RU2800854C2 - Литейная установка и способ производства формованного листа материала, содержащего алкалоиды - Google Patents

Abstract

Группа изобретений относится к формованию листа материала, содержащего алкалоиды. Литейная установка содержит: литейный короб, выполненный с возможностью вмещения пульпы, подлежащей литью для формирования листа; элемент подачи пульпы, образующий подводящий канал, выполненный с возможностью введения пульпы в литейный короб в направлении подачи; перенаправляющие ребра, расположенные в подводящем канале, при этом перенаправляющие ребра выполнены с возможностью приведения в контакт с пульпой внутри подводящего канала, причем перенаправляющие ребра содержат множество криволинейных ребер, расположенных по меньшей мере в один ряд, и при этом криволинейные ребра одного и того же ряда имеют одинаково ориентированную вогнутость; подвижную опору; формовочную лопатку, выполненную с возможностью литья пульпы, находящейся в литейном коробе, на подвижной опоре с получением литого листа. Технический результат – обеспечение однородного потока пульпы. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к литейной установке (для) и способу производства литого полотна материала, содержащего алкалоиды.

В частности, материал, содержащий алкалоиды, представляет собой гомогенизированный табачный материал, предпочтительно применяемый в генерирующем аэрозоль изделии, таком как, например, сигарета или табакосодержащее изделие типа «нагревание без сжигания».

В настоящее время в производстве табачных продуктов, помимо табачных листьев, используют также гомогенизированный табачный материал. Такой гомогенизированный табачный материал обычно изготавливают из частей табачного растения, которые в меньшей степени пригодны для производства резаного табачного наполнителя, например, такого, как табачные стебли или табачная пыль. Обычно табачная пыль образуется как побочный продукт во время обработки табачных листьев в процессе производства.

Наиболее широко используемыми формами гомогенизированного табачного материала являются восстановленный табачный лист и формованный лист (TCL - сокращенное обозначение формованного табачного листа). Процесс формирования листов гомогенизированного табачного материала обычно включает этап, на котором смешивают табачную пыль и связующее с образованием суспензии. Затем пульпу используют для создания табачного полотна, например, посредством литья вязкой пульпы на движущуюся металлическую ленту с получением так называемого формованного листа. В альтернативном варианте осуществления для получения восстановленного табака можно использовать пульпу с низкой вязкостью и высоким содержанием воды в процессе, схожем с изготовлением бумаги. После получения, гомогенизированные табачные полотна можно нарезать аналогично цельнолистовому табаку, с получением резаного табачного наполнителя, пригодного для сигарет и других курительных изделий. Способ изготовления такого гомогенизированного табака раскрыт, например, в европейском патенте EP 0565360.

В «нагреваемом без сжигания» генерирующем аэрозоль изделии образующий аэрозоль субстрат нагревают до сравнительно низкой температуры с целью получения аэрозоля, но с предотвращением горения табачного материала. Кроме того, табак, присутствующий в гомогенизированном табачном материале, как правило, представляет собой исключительно табак или содержит в основном табак, присутствующий в гомогенизированном табачном материале такого «нагреваемого без сжигания» изделия, генерирующего аэрозоль. Это означает, что в основе состава аэрозоля, который генерируется таким «нагреваемым без сжигания» изделием, генерирующим аэрозоль, по существу лежит лишь гомогенизированный табачный материал. Следовательно, важно обеспечить надлежащий контроль состава гомогенизированного табачного материала, чтобы контролировать, например, вкус аэрозоля.

Из-за вариаций физических свойств пульпы, например, консистенции, вязкости, размера волокон, размера частиц, влажности или времени выдержки пульпы, при использовании стандартных способов литья и литейных установок могут возникнуть незапланированные вариации в нанесении пульпы на опору во время литья полотна из гомогенизированного табака. Неоптимальные способы и оборудование для литья могут стать причиной неоднородности и дефектов литого полотна из гомогенизированного табака.

Неоднородность гомогенизированного табачного полотна может привести к трудностям при последующей обработке гомогенизированного табачного полотна при производстве изделия, генерирующего аэрозоль. Например, неоднородность может привести к растрескиванию полотна или даже к разрыву полотна в процессе изготовления или дальнейшей переработки полотна. Это, в свою очередь, может привести, например, к остановкам оборудования. Кроме того, неоднородное табачное полотно может привести к нежелательному различию в отношении доставки аэрозоля между изделиями, генерирующими аэрозоль, которые производят из одного и того же гомогенизированного табачного полотна.

Существует потребность в литейной установке и способе производства литого полотна из материала, содержащего алкалоиды, которые приспособлены для преодоления или по меньшей мере уменьшения вышеупомянутой проблемы.

Настоящее изобретение относится к литейной установке для литья листа материала, содержащего алкалоиды, содержащей: литейный короб, выполненный с возможностью вмещения пульпы, подлежащей литью для получения листа; элемент подачи пульпы, образующий подводящий канал, выполненный с возможностью введения пульпы в литейный короб в направлении литья; перенаправляющие ребра, выполненные с возможностью входа в контакт с пульпой внутри подводящего канала; подвижную опору; и формовочный элемент, выполненный с возможностью формовки пульпы, содержащейся в литейном коробе; на подвижной опоре для получения формованного листа.

Предложенная литейная установка направлена на обеспечение однородного распределения пульпы по подвижной опоре. Присутствие ребер на пути потока пульпы увеличивает перемешивание пульпы при входе в литейный короб. Поток пульпы может направляться в литейный короб через различные трубы или распределители, и указанные ребра могут поворачивать разные потоки, по одному на трубу или распределитель, в один гомогенизированный поток, который поступает в литейный короб.

Предпочтительно, формовочный элемент представляет собой формовочную лопатку. Однородность пульпы особенно важна в случае, если пульпа, с целью формовки, должна протекать через зазор, образованный между лопаткой и подвижной опорой.

В настоящем документе термин «лист» обозначает плоский элемент, имеющий ширину и длину, значительно превышающие его толщину. Ширина листа предпочтительно составляет более чем приблизительно 10 миллиметров, более предпочтительно более чем приблизительно 20 миллиметров или приблизительно 30 миллиметров. Еще более предпочтительно, ширина листа составляет от приблизительно 100 миллиметров до приблизительно 300 миллиметров. Непрерывный «лист» именуется в данном документе «полотном».

