CN113853124B - 用于草本材料的具有通道形收集器的干燥器 - Google Patents

用于草本材料的具有通道形收集器的干燥器 Download PDF

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Abstract

所述旋转干燥器包括:干燥器容纳器,所述干燥器容纳器具有用于接纳草本材料的内部空间;驱动装置,所述驱动装置用于使所述干燥器容纳器围绕所述干燥器容纳器的旋转轴线旋转;以及通道形收集器,所述通道形收集器在其上部部分中至少部分地开口,并且设置在所述干燥器容纳器的所述内部空间中,用于收集干燥的草本材料。

Description

用于草本材料的具有通道形收集器的干燥器
技术领域
本发明涉及草本材料、特别是烟草材料的干燥。
背景技术
CN 202 760 152 U公开了一种用于烟草行业中所用的粉碎烟草材料的滚筒形干燥器。将加热的空气引入干燥器的干燥室中以加热其中的烟草材料。据述,干燥器中空气的氧含量对干燥烟草的化学组成有很大影响。通过实施用于自动调节供应到干燥器的气体中的氧含量的氧/氮分离***来控制氧含量。为了避免环境空气不受控制地进入干燥器,在干燥器的烟草入口和烟草出口处设置气锁装置。
CN 101 491 368 A公开了一种用于切割的烟草的旋转滚筒干燥装置。该干燥装置包括固定的外滚筒和设置在其中的可旋转内滚筒。在内滚筒和外滚筒的圆周表面之间的间隙中设置有加热棒。此外,内滚筒的圆周表面具有形成接纳加热油的空间的双壁,该加热油由加热棒加热。当加热油被加热时,内滚筒的内圆周表面被加热,热量被传递到设置在内滚筒内的烟草材料。用于接合粉碎烟草材料的叶片从内滚筒的内圆周表面沿径向方向朝向内滚筒的中心延伸。当内滚筒旋转时,叶片搅动设置在内滚筒内的粉碎烟草。
期望提供一种具有高水平的精确度和可调节性的干燥方法。此外,期望提供一种干燥草本材料以产生高质量干燥材料的方法。还期望提供一种以提高的效率干燥草本材料的方法。
发明内容
本发明涉及草本材料的处理。特别地,草本材料可以由烟草材料构成或可以包含烟草材料,例如切割的、研磨的或粉碎的烟草材料或切割的、研磨的或粉碎的烟草材料的组合。草本材料可例如用作吸烟制品中的感觉介质材料。
本发明提供一种用于干燥草本材料的旋转干燥器。所述干燥器包括具有用于接纳草本材料的内部空间的干燥器容纳器和用于使干燥器容纳器围绕干燥器容纳器的旋转轴线旋转的驱动装置。
所述干燥器还包括设置在干燥器容纳器的内部空间中的通道形收集器,用于收集干燥的草本材料。所述通道形收集器在其上部部分中是至少部分地开口的。这意味着收集器具有开口,所述开口被定向成允许草本材料借由重力从上方落下以进入收集器。具有开口上部部分的收集器的形状允许干燥的草本材料容易地找到进入收集器的路径,同时限制或约束收集的材料离开收集器回到干燥器容纳器中。此外,收集器具有简单的构造并且实施起来经济。
通过干燥过程获得的干燥的草本材料的特性和质量强烈地取决于干燥过程。例如,在烟草行业中使用的感觉介质材料,例如烟草材料,可以根据干燥过程的顺序和参数来表达宽范围的香味和特性。因此,通过改善草本材料在干燥器容纳器的内部空间中的收集,可以改善所获得的产品的质量。
优选地,干燥器容纳器的内部空间关于干燥器容纳器的旋转轴线对称。干燥器容纳器的主体可沿纵向方向从主体的第一侧延伸到主体的第二侧。主体的第一侧可以包括主体的第一端部。主体的第二侧可以包括主体的第二端部。纵向方向特别地可以平行于干燥器容纳器的旋转轴线并且与干燥器容纳器的旋转轴线同轴。特别地,干燥器容纳器或其主体可以至少是大致圆柱形的。然而,也可以想到其它形状,例如平行六面体、棱柱或椭圆。实际上,干燥器容纳器或其主体的形状可能不严格地符合所示形状。例如,干燥器容纳器或其主体可以包括传送或凹面部分。
主体的第一侧可以是草本材料被引入干燥器容纳器的一侧。主体的第二侧可以是草本材料从干燥器容纳器抽出的一侧。
干燥器容纳器可以包括设置在主体的第一侧的第一门。干燥器容纳器可包括设置在主体的第二侧的第二门。为了维护、装载或其它目的,可打开门以进入干燥器容纳器的内部空间。
干燥器容纳器在纵向方向上的长度可以为至少1m,或至少1.5m,或至少2m,或至少2.5m。干燥器容纳器在纵向方向上的长度可以小于10m,或小于5m,或小于3m,或小于2m。干燥器容纳器在垂直于纵向方向的方向上的伸出部可以是至少0.5m,或至少0.7m,或至少1m,或至少1.5m。干燥器容纳器在垂直于纵向方向的方向上的伸出部可以小于5m,或小于3m,或小于2m,或小于1.5m。干燥器容纳器的接纳容量可以是至少0.5立方米,或至少1立方米,或至少1.5立方米,或至少2立方米,或至少3立方米。干燥器容纳器的接纳容量可以小于10立方米,或小于7立方米,或小于5立方米,或小于3立方米,或小于2立方米。
驱动装置可以被配置成例如以介于0.2rpm至30rpm之间或以介于5rpm至20rpm之间的速度旋转干燥器容纳器。特别地,干燥器容纳器的旋转的rpm可以由使用者调节。
优选地,旋转干燥器还包括用于调节干燥器容纳器相对于水平面的倾斜角度的倾斜装置。干燥器容纳器的倾斜角度可以定义为干燥器容纳器的旋转轴线和水平面之间的倾斜角度。该倾斜角度可以被调节,以便优化草本材料在干燥器容纳器内的输送和分布。该倾斜角度可以用于设定草本材料在干燥器容纳器中的停留时间。例如,可以根据草本材料的粒度来调节倾斜角度。例如,倾斜角度可以在0度和15度之间,或在0度和10度之间调节。倾斜角度也可以像摇摆运动一样在两个或更多个预定值之间周期性地改变。
草本材料在干燥器容纳器中的停留时间可以例如在1分钟和4小时之间,或者在30分钟和4小时之间,或者在1小时和3小时之间。特别地,停留时间可以基本上为2小时。
如果待干燥的草本材料包括不同种类的材料,则不同种类的材料可以一个接一个地供给到干燥器容纳器中,以便在干燥器容纳器中对于不同种类的材料具有不同的停留时间。不同种类的材料可以包括生物或化学上不同类型的材料。不同种类的材料可以包括在它们的粒度上彼此不同的种类的材料。不同种类的材料可以包括在它们的切割宽度、或它们的叶片尺寸或它们的粉末尺寸方面彼此不同的种类的材料。
驱动装置可以被配置成改变干燥器容纳器的旋转方向。通过改变干燥器容纳器的旋转方向,干燥器容纳器中的草本材料可以受到动量,并且可以在干燥器容纳器中移动,即使草本材料被卡住。改变干燥器容纳器的旋转方向可以改善草本材料在干燥器容纳器中的分布。
干燥器可以以间歇干燥模式或连续干燥模式操作。
优选地,通道形收集器至少基本上平行于干燥器容纳器的旋转轴线延伸。特别地,干燥器容纳器的旋转轴线可以在通道形收集器内延伸。干燥器容纳器可以围绕通道形收集器旋转,并且可以被配置成使得草本材料借由重力下落并且通过其至少部分地开口的上部部分进入通道形收集器。
通道形收集器可以相对于旋转轴线的延伸方向位于干燥器容纳器的端部部分处。根据此实施方案,有利于在干燥器容纳器的内部空间中设置通道形收集器。此外,有利于移除收集在收集器中的草本材料。特别地,通道形收集器可以设置在干燥器容纳器的进入开口或门处。
优选地,通道形收集器在干燥器容纳器旋转期间是固定的。这确保了通道形收集器的开口部分总是朝上侧定向。草本材料可以借助于重力被收集在收集器中。
干燥器还可以包括出口传送器,该出口传送器被配置成从干燥器容纳器的内部空间移除收集在通道形收集器中的干燥的草本材料。优选地,出口传送器可以在干燥器容纳器的旋转期间移除干燥的草本材料。出口传送器可以实现干燥器的连续操作模式。
传送器可以包括用于将草本材料供给到干燥器容纳器的内部空间中的斜槽。优选地,出口传送器包括在通道形收集器中延伸并且延伸出干燥器容纳器的传送器螺杆、或刮刀、或螺旋件。传送器螺杆、刮刀或螺旋可以直接与收集在通道形收集器中的草本材料接合。
旋转干燥器还可以包括用于喷射流体的喷嘴,该喷嘴设置在传送器螺杆的端部处,到达干燥器容纳器的内部空间中。优选地,喷嘴越过通道形的收集器而到达干燥器容纳器的内部空间中。喷嘴例如可以用于在干燥期间喷射液体以处理或精炼草本材料。喷嘴也可以用于喷射清洁液体,以便在使用之间清洁干燥器容纳器的内部。喷嘴可以是可旋转的并且可以将液体喷射到干燥器容纳器内难以到达的位置,例如喷射到干燥器容纳器的内部空间的拐角或边缘中。特别地,喷嘴可以周向地或轴向地或周向地和轴向地均匀分配喷射的液体。
