СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК A24B3/04 

Описание

Настоящее изобретение относится к способу регулирования влажности материала и устройству для его осуществления, в частности к способу и устройству, подходящим для табачного материала.

Устройства для регулирования влажности, предназначенные для табачного материала, описаны, например, в переводе заявки РСТ № 2001-514023 и в публикации WO 01/60186 А1. Эти известные устройства для регулирования влажности снабжены вращаемым цилиндром, а табачный материал, подаваемый во вращаемый цилиндр, перемещается при вращении цилиндра с одновременным перемешиванием. В процессе перемещения на табачный материал распыляют воду, таким образом регулируя влагосодержание табачного материала.

Однако при таком регулировании влажности табачного материала воду нельзя равномерно разбрызгать по поверхности табачного материала. Таким образом, имеется тенденция к непостоянному процентному содержанию воды в табачном материале. Непостоянное влагосодержание (неравномерное увлажнение) приводит к разрушению табачного материала, когда его перемешивают в процессе транспортировки. Это приводит к получению мелких фрагментов материала, непригодных для заполнения сигарет, и увеличивает потери материала.

Кроме того, неравномерное увлажнение не только ухудшает исходный аромат табачного материала, но и оказывает вредное воздействие на последующий процесс ароматизации.

В не прошедшей экспертизу патентной публикации IP 6-209751 описан способ регулирования влажности и устройство для его осуществления, в которых табачный материал вводят в контакт с влажным воздухом в процессе транспортировки табачного материала на сетчатой ленте. В соответствии с этим способом регулирования влажности табачный материал не перемешивают, избегая его разрушения. Однако влажный воздух, упомянутый в этой публикации, имеет относительную влажность, близкую к равновесной по отношению к влагосодержанию табачного материала, так что обеспечение равномерного увлажнения табачного материала занимает значительное время. Следовательно, изобретение, предложенное в этой публикации, непригодно для влажной обработки большого количества материала.

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы создать способ регулирования влажности и устройство, позволяющие не только перерабатывать большое количество материала, но и равномерно увлажнять этот материал.

Для решения вышеуказанной задачи способ регулирования влажности, согласно изобретению, предусматривает стадии перемещения материала по заданному пути перемещения при перемешивании материала, и создавая поток влажного воздуха, нагретого до заданной температуры и имеющего относительную влажность, близкую к давлению насыщенного пара, по пути перемещения в процессе перемещения материала, чтобы тем самым ввести материал в контакт с потоком влажного воздуха.

В соответствии с вышеописанным способом регулирования влажности, поскольку материал перемещается с одновременным перемешиванием, вся поверхность материала поддерживается в постоянном контакте с потоком влажного воздуха. Таким образом материал может эффективно адсорбировать влагу, содержащуюся в потоке влажного воздуха, всей своей поверхностью.

Поток влажного воздуха предпочтительно имеет относительную влажность от 80 до 95%. Хотя такой влажный поток воздуха имеет высокое влагосодержание, капли воды не прилипают к поверхности материала. Следовательно, поверхность материала не становится «мокрой» и может эффективно адсорбировать влагу, содержащуюся в потоке влажного воздуха, причем это происходит на всей поверхности. В результате суммарное процентное влагосодержание в материале становится равномерным за короткий период времени, что позволяет подвергать большие количества материала быстрому процессу регулирования влажности.

Когда материал адсорбирует влагу, выделяется адсорбционное тепло, которое равномерно нагревает материал.

В случае, когда обрабатываемый материал представляет собой табачный материал, желательно, чтобы поток влажного воздуха был нагрет до температуры от 40 до 80°С. При наличии такого потока влажного воздуха - даже если этот поток влажного воздуха контактирует с табачным материалом - риск перегрева табачного материала отсутствует, так что исходный аромат табачного материала не ухудшается за счет нагревания. Кроме того, быстрое и равномерное увлажнение табачного материала предотвращает разрушение табачного материала, даже когда этот табачный материал перемешивается, что позволяет уменьшить потери материала.

Поток влажного воздуха предпочтительно циркулирует по пути перемещения. Это позволяет повторно использовать влажный воздух.

Устройство для регулирования влажности, предназначенное для осуществления вышеописанного способа, содержит полый вращаемый цилиндр, имеющий вход для материала на одном его конце и выход для материала на другом его конце и перемещающий материал, подаваемый через вход к выходу при перемешивании материала, когда указанный цилиндр вращается, и подающее устройство для подачи потока влажного воздуха, нагретого до заданной температуры и близкого к давлению насыщенного пара, во вращаемый цилиндр, причем подающее устройство имеет отверстие для подачи воздуха, расположенное на одном конце вращаемого цилиндра, и выпускное отверстие, находящееся на другом конце вращаемого цилиндра, и создает поток влажного воздуха из отверстия для подачи воздуха к выпускному отверстию.

