Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen eines Konditionierungsmediums auf Tabakmaterial

Abstract

 Die Erfindung betrifft das Aufbringen eines dampfförmigen Konditionierungsmediums auf angefeuchteten Tabak zwecks Volumenvergrößerung.
Es ist das Ziel, gute Expansionsergebnisse durch eine optimierte und verbesserte Verfahrensweise zu erhalten.
Erreicht wird dies durch eine freie Fallbewegung des Tabaks (1) durch eine Expansionskammer (2), in der eine rotierende Winnoverwalze (3) mit radialen Dampfdüsen (6) einen rotierenden Strahlenvorhang (12) erzeugt, der den fallenden Tabak beaufschlagt.
Auf diese Weise wird eine intensive Einwirkung des Konditionierungsmediums auf die Tabakoberfläche erreicht.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines gasförmigen und/oder wasserhaltigen Konditionierungsmediums auf angefeuchtetes Tabakmaterial innerhalb einer im wesentlichen freien Fließstrecke des Tabaks.

[0002] Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Aufbringen eines gasförmigen und/oder wasserhaltigen Konditionierungsmediums auf angefeuchtetes Tabakmaterial innerhalb einer eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung aufweisenden, im wesentlichen freien Durchflußkammer.

[0003] Unter dem auf eingangs beschriebene Art behandelten Tabakmaterial ist insbesondere geschnittenes Rippen- und/oder Blattmaterial zu verstehen. Derartiges Tabakmaterial kann zu unterschiedlichen Zwecken im Hinblick auf den beabsichtigten Zustand des daraus hergestellten Endproduktes, wie Zigaretten, oder den Zustand der bei ihrer Herstellung durchlaufenen Zwischenstufen des Tabakmaterials behandelt werden.
Eine bevorzugte Behandlungsart im Sinne der Erfindung zielt auf eine Verbesserung der sogenannten Füllfähigkeit von Tabakmaterial durch Vergrößerung seines spezifischen Volumens unter Einwirkung von Wasserdampf auf den angefeuchteten Tabak und einen anschließenden Trocknungsprozeß.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Behandlungsweise des Tabaks zwecks Erzielung eines verbesserten Arbeitsergebnisses bzw. Endproduktes zu optimieren.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Tabak radial durch einen rotierenden Strahlenvorhang des Konditionierungsmediums hindurchbewegt wird.
Bei einem entsprechenden Ausgangszustand des Tabakmaterials und der entsprechenden Auswahl des Konditionierungsmediums wird nach einem weiteren Vorschlag eine bevorzugte Wirkung erzielt, indem der Tabak beim Durchtritt durch die Fließstrecke unter Dampfeinwirkung durch den Strahlenvorhang expandiert.
Ein zusätzlicher Effekt, der darin besteht, daß in Form von mehr oder weniger zusammengeklumpten Fasern bestehender Tabak aufgelöst und vereinzelt wird, wird nach einer vorteilhatten Weiterbildung dadurch erzielt, daß der Tabak während der Beaufschlagung mit dem Konditionierungsmedium in der Fließstrecke mechanisch beschleunigt wird.
Grundsätzlich kann eine Auffeuchtung des für eine Expansion vorgesehenen Tabaks in einer beliebigen vorgeschalteten Verfahrensstufe vorgenommen werden. Ein bevorzugter, besonders effektiver bzw. komprimierter Verfahrensablauf besteht hingegen darin, daß der Tabak unmittelbar beim Eintritt in die Fließstrecke angefeuchtet wird.
Zur Stabilisierung des erreichten Expansionszustandes wird nach einem weiteren Vorschlag der Tabak nach dem Durchtritt durch den Strahlenvorhang getrocknet bzw. einer Trocknungsstrecke zugeführt.
Um bei einem größtmöglichen Tabakdurchsatz durch die Fließstrecke möglichst viele Tabakfasern vom Konditionierungsmedium zu erfassen, ist darüber hinaus vorgesehen, daß der Tabak durch einen sich aus mehreren über einen kreisförmigen Umfang verteilten Einzelstrahlen zusammensetzenden Strahlenvorhang hindurchbewegt wird.
Bei besonders kritischen Förderbedingungen kann die Effizienz nach einem weiteren Vorschlag noch dadurch verbessert werden, daß der Tabak durch wenigstens zwei aufeinander folgende Strahlenvorhänge hindurchbewegt wird.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Bewegung des Tabak durch die Fließstrecke im wesentlichen in Fallrichtung.

