Способ увеличения объема табака
(i ц 67763!
Саюа Соьетскнх
Соцнапнстнческнх
Республик (51) М. Кл 2
А 24В 3/18
Государственный комитет
СССР по делам изобретений н отнрытнй (53) УДК 663.97 (088.8) (72) Авторы изобретения
Иностранцы
Роджер Зигмунт Де Ля Бурде и Патрик И. Омент (США) Иностранная фирма
«Филип Моррис Инкорпорейтед> (США) (71) Заявитель (54) СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕМА ТАБАКА
Изобретение относится к технике обработки табака, в частности к увеличению его объема.
Увеличение объема табака является операцией, которую осуществляют для компенсации потери веса табака в процессе его сушки, для улучшения дымообразующих характеристик определенных его компонентов, например табачных стеблей, или для повышения набивочной способности табака 10 в производстве сигарет; при этом табак с увеличенным объемом должен иметь такую же прочность и выделять меньше смолы и никотина, чем курительный продукт, приготовленный из табака с неувеличенным объ- 15 емом.
Известен способ увеличения объема табака, заключающийся в пропитывании табака летучей органической жидкостью под 20 избыточным давлением и нагревании пропитанного табака для удаления пропиточной жидкости (1).
Недостатком этого известного способа является получение табака недостаточно 25 высокого качества.
Цель изобретения — улучшение качества табака.
Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе увеличения объема табака в качестве пропитывающей жидкости используют двуокись углерода, при этом пропитывание проводят при температуре табака от — 2 С до температуры, соответствующей температуре окружающей среды, а перед нагреванием пропитанного табака снижают давление пропиточной жидкости для перевода ее в твердую фазу.
Избыточное давление, при котором проводят пропитывание, составляет 34,4—
63,7 кг/смз.
Пропитывание табака проводят в течение
0,5 — 10 мин при температуре жидкой двуокиси углерода 5 — 31 С, а нагревают пропитанный табак до 100 †3 С в течение
0,2 — 10 с при давлении 0,703 кг/см .
Кроме того, для пропитывания 1 вес. ч. табака используют 5 — 10 вес. ч. жидкой двуокиси углерода.
Способ осуществляют следующим образом.
Табак пропитывают летучей органической жидкостью, в качестве которой используют жидкую двуокись углерода, для чего табак и жидкость загружают в резервуар под давлением и процесс пропитывания
677631
15 проводят при повышенном давлении 34,4—
63,7 кг/см при температуре табака от — 2 С до температуры соответствующей температуре окружающей среды, в течение
0,5 — 6,0 мин, предпочтительно 2 — 4 мин.
Для пропитывания 1 вес. ч. табака используют 5 — 10 вес. ч. жидкой двуокиси углерода. Избыток жидкой двуокиси углерода удаляют из резервуара при сохранении температуры и давления на том же уровне, после чсго давление в резервуаре снижают до атмосферного для перевода пропиточной жидкой двуокиси углерода в табаке в твсрдую фазу.
Далее пропитанный табак нагревают для удаления твердой двуокиси углерода путем испарения и осуществления процесса увеличения объема табака. Нагревание проводят введением в резервуар потока горячего газа, перегретого пара, нагретого воздуха или применением других средств для нагрева, например, нагретой поверхности, лучистой микроволновой энергии или инфракрасных лучей.
По другому варианту выполнения способа пропитывание табака жидкой двуокисью углерода проводят под избыточным давлением 40,99 — 63,28 кг/см при температуре от
5 до 31 С в течение 0,5 — 10 мин. Нагревание пропитанного табака осуществляют до
100 — 360 С в течение 0,2 — 10 с при давлении 0,703 кг/см .
При нагревании пропиточную жидкость удаляют испарением, при этом табак увеличивается в своем объеме.
