CH642519A5

CH642519A5 - Verfahren zur verbesserung der fuellfaehigkeit von tabaken.

Info

Publication number: CH642519A5
Application number: CH66880A
Authority: CH
Inventors: Klaus-Dieter Dr Ziehn
Original assignee: Reemtsma H F & Ph
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1984-04-30
Also published as: JPS55102383A; GR68721B; NL177974C; DE2903300C2; IT8019499A0; FR2447155A1; JPS5929230B2; BE881368A; IT1130237B; NL177974B; YU41499B; FR2447155B1; GB2042320A; GB2042320B; US4289148A; YU23280A; DE2903300A1; CA1127037A; NL8000353A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zur Verbesserung der Füllfähigkeit von Tabak ist es bekannt, den Tabak zu blähen und anschliessend einer thermischen Nachbehandlung zu unterwerfen.

Blähverfahren mit flüchtigen organischen Verbindungen, z.B. gemäss US-PS 3 524 451 haben den Nachteil, dass die meisten organischen Lösungsmittel wegen ihrer Brennbarkeit für den grosstechnischen Einsatz ungeeignet sind. Auch halogenierte Kohlenwasserstoffe sind wegen ihrer umweltbeeinträchtigenden Einflüsse ungeeignet.

Die Blähung von Tabak mit Distickstoffmonoxid gemäss GB-PS 1 375 420 oder mit S02 gemäss GB-PS 1 375 820 ist ebenfalls von Nachteil, da Distickstoffmonoxid unter gewissen Voraussetzungen die Verbrennung unterhalten kann und physiologisch bedenklich ist, während Schwefeldioxid stark reduzierende, bleichende und irritierende Eigenschaften besitzt.

Nach einem anderen Verfahren wird zum Ausdehnen von Tabak z.B. gemäss DE-PS 2 143 388 eine Imprägnierung des Tabaks mit Ammoniak und Kohlendioxid vorgeschlagen, wobei das sich in situ bildende Ammonium-carbonat unter Umständen im Tabak zurückbleiben kann.

Schliesslich ist es bekannt, z.B. gemäss US-PS I 789 435 und US-PS 2 344 106 als Blähmittel Dampf, Luft oder C02 zu verwenden. Wasserdampf und Luft geben bei den dort beschriebenen Verfahren jedoch eine nur mässige Blähwirkung, während gegen Kohlendioxid bei basischen Tabaken Bedenken bestehen, weil eine Wechselwirkung mit den Aminkomponenten des Tabaks möglich ist.

Wesentlich ist bei einem Verfahren zur Verbesserung der Füllfahigkeit nicht nur die Erzielung einer Volumenvergrös-serung, sondern auch die Beibehaltung der Elastizität des Fasergefiiges. Mit einigen Blähmitteln erreicht man zwar eine erhebliche Volumenvergrösserung, die jedoch die Füllfähigkeit dann nicht verbessert, wenn das Zellgefüge der Fasern so stark in Mitleidenschaft gezogen ist, dass der Tabak bei der weiteren Verarbeitung zerkrümelt oder zu Pulver zerfällt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verbesserung der Füllfahigkeit von Tabak vorzuschlagen,

bei dem die geschmackliche Akzeptanz des Tabaks nicht beeinträchtigt wird, und das Verfahren so zu gestalten, dass es apparatemässig und energiemässig weniger aufwendig ist, in wesentlich kürzerer Zeit durchgeführt werden kann und nicht umweltschädigend ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gekennzeichnet.

Die Erfindung geht aus von der überraschenden Erkenntnis, dass stark komprimierter Stickstoff oder Argon im Bereich von 300 bis 1000 bar ein hervorragendes Blähmittel . darstellt, so dass man die Füllfahigkeit ohne Beeinträchtigung der Faserstruktur des Tabaks erheblich verbessern kann.

Die Nachbehandlung oder Trocknung kann praktisch mit jeder beliebigen Vorrichtung durchgeführt werden, wie beispielsweise in Trockenschränken, die mit Heissdampf, heisser Luft oder heissem Gas oder von aussen erwärmt werden; ferner kann mit einer Mikrowellen- oder Infraroterwärmung gearbeitet werden.

