TWI224495B - Process for enhancing the filling capacity of tobacco - Google Patents

Description

玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 發明領域 本發明係有關一種增進壓縮煙草（諸如切割煙草葉或 是煙草中脈）充填量、或是藉著以壓力為400到1000巴卬虹) 之氣氣且/或氬氣所構成的處理氣體處理煙草材料，接著持 續減壓並Ik後對於该排出水分以後之煙草材料進行熱後處 理，以增進煙草添加物充填量之方法。 發明背景 與使用二氧化碳、氨氣或是揮發性有機氣體對於煙草 進行壓力處理相比，此種方法（亦熟知為INCOM膨脹方法） 經證明係較為有利。因此德國專利第29 02 300 C2號專利案 說明此一膨脹方法，其使用的工作壓力為3〇〇到8〇〇巴之間 。此範例顯示出對於增進充填量之最終壓力具有相當大的 效果，但其對於1到10分鐘之曝露時間僅具有些微效果。該 公開案並未包含煙草之可行壓縮度或緊密度的參考。 德國專利第31 19 330 C2號揭露藉由水蒸氣或是飽和 蒸氣對於加壓氣體處理過之煙草進行熱處理，並參考上述 德國專利第29 03 300 C2號的高壓處理。 另外，德國專利第34 14 625 C2號說明一種串聯方法， 根據該方法，經由各種不同的方式，諸如在充入反應器之 前冷卻處理氣體、冷卻高壓鍋，或是使用一深冷且液化之 處理氣體，其係欲確保排出水分以後煙草之溫度在熱處理 以前係低於〇°C。該等範例之基礎係在於以30公斤之煙草充 填200公升的高壓鍋，其相對應之充填密度為0.15公斤/立方 公寸。 德國專利第39 35 774 C2號說明經由一外部熱交換器 對於高壓鎮中之壓縮處理氣體進行冷卻的方法，其中複數 個南壓编係連接在一起，以形成術語稱之為一串列麵(train) 。該方法最後顯示一種對於欲處理之氣體與貨物進行的特 殊冷卻方式。 德國專利第100 06 425 C1號說明在工作溫度高於55。〇 對於相當低含水量（最高約16%)之煙草的處理方法。由於使 用體積為2立方公寸之高壓鍋，且初始之煙草重量為3〇〇公 克，計算出煙草裝填之充填密度為0.15公斤/立方公寸，其 與上述之德國專利第34 14 625 C2號一致。 德國專利第100 06 424 A1號揭露一種具有至少一個保 持狀態之減壓方法，並在殘餘壓力下對於系統加熱，以便 使排出水分以後之煙草溫度達到1〇到8〇它。 當煙草裝入壓力容器而並無進一步的加壓操作時，能 夠獲得先前技藝中所說明約0.15公斤/立方公寸之充填密度 。