В данном документе термин «формовочная лопатка» обозначает элемент продолговатой формы, который может иметь по существу постоянное поперечное сечение вдоль основных частей его продольной протяженности. Он содержит по меньшей мере одну кромку, которая предназначена для вхождения в контакт с пастообразным, вязким или подобным жидкости веществом, таким как суспензия, для воздействия на которое предназначена указанная кромка. Указанная кромка может иметь острую и подобную ножу форму. В альтернативном варианте осуществления она может иметь прямоугольную или закругленную форму.

В настоящем документе термин «подвижная опора» обозначает любое приспособление, содержащее поверхность, которая может двигаться в по меньшей мере одном продольном направлении. Подвижная опора может образовывать замкнутую петлю, чтобы обеспечивать возможность непрерывного перемещения в одном направлении. Однако подвижная опора также может также двигаться в режиме возвратно-поступательного движения. Подвижная опора может содержать конвейерную ленту. Подвижная опора может быть по существу плоской и может иметь структурированную или неструктурированную поверхность. Подвижная опора может не содержать отверстий на своей поверхности или может содержать только отверстия такого размера, чтобы они были непроницаемы для пульпы, расположенной на ней. Подвижная опора может содержать подобную листу подвижную и гибкую ленту. Лента может быть выполнена из металлического материала, включая, но без ограничения, сталь, медь, сплавы железа и сплавы меди, или из каучукового материала. Лента может быть выполнена из теплостойкого материала, так что она может быть нагрета для ускорения процесса сушки пульпы.

В данном документе термин «пульпа» обозначает подобный жидкости, вязкий или пастообразный материал, который может содержать эмульсию из другого подобного жидкости, вязкого или пастообразного материала, и который может содержать некоторое количество твердых частиц, при условии, что состояние пульпы остается подобным жидкости, вязким или пастообразным.

«Содержащий алкалоиды материал» представляет собой материал, который содержит один или более алкалоидов. Алкалоиды могут включать никотин. Никотин может находиться, например, в табаке.

Алкалоиды представляют собой группу химических соединений природного происхождения, которые в основном содержат атомы азотистых оснований. Указанная группа также включает некоторые родственные соединения с нейтральными и даже слабокислотными свойствами. Некоторые синтетические соединения схожей структуры также именуются алкалоидами. В дополнение к углероду, водороду и азоту алкалоиды также могут содержать кислород, серу и, реже, другие элементы, такие как хлор, бром и фосфор.

Алкалоиды вырабатываются многими организмами, в том числе бактериями, грибами, растениями и животными. Их можно выделять из неочищенных экстрактов указанных организмов посредством кислотно-основной экстракции. Примерами алкалоидов являются кофеин, никотин, теобромин, атропин, тубокурарин.

В настоящем документе термин «гомогенизированный табачный материал» означает материал, полученный агломерацией частиц табака, который содержит алкалоид никотин. Таким образом, материал, содержащий алкалоиды, может представлять собой гомогенизированный табачный материал.

Наиболее широко используемыми формами гомогенизированного табачного материала являются восстановленный табачный лист и формованный лист. Процесс изготовления листов гомогенизированного табачного материала обычно включает этап, на котором смешивают табачную пыль и связующее с образованием пульпы. Затем указанную пульпу используют для получения табачного полотна. Например, посредством литья вязкой пульпы на движущуюся металлическую ленту получают так называемый формованный лист. В альтернативном варианте осуществления для получения восстановленного табака можно использовать пульпу с низкой вязкостью и высоким содержанием воды в процессе, схожем с изготовлением бумаги.

Лист гомогенизированного табачного материала может называться восстановленным листовым материалом и быть образован с использованием табака в виде частиц (например, восстановленного табака) или табачной смеси в виде частиц, увлажнителя и водного растворителя с образованием табачной композиции. Затем табачная композиция может быть подвергнута литью, экструзии, раскатке или прессованию с получением листового материала из табачной композиции. Лист из табака может быть изготовлен с использованием влажного процесса, в котором мелкодисперсные частицы табака используют для получения бумагообразного материала; или процесса литья листов, в котором мелкодисперсные частицы табака смешивают со связующим материалом и осуществляют литье на движущуюся ленту с получением листа.

Гомогенизированный табачный лист в целом содержит, в дополнение к табаку, связующее и вещество для образования аэрозоля, такое как гуар и глицерин.

В настоящем документе термин «образующий аэрозоль материал» обозначает материал, который при нагреве способен выделять летучие соединения для генерирования аэрозоля. Табак вместе с другими соединениями, в частности лист гомогенизированного табака, содержащий вещество для образования аэрозоля, может быть классифицирован как образующий аэрозоль материал. Образующий аэрозоль субстрат может содержать образующий аэрозоль материал или состоять из него. Гомогенизированный табачный лист может быть использован в качестве материала, образующего аэрозоль.

Суспензия может содержать несколько различных компонентов или ингредиентов. Эти компоненты могут влиять на свойства литого полотна из материала, содержащего алкалоиды. Первый ингредиент представляет собой материал, содержащий алкалоиды, например, в форме порошка. Этот материал может представлять собой, например, табачную порошковую смесь, которая предпочтительно содержит основную часть табака, присутствующего в пульпе. Табачная порошковая смесь является источником основной части табака в гомогенизированном табачном материале и, следовательно, придает вкус и аромат готовому продукту, например аэрозолю, образующемуся в результате нагрева гомогенизированного табачного материала. В суспензию с целью повышения прочности при растяжении полотна из материала, содержащего алкалоиды, предпочтительно добавляют целлюлозную пульпу, содержащую волокна целлюлозы и действующую как упрочняющее вещество. Может быть добавлено связующее. Может быть добавлено вещество для образования аэрозоля. Предпочтительно добавляют связующее вещество и вещество для образования аэрозоля с целью улучшения характеристик прочности при растяжении гомогенизированного листа и содействия образованию аэрозоля. Кроме того, с целью достижения определенной вязкости и влажности, оптимальных для литья полотна из материала, содержащего алкалоиды, в пульпу может быть добавлена вода.

