專利名稱：改進煙草填充能力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種增加煙草材料填充能力的方法，煙草材料如煙絲、煙梗或具有多孔性結(jié)構(gòu)的植物煙草添加劑，該方法是在50-1000巴壓力的一個高壓釜或串聯(lián)連接的多個高壓釜內(nèi)，用由氮氣和/或氬氣組成的處理氣體對初始水分含量為8至16wt.％的煙草材料進行處理，然后，在泄壓后，對被排出的煙草材料進行二次加熱處理。
正如INCOM膨脹方法所已知的那樣，在高壓下用惰性氣體膨脹煙草的方法，其優(yōu)點要多于用二氧化碳、氨或易揮發(fā)性有機氣體加壓處理煙草，如US 4 289 148公開了后一種方法，該方法是在操作溫度為0℃至50℃之間的高壓釜內(nèi)，對水分含量高于20wt％的煙草材料進行處理。泄壓是在0.5至10分鐘內(nèi)進行的，在實施例中，泄壓在1.3分鐘內(nèi)進行，隨后如用飽和蒸汽對排出的煙草進行二次加熱處理并以此使其膨脹。
DE31 19 330 A1公開了，為了使將要排出的煙草材料在膨脹力釋放時，快速冷卻，低水分含量10至15wt.％的煙草材料的操作溫度要低于50℃。在這種情況下的泄壓時間為1.3至2分鐘。
DE34 14 625 C2公開了一種串連式的方法，根據(jù)這個方法，通過在加入到反應(yīng)器之前冷卻處理氣體，冷卻高壓釜或使用過冷的和液化的處理氣體，就得到低浸漬溫度的煙草。泄壓時間為0.5至10分鐘，最好為1至2分鐘。排出煙草的最低溫度應(yīng)當(dāng)?shù)陀?℃。
類似地，DE 39 35 774 C2也公開了一種串連式的膨脹方法，該方法是通過用冷凝器循環(huán)處理氣體，以得到所需的低浸漬溫度25℃和45℃的。
雖然用這種已知的膨脹方法，在增加煙草填充能力和/或膨脹度方面，得到了好的效果，但是由于一個高壓釜或幾個高壓釜需要冷卻，并且由于處理氣體需要額外的冷卻，因此費用相對很貴。
本發(fā)明的目的是為了改進現(xiàn)有的INCOM方法，并且在無需昂貴的冷卻措施的條件下，得到同樣好的或更好的膨脹度。
因此，本發(fā)明的方法是本發(fā)明權(quán)利要求的前序部分的開頭所提到的那種類型，其特征在于在至少一個保持階段進行泄壓處理，泄掉的壓力相當(dāng)于原最大壓力的3至60％，最好為3至30％，其特征還在于在殘余的壓力下，加熱系統(tǒng)，使得完全泄壓后，煙草的排出溫度在10℃至80℃的范圍內(nèi)。
人們驚奇地發(fā)現(xiàn)用現(xiàn)有的原理，對在8至16wt.％范圍內(nèi)的低水分含量的煙草進行低溫處理和/或在低溫下卸料，不會得到最佳的膨脹效果。相反，在殘余的壓力下，僅通過加熱系統(tǒng)，就可以在膨脹效果和/或填充能力方面，得到令人驚異地好的效果，其中，根據(jù)本方法，壓縮熱被有利地利用和不必被引走，并且不必對一個高壓釜或多個高壓釜進行額外的冷卻。
從各最大壓力降到保持階段壓力的泄壓最好在20秒至5分鐘的時間間隔內(nèi)進行，而殘余壓力的泄壓在3秒至3分鐘的時間間隔內(nèi)進行。
另外，為了達到本發(fā)明煙草卸料溫度，通過保持時間，通過借助于熱交換器循環(huán)在殘余壓力下的氣體和/或通過傳送來自其它高壓釜的加熱氣體來增加溫度是合適的。
在該方法的其它優(yōu)選變型中，對同一煙草材料多次進行高壓處理或進行連續(xù)的高壓處理和熱處理。