根据一个实施方案,通道形收集器相对于由干燥器容纳器的旋转轴线和竖直方向限定的平面是不对称的。由于收集器的不对称性,可以有利于草本材料在干燥器容纳器旋转期间进入收集器。此外,由于其不对称性,收集器可以防止草本材料离开收集器并返回到干燥器容纳器的内部空间中。
通道形收集器的横截面可以具有两个区段,这两个区段在不同方向上延伸。优选地,两个区段通常在向上方向上延伸。特别地,两个区段之间的距离可以在向上方向上增加。这导致收集器在其开口上部部分处具有相对大的延伸,使得草本材料能够容易地进入收集器。由两个区段限定的张角可以是至少30度,或至少40度,或至少45度,或至少50度,或至少60度,或至少70度,或至少80度,或至少90度,或至少100度,或至少110度。由两个区段限定的张角可以小于160度,或小于140度,或小于130度,或小于120度,或小于110度,或小于100度,或小于90度,或小于80度,或小于70度,或小于60度,或小于50度。
优选地,一个区段比另一个区段短。特别地,较短区段的长度可以是较长区段的长度的至少20%,或较长区段的长度的至少30%,或较长区段的长度的至少40%,或较长区段的长度的至少50%,或较长区段的长度的至少60%,或较长区段的长度的至少70%。较短区段的长度可以小于较长区段长度的90%,或小于较长区段长度的80%,或小于较长区段长度的70%,或小于较长区段长度的60%,或小于较长区段长度的50%,或小于较长区段长度的40%。
根据一个实施方案,除了两个区段之外,通道形收集器还包括中心区段。这两个区段可以从中心区段的相对端部延伸作为侧区段。弯曲或成角度的连接部分可以连接中心区段和侧区段。中心区段和侧区段可以是基本上平坦的或者可以是弯曲的。特别地,侧区段之间的距离可以在远离中心区段的方向上增加,特别是在向上方向上。这导致收集器在其开口上部部分处具有相对大的延伸,使得草本材料能够容易地进入收集器。已进入上部部分的草本材料然后朝向中心区段灌入,草本材料在该中心区段中例如可以由传送器螺杆拾取。
特别地,通道形收集器的横截面可以至少是大致U形或大致V形。U形是指具有直的或弯曲的基部区段和从基部区段的相对端部延伸的两个基本平行的臂的形状。V形是指具有两个臂的形状,这两个臂在所述臂的第一端部处彼此连接,所述臂远离其第一端部线性地延伸,使得臂之间的距离随着距臂的第一端部的距离而增加。该通道形收集器也可以是U/V形的。U/V形是指具有直的或弯曲的基部区段和从基部区段的相对端部延伸的两个臂的形状,臂之间的距离随着距基部区段的距离的增加而增加。
优选地,通道形收集器在垂直于干燥器容纳器的旋转轴线的方向上的尺寸小于干燥器容纳器的内部空间在垂直于旋转轴线的方向上的尺寸的一半,或者小于三分之一或者小于四分之一。这确保了草本材料在干燥器容纳器中具有足够的空间以被四处移动,从而确保了高的干燥效率而不受收集器的阻碍。
旋转干燥器可以包括收集器加热元件,其被配置成加热通道形收集器。在草本材料离开干燥器容纳器的内部空间之前,加热收集器可以移除残留水分。特别地,收集器加热元件可以例如包括电阻加热元件。电阻加热元件允许对加热功率进行直接、快速和精确的控制。替代地,收集器加热元件可以包括加热流体流动通过的加热流体管线。通过加热流体管线的加热提供了改善的热传递和对加热温度的简化控制。例如,热油、或蒸汽、或过热蒸汽、或水、或加压水可以用作加热流体。收集器加热元件还可以包括辐射加热元件。
本发明还提供了一种用于干燥草本材料的方法。所述方法包括使接纳草本材料的干燥器容纳器围绕干燥器容纳器的旋转轴线旋转,以及将干燥器容纳器中的干燥的草本材料收集在收集器中,该收集器包括部分地围绕旋转轴线的板。本发明结构简单,易于制造。然而,部分地围绕旋转轴线的板允许有效地收集干燥的草本材料以从干燥器容纳器移除。收集器允许从干燥器容纳器的中心移除材料。
优选地,收集器与干燥器容纳器的旋转分离。这确保了板围绕旋转轴线,使得所述开口部分向上定向,以允许草本材料进入收集器并落入板中以借由重力被收集。
所述方法还可以包括将收集在收集器中的干燥的草本材料传送出干燥器容纳器。优选地,这通过使用传送器螺杆来完成,该传送器螺杆适于有效地拾取收集在部分地围绕旋转轴线的板中的草本材料。在干燥器容纳器旋转期间或者在干燥器容纳器不旋转时,可以从干燥器容纳器中移除草本材料。
根据一个实施方案,所述方法还包括处理在干燥器容纳器中蒸发的挥发物。挥发物可以包括在干燥期间从草本材料蒸发的材料。这些挥发物可以例如携带从草本材料提取的香料。待处理的挥发物可以例如包括芳香物质或油。挥发物可以包括例如生物碱,例如烟碱。挥发物还可以包含吡嗪,例如:2-甲基吡嗪;2,5-二甲基吡嗪;2,6-二甲基吡嗪;2-乙基吡嗪;2,3-二甲基吡嗪;2-乙基-5-甲基吡嗪;2-乙基-6-甲基吡嗪;2,3,5-三甲基吡嗪;四甲基吡嗪;2-乙基-3,6-二甲基吡嗪;或2-乙基-3,5-二甲基吡嗪。挥发物的其它实例包括β-紫罗酮;β-大马酮;或乙酸。
根据一个实施方案,当前环境特性可以用于确定一个或多个干燥过程参数。干燥过程参数的实例是干燥器容纳器的rpm、干燥器容纳器内部空间中的温度分布特征、草本材料的处理时间或倾斜角度。环境特性可以包括例如待干燥的草本材料的特性。
另外地或替代地,先前干燥操作的环境特性可以用于确定一个或多个工艺参数。
特别地,机器学习可以用于基于当前环境特性、先前干燥操作的环境特性和在先前干燥操作期间收集的数据来确定一个或多个干燥过程参数。
本发明还提供了一种弯曲板的用途,所述弯曲板用于在草本材料于旋转干燥器容纳器中的干燥过程期间收集草本材料。
本发明还提供了一种用于干燥草本材料的旋转干燥器,如下所述。干燥器的特征可以与上述干燥器、方法或用途中的任一者组合。干燥器包括具有用于接纳草本材料的内部空间的干燥器容纳器和用于使干燥器容纳器围绕其旋转轴线旋转的驱动装置。
用于接合接纳在干燥器容纳器的内部空间中的草本材料的叶片从干燥器容纳器的内表面延伸到干燥器容纳器的内部空间中。内表面可至少部分地限定干燥器容纳器的内部空间。特别地,内表面可以是干燥器容纳器的圆周表面。在干燥器容纳器旋转时,叶片可以接合并搅动草本材料。因此,干燥器容纳器内的热量可以容易地到达草本材料。由于叶片的存在,草本材料可以被均匀地加热。叶片可以有助于均匀地分布干燥器容纳器内的草本材料。
在剖面具有垂直于干燥器容纳器的旋转轴线的横截面中,叶片相对于径向方向倾斜。径向方向垂直于旋转轴线并且径向于干燥器容纳器的旋转轴线。叶片的倾斜允许叶片更好地接合并搅动干燥器容纳器的内部空间内的草本材料。特别地,在干燥器容纳器旋转时,叶片可以容易地浸入位于干燥器容纳器的内部空间的底部处的草本材料中并且拾取草本材料。从几何形状来看,倾斜的叶片可在其表面上舀取草本材料,从而使其与叶片接触的时间比径向叶片所能接触的时间长。倾斜叶片可以与干燥器容纳器的内表面一起形成凹穴,这允许在干燥器容纳器的旋转期间暂时保持草本材料,从而增加草本材料在干燥器容纳器中的搅动和分布。
通过干燥过程获得的干燥的草本材料的特性和质量强烈地取决于干燥过程。例如,在烟草行业中使用的感觉介质材料,例如烟草材料,可以根据干燥过程的顺序和参数来表达宽范围的香味和特性。因此,通过改善草本材料的搅动或加热,可以改善所得产品的质量。
在截面垂直于旋转轴线的横截面中,叶片与径向方向之间的角度优选地小于30度。特别地,角度可以在5度和25度之间,或者更优选地在5度和15度之间。所指示的范围可适于将草本材料暂时保持在由叶片和干燥器容纳器的内表面形成的凹穴中,同时仍允许草本材料容易地被叶片拾取。
原则上,干燥器容纳器中可以设置任意数量的叶片。优选地,存在至少四个、至少六个、至少八个、至少十个或至少十六个叶片。更多数量的叶片会增加干燥器容纳器内的草本材料的搅动,只要在相邻叶片之间仍存在足够的空间即可。优选地,存在少于32个、少于28个、少于24个、少于20个、少于16个、少于12个或少于8个叶片。