Количество связующего, добавляемого в пульпу, может находиться в диапазоне от приблизительно 1 процента до приблизительно 5 процентов по сухому весу указанной пульпы. В более предпочтительном варианте оно лежит в диапазоне от приблизительно 2 процентов до приблизительно 4 процентов. Связующее, используемое в пульпе, может представлять собой любые камеди или пектины, описанные в данном документе. Связующее может обеспечивать, чтобы табачный порошок оставался, по существу, распределенным по всему гомогенизированному табачному полотну. Хотя может применяться любое связующее, предпочтительные связующие представляют собой натуральные пектины, такие как фруктовые, цитрусовые или табачные пектины; гуаровые камеди, такие как гидроксиэтилгуар и гидроксипропилгуар; камеди бобов рожкового дерева, такие как гидроксиэтиловая и гидроксипропиловая камеди бобов рожкового дерева; альгинат; крахмалы, такие как модифицированные или дериватизованные крахмалы; целлюлозы, такие как метил-, этил-, этилгидроксиметил- и карбоксиметилцеллюлоза; тамариндовую камедь; декстран; пуллалон; конжаковую муку; ксантановую камедь и т. п. Особо предпочтительным связующим для использования в настоящем изобретении является гуар.

Как правило, введение целлюлозных волокон в пульпу, действующих как упрочняющее средство, увеличивает прочность на разрыв полотна табачного материала. Следовательно, добавление целлюлозных волокон способно повысить упругость полотна из гомогенизированного табачного материала. Целлюлозные волокна для включения в пульпу с получением гомогенизированного табачного материала известны из уровня техники и включают без ограничения волокна древесины мягких пород; волокна древесины твердых пород; джутовые волокна; льняные волокна; табачные волокна и их комбинации. В дополнение к переработке в волокнистую массу, целлюлозные волокна могут быть подвергнуты надлежащим процессам обработки, таким как очистка, механическая переработка в волокнистую массу, химическая переработка в волокнистую массу, отбеливание, сульфатная переработка в волокнистую массу и комбинации вышеперечисленного. Целлюлозные волокна могут содержать материалы из табачных стеблей, жилок или другие материалы из табачного растения. Предпочтительно, целлюлозные волокна, такие как древесные волокна, имеют низкое содержание лигнина. В альтернативном варианте осуществления волокна, такие как растительные волокна, включая конопляные и бамбуковые, могут использоваться вместе с ними или вместо них. Длина целлюлозных волокон предпочтительно составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметра. Предпочтительно, средняя длина на единицу веса целлюлозных волокон составляет от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 3 миллиметров. Кроме того, предпочтительно количество волокон целлюлозы составляет от приблизительно 1 процента до приблизительно 7 процентов в пересчете на сухой вес от общего веса пульпы (или гомогенизированного табачного листа).

Подходящие вещества для образования аэрозоля для включения в суспензию для получения гомогенизированного табачного материала известны из уровня техники и включают, без ограничения: одноатомные спирты, такие как ментол, многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.

Примеры предпочтительных веществ для образования аэрозоля представляют собой глицерин и пропиленгликоль.

Содержание вещества для образования аэрозоля в пульпе может составлять более чем приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес. Содержание вещества для образования аэрозоля в пульпе может составлять от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес. Более предпочтительно, вещество для образования аэрозоля содержится в количестве от приблизительно 10 процентов до приблизительно 25 процентов в пересчете на сухой вес пульпы. Более предпочтительно, вещество для образования аэрозоля содержится в количестве от приблизительно 15 процентов до приблизительно 25 процентов в пересчете на сухой вес пульпы.

Связующее и целлюлозные волокна предпочтительно включены в весовом соотношении от приблизительно 1:7 до приблизительно 5:1. Более предпочтительно, связующее и целлюлозные волокна включены в весовом соотношении от приблизительно 1:1 до приблизительно 3:1.

Связующее и вещество для образования аэрозоля предпочтительно включены в весовом соотношении от приблизительно 1:30 до приблизительно 1:1. Более предпочтительно, связующее и вещество для образования аэрозоля включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:20 до приблизительно 1:4.

Предпочтительно, материал, содержащий алкалоиды, представляет собой табак. Связующее и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:100 до приблизительно 1:10. Более предпочтительно, связующее и частицы табака включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:50 до приблизительно 1:15, еще более предпочтительно от приблизительно 1:30 до 1:20.

Вещество для образования аэрозоля и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:20 до приблизительно 1:1. Более предпочтительно, вещество для образования аэрозоля и частицы табака включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:6 до приблизительно 1:2.

Вещество для образования аэрозоля и целлюлозные волокна предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:1 до приблизительно 30:1. Более предпочтительно, вещество для образования аэрозоля и целлюлозные волокна включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 5:1 до приблизительно 15:1.

Целлюлозные волокна и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении от приблизительно 1:100 до приблизительно 1:10. Более предпочтительно, целлюлозные волокна и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:50 до приблизительно 1:20.

Установка согласно настоящему изобретению содержит литейный короб для вмещения пульпы и подвижную опору, причем формовку пульпы осуществляют с использованием формовочного элемента. Формовочный элемент представляет собой формовочную лопатку. Подвижная опора при движении определяет направление литья.

Пульпа может поступать в литейный короб из другого места. Поэтому пульпа может образовываться в другом месте, а не в литейном коробе. Например, пульпа может формироваться в бункере, откуда она перемещается в литейный короб через подходящую трубку. Предпочтительно, пульпу непрерывно подают в литейный короб одновременно с литьем пульпы на подвижную опору с образованием непрерывного полотна материала, содержащего алкалоиды. Таким образом, бункер и литейный короб предпочтительно имеют сообщение по текучей среде, что обеспечивает возможность перетекания пульпы из одного в другой.