如果煙草材料的最初水分含量在10至14wt.％的范圍內(nèi)，并且如果進一步地用飽和蒸汽對煙草材料進行二次加熱處理的話，得到了特別好的結(jié)果。
下面參照實施例來解釋本發(fā)明的這種方法。
實施例1為了執(zhí)行本發(fā)明的方法，同時也為了進行對比試驗，在所用容積為2L的實驗室高壓釜內(nèi)，用由氮氣組成的處理氣體來進行高壓處理，其中，為了調(diào)節(jié)到所需的操作溫度，用夾套來循環(huán)液體介質(zhì)。壓力的供給/氣體的供給在高壓釜的下面進行，泄壓/氣體的排放在高壓釜的上面進行。為了調(diào)到最終的壓力，使用壓縮機，同時，用熱電偶元件測量在煙草填充器的上部和上半部的煙草溫度。
用于煙草二次加熱處理的試驗裝置由以大約5cm/s的速度操作的可透性傳送帶/金屬絲網(wǎng)組成。在導(dǎo)向板間的煙草網(wǎng)(Tabakvlies)在約為10kg/h的飽和蒸汽、約為8mm狹長型出口、約為160mm寬的蒸汽噴嘴下進行二次處理。蒸汽的抽氣裝置位于與蒸汽噴嘴相對的傳送帶的下面。
以這種方法處理過的煙草樣品被鋪在平盤子上，并且將溫度和相對濕度分別調(diào)整到21℃和60％。
用Borgwaldt密度測量儀來測定填充能力，并且在標(biāo)準(zhǔn)濕度(Sollfeuchte)12wt％和標(biāo)準(zhǔn)溫度(Solltemperatur)22℃下將比容換算成ml/g。從未處理的對照樣品和膨脹樣品的數(shù)據(jù)中，計算出下面填充能力和/或膨脹度的相對增量Δ％＝(FE-FB)*100％/FB(FB為未處理的填充能力，F(xiàn)E為膨脹后的填充能力)用具有多孔底的PVC管插入到高壓釜內(nèi)來提取煙草。在加壓過程中，供給氣體使最終的壓力達到700巴。用300g、水分含量為12％的烤煙(Virginia-Blend)作為煙草。試驗結(jié)果在下表中顯示出來，其中TA代表受過高壓處理的煙草的排出溫度。在試驗1的泄壓過程中，兩個保持階段分別在400巴和100巴的壓力下維持2分鐘，在試驗2和3中，僅一個保持階段在50巴的壓力下維持2分鐘/4分鐘。在對比試驗4中，直接進行泄壓，如泄壓時間小于1分鐘，沒有保持階段。
表1試驗結(jié)果
上述試驗第1至第3是保持階段在不同的壓力和不同的時間和在兩個高壓釜的操作溫度下進行的，與直接泄壓的試驗4相比，上述試驗表明在預(yù)定保持階段(壓力)中保持時間使排出溫度從-25℃或-3℃明顯增加到+33℃或+41℃，并且與現(xiàn)有的工藝原理相反，本發(fā)明盡管排出溫度高，填充能力仍有改善。
實施例2與實施例1相似，在高壓釜的操作溫度為40℃下對150g的煙草進行高壓處理。在試驗5的泄壓過程中，保持階段在50巴的壓力下維持2分鐘，并且在保持時間內(nèi)，利用循環(huán)泵通過溫度為80℃的熱交換器使氣體循環(huán)。這次在泄壓和循環(huán)過程中的氣體供給從高壓釜的上面進行，保持階段氣體的排放和泄壓從高壓釜的下面進行。在煙草插入容器的上限和高壓釜蓋之間的密封環(huán)保證了氣體直接進入煙草插入容器內(nèi)。
表2試驗結(jié)果
實施例3下面的步驟與實施例2的步驟相似，其中，在泄壓過程中，保持階段的壓力在50巴下恒定維持1分鐘，并且將來自第二高壓釜(指“供給體(Donator)”)的加熱氣體引入到處理容器內(nèi)。在該傳送之前，供給體的壓力是100巴，操作溫度為80℃，容積為4L。在泄壓和傳送過程中，氣體的供給從高壓釜的下面進行，保持階段和泄壓的氣體出口在高壓釜的上面。
表3試驗結(jié)果
