Kontinuierliches Zweitstufenverfahren zur Volumenvergrösserung von zerkleinertem Tabak

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Volumenvergrößerung (Puffing) von zerkleinertem Tabak, der mit einem mindestens Wasser enthaltenden Imprägnierungsmittel bis auf einen Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent imprägniert ist und mit einem gasförmigen Wasserdampf enthaltenden Heizmedium bis auf einen End-Feuchtigkeitsgehaft von 10 bis 13 Gewichtsprozent gebracht wird, wobei die Gesamtverfahrensdauer mindestens 10 Sekunden beträgt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es als kontinuierliches Zweistufen-Verfahren durchgeführt wird, bei dem in der ersten Verfahrensstufe der imprägnierte Tabak unter Puffing-Bedingungen auf einen gegenüber dem Anfangs- Feuchtigkeitsgehalt um etwa 5 bis etwa 60% verringerten Feuchtigkeitsgehalt gebracht wird. In der zweiten Verfahrensstufe wird der Tabak unter gegenüber den Puffing-Bedinungen gemilderten Verfahrensbedingungen bei abgesenkter Temperatur vom Heizmedium umströmt und/oder mechanisch bewegt, und zwar bis auf einen End- Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis 13 Gewichtsprozent. Die dazu geeignete Vorrichtung weist einen ersten Vorrichtungsteil zum Durchführen der ersten Verfahrensstufe auf, an den sich mit einem kontinuierlichen oder auch einem diskontinuierlichen Übergang ein zweiter Vorrichtungsteil anschließt, In dem die zweite Verfahrensstufe abläuft.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine zur Durchführung des Verfahrens bestimmte Vorrichtung.

[0002] Es sind bereits Verfahren und zum Durchführen dieser Verfahren geeignete Vorrichtungen bekannt, mit denen die Füllfähigkeit geschnittenen und imprägnierten Tabaks durch Erhitzen mit einem gasförmigen Heizmedium verbesserbar ist. Zur Verbesserung der Füllfähigkeit von geschnittenen Tabak- rippen reicht hierbei eine Imprägnierung mit Wasser aus, während bei geschnittenen Tabaklamina ein bei niedriger Temperatur siedendes und/oder verflüchtigendes, anorganisches oder organisches Imprägnierungsmittel eingesetzt wird.

[0003] Aus der GB-PS 14 09 825 ist es bekannt, eine Volumenvergrößerung des imprägnierten Tabaks durch eine rasche Druckänderung im umgebenden Milieu herbeizuführen. Dieses Batch-Verfahren ist jedoch sehr unwirtschaftlich.

[0004] Wird zur Volumenvergrößerung als Heizmedium Luft oder ein Inert-Gas ohne nennenswerten Feuchtigkeitsgehalt eingesetzt (US-PSen 3 409 022, 3 409 023), so ergeben sich an der äußeren Oberfläche des Tabakschnittes Krusten, die ein elastisches Nachgeben der äußeren Zellen oder Zellenwände und eine erfolgreiche Tabakausdehnung verhindern.

[0005] Die Bedeutung der Kontaktzeit des Heizmediums mit dem Tabak während des Verfahrens zur Volumenvergrößerung wird unterschiedlich beurteilt. In der US-PS 3 357 436 wird eine außerordentlich lange Kontaktzeit unter Benutzung mehrerer Trockentürme hervorgehoben, wobei sich aber nur Füllfähigkeitsverbesserungen von ca. 2,3 % ergeben. Bei einem aus der US-PS 3 734 104 oder der korrespondierenden DE-PS 22 53 882 bekannten Verfahren werden feuchte und geschnittene Tabakrippen über eine Kontaktzeit von 0,5 bis maximal 3 Sekunden in einem gasförmigen, Dampf enthaltenden Heizmedium getrocknet, und zwar sehr rasbh bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 %, wobei sich zunächst eine etwa 50%ige Füllfähigkeitsverbesserung ergibt. Das den Tabak transportierende und trocknende Heizmedium strömt mit einer Geschwindigkeit von ca. 40 m/s. Diese hohe Geschwindigkeit bedingt zum Erreichen der angestrebten Kontakt- oder Verweilzeit entsprechend lange Rohrleitungen mit einem beträchtlichen Druckgefälle und einem entsprechend hohen Energieaufwand. Insbesondere in den Biegungen der Rohre sowie beim Abscheiden des Tabaks vom Heizmedium lassen sich Tabakbrüche und damit verbundener Abfall in größerem Maß nicht vermeiden. Der extrem stark getrocknete Tabak wird sehr brüchig und verliert stark an Qualität. Zudem muß er vor der Weiterverarbeitung auf den üblichen Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 13 % gebracht wenden, wodurch die zunächst gegebene Füllfähigkeitsverbesserung wieder stark verringert wird, sofern nicht aufwendige Maßnahmen vorgesehen werden, um dies zu verhindern.

[0006] Ähnlich wird auch in der EPA 0029 588 vorgegangen, wo der imprägnierte Tabak in einem mit 90°-Biegungen versehenen Rohrstrang von dem rasch strömenden Heizmedium in maximal 3 Sekunden expandieren und trockiengelassen wird, ehe er in einer Trennvorrichtung vom Heizmedium getrennt wird. Eine starke Versprödung, ein großer Abfallanteil und eine Qualitätsverschlechterung sind hierbei kaum zu vermeiden.

