenției.

Exemplul 1. 0 probă de 109 kg umplutură de tutun de culoare deschisă, cu un conținut de 15% OV a fost răcită la circa -6,7 °C și apoi plasată într-un vas de presiune de aproximativ 610 mm diametru și aproximativ 40 mm înălțime. Vasul a fost apoi presurizat la circa 2068 kPa cu bioxid de carbon gazos. Tutunul a fost răcit,în timp ce s-a menținut presiunea vasului la circa 2068 kPa, la circa -17,8 °C prin tratare cu jet de bioxid de carbon gazos în apropierea condițiilor de saturare pentru circa 5 min, înainte de presurizare la circa 5515 kPa cu bioxid de carbon gazos. Vasul de presiune a fost menținut la circa 5515 kPa pentru circa 60 s.Presiunea vasului a fost redusă la presiunea atmosferică prin ventilare în circa 300 s, după care temperatura tutunului a fost determinată a fi circa -17,8 °C. Bazat pe temperatura tutunului, presiunea sistemului, temperatura și volumul și temperatura de post-ventilare a tutunului, s-au calculat că aproximativ 0,13 kg de bioxid de carbon s-a condensat 453 g de tutun.

Probele impregnate au avut o creștere în greutate de circa 2% care este atribuită impregnării cu bioxid de carbon. Tutunul impregnat a fost apoi expus la încălzire timp de 1 oră, într-un turn de expandare cu diametrul de 203,2 mm prin contact cu un amestec abur/aer de 75% la circa 288 °C, și, o viteză de circa 25,9 m/s pentru mai puțin decât circa 2 s. Produsul care iese prin turnul de expandare a avut un conținut OV de circa 2,8%. Produsul a fost echilibrat la condiții standard la 24 °C și 60% RH (umiditate relativă) pentru circa 24 h.

Puterea de umplere a produsului echilibrat a fost măsurată cu proba volumului cilindrului standardizat (CV). Aceasta a dat valoare CV de 9,4 cm³/g la un conținut de umiditate de echilibru de 11,4%. O probă de control neexpandat a avut un volum cilindric de 5,3 cm³/g la un conținut de umiditate de echilibru de 12,2%. Proba după prelucrare însă, are o creștere de 77% în putere de umplere măsurată prin metoda CV.

Efectul timpului de menținere după impregnare înainte de expandare asupra tutunului expandat SV și echilibrat CV a fost studiat în șarjele 2132-1 la 2135-2. în fiecare din aceste șarje, 2132-1, 21322, 2134-1,2134-2^ 2135-1 și 2135-2, 102 kg din tutunul de culoare deschisă cu un conținut de 15% OV a fost plasat în același vas de presiune ca cel descris. Vasul a fost presurizat de la circa 1723 kPa la 2068 kPa cu bioxid de carbon gazos. Tutunul a fost apoi răcit menținând presiunea vasului la circa 1723 kPa...2O68 kPa. Vasul a fost apoi presurizat la circa 5515 kPa cu bioxid de carbon gazos. Această presiune a fost menținută circa 60 s înainte ca vasul să fie ventilat la presiunea atmosferică în circa 300 s. Tutunul impregnat a fost menținut într-un mediu cu punct de rouă sub temperatura de post-ventilare a tutunului înaintea expandării. Fig. 11 ilustrează efectul timpului de menținere după impregnare asupra volumului specific al tutunului expandat. Fig. 12 ilustrează efectul timpului de menținere după impregnare asupra CV echilibrat al tutunului expandat.

Exemplul 2. O probă de 8,6 kg din tutun de culoare deschisă, ca substanță de umplere, cu 15% OV a fost plasată întrun vas de presiune de 0,096 m³. Vasul a fost apoi presurizat la circa 1276 kPa cu bioxid de carbon gazos. Tutunul a fost apoi răcit, în timp ce s-a menținut presiunea vasului la circa 1276 kPa, până la circa -317 °C prin tratare cu un jet de bioxid de carbon în apropierea condițiilor de saturare timp de circa 5 min înaintea presurizării la circa 2965 kPa cu bioxid de carbon gazos. Presiunea vasului a fost menținută la circa 2965 kPa timp de circa 5 min. Presiunea vasului a fost coborâtă la presiunea atmosferică prin ventilare în circa 60 s, după care temperatura tutunului a fost determinată a fi circa -33,9 °C. Bazat pe temperatura tutunului, presiunea sistemului, temperatură și volum, s-au calculat aproximativ (131,37 g) de bioxid de carbon condensat pe 453 g de tutun.

RO 112465 Bl

Proba impregnată a avut o creștere în greutate de circa 2% care poate fi atribuită impregnării cu bioxid de carbon. Tutunul impregnat a fost apoi expus la încălzire timp de peste 1 oră într-un turn de expandare cu diametrul de (76,2 mm) prin contact cu abur 100% la circa (274 °C) și o viteză de circa 41 m/s pentru mai puțin decât circa 2 s. Produsul evacuat din turnul de expandare a avut un conținut OV de circa 3,8%. Produsul a fost echilibrat la condiții standard de 24 °C și 60% RH pentru circa 24 ore. Puterea de umplere a produsului echilibrat a fost măsurată prin proba volumului cu cilindrul standardizat (CV). Aceasta dă o valoare CV echilibrată de 10,1 cm³/g la o umiditate de echilibru de 11,0%. La o mostră de control neexpandat s-a găsit un volum al cilindrului de 5,8 cm³/g la o umiditate de echilibru de 11,6%. Din această cauză proba, după prelucrare, a prezentat o creștere de 74% în puterea de umplere măsurată prin metoda CV.