在實施例1中，在具有預(yù)定的保持階段/預(yù)定壓力的保持時間內(nèi)加熱，必須升高操作溫度，與實施例1相反，上述的實施例2和實施例3顯示當(dāng)含有氣體的處理容器(指“接受體(Akzeptor)”)的操作溫度是40℃時，無論是實施例2的通過熱交換器的氣體循環(huán)還是實施例3的從供給體傳送氣體，均在恒定的保持階段/恒定壓力下也提高了操作溫度。從實施例3的供給容器傳送氣體的變型方法，尤其使填充能力明顯地高于實施例2的對照試驗6。
為了說明這些意想不到的結(jié)果，可以假設(shè)在剩余壓力下、對高壓處理過的煙草進行加熱處理導(dǎo)致了高壓釜內(nèi)煙草的預(yù)膨脹，產(chǎn)生了已知方法不能得到的填充能力的額外改善。為了證實下面實施例4的這一假設(shè)，在不用飽和蒸汽進行二次加熱處理的情況下，對煙草進行加壓處理，將處理過的樣品直接調(diào)節(jié)，以得到預(yù)膨脹的可能效果。已經(jīng)證實未經(jīng)二次加熱處理的填充能力改善是很小的，但是在下面的實施例4中，在殘余壓力的加熱過程中，出現(xiàn)了另外的效果。
實施例4在高壓釜的操作溫度為60℃下對150g的煙草進行高壓處理，并且在完全泄壓后，不再對煙草進行二次加熱處理。在泄壓過程中，保持階段在50巴的壓力下、類似于實施例3從第二高壓釜內(nèi)傳送加熱氣體維持1分鐘，在傳送氣體之前，供給體的壓力為200巴，操作溫度為80℃。在對照試驗9中，沒有保持階段，直接進行泄壓。
表4試驗結(jié)果
上述的結(jié)果證實了這種假設(shè)，即在煙草殘余的壓力下，在高壓處理過的煙草的加熱過程中、用飽和蒸汽進行二次加熱處理之前，具有輕微的預(yù)膨脹。
下面的實施例5和實施例6顯示了本發(fā)明方法的另一個實施方式，在該實施方式中，對同一煙草材料進行多次高壓處理/高壓處理和二次加熱處理。
實施例5在第一階段，在高壓釜的操作溫度為60℃下對150g的煙草進行高壓處理。與實施例3類似，從供給體傳送加熱的處理氣體，使保持階段具有恒定壓力。在傳送氣體之前，供給體的壓力是300巴，操作溫度是80℃，保持階段在200巴的壓力下被調(diào)節(jié)1分鐘。
來自第一階段的、膨脹的并按照試驗10調(diào)節(jié)的煙草材料被用作由高壓處理和二次加熱處理組成的另外處理循環(huán)的底料。在高壓釜的操作溫度為60℃下、對100g的煙草進行高壓處理。并且在泄壓過程中，保持階段在100巴的壓力下維持1分鐘。在傳送氣體之前，供給體容器的壓力是200巴，操作溫度是80℃，表5顯示了該試驗和試驗10的結(jié)果。
表5試驗結(jié)果
實施例6下面的步驟與實施例5的步驟類似，所不同的是，在該實施例中，兩個相同的加壓處理循環(huán)一個接一個地進行，隨后進行二次加熱處理。結(jié)果如下
盡管將實施例5的階段1的膨脹煙草材料在階段2中進行重新處理，但在該實施例6中，連續(xù)進行兩次加壓處理循環(huán)，然后再對加壓處理過的煙草材料進行二次加熱處理。這兩種方法是基于多次膨脹的原理，即反復(fù)地連續(xù)地進行高壓處理和二次加熱處理或重復(fù)地進行一個高壓處理，隨后進行二次加熱處理。
實施例5表明第一膨脹階段的效果可通過階段2的重新處理進一步增強，并且得到具有極高填充能力的煙草材料。由于刪去了二次處理階段，實施例6比較簡單，但是它沒有達到實施例5的最大值。
權(quán)利要求
