[发明专利]膨胀烟草的装置

说明书

本发明涉及用于膨胀烟草的方法和装置。更具体地说，本发明涉及用来改进烟草膨胀的生产量和经济效益的方法和装置。

在过去的二十年中，烟草膨胀的方法是香烟制造工艺中的一个重要部分。烟草膨胀工艺被用来恢复烟草松堆密度或恢复在烟叶加工处理和贮存时失掉的体积。另外，膨胀烟草是许多低焦油及超低焦油香烟的一个重要组份。

Fredrickson的美国专利3,524,451和Moser等的美国专利3,524,452揭示了使烟草与浸渍剂接触，然后迅速加热以挥发掉浸渍剂并膨胀烟草的方法。Fredrickson等的美国专利3,683,937揭示了烟草的气态浸渍，然后加热或迅速减压而使烟草膨胀。

在Utsch的美国专利4,235,250；Burde等的美国专利4,258,729及Sykes等的美国专利4,336,814中揭示了在膨胀烟草中对二氧化碳的使用。在这些及相关的方法中，呈气体形式或液态的二氧化碳直接与烟草接触以用作浸渍，被浸渍的烟草是在迅速加热条件下进行膨胀。在已知的二氧化碳膨胀过程中，典型地需要过量地加热烟草以得到显著和稳定的膨胀。该过量的加热会危及烟草的口味和/或产生过量的烟草细粉。另外在用液态二氧化碳浸渍烟草的工艺中会引起干冰嵌在浸渍的烟草中结成硬块的现象，而这些硬块在加热处理前必须被破碎，从而增加了工艺的复杂性。

Meritt等的美国专利4,388,932揭示了用来增加前期膨胀烟草的重新排序后的填充容量的方法。将烘箱挥发物(OV)含量少于6％的前期膨胀烟草再进行加热使其OV含量值少于3％。由于除水之外不多于烟草重量0.9％是挥发的，故烟草的OV含量据说是近似等于烟草中水份的含量。让从膨胀后加热步骤中回收到的极低OV含量的烟草经受重新排序步骤的增加其水份含量，据称这比在膨胀后不进行加热处理的烟草在重新排序中更不易分散解体，在加热处理阶段使烟草固化被认为是增加膨胀过的烟草在重新排序中稳定性的原因。

White和Conrad的美国专利4,531,529阐述了用来增加烟草填充容量的方法，其中烟草用低沸点及高挥发性膨胀剂，如气相的卤化碳或烃，在高于或接近膨胀剂的临界温度及临界压力下浸渍。迅速将压力降低至大气压，使烟草膨胀而无需加热步骤来膨胀烟草或使烟草固定于其加热膨胀的状态。该方法的压力范围为36kg/cm²(512帕)以上，但无已知的上限，也曾用低于142kg/cm²(2,000帕)进行令人满意的烟草膨胀而无过多的破碎。

Conrad和White的美国专利4,554,932阐述了一种液压处理装置，它包括一个圆桂管形的外壳及一个滑塞装置，滑塞可在壳外的加料位置及壳内的处理位置之间作往复运动。当滑塞在壳内时，装在滑塞圆桂形末端上环形槽中的可变形密封环径向受力向外与外壳的内壁紧贴，从而在外壳内滑塞两端之间形成一个压力室、用管道将工作流体引入在外壳内形成的环形压力室。用该装置可在高压下以膨胀剂当浸渍烟草从而使烟草进料、出料方便，并可避免与常规压力密封锁闭机械有关的关闭和开启的问题，如枢轴性压力釜盖子的关和开问题，因而该压力容器可以节省时间，并增加了烟草膨胀的经济效益。

包括上述及其它方法的烟草膨胀方法，当使用显著高于大气压的浸渍压力时，必须分批加工。分批处理工艺需要复杂的处理设备，由于从容器中引入和除去浸渍剂及开启和关闭容器需要时间，放其循环周期长。已通过改进各种设备来降低循环时间以提高生产量，但是，在已知的分批处理系统中，生产量的显著提高，主要是根据常规技术通过增加单个系统的体积和/或增加同时使用的分批处理系统的数量而取得的。

本发明提供了能在高压浸渍烟草的条件下快速生产出膨胀烟草的烟草膨胀方法和装置，该方法和装置典型的烟草浸渍和膨胀循环时间少于20-30秒；且对诸如丙烷的膨胀剂进行预热、预加压；对各批烟草进行预热和/或在高压浸渍区压缩烟草以以高压浸渍容器中大大增加使用空间。

本发明的一个方面是显著提高了在高压浸渍的条件下的烟草膨胀方法中烟草填充容量增加的程度。本发明的另一个方法是提供了快速的分批进料系统，它可以可靠、经济地将预定大小的烟草批料输送至浸渍区并快速、经济地预热烟草。本发明也提供了对高压/高速、滑塞外壳型烟草浸渍装置的装置改进。本发明进一步提供了用来快速产生和供给高温/高压浸渍气体包括诸如丙烷的可燃性气体的改进的蓄气装置。改进的蓄气器可以使任何时候存在于系统中的这类气体的质量最少，并取消了现有技术蓄气器所要求的昂贵和麻烦的运动部分。