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Verfahren und Vorrichtung zum Expandieren von Tabakblättern
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Expandieren von Tabakblättern
unter Verwendung eines unter hohem Druck stehenden Gases sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
unter hohem Druck stehendes Gas durch einen venturidüsenartigen Durchlaß geleitet
wird, bevor es in ein U-förmiges Expandierrohr eintritt, so daß zerkleinerte Tabakblätter
aufgrund der durch die Venturianordnung bedingten Saugkraft geräuschlos transportiert
und gefördert werden.
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Ein Verfahren, bei dem zerkleinerte Mittelrippen enthaltende Tabakblätter
durch Einblasen von Hochdruckdampf mit hoher Temperatur in einem Expandierrohr einer
Expandier- oder Quellbehandlung unterzogen werden, ist aus der Korea-PS 1620/1981
bereits bekannt.
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Im Rahmen dieses Verfahrens wird ein in den Einlaß eines Expandierrohrs
mündender Trichter vorgesehen, der konstruktiv so beschaffen ist, daß beim Einleiten
zerkleinerter Tabakstengel und nachfolgendem Einblasen von Dampf über eine am Eingang
dieses Expandierrohrs angeordnete Dampfeinblasvorrichtung durch die anstehende hohe
Düsen- oder Strahlwirkung die aus dem Trichter kommenden zerkleinerten Tabakstengel
beim Einblasen in das
Expandierrohr aufquellen können.Zwar ist die
Expandierung der solcherart in das Expandierrohr eingeblasenen zerkleinerten Tabakstengel
ohne weiteres mit jeder gewünschten Geschwindigkeit bzw. Durchsatzmenge möglich,
doch gibt es beim Einblasen derselben in das Expandierrohr gewisse Probleme.
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Sollen also im Rahmen des vorbeschriebenen Verfahrens zerkleinerte
Tabakstengel in den Trichter eingebracht werden, so muß zur Uberführung des in einer
Schneidemaschine geschnittenen Tabaks in den Trichter neben diesem eine angetriebene
Vorrichtung, wie beispielsweise ein Ubergabeförderer, eine Ubergabeschnecke oder
ein Rüttler, installiert werden, so daß durch diesen Umstand bedingt gewisse wirtschaftliche
Nachteile entstehen, wie eine Komplizierung der Einrichtungen, ein großer Raum-
und Flächenbedarf und erhöhte Investitionskosten. Als weitaus wesentlicher Nachteil
ergibt sich, daß beim Einblasen zerkleinerter Tabakstengel aus dem Trichter in das
Expandierrohr durch den Dampfstrahl so hohe Geräusche entstehen, daß eine Bedienung
der Anlage bzw.
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Arbeiten an dieser ohne geräuschdämpfende Maßnahmen nicht möglich
sind.
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Als weiterer Nachteil des mit einem deratigen U-förmigen Expandierrohr
arbeitenden Expandierverfahrens ist die Tatsache anzusehen, daß infolge des Vorhaltens
einer hohen Temperatur durch den Einsatz heißen Hochdruckdampfes sich ein klebriges
Pulver auf den Innenwandungen des Expandierrohrs niederschlägt mit dem Resultat,
daß der betriebliche Ablauf oft gestört und unterbrochen wird.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung eines Verfahrens
zur Expandierung von Tabakstengeln (Tabakstielen)
sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens mit dem Ziel, zerkleinerte Tabakstengel einfach
und störungsfrei sowie ohne Anordnung von Fördermitteln oder sonstiger angetriebener
Einrichtungen in das Expandierrohr zu überführen und gleichzeitig durch Einblasen
in dasselbe zu expandieren, ohne daß hierdurch Geräusche entstehen und ohne daß
eine Ablagerung von klebrigem Pulver bzw. von klebrigen Tabakteilchen auf den Wandungen
des Expandierrohrs erfolgt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein venturiartiger
Durchgang an einem Ende des Expandierrohrs für die Zuführung von Hochdruckgas über
diesen hinweg in das Rohr vorgesehen. Hierbei ist es erforderlich, daß zur Vermeidung
von Geräuschen durch den Hochdruckstrahl das Expandierrohr sowie die Leitung zur
Zuführung geschnittener und gerollter Stengel miteinander verbunden sind, und zwar
unter hermetischer Abdichtung gegen die Außenumgebung.