Așa cum a fost deja descris, procedeul conform invenției poate fi adaptat la un ciclu scurt de impregnare a tutunului în șarje relativ mici, astfel că procedeul devine în mod esențial continuu. Se descrie în continuare o variantă de realizare a procedeului într-o instalație conform invenției cu referire la Fig. 14 la 19. Varianta descrisă este un exemplu de procedeu de impregnare a unei șarje mici cu ciclu scurt și de instalație de impregnare pentru un tutun cu circa 15% □V la un randament de aproximativ 226,5 kg pe oră cu o densitate a încărcăturii de circa 0,224 kg/dm³.

Fig. 14 este o vedere de sus schematică a unei instalații pentru realizarea procedeului preferat conform invenției. O masă staționară 2¹ (fig. 15) este montată pe un cadru 1 și masa rotativă 2 este montată pe masa 2’. Masa rotativă 2 se rotește contra acelor de ceasornic (săgeata R) în jurul axei verticale A. Un cadru superior 1¹ susține un vas de presiune 30 așa cum este descris mai jos.

Masa rotativă 2 este acționată să se rotească (săgeata R) în etape de 90° printr-un dispozitiv de acționare de exemplu, acumilator de aer, un motor și un tren de roți dințate care pot fi blocate sau un motor cu variație de viteză, care nu este figurat dar care este în general subînțeles de specialiști. Montate pe masa rotativă 2 așa cum este descris mai jos sunt patru tuburi cilindrice similare, și anume tubul 4 arătat într-o poziție de alimentare sau umplere, tubul 5 arătat într-o poziție de presare, tubul S arătat sub poziția de impregnare și tubul 7 arătat în poziție de descărcare. Dacă dispozitivul de acționare rotește masa rotativă 2 în etape de rotație de 909, fiecare tub 5,4,6 și 7 este rotit în circa 4 s, la stația următoare de prelucrare și menținut circa 96 s așa cum este descris mai jos.

Fig. 15 este o secțiune cilindrică verticală prin instalația din fig. 14. Rotirea mesei rotative 2 este aranjată direct deasupra mesei staționare 2¹ care este așezată pe cadrul 1. Lagăre convenționale pot fi folosite pentru a susține masa rotativă 2 pe masa staționară 2¹ pentru a permite mișcarea lor relativă de rotație. Tuburile 4,5,6 și 7 sunt fiecare aranjate într-o gaură corespunzătoare în masa rotativă 2, astfel că fiecare tub rămâne deschis de sus și de jos prin masa rotativă 2. O racletă 8 poate fi aranjată la baza fiecărui tub pentru a îndepărta excesul de la masa 2¹ în scopul prevenirii acumulării tutunului în spațiul dintre masa rotativă 2 și masa 2¹.

Un transportor de alimentare’9 distribuie încărcătura de tutun în vrac,(de ex. tutun cu conținut de 15% OV) într-un flux în esență continuu (săgeata F) într-o scurgere în cascadă sau printr-un tub de scurgere 11. Tutunul poate, de exemplu, să fi fost pretratat printr-un uscător 10 și un răcitor 20 reprezentate în Fig.2, înainte de a fi distribuit prin transportorul de alimentare 9. Tutunul cade prin tubul de scurgere 11 și prin poarta de alunecare deschisă 12 în tubul 4, în poziția de alimentare. Viteza de alimentare cu tutun este controlată astfel că tubul 4 este umplut în special la vârf în timpul unui ciclu de o staționare de circa 96 s. Atunci masa rotativă 2 se rotește în circa 4 s pentru

RO 112465 Bl a introduce tubul 4 în stația de compactare sau presare ocupată de tubul 5 în reprezentarea din Fig. 15 corespunzând în general instalației de compactizare 80 din Fig.2A. în timp ce masa rotativă 2 se rotește între poziții de oprire succesive așa cum s-a descris, poarta glisantă 12 închide și oprește curentul de tutun vrac care apoi merge înapoi sau se depozitează în tubul de scurgere 11 până când tubul următor (de ex. tubul 7) este poziționat sub poarta glisantă 12, după care poarta glisantă 12 se deschide.

Fiecare tub are circa 609,6 mm în lungime și o grosime a peretelui adecvată pentru a rezista la forțele de compactare exercitate asupra tutunului. Când tubul umplut este în poziția de presare a tubului 5, se activează un ansamblu de pistoane de compactare 13. Ansamblul corespunde în general la dispozitivul de compactare 80 din Fig.2A și poate de exemplu, fi un piston și cilindru acționați hidrauluic. Ansamblul de pistoane 13 comprimă sau compactizează tutunul la circa jumătate din volumul inițial de umplere a tutunului vrac și dublează aproximativ volumul specific al tutunului vrac, adică mărește volumul specific al încărcăturii la circa 0,208 kg/dm³.

După comprimarea tutunului, ansamblul de pistoane de compactizare se retrage înainte ca durata ciclului de staționare de circa 96 s să fi expirat. Apoi tubul conținând tutun compactat este rotit în circa 4 s în poziția de impregnare a tubului 6 și poziționat în aliniament cu o gaură 61 în masa 2’. Un ansamblu de pistoane 14 al vasului de presiune, se mișcă într-o poziție figurată cu linie întreruptă sub masa rotativă prin gaura 61 și prin tubul 6. Ansamblul de pistoane realizează ieșirea tutunului precomprimat din tubul 6 și în vasul de presiune 30. Ansamblul de pistoane 14 comprimă apoi tutunul mai departe până la o densitate a încărcăturii de circa 0,224 kg/dm³. Apoi bolțul de blocare 15 blochează ansamblul de pistoane 14 pe loc, și tutunul comprimat este impregnat cu bioxid de carbon în interiorul vasului de presiune 30 descris mai detailat, mai jos.