[0007] Gemäß der US-PS 3 881 498 wird der Tabak in einer Vibrowirbelschicht bewegt. Durch Perforationen strömt Heizmedium ein. Die Gasströmungsgeschwindigkeit wird durch die Schwebegeschwindigkeit der Tabakteilchen begrenzt, wodurch der Puffing-Effekt verschlechtert wird. In der Tabak-Masse entstehen Strömungskanäle, welche zu einer ungleichmäßigen Feuchtigkeitsverteilung und zu einem ungleichmäßigen Puffing führen.

[0008] Bei allen diesen bekannten und unwirtschaftlichen Verfahren, bei denen der Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt über 35 % liegt, wird die.Volumenvergrößerung in einem durchgehenden Verfahrenszug bei praktisch unveränderten Bedingungen durchgeführt.Zur Trennung der Luft vom Tabak und/oder für eine gleichmäßige Trocknung werden Zyklone eingesetzt. Der Endfeuchtigkeitsgehalt liegt nach solchen drastischen Verfahren bei etwa 2 %, da die extremen Puffing-Bedingungen auch beim Trocknen aufrechterhalten werden. Die Endqualität des Tabaks wird dadurch beeinträchtigt und der Abfall gesteigert.

[0009] Die US-PS 4 044 780 beschreibt ein Gaseinlässe aufweisendes Rohr zum Transportieren des Tabaks in warmer, feuchter Luft. Vor dem Austrittsende ist das Rohr mit einer Einbuchtung versehen, um dort eine Beschleunigung der Strömung und eine verstärkte Turbulenz zu bewirken. Dies führt zwar zur besseren Wärmeübertragung bei der Trocknung, gleichzeitig resultiert daraus, daß die Tabak-Teilchen in weitgehend getrocknetem Zustand bei erhöhter Geschwindigkeit durch die

[0010] Turbulenzen und Strömungsumlenkungen vermehrt Bruch erleiden, was die Füllfähigkeitsverbesserung beschränkt und einen hohen Staubanteil erzeugt.

[0011] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen, mit denen die Volumenvergrößerung des imprägnierten Tabaks bis zum Erreichen einer hohen Füllfähigkeitsverbesserung für den Tabak wesentlich schonender erfolgt, als dies nach den bekannten Verfahren möglich war. Bei dieser schonenden Behandlung des Tabaks soll möglichst wenig Abfall entstehen und zudem keine merkbare Qualitätsverschlechterung eintreten.

[0012] Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß über 80 % der Volumenvergrößerung bereits in der ersten Verfahrensstufe erreicht werden, nach der der Feuchtigkeitsgehalt erst um 5 bis 60% abgenommen hat. Die weitere Behandlung des Tabaks in der zweiten Verfahrensstufe erfolgt dann wesentlich schonender nur mehr bis zum zur Weiterverarbeitung notwendigen End-Feuchtigkeitsgehalt, wobei durch die schonendere Behandlung des dann zunehmend trocknenden Tabaks A_bfäl le und eine Qualitätsverschlechterung weitgehend verhindert werden. Dadurch, daß in der zweiten Verfahrensstufe die lineare Geschwindigkeit und die Temperatur des Heizmediums wesentlich reduziert sind, wird sowohl der Energieverbrauch für das Verfahren als auch die Bruchbildung im Tabak verringert.

[0013] Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Tabak in Form von geschnittenen Tabakrippen oder/und geschnittenen Tabakblättern, entweder jeweils für sich allein oder miteinander gemischt, behandelt.

[0014] Zur Erzielung eines guten Puffing-Effektes sind die Verfahrensmerkmale von Anspruch 2 wichtig. Während der ersten Verfahrensstufe ist auf den Tabak soviel Wärme innerhalb kürzester Zeit zu übertragen, daß de Imprägnierungsmittel in inneren der Zellen verdampft,ehe eine nennenswerte Abtrocknung der Zellenoberflächen oder Zellenwände stattfindet.Der feuchte Tabak hält hier diese Geschwindigkeiten ohne Schaden aus.

[0015] Hingegen sind für die zweite Verfahrensstufe die Merkmale von Anspruch 3 günstig, wo der Tabak unter derart gemilderten Bedingungen und in Anbetracht seiner zunehmenden Trocknung behandelt wird. Die thermische und die mechanische Belastung für den Tabak wird somit in der zweiten Verfahrensstufe gegenüber der ersten Verfahrensstufe merkbar gemildert. Auch der Energieaufwand ist geringer.

[0016] Um die Wirkung des Verfahrens auf den Tabak genau dosiert zu halten, ist auch das Merkmal von Anspruch 4 wesentlich. Über 9/10 der Verfahrensdauer wird der Tabak schonend getrocknet.

[0017] Um Geschmacksveränderungen durch das erfindungsgemäße Verfahren vorzubeugen, ist es zweckmäßig, den Tabak mit einem Imprägnierungsmittel gemäß den Ansprüchen 5 und/oder 6 zu behandeln. Gerade Aluminiumsulfat führt bei den geschnittenen Tabakblättern zu einer verbesserten Endstabilität gegen Kollabieren, während Wasser ein preiswertes Imprägnierungsmittel ist.

[0018] Dabei werden die besten Resultate erzielt, wenn die Stoffe in einem Anteil gemäß Anspruch 7 bzw. im Hinblick auf Tabaklamina gemäß Anspruch 8 eingesetzt werden.

[0019] Damit die Volumenvergrößerung in dem angestrebten, großen Ausmaß bereits in der ersten Verfahrensstufe erreicht wird, ist auch das Verfahrensmerkmal von Anspruch 9 wichtig.

[0020] Für die schonende Behandlung des Tabaks in der zweiten Verfahrensstufe sorgt die gemäß Anspruch 10vorgegebene Temperaturabsenkung.