В этом случае подающее устройство дополнительно содержит циркуляционную систему для циркуляции потока влажного воздуха через внутреннее пространство вращаемого цилиндра, причем эта циркуляционная система имеет циркуляционный воздуховод, продолжающийся снаружи вращаемого цилиндра и соединяющий отверстие для подачи воздуха и выпускное отверстие. Вход и выход включают соответствующие поворотные клапаны, каждый из которых обеспечивает либо подачу материала во вращаемый цилиндр, либо выпуск упомянутого материала из этого цилиндра, а также предотвращает утечку потока влажного воздуха из входа и выхода.

Поскольку поворотные клапаны предотвращают потери влажного воздуха, повторное использование влажного воздуха улучшается, что позволяет непрерывно обрабатывать материал внутри вращаемого цилиндра.

В частности, циркуляционная система дополнительно содержит воздуходувку, нагреватель и увлажнитель, расположенные в циркуляционном воздуховоде в упомянутом порядке от выпускного отверстия. Воздуходувка создает поток воздуха, направленный к вращаемому цилиндру, а нагреватель нагревает этот воздушный поток до заданной температуры. Увлажнитель увлажняет нагретый поток воздуха.

В этом случае циркуляционная система дополнительно может содержать средство управления для регулирования работы воздуходувки, нагревателя и увлажнителя.

Подающее устройство может дополнительно содержать промежуточное отверстие для подачи воздуха во вращаемый цилиндр, причем из этого отверстия вытекает поток влажного воздуха. Это промежуточное отверстие для подачи воздуха расположено между отверстием для подачи воздуха и выходом, если смотреть в осевом направлении вращаемого цилиндра.

В этом случае поток влажного воздуха подается во вращаемый цилиндр как из отверстия для подачи воздуха, так и из промежуточного отверстия для подачи воздуха, что не только обеспечивает поток влажного воздуха в объеме, необходимом для регулирования влажности материала без затруднений, но и создает поток влажного воздуха, пригодный для регулирования влажности материала во вращаемом цилиндре.

В частности, промежуточное отверстие для подачи воздуха расположено либо на оси вращаемого цилиндра, либо выполнено в виде кольцевого отверстия, продолжающегося по окружной стенке вращаемого цилиндра.

Кольцевое промежуточное отверстие для подачи воздуха можно легко получить путем использования вращаемого цилиндра, разделенного на две части типа. Конкретно, вращаемый цилиндр разделенного типа содержит переднюю, по ходу, часть, включающую вход, и заднюю, по ходу, часть, включающую выход и имеющую больший диаметр, чем передняя часть цилиндра. Упомянутое кольцевое промежуточное отверстие для подачи воздуха ограничено между наружной периферийной поверхностью передней части цилиндра и внутренней периферийной поверхностью задней части цилиндра.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схематичный вид устройства для регулирования влажности в целом в соответствии с одним конкретным вариантом осуществления;

фиг. 2 - вид с частичным вырывом вращаемого цилиндра устройства фиг. 1;

фиг. 3 - поперечное сечение вращаемого цилиндра, изображенного по фиг. 2;

фиг. 4 - вид спереди промежуточного отверстия для подачи воздуха, показанного на фиг. 3;

фиг. 5 - гистограмма, иллюстрирующая результат измерения степени разрушения материалов, к которым были применены способы А, В и С регулирования влажности;

фиг. 6 - гистограмма, иллюстрирующая результат измерения объемных плотностей материалов, к которым были применены способы А, В и С регулирования влажности;

фиг. 7 - вид вращаемого цилиндра в соответствии с другим вариантом выполнения; и

фиг. 8 - увеличенный вид в сечении части вращаемого цилиндра по фиг. 7.

На фиг. 1 показано устройство для регулирования влажности, применяемое для табачного материала.

Табачный материал включает любой из таких материалов, как листья табака, жилки табачных листьев, листообразный восстановленный табак, резаный табак, полученный резанием вышеописанных разновидностей, и резаный расширенный табак (подвергнутый процессу расширения) или включает в себя смесь из двух или более вышеописанных материалов. В последующем тексте табачный материал именуется просто материалом.

Устройство для регулирования влажности содержит транспортер 2 для подачи насыпного материала. Под транспортером 2 расположен полый вращаемый цилиндр 6, который имеет вход 4 для материала на одном его конце и выход 8 на другом его конце. Транспортер 2 подает материал к вращаемому цилиндру 6 для подачи материала внутрь вращаемого цилиндра 6 через входную часть 4.

Как описано ниже, вращаемый цилиндр 6 вращается в одном направлении, и во время этого вращения материал во вращаемом цилиндре 6 транспортируется от одного его конца к другому концу в осевом направлении вращаемого цилиндра 6 и выгружается из его выхода 8 на выгружающий транспортер 10.