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Gelangt erfindungsgemäß das aus einer Hochdruck-Gasversorgungsleitung
kommende Hochdruckgas, insbesondere unter hohem Druck stehende Luft oder Hochdruckdampf,
durch einen venturiartigen Kanal, so wird dieses immer weiter beschleunigt, so daß
im Bereich der Gaszuführungs-Rohrdüse außerhalb dieses Kanals immer Niederdruck
ansteht und dementsprechend die geschnittenen und gerollten Stengel über die Zuführleitung
in das Expandierrohr eingesaugt werden. Die durch die Divergenz des Hochdruckgases
erzeugten Geräusche werden in die Zuführleitung übertragen, wobei die außerhalb
anstehenden Geräusche infolge Absorption durch die in die Zuführleitung eingebrachten
Tabakstengel weitgehend reduziert werden.
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Die Erfindung soll nunmehr in ihren Einzelheiten mit Bezug auf die
Figuren 1 und 2 der beiliegenden Zeichnung beschrieben werden, wobei: Fig. 1 eine
schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und Fig. 2 einen
Querschnitt des wesentlichen Teils der Vorrichtung gemäß Fig. 1 darstellen.
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Die Vorrichtung umfaßt ein Expandierrohr 1, dessen eines Ende mit
einem Zyklon 2 zur Abscheidung von Wasserdampf und dessen anderes Ende mit einem
Verbindungsrohr 3 mit einem düsenartigen Durchlaß A verbunden ist. Dieses Verbindungsrohr
3 kann aus Metall hergestellt sein, sollte jedoch möglichst aus solchen Werkstoffen
bestehen, die eine hohe Festigkeit aufweisen und schalldämpfend wirken. Verbindungsrohr
3 und Expandierrohr 1 werden durchmessergleich miteinander verbunden, doch ist im
Innern eines dieser Rohre nahe der Verbindungsstelle ein Vorsprung 4 vorgesehen,
der einen venturidüsenartigen Durchlaß A bildet, während in Richtung auf das andere
Ende des Verbindungsrohrs 3 oberhalb dieses Vorsprungs Lt eine Aufweitung 5 ausgebildet
ist, die an ihrem Ende mit einer Verschlußplatte 6 abgeschlossen ist.
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In der Verschlußplatte 6 mündet das obere Ende eines gebogenen Zuführrohrs
7 zur Zuführung geschnittener Tabakstengel, dessen unteres Ende in Verbindung mit
einem Zuteiler für geschnittene und gerollte Stengel steht, der als einer Tabakstengel-Schneidemaschine
8 zugeordnete Zuteilvorrichtung 8' konzipiert ist.
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In dem mit dem Expandierrohr 1 koaxial verlaufenden Teil der Verschlußplatte
6 befindet sich ein Xochdruckgas-Versorgungsrohr 9 als Bestandteil des koaxialen
Expandierrohrs 1, wobei das als Düse 9' ausgebildete Ende des Versorgungsrohrs 9
in das Verbindungsrohr 3 hineinragt, so daß die Düse 9' oberhalb * U-förmiges
des
venturidüsenartigen Durchlasses A zu liegen kommt. Das Zuführrohr 7 ist aus Metall,
Kunstharz oder Gewebe hergestellt, damit die Geräuschübertragung weitgehend reduziert
wird.
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Da der venturidüsenartige Durchlaß A zur Uberführung der zerkleinerten
Tabakblätter in das Expandierrohr 1 aufgrund einer hohen Saugkraft infolge der Injizierung
des unter hohem Druck stehenden Gases durch die als Hochdruckgas-Strahldüse ausgebildete
Düse 9' dient und dieser Durchlaß A nicht im Verbindungsrohr 3 ausgebildet ist,
kann er auch am Ende des Expandierrohrs 1 angeordnet sein. In diesem Falle ist jedoch
der Abstand zwischen Versorgungsrohr 9 und Düse 9' entsprechend anzupassen.
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Tritt ein unter hohem Druck stehendes Gas, insbesondere Druckluft
oder -dampf, aus der Düse 9' des Versorgungsrohrs 9 aus, so nimmt die Strömungsgeschwindigkeit
dieses Gases beim Durchtritt durch den venturidüsenartigen Durchlaß A zu mit dem
Ergebnis, daß in dem Durchgang B zum Einblasen von Tabakstengeln an einer Seite
der Düse 9' ein niedriger Druck ansteht und eine so starke Saugwirkung erzeugt wird,
daß die geschnittenen Tabakstengel in das Zuführrohr 7 eingesaugt werden. Somit
ergibt sich, daß die geschnittenen Tabakstengel das Zuführrohr 7 passieren, in das
Verbindungsrohr 3 gelangen und von dort mit dem Hochdruckgas in das Expandierrohr
1 eingeblasen werden.
