Спосіб покращення наповнюваності тютюнових матеріалів

Винахід стосується виготовлення тютюнових виробів, зокрема способу покращення наповнюваності тютюнових матеріалів, таких як нарізані листки тютюну, жилки листків тютюну або рослинні домішки з клітинною структурою. Такі способи, відомі також як способи розпушення INCOM, вигідно відрізняються від обробки тютюну тиском з використанням діоксиду вуглецю, аміаку чи летких органічних газів. Так, в DE 3119330 А1 описаний такий спосіб розпушування тютюну, здійснюваний в автоклаві з попередньо заданою робочою температурою від 0 до 50°С, який для підвищення наповнюваності або коефіцієнта розпушення передбачає використання тютюнового матеріалу з вологістю до 15мас.% і додаткову обробку водяною парою. При цьому вважалося, що вологість тютюн у менша, ніж 10-15мас.%, веде до бажаного більш значного охолодження вивантажуваного тютюнового матеріалу при зниженні тиску. Крім того, в DE 3414625 C2 описаний каскадний спосіб, згідно з яким різноманітними заходами, такими як охолодження технологічного газу перед подачею в реактор, охолодження автоклава або застосування переохолодженого і зрідженого технологічного газу, має були досягн ута низька робоча температура при просоченні тютюну. Хоча вологість тютюн у може бути довільною і лежати в діапазоні від 10 до 30мас.%, спосіб однозначно вимагає, щоб температура автоклава або температура охолоджувальної води автоклава не перевищувала 50°С. Це підтверджується також DE 3935774 C2, що стосується каскадного способу розпушення, згідно з яким для підтримання необхідної низької температури просочення в діапазоні від 25 до 45°С здійснюють циркуляцію технологічного газу через охолоджувач. Хоча за допомогою описаних вище способів і досягаються високі показники з точки зору наповнюваності тютюну чи коефіцієнта розпушення, внаслідок необхідності охолодження автоклава чи автоклавів і додаткового охолодження технологічного газу вони вимагають порівняно значних витрат. В основі винаходу лежить задача вдосконалення відомих способів INCOM і отримання таких же або кращих параметрів наповнюваності або розпушення без використання необхідних досі економічно невигідних охолоджувальних заходів при зниженні тиску. Згідно з винаходом задача вирішена у способі покращення наповнюваності тютюнових матеріалів, таких як нарізані листки тютюну, жилки листків тютюну або рослинні домішки з клітинною структурою, шляхом обробки тютюнового матеріалу, що має початкову вологість до 15мас.%, технологічним газом, що складається із азоту і/або аргону, при значеннях тиску від 50 до 1000 бар шляхом поступового чи ступінчастого підвищення тиску і поступового чи ступінчастого зниження тиску, причому операції підвищення і зниження тиску здійснюють або в одному автоклаві, або в каскаді із кількох автоклавів, і наступної теплової остаточної обробки вивантаженого тютюнового матеріалу тим, що зниження тиску здійснюють при температурі реактора понад 55°С, а початкову вологість тютюнового матеріалу встановлюють на рівні від 8 до 14%. Неочікувано було виявлено, що при низькій вологості тютюну в діапазоні до 15мас.% накопичений досі практичний досвід, який вимагав використання низьких температур, дає неоптимальні результати розпушення. Більш того, лише шляхом підвищення температури обробки при підвищенні тиску дивовижним чином досягалися добрі показники з точки зору ефекту розпушення чи наповнюваності. Крім того, згідно з винаходом досягається перевага, яка полягає в тому, що тепло, утворене при стисненні, не мусить бути відведеним, тобто не потрібне додаткове охолодження автоклава чи автоклавів. У наведеному нижче прикладі відповідний винаходові спосіб пояснюється у порівнянні з відомим рівнем техніки. Результати дослідів ілюструють для різної вологості тютюну різний вплив робочої температури на ступінь розпушення. Згідно з відомою практикою в разі вологості тютюну 18мас.% підвищення температури понад 40°С веде до погіршення ефекту розпушення. На противагу цьому при вологості тютюну нижче 15мас.% шляхом обробки високим тиском при робочій температурі в діапазоні від 60 до 80°С досягалося суттєве покращення. Дивним чином досягнутий ступінь розпушення при низькій вологості тютюну і високих робочих температурах перевищував значення, отримані за традиційних умов. Приклад Обробку високим тиском здійснювали в лабораторному автоклаві з корисним об'ємом 2л. Оболонка для циркуляції рідкого теплоносія служила для встановлення бажаної робочої температури. При підвищенні тиску газ подавали знизу, а при зниженні випускали вгору. Кілька вентилів надавали можливість утворення необхідної схеми комутації. Компресор служив для встановлення кінцевого значення тиску. Термоелемент вимірював температур у у верхньому сегменті порції завантаженого тютюну. Лабораторна установка для теплової остаточної обробки містила металеву сітчасту тканину, що служила транспортною стрічкою, напрямні щитки для надання тютюновій масі певної ширини, парове сопло зі щілинним вихідним отвором і розміщений під стрічкою пристрій для відсмоктування пари. Обробку здійснювали насиченою парою. Найважливіші параметри обробки наведені в таблиці 1. Таблиця 1 Обробка високим тиском Підведення газу Відведення газу Кількість тютюн у Камера для тютюн у Знизу Вгору 300г Теплова остаточна обробка Близько Витрата пари 10кг/год Близько Розмір щілини 8мм Близько Ширина щілини 160мм ПВХБлизько труба/сітчаст Транспортування 5см/с е дно Проби тютюну розкладали в плоских пластмасових чашках і кондиціювали при температурі 21°С і відносній вологості 62%. Наповнюваність визначали за допомогою денситометра Боргвальдта (Borgwaldt) і перераховували питомий об'єм у мілілітрах на грам при заданій вологості 12мас.% і заданій температурі 22°С. За даними необробленого порівняльного зразка і розпушеного зразка вираховували відносне покращення наповнюваності, що називається також коефіцієнтом розпушення, за наведеною нижче формулою, в якій FВ означає наповнюваність основи, a FE означає наповнюваність розпушеного тютюну: D%=(FЕ-FВ)*100%/FВ Досліди здійснювалися для проб тютюну з вологістю 8, 12 і 14мас.%, а також для порівняльного зразка з вологістю 18мас.%. Робочу температуру за допомогою термостатування встановлювали на значеннях 40, 60 і 80°С. Кінцеве значення тиску становило 700 бар, підвищення тиску здійснювали протягом 0,5хв. У всіх дослідах використовували уніфіковану суміш тютюну сорту Virginia. Описану вище оста точну теплову обробки здійснювали насиченою парою. Результати дослідів наведені в таблиці 2, а результати порівняльних дослідів наведені в таблиці 2а. В таблицях ТА означає температуру тютюн у безпосередньо перед вийманням із автоклава, а D% означає відносне покращення наповнюваності або коефіцієнт розпушення. Таблиця 2 Робоча температура °С 40 60 80 Вологість тютюн у 8мас.% ТА °С D% -61 59 -48 70 -15 78 Вологість тютюн у 12мас.% ТА °С D% -53 70 -25 79 -3 81 Вологість тютюн у 14мас.% ТА °С D% -48 76 -18 83 0 73 Таблиця 2а Робоча температура °С 40 60 80 Вологість тютюну 18мас.% ТА °С D% -41 80 -12 76 1 54 Порівняння таблиць підтверджує позитивний вплив підвищених значень робочої температури 60 і 80°С на покращення наповнюваності при використанні тютюну з вологістю, меншою від 15мас.%.