От одного конца вращаемого цилиндра 6 проходит циркуляционный воздуховод 12 влажного воздуха, причем циркуляционный воздуховод 12 соединен с другим концом вращаемого цилиндра 6. Циркуляционный воздуховод 12 образует путь циркуляции влажного воздуха вместе с цилиндрической камерой вращаемого цилиндра 6.

В циркуляционном воздуховоде 12 расположены увлажнитель 14, паровой нагреватель 16, электрическая воздуходувка 18 инверторного типа и регенерационный резервуар 20, причем они расположены в упомянутом порядке от входа 4 вращаемого цилиндра 6.

В увлажнителе 14 расположен комплект сопел 22 для подачи воды и комплект сопел 24 для подачи пара, а также перемешивающие лопасти и ловушка для пара. Сопла 22 для подачи воды соединены посредством трубы 26 для подачи воды с источником подачи воды, а в трубе 26 для подачи воды расположен открывающий и закрывающий клапан 28. На фиг. 1 показано только одно сопло 22 для подачи воздуха и два сопла 24 для подачи пара.

К каждому соплу 24 для подачи пара подсоединена отводная труба 30, соединенная с паровой трубой 32. Каждая паровая труба 32 снабжена клапаном 34 регулирования расхода, представляющим собой клапан электромагнитного типа. Паровая труба 32 соединена с основным источником пара посредством редукционного клапана 36 и снабжена установленным в ней расходомером 38.

Паровой нагреватель 16 имеет два встроенных в него теплообменника 40а и 40b. От соответствующих теплообменников 40 проходят отводные трубы 42, соединенные с паровой трубой 44. В каждой отводной трубе 42 расположен клапан 46 регулирования расхода, представляющий собой клапан электромагнитного типа. Паровая труба 44 соединена со вспомогательным источником пара посредством редукционного клапана 48. Каждый теплообменник 40 посредством трубы подключен к контуру регенерации.

Циркуляционный воздуховод 12 содержит индикатор 50 температуры на входе, индикатор 52 влажности на входе и индикатор 54 скорости потока на входе, расположенные между вращаемым цилиндром 6 и увлажнителем 14. Индикатор 50 температуры на входе, индикатор 52 влажности на входе и индикатор 54 расхода на входе определяют температуру Т₁ на входе, влажность Н₁ на входе и скорость V₁ на входе, соответственно, которые имеют поток влажного воздуха, который поступает во вращаемый цилиндр 6. Циркуляционный воздуховод 12 имеет индикатор 56 промежуточной температуры, индикатор 58 промежуточной влажности и индикатор 60 промежуточной скорости потока, расположенные между увлажнителем 14 и паровым нагревателем 18. Индикатор 56 промежуточной температуры, индикатор 58 промежуточной влажности и индикатор 60 промежуточной скорости потока определяют промежуточную температуру Т₂, промежуточную влажность Н₂ и промежуточную скорость потока V₂, соответственно, присущие влажному воздуху, поступающему в увлажнитель 14. Циркуляционный воздуховод 12 также имеет индикатор 62 температуры на выходе, индикатор 64 влажности на выходе и индикатор 66 скорости потока на выходе, расположенные между регенерационным резервуаром 20 и вращаемым цилиндром 6. Индикатор 62 температуры на выходе, индикатор 64 влажности на выходе и индикатор 66 скорости потока на выходе определяют температуру Т₃ на выходе, влажность Н₃ на выходе и скорость потока V₃ на выходе, соответственно, которые имеют влажный воздух, который прошел через вращаемый цилиндр 6. От регенерационного резервуара 20 проходит сливная труба 68, которая снабжена открывающим и закрывающим клапаном 70.

Сразу же после включения воздуходувки 18 воздух подается из выпускного отверстия воздуходувки 18 в циркуляционный воздуховод 12, что обеспечивает поток воздуха в циркуляционном воздуховоде 12. Этот поток воздуха проходит через переднюю по ходу часть циркуляционного воздуховода 12 во вращаемый цилиндр 6, чтобы пройти через вращаемый цилиндр 6. После этого поток воздуха возвращается из вращаемого цилиндра 6 через заднюю по ходу часть циркуляционного воздуховода 12 в регенерационный резервуар 20. Воздух, содержащийся в регенерационном резервуаре 20, всасывается посредством всасывающего отверстия воздуходувки 18 через воздуховод.

Проходя через паровой нагреватель 16, поток воздуха нагревается до заданной температуры паром, протекающим в теплообменниках 40. После этого, когда поток нагретого воздуха проходит через увлажнитель 14, этот поток нагретого воздуха контактирует с паром, выпускаемым из сопел 24 для подачи пара, что обуславливает создание потока влажного воздуха в увлажнителе 14. Этот поток влажного воздуха подается из увлажнителя 14 во вращаемый цилиндр 6, так что поток влажного воздуха затем циркулирует по контуру циркуляции, включающему в себя вращаемый цилиндр 6.