Литейный короб предпочтительно имеет форму короба. Предпочтительно, литейный короб имеет стенки. Более предпочтительно, стенки, в свою очередь, включают боковые стенки. Боковые стенки могут включать первую и вторую пары противоположных боковых стенок, называемые первой, второй боковыми стенками в первой паре и третьей и четвертой боковыми стенками во второй паре. Боковые стенки предпочтительно по существу вертикальны или наклонены относительно вертикальной плоскости. Первая и вторая боковые стенки и третья и четвертая боковые стенки, соответственно, обращены друг к другу. Предпочтительно, стенки литейного короба также содержат нижнюю стенку. Нижняя стенка может содержать отверстие. Предпочтительно, вся нижняя часть литейного короба образует отверстие. В альтернативном варианте осуществления нижняя стенка может быть полностью закрыта.

Литейный короб может содержать закрытую верхнюю стенку или крышку, или верхняя стенка может содержать отверстие. В случае присутствия крышки она может быть неподвижной или подвижной. В последнем случае крышка может быть выполнена с возможностью скольжения по боковым стенкам литейного короба.

Стенки литейного короба образуют внутренний объем литейного короба, т. е. стенки ограничивают внутренний объем литейного короба. Как упоминалось выше, литейный короб может содержать отверстие, например, в нижней или верхней области, таким образом, чтобы короб не был полностью закрытым контейнером. Отверстие предназначено для литья пульпы. Таким образом, внутренний объем литейного короба находится в контакте с внешней средой. Из-за наличия указанного отверстия в качестве внутреннего объема литейного короба рассматривается объем «теоретического» короба, в котором область, ограниченная отверстием, закрыта. Соответственно, в предпочтительном варианте линия разграничения между внутренним объемом короба и внешней средой проводится так, как если бы это отверстие было закрыто стенкой. Отверстие может быть образовано более чем в одной стенке (например, угловые отверстия, которые представляют собой отверстия, образованные в углах короба). Кроме того, может присутствовать более одного отверстия.

Формовочная лопатка предпочтительно расположена перпендикулярно направлению литья. Полотно материала образуется посредством формовочной лопатки, которая наносит пульпу, находящуюся в литейном коробе, на подвижную опору. Литейный короб предпочтительно имеет отверстие в нижней части, и подвижная опора расположена частично под этим отверстием. Пульпа из литейного короба входит в контакт с формовочной лопаткой в области указанного отверстия. Кромка формовочной лопатки образует зазор с поверхностью подвижной опоры, и пульпа проходит через отверстие, образованное указанным зазором. Толщина литого полотна материала может определяться, помимо прочего, расстоянием между кромкой формовочной лопатки, которая входит в контакт с пульпой, и поверхностью подвижной опоры, т.е. размером определенного выше зазора.

В другом варианте осуществления формовочный элемент содержит литейный валик. В этом варианте осуществления литейный короб предпочтительно имеет отверстие в верхней части, и оба из подвижной опоры и литейного валика расположены обращенными к отверстию и друг к другу. Вращение валика, который по меньшей мере частично погружается в пульпу, приводит к формованию пленки из пульпы на подвижной опоре. Между литейным валиком и подвижной опорой есть зазор. Толщина литого полотна материала может определяться расстоянием, помимо прочего, между внешней поверхностью литейного валика, и внешней поверхностью подвижной опоры, т.е. размером определенного выше зазора.

Пульпа поступает в литейный короб через элемент подачи пульпы, который образует подающий канал. Подающий канал предпочтительно имеет такую же ширину, что и литейный короб, или несколько меньшую, так, что пульпа распределяется или поступает по существу равномерно по всему размеру короба, что минимизирует локальное повышение уровня пульпы. Ширина рассматривается как размер, перпендикулярный направлению литья. Подающий канал образует впускное отверстие для пульпы, соответствующее выпускному отверстию подающего канала, из которого выходит пульпа. Это впускное отверстие предпочтительно является вытянутым. Подающий канал может рассматриваться как трубка, имеющая продолговатое, такое как овальное или прямоугольное, поперечное сечение. В подающем канале одна трубка или несколько трубок могут обеспечивать схождение при перемещении пульпы. Ширина поперечного сечения подающего канала предпочтительно равна ширине впускного отверстия.

Подводящий канал может быть расположен выше литейного короба, например, обращен к верхней части литейного короба, который предпочтительно открыт, или он содержит отверстие. Подводящий канал может быть обращен к пульпе, находящейся в литейном коробе. Пульпа падает из подводящего канала в литейный короб в «свободном падении» под действием силы тяжести. Пульпа может падать на поданную ранее пульпу или на боковую стенку литейного короба, где она скользит и достигает поданной ранее пульпы.

Подводящий канал может быть соединен с боковой стенкой литейного короба. В этом случае впуск для пульпы содержит отверстие, образованное в боковой стенке литейного короба. Подводящий канал в этой конфигурации предпочтительно по существу горизонтален или слегка наклонен относительно горизонтальной плоскости.

Литейный короб содержит множество ребер, расположенных в подводящем канале. Указанные ребра изменяют путь потока пульпы, протекающей внутри подводящего канала. Таким образом, указанные ребра изменяют направление потока пульпы: по существу «линейный» поток, т.е. поток, протекающий в одном по существу прямолинейном направлении, обретает более сложную траекторию, поскольку пульпе приходится изменять траекторию движения на различных поверхностях, образованных указанными ребрами. Таким образом, если в подводящий канал попадает пульпа из разных труб, ребра обеспечивают возможность перемешивания и объединения разных входящих потоков в один однородный поток.

Без ограничения теорией, пульпа, вероятно, демонстрирует сдвиговое разрежение, то есть имеет место обратно-пропорциональная зависимость между естественной вязкостью и прикладываемым сдвиговым усилием. Таким образом, хорошее перемешивание пульпы внутри литейного короба может быть полезно в производственном процессе, в частности, для контроля толщины формованного листа. По этой причине в подводящий канал предпочтительно встраивают ребра, которые влияют на поток пульпы. Ребра, которые могут иметь форму, подобную лезвиям, преимущественно работают как распределитель массы, а также статические смесители, поскольку пульпа во время своего протекания должна обтекать эти ребра, распределяясь и создавая нелинейные потоки. Соответственно, пульпа осуществляет «сложное локальное перемещение» вокруг ребер и в то же время общее движение из канала в литейный короб. Лучше перемешанная пульпа, текущая внутри литейного короба, позволяет получать более однородную пульпу, содержащуюся в литейном коробе.

