СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕМА РЕЗАНОГО ТАБАКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК A24B3/18 

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.

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.

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.