В случае, когда материалом является вышеупомянутый табачный материал, поток влажного воздуха, подаваемый во вращаемый цилиндр 6, предпочтительно имеет температуру от 40 до 80°С и относительную влажность от 80 до 95%, близкую к давлению насыщенного пара.

Когда время, необходимое для прохождения материала через вращаемый цилиндр 6, или время пребывания материала в этом цилиндре задают в диапазоне от 3 до 5 минут, скорость потока влажного воздуха, проходящего через вращаемый цилиндр 6, выбирают из диапазона от 0,1 до 0,3 м/с в соответствии с объемом загрузки материала, подаваемого во вращаемый цилиндр 6.

Чтобы можно было регулировать температуру, относительную влажность и скорость потока влажного воздуха, индикаторы 50, 56 и 62 температуры, индикаторы 52, 58 и 64 влажности и индикаторы 54, 58 и 66 скорости электрически подключены к контроллеру 72. Контроллер 72 выполнен с возможностью приема сигналов показаний индикаторов температуры, влажности и скорости. В то же время, контроллер 72 электрически подключен к воздуходувке 18 и клапанам 34 и 46 регулирования расхода.

Следовательно, контроллер 72 может регулировать скорость вращения воздуходувки 18, что позволяет регулировать скорость потока влажного воздуха. На основании температуры Т₁ на входе, которую показывает индикатор 50 температуры на входе, контроллер 72 регулирует проходное отверстие, по меньшей мере, одного - любого - из клапанов 46 регулирования расхода, что обеспечивает регулирование температуры потока влажного воздуха.

Если проходное отверстие одного из клапанов 46 регулирования расхода, который соответствует теплообменнику 40а с передней по ходу стороны, размещенному в паровом нагревателе 16, поддерживается постоянным, контроллер 72 может регулировать только проходное отверстие другого клапана 46 регулирования расхода на основании температуры Т₁ на входе.

Когда контроллер 72 получает температуру Т₁ на входе, отображаемую индикатором 50 температуры на входе, влажность Н₁ на входе, отображаемую индикатором 52 влажности на входе, скорость V₁ на входе, отображаемую индикатором 54 скорости потока на входе, промежуточную температуру Т₂, отображаемую индикатором 56 промежуточной температуры, промежуточную влажность Н₂, отображаемую индикатором 58 промежуточной влажности, и промежуточную скорость потока V₂, отображаемую индикатором 60 промежуточной скорости потока, то на основании этих данных контроллер 72 вычисляет объем пара, который нужно распылить из находящихся в увлажнителе 14 сопел 24 для подачи пара.

Затем, на основании вычисленного таким образом объема пара, контроллер 72 изменяет проходное отверстие каждого клапана 34 регулирования расхода, что обеспечивает регулирование относительной влажности потока влажного воздуха.

Максимальные проходные отверстия двух клапанов 34 регулирования расхода предпочтительно отличаются друг от друга. В этом случае контроллер 72 по отдельности регулирует проходные отверстия клапанов 34 регулирования расхода, что обеспечивает точное регулирование относительной влажности потока влажного воздуха.

Кроме того, в контуре циркуляции потока влажного воздуха в целях вентиляции предусмотрено устройство для ввода воздуха снаружи (не показано).

Как видно из фиг. 2, вращаемый цилиндр 6 наклонен, так что другой его конец обращен книзу, и на фиг. 2 показан обозначенный символом α острый угол, образуемый вращаемым цилиндром 6 относительно горизонтальной плоскости. Вращаемый цилиндр 6 опирается с возможностью вращения и вращается вокруг своей оси в одном направлении.

Входная часть 4 вращаемого цилиндра 6 имеет концевую крышку 74, выполненную в форме полого конуса, причем эта концевая крышка 74 имеет конец с малым диаметром и конец с большим диаметром. Конец с малым диаметром концевой крышки 74 воздухонепроницаемо соединен с одним концом вращаемого цилиндра 6 таким образом, чтобы не мешать вращению вращаемого цилиндра 6. Передняя по ходу часть циркуляционного воздуховода 12 вставлена с обеспечением воздухонепроницаемости в концевую крышку 74 с ее конца, имеющего малый диаметр, причем вставляемая часть 88 циркуляционного воздуховода 12 имеет отверстие 90 для подачи воздуха, открытое в центре одного конца вращаемого цилиндра 6. Таким образом, поток влажного воздуха нагнетается из отверстия 90 для подачи воздуха в циркуляционном воздуховоде 12 к другому концу вращаемого цилиндра 6.

Концевая крышка 74 имеет подающую трубу 76, которая заходит внутрь концевой крышки 75. Эта подающая труба 76 имеет нижний конец, открытый в один конец вращаемого цилиндра 6. С верхним концом подающей трубы 76 соединен поворотный клапан 78, который имеет входную воронку 79. Входная воронка 79 расположена справа под задним концом транспортера 2.