Конкретная геометрия, размер, количество и относительная близость между ребрами позволяют задавать их влияние на поток пульпы. Эти параметры могут быть разработаны путем компьютерного моделирования исходя из конфигурации подводящего канала и характеристик пульпы.

Часть подводящего канала, содержащая перенаправляющие ребра, может быть отсоединена и извлечена из элемента подачи пульпы.

По одному из измерений ребра намного меньше, чем по двум другим, и это измерение является их толщиной. Ребра предпочтительно представляют собой элементы в форме лезвий, которые расположены в подводящем канале, где они могут препятствовать течению пульпы. Каждое ребро образует две по существу противолежащие основные поверхности и две соединяющие их тонкие боковые поверхности.

Ребра могут выступать из одной из боковых стенок подводящих каналов, например, они могут быть закреплены на такой боковой стенке и выступать из внутренней поверхности стенки, контактируя с пульпой. Предпочтительно, основные поверхности каждого ребра по существу перпендикулярны боковой стенке подводящего канала. Ребра могут иметь высоту, равную размеру канала, так что ребра могут контактировать с двумя противоположными стенками канала.

Предпочтительно, наибольший размер, такой как высота или ширина ребер, составляет от приблизительно 2 сантиметров до 10 сантиметров, более предпочтительно он составляет от приблизительно 4 сантиметров до 8 сантиметров.

В случае наличия множества ребер все ребра могут быть соединены соединительным элементом, таким как стержень или рамка. Стержень или рамка могут также соединять ребра в отдельные группы. Каждая группа может иметь один соединительный элемент, отличный от других групп. Соединение посредством соединительного элемента позволяет извлекать все ребра одновременно с целью чистки или ремонта. Кроме того, это позволяет регулировать положение всех ребер одновременно.

Ребра могут быть прикреплены непосредственно к стенкам каналов. Ребра могут быть соединены рамкой или стержнем, и рамка или стержень могут быть закреплены на стенках, и сами ребра могут не находиться в контакте со стенками канала.

Каждое из ребер может задавать ось или направление. На виде сверху ребра образуют по существу кривую. Эта кривая имеет первый и второй концы. Направление, задаваемое ребрами, соответственно, их ось, определяется линией, соединяющей первый и второй концы.

Предпочтительно, подгруппа перенаправляющих ребер включает ребра, имеющие параллельные друг другу оси. Предпочтительно, ребра образуют группы, в которых все ребра «указывают» в одном направлении. Например, перенаправляющие ребра могут быть разделены на ряды, и каждый ряд включает ребра, имеющие параллельные друг другу оси. Ряды ребер расположены один ниже другого вдоль направления потока пульпы, например, если присутствует первый и второй ряд ребер, первый ряд ребер расположен выше второго ряда в направлении потока пульпы.

Ребра предпочтительно являются криволинейными, т. е. они образуют вогнутую часть или выпуклую часть. Ребра могут иметь больше, чем одну вогнутую поверхность. На виде сверху, ребра могут образовывать С-образную форму, S-образную форму или аналогичные формы. Они также могут быть плоскими. Упоминаемые потенциальные стандартные формы поперечных сечений лопаток/ребер представляют собой обычно используемые для подобных целей, а именно для создания необходимого «изменения направления» или изменения ориентации пульпы в каждом конкретном месте, а также их комбинации. В отношении материалов, ребра предпочтительно выполнены из металла, более предпочтительно из твердых металлических сплавов, таких как твердые сплавы нержавеющей стали. В альтернативном варианте осуществления или дополнительно, ребра могут содержать усиленные поверхности или другие материалы, которые обладают высокой стойкостью к истиранию пульпой, обусловленному высоким содержанием диоксида кремния в табачных частицах и его известным абразивным эффектом во всех типах материалов, включая металлы. «Твердый» материал или покрытие применяют из-за износа, вызываемого пульпой и присутствием никотина в пульпе, который также в целом оказывает агрессивное воздействие на материалы.

«Продольные полосы затенения», которые могут появляться в литом листе в отсутствие ребер, могут отсутствовать в случае расположения ребер в литейном коробе. Ребра перемешивают друг с другом разные входящие потоки пульпы и создают один более однородный поток.

Предпочтительно элемент подачи пульпы содержит коническую часть. Более предпочтительно, перенаправляющие ребра расположены ниже по потоку относительно конической части в направлении подачи. Это обеспечивает возможность относительно легкого регулирования оснащения производственного процесса, а также очистку внутренней стороны литейного короба.

Предпочтительно, подводящий канал имеет некоторую ширину канала, и перенаправляющие ребра распределены по ширине канала. Ширина представляет собой направление, по существу перпендикулярное направлению литья. Преимущественно указанные ребра перенаправляют всю пульпу, так что в подводящем канале находится единый однородный поток.

Предпочтительно, перенаправляющие ребра включают множество криволинейных ребер. Предпочтительно, ребра являются не плоскими, а криволинейными. Соответственно, таким образом, основные поверхности ребер представляют собой криволинейные поверхности. Кривизна может применяться для изменения направления потока пульпы в нескольких разных направлениях, в зависимости от ориентации ребра, на которое попадает пульпа.

Предпочтительно множество криволинейных ребер образуют по меньшей мере один ряд. Более предпочтительно криволинейные ребра одного ряда имеют одинаково ориентированную вогнутую поверхность. Более предпочтительно все ребра в одном ряду имеют параллельные оси. Предпочтительно присутствует много ребер. Более предпочтительно, ребра расположены по всей ширине канала, которая в целом близка к ширине литейного короба, которая по существу равна ширине формовочной лопатки, за счет чего присутствие ребер влияет на всю пульпу. Предпочтительно, указанные ребра расположены одно рядом с другим с зазором между ними, через который может протекать пульпа. Таким образом, пульпа предпочтительно протекает по разным каналам, при этом каждый канал образован двумя поверхностями, одна из которых принадлежит одному ребру, и еще одна принадлежит соседнему ребру.