[0006] Die Vorrichtung zur Durchführung des eingangs bezeichneten Verfahrens besteht darin, daß innerhalb der Durchflußkammer wenigstens ein um eine im wesentlichen quer zur Durchflußrichtung des Tabaks verlaufende Achse rotierendes sowie im wesentlichen radial austretende Düsenöffnungen für das Konditionierungsmedium aufweisendes Fördermittel angeordnet ist.
Eine besonders effiziente Einsatzmöglichkeit eines derart ausgebildeten Fördermittels bei einer entsprechenden Vorbehandlung des Tabaks sowie Auswahl des Konditionierungsmediums besteht nach einer bevorzugten Ausgestaltung darin, daß die Durchflußkammer als Tabak-Expansionskammer ausgebildet ist.
Ein zusätzlicher Vereinzelungseffekt auf die in einem mehr oder weniger kompakten Verbund zugeführten Tabakfasern kann mit einer vorteilhaften Ausgestaltung dadurch erzielt werden, daß das Fördermittel als am Umfang zwischen den Düsenöffnungen mit Mitnehmerstiften versehene Hohlwelle ausgebildet ist. Auf diese Weise kann auf die Verweildauer der Tabakfasern in der Einwirkungszone des Strahlenvorhangs Einfluß genommen werden, indem Faserklumpen erfaßt und aufgelöst werden und dabei die Einzelfasern ausreichend lange und intensiv der Dampfbestrahlung ausgesetzt sind bzw. zum großen Teil außerdem eine Beschleunigung in ihrer Fallrichtung erfahren.
Es ist grundsätzlich möglich, den zur Expansion vorgesehenen Tabak an beliebiger Stelle und auf beliebige Weise anzufeuchten. Eine besonders vorteilhafte und effektive Ausgestaltung besteht hingegen darin, daß im Bereich der Kammereinlaßöffnung aus Kammerwandungen der Durchflußkammer austretende Wasserdüsen vorgesehen sind. Auf diese Weise ist eine Befeuchtung und Bedämpfung und damit eine Expansion der Tabakfasern auf engstem Raum möglich.
Eine kompakte, problemlos integrierbare Einrichtung zum Expandieren von Tabakfasern ist nach einer Weiterbildung dadurch gegeben, daß der Durchflußkammer eingangsseitig eine Zellenradschleuse vorgeordnet und ausgangsseitig ein Stromtrockner nachgeordnet ist.

[0007] Um auch bei gegebenenfalls schwierigen Förderbedingungen optimale Expansionsergebnisse zu erhalten, wird weiterhin vorgeschlagen, das wenigstens zwei in Durchflußrichtung des Tabak aufeinanderfolgende, mit Düsenöffnungen und Mitnehmerstiften ausgestattete Fördermittel innerhalb der Durchflußkammer vorgesehen sind.
Eine konstruktiv und funktionell und damit im Verfahrensergebnis optimale Weiterbildung besteht darin, daß die Durchflußkammer eine obere Einlaßöffnung und eine untere Auslaßöffnung aufweist.
Ein vielseitig einsetzbares, insbesondere zum Konditionieren und Überführen von Tabak dienendes bzw. wahlweise durch Beaufschlagung mit Wasser für die Reinigung unmittelbar vor- und nachgeschalteter Einrichtungen geeignetes Aggregat besteht aus einem von einlaß- und auslaßseitig offenen Kammerwandungen umschlossenen Fördermittel zum Transportieren bzw. Überführen von Tabak zwischen zuführenden und abführenden
Tabak-Transport- bzw. Behandlungseinrichtungen, wobei das Fördermittel als radial transportierende Winnoverwalze ausgebildet ist, welche eine mit radialen Düsenöffnungen versehene, wahlweise an eine Dampf- und/oder Wasserzufuhr anschließbare Hohlwelle aufweist.