Поворотный клапан 78 имеет ротор (не показан), а на его внешней периферийной поверхности через регулярные интервалы в окружном направлении этой поверхности выполнена совокупность карманов. Каждый из карманов содержит материал, подаваемый с транспортера 2 через входную воронку 79, при этом ротор вращается, вследствие чего обеспечивается транспортировка материала к подающей трубе 76. Затем, когда карман, содержащий материал, выравнивается с верхним концом подающей трубы 76, этот материал подается из упомянутого кармана по подающей трубе 76 во вращаемый цилиндр 6.

Как показано на фиг. 3, на внутренней периферийной стенке вращаемого цилиндра 6 закреплено большое количество перемешивающих лопастей 80. Эти перемешивающие лопасти 80 проходят в осевом направлении вращаемого цилиндра 6 и расположены через регулярные интервалы в окружном направлении вращаемого цилиндра 6. Каждая перемешивающая лопасть 80 имеет профилированную концевую часть, загнутую в направлении вращения (см. стрелку) вращаемого цилиндра 6.

Когда вращаемый цилиндр 6 вращается, материал во вращаемом цилиндре 6 зачерпывается перемешивающими лопастями 80 таким образом, что этот материал перемешивается. В соответствии с наклоном вращаемого цилиндра 6 материал перемещается к другому концу вращаемого цилиндра 6.

Выход 8 вращаемого цилиндра 6 имеет концевую крышку 82, выполненную в форме полого конуса, причем эта концевая крышка 82 идентична концевой крышке 74 впускной части 4. Следовательно, конец с большим диаметром концевой крышки 82 соединен с обеспечением непроницаемости для воздуха с другим концом вращаемого цилиндра 6 таким образом, что обеспечивается возможность вращения вращаемого цилиндра 6. Задняя по ходу часть циркуляционного воздуховода 12 соединена с концом, имеющим малый диаметр, концевой крышки 82.

С нижней частью концевой крышки 82 соединена выходная воронка 84, а с нижним концом выходной воронки 84 соединен поворотный клапан 86. Поворотный клапан 86 имеет ту же конструкцию, что и поворотный клапан 78 и включает в себя выпускную трубу 87, выступающую в направлении к переднему концу выпускного транспортера 10.

Когда материал, находящийся во вращаемом цилиндре 6, достигает другого конца вращаемого цилиндра 6, этот материал подается в выходную воронку 84. Материал, находящийся в выходной воронке 84, забирается посредством поворотного клапана 86 и выгружается из выпускной трубы 87 на выгружающий транспортер 10 при повороте поворотного клапана 86.

Поскольку вход 4 и выход 8 имеют поворотные клапаны 78 и 86, соответственно, цилиндрическая камера, образованная во вращаемом цилиндре 6, поддерживается в закрытом состоянии. Это позволяет непрерывно подавать материал во вращаемый цилиндр 6 и выпускать этот материал из упомянутого цилиндра, предотвращая при этом утечку влажного воздуха из вращаемого цилиндра 6. В результате, вышеупомянутый процесс увлажнения материала осуществляется непрерывно.

Как показано на фиг. 2, внутренняя труба 92 для подачи воздуха расположена концентрично в передней по ходу части циркуляционного воздуховода 12, а более конкретно - в той части циркуляционного воздуховода 12, которая находится со стороны одного конца вращаемого цилиндра 6. Внутренняя труба 92 для подачи воздуха выступает из вставляемой части 88 циркуляционного воздуховода 12. Внутренняя труба 92 для подачи воздуха проходит по оси вращаемого цилиндра 6 до его середины и имеет промежуточное отверстие 94 для подачи воздуха на своем дальнем конце. Соответственно влажный воздух нагнетается также из промежуточного отверстия 94 для подачи воздуха, которое имеется во внутренней трубе 92 для подачи воздуха, во вращаемый цилиндр 6.

Отверстию 90 для подачи воздуха, имеющемуся во вставляемой части 88, придана кольцевая форма посредством внутренней трубы 92 для подачи воздуха, и это отверстие снабжено потоковыми пластинами 96, как показано на фиг. 3. Промежуточное отверстие 94 для подачи воздуха, имеющееся во внутренней трубе 92 для подачи воздуха, также снабжено потоковыми пластинами 98, как показано на фиг. 4. Потоковые пластины 96 и 98 направляют поток влажного воздуха, нагнетаемый из отверстия 90 для подачи воздуха и промежуточного отверстия 94 для подачи воздуха, соответственно. Это позволяет получить во вращаемом цилиндре 6 поток влажного воздуха, причем этот поток влажного воздуха проходит в осевом направлении вращаемого цилиндра 6, как показано стрелкой на фиг. 2.

Как показано штрихпунктирными линиями с двумя точками на фиг. 3, снаружи от вращаемого цилиндра 6 находится пара движущих роликов 102, находящихся в контакте качения с вращаемым цилиндром 6, а вращение этих движущих роликов 102 обеспечивает вращение вращаемого цилиндра 6 в одном направлении.