欲增加充填密度，於熟知處理方法中使用快速壓力建立 (buildup)反而會降低膨脹以後之煙草材料的充填量。 本發明之一目的係在於進一步發展熟知之處理方法， 以致於使其較迄今具有同寺南充填量之處理方法更合乎經 濟效益。 令人訝異的是，經發現事實上與德國專利第29 〇3 3〇〇 1224495 C2號之學說相反，在高充填密度之範圍内，壓縮氣體之啟 用時間並不會對膨脹以後的煙草材料充填量產生顯著的影 響。 儘管上述之先前技藝說明如何針對僅可能增加膨脹後 5 之煙草材料充填量進一步使基礎處理方法更為理想。除了 增加充填量以外，對於INCOM處理方法之經濟效益而言， 一給定高壓鍋體積之煙草裝填係為一重要因素。增加裝填 不僅能夠使產量增高，且另外能夠降低對於一特定量之欲 膨脹煙草的處理氣體與壓縮能量之具體消耗量。 10 【發明内容】 發明概要 以下參考範例更為詳細說明本發明之處理方法。 為此目的，首先將術語「加壓時間」界定為首次達到 最終壓力之壓力建立時間、以及達到最終壓力以後到開始 15 減壓操作之最佳保持時間的總合。 藉著以下處理方式之變化能夠達成前所未有的充分加 壓時間： i. 緩慢進行壓力建立，直到接下來的直接減壓為止； ii. 快速進行壓力建立以及隨後之保持時間，也就是說 20 容許該容器承受壓力，而不充填或排除處理氣體； iii. 快速進行壓力建立以及隨後之保持時間，在減壓開 始之前，進一歩充入處理氣體，以便使容器再度達到最終 壓力。 因為容器中之壓力在保持期間會由於冷卻而下降，如 8 1224495 同上述變化方式iii.之處理方法能夠使該容器在減壓開始以 前重新建立最終壓力。令人訝異的是，與變化方式ii.相比 ，此處理方法能夠使充填量進一歩的增加(但增加量不大）。 以下之範例1與範例2首先說明不同之加壓時間、以及 5 根據先前技藝在壓力容器中0.15公斤/立方公寸之煙草充填 密度的處理變化方式之影響。 I：實施方式I 較佳實施例之詳細說明 範例1 10 高壓處理係在一容量體積為2立方公寸之工廠高壓鍋 中進行，對於循環液體媒介加上護罩係用以確保所需之工 作溫度。壓力低時實行壓力建立程序，而壓力過高時則進 行減壓程序，複數個閥達成預計之連接流程，一壓縮機係 用以設定最終壓力。 15 熱後處理用之工廠設備係由具滲透性的金屬線網格作 為一輸送皮帶、導板，其用以使煙草捲形成所需要之寬度 、一蒸氣喷嘴，其具有一帶有溝槽之出口孔隙、以及一配 置於該皮帶下方之蒸氣提取器所構成。以飽和蒸氣進行之 後處理係在皮帶速度5(公分/秒）以及蒸氣輸出10(公斤/小時) 20 的情況下加以實行。