Предпочтительно, каждое из множества ребер образует вогнутую поверхность, причем криволинейные ребра одного ряда имеют одинаково ориентированные вогнутые поверхности. «Одинаково ориентированные вогнутые поверхности» означает, что вогнутые поверхности всех ребер в ряду расположены с одной и той же стороны от их оси. Ребра могут иметь больше одной криволинейной поверхности. Предпочтительно все криволинейные поверхности ребер ряда ребер, которые предпочтительно расположены по всей ширине литейного короба, «указывают» в одном направлении.

Предпочтительно, вогнутые поверхности двух смежных рядов имеют противоположную ориентацию. Движение, придаваемое потоку ребрами, является «насколько это возможно сложным», таким образом, что оно отклоняется от линейности и обеспечивает лучшее перемешивание.

Предпочтительно, литейный короб содержит боковые стенки, и элемент подачи пульпы образует впускное отверстие для пульпы, при этом впускное отверстие для пульпы образовано в одной из боковых стенок. Пульпа поступает в литейный короб через отверстие, образованное в одной из боковых стенок.

Предпочтительно, элемент подачи пульпы образует впускное отверстие для пульпы, причем впускное отверстие для пульпы расположено выше или на уровне верхней части литейного желоба. Пульпа подается из положения выше литейного короба и падает в литейный короб под действием силы тяжести.

Настоящее изобретение относится также к способу литья листа материала, содержащего алкалоиды, включающему: обеспечение литейного короба; обеспечение формовочного элемента, соединенного с литейным коробом; обеспечение подвижной опоры, обращенной к литейному элементу; обеспечение элемента подачи пульпы, образующего подводящий канал; обеспечение перенаправляющих ребер, расположенных в подводящем канале; введение пульпы в литейный короб по направлению подачи по подводящему каналу; и формовку пульпы на подвижной опоре посредством формовочного элемента.

Предпочтительно, формовочный элемент представляет собой формовочную лопатку.

Преимущества способа уже были описаны в общих чертах при описании устройства и не будут повторяться.

Предпочтительно, этап подвода пульпы в литейный короб включает введение пульпы в литейный короб по направлению подачи, образующему угол с горизонтальной плоскостью, составляющей от примерно -45 градусов до примерно +45 градусов. Горизонтальный подвод пульпы может обеспечивать лучший контроль потока пульпы внутри литейного короба, поскольку он регулируется прикладываемым давлением, а не силой тяжести в случае «свободного падения». Благодаря подводящему каналу, который не является вертикальным, образование воздушных пузырьков внутри литейного короба уменьшается или минимизируется; кроме того, на пульпу, содержащуюся в литейном коробе, не оказывает воздействия потенциальная энергия падающей пульпы, и это может повысить однородность (по составу и толщине) формованного листа благодаря постоянным условиям давления внутри литейного короба.

Предпочтительно, этап подвода пульпы в литейный короб включает введение пульпы в литейный короб по направлению подачи, образующему угол с горизонтальной плоскостью, составляющей от примерно -15 градусов до примерно +15 градусов.

В альтернативном варианте осуществления пульпа может попадать в литейный короб сверху, т.е. на конце подводящего канала происходит падение пульпы в воздухе, в результате чего она достигает литейного короба, расположенного ниже. В этой конфигурации предпочтительно подводящий канал является по существу вертикальным.

Предпочтительно, способ включает этап регулирования положения перенаправляющих ребер, смещения перенаправляющих ребер вдоль направления подачи в зависимости от параметров пульпы или формованного листа. Предпочтительно, способ включает регулирование ориентации перенаправляющих ребер относительно направления подачи, в зависимости от параметров пульпы или формованного листа. Положение и ориентация ребер могут регулироваться в зависимости от характеристик пульпы и желаемой характеристики формованного листа. Ребра выполнены с возможностью изменения ориентации и перемещения от и по направлению к впускному отверстию, сдвига на заданную величину.

Предпочтительно, формованный лист материала, содержащего алкалоид, содержит гомогенизированный табачный лист.

Настоящее изобретение может также относиться к литейной установке для литья листа материала, содержащей: литейный короб, выполненный с возможностью вмещения пульпы для литья с формированием листа; элемент подачи пульпы, образующий подводящий канал, выполненный с возможностью введения пульпы в литейный короб в направлении подачи; перенаправляющие ребра, расположенные внутри подводящего канала, причем указанные перенаправляющие ребра выполнены с возможностью входа в контакт с пульпой внутри подводящего канала; подвижную опору; и формовочный элемент, выполненный с возможностью формовки пульпы, содержащейся в литейном коробе, на подвижную опору с образованием формованного листа.

Настоящее изобретение может также относиться к способу литья листа материала, включающему: обеспечение литейного короба; обеспечение формовочного элемента, соединенного с литейным коробом; обеспечение подвижной опоры, обращенной к литейному элементу; обеспечение элемента подачи пульпы, образующего подводящий канал; обеспечение перенаправляющих ребер, расположенных в подводящем канале; введение пульпы в литейный короб по направлению подачи по подводящему каналу; и формовку пульпы на подвижной опоре посредством формовочного элемента.

Другие преимущества настоящего изобретения станут понятны из его подробного описания с неограничивающей ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:

на Фиг. 1 показан схематический вид сбоку в разрезе части установки для производства полотна материала, содержащего алкалоиды;

на Фиг. 2 показан схематический вид сбоку в разрезе другого варианта реализации установки для производства полотна материала, содержащего алкалоиды; и

на Фиг. 3 показан схематический вид в перспективе части установки по Фиг. 2.

На Фиг. 1 представлена и обозначена ссылочным номером 100 литейная установка для производства литого полотна из материала, содержащего алкалоиды, согласно настоящему изобретению. На Фиг. 1 показана только часть литейной установки 100.

Литейная установка 100 предназначена для производства литого полотна из гомогенизированного табачного материала 11.

Литейная установка 100 содержит литейный короб 10, содержащий пульпу 18, подвижную опору 2 и формовочную лопатку 1, при этом формовочная лопатка 1 формует пульпу 18, содержащуюся в литейном коробе 10, на подвижной опоре 2 с образованием формованного листа гомогенизированного табачного материала 11. Подвижная опора 2 определяет направление литья, изображенное стрелкой 24 на Фиг. 1.