După aceea, bolțul de blocare 15 este deplasat într-o poziție neblocată, ansamblul de pistoane 14 este retras din vasul de presiune 30 și simultan pistonul de ejecție 16 este deplasat în jos pentru ca stratul impregnat de tutun să fie complet curățat din vasul de presiune, □dată ce ansamblul de pistoane 14 este curat, la baza tubului 6 și pistonului 16 este retras înapoi la poziția sa de pornire, tubul 6 poate fi rotit pentru a transporta tutunul impregnat la stația de descărcare a tubului 7 din Fig. 15.

Un ansamblu de descărcare 3, cum ar fi un piston, se mișcă în jos prin tubul 7 pentru ca tutunul impregnat să fie complet eliminat din tubul 7 și apoi retras. Tutunul cade printr-o gaură 71 în masa 2’ și într-un ansamblu de rezervor de descărcare 17. Ansamblul de rezervoare de descărcare 17 este izolat și răcit cu aer uscat răcit (la o temperatură sub temperatura de postventilare a tutunului. Ansamblul de rezervoare 17 include un rezervor oscilant 18 și o multitudine de tamburi cu știfturi sau așa-numitele role de desfacere 19. Ansamblul de rezervoare pune pe aceeași treaptă amestecurile individuale de tutun impregnat (circa 6,4 kg fiecare în acest exemplu) într-un curent continuu de încărcătură de tutun □ și reconfigurează forma curentului de tutun D pentru a preveni alimentarea ‘în șocuri” a aparatului de expandare. Tutunul este expus unei perioade de retenție în ansamblul de rezervoare 17, pentru o perioadă de timp, care se referă în cazul procedeului, la timpul de încărcare. Extinderea timpului de încărcare este dependentă de frecvența la care ansamblul de rezervoare 17 primește tutunul de la impregnator. Un ciclu de impregnare mai scurt reduce timpul de încărcare pentru fiecare amestec de tutun, reducând cerințele de stabilitate ale retenției de bioxid de carbon în tutun. Deoarece, stabilitatea bioxidului de carbon este în relație inversă cu temperatura de ieșire la postventilare a tutunului, un ciclu mai scurt realizează nu numai operația efectivă la

RO 112465 Bl stabilitate redusă, dar o poate deasemenea realiza la temperaturi de ieșire la post ventilare mai ridicate decât la un ciclu mai lung.

Fig. 16 reprezintă o vedere secționată lărgită a unui aranjament de vas de presiune 30 din Fig. 15, după ce pistonul 14 al vasului de presiune aînpins un strat de tutun precomprimat (nefigurat pentru o mai bună claritate) în vasul de presiune, a compactat în continuare tutunul, închis în loc prin bolțul de blocare 15. Vasul de presiune 30 include un cilindru 34 cum ar fi un cilindru obținut de la Autoclave Engineering.lnc. Sau Pressure Products. Inc, având un diametru interior de 355,6 mm. Cilindrul 34 este preferabil căptușit cu o cămașă de izolație termică 35 având o grăsime a peretelui de circa 31,175 mm. Ansamblul de pistoane de ejecție 16 este aranjat să se deplaseze în direcția săgeții 16¹ printr-un orificiu prevăzut cu o garnitură de presiune 37 în capul 36 al cilindrului 34. Un arbore 38 a ansamblului de pistoane 16 susține o placă superioară distribuitoare de gaz 39a, o placă cameră superioară de gaz 41a și un ecran superior 42a.

Ecranul 42a, placa 41a, placa 39a, formează un ansamblu distribuitor de gaz superior 58a, dimensionat a fi închis dar mobil în interiorul cămășii izolatoare 35, cu un ștergător 43a, aranjat în jurul circumferinței ecranului 42a. La capătul opus al vasului de presiune 30, ansamblul de pistoane 14 include un aranjament similar a unui ecran inferior 42b, cu un ștergător 43b, o placă cameră de gaz inferioară 41b, și o placă distribuitoare de gaz inferioară 39b. Componența 42b și 41b și 39b formează ansamblul distribuitor de gaz mai scăzut 58b și ajustat ca să alunece în diametrul interior al cilindrului, 34 de ex. la mai puțin decât circa 355,6 mm.

Astfel se formează o cavitate conținând tutun care este legată radial prin pereți interiori ai cămășii 35, pe partea superioară prin ecranul 2a și șa partea de jos prin ecranul 42a. Garnitura de presiune 37 în jurul arborelui pistonului de ejecție 16 și garnitura de presiune 44 în jurul părții de sus a pistonului 14 al vasului de presiune sunt garnituri de presiune înaltă care limitează gazul de bioxid de carbon la presiunile de impregnare. 0 garnitură de presiune joasă 45a este dispusă între placa distribuitoare de gaz 39a și partea de sus a cilindrului 34, și o garnitură de presiune joasă 45b este dispusă între circumferința ansamblului distribuitor de gaz de jos 58 și peretele interior al cilindrului 34. Garniturile de presiune joasă 45a și 45b pot fi garnituri □, care necesită numai să reziste la presiunea diferențială joasă de-a curmezișul plăcilor distribuitoare de gaz respective, plăcilor camerii de gaz, ecrane și stratul de tutun. Aceste garnituri 45a și 45b permit ca gazul să fie corespunzător distribuit prin ansamblele distribuitoare de gaz și în consecință prin stratul de tutun, mai curând decât de.a lungul pereților vasului de presiune.

în vederea impregnării cu bioxid de carbon a tutunului compactat este deschisă o valvă de control (nefigurată) astfel că bioxidul de carbon gazos este introdus (săgeata 33¹) prin orificiile de alimentare cu gaz 33, apoi prin preaplinul de gaz 46b, plăcile 39b și 41b și ecranul 42b pentru a străbate stratul de tutun și pentru a curge afară prin componentele corespunzătoare de la partea de sus 42a, 41a, 39a, 46a și 32.