[0021] Der Tabak wird beiden Verfahrensstufen in der jeweils vorbestimmten Weise unterworfen, wenn die Verfahrensmerkmale von Anspruch 11 und 12 berücksichtigt werden.

[0022] Alternativ dazu dann auch das Verfahrensmerkmal von Anspruch 13 in der zweiten Verfahrensstufe vorteilhaft sein, da infolge der gemilderten thermischen Belastung der Tabak auch eine mechanische Bewegung ohne nennenswerte Schäden verträgt.

[0023] Es kann dabei der Übergang von der ersten Verfahrensstufe in die zweite Verfahrensstufe entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Es muß bei beiden Alternativen gemäß den Ansprüche 1⁴ und ¹5 nur sichergestellt werden, daß nach der ersten Verfahrensstufe die Behandlung für den Tabak tatsächlich in gemilderter Form abläuft.

[0024] In der Praxis hat es sich als zweckmäßig erwiesen, das Verfahrensmerkmal von Anspruch 16 zu beachten, da bei einer solchen Gesamtverfahrensdauer ein vertretbarer Energie aufwand ausreicht, um zu einer hohen Ausstoßleistung zu kommen.

[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren kann zweckmäßig in einer Vorrichtung durchgeführt werden, wie sie Anspruch 17 erläutert. In dem Rohrsystem wird die eingangs erläuterte, angestrebte Verweil-oder Kontaktzeit zwischen dem Tabak und dem Heizmedium genau erreicht, wobei ein gleichmäßiger Wärmeübergang auf alle Tabakteilchen und trotzdem eine schonende Bewegung des Tabaks gewährleistet werden.

[0026] Die Durchmischung des Tabaks mit dem Heizmedium wird dann besonders verfeinert, wenn die Merkmale von Anspruch 18 realisiert sind.

[0027] Ein weiteres, zweckmäßiges Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt Anspruch ₁₉ an. Über die Querschnittserweiterung gelangt der Tabak nach Abschluß der ersten Verfahrensstufe in die Trocknungsvorrichtung, in der er dann schonender weiterbehandelt wird, als in dem Rohrsystem. Zweckmäßigerweise wird dabei gemäß Anspruch 20die Trocknungsvorrichtung von einem speziell ausgebildeten Schacht.oder gemäß Anspruch 2₁ von einem Trommeltrockner gebildet.

[0028] Alternativ ist gemäß Ansprueh 22 auch ein Mehrbandtrockner für die schonende Behandlung des Tabaks in der zweiten Verfahrensstufe zweckmäßig, wobei hier der Tabak auf mechanischem Weg durch die zweite Verfahrensstufe bewegt wird.

[0029] Um eine exakte Trennung zwischen den beiden Verfahrensstufen zu erhalten, ist es gemäß Anspruch '23weiterhin vorteilhaft, eine Abscheidevorrichtung einzuordnen.

[0030] Weiterhin ist gemäß Anspruch 24 auch ein Trommeltrockner zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens brauchbar, der einen sich in Strömungsrichtung vergrößernden Querschnitt aufweist, wobei in einem Anfangsteil des Trommeltrockners die erste Verfahrensstufe abläuft und in dem zweiten Teil des Trommeltrockners mit sich vergrößerndem Querschnitt die zweite Verfahrensstufe mit schonenderer Behandlung des Tabaks durchgeführt wird.

[0031] Besonders zweckmäßig ist dabei das in Anspruch 25 hervorgehobene Merkmal, gemäß dem der Trommeltrockner quer zu seiner Axialrichtung mit einer gleichmäßigen Strömung heißer und feuchter Luft beaufschlagt wird.

[0032] Weiterhin ist Anspruch 26 noch auf eine weitere Ausführungsform der vorgenannten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet, bei der die Querschnittsvergrößerung des Trommeltrockners darauf abgestimmt ist, daß der Tabak auf seinem Weg durch den Trommeltrockner zunehmend trockener wird und deshalb zunehmender schonend behandelt werden muß. Um= so größer der Querschnitt des Trommeltrockners wird,_dest_o so mehr wird die Temperatur und die Geschwindigkeit des Heizmediums verringert.

[0033] Daneben ist auch eine weitere Vorrichtung verwendbar, wie sie Anspruch 27 erläutert, und in.der der Tabak vorwiegend mechanisch bewegt wird.

[0034] Schließlich ist Anspruch 28 auf eine weitere vorteilhafte Ausführungsform einer solchen Vorrichtung gerichtet, die besonders einfach und leistungsfähig ist.

[0035] Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung,

Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform, und

Fig. 6 und 7 eine sechste Ausführungsform in zwei zueinandergeordneten Schnitten.

[0036] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Volumenvergrößerung (Puffing)von Tabak,insbesondere geschnittenen Tabakrippen und/oder geschnittenen Tabakblättern, wird in einer Vorrichtung durchgeführt, die in verschiedenen Ausführungsformen in den Figuren 1 bis 7 angedeutet ist. Gemäß Fig. 1 führt eine Zuleitung 1 für den zerkleinerten Tabak über ein Regelorgan 2 zum Einlaßbereich I eines mit 4 bezeichneten Rohrsystems. Eine Heizmediumleitung 3 ist ebenfalls in diesem Bereich angeschlossen. Das Rohrsystem besteht (nicht dargestellt) aus mehreren nebeneinander angeordneten Rohren, deren Wand einwärts gerundet vorspringende Einbuchtungen 5 und 6 aufweist. Diese sind in Längsrichtung des Rohrsystems 4 zueinander versetzt und bilden gerundete Hindernisse oder Schikanen. Im Auslaßbereich II des Rohrsystems 4 ist eine trichterförmige Erweiterung 7 angeschlossen, die zu einer Trocknungsvorrichtung, hier einem Trommeltrockner 8, überleitet. Der Trommeltrockner 8 ist in Lagern 9 drehbar gelagert und wird mit einem nicht dargestellten Drehantrieb in Drehung versetzt. Ein mit 10 bezeichneter Auslaßvorstutzen dient zum Abführen des fertig behandelten Tabaks T. Der Einlaßbereich des Trommeltrockner 8 ist mit III, sein Auslaßbereich mit IV bezeichnet.