Ниже приводится описание способа регулирования влажности материала с использованием вышеупомянутой установки для увлажнения.

Поток влажного воздуха нагнетают как из отверстия 90 для подачи воздуха, так и из промежуточного отверстия 94 для подачи воздуха во вращаемый цилиндр 6. Поток влажного воздуха проходит в осевом направлении вращаемого цилиндра 6 или в направлении вперед, идентичном направлению перемещения материала, и выпускается в заднюю по ходу часть циркуляционного воздуховода 12.

Когда через входную часть 4 во вращаемый цилиндр 6 в вышеупомянутом состоянии подается материал, этот материал транспортируется к выходу 8 и при этом перемешивается перемешивающими лопастями 80 в процессе вращения вращаемого цилиндра 6.

В процессе транспортировки материала этот материал контактирует с потоком влажного воздуха во вращаемом цилиндре 6, поглощая влагу из этого потока влажного воздуха.

Относительную влажность потока влажного воздуха задают в вышеупомянутом диапазоне, так что поток влажного воздуха не содержит мелких капель воды. Следовательно, капли воды не попадают на поверхность материала. Поскольку поток влажного воздуха проходит в направлении транспортировки материала, а сам материал перемешивается, воздействию влажного воздуха в процессе транспортировки материала подвергается, по существу, вся поверхность этого материала. В результате, материал может равномерно поглощать влагу, содержащуюся во влажном воздухе, всей своей поверхностью. При поглощении влаги материал вырабатывает адсорбционное тепло, которое повышает температуру материала. Таким образом, внутри материала происходит равномерное регулирование влагосодержания и температуры. После этого материал выпускают из выхода 8 вращаемого цилиндра 6.

На фиг. 5 и 6 показаны результаты измерения в соответствии со средней пропорцией разрушения и средними объемными плотностями материала, подвергнутого процедуре увлажнения. На фиг. 5 и 6 символ «А» обозначает результат измерения параметров материала, подвергнутого процедуре увлажнения способом, согласно описанному конкретному варианту выполнения, а символы «В» и «С» показывают результаты измерения параметров материалов, подвергнутых процедуре увлажнения другими способами. В качестве материалов использовали листья табака сорта Blite и Barley, и перед увлажнением материал имел влагосодержание около 11%.

Средняя пропорция разрушения обозначает долю фрагментов материала, заключенных в материале, подвергнутом увлажнению, а термин «фрагмент» обозначает кусочек, и длина, и ширина которого меньше 6,7 мм.

Более конкретно, при осуществлении способа «А» увлажнения согласно конкретному варианту выполнения объем подачи материала и скорость вращения вращаемого цилиндра 6 регулируют таким образом, что количество материала, находящееся во вращаемом цилиндре 6, и время пребывания материала в этом цилиндре составляют 21 килограмм массы сухого вещества на метр кубический (кг МСС/м³) и 3 минуты, соответственно. В этом случае скорость вращения вращаемого цилиндра 6 составляет 10 об/мин. Кроме того, вращаемый цилиндр 6 имеет внутренний диаметр 1,8 м и длину 1 м.

Способ «В» увлажнения в качестве сравнительного примера отличается от способа «А» увлажнения только временем пребывания материала во вращаемом цилиндре 6. Иными словами, при осуществлении этого способа увлажнения объем подачи материала и скорость вращения вращаемого цилиндра 6 регулируют таким образом, что время пребывания материала составляет 15 минут.

В соответствии со способом «С» увлажнения в качестве сравнительного примера воду распыляют непосредственно из распылительного сопла на материал во вращаемом цилиндре 6, а также осуществляют подачу потока влажного воздуха во вращаемый цилиндр 6. В этом случае время пребывания материала во вращаемом цилиндре 6 составляет 3 минуты, как и в случае способа «А» увлажнения. Однако объем подаваемой воды регулируют так, чтобы он оказался идентичным объему в случае способа «В» увлажнения.

Как явствует из фиг. 5 в отношении и сорта Blite, и сорта Barley, способ «А» увлажнения согласно конкретному варианту выполнения дает малые средние пропорции разрушения материала по сравнению со способами «В» и «С» увлажнения в качестве сравнительных примеров, так что потери материала уменьшаются. Это означает, что способ «А» увлажнения позволяет равномернее увлажнять материал, чем способы «В» и «С» увлажнения.

Результаты измерения, приведенные на фиг. 6, показывают, что увлажнение материала в соответствии со способом «А» осуществляется равномерно по всему материалу внутри него. То есть средняя объемная плотность материала при осуществлении способа «А» увлажнения, по существу, равна средней объемной плотности материала при осуществлении способа «В» увлажнения, но меньше, чем средняя объемная плотность материала при осуществлении способа «С» увлажнения. Это означает, что в соответствии со способом «А» увлажнения поглощение влаги внутри материала происходит равномерно по всему материалу, а материал, подвергнутый такому увлажнению, оказывается более разбухшим по сравнению со способом «С» увлажнения. Таким образом, материал, подвергнутый увлажнению способом «А» согласно рассмотренному конкретному варианту, обладает превосходной проницаемостью для ароматических добавок, что гарантирует эффективное проведение последующего процесса ароматизации.