Dacă bioxidul de carbon gazos curge în interior, aerul este purjat din stratul de tutun și scapă prin ecranul 42a, plăcile 41a și 39a și apoi prin preaplinurile de gaz 46a prin orificiile de ieșire 32 la o valvă de control (nefigurată) prin care gazul poate fi ventilat în atmosferă sau recuperat într-un dispozitiv de recuperare 40 (fig.2). De preferință orificiile de alimentare 33 sunt dispuse la sau aproape de partea inferioară a preaplinului 46a pentru a permite oricărui condensat să dreneze și orificiile de ieșire 32 sunt dispuse la sau în apropierea părții superioare a preaplinului 46a pentru a permite oricărei

RO 112465 Bl încălziri de compresiune să fie mai curând ventilată decâr să formeze “puncte fierbinți”.

Alternativ, aer sau alte gaze pot fi purjate din vasul de presiune prin aplicarea unui vid în vas. Purjarea în vid este în special aplicabilă la vasul de presiune a prezentei variante de realizare din cauză aă el conține un volum de gaz relativ scătut și un vid suficient poate fi atins în circa 5 s.

Inițial valva superioară de control este complet deschisă pentru a permite aerului să purjeze timp de circa 5s. Apoi valva superioară de control este strangulată la o presiune de circa 1723,5 kPa, după care vasul de presiune se presurizează la circa 1723,5 kPaîn circa 2 s, în timp ce o foarte mică cantitate de gaz poate încă scăpa prin valva superioară de control. în vederea răcirii tutunului, conform invenției, gaz de bioxid de carbon saturat la circa 1723,5 kPa este lăsat să treacă prin încărcăturaă pentru circa 56 s. Stratul de tutun este răcit uniform la condiții de saturare pentru bioxid de carbon la circa 1723,3 kPa (vezi de ex.fig 1).

Apoi valva superioară de control este strangulată la circa 5515 kPa, după care bioxidul de carbon trece prin strat și presurizează la circa 5515 kPa în circa 6 s, în timp ce o cantitate foarte mică de gaz poate încă să scape prin valva de control de la partea superioară. Astfel că dacă presiunea crește (uniform pretutindeni în strat) temperatura de saturare a gazului crește (deasemeni uniform pretutindeni în strat], astfel bioxidul de carbon condensează pe tutunul rece uniform prin strat. Deoarece condensarea încălzește tutunul, temperatura tutunului rămâne în urma temperaturii de saturație crescânde a gazului de bioxid de carbon. Astfel,condensatul poate continua să se formeze până când presiunea atinge circa 5515 kPa.

S-a constatat că pentru presiuni selectate de circa 5250 kPa sau mai mari, pentru tutun cu 15% OV nu este necesar “un timp de înmuiere” suplimentar la presiunea înaltă selectată în vederea atingerii unei impregnări suficiente. De aceea, când presiunea de circa 5515 kPa este atinsă, valvele de control de la partea superioară și inferioară sunt ambele deschise pentru a permite ventilarea bioxidului de carbon prin orificiile de intrare 33 la fel de bine ca și prin orificiile de ieșire 32 (partea de sus și de jos a săgeții 32¹) pentru circa 15 s, înapoi la presiunea atmosferică. Timpul necesar pentru ventilare poate fi redus prin ventilarea stratului din ambele părți, de sus și de jos. Acest procedeu ciclu-scurt necesar pentru a produce circa

226,5 kg pe oră de tutun impregnat la o densitate de circa 0,224 kg/dm³ este sintetizat mai jos în Tabelul nr.4. Acest procedeu de impregnare ciclu-scurt conform invenției poate fi realizat în circa 100 s. din cauză că etapele de purjare, presurizare și ventilare pot fi conduse foarte repede și pentru că “timpul de înmuiere” la presiunea ridicată și fazele adiționale de depășire a căldurii de compresiune pot fi eliminate.

RO 112465 Bl

Tabelul 4

Secvența operațiilor

Durata aproximativă (s) Operația

4	mișcă pistonul vasului de presiune pentru încărcarea tutunului și pistonul de ejecție în sus,
2 5 2 56 6 □ 15 2 4	închide bolțul de blocare curge bioxid de carbon pentru purjarea aerului ridică presiunea la 1723,5 kPa trecerea prin masă a bioxidului de carbon la 1723,5 kPa ridică presiunea la 5515 kPa trece prin “timpul de înmuiere” la 5515 kPa ventilează deschide bolțul de blocare deplasează în jos pistonul vasului de presiune și pistonul de ejecți pentru a elimina tutunul din impregnator
4	rotește masa cu circa 9D grade
100	durata aproximativă a ciclului de realizare a amestecului

în timpul ventilării, oarecare răcire 20 este produsă prin expandarea gazului, dar majoritatea răcirii este, produsă prin evaporarea bioxidului de carbon condensat. Efectul de răcire aduce temperatura stratului de tutun uniform la circa -20 °C 25 sau mai puțin în acest exemplu. Temperatura de post-ventilare poate fi controlată prin controlarea pre-răcirii tutunului și parametrii ciclului de ridicare a presiunii, precum presiunea de curgere 30 și presiunea maximă, în vederea controlării gradului de condensare atins. De aceea, răcirea uniformă, impregnarea și stabilitatea post-ventilare pot fi atinse fără a ține seamă de densitatea stratului. 35 Un alt avantaj al procedeului de impregnare cu ciclu-scurt, conform invenției este că un randament în esență contimuu de circa 226,5-235,6 kg/h este atins prin operare așa cum s-a descris, 4o cu un timp de ciclu total pe șarjă de circa 100 s, și o greutate a șarjei de circa 6,5 kg la 6,8 kg (tutun cu circa 15% OV, inițial compactizat la circa 0,224 kg/dm³. In fapt, exemplul reprezentativ descris mai 45 sus, a fost desemnat să atingă o producție nominală de peste 226,5 kg/h. Alte producții nominale de peste 226,5 kg/h pot fi atinse simplu prin reproiectarea corespunzătoare a dimensiunilor instalației 50 și a variabilelor procedeului.