[0037] Das Rohrsystem 4 hat je eine Durchgangsweite D zwischen 100 und 120 mm und eine Länge L zwischen 2 und 3 m.Aus den Leitungen 1 und 3 wird der imprägnierte Tabak in das Rohrsystem bei I eingeblasen. Die Mischung bewegt sich darin mit einer linearen Geschwindigkeit V1 in Richtung zum Auslaßbereich II hin. In der Aufweitung 7 wird die Geschwindigkeit und die Temperatur des Heizmediums verringert, so daß im Trommeltrockner 8 dann nur mehr eine lineare Geschwindigkeit V2 vorliegt.

[0038] Dem imprägnierten Tabak wird über das Heizmedium Wärme und Bewegungsenergie zugeführt, wodurch das in seinen Zellen enthaltene Imprägnierungsmittel sich schlagartig in Dampf verwandelt und zu einer starken Volumensvergrößerung führt. Der imprägnierte Tabak hat einen bestimmten Anfangs- Feuchtigkeitsgehalt, von dem in dem Rohrsystem 4 bei der Volumenvergrößerung ein bestimmter Anteil durch Trocknung abgebaut wird, ehe dann im Trommeltrockner 8 weiterhin Feuchtigkeit entzogen wird, bis im Auslaß 10 der Tabak T einen vorbestimmten End-Feuchtigkeitsgehalt hat.

[0039] Das Verfahren zur Volumenvergrößerung des Tabaks läuft in zwei getrennten Verfahrensstufen ab, wobei sich die erste Verfahrensstufe in dem Rohrsystem 4 vollzieht und die zweite Verfahrensstufe im Bereich des Trommeltrockners 8. Die Gesamtverfahrensdauer beträgt zwischen 10 Sekunden und 5 Minuten;die erste Verfahrensstufe wird dabei so gesteuert, daß sie in 1/10 der Gesamtverfahrensdauer abläuft. Die charakteristischen Temperatur-, Geschwindigkeits- und Feuchtigkeits-Werte werden später anhand von Beispielen in Verbindung mit dieser Vorrichtung angegeben. Die angestrebte Volumenvergrößerung zielt auf eine Füllfähigkeitsverbesserung des fertig behandelten Tabaks ab, wobei die Behandlung des Tabaks so schonend durchgeführt wird, daß sich keine Qualitätsminderung und nur ein minimaler Abfall an Tabakstaub oder -Bruch ergibt. In der ersten Verfahrenstiefe wird der noch relativ feuchte (ca. 60%) Tabak einer intensiven Turbulenz ausgesetzt, während in der zweiten Verfahrensstufe eine schonende Trocknung, verbunden mit einem geringen Puffing-Effekt, erfolgt.

[0040] In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung gezeigt. In einem Behälter 11 wird hier eine vorbestimmte Menge geschnittenen Tabak T (hier geschnittene Maryland-Rippen)mit einem Imprägnierungsmittel 12 bis auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt angefeuchtet. Der Behäler 11 steht im Einlaßbereich I eines Rohrsystems 14. An den Einlaßbereich I ist ferner eine Zufuhrleitung 13 für ein Heizmedium angeschlossen. Die Innenwände des Rohrsystems 14 sind mit gerundeten Eindrückungen 15 versehen, so daß sich eine wellenförmige Querschnittskonfiguration im Rohrsystem 14 ergibt. Bei der Durchführung des Verfahrens liegt im Rohrsystem 14 eine lineare Geschwindigkeit V1 vor. Der Auslaßbereich II des Rohrsystems 14 führt zu einem schematisch angedeuteten Abscheider 16, der von beliebiger Bauart sein kann. Aus dem Abscheider 16 führt eine Abführungsleitung 17 für das Heizmedium weg, während eine zweite Verbindungsleitung 18 zu einer Trocknungsvorrichtung 19 führt, die hier von einem speziell ausgebildeten Mehrbandtrockner mit Doppelsiebbändern 21 gebildet wird, die über Umlenkrollen 20 laufen. Quer zur Bewegungsrichtung der Bänder 21, die mit einer Geschwindigkeit V2 bewegt werden, zirkuliert ein Heizmedium 22. Der Einlaß der Trocknungsvorrichtung ist mit III bezeichnet.

[0041] Auch in dieser Vorrichtung gemäß Fig. 2 läuft das Verfahren zur Volumenvergrößerung des Tabaks in zwei Verfahrensstufen ab, wobei durch den Abscheider 16 eine Unterbrechung bzw. Trennung zwischen den beiden Verfahrensstufen bewirkt wird. Auch hier liegt die Gesamt- verfahrensdauer wieder zwischen 10S. und 5 Minuten; die erste Verfahrensstufe läuft in maximal einem Zehntel der Gesamtverfahrensdauer im Rohrsystem 14 ab.