Поскольку, как уже упоминалось, капли воды не попадают на материал, компоненты этого материала не элюируют в капли воды. Точнее, исходные ароматические компоненты табачного материала не элюируют в капли воды, так что табачный материал может сохранять свой аромат даже после процедуры увлажнения.

Поскольку поток влажного воздуха имеет температуру в вышеупомянутом диапазоне, табачный материал не перегревается потоком влажного воздуха и аромат табачного материала не ухудшается под действием тепла.

В соответствии с вышеописанной установкой для регулирования влажности вращаемый цилиндр 6 содержит отверстие 90 для подачи воздуха и промежуточное отверстие 94 для подачи воздуха внутрь этого цилиндра, причем отверстие 90 для подачи воздуха и промежуточное отверстие 94 для подачи воздуха отстоят друг от друга в осевом направлении вращаемого цилиндра 6. Это позволяет без затруднений создавать равномерный поток воздуха во вращаемом цилиндре 6.

Поскольку во вход 4 и выход 8 вращаемого цилиндра 6 встроены соответственно поворотные клапаны 78 и 86, предотвращается утечка потока влажного воздуха, что уменьшает объем потребляемого влажного воздуха.

Настоящее изобретение не сводится к вышеописанному конкретному варианту выполнения и может быть изменено различным образом.

Например, на фиг. 7 показан вращаемый цилиндр 6 щелевого типа. Этот вращаемый цилиндр 6 имеет переднюю по ходу часть 104 цилиндра и заднюю по ходу часть 106 цилиндра, причем части 104 и 106 цилиндра вращаются синхронно друг с другом. Задняя часть 106 цилиндра имеет больший диаметр, чем передняя часть 104 цилиндра. Пограничная область между передней и задней частями 104 и 106 цилиндра накрыта закрепленной кольцевой крышкой 108.

Как показано на фиг. 8, между кольцевой крышкой 108 и передней частью 104 цилиндра, а также между кольцевой крышкой 108 и задней частью 106 цилиндра, соответственно, расположены уплотнительные кольца 110 и 112. Следовательно, кольцевая крышка 108 и внешние периферийные поверхности передней и задней частей 104 и 106 цилиндра совместно ограничивают камеру 114. Из камеры 114 выходит соединительная труба 116, которая соединена с задней частью циркуляционного воздуховода 12.

В камере 114 образовано кольцевое промежуточное отверстие 116 для подачи воздуха между передней частью 104 цилиндра и задней частью 106 цилиндра. Это промежуточное отверстие 116 для подачи воздуха обеспечивает сообщение камеры 114 с внутренним пространством задней части 106 цилиндра. Промежуточное отверстие 116 также снабжено потоковыми пластинами 118.

Этот модифицированный вариант выполнения не включает в себя вышеупомянутую внутреннюю трубу 92 для подачи воздуха. Поэтому в данном случае к отверстию 90 для подачи воздуха вставляемой части 88 в циркуляционном воздуховоде 12 прикреплена круглая токовая пластина.

Кроме того, при наличии вращаемого цилиндра 6 щелевого типа поток влажного воздуха нагнетается во вращаемый цилиндр 6 как из отверстия 90 для подачи воздуха, так и из промежуточного отверстия 116 для подачи воздуха, и при этом во вращаемом цилиндре 6 создается поток влажного воздуха, тоже проходящий от входа 4 к выходу 8.

Поток влажного воздуха нагнетается из отверстия 90 для подачи воздуха к центральному участку передней части 104 цилиндра, при этом поток влажного воздуха распределяется равномерно по области поперечного сечения вращаемого цилиндра 6, что дополнительно усиливает эффект увлажнения материала.

Обращаясь к фиг. 8, отмечаем, что, как показано штрихпунктирными линиями с двумя точками, передняя и задняя части 104 и 106 цилиндра могут перекрывать друг друга. Кроме того, вращаемый цилиндр 6, возможно, снабжен двумя отверстиями для подачи воздуха, а может быть снабжен тремя или более такими отверстиями.

Помимо этого, направление течения влажного воздуха не ограничивается направлением вперед относительно направления перемещения материала, а может быть обратным направлением по отношению к направлению перемещения.