Fig. 17 este o vedere schematică de sus a unei alte variante a instalației descrise mai sus. Această instalație este similară cu cea descrisă mai sus și operează în general într-o manieră similară, dar combină poziția de umplere cu poziția de compactare.

în această reprezentare, sunt figurate trei tuburi cilindrice similare, tubul 4 arătat într-o poziție de alimentare sau umplere, tubul 6 arătat sub o poziție a stației de impregnare și tubul 7 arătat în poziția de descărcare. Dacă dispozitivul de acționare rotește masa rotativă 2 în etape de rotație de 120 °C, fiecare djn tuburi 4,6 și 7 este rotit în circa 4 s,la stația următoare respectivă de prelucrare și este menținut acolo circa 102 s așa cum este descris mai jos.

Fig. 18 este o secțiune verticală cilindrică a instalației din Fig. 17. Descrierea referitoare la Fig. 15 se aplică în general la Fig. 18. însă numai trei tuburi 4,6 și 7 sunt fiecare aranjate într-o gaură corespunzătoare din masa rotativă 2. Tubul 4 include un tub superior 4a, care se rotește pe masa rotativă 2, și un tub inferior 4b care este montat în masa staționară 2¹. Când masa rotativă 2 se rotește la poziții de oprire succesive, tuburile 4a,6 și 7 vor fi aliniate secvențial

RO 112465 Bl peste tubul inferior 4b. O bucșă de compactizare respectivă 4¹, 6¹ și 7¹ este poziționată în fiecare tub 4a,6 și 7. în această reprezentare, fiecare bucșă 4¹, 6¹ și 7¹ este de circa 330,2 mm lungime cu un diametru interior de circa 343 mm și o grosime a peretelui de circa 6,35 mm. Bucșele sunt ajustate strâns, dar mobile în tuburile respective 4a,S sau 7. Fiecare bucșă este preferabil fabricată dintr-un material termoizolant și de preferință este perforată cu mai multe găuri de egalizare a presiunii așa cum se descrie mai jos.

Viteza de alimentare a tutunului este controlată astfel că o cantitate dorită de tutun este umplută în tubul 4b și bucșa 4¹ în circa 90 s. Atunci sania 12 este închisă și placa posterioare de compactare 48 se deplasează (săgeata 48¹) în poziția de la capătul de sus al tubului 4a în circa 2 s. Alternativ, componentele 12 și 48 pot fi combinate într-un singur ansamblu. Apoi compactorul 13 compactează tutunul în circa 10 s. Poziția de pornire a compactorului 13 poate fi ajustată depinzând de cantitatea dorită de tutun pe șarjă. Masa rotativă 2, se rotește apoi în circa 4 s, pentru a mișca tubul 4a și bucșa 4¹ umplute cu tutun compactat în poziția de impregnare a tubului 6.

Un ansamblu de pistoane al vasului de presiune 14 se mișcă din poziția arătată cu linie întreruptă sub masa 2¹ și prin gaura 6¹ și prin țeava 6. Ansamblul de pistoane 14 antrenează bucșa de compactizare 6¹ și tutunul precomprimat conținut în bucșă în afara tubului 6 și în vasul de presiune 30. Apoi bolțul de blocare 15 închide ansamblul de pistoane 14 în loc, și tutunul comprimat este impregnat cu bioxid de carbon în interiorul vasului de presiune 30 în concordanță cu procedeul general descris mai sus.

Bolțul de blocare 15 este deplasat într-o poziție neînchisă, ansamblul de pistoane 14 este retras din vasul de presiune 30, și simultan pistonul de ejecție 16 este mișcat în jos pentru ca bucșa compactoare 6¹ și stratul impregnat de tutun să fie complet curățate din vasul de presiune. Odată ce ansamblul de pistoane 14 este curat la partea inferioară a tubului 6 și pistonul 16 este retras înapoi către poziția sa de pornire, tubul 6 poate fi rotit pentru a transporta bucșa 6¹ conținând tutunul impregnat în interiorul tubului 6, la poziția de descărcare a tubului 7 din Fig. 18.'

Fig. 19 reprezintă o vedere secționată lărgită a aranjamentului vasului de presiune 30 din Fig. 18 după ce pistonul 14 al vasului de presiune a împins bucșa de presare 6’ conținând un strat de tutun precomprimat (nefigurat pentru o mai bună claritate) în vasul de presiune și închis în loc prin bolțul de închidere 15. Cilindrul 34 în această reprezentare nu este căptușit cu o cămașă de izolare termică 35, ci mai degrabă recepționează bucșa de izolare 6¹.

Astfel se formează o cavitate conținând tutun, legată radial prin pereți interiori ai bucșei 6¹ la partea de sus prin ecranul 42a și la partea de jos prin ecranul 42b. □ garnitură de presiune joasă 45 a este dispusă între ansamblul distribuitorului de gaz 58a și partea de sus a cilindrului 34. Garnitura de presiune joasă 52a montată pe ansamblul 58a este aranjată între ansamblul 58a și marginea superioară a bucșei 6¹. Garnitura de presiune joasă 52b, este aranjată între ansamblul 58b și marginea inferioară a bucșei 6¹. Garniturile de presiune joasă 45a și 52a montate pe ansamblul 58a și garniturile 45b și 52b montate pe ansamblul 58b, pot fi garnituri inelare care trebuie să reziste numai la presiunea scăzută diferențială de-a lungul plăcii distribuitoare de gaz respective, plăcilor camerii de gaz, ecranelor și stratului de tutun. Aceste garnituri permit ca gazul să fie corespunzător distribuit prin ecrane mai curând decât la trecerea în lungul pereților vasului de presiune. Bucșa 6¹ poate fi perforată cu găuri de 6 inch pentru a se asigura că nu există presiune diferențială în lungul peretelui bucșei.