1.改進煙草材料填充能力的方法，如改進煙絲、煙?；蚓哂卸嗫仔越Y(jié)構(gòu)的植物煙草添加劑填充能力的方法，該方法是在50-1000巴的壓力下，在一個高壓釜或串聯(lián)連接的多個高壓釜內(nèi)，用由氮氣和/或氬氣組成的處理氣體對初始水分含量為8至16wt％的煙草材料進行處理，隨后，在泄壓后，對被排出的煙草材料進行二次加熱處理，其特征在于在至少一個保持階段進行泄壓處理，泄掉的壓力相當(dāng)于原最大壓力的3至60％，最好為3至30％，其特征還在于在殘余的壓力下，加熱系統(tǒng)，使得完全泄壓后，煙草的排出溫度在10℃至80℃的范圍內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于煙草材料的初始水分含量在10至14wt％的范圍內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1至2所述的方法，其特征在于在殘余壓力下通過保持時間提高系統(tǒng)溫度。
4.如權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征在于在殘余壓力下用熱交換器循環(huán)氣體的方式，來提高系統(tǒng)的溫度。
5.如權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征在于在殘余壓力下用傳送加熱氣體的方式，來提高系統(tǒng)的溫度。
6.如權(quán)利要求1至5所述的方法，其特征在于從每種情況的最大壓力降到保持階段壓力的泄壓在20秒至5分鐘的時間間隔內(nèi)進行。
7.如權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征在于殘余壓力的泄壓在3秒至3分鐘的時間間隔內(nèi)進行。
8.如權(quán)利要求1至7所述的方法，其特征在于多次對同一煙草材料進行高壓處理或連續(xù)高壓處理和二次加熱處理。
9.如權(quán)利要求1至8所述的方法，其特征在于用飽和蒸汽對煙草材料進行二次加熱處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及了改進煙草材料填充能力的方法，如改進煙絲、煙?；蚓哂卸嗫仔越Y(jié)構(gòu)的植物煙草添加劑填充能力的方法，該方法是在50－1000巴的壓力下，在一個高壓釜或串聯(lián)連接的多個高壓釜內(nèi)，用含有氮氣和/或氬氣的處理氣體對初始水分含量為8至16wt.％的煙草材料進行處理，最后，在泄壓后，對被排出煙草材料進行二次加熱處理。本發(fā)明特征在于在至少一個保持階段進行泄壓處理，泄掉的壓力相當(dāng)于原最大壓力的3至60％，最好為3至30％，其特征還在于在殘余的壓力下，加熱系統(tǒng)，使得泄完壓后，煙草的排出溫度在10℃至80℃的范圍內(nèi)。在殘余壓力下通過保持階段，用熱交換器循環(huán)氣體和/或?qū)w系傳送加熱氣體的方式，來提高系統(tǒng)的溫度，這樣最大壓力降到保持階段壓力的泄壓在20秒至5分鐘的時間間隔內(nèi)進行，殘余壓力的泄壓在3秒至3分鐘的時間間隔內(nèi)進行。
文檔編號A24B3/00GK1400873SQ01804935
公開日2003年3月5日 申請日期2001年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月14日
發(fā)明者U·博梅斯特, H·弗萊施豪爾, K·－D·茨恩 申請人:里姆斯馬卷煙廠股份有限公司