[0042] Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Diese Vorrichtung besteht aus einem Trommeltrockner 26 mit im Querschnitt konischer Gestalt und einem vorderen, engen Trocknerabschnitt 27 sowie einem in Durchströmungsrichtung weiter hinten liegenden und sich im Querschnitt vergrößernden Abschnitt 28. Im mit I bezeichneten Einlaß des Trommeltrockners 26 ist eine Leitung 23 mit einem Regelorgan 24 für den Tabak vorgesehen, zu der eine Zuleitung 25 für das Heizmedium stößt, mit dem der Tabak durch den Trommeltrockner hindurch bewegt werden kann. Die Oberfläche des Trommeltrockners 26 weist Einblasstellen 30 auf. Der Trommeltrockner 26 wird zudem quer zu seiner Längsrichtung mit heißer, feuchter Luft durchblasen. Im Abschnitt 27 strömt das Gemisch aus Heizmedium und Tabak mit einer linearen Geschwindigkeit V1, während es am Ende II des Abschnittes 27 bis zum Auslaßbereich III des Trommeltrockners 28 nurmehr eine Geschwindigkeit V2 besitzt, mit der der Tabak T aus dem Trommeltrockner ausgetragen wird. Hier besteht ein kontinuierlicher Übergang zwischen der ersten Verfahrensstufe und der zweiten Verfahrensstufe, obwohl der Tabak in den beiden Verfahrensstufen unterschiedlich behandelt wird.

Beispiel 1

[0043] Eine vorbestimmte Menge gewalzter und geschnittener Virginia-Rippen wird in üblicher Weise bis zu einem Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt von 60 Gewichtsprozent befeuchtet. Der auf diese Weise imprägnierte Tabak wird in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 aus der Leitung 1 mittels des Heizmediums, das hier ein Luft/Wasserdampf-Gemisch mit 80 Volumenprozent Wasserdampf ist,mit einer linearen Geschwindigkeit V1 von 50 m/s durch den Robrabschnitt 4 bewegt. Im Einlaßbereich I beträgt die Temperatur des Heizmediums 205°C.Bei dem Durchgangsquerscbnitt und der Länge des Rohrsystems 4 (hier 2 Meter) benötigt das Gemisch bis zum Auslaßbereich II durchschnittlich 0,3 Sekunden. Während dieser Zeitspanne läuft der Volumenvergrößerungseffekt zu annähernd 80 % ab. Im Auslaßbereich II beträgt der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks nurmehr 48 Gewichtsprozent. Im Trommeltrockner 8 wird der Tabak dann bei einer Temperatur von 1200C bis 140°C in 3 Minuten auf einen End-Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 13 Gewichtsprozent getrocknet, wobei die lineare Geschwindigkeit V2 des Luft/Wasserdampf-Gemisches etwa 5 m/s beträgt.

[0044] Die mittels eines Borgwaldt-Densimeters gemessene Füllfähigkeitsverbesserung gegenüber dem unbehandelten Tabak beträgt bei Entnahme des Tabaks bei II bereits durchschnittlich 47%. Eine Messung der Füllfähigkeitsverbesserung bei IV zeigte einen durchschnittlichen Wert von 51 %, wobei der End-Feuchtigkeitsgehalt nurmehr 13 % beträgt.

[0045] Eine Siebanalyse des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Tabaks ergab einen um 1,0 Gewichtsprozent erhöhten Anteil durch ein 0,5mm Maschenweite-Sieb gegenüber dem unbehandelten Tabak. In einem Rauchertest wurde der Rauch des behandelten Tabaks als geringfügig schärfer gegenüber dem Rauch des unbehandelten Tabaks bezeichnet.

Beispiel 2

[0046] Eine vorbestimmte Menge gewalzter und geschnittener Maryland-Tabakrippen wurde in der Vorrichtung gemäß Fig. 2 wie folgt behandelt. Zunächst wurde im Behälter 11 der Tabak mit einer wässrigen Lösung von Natriumdihydrogenphosphat imprägniert, bis der Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt 58 Gewichtsprozent und der NaH₂P0₄-Gehalt, auf das Trockengewicht gerechnet, 1,2 Gewichtsprozent betrug. Der imprägnierte Tabak wurde dann mit dem durch die Leitung 13 eingeblasenen Heizmedium, und zwar einem 210°C heißen Luft/Wasserdampf-Gemischdurch das Rohrsystem 14 zum Abscheider 16 transportiert. Danach wurde der Tabak in der Trockenvorrichtung 19 abschließend behandelt, wobei das durch die Trocknungsvorrichtung 19 zirkulierende Heizmedium ein Luft/Wasserdampf-Gemisch mit durchschnittlich 130°C war. Im Rohrsystem zwischen dem Einlaß I und dem Auslaß II betrug die lineare Geschwindigkeit V1 durchschnittlich 55 m/s . Die durchschnittliche Aufenthaltsdauer des Tabaks im Rohrsystem 14 betrug 0,4 Sekunden. Zwischen den Bereichen II und III hatte der Tabak noch einen Feuchtigkeitsgehalt von 42 % und zeigte bereits eine Füllfähigkeitsverbesserung von 58 %. In der Trocknungsvorrichtung 19 strömte das Heizmedium mit einer linearen Geschwindigkeit von 6 m/s. Der Tabak befand sich durchschnittlich 2,5 Minuten im Mehrbandtrockner und zeige schließlich einen End- Feuchtigkeitsgehalt von 12,5 % bei einer totalen Füllfähigkeitsverbesserung von 65%.

[0047] Ein Rauchertest ergab keine Unterschiede im Rauchgeschmack zwischen behandeltem und unbehandeltem Tabak.