în această reprezentare orificiile de ieșire 32 sunt aranjate în capul cilindrului

RO 112465 Bl

34, pentru a permite ventilarea ascendentă (săgeata 32¹]. Preaplinul de gaz 46a este format ca o cavitate în ansamblul distribuitor superior 58a.

Procesul de impregnare este similar 5 cu acela descris mai sus și rezumat în Tabelul 4. însă, în această variantă de realizare, ridicarea presiunii la circa

1723,5 kPa este atinsă în circa 2 s, scurgerea la circa 1723,5 kPa este atinsă io în circa 61 s și ridicarea presiunii la circa 5515 kPa este atinsă în circa 7 s. Astfel ciclul total de impregnare necesită circa ^{102 s}·.

într-un alt exemplu, tubul în care 15 tutunul compactat a fost impregnat are un diametru interior de 120 mm și înălțimea de 305 mm rezultând un volum de 3,45 cm³. Un amestec de tutun de culoare deschisă și un tutun grosier în proporție 20 de 4 la 1 a fost tăiat la diferite conținuturi de OV inițial precum se indică în Tabelul 5 de mai jos.

Tutunul completat din tubul de impregnare a avut greutăți volumetrice 25 precum reiese din Tabelul 5. Bioxidul de carbon gazos a fost introdus la fundul vasului și presiunea a fost mărită la 1586-

1723,5 kPa la care, bioxidul de carbon gazos a fost lăsat să treacă prin tutun până ce temperatura de la partea superioară a stratului de tutun a fost de circa -18,8°C. Orificiul de evacuare de la partea superioară a vasului a fost apoi închis și presiunea mărită până la 48265515 kPa. în intervalul de minut pentru atingerea presiunii maxime, vasul a fost depresurizat prin echilibrarea gazului, atât prin partea superioară cât și prin partea inferioară a vasului. în Tabelul nr.5 sunt prezentate rezultatele mai multor teste efectuate la diferite greutăți volumetrice inițiale și diferite conținuturi OV. Raportul de străbatere prin curgere” reprezintă raportul între greutatea bioxidului de carbon folosit pentru răcire și greutatea tutunului, “temperatura finală de străbatere este aceea la care vasul este închis. Media “PVT” este temperatura de postventilare a tutunului după slăbirea presiunii și “Media C0₂ ret” este greutatea bioxidului de carbon reținut în tutun după ventilare, exprimată în procente față de greutatea totală.

Tabelul 5

Proba nr.	Densitatea de împachetare kg/dm3	OV al tutunului %	Raportul de străbatere C02/ tutun	Temp. finală de străbatere °C	Media PVT °C	Media C02 %
5	0,288	21	7	-18,7	-19,94	1,53
6	0,32	21	7	-19,2	-19,1	1,02
13	0,16	21	13	-19,1	-20,4	0,89 -
14	0,256	21	7	-18,7	-20,6	1,32
7	0,16	12,6	15	-18,8	-19,9	1,65
8	0,192	12,6	9	-20	-21,8	1,59
9	0,224	12,6	7	-18,8	-20,66	1,35
10	0,256	12,6	9	-18,83	-18,77	1,50
11	0,288	12,6	7	-19,27	-20,83	1,65
12	0,32	12,6	9	-19	-19,5	1,92
15	0,16	15	12	na	-23.27	1,94
16	0,256	15	9	-18,94	-19,77	1,56

RO 112465 Bl

Când procedeul conform invenției este realizat în șarje mici de impregnare în ciclu-scurt cu o instalație care operează esențial continuu, descrisă, vasul de impregnare poate fi răcit mai departe la fiecare ciclu. în acest caz poate apare condensarea sau înghețarea. Dacă “efectul bulgăre de zăpadă” este problematic în condițiile de operare dorite, încălzitoarele 35a și 35b sau izolația termică pot fi dispuse în preaplinul de gaz așa cum se arată în Fig. 16 și 19. Cămașa de izolație termică 35 din Fig. 16 și bucșa 6¹ din Fig. 19 servesc aceluiași scop de izolare a cilindrului metalic 34 de stratul de tutun rece și gaz. încălzitoarele pot fi controlate, de exemplu să fie activate între cicluri de impregnare în vederea prevenirii unei posibile creșteri a răcirii și rezultând înghețarea suprafețelor metalice. Alternativ gaz cald, cum ar fi aer încălzit la circa 21 °C...65,5 °C, poate fi dirijat în vasul de presiune între ciclurile de impregnare.

în timp ce reprezentările preferate, descrise, folosesc o turetă rotativă, spațiile de operare ale utilajului ar putea fi aranjate linear sau într-un astfel de aranjament evident pentru specialist.

Claims (46)

1. Revendicări

   1. Procedeu pentru impregnarea și expandarea tutunului, care cuprinde etapele:

   a) răcirea tutunului;

   b) punerea în contact a tutunului cu bioxid de carbon gazos, la o presiune de aproximativ 2758 kPa, până la 7287 kPa și la o temperatură astfel, ca bioxidul de carbon să fie la sau aproape de condițiile de saturare;

   c) menținerea în contact a tutunului cu bioxidul de carbon, un timp suficient pentru a impregna tutunul cu bioxid de carbon;

   d) eliberarea presiunii;

   e) supunerea tutunului la condiții în care să se producă expandarea tutunului și în care, în etapa [a], tutunul se răcește la o temperatură astfel încât o cantitate controlată de bioxid de carbon condensează pe tutun înainte de etapa (d), iar după eliberarea presiunii în etapa (d) tutunul este răcit la o temperatură de la aproximativ -37 °C până la -7 °C, caracterizat prin aceea că, înaintea etapei (b) tutunul este compactat la o greutate volumetrică de cel puțin 16D kg/m³ iar etapa de compactare se efectuează, cel puțin parțial, într-un vas separat după care tutunul se introduce într-un vas de presiune pentru etapa de impregnare.
2. 2. Procedeul conform revendicării