[0008] Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in einer mit relativ geringem technischen Aufwand auf relativ großen Tabakdurchsatz und intensive Einwirkung auf eine größtmögliche Anzahl von Tabakteilchen auslegbaren, den Tabak schonenden Verfahrensweise.
Auf diese Weise wird insbesondere ein hervorragendes Expansionsergebnis der Tabakfasern erzielt. Gleichzeitig wird ein flexible bzw. vielseitige Einsatzmöglichkeiten bietendes Aggregat erhalten, mit dem wahlweise oder zugleich eine Befeuchtungs- und Expansions-bzw. Trocknungswirkung auf den Tabak bzw. eine Reinigungswirkung auf die unmittelbar zugeordneten Fördermittel möglich ist.

[0009] Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

[0010] Hierbei zeigen:

Figur 1

eine geschnittene Seitenansicht einer Einrichtung zum Expandieren von Schnittabak in Verbindung mit einem Stromtrockner,

Figur 2

einen Schnitt durch ein Fördermittel der Expansionseinrichtung nach der Linie II-II gemäß Figur 1 und

Figuren 3 und 4

abgewandelte Ausführungsformen einer Einrichtung zum Expandieren von Schnittabak.

[0011] Gemäß Figur 1 weist die Einrichtung zum Expandieren von Schnittabak 1 in Form von Rippenschnitt oder Blattschnitt eine als Expansionskammer dienende Durchflußkammer 2 auf, in der ein rotierend angetriebenes Fördermittel in Form einer Winnoverwalze 3 angeordnet ist. Die Winnoverwalze 3 besteht aus einer Hohlwelle 4, welche gemäß Figur 2 mit über ihren Umfang und ihre Breite verteilten bzw. versetzt angeordneten Düsenöffnungen 6 (beispielsweise Lavaldüsen des Modells 630 der Firma Schlick KG, Coburg, BRD) sowie Mitnehmerstiften 7 versehen ist.
Die Hohlwelle 4 ist mit durch Pfeile 8 und 9 gekennzeichneten Zuleitungen für ein Konditionierungs- bzw. Reinigungsmedium in Form von Dampf bzw. Wasser versehen, womit die Düsenöffnungen 6 alternativ beaufschlagbar sind, deren Austrittsstrahlen 11 sich gemäß Figur 2 über die Breite der Winnoverwalze 3 überschneiden und dabei einen rotierenden Strahlenvorhang 12 bilden.
Die Durchflußkammer 2 weist eine obere Einlaßöffnung 10 auf, in deren Bereich aus den Kammerwandungen in die Durchflußkammer einmündende, über eine Zuleitung (Pfeil 13) gespeiste Wasserdüsen 14 zum Auffeuchten des über eine Zellenradschleuse 16 mit einem rotierenden Zellenrad 17 zugeführten Tabaks 1 vorgesehen sind, welcher alternativ auch vor dem Eintritt in die Zellenradschleuse 16 durch eine separate Befeuchtungseinrichtung aufgefeuchtet werden könnte.
Die Durchflußkammer 2 ist darüber hinaus über eine untere Auslaßöffnung 18 an einen rohrförmigen Stromtrockner 19 angeschlossen, der von Heißgas mit oder ohne Dampfanteil, insbesondere Heißluft oder Heißdampf (überhitzter Dampf) mit einer Temperatur zwischen 150 °C und 600 °C, insbesondere zwischen 200 °C und 400 °C, z. B. 300 °C, in Richtung der Pfeile 21 durchströmt wird.
Ein zylindrischer Teil 19a des Stromtrockners 19 geht über eine Übergangszone 19b in eine trogförmige Form 19c über und von da über eine weitere Übergangszone 19d in einen weiteren rohrförmigen Teil 19e. Stromaufwärts von der Auslaßöffnung 18 der Durchflußkammer 2 ist eine Halbblende 22 vorgesehen, die zu einer Druckabsenkung an der Auslaßöffnung führt und den Strom des Trocknungsmediums so einschnürt, daß Ablagerungen an der der Winnoverwalze 3 gegenüberliegenden Wand des Stromtrockners 19 vermieden werden. Infolge der Absenkung des Druckes des Trocknungsmediums, das mit leichtem Überdruck durch den Stromtrockner geleitet wird, wird im Bereich der Auslaßöffnung 18 die Zuführung der Tabakteile durch die Winnoverwalze 3 erleichtert.

