Способ увеличения объема резаного табака и устройство для его осуществления

 

Использование: в табачной промышленности для увеличения объема табака при его подготовке к производству курительных изделий. Сущность изобретения: резаный табак влажностью не менее 17% подают в камеру 1 и подвергают одновременно воздействию СВЧ-энергией и термообработке во взвешенном состоянии табака. Камера разделена резонаторами 2 на секции для направления микроволн на табак, над каждой из которых установлены магнитофоны, расстояние между которыми кратно λ/2, где λ - длина волны и составляет от 1,5 до 3,5 l . Внутри камеры размещен перфорированный стол 7, выполненный двойным, внутренняя полость которого сообщена с патрубками 10 для подвода потока нагретого воздуха в камеру. Стол снабжен виброприводом. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к табачной промышленности и может быть использовано для увеличения объема табака при его подготовке к производству курительных изделий.

Известен способ увеличения объема табака, заключающийся в пропитывании его жидкой средой с последующим воздействием СВЧ-энергией для испарения жидкости. В качестве жидкой среды используют воду, а для повышения эффективности процесса воздействие СВЧ-энергией осуществляют в среде водяного пара.

Однако этот процесс является довольно энергоемким, поскольку СВЧ-энергия расходуется дополнительно на сушку среды и не обеспечивается равномерное распределение ее в объеме нагреваемой системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является "Способ для увеличения объема табака", включающий обработку табака с влажностью не менее 25% СВЧ-энергией и его термообработку путем контактирования с восходящими струями нагретого воздуха для расширения табака и его высушивания. Согласно данному изобретению табак предварительно увлажняют, в результате чего он набухает. Набухший табак подвергают термообработке, образуя на его поверхности твердую корку для защиты и противодействия сжимаемого табака.

Недостатком известного способа является незначительное увеличение объема табака и недостаточно высокое качество за счет возникновения возможности растрескивания табака.

Целью изобретения является ускорение процесса и повышение степени увеличения объема табака.

Известно устройство для увеличения объема табака, содержащее горизонтальную камеру, расположенный в ней перфорированный стол с виброприводом, смонтированные под ним патрубки для подвода потока нагретого воздуха в камеру для термообработки табака и средство для обработки табака СВЧ-энергией.

Вибрационный конвейер непрерывно поднимает табак над транспортером, придавая должное вибрационное движение, в результате происходит оптимальная поверхностная сушка, если горячий воздух подается через поднятый табак.

Для этой цели вибрационный конвейер включает воздухопроницаемое дно для прохода горячего воздуха и задержки легких табачных частиц на конвейере с помощью горячего воздуха, проходящего через дно его. Боковые стенки конвейера отклоняются в сторону движения потока воздуха, так что скорость его становится меньше в промежутке над вибрационным конвейером, увеличивая поперечное сечение транспортирующего пространства.

Однако в данном устройстве за счет последовательности обработки табака СВЧ-энергией и термообработки процесс фиксации увеличенного объема табака растягивается во времени, что снижает производительность устройства. Кроме того, поскольку струи нагретого воздуха подают в камеру, происходит их рассредоточение по всему объему камеры, что снижает эффективность их воздействия на табак и приводит к увеличению материальных затрат. Средство для обработки табака СВЧ-энергией расположено над транспортером, перемещающим обработанный табак, однако его действие также рассеяно в пространстве, поскольку отсутствуют резонаторы, усиливающие и направляющие действие микроволн.

Целью устройства является повышение производительности и уменьшение материальных затрат путем одновременной обработки и обеспечение направленности потоков СВЧ-энергии и горячего воздуха.

Цель заявленного способа достигается тем, что в способе увеличения объема резаного табака, предусматривающем обработку табака с влажностью не менее 17% СВЧ-энергией и термообработку путем контактирования с восходящим потоком нагретого воздуха для расширения табака и его высушивания, обработку табака СВЧ-энергией и термообработку проводят одновременно, при этом температура подаваемого потока воздуха составляет 50-250^оС, а его скорость равна 0,1-15 м/с для обеспечения обработки табака во взвешенном состоянии.

Цель заявленного устройства достигается тем, что устройство для увеличения объема табака включает горизонтальную камеру, расположенный в ней перфорированный стол с виброприводом; смонтированные под ним патрубки для подвода нагретого воздуха в камеру для термообработки табака во взвешенном состоянии и средство для обработки табака СВЧ-энергией.

Согласно изобретению горизонтальная камера снабжена резонаторами в виде металлических листов, вертикально закрепленных одним концом на верхней стенке камеры над перфорированным столом и разделяющих верхнюю часть камеры на секции; средство для обработки табака СВЧ-энергией включает несколько генераторов энергии, ортогонально расположенных на одинаковом расстоянии один от другого над каждой секцией; при этом расстояние между генераторами кратно λ/2, что составляет 1,5-3,5 λ, где λ длина микроволны, вырабатываемой магнетроном; перфорированный стол выполнен полым, нижняя часть его представляет собой сплошной металлический лист, а патрубки для подвода нагретого воздуха сообщены с внутренней полостью стола, имеющей перегородки, расположенные под каждым резонатором в одной с ним плоскости.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, вид спереди.