根据一个实施方案,叶片具有平行六面体形状。此类叶片易于制造并易于布置在干燥器容纳器内。然而,可以想到叶片的其它形状。特别地,叶片在剖面垂直于旋转轴线的横截面中可具有弯曲部。弯曲叶片能够更好地接合并拾取草本材料。优选地,叶片的弯曲部是在叶片的倾斜方向上的弯曲部。这可以增加干燥器容纳器的旋转周期,在该旋转周期期间,草本材料被保持在叶片上。
根据一个实施方案,叶片可沿干燥器容纳器的内表面平行于干燥器容纳器的旋转轴线延伸。草本材料可以沿着干燥器容纳器的纵向延伸被均匀地搅动。
替代地,叶片可在路径上沿干燥器容纳器的内表面延伸,该路径是平行于旋转轴线的延伸和围绕旋转轴线的旋转的叠加。叶片的这种“扭曲”延伸可有助于草本材料平行于干燥器容纳器的旋转轴线的输送。
优选地,两个相邻叶片之间相对于旋转轴线的弓距等于或大于叶片的高度尺寸。这可以确保相邻的叶片较少地干扰叶片拾取草本材料,并且可以优化干燥器容纳器的每次旋转所接合的材料的量。术语“弓距”不要求相邻叶片之间的干燥器容纳器的内表面具有沿弓形部分的弯曲部。例如,内表面在两个相邻叶片之间可以是平的。该弓距可被定义为干燥器容纳器的内表面的一部分在两个相邻叶片之间的剖面线的长度,其平面垂直于干燥器容纳器的旋转轴线。叶片的高度尺寸可以定义为在剖面垂直于旋转轴线的横截面中将叶片的径向外基部部分在叶片与干燥器容纳器的内表面的交界处的中心点连接到叶片的径向内远端部的中心点的线的长度。
例如,叶片的高度尺寸可以是至少10cm,或至少15cm,或至少20cm,或至少25cm,或至少30cm,或至少40cm,或至少50cm。叶片的高度尺寸可以小于50cm,或小于40cm,或小于30cm,或小于20cm,或小于10cm。弓距可以是至少10cm,或至少15cm,或至少20cm,或至少25cm,或至少30cm,或至少40cm,或至少50cm。弓距可以小于1m,或小于70cm,或小于50cm,或小于40cm,或小于30cm,或小于20cm。叶片的高度尺寸可以是例如干燥器容纳器的内径的至少5%,或干燥器容纳器的内径的至少7%,或干燥器容纳器的内径的至少10%,或干燥器容纳器的内径的至少12%,或干燥器容纳器的内径的至少15%,或干燥器容纳器的内径的至少17%。叶片的高度尺寸可以例如小于干燥器容纳器的内径的25%,或小于干燥器容纳器的内径的22%,或小于干燥器容纳器的内径的20%,或小于干燥器容纳器的内径的17%,或小于干燥器容纳器的内径的15%。
旋转干燥器优选地还包括结合到叶片中的叶片加热元件,用于加热草本材料。叶片加热元件可有助于干燥草本材料。利用结合到叶片中的加热元件加热叶片与叶片相对于径向方向的倾斜协同作用。如上所述,由于叶片的倾斜,草本材料被叶片保持以增加干燥器容纳器的旋转的一部分。因此,草本材料在增加的时间量内经受来自结合到叶片中的加热元件的热量。
旋转干燥器可以进一步包括液体分散组件,该液体分散组件包括可旋转地设置在干燥器容纳器的内部空间内并被配置成喷射液体的至少一个喷嘴组件。喷嘴例如可以用于在干燥期间喷射液体以处理或精炼草本材料。喷嘴也可以用于喷射清洁液体,以便在使用之间清洁干燥器容纳器的内部。由于喷嘴可以旋转,喷嘴可以将液体喷射到干燥器容纳器内难以到达的位置,例如,喷射到形成在叶片和干燥器容纳器的内表面之间的凹穴中。
旋转干燥器还可以包括用于将草本材料供给到干燥器容纳器的内部空间中的传送器。传送器可以包括用于将草本材料供给到干燥器容纳器的内部空间中的斜槽。传送器可以包括传送器螺杆、刮刀或螺旋件,用于将草本材料供给到干燥器容纳器的内部空间中。
本发明还提供了一种如下所述的干燥草本材料的方法。所述方法的特征可以与上述干燥器、方法或用途中的任一者组合。所述方法包括将草本材料引入到干燥器容纳器的内部空间中,所述干燥器容纳器具有从干燥器容纳器的内表面延伸到干燥器容纳器的内部空间中的叶片。其中接纳草本材料的干燥器容纳器围绕干燥器容纳器的旋转轴线在旋转方向上旋转。在旋转期间,接纳在干燥器容纳器中的草本材料与叶片的接合表面接合。这搅动干燥器容纳器中的草本材料并促进干燥。叶片被布置成使得在垂直于干燥器容纳器的旋转轴线的剖面中,叶片和干燥器容纳器的内表面之间的角度在沿着干燥器容纳器的旋转方向测量时的值大于在逆着干燥器容纳器的旋转方向测量时的值。由于该角度在逆着干燥器容纳器的旋转方向测量时较小,所以叶片被布置成在旋转时更容易与收集在干燥器容纳器底部的草本材料接合,从而在叶片和干燥器容纳器的内表面之间收集材料。
所述方法还可以包括在干燥器容纳器旋转期间,在叶片的接合表面和干燥器容纳器的内表面之间暂时捕获草本材料。优选地,在干燥器容纳器的至少四分之一旋转、或至少三分之一旋转、或至少一半旋转、或超过一半旋转的过程中,草本材料被捕获在叶片的接合表面与干燥器容纳器的内表面之间。
所述方法还可包括主动加热叶片,优选地使用结合到叶片中的叶片加热元件。
本发明还提供了一种非对称结构在接纳草本材料的旋转干燥器容纳器的内表面上的用途,用于在干燥器容纳器旋转期间影响草本材料的分布。该非对称结构特别地可以相对于干燥器容纳器的旋转轴线不对称。使用非对称结构可以改善干燥器容纳器中的草本材料的搅动。此外,使用非对称结构可改善对草本材料的热分布。由于使用了非对称结构,因此可以提高干燥效率和质量。
特别地,非对称结构可以相对于径向方向是不对称的。
本发明还提供了一种如下所述的用于干燥草本材料的干燥器。干燥器的特征可以与上述干燥器、方法或用途中的任一者组合。干燥器包括具有用于接纳草本材料的内部空间的干燥器容纳器、提供进入干燥器容纳器的内部空间的进入组件、以及加热***。
进入组件可以提供进入干燥器容纳器的内部空间的入口,以便将草本材料引入到干燥器容纳器中或从干燥器容纳器中抽出草本材料。进入组件可以提供进入干燥器容纳器的内部空间的入口,用于引入或抽出任何其它与草本材料一起被处理的材料。进入组件可以提供进入干燥器容纳器的内部空间的入口,以引入或抽出用于处理干燥器容纳器中的草本材料的任何其它材料。例如,进入组件可以提供进入干燥器容纳器的内部空间的入口以用于例如维护和相关目的。
加热***包括至少一个进入加热元件,用于主动加热进入组件。优选地,至少一个进入加热元件被结合到进入组件中。加热进入组件可以防止或减少在进入组件处形成较低温度点。
较低温度点可能导致干燥器组件中的气态材料冷凝,例如水、芳香物质、油,或在干燥期间从草本材料提取的挥发物。
干燥器容纳器中的气态材料的冷凝可能对干燥效率产生负面影响。干燥器容纳器中的气态材料的冷凝可能对干燥产品的化学成分和质量产生负面影响。特别地,由于湿度,待干燥的草本材料在较低温度点可能粘附和聚结。在较低温度点的冷凝也会产生清洁效果。特别地,可能存在难以在干燥器容纳器内的冷凝点处移除的焦糖化。
此外,加热进入组件可有利于在干燥器容纳器内保持期望的温度。加热进入组件可有利于在干燥器容纳器内获得期望的温度分布特征。加热进入组件可有利于优化干燥效率和质量。期望的温度分布特征可以是例如整个干燥器容纳器的均匀温度,例如在20摄氏度和200摄氏度之间、或在100摄氏度和200摄氏度之间、或在100摄氏度和150摄氏度之间、或在120摄氏度和150摄氏度之间。由于对流或传导热损失,这可能需要均匀加热。期望的温度分布特征也可以是非恒定温度分布特征,例如时间相关或湿度相关的温度分布特征。
通过干燥过程获得的干燥的草本材料的特性和质量强烈地取决于干燥过程。例如,在烟草行业中使用的感觉介质材料,例如烟草材料,可以根据干燥过程的顺序和参数来表达宽范围的香味和特性。因此,通过改善草本材料的加热或防止较低温度点,可以改善所获得的产品的质量。
根据一个实施方案,进入组件包括设置在干燥器容纳器处的门,并且至少一个进入加热元件包括结合到门中的门加热元件。为了维护、装载或其它目的,可以打开门以进入干燥器容纳器的内部空间。门的内表面可以是干燥器容纳器的内表面的一部分。因此,加热门可以有助于控制干燥器容纳器的内表面的温度。
进入组件可包括用于将草本材料供应到干燥器容纳器的内部空间中的入口传送器和用于从干燥器容纳器的内部空间移除草本材料的出口传送器中的至少一者。至少一个进入加热元件可包括结合到传送器(入口传送器或出口传送器或两者)中的传送器加热元件。加热入口传送器或出口传送器可以防止在相应的传送器处形成较低温度点。此外,在加热入口传送器的情况下,草本材料在实际进入干燥器容纳器的内部空间之前在入口传送器处被预热。这可以防止或减少在新的草本材料被引入干燥器容纳器时干燥器容纳器的内部空间内的温度降低,或者确保在新的草本材料被引入干燥器容纳器之后干燥器容纳器中的所有草本材料的温度都是均匀的。在加热出口传送器的情况下,草本材料可在出口传送器处经受最终加热以移除残余水分。