[0012] Die Wirkungsweise der insbesondere im Bereich der Durchflußkammer 2 eingesetzten Mittel zum Vergrößern der spezifischen Volumens des Tabakmaterials ist wie folgt:

[0013] Der portionsweise vom Zellenrad 17 in die Durchflußkammer 2 eingeschleuste Tabak 1 wird beim Passieren der aktivierten Wasserdüsen 14 auf einen Wassergehalt in einer Größenordnung von etwa 32% bis 50%, vorzugsweise zwischen 40% und 45% hochgefeuchtet.

[0014] Anschließend passiert der aufgefeuchtete Tabak 1 in freiem Fall die mit ca. 200 U/min rotierende Winnoverwalze 3, deren Stifte 7 gegebenenfalls verklumpte, zusammenhängende Tabakfasern auflösen bzw. vereinzeln. Dabei trifft der in einer bevorzugten Menge von etwa 0,3 bis 0,6 kg pro Kilogramm Tabak mit einem Druck von etwa 1 bis 10 bar aus den Düsenöffnungen 6 der Hohlwelle 4 austretende und mit seinen sich überschneidenden Austrittsstrahlen 11 einen rotierenden Strahlenvorhang 12 bildende Sattdampf auf den fallenden Tabak 1 und expandiert diesen durch Dampfdruckerhöhung im Inneren der Fasern infolge von an deren Oberfläche freiwerdender, in die Fasern eindringender Kondensationswärme.
Anschließend gelangt der expandierte Tabak, insbesondere in Form von Rippenschnitt, in den von Heißdampf durchströmten Stromtrockner 19, in welchem er Feuchte an den Trocknungsdampf abgibt.

[0015] Während einer Betriebsunterbrechung des beschriebenen Expansionsverfahrens wird die Winnoverwalze 3 als rotierende Reinigungsvorrichtung betrieben, indem von der Gegen-seite (Pfeil 9) in die Hohlwelle 4 eingeleitetes Wasser in Form rotierender Austrittsstrahlen 11 aus den Düsenöffnungen 6 austritt und die Winnoverwalze selbst sowie die unmittelbar angrenzenden Zonen der darüberliegenden Zellenradschleuse 16 und des darunterliegenden Stromtrockners 19 von Ablagerungen befreit.

[0016] Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Durchfluß- bzw. Expansionskammer lediglich in ihrer Fallhöhe verlängert und mit einer zusätzlichen Winnoverwalze 105 ausgestattet, wobei im Prinzip gleichwirkende Elemente mit gleichen, um hundert erhöhten Bezugszahlen wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 versehen sind. Mit Hilfe dieser Anordnung kann im Bedarfsfall ein noch besseres Expansionsergebnis durch besonders intensive Einwirkung der Dampfstrahlen 111 auf den Tabak 101 erzielt werden.