Beispiel 3

[0048] In der Vorrichtung gemäß Fig. 3 wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Mischung aus geschnittenen Tabakblättern und geschnittenen Tabakrippen durchgeführt, wobei der Tabak zuvor auf übliche Weise bis auf einen Anfangsfeuchtigkeitsgehalt von 44 %gebracht wird. Der imprägnierte Tabak wird dann aus der Leitung 23 durch das Heizmedium 25 in den Trommeltrockner 26 eingeführt, dessen Querschnitt sich von Anfang bis zum Ende auf etwa das Dreifache erweitert. Der durchschnittliche Durchmesser des Trommeltrockners beträgt zwischen 1,2 und 1,5 Meter.

[0049] Von den imprägnierten Tabak wurden zwei Chargen separat dem Verfahren unterworfen, wobei zum deutlicheren Hervorheben der positiven Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit unterschiedlichen Kenngrößen gearbeitet wurde.

[0050] Die erste Menge A wurde bei einer Lufttemperatur von 180°C im Bereich I mit einer linearen Geschwindigkeit von 20 m/s in den Trommeltrockner eingegeben. Bei III betrug die Temperatur noch 120°C und die lineare Geschwindigkeit 7 m/s. Es ergab sich eine Füllfähigkeitsverbesserung von 32 %.

[0051] Die zweite Menge B wurde mit einer Lufttemperatur bei I von 160 C und einer linearen Geschwindigkeit von 6 m/s eingegeben, wobei die Lufttemperatur im Bereich III noch 130⁰C betrug, während die lineare Geschwindigkeit nur mehr 2 m/s betrug. Hierbei ergab sich nur eine Füllfähigkeitsverbesserung von 8 %.

Vergleichsbeispiel

[0052] Eine Menge von geschnittenen Virginia-Tabak-Rippen wurde bis auf einmAnfangs-Feuchtigkeitsgehalt von 60 Gewichtsprozent befeuchtet.und mit einem Luft/Wasserdampf-Gemischstrom, der im Einlaß eine Temperatur von 250°C hatte, durch ein glattes, 12 Meter langes, aus Platzgründen mehrere Male gebogenes Rohr zu einem Zyklonabscheider mit einer linearen Geschwindigkeit von 42 m/s transportiert. Der Tabak verließ die Anlage nach 2,5 Sekunden Verweilzeit mit einem End-Feuchtigkeitsgehalt von 8 Gewichtsprozent. Die Füllfähigkeitsverbesserung gegenüber dem unbehandelten Tabak betrug 49 %. Der Materialanteil, der durch das 0,5 mm Sieb gegenüber unbehandeltem Tabak durchging, betrug 7 Gewichtsprozent. Ein Rauchertest ergab, daß der Rauch des behandelten Tabaks sehr scharf bei vermindertem Aroma gegenüber dem Rauch des unbehandelten Tabaks war.

[0053] In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angedeutet, bei der der für die erste Verfahrensstufe vorgesehene Vorrichtungsteil 31 punktiert angedeutet ist und sich zwischen einem Einlaß I und einem Auslaß II, der gleichzeitig der Einlaß in eine Trocknungsvorrichtung 33 ist, erstreckt. Zum Vorrichtungsteil 31 führt eine Zuleitung 1 für den Tabak sowie eine Zuleitung 3 für das Heizmedium. Die Trocknungsvorrichtung wird hier von einem Schacht gebildet, dessen Einlaß 32 und dessen Auslaß 36 ist. Der Schacht ist mit in Strömungsrichtung sich zunehmend erweiternden Querschnitt ausgebildet, beispielsweise verfügt er um Schwenklager 35 in Richtung der Doppelpfeile 34 schwenkbare Seitenwände. Der Schacht ist entweder beheiz - oder kühlbar, wie bei 37 angedeutet wird.

[0054] Gemäß Fig. 5 läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch in einem stationären Pneuma-Rohr 38 durchführen, das über einen Anfangsrohrabschnitt 39 mit gleichbleibendem Querschnitt und einen sich im Querschnitt allmählich erweiternden Endrohrabschnitt 40 besteht. Zum mit 41 bezeichneten Einlaß des Pneuma-Rohres 38 (Bereich I) führt eine Leitung 1 für den Tabak sowie eine Leitung 3 für das Heizmedium. In der Längserstreckung zwischen I und II wird der Tabak durch Heizmedium so schnell bewegt, daß annähernd 80 % der insgesamt erreichbaren Volumensvergrößerung dort erreicht werden. Zwischen den Bereichen II und III, nämlich dem Auslaßbereich 42 des Pneuma-Rohres 38, erfolgt die abschließende, geringe Volumenvergrößerung des Tabaks sowie seine Trocknung bis auf den gewünschten Endfeuchtigkeitsgehalt. Das Pneuma-Rohr 38 kann - wie bei 43 angedeutet - gekühlt oder beheizt werden, bzw. über nicht dargestellte Einblasöffnungen verfügen, durch welche ein Kühl- oder Heizmedium geblasen werden kann. Das Pneuma-Rohr 38 ist bei 44 stationär gelagert.