至少一个进入加热元件可例如包括电阻加热元件。电阻加热元件允许对加热功率进行直接、快速和精确的控制。替代地,至少一个进入加热元件可包括加热流体流动通过的加热流体管线。通过加热流体管线的加热提供了改善的热传递和对加热温度的简化控制。例如,热油、或蒸汽、或过热蒸汽、或水、或加压水可以用作加热流体。至少一个进入加热元件还可以包括辐射加热元件。进入加热元件的另一个实例是环形炉。
优选地,提供用于确定进入组件温度的温度传感器。特别地,进入组件温度可以是进入组件的温度或进入组件处的温度。进入组件温度可以是干燥器容纳器的门的温度或干燥器容纳器的门处的温度。进入组件温度可以是用于将草本材料供应到干燥器容纳器的内部空间中的入口传送器的温度,或者是用于将草本材料供应到干燥器容纳器的内部空间中的入口传送器处的温度。进入组件温度可以是用于从干燥器容纳器的内部空间移除草本材料的出口传送器的温度,或者是用于从干燥器容纳器的内部空间移除草本材料的出口传送器处的温度。由温度传感器确定的进入组件温度可用于控制至少一个进入加热元件。
根据一个实施方案,干燥器还包括控制器,所述控制器被配置成控制至少一个进入加热元件以至少保持预定的最低进入组件温度。控制器可以基于由一个温度传感器或多个温度传感器提供的进入组件温度来控制至少一个进入加热元件。可以根据具体的干燥过程选择最低进入组件温度。例如,最低进入组件温度可以在15摄氏度和250摄氏度之间、或在20摄氏度和200摄氏度之间、或在100摄氏度和200摄氏度之间、或在100摄氏度和150摄氏度之间、或在120摄氏度和150摄氏度之间。
加热***还可以包括结合到干燥器容纳器的壁中的至少一个壁加热元件。特别地,至少一个壁加热元件可以结合到干燥器容纳器的周向壁中或干燥器容纳器的主体的壁中。
加热***可以进一步包括叶片加热元件,用于主动加热至少一个从干燥器容纳器的内表面延伸到干燥器容纳器的内部空间中的叶片。
至少一个壁加热元件或至少一个叶片加热元件或两者可包括电阻加热元件、加热流体流动通过的加热流体管线、辐射加热元件或环形炉。
加热干燥器容纳器的壁或干燥器容纳器的至少一个叶片或两者允许在干燥器容纳器中保持或达到期望的温度。例如,干燥器容纳器中的温度可以在15摄氏度至250摄氏度、或20摄氏度至200摄氏度、或100摄氏度至200摄氏度、或100摄氏度至150摄氏度、或120摄氏度至150摄氏度的范围内。
根据一个优选实施方案,至少一个进入加热元件包括多个进入加热元件,所述多个进入加热元件被布置成被独立地控制。对不同进入加热元件的独立控制允许根据期望的温度分布特征或温度分布来设置不同的加热区,以优化干燥。例如,在干燥器容纳器的其中草本材料进入干燥器容纳器的入口侧处的温度可以高于或低于在干燥器容纳器的其中草本材料离开干燥器容纳器的出口侧处的温度。替代地或另外地,干燥器容纳器的在入口侧和出口侧之间的中间区中的温度可以高于或低于入口侧的温度或出口侧的温度。
本发明还提供了一种如下所述的干燥草本材料的方法。所述方法的特征可以与上述干燥器、方法或用途中的任一者组合。所述方法包括加热干燥器容纳器的内部空间中的草本材料。干燥器容纳器的内表面被加热,以便干燥器容纳器的整个内表面被保持在干燥器容纳器内的在加热草本材料期间蒸发的气体的冷凝温度以上。冷凝温度可以是至少20摄氏度、或至少30摄氏度、或至少50摄氏度、或至少80摄氏度、或至少120摄氏度。限定干燥器容纳器的内部空间的干燥器容纳器的整个内表面可以被加热以完全保持在冷凝温度以上。这防止了在加热期间干燥器容纳器内部的气态材料的冷凝。冷凝可能对干燥效率和干燥产品的质量产生负面影响。在加热草本材料期间在干燥器容纳器内蒸发的气体可以是在加热草本材料期间从草本材料提取的气体。在加热草本材料期间在干燥器容纳器内蒸发的气体的实例是在干燥期间从草本材料提取的水、芳香物质、油和挥发物。
特别地,干燥器容纳器的内表面可以被加热至15摄氏度至250摄氏度、或20摄氏度至200摄氏度、或100摄氏度至200摄氏度、或100摄氏度至150摄氏度、或120摄氏度至150摄氏度。
所述方法还可以包括主动加热入口传送器,以便以至少在冷凝温度以上将草本材料供应到干燥器容纳器的内部空间中。所述方法还可以包括主动加热出口传送器,以便以至少在冷凝温度以上从干燥器容纳器的内部空间移除草本材料。加热入口传送器优选地通过结合到入口传送器中的传送器加热元件来实现。加热出口传送器优选地通过结合到出口传送器中的传送器加热元件来实现。优选地,入口传送器或出口传送器或者入口传送器和出口传送器被加热以保持在冷凝温度以上。
所述方法还可以包括优选地通过结合到门中的门加热元件来主动加热干燥器容纳器的至少一个门。
根据一个实施方案,干燥器容纳器的第一门和第二门设置在干燥器容纳器的相对侧,并被主动加热到不同的温度。可以在干燥器容纳器中建立不同的温度区以优化干燥过程。
本发明还提供了一种进入加热元件的用途,所述进入加热元件用于主动加热进入组件,所述进入组件提供进入用于接纳草本材料的干燥器容纳器的内部空间的入口,以防止形成较低温度点,在干燥草本材料期间产生的气态材料可以在所述较低温度点处冷凝。
本发明还提供了一种如下所述的用于干燥草本材料的干燥器。干燥器的特征可以与上述干燥器、方法或用途中的任一者组合。所述干燥器包括具有用于接纳所述草本材料的内部空间的干燥器容纳器、用于加热所述草本材料的加热***和被配置成控制所述加热***的控制器。
加热***包括加热子***。控制器被配置成彼此独立地控制加热子***。加热子***的独立控制允许将加热调节到干燥器的特定区的特定要求。例如,可以建立不同的温度区以优化草本材料的干燥过程。然而,在本发明的范围内,对于不同的加热子***具有不同的控制特性而不具有不同的温度区也是可能的。例如,至少一个或若干加热子***可具有与其它加热子***不同的反馈控制参数。因此,至少一个或若干加热子***可以以更多或更少的加热功率或更快或更慢地对偏离温度目标值作出反应。对加热子***的独立控制提供干燥过程的高水平可调节性。
通过干燥过程获得的干燥的草本材料的特性和质量强烈地取决于干燥过程。例如,在烟草行业中使用的感觉介质材料,例如烟草材料,可以根据干燥过程的顺序和参数来表达宽范围的香味和特性。对加热子***的独立控制允许对干燥材料的质量产生高度影响。
优选地,每个加热子***包括至少一个加热元件。特别地,至少一个加热元件可以包括至少一个电阻加热元件。电阻加热元件允许对加热功率进行直接、快速和精确的控制。替代地或另外地,至少一个加热元件可以包括加热流体流动通过的加热流体管线。通过加热流体管线的加热提供了改善的热传递和对加热温度的简化控制。此外,可提供对加热温度的稳定控制。例如,热油、或蒸汽、或过热蒸汽、或水、或加压水可以用作加热流体。至少一个加热元件还可以包括辐射加热元件。进入加热元件的另一个实例是环形炉。
加热子***可以包括一个或多个主体加热子***,用于加热干燥器容纳器的主体。优选地,提供至少两个、或至少三个、或至少四个、或至少五个、或多于五个主体加热子***,用于加热干燥器容纳器的主体的不同区段。这允许独立地控制干燥器容纳器的主体的不同区段的加热。根据一个实施方案,沿干燥器容纳器的纵向延伸方向建立具有不同温度的不同温度区段。例如,可以在用于将草本材料供给到干燥器容纳器的内部空间中的入口附近建立较高温度区,使得进入干燥器容纳器的相对湿的草本材料的水分被蒸发。例如,较高温度区可以设置在草本材料离开干燥器容纳器的出口处,使得草本材料中的残余水分被移除。
主体加热子***可以各自包括结合到干燥器容纳器的主体壁中的壁加热元件。另外地或替代地,主体加热子***可各自包括叶片加热元件,所述叶片加热元件结合到从干燥器容纳器的内表面延伸到干燥器容纳器的内部空间的叶片中。
