Способ увеличения объема табака Советский патент 1979 года по МПК A24B3/18 

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 чего давление в резервуаре снижают до атмосферного для перевода пропиточной жидкой двуокиси углерода в табаке в твердую 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 зге 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/см2.

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 А-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 перемещивания 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 перемещивания 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 элементы - корзины 1, которые с возможностью съема размещают в раме 2 внутри резервуара 3 в любом подходящем порядке, например в кольцевом. После этого плотно закрывают крыщку 4 резервуара, а внутреннюю часть его очищают от любого газообразного остатка с помощью потока газообразной двуокиси углерода через впускное отверстие на трубопроводе 5 и выпускное отверстие 6. После этого через отверстие 6 резервуар заполняют жидкой двуокисью углерода до погружения в нее всей массы табака, затем отверстие 6 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 оставщуюся в табаке жидкую двуокись углерода в твердое состояние путем сниясения давления. При этом смесь пара или нагретого воздуха циркулирует через трубопровод 7 с постоянным выбросом в атмосферу через отверстие трубопровода 8. После заверщения процесса увеличения объема табака

открывают крыщку 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 носледней циркулирует в камере 9 и поддерживает двуокись углерода в жидком состоянии. Вращение резервуара 10 обеспечивает неремещивание табака и двуокиси углерода и их контактирование, а также способствует усилению испарения двуокиси углерода при соприкосновении табака с нагретой поверхностью

стенки 11.

В 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 перемещиваНИИ лопастями 18, укрепленными на валу 19. Температуру жидкой двуокиси углерода поддерживают с помощью нагревательных элементов 20. Табак загрулсают 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

углерода перемешивают лопастями 18 до получения однородной массы, затем перемешивание прекраш,ают и двуокись углерода (жидкую) по каналу 15 удаляют из резервуара, а его полость сообщают с атмосферой для превраш,ения жидкой двуокиси углерода, оставшейся в табаке, в твердое состояние. Затем через капал 22 и радиальные патрубки 23 вводят пар или нагретый воздух с одновременным враш;ением вала 19 для обеспечения контактирования пропитанпого табака с паром или нагретым воздухом, при этом табак увеличивается в объеме. После завершения процесса табак удаляют из устройства через люк 17.

Пример 1. 4,54 кг частиц светлого табака с содержанием влаги 12 вес.% помешают 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) помешают 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.

Таблица I

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 пасышенного пара при 166°С согласно примеру 1.

В образцах неувеличенного в объеме табака (контроль) и увеличенного (весом 0,453 кг каждый) определяют влал ность (О. V.,%), как в примере 1.

Сравнительные результаты испытаний приведены в табл. 2.

Т а б л II ц а 2

30

35

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/см. Пропитанную начинку нагревают перегретым паром при 270°С.

Результаты испытапий приведены в табл. 3.

Данные табл. 3 показывают, что для получепия оптимального продукта давление во время пропитки необходимо поддерживать свыше 42,2 кг/см, 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.

аблица 3Данные табл. 5 показывают, что увеличение объема начинки, пропитанной двуокисью углерода, не зависит от длителг,ности контактирования табака с последней 5 во время процесса пропитки.

Пример 6. В другом ряде образцов влажность изменяют от 8 до 19% О. V., начинку табака пропитывают, как в примере 1, а затем нагревают в башне при 240°С 10 в насыщенной паровой атмосфере. Результаты испытаний приведены в табл. 6.

Таблица 6

Результаты испытаний приведены в табл. 4.

Таблица 4 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.

Таблица 5

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 объема табака.. Данные табл. 6 показывают, что влажность начинки на входе в башню должна быть выше 8%, а величина влажности 13- 19% является пригодной для увеличения табака в объеме с удовлетворительной влажностью его на выходе из башнн, при 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. Таблица 7

9 Формула изобретения

10

принятые во внимание при экспертизе

Vuf.j

А-А

Vuz. 2

фиг.З

Фиг

Риг.5