   1, caracterizat prin aceea că tutunul este compactat la o greutate volumetrică de aproximativ 160 până la 320 kg/m³.
3. 3. Procedeul conform revendicării

   1, caracterizat prin aceea că tutunul este compactat la o greutate volumetrică de aproximativ 192 până la 256 kg/m³.
4. 4. Procedeul conform revendicărilor

   1-3,caracterizat prin aceea că tutunul este compactat la o greutate volumetrică de aproximativ 208 până la 240 kg/m³.
5. 5. Procedeul conform revendicării

   1, care cuprinde etapele:

   a) răcirea tutunului;

   b) punerea în contact a tutunului cu bioxid de carbon gazos la o presiune de aproximativ 2758 kPa până la 7287 kPa și la o temperatură astfel ca bioxidul de carbon să fie la sau aproape de condițiile de saturare;

   c) menținerea în contact a tutunului cu bioxidul de carbon un timp suficient pentru a impregna tutunul cu bioxid de carbon;

   d) eliberarea presiunii;

   e) supunerea tutunului la condiții în care să se producă expandarea tutunului și în care în etapa (a) tutunul se răcește la o temperatură astfel încât o cantutate controlată de bioxid de carbon condensează pe tutun înainte de etapa (d), iar după eliberarea presiunii în etapa (d) tutunul este răcit la o temperatură de aproximativ -37 °C până la -7 °C,caracterizat prin aceea că cuprinde etapa de compactare la o greutate volumetrică de cel puțin 208 kg/m³, înainte de etapa (b).
6. 6. Procedeul conform revendicărilor 1-5, caracterizat prin aceea că tutunul are un conținut OV de 13 până la 16% înaintea etapei de punere în contact.

   RO 112465 Bl
7. 7. Procedeul conform revendicărilor 1-6, caracterizat prin aceea că răcirea tutunului este efectuată prin trecerea bioxidului de carbon gazos prin tutun.
8. 8. Procedeul conform revendicărilor 1-7, caracterizat prin aceea că presiunea, în timpul răcirii cu bioxid de carbon, este sub 3447 kPa.
9. 9. Procedeul conform revendicărilor 7 sau 8, caracterizat prin aceea că presiunea de bioxid de carbon este mărită pentru a efectua condensarea bioxidului de carbon gazos pe tutun.
10. 10. Procedeul conform revendicărilor 1-9, caracterizat prin aceea că creșterea presiunii este efectuată în intervalul de la 5170 până la 6549 kPa.
11. 11. Procedeul conform revendicărilor 1-9, caracterizat prin aceea că presiunea în timpul răcirii este în intervalul de la 1723 până la 3447 kPa.
12. 12. Procedeul conform revendicărilor 1-7, caracterizat prin aceea că presiunea în timpul răcirii cu bioxid de carbon gazos este sub 1379 kPa și apoi ridicată la aproximativ 2758 kPa pentru a efectua condensarea bioxidului de carbon gazos pe tutun.
13. 13. Procedeul conform revendicărilor 1-12, caracterizat prin aceea că răcirea tutunului pentru a determina condensarea bioxidului de carbon gazos, în timpul etapei de contact, include prerăcirea înainte ca tutunul să fie pus în contact cu bioxid de carbon gazos.
14. 14. Procedeul conform revendicării 13, caracterizat prin aceea că prerăcirea este efectuată prin supunerea tutunului unui vid parțial.
15. 15. Procedeul conform revendicărilor 1-14, caracterizat prin aceea că tutunul are un conținut inițial OV de la 15 până la 19%, dar înaintea contactului cu bioxid de carbon gazos este supus la un vid parțial pentru a reduce conținutul în OV și a răci tutunul.
16. 16. Procedeul conform revendicărilor 1-15, caracterizat prin aceea că răcirea tutunului în etapa (a) are loc la o temperatură de aproximativ -12 °C.
17. 17. Procedeul conform revendi54 cărilor 1-16, caracterizat prin aceea că cantitatea de bioxid de carbon condensat pe tutun este cuprinsă în intervalul de la

    0,1 până la 0,6 kg/kg tutun.
18. 18. Procedeul conform revendicărilor 1-17, caracterizat prin aceea că cantitatea de bioxid de carbon condensat pe tutun este cuprinsă în intervalul de la 0,1 până la 0,3 kg/kg tutun.
19. 19. Procedeul conform revendicărilor 1-18, caracterizat prin aceea că etapa de punere în contact a tutunului cu bioxid de carbon este realizată într-un interval de timp de la 1 până la 300 s.
20. 20. Procedeul conform revendicărilor 1-19, caracterizat prin aceea că eliberarea presiunii după etapa de punere în contact a tutunului cu bioxid de carbon este realizată într-un interval de timp de la 1 până la 300 s.
21. 21. Procedeul conform revendicărilor 1-20, caracterizat prin aceea că tutunul impregnat după eliberarea presiunii și înainte de expandare, este menținut întro atmosferă cu un punct de rouă sub temperatura tutunului după eliberarea presiunii.
22. 22. Procedeul conform revendicărilor 1-21, caracterizat prin aceea că tutunul este expandat prin încălzire într-un mediu menținut la o temperatură de aproximativ 149 până la 427 °C, pentru un interval de timp de aproximativ 0,1 până la 5 s.
23. 23. Procedeul conform revendicărilor 1-21, caracterizat prin aceea că tutunul este expandat prin punere în contact cu abur și/sau aer la o temperatură de aproximativ 177 până la 288 °C, pentru un interval de timp mai scurt de 4 s.
24. 24. Procedeul conform revendicărilor 1-23, caracterizat prin aceea că temperatura tutunului după ce presiunea a fost eliberată este sub -12 °C.
25. 25. Procedeul conform revendicării