В конкретных вариантах во вращаемый цилиндр 6 подается поток влажного воздуха, регулируемый до достижения заданной температуры и заданной относительной влажности. Контроллер 72 может регулировать температуру, относительную влажность и скорость потока влажного воздуха, приводя процентное содержание воды в материале, подвергаемом регулированию влажности, в соответствие с некоторым целевым значением. В частности, на основании объема подачи материала и температуры Т₁ на входе, влажности Н₁ на входе, скорости V₁ на входе, промежуточной температуры Т₂, промежуточной влажности Н₂, промежуточной скорости V₂, температуры Т₃ на выходе, влажности Н₃ на выходе и скорости V₃ на выходе и т.д., присущих потоку влажного воздуха, контроллер 72 вычисляет процентное содержание воды для материала, подвергаемого увлажнению, и осуществляет регулирование обратной связи по температуре Т₁ на входе, влажности Н₁ на входе и скорости V₁ на входе, присущим потоку влажного воздуха, подаваемого во вращаемый цилиндр 6, таким образом, чтобы вычисленное процентное содержание воды было равно упомянутому целевому значению.

Понятно, что способ регулирования влажности по изобретению применим к регулированию влажности различных пищевых материалов, а не только табачного материала.

Изобретение относится к способу регулирования влажности материала и устройству для его осуществления и предназначено, в частности, для табачного материала. Способ предусматривает подачу материала в полый вращаемый цилиндр, имеющий вход и выход для табачного материала, перемещение при перемешивании этого материала и создание двух потоков влажного воздуха, нагретого до температуры 40-80°С и близкого к давлению насыщенного пара. Относительная влажность потока влажного воздуха составляет 80-95%. Устройство содержит подающее устройство для подачи потоков влажного воздуха по пути перемещения материала, чтобы тем самым ввести материал в контакт с полученным потоком влажного воздуха. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ регулирования влажности материала, предусматривающий стадии: подачи материала по заданному пути перемещения при перемешивании этого материала и создание двух потоков влажного воздуха, нагретого до заданной температуры и близкого к давлению насыщенного пара, по пути перемещения материала, чтобы тем самым ввести материал в контакт с полученным потоком влажного воздуха.2. Способ по п.1, в котором поток влажного воздуха имеет относительную влажность 80 - 95%.3. Способ по п.2, в котором упомянутый материал представляет собой табачный материал.4. Способ по п.3, в котором поток влажного воздуха имеет температуру 40 - 80°С.5. Способ по п.1, в котором поток влажного воздуха циркулирует по пути перемещения.6. Устройство для регулирования влажности материала, содержащее полый вращаемый цилиндр, имеющий вход для материала на одном конце и выход для материала на другом его конце и перемещающий материал, подаваемый через вход, к выходу при перемешивании материала, когда упомянутый цилиндр вращается, и подающее устройство для подачи потоков влажного воздуха, нагретого до заданной температуры и близкого к давлению насыщенного пара, во вращающийся цилиндр, чтобы ввести материал в контакт с полученным потоком влажного воздуха, причем упомянутое подающее устройство имеет отверстие для подачи воздуха, расположенное на одном конце упомянутого вращающегося цилиндра, выпускное отверстие, находящееся на другом конце упомянутого вращающегося цилиндра, промежуточное отверстие для подачи влажного воздуха во вращаемый цилиндр, расположенное между отверстием для подачи воздуха и выпускным отверстием в осевом направлении вращаемого цилиндра.7. Устройство по п.6, в котором упомянутое подающее устройство дополнительно содержит циркуляционный воздуховод, проходящий снаружи упомянутого вращающегося цилиндра и соединяющий отверстие для подачи воздуха и выпускное отверстие, вход и выход которого включают соответствующие поворотные клапаны, каждый из поворотных клапанов обеспечивает либо подачу материала в упомянутый вращаемый цилиндр, либо выпуск упомянутого материала из этого цилиндра, а также предотвращает утечку потока влажного воздуха из указанных входа и выхода.8. Устройство по п.7, в котором циркуляционная система дополнительно содержит воздуходувку, нагреватель и увлажнитель, расположенные в циркуляционном воздуховоде в упомянутом порядке от выпускного отверстия, воздуходувка создает поток воздуха, перемещающийся к вращаемому цилиндру, нагреватель нагревает этот воздушный поток до заданной температуры, а увлажнитель увлажняет нагретый поток воздуха.9. Устройство по п.8, в котором циркуляционная система дополнительно содержит средство управления для регулирования работы воздуходувки, нагревателя и увлажнителя.10. Устройство по п.6, в котором промежуточное отверстие для подачи воздуха расположено на оси упомянутого вращаемого цилиндра.11. Устройство по п.6, в котором промежуточное отверстие выполнено в виде кольцевого отверстия, продолжающегося по окружной стене упомянутого вращаемого цилиндра.12. Устройство по п.11, в котором упомянутый вращаемый цилиндр содержит переднюю по ходу часть, включающую вход, и заднюю по ходу часть, включающую выход и имеющую больший диаметр, чем передняя часть цилиндра, а упомянутое промежуточное отверстие для подачи воздуха образовано между наружной периферийной поверхностью передней части цилиндра и внутренней периферийной поверхностью задней части цилиндра.