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Es ist wünschenswert, daß die Strömungsgeschwindigkeit des über die
Düse 9' des Versorgungsrohrs 9 zugeführten Gases bei 200 - 500 m/s bei einem Strahldruck
von 1.0 - 1.5 kg/cm2 gehalten wird und daß gleichzeitig die Geschwindigkeit beim
Einsaugen der geschnittenen Tabakstengel in das Zuführrohr 7 möglichst 20 - 50 m/s
beträgt.
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Das Expandierrohr 1 ist von einem Wasserbehälter 10 mit Thermostat
umgeben, der eine Kaltwasser-Versorgungsleitung 11, eine Dampfversorgungsleitung
12 und eine Entleerungsleitung 13 aufweist. Weiterhin ist die Verbindung zwischen
Expandierrohr 1 und Zyklon 2, d.h. das Auslaßende 1' des Expandierrohrs 1, von einem
Kaltwasserbehälter 14 mit Zuflußleitung 15 und Entleerungsleitung 16 umgeben.
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Der mit Thermostat versehene Wasserbehälter 10 und der Kaltwasserbehälter
14 werden benötigt, die Ablagerung klebrigen Pulvers auf jedes Bauteil im Innern
des Expandierrohrs, wie dies beim Aufquellen geschnittener Tabakstengel normalerweise
zu verzeichnen ist, zu verhindern, wobei die Temperatur im Innern des mit Thermostat
versehenen Wasserbehälters 10 über die in der Kaltwasser-Versorungsleitung 11, der
Dampfversorgungsleitung 12 bzw. der Entleerungsleitung 13 installierten Ventile
bei 88 - 980 C und die Temperatur im Kaltwasserbehälter 14 über die Regulierung
der Kühlwasser-Zulaufmenge bei 40 - 600 C gehalten werden sollte.
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Am oberen Ende des mit dem Expandierrohr 1 verbundenen Zyklons 2 ist
ein Abgaskanal 17' zur Abführung von Wasserdampf angeordnet, am unteren Ende eine
Austrag-Vorrichtung 18 zum Austrag geschnittener und expandierter Tabakstengel.
Die expandierten Stengel werden nachfolgenden Behandlungsstufen, beispielsweise
einer Trockenbehandlung zugeführt. Weiterhin ist um den Zyklon 2 herum auf der Außenwand
19 ein Heizmantel mit Dampfzuleitung 20 und Entleerungsleitung 21 angeordnet, um
durch Vorhalten der Temperatur auf einem Wert oberhalb 1100 C die Kondensierung
von Wasserdampf zu verhindern.
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Die geschnittenen Tabakstengel werden aus der Tabakzuführung über
das Zuführrohr 7 in das Expandierrohr 1 eingesaugt, und
zwar bedingt
durch die Saugwirkung, die beim Durchtritt von über die Düse 9' zugeführtem Hochdruckgas
durch den venturidüsenartigen Durchgang A erzeugt wird, so daß die Anordnung kraftgetriebener
Einrichtungen, wie zum Beispiel von Förderern,zuuführung der Tabakblätter zum Einlaß
des Expandierrohrs 7 gemäß dem herkömmlichen Verfahren entfällt, wodurch sich die
Kosten für solche Einrichtungen einsparen lassen. Weiterhin werden die beim Eindüsen
von Hochdruckgas sowie Einblasen von geschnittenen Tabakstengeln in das Expandierrohr
unvermeidbar entstehenden Geräusche von den durch das Zuführrohr transportierten
Tabakstengeln absorbiert und der störende betriebliche Einfluß, daß Geräusche aus
der Expandiervorrichtung nach außen dringen, praktisch vollständig ausgeschaltet.
Darüberhinaus bieten die um das Expandierrohr herum angeordneten Behälter, d.h,
der mit Thermostat versehene Behälter und der Kühlwasserbehälter, den weiteren Vorteil,
daß die Temperatur des Expandierrohrs konstant gehalten und damit die Ablagerung
klebrigen Pulvers im Innern desselben verhindert wird, was zu einer merklichen Erhöhung
des betrieblichen Wirkungsgrades der Anlage führt.
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Bezugszeichenliste A Durchlaß 1 Expandierrohr 1' Auslaßende 2 Zyklon
3 Verbindungsrohr 4 Vorsprung 5 Aufweitung 6 Vorschlußplatte 7 Zuführrohr 8 Schneidemaschine
8' Zuteilvorrichtung 9 Versorgungsrohr g Düse 10 Wasserbehälter 11 Kaltwasser-Versorgungsleitung
12 Dampfversorgungsleitung 13 Entleerungsleitung 14 Kaltwasserbehälter 15 Zuflußleitung
16 Entleerungsleitung 17 Abgaskanal 18 Austrag-Vorrichtung 19 Außenwand 20 Dampfzuleitung
21 Entleerungsleitung