    1, caracterizat prin aceea că, în etapa (a), tutunul se răcește la o temperatură de -12 °C sau mai puțin, cu bioxid de carbon gazos, după care are loc creșterea presiunii de bioxid de carbon gazos saturat

    RO 112465 Bl până la o presiune de la 2758 până la 7287 kPa, formându-se un sistem care conține tutun și bioxid de carbon condensat.
26. 26. Procedeul conform revendicării 25, caracterizat prin aceea că răcirea este efectuată prin trecerea unui curent de bioxid de carbon gazos prin sistem, urmată de mărirea presiunii gazului pentru a se realiza condensarea și impregnarea.
27. 27. Procedeul conform revendicărilor 1-26, caracterizat prin aceea că, după eliberarea presiunii, tutunul impregnat reține de la 1 până la 4% în greutate bioxid de carbon.
28. 28. Procedeul conform revendicărilor 1-27, caracterizat prin aceea că, în continuare, tutunul este comprimat în vasul de presiune.
29. 29. Procedeul conform revendicărilor 27 sau 28, caracterizat prin aceea că tutunul este, în continuare, răcit prin trecerea prin el de bioxid de carbon în vasul de presiune.
30. 30. Procedeul conform cu oricare dintre revendicările precedente, caracterizat prin aceea că tutunul se prelucrează în șarje, procedeul cuprinzând introducerea unei șarje de tutun într-un container la o stație de umplere, deplasarea containerului la o stație de impregnare, transferarea tutunului în vasul de presiune, efectuarea etapelor de la (a) până la (d), returnarea șarjei de tutun în container, deplasarea containerului la o stație de descărcare și golirea șarjei de tutun din container.
31. 31. Procedeul conform revendicării 30, caracterizat prin aceea că compactarea tutunului se face la stația de umplere.
32. 32. Procedeul conform revendicărilor 1-31, caracterizat prin aceea că volumul vasului de presiune, în care este realizată impregnarea, nu depășește aproximativ 0,07 m³, și de preferință este sub 0,042 m³.
33. 33. Procedeul conform cu oricare dintre revendicările de la 30 până la 32, caracterizat prin aceea că, în timp ce o șarjă de tutun este în vasul de impregnare, fiind supusă etapelor de la (a) până la (d), o altă șarjă de tutun este compactată în compactor.
34. 34. Procedeul conform revendicărilor 1-33, caracterizat prin aceea că etapele (b],(c) și (d) se efectuează într-un timp cumulat mai mic de 300 s, de preferință mai mic de 100 s.
35. 35. Instalație pentru efectuarea procedeului de impregnare și expandare a tutunului de la revendicările 1 până la

    34, alcătuită dintr-un vas de impregnare a tutunului (30), pentru a ține tutunul și a primi bioxidul de carbon sub presiune pentru impregnarea tutunului, caracterizată prin aceea că cuprinde un compactor de tutun (80) pentru comprimarea tutunului înainte de plasarea acestuia în vasul de impregnare (30), un dispozitiv de transport (60) cu containere (5), pentru transportul șarjelor de tutun de la compactorul (80) la vasul de impregnare (30), un mijloc de transfer (14) pentru transferul unei șarje de tutun dintr-un container (15) la vasul de impregnare (30), și înapoi la container după impregnare.
36. 36. Instalația conform revendicării

    35, caracterizată prin aceea că dispozitivul de transport (60) deplasează fiecare container (5) printr-o multitudine de stații, și anume o stație de umplere la care se umple containerul (5), o stație de impregnare, la care este plasat vasul de impregnare și o stație de descărcare, la care este îndepărtat tutunul impregnat din container.
37. 37. Instalația conform revendicării 35, caracterizată prin aceea că compactorul este amplasat la stația de alimentare.
38. 38. Instalația conform revendicării 35, caracterizată prin aceea că compactorul este amplasat la o stație de compactare între stația de alimentare și stația de impregnare.
39. 39. Instalația conform revendicărilor 35-38, caracterizată prin aceea că cuprinde mijloace pentru încălzirea vasului de impregnare (30), după îndepărtarea unei șarje de tutun impregnat.
40. 40. Instalația conform cu oricare dintre revendicările de la 35 până la 39,

    RO 112465 Bl caracterizată prin aceea că vasul de impregnare (30) cuprinde plăci superioare (39a) și inferioare (39b) de distribuire a gazului.
41. 41. Instalația conform cu oricare 5 dintre revendicările de la 35 pînă la 40, caracterizată prin aceea că vasul de impregnare (30) cuprinde preaplinuri inferioare și superioare (46a și46b).
42. 42. Instalația conform cu oricare io dintre revendicările de la 35 până la 41, caracterizată prin aceea că cuprinde un ansamblu H4) cu piston, pentru încărcarea vasului de impregnare.
43. 43. Instalația conform cu oricare 15 dintre revendicările de la 35 până la 42, caracterizată prin aceea că vasul de impregnare (30) cuprinde un piston aruncător (16) pentru descărcarea tutunului din vas.
44. 44. Instalația conform cu oricare dintre revendicările de la 35 până la 43, caracterizată prin aceea că vasul de impregnare (30) cuprinde o căptușeală izolatoare (35)
45. 45. Instalația conform cu oricare dintre revendicările de la 35 până la 44, caracterizată prin aceea că mai conține un manșon izolator (6¹) care poate pătrunde în interiorul vasului de impregnare.
46. 46. Instalația conform cu oricare dintre revendicările de la 35 până la 45, caracterizată prin aceea că vasul de impregnare (30) conține ecrane inferioare și superioare (42a

    Și 42b)