Способ увеличения объема табака

(5 Государственный комитет СССРделам нзобретенн н отнрытнй 53) УДК 663,97(72) Авторы изобретени Иностранцы унт Де Ля Бурде и Па(США) Иностранная фирма Филип Моррис ИнкорпорейтедРоджер Зигм трик И. Омент(71) Заявител ИЧЕНИЯ ОБЪЕМА ТАБАКАретение отн к тетабака, в и к у ю ема.ичение объема табака является опекоторую осуществляют для компен потери веса табака в процессе его для улучшения дымообразующих ристик определенных его компоненпример табачных стеблей, или для ния набивочной способности табака 10 водстве сигарет; при этом табак с иным объемом должен иметь такую чность и выделять меньше смолы и на, чем курительный продукт, пригоый из табака с неувеличенным объ Известен ка, заключ ка летучей избыточны питанного ной жидкос Недостат является п высокого к Цель изо ва табака.ния объема табаопитывании таба- жидкостью под 20 нагревании проаления пропиточспособ увелающийся ворганическм давлениемтабака дляти Ц.ком этого иолучение таачества.бретения -й д звестного способа ака недостаточно чшение качестИзобботкиего объУвелрацией,сациисушки,характетов, наповышев произувеличеже проникотитовленнемом,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 температуреокружающей 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/см.Пропитывание табака проводят в течение 0,5 - 10 мин при температуре жидкой двуокиси углерода 5 - 31 С, а нагревают пропитанный табак до 100 в 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 пропитывания15 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 в 3 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 - 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 элемен 5 1 О 20 25 30 35 40 45 50 55 ю 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.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 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 двуокисьТаблица 1 Скорректированная способность наполнения при 12 О,О. Ч.,см/10 г ТН О. Ъ.,Способ наполнения,см/10 г ТН Образец 5 10 15 38 ЗЗ 13,2 Контрольный1 чоМ 2 51 71 8,3 8,5 78 97 Таблица 2 Анализируемые показателиОбразец табака увеличенный в объеме12,51,9 Влажность,Общее количествоалкалоидов, оРедуцирующие сахара,гО 12,5 2,1 11,8 12,1 6065 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. Ч 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. 2025 30 35 40 45 50 55 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. П р и м е р 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. Ъ.,%), 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/см 2. 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/см 2, предпочтительно выше 49,2 кг/см.П р и м е р 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,67631 Таблица 3 Скорректиро ванная способнссть наполнения при 12 0О. Ч., смз/10 г ТН Способность наполнения, сФ/1 О г ТН Давление, О, Ч.,кг/смй 10 28,10 27,56 23,00 19,70 17,24 15,31 61,1 69,3 104,5 14,8 130,8 130,9 43,3 45,9 65,4 68,0 72,5 71,2 8,9 8,6 6,4 6,0 6,5 6,4 Таблица 6 Скорректированная способ ность наполне. ния при 120,:О. Ч.,см/10 г ТН 15 Способность наполнения, см/10 г ТН О,Ч. на входе в башню, 0;Ч Результатытабл. 4. 20 Таблица 4 8,0 11,5 13,4 16,5 17,2 19,0 37,2 63,6 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. Ч,на выходе башни,сма/10ТНСкорректированная способность наполнения при 12О. Ч., смз/10 г ТН Время снижения давления, с25 49 65 148 195 247 420 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 69,260,072,161,635 67,7 Данные табл. 4 показывают, что величина времени снижения давления не влияет на 40 качество продукта.П р и м е р 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 7 Таблица 5 50 Способность наполнения смз/10 г ТНОбразец Способностьнаполненияпри О.Ч.на выходебашни,смз/10 г ТН Скорректированная способность наполне.ния при 120; О. Ч., 55 см/10 г Т.1 Времяпропитывания, с О. Ч.,37 34 32 1 2 Контроль 66 21 3,5 4,2 3,0 3,2 3,6 60 180 300 600 869 109,3 110,0 112,1117,3 111,4 59,7 62,1 60,0 62,2 60,9 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. испытаний приведены в Данные табл. 5 показывают, что увеличение объема начинки, пропитанной двуокисью углерода, не зависит от длительности контактирования табака с последней во время процесса пропитки,П р и м е р 6, В другом ряде образцов влажность изменяют от 8 до 19% О. Ч 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% является пригодной для увеличения табака в объеме с удовлетворительной влажностью его на выходе из башни, прп этом повторное увлажнение не требуется,П р и м е р 7. 0,454 кг нарезанной начинки светлого табака с 12/, 0.7. пропитывают газообразной двуокисью углерода при давлении 63,3 кг/ем. 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. 7.677631 10 г. 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 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 точной жидкости для перевода ее в твердую фазу. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что избыточное давление, при котором проводят пропитывание, составляет 34,4 - б 3,7 кг/смг.3. Способ по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ и й с 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 в 3 С в течение 0,2 - 10 с при давлении 0,703 кг/см,4, Способ по пп. 1 - 3, о тл и ч а ю щи йся 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 СШЛ3524451, кл, 131 - 140, опублик. 19(0.Заказ 1694/11 Изд.477 Тираж 394 Подписное НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова, 2