На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа увеличения объема табака, общий вид с частичным разрезом; на фиг. 2 — разрез Л вЂ” А на фиг. 1; на фиг. 3 — корзина для размещения табака которая устанавливается в устройстве; на фиг. 4 и 5 — вариант устройства для реализации способа увеличения объема табака, в котором резервуар под давлением установлен с возможностью вращения вокруг неподвижной оси для однородного перемешивания жидкой двуокиси углерода и табака в период пропитки, а также испарения твердой двуокиси углерода в процессе вспучивания табака, вид сбоку и спереди; на фиг. 6 — вариант устройства, в котором смеситель заключен в резервуар под давлением для равномерного распределения жидкой двуокиси углерода и однородного перемешивания двуокиси с табаком, а вал смесителя дополнительно снабжен центральным каналом и распределительными отверстиями для подачи через них пара или нагретого воздуха в период стадии увеличения объема табака, общий вид с частичным разрезом.
При использовании устройства по фиг.
1 — 3 способ осуществляют следующим образом.
Табак загружают в коробчатые элемен5
65 ты — корзины 1, которые с возможностью съема размещают в раме 2 внутри резервуара 3 в любом подходящем порядке, например в кольцевом. После этого плотно закрывают крышку 4 резервуара, а внутреннюю часть его очищают от любого газообразного остатка с помощью потока газообразной двуокиси углерода через впускное отверстие на трубопроводе 5 и выпускнос отверстие б. После этого через отверстие 6 резервуар заполняют жидкой двуокисью углерода до погружения в нее всей массы табака, затем отверстие б закрывают, а давление внутри резервуара доводят до 34,4 — 63,7 кг/см . Пропитывание проводят при температуре табака от — 2 С до температуры, соответствующей температуре окружающей среды. Затем жидкую двуокись углерода через трубопровод 7 удаляют из резервуара, а внутреннюю часть последнего через трубопровод 8 сообщают с атмосферой, приводя таким образом оставшуюся в табаке жидкую двуокись углерода в твердое состояние путем снижения давления. При этом смесь пара или нагретого воздуха циркулирует через трубопровод 7 с постоянным выбросом в атмосферу через отверстие трубопровода 8. После завершения процесса увеличения объема табака открывают крышку 4, табак извлекают и направляют на последующую технологическую обработку.
В случае использования устройства, изображенного на фиг. 4 и 5, пропитывание табака проводят при температуре жидкой двуокиси углерода — 2 — 31 С, при этом среда для нагревания последней циркулирует в камере 9 и поддерживает двуокись углерода в жидком состоянии. Вращение резервуара 10 обеспечивает перемешивание табака и двуокиси углерода и их контактирование, а также способствует усилению испарения двуокиси углерода при соприкосновении табака с нагретой поверхностью стенки 11.
B другом варианте устройства для реализации способа (фиг. 6) резервуар 12 под давлением имеет каналы 13 — 15 для очистки, подачи и удаления жидкой двуокиси углерода и загрузочный и разгрузочный люки 16 и 17 для транспортировки табака.
Пропитывание табака проводят при температуре жидкой двуокиси углерода в интервале от — 2 С до 31 С при перемешивании лопастями 18, укрепленными на валу
19. Температуру жидкой двуокиси углерода поддерживают с помощью нагревательных элементов 20. Табак загружают через загрузочный люк 16, который после заполнения резервуара табаком закрывают и через него продувают газообразную двуокись углерода через каналы 14 и 21. После продувки через канал 21 вводят жидкую двуокись углерода до достижения давления, например, 42,2 кг/см . Табак и двуокись
677631
Таблица 1
Скорректированная способность наполнения при 120
О. V., см /10г ТН
Способ наполнения, см /10г ТН
О.Ъ., Образец
15
Контрольный
¹ 1
М 2
38
13,2
78
8,3
8,5
51
Таблица 2
Образец табака
Анализируемые показатели увеличенный в объеме контрольный
Влажность, Общее количество алкалоидов, 0
Редуцирующие сахара, 00 0
12,5
2,1
12,5
1,9
11,8
12,1
65 углерода перемешивают лопастями 18 до получения однородной массы, затем перемешивание прекращают и двуокись углерода (жидкую) по каналу 15 удаляют из резервуара, а его полость сообщают с атмосферой для превращения жидкой двуокиси углерода, оставшейся в табаке, в твердое состояние. Затем через канал 22 и радиальные патрубки 23 вводят пар или нагретый воздух с одновременным вращением вала 19 для обеспечения контактирования пропитанного табака с паром или нагретым воздухом, при этом табак увеличивается в объеме. После завершения процесса табак удаляют из устройства через люк 17.