煙草樣品係分散於扁平塑膠盤中，並將環境控制在21 °C、相對溼度62%之標準化氣候狀態下。煙草之充填量係 利用一Borgwaldt公司之密度計加以判定，且比容（其單位為 立方公分/公克）係換算成重量12%之理論含水量以及22°C 9 1224495 的理論溫度。由未經處理控制或是基本範例與膨脹範例之 資料，充填量之相對增加量（術語上稱之為膨脹度）係由以下 公式加以計算，其中Fs係為基礎範例之充填量，且FE係為 膨脹煙草之充填量：

5 Δ% = (FE-FB)xm%IFB 對於初始煙草重量為300公克、含水量為重量18%之煙 草進行實驗。工作溫度係藉由恆溫器設定為40°C，最終壓 力為700巴，且減壓實行約半分鐘。所有實驗的基礎係使維 吉尼亞州煙草與上述之後處理所使用的飽和蒸氣均勻混合 10 。對於壓力建立時間、達到最終壓力之保持時間，以及在 保持時間結束時是否進一步充入氣體進行改變。第1表包含 一實驗參數與所達成之充填量（或是膨脹度）的相對增加量 之關係。 15 第1表：充填量之相對增加量（充填密度為0.15公斤/公升； 工作溫度為40°C ;煙草水份含量為重量的18%) 處理變化 方式 i. i. i. ii_ ii. iii. iii. 壓力建立時 間（分鐘） 3 6 12 3 3 3 3 保持時間 (分鐘） 0 0 0 5 10 5 10 加壓時間 (分鐘） 3 6 12 8 13 8 13 充填量增加 量Δ% 67 68 72 68 68 70 71 範例2 本實驗係以與實驗1相類似之方式加以實行，但其煙草 10 1224495 水分含量為12%，且工作溫度為60°C。第2表包含實驗參數 以及所達成之充填量（或是膨脹度）的相對增加量之關係。 第2表：充填量之相對增加量（充填密度為0.15公斤/立方公 寸；工作溫度為60°C ;煙草水份含量為重量的12%) 處理變化 方式 i. i. ii. iii. 壓力建立時間 (分鐘） 3 30 3 3 保持時間 (分鐘） 0 0 5 5 加壓時間 (分鐘） 3 30 8 8 充填量增加量 Δ% 77 79 75 76 範例1與範例2清楚地顯示出在習用之充填密度範圍内 ，加壓時間對於增加充填量僅具有些微之影響。 以下之範例3與範例4顯示不同的加壓時間與處理變化 10 方式對於壓力容器中大於0.2公斤/立方公寸之創新煙草充 填密度的影響。 範例3 本實驗係以與實驗1相類似之方式加以實行，但其使用 初始重量為500公克之煙草，該煙草係在充填入壓力容器期 15 間藉由手動方式加壓。第3表包含一實驗參數與所達成之充 填量（或是膨脹度）的相對增加量之關係。 11 1224495 第3表：充填量之相對增加量（充填密度為0.25公斤/立方公 寸；工作溫度為40°C ;煙草水份含量為重量的18%) 處理變化 方式 i. i. i. ii. ii. iii. iii. 壓力建立時間 (分鐘） 3 12 20 3 3 3 3 保持時間 (分鐘） 0 0 0 5 10 5 10 加壓時間 (分鐘） 3 12 20 8 13 8 13 充填量增加量 Δ% 55 65 71 67 68 69 69

範例4 5 本實驗係以與實驗2相類似之方式加以實行，但其使用 初始重量為450公克之煙草，該煙草係在充填入壓力容器以 前加熱到約50°C，並在充填入壓力容器期間以手動方式加 壓。第4圖包含一實驗參數與所達成之充填量或是膨脹度的 相對增加量之關係。 10 第4表：充填量之相對增加量（充填密度為0.225公斤/立方公

寸；工作溫度為60°C ;煙草水份含量為重量的12%) 處理變化 方式 i. i. ii. iii. 壓力建立時間 (分鐘） 3 20 3 3 保持時間 (分鐘） 0 0 10 5 加壓時間 (分鐘） 3 20 13 8 充填量增加量 Δ% 65 76 73 74 12 1224495 範例3與範例4顯示出加壓時間對於大於0.2公斤/立方 公寸之創新充填密度的充填量增加量之影響。僅有在加壓 時間超過約300秒的情況下能夠達成良好之膨脹效果。此外 ，顯而易見的是，於同等之加壓時間的情況下，處理變化 5 方式iii.能夠得到最佳的效果。 I：圖式簡單說明】 (無） 【圖式之主要元件代表符號表】 (無） 13

Claims (1)

1224495 拾、申請專利範圍： 1 . 一種增進煙草或煙草添加物之充填量的方法，該煙草係 為諸如切割煙草葉或是煙草中脈，其係在壓力為400到 1000巴，以一由氮氣及/或氬氣所構成的處理氣體處理 5 該具有一初始水分含量為10到30%之煙草材料，接著持 續減壓並隨後對於該排出水分後之煙草材料進行熱後 處理，其特徵在於，該裝入高壓鍋中之煙草充填量係大 於0.2 kg/dm3 〇 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其特徵在於，該開始進 10 行壓力建立與減壓之間的加壓時間至少係為300秒。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其特徵在於，該煙 草係在裝入該壓力容器之前、期間或之後，以機械方式 壓縮。 4·如申請專利範圍第3項之方法，其特徵在於，該煙草在 15 壓縮之前或是壓縮期間係予以加熱。 5. 如申請專利範圍第1或第2項之方法，其特徵在於，在快 速壓力建立以後至少維持300秒之加壓時間，以便使該 壓力容器承受壓力。 6. 如申請專利範圍第5項之方法，其特徵在於，在該壓力 20 容器能夠承受壓力以後，於進行減壓以前實行重新加壓 程序。 14