Устройство содержит горизонтальную камеру 1, разделенную резонаторами 2 на секции 3, 4, 5. Резонаторы 2 направляют СВЧ-энергию на табак и выполнены в виде металлических листов, вертикально закрепленных одним концом на верхней стенке 6 камеры. Внутри камеры размещен перфорированный стол 7, выполненный полым. Верхняя часть 8 стола представляет собой металлический лист с калиброванными отверстиями для подачи на табак струй нагретого воздуха, нижняя часть 9 стола выполнена из сплошного металлического листа и соединена с патрубками 10 для подвода потока нагретого воздуха. Полость патрубков 10 сообщена с внутренней полостью стола, имеющей перегородки 11, расположенные под каждым резонатором 2 в одной с ним плоскости.

Генераторы СВЧ-энергии представляют собой магнетроны 12, смонтированные на одинаковом расстоянии один от другого, кратном λ/2, где λ длина волны, и равном 1,5-3,5 λ, для создания максимальной равномерности влияния СВЧ-поля и исключения взаимного воздействия магнетронов друг от друга.

На входе и выходе устройства установлены шлюзовые затворы 13, 14 для регулируемой подачи и отвода табака из камеры, а также обеспечения герметичности.

Горизонтальная камера и шлюзовые дозаторы снабжены средствами защиты от СВЧ-облучения.

Секция 3 может служить для доувлажнения табака, в случае, если табак поступает в камеру с влажностью менее 17% для этого по патрубку 10 вместо нагретого воздуха подают пар. Секции 4,5 предназначены для одновременной СВЧ-обработки и термообработки табака.

Вибропривод перфорированного стола представляет собой эксцентриковый механизм, который связан с электроприводом и придает колебания перфорированному столу.

Резаный табак с влажностью не менее 17% от резального станка поступает равномерно через шлюзовый дозатор 13 в горизонтальную камеру 1 на перфорированный стол 7.

Горячий воздух, который подают направленно, проходит непрерывно через слой резаного табака и в результате взаимодействия частицы табака переходят во взвешенное состояние. Перемещение слоя резаного табака вдоль горизонтальной камеры, через секции 3, 4, 5 обеспечивается направленным действием струй горячего воздуха, а также вибрационными колебаниями перфорированного стола и регулируемым углом наклона стола в сторону движения табака.

Одновременно в каждой секции на табак воздействует СВЧ-поле ортогонально расположенных магнетронов. В результате сочетания прогрева резаного табака в СВЧ-поле с конвективным нагревом поверхности материала значительно повышается равномерность прогрева. Влага в капиллярах табака превращается в пар под влиянием СВЧ-энергии и расширяет капилляры, а одновременное воздействие потока горячего воздуха способствует фиксированию объема наружной поверхности частиц табака и удалению пара из капилляров.

В табл. 1 приведены данные выполнения способа при постоянной исходной влажности табака и продолжительности его обработки.

Установленная кратность расстояния между магнетронами позволяет увеличить КПД использования СВЧ-энергии на 7,8% Таким образом, повышение температуры подаваемого воздуха влечет резкое увеличение объема табака.

В табл. 2 приведены данные примера выполнения способа, когда температура подаваемого воздуха составляла 100^оС при постоянной продолжительности обработки 35 с, а табачное сырье подают с разной исходной влажностью.

Исходный табак, обладающий меньшим содержанием влаги, дает меньший прирост объема своих частиц после обработки.

В табл. 3 приведены данные примера обработки табачного сырья при регулируемой скорости потока воздуха.

Увеличение скорости потока воздуха значительно сокращает продолжительность обработки, интенсифицирует съем влаги, но регламентируется физическими свойствами обрабатываемого табака.

Формула изобретения

1. Способ увеличения объема резаного табака, включающий обработку СВЧ-энергией табака с влажностью не менее 17% и его теплообработку путем контактирования с восходящим потоком нагретого воздуха для расширения табака и его высушивания, отличающийся тем, что обработку табака СВЧ-энергией и термообработку проводят одновременно, при этом температура подаваемого воздуха составляет 50 250^oС, а его скорость равна 0,1 15 м/с для обеспечения обработки табака во взвешенном состоянии.

2. Устройство для увеличения объема резаного табака, содержащее горизонтальную камеру, расположенный в ней перфорированный стол с виброприводом, смонтированные под ним патрубки для подвода нагретого воздуха в камеру для термообработки табака во взвешенном состоянии и средство для обработки табака СВЧ-энергией, отличающееся тем, что камера снабжена резонаторами в виде вертикальных металлических листов, консольно закрепленных на верхней стенке камеры над перфорированным столом и разделяющих верхнюю часть камеры на секции, средство для обработки табака СВЧ-энергией включает несколько магнетронов, расположенных ортогонально над каждой секцией, при этом генераторы установлены на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 1,5 - 3,5 λ и кратном l/2, где λ длина микроволны, излучаемой магнитроном, перфорированный стол выполнен полым, верхняя часть которого имеет калиброванные отверстия, а нижняя часть представляет сплошной металлический лист, патрубки для подвода струй нагретого воздуха сообщены с внутренней полостью стола, имеющей перегородки, расположенные соответственно под каждым резонатором в одной с ним плоскости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2