[发明专利]烟草膨胀的方法和装置

说明书

本发明涉及膨胀烟草的方法和装置，它是通过在高压高温下用一种膨胀剂来浸渍烟草，随后让烟草处于促进膨胀剂膨胀的条件下。更具体地说，本发明涉及能提高供热量和提供到浸渍区的增压膨胀剂的膨胀烟草的方法和装置。

烟草膨胀方法是用来恢复在处理和存储烟叶的过程中丢失的烟草容积(bulk)、密度和/或体积。近年来，经膨胀的烟草已经成为许多包括低焦油和超低焦油香烟在内的焦油含量得到降低的香烟的重要组成部分。

在例如授予Fredrickson等人的美国专利No.3,524,451和授予Moser等人的美国专利No.3,524,452中描述了一种将烟草与一膨胀剂相接触并快速加热以挥发膨胀剂和膨胀烟草的方法。授予Fredrickson等人的美国专利No.3,683,937揭示了这样一种方法，它先进行蒸汽浸渍烟草，之后再加热或快速降低压力以使烟草膨胀。

在授予Utsch的美国专利No.4,235,250、授予Burde等人的美国专利No.4,258,729以及授予Sykes等人的美国专利No.4,336,814或其它专利中是将二氧化碳用作使烟草膨胀的膨胀剂。在这些或有关方法中，将气态或液态的二氧化碳与烟草相接触以进行浸渍，随后对经浸渍的烟草进行快速加热以挥发二氧化碳，从而膨胀烟草。

授予Zeihn的美国专利No.4,461,310和授予Zeihn的美国专利No.4,289,148描述了利用超临界氮气或氩气来浸渍烟草而使烟草膨胀。这些膨胀剂都是在快速降低压力的过程中从烟草中除去的，并且所述烟草是在经加热的气体或微波的作用下而膨胀的。这些方法需要在超过2000或4000psig最高超过10,000psig的压力下对烟草进行处理以使烟草膨胀。

授予White和Conrad的美国专利No.4,531,529描述了一种能提高烟草填充性能的方法，其中，用一种低沸点和高挥发性的膨胀剂在超过或接近膨胀剂的临界压力和温度的工艺条件下来浸渍烟草的，诸如一种通常是气相的卤化碳或烃。将压力迅速地释放到大气压从而使烟草膨胀，而无需加热步骤来使烟草膨胀或使烟草保持在其膨胀状态。该方法的压力条件最低为36kg/cm²(512psi)或是更高，尚无已知上限。

授予Conrad和White的美国专利No.4,554,932描述了一种流体压力处理装置，它包括一圆柱形壳体和一用来在所述壳体外侧的装料位置和在所述壳体内部的处理位置之间进行移动的往复式滑塞组件。在所述滑塞组件上设置有诸密封件用来紧贴所述壳体以形成一压力室。设置诸导管以将工作流体引入所述压力室。该系统提供了一在诸如使烟草膨胀的烟草浸渍的高压材料处理中使用的装置，它能简化装料和卸料，并能将那些与通常在高压处理装置中使用的密封与闭锁步骤有关的时间减至最短。

授予Kramer的美国专利No.5,067,293提出了一种用来处理烟草材料和其它生物材料的方法和装置，所述装置具有一能形成动态密封的机构，在所述动态密封中，协同作用的各移动面将一处理室密封住。根据该专利而设置的动态密封系统在高温高压条件下、包括在烟草膨胀的加工中所用的超临界温度和压力条件下进行的烟草处理中是有用的。在该专利中，对连续处理和批处理方法都有所揭示。

当所用的浸渍压力大体在大气压力之上时，包括上述和其它方法在内的烟草膨胀方法提出必需以批处理方式进行。但是，批处理方法所需的循环时间较长，这部分是由于将高压浸渍剂引入和排离诸容器需要一定时间。为了缩短循环时间，必需要有一具有适当高压并被加热至一适当高温的浸渍剂连续供给源。

要保持一具有适当升高温度的高度增压的膨胀剂供给源需要价格昂贵的装置和控制器。此外，一些高效烟草膨胀方法使用诸如乙烷或丙烷等高压高温易燃膨胀剂。为了将与这些材料有关的易燃问题减至最小程度，人们希望能将以高温/高压进行存储的膨胀剂的总量减至最小。