Пульпа 18 из буферных баков (не показаны на графических материалах) перемещается в литейный короб 10 посредством насоса (не показан на графических материалах). Предпочтительно, насос содержит регулятор (не показан на графических материалах) расхода для регулирования количества пульпы 18, подаваемой в литейный короб 10. Насос преимущественно выполнен так, чтобы обеспечивать поддержание минимально необходимого времени для транспортировки пульпы. Насос соединен по текучей среде, например, с помощью элемента подачи пульпы 5, с литейным коробом 10, таким образом, чтобы подавать в него пульпу 18.

Литейный короб 10 содержит боковые стенки, включающие первую и вторую противоположные стенки 3, 4. Формовочная лопатка 1 связана с литейным коробом 10 на второй стенке 4. Литейный короб 10 обычно ограничен четырьмя боковыми стенками, а именно, первой и второй противоположными стенками 3, 4 и третьей и четвертой противоположными стенками (не показаны на фигурах), которые соединяют первую и вторую противоположные стенки 3, 4.

Подвижная опора 2 содержит, например, непрерывную ленту из нержавеющей стали с барабанным узлом. Указанный барабанный узел содержит главный барабан 21, расположенный ниже литейного короба 10, который двигает подвижную опору 2. Предпочтительно, литейный короб 10 установлен поверх главного барабана 21.

Пульпу формуют на стальной ленте - на уровне барабана 21 - посредством формовочной лопатки 1, в результате чего образуется непрерывный лист гомогенизированного табачного материала. Чтобы пульпа достигала формовочной лопатки и, соответственно, подвижной опоры, литейный короб 10 имеет отверстие 17 в области его дна, и это отверстие 17 проходит по ширине литейного короба 10. Отверстие 17 расположено над барабаном 21 и вблизи него.

Верхняя часть литейного короба 10 в данном варианте осуществления открыта.

Движение стальной ленты 2 продвигает пульпу 18 к формовочной лопатке 1, например, в направлении второй стенки 4. Формовочная лопатка 1 формует часть пульпы 18 на стальной ленте 2, в то время как остальная основная часть пульпы 18 возвращается обратно и рециркулирует внутри литейного короба 10.

Формовочная лопатка 1 имеет основной размер, который является ее продольной шириной. Формовочная лопатка 1, например, является по существу прямоугольной.

Формовочная лопатка 1 прикреплена к литейному коробу 10 предпочтительно с помощью регулируемой панели 8, управляемой исполнительным элементом 9, что обеспечивает возможность точного контроля положения формовочной лопатки 1, в частности, ее расстояния до подвижной опоры 2.

Между формовочной лопаткой 1 и подвижной опорой 2 имеется зазор, размеры которого определяют, помимо прочего, толщину литого полотна гомогенизированного табачного материала 11.

Элемент подачи пульпы 5 для перемещения пульпы 18 в литейный короб может иметь разные положения и формы. В варианте осуществления, представленном на Фиг. 1, элемент 5 подачи текучей среды содержит канал 15, который образует впускное отверстие 90. Впускное отверстие 90 является по существу отверстием, образованным на боковой стенке 3 литейного короба 10. Предпочтительно, канал 15 расположен по существу горизонтально, так что во впускном отверстии 90 направление потока пульпы является по существу горизонтальным.

Кроме того, литейный короб 10 содержит множество ребер, расположенных в канале 15. Ребра расположены в двух по существу параллельных первом и втором ряде, причем второй ряд расположен раньше по ходу потока относительно первого ряда в направлении потока пульпы. Возможно любое количество рядов. Все ребра первого ряда обозначены числом 19, и все ребра второго ряда обозначены числом 20. Высота ребер по существу близка к высоте канала 5.

Каждое ребро 19, 20 первого или второго ряда на виде сверху образует криволинейную форму, при этом ребра в каждом ряду имеют одинаковую ориентацию вогнутых поверхностей. На Фиг. 3 четко показаны первый и второй ряды ребер. Каждое ребро 19, 20 имеет C-образную форму, при этом вогнутая поверхность этой C ориентирована по существу к главному направлению потока пульпы. Все ребра имеют одинаковую форму, и все они имеют преобладающий размер. Каждое ребро задает ось, которая представляет собой продолжение линии, соединяющей первый и второй концы этого ребра на виде сверху. В каждом ряду ребра предпочтительно параллельны, то есть, предпочтительно они имеют параллельные оси.

Первый и второй регулировочные элементы, не показанные на графических материалах, могут воздействовать на ребра, чтобы менять их положение. Первый регулировочный элемент может поворачивать ребра вокруг их оси так, что ориентация каждой оси меняется, а второй регулировочный элемент может менять их положение вдоль канала 15, ближе или дальше от впускного отверстия 90.

Элемент подачи пульпы 5 выше относительно ребер 19, 20 по направлению потока пульпы 18 в канале 5 также предпочтительно содержит коническую часть 6.

На Фиг. 2 и 3 изображен второй вариант осуществления установки 101 для литья листа 11. Разница между этим вариантом осуществления и предыдущим заключается в элементе подачи пульпы 50.

Элемент подачи 50 пульпы содержит множество труб 80 и распределитель 51. Пульпу подают из одного полого трубопровода (не показан), который затем разделяется на множество труб 80. Поток пульпы из каждой трубы 80 на выходе имеет треугольную форму в распределителе 51, для обеспечения возможности регулировки и покрытия всей ширины литейного короба (см., например, Фиг. 3). Распределитель 51 имеет канал 15, содержащий ребра 19, 20, имеющий впускное отверстие 90. Пульпа 18 падает непрерывно или прерывистым образом прямо в литейный короб сверху, как видно на Фиг. 2 и 3. Во время падения из впускного отверстия 90 канала 15, капли пульпы могут касаться или не касаться боковых стенок 3. Если пульпа касается боковой стенки 3, она скользит по ней.

Ребра 19, 20 расположены внутри канала 15 так же, как в канале в предыдущем варианте осуществления. Канал 15 из этого варианта осуществления схож с каналом 15 из предыдущего варианта осуществления, только ориентирован иначе, таким образом, что он является по существу вертикальным, а не горизонтальным.