加热子***可包括一个或多个进入加热子***,所述一个或多个进入加热子***结合到进入组件中,所述进入组件提供进入干燥器容纳器的内部空间的入口。加热进入组件可以例如防止或减少在进入组件处形成较低温度点。较低温度点可能导致干燥器组件中的气态材料冷凝,例如水、芳香物质、油,或在干燥期间从草本材料提取的挥发物。干燥器容纳器中的气态材料的冷凝可能对干燥效率产生负面影响。干燥器容纳器中的气态材料的冷凝可能对干燥产品的化学成分和质量产生负面影响。特别地,由于湿度,待干燥的草本材料在较低温度点可能粘附和聚结。在较低温度点的冷凝也会产生清洁效果。此外,加热进入组件可有利于在干燥器容纳器内保持期望的温度。加热进入组件可有利于在干燥器容纳器内获得期望的温度分布特征。加热进入组件可有利于优化干燥效率和质量。期望的温度分布特征可以是例如整个干燥器容纳器的均匀温度,例如在20摄氏度和200摄氏度之间、或在100摄氏度和200摄氏度之间、或在100摄氏度和150摄氏度之间、或在120摄氏度和150摄氏度之间。由于对流或传导热损失,这可能需要均匀加热。期望的温度分布特征也可以是非恒定温度分布特征,例如时间相关或湿度相关的温度分布特征。
一个或多个进入加热子***可包括结合到干燥器容纳器的门中的一个或多个门加热元件。加热门可以有助于控制干燥器容纳器的内表面的温度,并且可以用于在门处产生局部不同的区,特别是为了防止冷凝。
一个或多个进入加热子***可包括一个或多个输送器加热元件,用于加热将草本材料供应到干燥器容纳器的内部空间中的入口输送器,或用于加热从干燥器容纳器的内部空间移除草本材料的出口输送器。加热入口传送器或出口传送器可以防止在相应的传送器处形成较低温度点。此外,在加热入口传送器的情况下,草本材料在进入干燥接纳容纳器的内部空间之前或同时在入口传送器处被预热。草本材料也可以在进入干燥器容纳器的内部空间之前和同时在入口传送器处被预热。加热入口传送器可以防止在引入新的草本材料时干燥器容纳器的内部空间内的温度降低。在加热出口传送器的情况下,草本材料可在出口传送器处经受最终加热以移除残余水分。
加热子***可以包括收集器加热子***。收集器加热子***可以包括一个或多个收集器加热元件,用于加热设置在干燥器容纳器的内部空间内的收集器,以收集草本材料。
干燥器还可以包括确定与相应加热子***相对应的温度的传感器。根据一个实施方案,一个传感器对应于一个加热子***,并且确定对应于所述一个加热子***的温度,所述温度可以是由所述加热子***加热的温度区中的温度。替代地,传感器可向多于一个加热子***提供控制反馈值,并可确定对应于多于一个加热子***的温度,所述温度可以是由对应的加热子***加热的温度区中的温度。传感器可以包括一个或多个温度传感器。传感器还可以包括一个或多个蒸汽传感器。特别地,当用过热蒸汽加热时,当确定干燥器容纳器中的温度时,可以使用一个或多个蒸汽传感器。
控制器可以被配置成基于来自传感器的输出来控制加热子***。特别地,控制器可以被配置成基于来自对应的温度传感器的输出来控制每个加热子***或每组加热子***。
控制器可以被配置成基于用于不同加热子***的不同温度目标值来控制加热子***。这允许建立具有不同温度的不同温度区以优化干燥过程。优选地,加热子***的温度目标值可以由用户设定或选择。
优选地,加热***信息被无线地输送到控制器。来自加热子***的数据可以无线地传输到控制器。特别地,来自传感器的测量数据可以无线地传输到控制器。另外地或替代地,控制器可被配置成将指令或数据或指令和数据无线地传输到加热子***。
根据一个实施方案,加热子***沿着旋转轴线一个接一个地布置。这允许例如沿旋转轴线建立不同的温度区或不同的温度控制区。
本发明还提供了一种如下所述的干燥草本材料的方法。所述方法的特征可以与上述干燥器、方法或用途中的任一者组合。所述方法包括控制用于加热干燥器容纳器中的草本材料的加热元件。独立地控制不同的加热元件或加热元件组。
优选地,根据不同的温度目标值来控制不同的加热元件或加热元件组。
根据一个实施方案,在干燥器容纳器的一侧(在该侧处,草本材料被供应到干燥器容纳器)处设置的加热元件的温度目标值高于在干燥器容纳器的一侧(在该侧处,草本材料被从干燥器容纳器移除)处的温度目标值。由于在草本材料进入干燥器容纳器的一侧处的较高温度,进入干燥器容纳器的相对湿的草本材料经受相对高的温度,使得水分含量快速降低。由于草本材料通常在干燥器容纳器的其中草本材料从干燥器容纳器中抽出的一侧处较干燥,因此由于高温而损坏或烧毁草本材料的危险在干燥器容纳器的该侧处较高。由于在从干燥器容纳器中移除草本材料的一侧处的较低的温度目标值,防止了草本材料的损坏或降低了损坏草本材料的风险。
替代地,在干燥器容纳器的一侧(在该侧处,草本材料被供应到干燥器容纳器)处设置的加热元件的温度目标值低于在干燥器容纳器的一侧(在该侧处,草本材料被从干燥器容纳器移除)处的温度目标值。这允许在进入干燥器容纳器时轻轻地加热草本材料,以避免破坏有香味的组分,特别是挥发物,例如有味道的组分或油的损失。当草本材料的水分减少并且草本材料已经前进到干燥器容纳器的将草本材料从干燥器容纳器中移除的一侧时,较高的温度可以移除残余水分。
本发明还提供了加热元件的用途,用于在接纳待干燥的草本材料的干燥器容纳器的内部空间中产生温度分布特征。优选地,温度分布特征沿着干燥器容纳器的旋转轴线延伸。温度分布特征可以包括温度梯度。
本公开涉及用于干燥草本材料的干燥器、用于干燥草本材料的方法以及以及用途。结合这些方面中的任何一个所呈现的特征、优点和解释也适用于其它方面中的任何一个,可以与其它方面中的任何一个组合,并且可以被转移到其它方面中的任何一个。
附图说明
下面,通过参考附图描述本发明的实施方案来进一步描述本发明。
图1示出了根据本发明的实施方案的用于干燥草本材料的干燥器的示意性透视图;
图2示出了根据本发明实施方案的干燥器的示意性剖视图,其中剖面平行于干燥器容纳器的旋转轴线;
图3A是根据本发明实施方案的示意性剖视图,示出了干燥器容纳器的内表面和在垂直于干燥器容纳器旋转轴线的剖面中从干燥器容纳器的内表面延伸的叶片;
图3B是根据本发明的一个替代实施方案的示意性剖视图,示出了干燥器容纳器的内表面和在垂直于干燥器容纳器的旋转轴线的剖面中从干燥器容纳器的内表面延伸的叶片;
图4是根据本发明实施方案的通道形收集器和输送管的一部分的示意性透视图;
图5是当门闭合时,从干燥器容纳器的内部观察的根据本发明实施方案的干燥器容纳器的门的内表面的示意图;并且
图6是示意性地示出根据本发明实施方案的干燥器的控制方案的框图,特别是关于干燥器的加热***的控制方案的框图。
具体实施方式
图1示出了用于干燥草本材料、特别是烟草材料的旋转干燥器1的示意性局部视图。旋转干燥器1包括干燥器容纳器3,其具有用于接纳草本材料的内部空间5。干燥器容纳器3可以围绕干燥器容纳器3的旋转轴线10旋转。干燥器容纳器3包括沿着旋转轴线10从主体7的第一侧9(根据本实施方案的入口侧)延伸到主体7的第二侧11(根据本实施方案的出口侧)的主体7。在所示的实施方案中,干燥器容纳器3的主体7是大致圆柱形的。然而,也可以想到主体7的其它形状,例如棱柱形。干燥器容纳器3还包括设置在主体7的第一侧9处的第一门13。此外,干燥器容纳器3包括设置在主体7的第二侧11处的第二门15。门13、15可以打开以进入干燥器容纳器3的内部空间5,用于维护或装载。当闭合时,门13、15与干燥器容纳器3的主体7一起提供基本上气密的密封。基本上气密的密封允许对流入和流出干燥器容纳器3的内部空间5的气体进行控制。例如,可以控制干燥器容纳器3的内部空间5中的氧含量。根据一个实施方案,在干燥器容纳器3的内部空间5中存在过压,以避免环境大气以不受控制的方式进入干燥器容纳器3的内部空间5。当干燥器容纳器3旋转时,主体7和门13、15一起旋转。
