Спосіб покращення наповнюваності тютюну

Винахід стосується способу покращення наповнюваності тютюну. Для покращення наповнюваності тютюну зарекомендували себе INCOM-способи пороутворення, наприклад, згідно з DE 31 19 330 А1, DE 34 14 625 С2 і DE 39 35 774 С2. Відповідно до цих способів тютюн у формі нарізаних листків чи жилок листків з початковою вологістю близько 30мас.% в атмосфері технологічного газу, що складається із азоту і/або аргону, піддають плавному чи ступінчастому підвищенню тиску (компресії) від 50 до 1000бар, після чого здійснюють плавне чи ступінчасте зниження тиску (декомпресію). Технологічні операції компресії і декомпресії здійснюють або в одному автоклаві, або в каскаді із кількох автоклавів. Потім вивантажений тютюновий матеріал піддають остаточній тепловій обробці, при якій тютюн розпушується, внаслідок чого підвищується його наповнюваність. Ці INCOM-способи мають перевагу порівняно зі способами обробки тютюну під тиском з діоксидом вуглецю, аміаком чи леткими органічними сполуками, оскільки в разі застосування останніх відбувається небажане вилучення із тютюнового матеріалу ароматичних речовин чи нікотину, або залишки газів у тютюновому матеріалі впливають на їх смак, або, зрештою, в разі використання діоксиду вуглецю додаткових витрат енергії потребує видалення сухого льоду, що утворюється при декомпресії. Стосовно згаданих INCOM-способів в DE 31 19 330 А1 описаний такий спосіб пороутворення в автоклаві з робочою температурою від 0 до 50°С, причому для підвищення наповнюваності чи степеню пористості використовують тютюновий матеріал з вологістю до 15мас.% і здійснюють остаточну обробку водяною парою. Крім того, в DE 34 14 625 С2 і DE 39 35 774 С2 описані каскадні способи, в яких шляхом охолодження технологічного газу перед подачею його в реактор, шляхом охолодження автоклава або шляхом використання надохолодженого і зрідженого технологічного газу забезпечують низьку робочу температуру при просоченні тютюну. При цих відомих способах здійснюють теплову додаткову обробку водяною парою густиною від 0,5 до 10кг/м3, переважно насиченою парою, або гарячим повітрям з температурою до 440°С. Правда, із ЕР 484 899 В1 відомий спосіб обробки тютюну діоксидом вуглецю під тиском близько 30бар, при якому здійснюють теплову остаточну обробку шляхом подачі тютюну у високотемпературну пару або в газ, що містить від 50 до 95об.% водяної пари, при нагріванні тютюну у проточному агенті при температурі від 200 до 350°С, причому використовують воду або пару з нижчою температурою у напрямку потоку після місця подачі тютюну для зниження температури проточного агента. При цьому тютюн, висушений за допомогою проточного теплоносного агента до вологості близько 2-3мас.%, знову зволожують до нормального значення вологості. Оскільки при обробці тютюну під тиском з використанням діоксиду вуглецю відбувається утворення сухого льоду, для остаточної теплової обробки тютюну його нагрівання слід здійснювати - незважаючи на високу ентальпію сухого льоду - швидко, що призводить до значного теплового і/або механічного навантаження тютюну. Згідно з INCOM-способом, покладеним в основу даного винаходу, оброблювані азотом і/або аргоном тютюнові матеріали потребують значно менших витрат енергії для десорбції ввібраних газів і пов'язаного з цим розпушення тютюну, ніж при обробці діоксидом вуглецю, завдяки чому при INCOM-способі - на противагу СO2-способу - не відбувається погіршення смаку тютюнового матеріалу. Крім того, при остаточній тепловій обробці тютюнового матеріалу, оброблюваного азотом і/або аргоном, шляхом конденсації водяної пари на холодному тютюні відбувається передача тепла, і в ході подальшої теплової обробки шляхом сушіння досягається бажаний вміст вологи у розпушеному тютюні. Разом з тим, навіть при INCOM-способі є небезпека перезволоження чи перегрівання тютюну, в результаті чого втрачається наповнюваність внаслідок спадання розширених клітинних структур. В основі винаходу лежить задача такого здійснення теплової остаточної обробки тютюнового матеріалу, оброблюваного азотом і/або аргоном згідно з INCOM-способом, при якому досягається рівномірна якість продукту з оптимальною наповнюваністю. Відповідно до винаходу запропонований спосіб згідно з обмежувальною частиною основного пункту формули винаходу, який відрізняється тим, що теплову остаточну обробку здійснюють проточним теплоносним агентом, що складається із суміші перманентних газів і перегрітої водяної пари, причому частку перманентного газу підтримують постійною в діапазоні від 10 до 60об.