На Фиг. 3 показано воздействие ребер на пульпу, поступающую из разных труб 80. Из множества потоков из разных труб 80, выходящих через распределитель 51, благодаря каналу 15 образуется единый поток.

Литейная установка 100-101 работает следующим образом. Пульпу 18, предпочтительно полученную путем смешивания и объединения табачного порошка и других ингредиентов, перемещают из накопительного бака (не показан) с помощью, например, встроенных мешалок производственной линии (также не показаны), к литейной установке 100-101 и, в частности, внутрь литейного короба 10.

Пульпа 18 подается, например, по горизонтальному каналу 15, имеющему впускное отверстие 90, которое расположено на задней или расположенной раньше по ходу потока стороне литейного короба 10 (в боковой стенке 3 литейного короба 10). Формовочная лопатка 1 расположена на передней или расположенной дальше по ходу потока стороне литейного короба 10 вблизи боковой стенки 4. В альтернативном варианте осуществления пульпу распределяют сверху, например, она поступает в литейный короб через его открытую верхнюю часть через по существу вертикальный канал 15, и падает на литейный короб 10 и/или скользит по боковой стенке 3. В любом случае пульпа должна пройти через ребра 19, 20 и стать более однородной.

Кроме того, предпочтительно осуществляют мониторинг уровня пульпы в литейном коробе 10. Кроме того, предпочтительно контролируют уровня пульпы в литейном коробе 10. Кроме того, предпочтительно контролируют плотность пульпы 18. Контроль указанных параметров осуществляют с помощью подходящих датчиков.

Толщину полотна из гомогенизированного табачного материала и граммаж, контролируемый с помощью нуклонного датчика сразу же после литья, непрерывно измеряют и регулируют с обратной связью с помощью устройства для измерения параметров пульпы.

Формование осуществляют с помощью формовочной лопатки 1, образующей зазор с подвижной опорой 2, и этот зазор также может регулироваться с обратной связью.

Далее литое полотно подвергают этапу сушки с использованием сушильного устройства (не показано на графических материалах). Сушильное устройство содержит множество отдельных сушильных зон. Каждая сушильная зона предпочтительно имеет паровой нагрев с нижней стороны опоры и нагретый воздух над подвижной опорой 2, а также предпочтительно регулируемые средства управления выпуском воздуха. Внутри сушильного устройства полотно из гомогенизированного табака высушивают до требуемой конечной влажности на опоре 2.

Этап высушивания предпочтительно включает однородное и мягкое высушивание литого полотна в сушилке с бесконечной лентой из нержавеющей стали с раздельно контролируемыми зонами. Во время высушивания предпочтительно осуществляют этап отслеживания температуры литого полотна в каждой сушильной зоне для обеспечения плавного профиля высушивания в каждой сушильной зоне. Литое полотно сушат до требуемой конечной влажности на стальной ленте 2 посредством воздушной сушки снизу и сверху с нагревом посредством парового котла. Каждая сушильная зона оснащена средствами регулирования расхода и давления пара, при этом температура воздуха и расход воздуха являются полностью регулируемыми, чтобы обеспечить требуемый профиль высушивания и гарантировать соблюдение времени выдержки продукта.

Claims (25)

1. Литейная установка для литья листа материала, содержащего алкалоиды, содержащая:

литейный короб, выполненный с возможностью вмещения пульпы, подлежащей литью для формирования листа;

элемент подачи пульпы, образующий подводящий канал, выполненный с возможностью введения пульпы в литейный короб в направлении подачи;

перенаправляющие ребра, расположенные в подводящем канале, при этом перенаправляющие ребра выполнены с возможностью приведения в контакт с пульпой внутри подводящего канала, причем перенаправляющие ребра содержат множество криволинейных ребер, расположенных по меньшей мере в один ряд, и при этом криволинейные ребра одного и того же ряда имеют одинаково ориентированную вогнутость;

подвижную опору; и

формовочную лопатку, выполненную с возможностью литья пульпы, находящейся в литейном коробе, на подвижной опоре с получением, таким образом, литого листа.

2. Литейная установка по п. 1, в которой элемент подачи пульпы содержит коническую часть.

3. Литейная установка по п. 2, в которой перенаправляющие ребра расположены после конической части в направлении подачи.

4. Литейная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой подводящий канал имеет ширину канала, которая является такой же, как ширина литейного короба, или меньшей, и перенаправляющие ребра распределены вдоль этой ширины канала.

5. Литейная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой литейный короб содержит боковые стенки, и элемент подачи пульпы образует впускное отверстие для пульпы, выполненное в одной из боковых стенок.

6. Литейная установка по любому из предыдущих пунктов, в которой элемент подачи пульпы образует впускное отверстие для пульпы, причем указанное впускное отверстие для пульпы расположено выше или на уровне верхней части литейного короба.

7. Способ литья листа материала, содержащего алкалоиды, включающий:

обеспечение литейного короба;

обеспечение формовочной лопатки, соединенной с литейным коробом;

обеспечение подвижной опоры, обращенной к формовочной лопатке;

обеспечение элемента подачи пульпы, образующего подводящий канал;

обеспечение перенаправляющих ребер, расположенных внутри подводящего канала;

введение пульпы в литейный короб по направлению подачи через подводящий канал;

литье пульпы на подвижной опоре посредством формовочной лопатки; и

регулирование ориентации перенаправляющих ребер относительно направления подачи, в зависимости от параметров пульпы или литого листа.

8. Способ по п. 7, в котором этап подачи пульпы внутрь литейного короба включает в себя введение пульпы в литейный короб в направлении подачи, образующем угол с горизонтальной плоскостью, составляющий от -45 градусов до +45 градусов.

9. Способ по п. 7, в котором этап подачи пульпы внутрь литейного короба включает в себя введение пульпы в литейный короб в направлении подачи, образующем угол с горизонтальной плоскостью, составляющий от -15 градусов до +15 градусов.

10. Способ по любому из пп. 7-9, который включает:

регулирование положения перенаправляющих ребер, посредством смещения перенаправляющих ребер в направлении подачи в зависимости от параметров пульпы или литого листа.

11. Способ по любому из пп. 7-10, в котором лист материала, содержащего алкалоид, включает в себя лист гомогенизированного табака.

Images