在一些实施方案中,草本材料可以通过打开的门13、15被手动地或自动地装载到干燥器容纳器3中或从其中移除。然而,在所示的实施方案中,当门13、15闭合时,草本材料被装载到干燥器容纳器3的内部空间5中并从其中抽出。在第一门13处设置有入口***17,以将草本材料供给到干燥器容纳器3中。入口***17包括延伸穿过门13中的中心开口的入口管道19。入口管道19是固定的,并且不与干燥器容纳器3一起旋转。入口管道19经由基本上气密的旋转分离密封件21连接到第一门13。将被供应到干燥器容纳器3的内部空间5的草本材料被供应到入口***17的入口23。如图2所示,入口传送器25设置在入口管道19内。在所示的实施方案中,入口传送器25包括传送器螺杆,该传送器螺杆通过驱动组件27围绕与干燥器容纳器3的旋转轴线10平行且同轴的旋转轴线旋转。替代地,入口传送器25可包括用于将草本材料供给到干燥器容纳器3的内部空间5中的旋转螺旋件。作为另一个替代方案,入口传送器25可以包括刮刀,该刮刀被配置成来回移动以用于将草本材料供给到干燥器容纳器3的内部空间5中。如果入口传送器25包括例如传送器螺杆、或旋转螺旋件、或刮刀,则入口传送器25包括主动传送***。然而,入口传送器25可以替代地被配置成被动传送***。特别地,入口传送器25可以包括用于将草本材料供给到干燥器容纳器3的内部空间5中的斜槽。入口传送器25可以被配置成将草本材料供给到干燥器容纳器3的内部空间5中,而不使用任何主动驱动的部件。入口传送器25将供应到入口***17的入口23的草本材料传送到干燥器容纳器3的内部空间5中。
类似地,出口***29设置在第二门15处,以从干燥器容纳器3的内部空间5抽出草本材料。出口***29包括延伸穿过门15中的中心开口的出口管道31。出口管道31是固定的,不与干燥器容纳器3一起旋转,出口管道31通过基本上气密的旋转分离密封件33连接到第二门15。如图2所示,出口传送器37设置在出口管道31内。出口传送器37包括传送器螺杆,该传送器螺杆通过驱动组件39围绕与干燥器容纳器3的旋转轴线10平行且同轴的旋转轴线旋转。替代地,出口传送器37可包括用于从干燥器容纳器3的内部空间5移除草本材料的旋转螺旋件。作为另一个替代方案,出口传送器37可以包括刮刀,该刮刀被配置成来回移动以便从干燥器容纳器3的内部空间5移除草本材料。如果出口传送器37包括例如传送器螺杆、或旋转螺旋件、或刮刀,则出口传送器37包括主动传送***。然而,出口传送器37也可以被配置成被动传送***。特别地,出口传送器37可以包括用于从干燥器容纳器3的内部空间5移除草本材料的斜槽。出口传送器37可以被配置成在不使用任何主动驱动部件的情况下从干燥器容纳器3的内部空间5移除草本材料。出口传送器37将草本材料从干燥器容纳器的内部空间5传送到出口***29的出口35。
如图2所示,干燥器容纳器3可以安装在倾斜装置41上,用于调节干燥器容纳器3相对于水平面的倾斜角度。在图2中,干燥器容纳器3处于水平位置,这意味着倾斜角度为零。倾斜装置41包括承载干燥器容纳器3的臂43。臂43可以通过铰链45和液压缸47倾斜,从而通过相对于出口侧11升高干燥器容纳器3的入口侧9来倾斜干燥器容纳器3。倾斜装置41可以被配置成建立例如在0度与90度之间、或在0度与60度之间、或在0度与45度之间、或在0度与30度之间、或在0度与15度之间、或在0度与10度之间的倾斜角度。
干燥器1可以以两种不同的操作模式操作。在分批模式中,首先将草本材料的装料装载到干燥器容纳器3中,然后在干燥器容纳器3中干燥,然后从干燥器容纳器3中移出。在干燥期间,入口传送器25和出口传送器37可以旋转以将入口侧9和出口侧11处的材料推回到内部空间5中。
详细地,在分批模式中,待干燥的草本材料可以经由入口***17被引入干燥器容纳器3的内部空间5中,同时干燥器容纳器3的入口侧9相对于出口侧11被升高。优选地,干燥器容纳器3在引入草本材料期间旋转。当所有材料已经被装载到干燥器容纳器3的内部空间5中时,倾斜装置41降低干燥器容纳器3的入口侧9,直到干燥器容纳器3水平对齐。然后,在干燥器容纳器3旋转的同时,材料被处理期望的时间量。在此期间,入口传送器25和出口传送器37可以旋转以将入口侧9和出口侧11处的材料推回到内部空间5中。在经过所期望的时间之后,干燥器容纳器3的入口侧9再次相对于出口侧11被升高,并且出口传送器37的旋转方向被反转,从而出口传送器37将草本材料传送到出口35。在该过程中,干燥器容纳器3仍然可以旋转。
根据连续模式,草本材料被连续地引入干燥器容纳器3的内部空间5中并且从干燥器容纳器3的内部空间5中被连续地抽出。入口传送器25可以连续旋转以将草本材料从入口23供应到干燥器容纳器3的内部空间5,而出口传送器37连续旋转以将草本材料从干燥器容纳器3的内部空间5移出到出口35。草本材料在干燥器容纳器3的内部空间5中的停留时间可以通过经由倾斜装置41适当地设定干燥器容纳器3的倾斜度来调节。另外地或替代地,干燥器容纳器3的转速可以被调节。
如上所述,干燥器容纳器3被设置成是基本上气密的。优选地,在干燥器容纳器3中的草本材料的干燥在特定的大气条件下进行。这允许对过程进行更好的控制。此外,通过控制干燥器容纳器3中的气氛,可以提高高质量干燥产品的产量。干燥过程可以在干燥器容纳器3中在惰性气体气氛下进行。干燥器容纳器3的内部空间5中的惰性气体可以降低着火的风险。特别地,当处理烟草材料时,在氮气气氛下进行干燥过程可能是有益的。氮气特别可以用作惰性气体。此外,可以使用其它惰性气体或包含惰性气体的气体混合物。特别地,干燥器容纳器3中的气氛可以包含惰性气体。例如,氮气或其它气体或气体混合物可以经由气体入口62被提供到干燥器容纳器3。在图2中,气体入口62作为示例示出在第一门13处。来自干燥器容纳器3的内部空间5的气体可以通过气体出口80抽出。在图2中,气体出口80作为示例示出在出口***29的出口管道31处。干燥过程也可以在真空下进行。
可以处理在干燥草本材料期间在干燥器容纳器3中蒸发的挥发物。这样的挥发物可以例如包括在干燥草本材料期间,特别是在干燥烟草材料期间蒸发的风味化合物。挥发物可以例如携带从草本材料提取的香料。挥发物例如可以包括芳香物质或油。挥发物可以包括例如生物碱,例如烟碱。挥发物还可以包含吡嗪,例如:2-甲基吡嗪;2,5-二甲基吡嗪;2,6-二甲基吡嗪;2-乙基吡嗪;2,3-二甲基吡嗪;2-乙基-5-甲基吡嗪;2-乙基-6-甲基吡嗪;2,3,5-三甲基吡嗪;四甲基吡嗪;2-乙基-3,6-二甲基吡嗪;或2-乙基-3,5-二甲基吡嗪。挥发物的其它实例包括β-紫罗酮;β-大马酮;或乙酸。
为了提高干燥效率和所得产品的质量,干燥器容纳器3内的草本材料可以在干燥期间被搅动。这可以通过从干燥器容纳器3的内表面51延伸到干燥器容纳器3的内部空间5中的叶片49来实现。根据第一示例性实施方案的各叶片49在图3A中示出,其示出了干燥器容纳器3的内表面51和叶片49的剖视图,该剖视图具有垂直于干燥器容纳器3的旋转轴线10的剖面。图3B示出了根据第二示例性实施方案的对应视图。在图3A所示的第一实施方案中,叶片49具有平行六面体形状。根据图3B所示的第二实施方案的叶片49具有弯曲形状。
根据两个实施方案,叶片49在剖面垂直于干燥器容纳器3的旋转轴线10的横截面中相对于径向方向倾斜,该径向方向相对于旋转轴线10是径向的。叶片49相对于径向方向的倾斜角度在图中被示为角度20。为了限定该角度,附图示出了在横截面视图中将干燥器容纳器3的旋转轴线10与叶片49的基部部分的中心点连接的半径线30,该基部部分是叶片49的在叶片49与干燥器容纳器3的内表面51相遇处的部分。此外,附图示出了延长线40,其是连接叶片49的基部部分的中心点和叶片49的远端部部分的中心点的线,叶片的远端部部分是最远地到达干燥器容纳器3的内部空间5的部分中。
在所示的实施方案中,叶片49之间的角度20和径向方向对于每个叶片49是相同的。优选地,角度20小于30度。特别地,角度20可以在5度和25度之间,或者更优选地在5度和15度之间。
图3A和3B中的箭头示出干燥器容纳器3的旋转方向。如图所示,叶片49的倾斜使得在垂直于干燥器容纳器3的旋转轴线10的剖面中,叶片49与干燥器容纳器3之一的内表面51之间的角度在沿着干燥器容纳器3的旋转方向测量时的值大于在逆着干燥器容纳器3的旋转方向测量时的值。在两种情况下,角度都是从相应的叶片49开始测量并在干燥器容纳器3的内表面51处结束。在沿着干燥器容纳器3的旋转方向上测量的较大的角度在图中以角度50表示,而在逆着干燥器容纳器3的旋转方向测量的较小的角度以60表示。角度50和60再次参照叶片49的延伸线40限定。通常,在干燥器容纳器3的内表面51的非线性部分的情况下,角度50和60可参照在相应叶片49的基部部分的中心处干燥器容纳器3的内表面51的切线来测量。