П р им е р 1. 4,54 кг частиц светлого табака с содержанием влаги 12 вес. помещают в корзине в резервуар под давлением. Резервуар продувают газообразной двуокисью углерода при комнатной температуре 3 мин, а затем вводят жидкую двуокись углерода из напорного контейнера (где ее содержат под давлением порядка
14,1 кг/см при — 13 С) из расчета 13,6 кг на 0,454 кг табака. Резервуар нагревают до 14 С, устанавливая в нем давление от
21,1 до 49,2 кг/см, которое поддерживают
3 мин. Избыток жидкой двуокиси углерода сливают, из резервуара выпускают газ в течение 45 с, благодаря чему в структуре табака образуется твердая двуокись углерода.
Затем берут два образца обрабатываемого табака первый образец (№ 1) весом
2,3 кг нагревают в башне горячим воздухом при 220 С, а второй (№ 2) такого же веса нагревают в башне перегретым паром при той же температуре. В каждом образце измеряют процент летучести при высокой температуре путем измерения содержания влажности О. V., равной потере веса образца в процентах после трех часов нагревания при 100 С.
Определяют также способность наполнения каждого образца, для чего 10 г табачной начинки (ТН) помещают в градуированный цилиндр и подвергают действию нагрузки. После ее оседания измеряют объем начинки. Контрольный образец содержит 10 г необработанных табачных частиц, взятых из той же загрузки светлого табака, что и обработанные. Результаты испытаний приведены в табл. 1.
Данные табл. 1 показывают, что при испарении твердой двуокиси углерода табак значительно увеличивается в объеме, низкая потеря летучести при высокой температуре исключает необходимость повторного увлажнения табака перед использованием его в курительном продукте, а перегретый пар необходим для лучшего увеличения объема табака.
Пример 2. 2,3 кг начинки светлого табака влажностью 12 вес.% пропитывают жидкой двуокисью углерода по примеру 1.
Затем 0,977 кг обрабатываемого табака подвергают увеличению в объеме потоком насыщенного пара при 166 С согласно примеру 1.
В образцах неувеличенного в объеме табака (контроль) и увеличенного (весом
0,453 кг каждый) определяют влажность (О.V.,%), как в примере 1.
Сравнительные результаты испытаний приведены в табл. 2.
Данные табл. 2 показывают, что первоначальный состав табака сохраняется в процессе увеличения его объема.
Пример 3. Образцы начинки табака весом 4,54 кг с влажностью 12 вес.% пропитывают жидкой двуокисью углерода, как описано в примере 1, при различных давлениях в интервале 28,1 и 63,3 кг/см2. Пропитанную начинку нагревают перегретым паром при 270 С.
Результаты испытаний приведены в табл. 3.
Данные табл. 3 показывают, что для получения оптимального продукта давление во время пропитки необходимо поддерживать свыше 42,2 кг/см2, предпочтительно выше 49,2 кг/см .
Пример 4. Аналогично примеру 1 пропитывают другой ряд образцов светлого табака. Время снижения давления (сброса газообразных продуктов) увеличивают от
49 до 427 с, Пропитанную начинку табака нагревают в башне перегретым паром при
270 С.
677631
Таблица 3
Скорректированная способнссть наполнения при 12,о
О. V., см /1О г TH
Способность наполнения, см /1О г ТН
Давление, О, V., кг/см
OiО
ГО
28,10
27,56
23,00
19,70
17,24
15,31
61,1
69,3
104,5
114,8
130,8
130,9
43,3
45,9
65,4
68,0
72,5
71,2
8,9
8,6
G,4
6,0
G,5
6,4
Таблица 6
Скорректированная способ ность наполне ния при 12o,,:
О. V., см /10 r ТН
Способность наполнения, см /10 г TH
О. V. на входе в башню, М
О. V., Результаты табл. 4.