[0055] In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform einer für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Vorrichtung 45 im Längsschnitt gezeigt. Fig. 7 ist ein in der Ebene VII - VII geführter Schnitt in Fig. 6. Die Vorrichtung besteht aus zwei in Längsrichtung bewegbaren Siebbändern 46 und 47, die über Umlenkrollen 48 geführt weiden. Die Siebbänder begrenzen zwischen sich einen Tunnel 50, der zu beiden Seiten der Siebbänder 46, 47 von seitlichen Abdichtungen 49 verschlossen wird. Die Höhe bzw. die lichte Weite des Tunnels 50 ist so bemessen, daß in einem anfänglichen Bereich (zwischen I und II) der Vorrichtung 45 oberhalb dem auf dem unteren Siebband 47 liegenden Tabak T ein Luftraum 51 frei ist, damit die Volumenvergrößerung nicht beeinträchtigt wird. Unmittelbar hinter den Siebbändern 46, 47 befinden sich Einläße 52 und 53, durch welche ein Heizmedium in den Tunnel 50 eingeblasen wird (durch Pfeile 55 angedeutet). Die Öffnungen in den Siebbändern 46 und 47 sind mit 54 bezeichnet. Die Vorrichtung 45 ist in Längsrichtung in den ersten Abschnitt zwischen I und II und einen darauf folgenden Abschnitt zwischen II und III unterteilt, wobei in diesen beiden Abschnitten jeweils eine Verfahrensstufe durchgeführt wird. Der Tabak liegt auf dem unteren Siebband 47 beispielsweise in einer Höhe zwischen ₂ und 20cm.Durch die Einläße 52 wird in der ersten Verfahrensstufe ein heißes Dampf-Gas-Gemisch mit einer Temperatur von ca. 240°C, vorzugsweise pulsierend, mit einer relativ hohen Geschwindigkeit zwischen 7 und 10 m/s eingeblasen. In der zweiten Verfahrensstufe bzw. im Abschnitt zwischen II und III wird als Heizmedium ein Dampf-Gas-Gemisch mit geringerem Dampfgehalt und einer abgesenkten Temperatur von 100 bis 120°C und einer niedrigen Geschwindigkeit von höchstens 1 m/s durch die Vorrichtung geblasen. Im Abschnitt zwischen I und II wird bei dem feuchten Tabak infolge der hohen Strömungsgeschwindigkeit und der hohen Temperatur bzw. dem höheren Dampfgehalt des Heizmediums die Volumenvergrößerung zu annähernd 80% der gesamtmöglichen Volumensvergrößerung abgeschlossen. Im zweiten Abschnitt zwischen II und III erfolgt dann bei abgesenkter Temperatur und wesentlich niedrigerer Geschwindigkeit des Heizmediums und bei verringertem Dampfgehalt das schonende Trocknen des im Volumen vergrößerten Tabaks auf den gewünschten End-Feuchtigkeitsgehalt.

[0056] Als zweckmäßig hat sich erwiesen, beim Puffen mit einem Heizmedium zu arbeiten, dessen Temperatur zwischen etwa 120 und etwa 300°C liegt. Im Gegensatz zu dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann im übrigen die gesamte Verfahrensdauer (Puffing und Trocknung) bis auf ca. 6 Sekunden und darüber reduziert werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Volumenvergrößerung (Puffing) von zerkleinertem Tabak, bei dem der mit einem mindestens Wasser enthaltenden Imprägnierungsmittel bis auf einen Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 35 Gewichtsprozent imprägnierte Tabak mittels eines gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heizmediums gepufft und dann bis auf einen End-Feuchtigkeitsgehalt von 10 bis 13 Gewichtsprozent gebracht wird, wobei die Gesamtverfahrensdauer mindestens 10 Sekunden beträgt, dadurch gekennzeichnet , daß das Verfahren als kontinuierliches Zweistufen-Verfahren durchgeführt wird, bei dem in der ersten Verfahrensstufe unter. Puffing-Bedingungen der Feuchtigkeits-Gehalt des imprägnierten Tabaks bezogen auf den Anfangs-Feuchtigkeits- gehalt um etwa 5 bis etwa 6 0 % abgesenkt wird, wobei etwa mindestens 80 % des während des gesamten Verfahrens erreichbaren Puffing-Effektes erreicht werden, und bei dem in der zweiten Verfahrensstufe der Tabak bis zum Erreichen eines End-Feuchtigkeitsgehalts von etwa 10 bis 13 Gewichtsprozent bei gegenüber der Puffing-Temperatur abgesenkter Temperatur behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß in der ersten Verfahrensstufe die lineare Geschwindigkeit des Heizmediums etwa 7 bis etwa 70 m/s, vorzugsweise etwa 30 bis etwa 60 m/s, beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß die lineare Geschwindigkeit des Heizmediums in der zweiten Verfahrensstufe um etwa 10 bis etwa höchstens 95 % gegenüber der Geschwindigkeit in der ersten Verfahrensstufe verringert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Verfahrensstufe über höchstens 1/10 der Gesamtverfahrensdauer durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel Wasser ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Imprägniermittel Wasser und/oder Orthophosphorsäure und/oder mindestens eines ihrer Natrium- und/oder Ammoniumsalze und/oder Aluminiumsulfat enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Imprägniermittel Orthophosphorsäure und/oder deren Natriumsalze und/oder Ammoniumsalze in einer Menge von o,1 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das.Tabaktrockengewicht enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Imprägniermittel etwa 1 bis 3 Gewichtsprozent Aluminiumsulfat,bezogen auf das Tabaktrockengewicht, enthält.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur des Heizmediums in der ersten Verfahrensstufe mindestens etwa 130°C bis höchstens etwa 280°C beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur des Heizmediums in der zweiten Verfahrensstufe um mindestens etwa 10 % bis höchstens etwa 50 % gegenüber der Temperatur in der ersten Verfahrensstufe verringert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der imprägnierte Tabak in der ersten Verfahrensstufe pneumatisch und/oder mechanisch bewegt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak in der zweiten Verfahrensstufe pneumatisch und/oder mechanisch bewegt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak in der zweiten Verfahrensstufe mechanisch bewegt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ge- kennzeichnet durch einen kontinuierlichen Übergang zwischen der ersten und der zweiten Verfahrensstufe.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ge- kennzeichnet durch einen diskontinuierlichen Übergang zwischen der ersten und der zweiten Verfahrensstufe.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtverfahrensdauer mindestens 10 Sekunden bis höchstens etwa 5 Minuten beträgt.

17. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch ein aus mindestens einem Rohrabschnitt bestehendes Rohrsystem (4; 14; 31; 39) als für die erste Verfahrensstufe bestimmter Vorrichtungsteil, dessen Durchgangsweite (D) und Längserstreckung (L) derart gewählt sind, daß in Abhängigkeit von der linearen Geschwindigkeit (V1) des Heizmediums in der ersten Verfahrensstufe eine höchstens 1/10 der Gesamt-Verfahrensdauer betragende Verweilzeit für den bewegten Tabak (T) erreichbar ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Innenwände im Rohrsystem (4; 14) mit zumindest annähernd quer zur Bewegungsrichtung des Tabaks (T) verlaufenden, gerundeten Erhöhungen (5, 6; 15) oder Schikanen versehen sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrsystem (4; 14; 31; 39), vorzugsweise über eine Querschnittserweiterung (7), an eine Trocknungsvorrichtung (8; 19; 33; 40) angeschlossen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (33) aus einem sich im Querschnitt erweiternden heiz- und/oder kühlbaren Schacht besteht, dessen Querschnittserweiterung stufenlos verstellbar ist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (8) ein Trommeltrockner ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknungsvorrichtung (19) ein Mehrbandtrockner mit Doppelsiebbändern (21) und einer Heizmediumzirkulation (22) ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Auslaßseite (II) des Rohrsystems (14) und der Einlaßseite (III) der Trocknungsvorrichtung (19) als diskontinuierlicher Übergang zwischen den Verfahrensstufen eine Abscheidevorrichtung (16) eingeordnet ist.

24. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch einen vom Heizmedium und dem Tabak in Axialrichtung durchströmten Trommeltrockner (26) mit sich in Strömungsrichtung vergrößerndem Querschnitt.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Trommeltrockner (26) quer zur Axialrichtung mit einer gleichmäßigen Strömung (29) heißer und feuchter Luft beaufschlagt ist und mehrere Einblasstellen für diese Strömung aufweist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Trommeltrockner vom Einlaß (I) zum Auslaß (III) auf etwa das Dreifache vergrößert.

27. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeich- net durch ein Paar einen längsverlaufenden seitlich abgeschlossenen (49) Tunnel (50) bildende Siebbänder (46, 47), und durch an den Tunnel oben und/oder unten angeschlossene Einlässe (52, 53) für das Heizmedium, wobei in der ersten Verfahrensstufe durch die Einlässe (52) in einem ersten Längsabschnitt (I - II) durch den auf dem unteren Siebband (47) mit einem Luftraum (51) aufgeschütteten Tabak (T) das Heizmedium mit einer Temperatur von etwa 240°C und einer Geschwindigkeit von etwa 7 - 10 m/s, vorzugsweise pulsierend, einblasbar ist,und in der zweiten Verfahrensstufe in einem anschließenden Längsabschnitt (II - III) das Heizmedium mit einer Temperatur von ca. 100° - 120°C und einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/s, vorzugsweise kontinuierlich, einblasbar ist, und wobei das Heizmedium ein Gas-Wasserdampf-Gemisch ist, dessen Dampfgehalt in der zweiten Verfahrensstufe gegenüber dem Dampfgehalt in der ersten Verfahrensstufe abgesenkt ist.

28. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch ein stationäres Pneuma-Rohr (38), das aus einem ersten Rohrabschnitt (39) mit im wesentlichen gleichbleibendem Querschnitt und einem zweiten Rohrabschnitt (40) mit zunehmenden Querschnitt besteht, wobei das Pneuma-Rohr beheiz- und/oder kühlbar ist.

29. Verfahren zur Volumenvergrößerung (Puffing) von zerkleinertem Tabak, bei dem der mit einem mindestens Wasser enthaltenden Imprägniermittel bis auf einen Anfangs- Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 35Gewichtsprozent imprägnierte Tabak mittels eines gasförmigen, Wasserdampf enthaltenden Heizmediums mit einer zwischen etwa 12000 und etwa 300°C liegenden Temperatur gepufft und dann auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis etwa 13 Gewichtsprozent gebracht wird, wobei die Gesamtverfahrensdauer mindestens 6 Sekunden beträgt, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Verfahren als kontinuierliches Zweistufen-Verfahren durchgeführt wird, bei dem in der ersten Verfahrensstufe unter Puffing-Bedingungen der Feuchtigkeits-Gehalt des imprägnierten Tabaks bezogen auf den Anfangs-Feuchtigkeitsgehalt um etwa 5 bis etwa 60 % abgesenkt wird, wobei etwa mindestens 80% des während des gesamten Verfahrens erreichbaren Puffing-Effektes erreicht werden, und bei dem in der zweiten Verfahrensstufe der Tabak bis zum Erreichen eines End-Feuchtigkeitsgehalts von etwa 10 bis 13 Gewichtsprozent bei gegenüber der Puffing-Temperatur abgesenkter Temperatur behandelt wird.

Zeichnung