从图3A和3B可以理解,当干燥器容纳器3绕旋转轴线10沿干燥器容纳器3的旋转方向旋转时,叶片49的接合表面53将接合接纳在干燥器容纳器3中的草本材料。叶片49的倾斜使得叶片49能够更好地与草本材料接合。此外,由于叶片49的倾斜,在叶片49和干燥器容纳器3的内表面51之间形成凹穴55。在干燥器容纳器3旋转时,凹处55可以暂时接纳草本材料。由于叶片49的倾斜,草本材料在凹穴55中的保持时间增加,从而增加干燥器容纳器3中的总体搅动。此外,如果叶片49被加热(参见下面的描述),倾斜叶片49和草本材料之间增加的接触时间增加了加热效率。
由于图3B所示的叶片49沿叶片49的倾斜方向弯曲,因此叶片49可以拾取大量的草本材料。叶片49的弯曲部还可以增加叶片49和草本材料之间的接触时间,因为弯曲的叶片49可以在干燥器容纳器3的旋转期间使草本材料比直的叶片更晚地滑动。
优选地,两个相邻叶片49之间相对于旋转轴线10的弓距等于或大于叶片49的高度尺寸。这可以确保相邻叶片49不会太强烈地干扰叶片49拾取草本材料。
如图2和5所示,在出口侧11,在干燥器容纳器3的内部空间5中设置收集器57。在所示的实施方案中,收集器57与出口***29的出口管道31一体形成。然而,收集器57和出口管道31不是必须一体形成的。例如,收集器57可以固定到出口管道31或干燥器1的另一结构。收集器56是固定的,并且不与干燥器容纳器3一起旋转。图4示出收集器57和出口管道31的示意性透视图。收集器57是通道形的并且在其上部部分中是开口的。收集器57具有至少两个在不同方向上延伸的区段。收集器57可以例如为基本上U形的或基本上V形的或基本上U/V形的。特别地,收集器57可以具有形成收集器57的底部的中心区段59和从中心区段59的相对端部向上延伸的两个侧区段61。侧区段61之间的距离可以在远离中心区段59的方向(向上方向)上增加。当干燥器容纳器3围绕其旋转轴线10旋转时,干燥器容纳器3内的草本材料被搅动。在干燥器容纳器3的旋转过程中,草本材料可以进入收集器57。特别地,草本材料可以被叶片49搅动和拾取,并且借由重力落入收集器57中。收集器57的侧区段61沿向上方向的发散导致漏斗效应,该漏斗效应使由于重力而落下的草本材料灌向收集器57的中心区段59。
收集器57构成简单且有效的收集干燥器容纳器的内部空间5中的草本材料的方式。特别地,收集器57可以由限定中心区段59和侧区段61的弯曲板构成或包括该弯曲板。
根据所示的实施方案,限定收集器57的顶部开口的收集器57的上边沿的至少一部分向下倾斜。特别地,收集器57的侧区段61的上边沿可以向下倾斜。从上方落到倾斜边沿上的草本材料可滑下倾斜边沿,而不是留在边沿或粘附到边沿。
图5示出了从干燥器容纳器3内部观察的第二门15的内表面上的视图。如图所示,干燥器容纳器3的旋转轴线10在收集器57内延伸。特别地,收集器57平行于干燥器容纳器3的旋转轴线10延伸。出口传送器37延伸通过出口导管31而进入收集器57,以将收集在收集器57中的草本材料朝向出口35传送。
在所示的实施方案中,收集器57相对于由旋转轴线10和竖直方向限定的平面是不对称的。收集器57的非对称形状可有利于在干燥器容纳器3的旋转期间收集草本材料。特别地,收集器57的侧区段61中的一个可以比收集器57的另一个侧区段61长。较短的侧区段61可有利于草本材料进入收集器57。较长的侧区段61可有助于将草本材料保持在收集器57中。优选地,干燥器容纳器3旋转,使得相对于干燥器容纳器3的旋转方向,较短侧区段61位于较长侧区段61的下游。
收集器57还可以以其它方式相对于由旋转轴线10限定的平面和竖直方向不对称。例如,收集器57的侧区段61的形状或尺寸或者形状和尺寸可以彼此不同。而且,收集器57的侧区段61的取向可以彼此不同。替代地,收集器57可以相对于由旋转轴线10和竖直方向限定的平面对称。
如图2所示,提供了具有两个喷嘴61的液体分散组件。喷嘴61分别设置在入口传送器25的传送器螺杆的端部处和出口传送器37的传送器螺杆的端部处。在相应传送器螺杆的内部,设置有用于向喷嘴61供给液体的通道63。喷嘴61被配置成在干燥器容纳器3的内部空间5内喷射液体。在干燥草本材料期间,可以通过喷嘴61喷射用于处理草本材料的液体。此外,当在使用之间清洁干燥器容纳器3时,清洁液体可以由喷嘴61喷射。当喷嘴61旋转时,它们甚至可以到达通常难以到达以进行清洁的点。喷嘴61可以被设置为与相应的传送器螺杆一起旋转。替代地,喷嘴61可与传送器螺杆分离。例如,喷嘴61可以通过从喷嘴61喷出的液体而旋转。
为了便于干燥草本材料,干燥器1包括加热***65。加热***65包括多个加热元件,其可包括壁加热元件67、叶片加热元件69、门加热元件71、传送器加热元件73和一个或多个收集器加热元件74。壁加热元件67可以结合到干燥器容纳器3的主体7的圆周壁中。叶片加热元件69可以结合到在干燥器容纳器3的内部空间5内部突出的叶片49中。门加热元件71可以结合到干燥器容纳器3的第一门13和第二门15中。传送器加热元件73可结合到入口传送器25和出口传送器37中。收集器加热元件74可以结合到收集器57中。壁加热元件67、叶片加热元件69和门加热元件71在图2中示出。为了清楚起见,图2中未示出传送器加热元件73和收集器加热元件74。例如,传送加热元件73可以结合到入口传送器25的传送器螺杆中。替代地或另外地,传送器加热元件73例如可以被结合到出口传送器37中。传送器加热元件73也可以结合到入口管19中。替代地或另外地,传送器加热元件73也可以结合到出口管31中。
第一门13和第二门15以及入口传送器25和出口传送器37是进入组件的提供进入干燥器容纳器3的内部空间5的入口的一部分。通过门加热元件71和传送器加热元件73加热这种进入组件有助于在干燥器容纳器3中保持一定的温度水平。如果只有壁加热元件67和叶片加热元件69,则进入组件的部件,例如门13、15或传送器25、37可以提供用于形成较低温度点的空间。在较低温度点处,在干燥器容纳器3中的草本材料的干燥期间产生的气态材料可能冷凝,这可能不利地影响干燥效率和干燥材料的质量。
当搅动草本材料时,由于叶片49与大量草本材料直接接触,所以利用结合在叶片49中的叶片加热元件69加热叶片49是非常有效的。此外,由于叶片49倾斜,草本材料和叶片49之间的接触持续时间增加。这可以提高加热效率。
在草本材料离开干燥器容纳器3的内部空间5之前,利用收集器加热元件74加热收集器57可以有助于移除残留水分。
图6所示的框图示出了加热***65的控制方案。加热元件67、69、71、73、74被分组成加热子***75,它们彼此独立地由控制器78控制。
根据所示的实施方案,提供了五个不同的主体加热子***75a。每个主体加热子***75a包括多个壁加热元件67和多个叶片加热元件69。一种替代方案是提供单独控制的壁加热子组件和叶片加热子组件,而不是提供包括壁加热元件67和叶片加热元件69的主体加热子组件75a。如图2所示,沿着干燥器容纳器3的旋转轴线10的延伸方向,有五列壁加热元件67和五列叶片加热元件69。这些对应于五个主体加热子***75a。这意味着,根据所示的实施方案,通过限定沿着平行于干燥器容纳器3的旋转方向A的方向一个位于另一个后面的加热元件组67、69,壁加热元件67和叶片加热元件69被分组为主体加热子组件75a。通过控制器78对主体加热子组件75a的独立控制允许沿着干燥器容纳器3的旋转轴线10的延伸方向建立独立控制的加热区。
根据所示的实施方案,加热***65还包括两个门加热子组件75b。每个门加热分组件75b包括结合到第一门13和第二门15中的相应一个中的门加热元件71。通过控制器78对两个门加热子组件75b的独立控制允许例如将第一门13和第二门15加热到不同的温度。而且,第一门13和第二门15可以被加热到相同的目标温度,但是具有不同的反馈控制参数。
此外,根据所示的实施方案,加热***65包括两个输送器加热子***75c。输送加热子***75c可包括入口传送器25和出口传送器37中的对应一个的传送器加热元件73。
此外,根据所示的实施方案,加热***65包括收集器加热子***75d。收集器加热子***75d可以包括一个或多个收集器加热元件74。