Beim Arbeiten mit Stickstoff wird vorzugsweise bei Drücken zwischen 300 und 800 bar und beim Arbeiten mit Argon vorzugsweise bei Drücken zwischen 150 und 800 bar gearbeitet. Die Einwirkungszeiten betragen 1 bis 10 Minuten und vorzugsweise 0,5 bis 5 Minuten; sie haben keinen wesentlichen Einfluss auf die Verbesserung der Füllfähigkeit des Tabaks.

Die Entspannung nach der Einwirkungszeit soll innerhalb von 0,5 bis 10 und vorzugsweise innerhalb von 0,5 bis 3 Minuten erfolgen.

Nach der Entspannung soll die Nachbehandlung bei Temperaturen von 100 bis 400 °C und vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 200 bis 300 °C möglichst anschliessend erfolgen, d.h., dass Übergangszeiten von 1 bis 10 Minuten am zweckmässigsten sind. Bei längeren Übergangszeiten kann eine Beeinträchtigung der Verbesserung der Füllfähigkeit eintreten.

Die thermische Nachbehandlung selbst soll verhältnismässig kurzfristig durchgeführt werden, und zwar innerhalb von 0,5 bis 10 Minuten. Die Dauer der thermischen Nachbehandlung ist abhängig von der Ausgangsfeuchte des Tabaks, der gewählten Behandlungstemperatur und in geringem Masse von der Tabaksorte.

Ferner ist es im Hinblick auf die Verbesserung der Füllfahigkeit zweckmässig, den erfmdungsgemäss zu behandelnden Tabak bezüglich seiner Feuchte über den allgemein bei der Tabakbehandlung vorhandenen Wert der Ausgangsfeuchte von 10 bis 15 Gew.-% H20 durch an sich bekanntes Nachfeuchten z. B. auf etwa 20 bis 25 Gew.-% H20 einzustellen.

Allgemein wurde festgestellt, dass die Druckaufbauzeit kaum einen Einfluss auf die Verbesserung der Füllfähigkeit hat, während die Druckabbauzeit die Füllfähigkeit dahingehend beeinflusst, dass bei einem kurzen Druckabbau eine höhere Füllfähigkeit erreicht wird.

Letztlich wurde festgestellt, dass die Füllfähigkeit im allgemeinen proportional mit dem Arbeitsdruck ansteigt, so dass letztlich auch bei Arbeitsdrücken über 1000 bar gearbeitet werden kann, wenngleich hierfür der Aufwand unwirtschaftlich wird.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand von Beispielen in Zusammenhang mit der beiliegenden Figur, die eine schematische Darstellung der Anlage zur Durchführung des er-findungsgemässen Verfahrens zeigt, näher beschrieben werden.

Der Druckbehälter 1 wird mit dem zu behandelnden Tabak beschickt und nach Schliessen der Ventile 5,9,10 und 12

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

642 519

über die geöffneten Ventile 7 und 8 mit flüssigem Stickstoff aus dem Vorratsbehälter 15 über eine Hochdruckflüssig-gaspumpe 3 beschickt, wobei der Stickstoff über einen Wärmeaustauscher 4 geleitet wird, in dem das Gas auf die gewünschte Temperatur gebracht wird. Nach Schliessen von Ventil 7 wird der Behälter 2 mit Tabak beschickt und anschliessend in gleicher Weise mit Stickstoff befüllt. Nach beendeter Druckentlastung von Behälter 1 wird der Tabak entnommen und die Neubeschickung mit Stickstoff über die Kopfleitung zwischen Ventil 9 und 6 vom Reaktor 2 in den Reaktor 1 durchgeführt. Eine etwaige Druckdifferenz wird durch Nachfüllen von Stickstoff aus dem Vorratsbehälter 15 ausgeglichen.

Die Füllfähigkeit wurde auf übliche Weise mit einem Borgwaldt-Densimeter bei einer Tabakmenge von 7 g bestimmt und die Füllfähigkeitsverbesserung nach der folgenden Formel errechnet:

(P - V)

100

V

= %

wobei P die Füllfahigkeit der Probe und V die Füllfähigkeit des Vergleiches bedeuten.

Als Vergleich wurde unbehandelter Virginia- bzw. Orienttabak mit gleichen Feuchtegehalten von ca. 11,0 bzw. s 11,5% verwendet.