%. У цьому зв'язку під перманентним газом слід розуміти всякий газ, який може бути використаний разом із водяною парою при сушінні, наприклад, повітря, при потребі доповнене азотом і/або аргоном чи іншими інертними газами. Неочікувано виявилося, що частка перманентного газу в суміші з перегрітою водяною парою є важливим параметром для досягнення - за певних технологічних умов і зокрема в технологічній операції сушіння в потоці - оптимального значення наповнюваності. Як перманентний газ використовують переважно повітря, причому регулювання частки повітря здійснюють опосередковано шляхом вимірювання вмісту кисню. Частка повітря у проточному теплоносному агенті становить переважно від 20 до 50об.%, зокрема від 25 до 40об.%. Температура проточного теплоносного агента становить переважно від 120 до 300°С, а вологість обробленого під тиском тютюну перед остаточною тепловою обробкою становить переважно від 8 до 25мас.%. Крім того, доцільна вологість тютюну після теплової остаточної обробки становить від 8 до 15мас.%. В особливо переважній формі виконання винаходу при тепловій остаточній обробці підведення гарячої пари у замкнутій системі здійснюють за відомим принципом сушіння потоком, при якому перманентний газ подають у напрямку потоку після місця подачі гарячої пари в зоні шлюзування обробленого теплом тютюну, і після охолодження розпушеного тютюну і його вивантаження здійснюють циркуляцію в замкнутому контурі з підтриманням сталості частки перманентного газу. При цьому досягають особливо швидкого зниження температури тютюну і, таким чином, фіксації наповнюваності. Нижче з посиланням на Фіг.1 детальніше пояснюється переважний варіант виконання способу з використанням звичайної сушарки потоком, причому як перманентний газ використовується повітря, а його частка визначається опосередковано через вимірювання кількості кисню. В залежності від локальної різниці тисків між наявним у контурі теплоносним агентом і довкіллям в зоні завантажувального шлюзу (1) і вивантажувального шлюзу (2) здійснюють всмоктування зовнішнього повітря і відведення пароповітряної суміші через пароповітряний клапан (3). Подачу перегрітої пари здійснюють через паровий клапан (4). За допомогою зонду (5) здійснюють вимірювання вмісту кисню у теплоносному агенті. Шляхом регулювання парового клапана (4) і пароповітряного клапана (3) може бути встановлений бажаний вміст кисню і, таким чином, може підтримуватися стале співвідношення між перманентним газом і перегрітою парою. За допомогою наведеного нижче прикладу виконання демонструється залежність наповнюваності від частки перманентного газу в теплоносному агенті. Частка перманентного газу, необхідна в кожному випадку для досягнення оптимальної наповнюваності, залежить від виду і вологості використовуваного тютюнового матеріалу, а також від апаратних граничних умов. Приклад Теплову остаточну обробку тютюну, оброблюваного INСОМ-способом, здійснювали в сушарці згідно з Фіг.1. Подача завантажуваного тютюну становить 1250кг/год, а об'ємна витрата циркулюючого теплоносного агента, що складається із перегрітої пари і повітря, становить 7315м3/год. Контрольовану шляхом вимірювання вмісту кисню частку перманентного газу в суміші варіювали при постійній потужності нагрівача відповідно шляхом зміни вмісту кисню від 1,3, 7,5 і 15об.%, що відповідає вмісту перманентного газу 6,5, 37 і 75об.% відповідно і пов'язаної з цим зустрічної зміни температури, виміряної перед подачею тютюну, в діапазоні від 185 до 165°С. Наповнюваність вивантаженого і підготовленого тютюну визначали за допомогою денсиметра Боргвальдта (Borgwaldt) і питомий об'єм в мл/г перераховували при заданій вологості 12мас.% і заданій температурі 22°С, За даними базового досліду без перманентного газу і розпушеного зразка, отриманого з використанням теплоносного агента із пари і перманентного газу, вираховували відносне покращення наповнюваності за формулою: D%=(FE-FB)*100%/FB, де FB= наповнюваність в базовому досліді; пара без перманентного газу, FE= наповнюваність розпущеного тютюну; пара з перманентним газом. Діаграма Фіг.2 ілюструє залежність наповнюваності розпушеного тютюну від виміряного значення вмісту кисню в теплоносному агенті, а також можливість встановлення оптимальних технологічних умов за допомогою цієї виміряної величини.