图6示意性地示出了分布在干燥器1的适当位置处的温度传感器77,以测量对应于相应加热子***75的温度。图6示出了十个温度传感器77,每个加热子***75一个温度传感器。温度传感器77设置有无线传输装置79,其将各个温度传感器值无线传输到控制器78。替代地,在温度传感器77和控制器78之间可以存在有线连接。控制器78基于对应的温度传感器77的输出来控制每个加热子***75。在所示的实施方案中,基于来自相应温度传感器77的感测值,加热子***75全部彼此独立地控制。然而,也可以想到将加热子***75中的一些或全部分组以一起被控制或至少基于同一温度传感器77的输出被控制。
具有独立控制的加热子组件75在干燥草本材料期间提供了对干燥器容纳器3中的温度分布的高度控制。因此,干燥过程可以精确地控制和调节,以获得高质量产品。根据待处理的草本材料和待获得的产品的期望特性,可以想到操作加热子***75的不同原理。例如,主体加热子组件75a可以被控制以在干燥器容纳器3的内部空间5中沿着干燥器容纳器3的旋转轴线10的延伸方向提供温度梯度。这例如可以通过使用不同的温度目标值来控制不同的主体加热子组件75a而实现。例如,温度梯度可以使得温度在干燥器容纳器3的入口侧9处较高,而在干燥器容纳器3的出口侧11处较低。替代地,可以建立温度梯度,使得温度在干燥器容纳器3的入口侧9处较低,而在干燥器容纳器3的出口侧11处较高。入口侧和出口侧9之间的相应温度差可以是例如至少10摄氏度、至少20摄氏度、至少30摄氏度、至少50摄氏度、至少100摄氏度或大于100摄氏度。
还可以想到的是,对于所有主体加热分组件75a使用相同的温度目标值,但是对于相应的主体加热分组件75a使用来自不同温度传感器77的感测值,以用于适应于主体加热分组件75a的特性(例如热容量)的独立控制,从而在干燥器容纳器3的整个纵向方向上实现高度均匀的温度。
门加热子组件75b和传送器加热子组件75c优选地被控制以分别在门13、15或入口传送器25和出口传送器37处保持至少预定的最低温度,该预定的最低温度也被称为最低进入组件温度。可以选择最低进入组件温度,使得防止在进入组件处,特别是在门13、15或传送器25、37处形成较低温度点。防止较低温度点可以防止在干燥草本材料期间在这样的点处产生的气态材料的冷凝。
门加热子组件75b优选地基于第一门13和第二门15的不同温度目标值而被控制。这特别地可以与通过适当控制主体加热子组件75a而建立的温度梯度相结合地完成。
各个加热子***75的温度目标值可以由用户通过输入装置81输入。替代地或另外地,用于相应加热子***75的温度目标值可以存储在存储装置83中。
图6还示出了可选的压力传感器82。压力传感器82可以被配置成确定干燥器容纳器3的内部空间5中的压力。如果过热蒸汽用于加热干燥器容纳器3的内部空间5,则干燥器容纳器的内部空间5内的温度可以根据确定的压力推断。由压力传感器82确定的压力可以无线地传输到控制器78,并且用于控制一个或多个加热子组件75。
在图6中,每个加热子***75包括由控制器78控制的致动器85,以适当地致动相应的加热元件67、69、71、73、74。致动器例如可以包括用于向电阻加热元件供应电力的电路或者用于向加热元件提供适当加热的流体的泵或阀,所述加热元件被配置成加热流体管线。
此外,控制器78可以被配置用于控制驱动装置90,以使干燥器容纳器3围绕旋转轴线10旋转。优选地,控制器78被配置成控制驱动装置90,以仅在一个旋转方向上旋转干燥器容纳器3。然而,控制器78还可以被配置成控制驱动装置90以改变干燥器容纳器3的旋转方向。特别地,干燥器容纳器3的旋转方向可以每隔一段时间改变,以改善草本材料在干燥器容纳器3内的分布。控制器78也可以控制倾斜装置41的液压缸47。

Claims (19)

1.一种用于干燥草本材料的旋转干燥器,包括:
干燥器容纳器,所述干燥器容纳器具有用于接纳草本材料的内部空间;
驱动装置,所述驱动装置用于使所述干燥器容纳器围绕所述干燥器容纳器的旋转轴线旋转;以及
通道形收集器,所述通道形收集器在其上部部分中至少部分地开口,并且设置在所述干燥器容纳器的所述内部空间中,用于收集干燥的草本材料,
其中所述通道形收集器在所述干燥器容纳器的旋转期间是固定的;并且
其中所述通道形收集器相对于由所述干燥器容纳器的所述旋转轴线和竖直方向限定的平面是不对称的。
2.根据权利要求1所述的旋转干燥器,其中所述通道形收集器至少基本上平行于所述旋转轴线延伸。
3.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,其中所述干燥器容纳器的所述旋转轴线在所述通道形收集器内延伸。
4.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,其中所述通道形收集器相对于所述旋转轴线的延伸方向位于所述干燥器容纳器的端部部分处。
5.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,其中所述通道形收集器设置在所述干燥器容纳器的门处。
6.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,其中所述通道形收集器的横截面具有在不同方向上延伸的两个区段,其中所述两个区段之间的距离在向上方向上增加。
7.根据权利要求6所述的旋转干燥器,其中所述两个区段中的一个区段比另一个区段短。
8.根据权利要求7所述的旋转干燥器,其中所述两个区段中的较短区段的长度为所述两个区段中的较长区段的长度的至少60%,或所述两个区段中的较短区段的长度为所述两个区段中的较长区段的长度的至少70%。
9.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,还包括出口传送器,所述出口传送器被配置成从所述干燥器容纳器的所述内部空间移除收集在所述通道形收集器中的干燥的草本材料。
10.根据权利要求9所述的旋转干燥器,其中所述出口传送器包括在所述通道形收集器中延伸并且延伸出所述干燥器容纳器的传送器。
11.根据权利要求10所述的旋转干燥器,其中在所述传送器处设置有用于喷射流体的喷嘴,所述喷嘴到达所述干燥器容纳器的所述内部空间中。
12.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,其中所述通道形收集器在垂直于所述旋转轴线的方向上的尺寸小于所述干燥器容纳器的所述内部空间在垂直于所述旋转轴线的方向上的尺寸的一半。
13.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,还包括收集器加热元件,所述收集器加热元件被配置成加热所述通道形收集器。
14.根据权利要求1或2所述的旋转干燥器,其中所述干燥器容纳器被配置成围绕所述通道形收集器旋转。
15.根据权利要求11所述的旋转干燥器,其中所述喷嘴越过所述通道形收集器而到达所述干燥器容纳器的所述内部空间中。
16.一种干燥草本材料的方法,包括以下步骤:
-使接纳所述草本材料的干燥器容纳器围绕所述干燥器容纳器的旋转轴线旋转;以及
-将所述干燥器容纳器中的干燥的草本材料收集在收集器中,所述收集器包括部分地围绕旋转轴线的板,
其中所述收集器与所述干燥器容纳器的旋转分离;并且
其中所述收集器相对于由所述干燥器容纳器的所述旋转轴线和竖直方向限定的平面是不对称的。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述干燥器容纳器围绕所述收集器旋转。
18.一种弯曲板的用途,所述弯曲板用于在位于干燥器容纳器中的草本材料的干燥过程期间收集所述草本材料,所述干燥器容纳器围绕所述干燥器容纳器的旋转轴线旋转,其中所述弯曲板在所述干燥器容纳器的旋转期间是固定的,并且所述弯曲板相对于由所述干燥器容纳器的所述旋转轴线和竖直方向限定的平面是不对称的。
19.根据权利要求18所述的用途,其中所述干燥器容纳器围绕所述弯曲板旋转。
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