[0017] Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel, bei dem zu Figur 1 identische Teile mit gleichen, um zweihundert erhöhten Bezugszahlen gegenüber Figur 1 versehen sind, verdeutlicht, daß die Durchflußkammer 202 als flexibel einsetzbares Aggregat in unterschiedliche Anlagen integrierbar ist, indem sie zum Beispiel über eine zusätzliche ausgangsseitige Zellenradschleuse 223 an einen Schwingförderer 224 angeschlossen ist, der den expandierten Tabak beispielsweise zu anderweitigen, nicht dargestellten Trocknungseinrichtungen überführt. Bei dieser Anordnung wirkt die Winnoverwalze 203 ebenfalls alternativ durch Beaufschlagung mit Wasser wiederum als Reinigungsmittel für die beiden Zellenradschleusen 216 und 223.

Ansprüche

1. Verfahren zum Aufbringen eines gasförmigen und/oder wasserhaltigen Konditionierungsmediums auf angefeuchtetes Tabakmaterial innerhalb einer im wesentlichen freien Fließstrecke des Tabaks, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak radial durch einen rotierenden Strahlenvorhang des Konditionierungsmediums hindurchbewegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak beim Durchtritt durch die Fließstrecke unter Dampfeinwirkung durch den Strahlenvorhang expandiert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak während der Beaufschlagung mit dem Konditionierungsmedium in der Fließstrecke mechanisch beschleunigt wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak unmittelbar beim Eintritt in die Fließstrecke angefeuchtet wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak nach dem Durchtritt durch den Strahlenvorhang getrocknet bzw. einer Trocknungsstrecke zugeführt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak durch einen sich aus mehreren über einen kreisförmigen Umfang verteilten Einzelstrahlen zusammensetzenden Strahlenvorhang hindurchbewegt wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak durch wenigstens zwei aufeinanderfolgende Strahlenvorhänge hindurchbewegt wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Tabaks durch die Fließstrecke im wesentlichen in Fallrichtung erfolgt.

9. Vorrichtung zum Aufbringen eines gasförmigen und/oder wasserhaltigen Konditionierungsmediums auf angefeuchtetes Tabakmaterial innerhalb einer eine Einlaßöffnung und eine Auslaßöffnung aufweisenden, im wesentlichen freien Durchflußkammer, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Durchflußkammer (2; 102; 202) wenigstens ein um eine im wesentlichen quer zur Durchflußrichtung des Tabaks (1; 101; 201) verlaufende Achse rotierendes sowie im wesentlichen radial austretende Düsenöffnungen (6; 106; 208) für das Konditionierungsmedium aufweisendes Fördermittel (3; 103; 203) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkammer (2; 102; 202) als Tabak-Expansionskammer ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (3; 103; 203) als am Umfang zwischen den Düsenöffnungen (6; 106; 206) mit Mitnehmerstiften (7; 107; 207) versehene Hohlwelle (4; 104; 204) ausgebildet ist.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Kammereinlaßöffnung (10; 110; 210) aus Kammerwandungen der Durchflußkammer (2; 102; 202) austretende Wasserdüsen (14; 114; 214) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußkammer (2; 102; 202) eingangsseitig eine Zellenradschleuse (16; 116; 216) vorgeordnet und ausgangsseitig ein Stromtrockner (19; 119) nachgeordnet ist.

14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei in Durchflußrichtung des Tabaks (101) aufeinanderfolgende, mit Düsenöffnungen (106) und Mitnehmerstitten (107) ausgestattete Fördermittel (103, 105) innerhalb der Durchflußkammer (102) vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflußkammer (2; 102; 202) eine obere Einlaßöffnung (10; 110; 210) und eine untere Auslaßöffnung (18; 118; 218) aufweist.

16. Von einlaß- und auslaßseitig offenen Kammerwandungen umschlossenes Fördermittel zum Transportieren bzw. Überführen von Tabak zwischen zuführenden und abführenden Tabak-Behandlungs- bzw. Transporteinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Fördermittel (3; 103; 203) als radial transportierende Winnoverwalze ausgebildet ist, welche eine mit radialen Düsenöffnungen (6; 106; 206) versehene, wahlweise an Dampf- und/oder Wasserzufuhr (8; 9; bzw. 108; 109 bzw. 208; 209) anschließbare Hohlwelle (4; 104; 204) aufweist.

Zeichnung