Таблица 4
8,0
11,5
13,4
16,5
17,2
19,0
37,2
63,G
67,3
71,2
73,2
67,3
57,1
97,7
127,6
124,9
115,4
93,3
5,8
7,4
6,8
7,6
8,0
9,6
Способность наполнения при О. V. на выходе башни, сма/10 г ТН
Скорректированная способность наполнения при 12
О. V., смз/10 г TH
Время снижения давления, с
О. V., %
49
148
247
420
3,8
4,0
4,1
4,4
4,2
4,6
121,2
116,5
95,9
112,7
101,4
116,7
65,5 (+ 3,6) 30
69,2
60,0
72,1
61,6
67,7
Таблица 7
Таблица 5 50
Способность наполнения сма/10 г ТН
Температура, С
Образец
Способность наполнения при О.Л. на выходе башни, смз/10 г TH
Скорректированная способность наполнения при 12у, Q. ., 55 см /10 г TH
Время пропитывания, с
О. V., 0/0
37
34
1
Контроль
66
3,5
4,2
3,0
3,2
3,6
869
109,3
110,0
112,1
117,3 111,4
59,7
62,1
60,0
62,2
60,9 испытаний приведены в
Данные табл. 4 показывают, что величина времени снижения давления не влияет на качество продукта.
Пример 5. Пропитывают образцы начинки светлого табака, изменяя время пропитывания жидкой двуокисью углерода от
60 до 869 с. Пропитанную начинку нагревают до 270 С.
Результаты испытаний приведены в табл. 5.
Данные табл. 5 показывают, что увеличение объема начинки, пропитанной двуокисью углерода, не зависит от длительности контактирования табака с последней во время процесса пропитки.
Пример 6. В другом ряде образцов влажность изменяют от 8 до 19 /а О."., начинку табака пропитывают, как в примере 1, а затем нагревают в башне при 240 С в насыщенной паровой атмосфере. Результаты испытаний приведены в табл. 6.
Данные табл. 6 показывают, что влажность начинки на входе в башню должна быть выше 8 /О, а величина влажности 13—
19 "/о является пригодной для увеличения табака в объеме с удовлетворительной в IHiI(HocTbIo его на выходе из башни, прп этом повторное увлажнение не требуется, Пример 7. 0,454 кг нарезанной начинки светлого табака с 12 /, О. V. пропитывают газообразной двуокисью углерода при давлении 63,3 кг/см . После периода равновесия в 10 мин газ выпускают в атмосферу, а образец удаляют, Одну часть начинки табака нагревают при 66 С в воздушном потоке при невысокой скорости, а вторую — выдерживают в условиях окружающей среды при 21 С. Результаты испытаний приведены в табл. 7.
60 Данные табл. 7 показывают, что погружение начинки табака в жидкую двуокись углерода необходимо, а воздействие на двуокись углерода давления с последующим его сбросом не влияет на увеличение
65 объема табака.
G77631
lDs г.?
9 уг 7
Формула изобретения
1. Способ увеличения объема табака, состоящий в пропитывании табака летучей ооганической жидкостью под избыточным давлением, нагревании пропитанного табака для удаления пропиточной жидкости, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества табака, в качестве пропиточной жидкости используют двуокись угле- 1о рода, при этом пропитывание проводят при температуре табака от — 2 С до температуры, соответствующей температуре окружающей среды, а перед нагреванием пропитанного табака снижают давление пропи- 15 точной жидкости для перевода ее в твердую фазу.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что избыточное давление, при котором проводят пропитывание, составляет 34,4— б3,7 кг/смг.
3. Способ по пп. 1 и 2, отл ич а ющийс я тем, что пропитывание табака проводят в течение 0,5 — 10 мин при температуре жидкой двуокиси углерода 5 — 31 С, а нагревают пропитанный табак до 100 — 360 С в течение 0,2 — 10 с при давлении 0,703 кг/см .
4. Способ по пп. 1 — 3, отлич а ющийся тем, что для пропитывания 1 вес. ч. табака используют 5 — 10 вес. ч. жидкой двуокиси углерода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент СШЛ № 3524451, кл, 131 †1, опублик. 1970.
677631
77
Составитель А. Бражникова
Редактор Н. Хубларова Техред А. Камышникова Корректор P. Беркович
Заказ 1694/11 Изд. № 477 Тираж 394 Подписное
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