Beispiele 1 bis 4 Virginiatabak wurde auf der oben beschriebenen Anlage mit Stickstoff behandelt, wobei die Tabakeinwaage jeweils io 200 g betrug und noch jeweils 10 g Wasser zugesetzt wurden. Die Behandlung erfolgte bei den in der folgenden Tabelle 1 angegebenen Drücken und Einwirkungszeiten und bei Arbeitstemperaturen, d.h. Manteltemperaturen des Autoklavs von 30 bis 35 °C; die Druckabbauzeit betrug etwa 1,3 Minu-i5 ten. Anschliessend wurde der derart behandelte Tabak sofort einer etwa 1 Minute dauernden thermischen Nachbehandlung unterworfen, indem der Tabak durch einen Trok-kenschrank bei 250 °C geführt wurde.

Im einzelnen wurden die in der folgenden Tabelle 1 auf-20 geführten Ergebnisse erzielt:

Tabelle 1

Beispiel Nr.

Druck (bar)

Einwirkzeit (Min.) therm. Nachbehandlung Füllfähigkeitsverbesserung

1

2

3

4

300 800 800 800

10 10 1

10

250°/1 Min. 250°/1 Min. 250°/1 Min.

+ 34% + 65% + 62% + 27%

Die obigen Werte zeigen eine eindeutige Verbesserung der Füllfähigkeit beim Arbeiten mit höherem Druck, wie ein Vergleich von Beispiel 1 mit Beispiel 2 zeigt. Ein Vergleich von Beispiel 2 und 4 zeigt den positiven Einfluss der thermischen Nachbehandlung, während die Einwirkzeit, wie ein Vergleich von Beispiel 3 gegen Beispiel 2 zeigt, nur einen unwesentlichen Einfluss ausübt.

Beispiel 5

Es wurde analog Beispiel 2 gearbeitet, wobei jetzt jedoch Argon anstelle von Stickstoff bei einem Druck von 800 bar, bei 5 Minuten Einwirkungszeit, bei einer Druckabbauzeit von etwa 1 Minute, bei einer sich unmittelbar anschliessenden thermischen Nachbehandlung bei 230 °C und bei einer Behandlungsdauer von 1 Minute verwendet wurde. Die Füllfähigkeitsverbesserung lag zwischen 61 und 64%.

Beispiel 6

Es wurde analog Beispiel 2 gearbeitet, wobei jetzt drei verschiedene Virginia-Tabaksorten mit verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt verwendet wurden. Es wurde einmal mit einem Tabak mit einer Ausgangsfeuchte von 12%, zum anderen mit einem Tabak, der nachträglich auf 20% Feuchte eingestellt war, und letztlich mit einer weiteren Tabaksorte gearbeitet, deren Feuchtigkeitsgehalt 30% H20 betrug. Die Füllfähigkeitsverbesserung betrug im ersten Fall + 37%, im zweiten Fall + 68% und im dritten Fall + 62%. Dieses zeigt, dass eine zusätzliche Befeuchtung bis zu einem bestimmten Wert zu einer Verbesserung der Füllfähigkeit führt, darüber hinaus jedoch kein weiterer Effekt erreicht wird.

Bei weiteren Versuchen an Orient- und Burley-Tabaken wurden entsprechende Ergebnisse hinsichtlich der Füllfähigkeitsverbesserung erzielt.

40

s

1 Blatt Zeichnungen

Claims

642519 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Verbesserung der Füllfähigkeit von Tabaken durch Behandlung des Tabaks mit Gasen unter Druck und anschliessendem Erwärmen nach Entspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak mit Stickstoff oder Argon bei Arbeitsdrücken zwischen 300 und 1000 bar und bei Arbeitstemperaturen im Bereich von.0 bis 50 C behandelt und nach Entspannung bei Temperaturen von 100 bis 400 °C kurzzeitig nachbehandelt oder einer Mikrowellenbeheizung unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak bei 500 bis 800 bar mit Stickstoff behandelt und anschliessend kurzzeitig bei 250 °C thermisch nachbehandelt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Tabak behandelt, dessen Feuchtigkeitsgehalt vorher erhöht und insbesondere auf 20 bis 25 Gew.-% H20 gebracht worden ist.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entspannung innerhalb kurzer Zeit und vorzugsweise innerhalb von 0,5 bis 10 und insbesondere 0,5 bis 3 Minuten durchführt.