煙草原料的膨化方法及其膨化系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用水蒸氣使煙草原料膨化的膨化方法及其膨化系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常，煙卷包括膨化煙草原料。該膨化煙草原料通過(guò)使水蒸氣與煙草原料接觸，而 使煙草原料膨潤(rùn)，形成膨潤(rùn)煙草原料，此后，通過(guò)利用氣流干燥進(jìn)行快速干燥而得到膨潤(rùn)煙 草原料（例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。煙草原料的膨潤(rùn)使煙草原料膨化，膨潤(rùn)煙草原料的干燥使煙草 原料進(jìn)一步膨化。即，專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)的膨化方法分兩個(gè)階段使煙草原料膨化。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公開(kāi)第2012/132008號(hào)公報(bào)（TO2012/132008A1)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的課題
[0007] 在專(zhuān)利文獻(xiàn)1的情況下，煙草原料的膨潤(rùn)處理及膨潤(rùn)煙草原料的干燥處理實(shí)質(zhì)上 是連續(xù)實(shí)施的。因此，膨潤(rùn)煙草原料被干燥處理直到成為高的溫度狀態(tài)。另外，在膨潤(rùn)煙草 原料的干燥上，需要充分高的溫度的過(guò)熱水蒸氣或加熱空氣作為加熱介質(zhì)。這種高溫的過(guò) 熱水蒸氣或加熱空氣的要求對(duì)于膨潤(rùn)煙草原料的干燥處理來(lái)說(shuō)，成為較大的能耗。另一方 面，如果降低過(guò)熱水蒸氣或加熱空氣的溫度，則膨潤(rùn)煙草原料所含的水分的蒸發(fā)速度就慢， 不能使煙草原料充分膨化。
[0008] 本發(fā)明的目的在于，提供一種煙草原料的膨化方法及其膨化系統(tǒng)，其不會(huì)使干燥 處理所需要的能耗過(guò)大，且能夠使煙草原料有效地膨化。
[0009] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0010] 上述的目的通過(guò)本發(fā)明的煙草原料的膨化方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，該膨化方法具備：膨潤(rùn)工 序，使煙草原料與第一水蒸氣接觸，形成煙草原料被膨潤(rùn)了的膨潤(rùn)煙草原料；干燥工序，通 過(guò)使第二水蒸氣與膨潤(rùn)煙草原料接觸的氣流干燥，使膨潤(rùn)煙草原料干燥；散熱工序，在膨潤(rùn) 工序和干燥工序之間，使膨潤(rùn)煙草原料散熱。
[0011] 根據(jù)這種膨化方法，膨潤(rùn)煙草原料的溫度在實(shí)施干燥工序以前下降。因此，在開(kāi)始 干燥工序時(shí)，第二水蒸氣的露點(diǎn)溫度和膨潤(rùn)煙草原料的溫度之間的溫度差擴(kuò)大。這種溫度 差在干燥工序的初期，通過(guò)第二水蒸氣相對(duì)于膨潤(rùn)煙草原料的接觸，第二水蒸氣其一部分 冷卻到露點(diǎn)溫度進(jìn)行冷凝。因此，膨潤(rùn)煙草原料的組織其柔軟性通過(guò)第二水蒸氣的冷凝而 發(fā)生的水及熱量而增加。
[0012] 這樣，如果對(duì)膨潤(rùn)煙草原料賦予柔軟性，則有效地實(shí)施膨潤(rùn)煙草原料的氣流干燥 即其膨化處理，從膨潤(rùn)煙草原料得到的膨化煙草原料的膨松性就高。
[0013] 另外，本發(fā)明也提供一種實(shí)施上述的膨化方法且對(duì)應(yīng)于膨化方法的煙草原料的膨 化系統(tǒng)。
[0014] 發(fā)明效果
[0015] 本發(fā)明的煙草原料的膨化方法及膨化系統(tǒng)由于在膨潤(rùn)煙草原料的干燥工序（氣 流干燥）以前，使膨潤(rùn)煙草原料溫度下降，因此在干燥工序的初期，如上所述，膨潤(rùn)煙草原 料由第二水蒸氣的冷凝水進(jìn)行濕潤(rùn)，并且其溫度即產(chǎn)品溫度上升，其柔軟性增加。該結(jié)果 是，不會(huì)使干燥工序所需要的能耗增大，能夠有效地實(shí)施膨潤(rùn)煙草原料的干燥工序即膨化 處理，通過(guò)該干燥工序而得到的膨化煙草原料的膨松性高。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是表示用于實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的煙草原料的膨化方法的概要膨化 系統(tǒng)的圖；
[0017] 圖2是表示圖1的散熱裝置的詳細(xì)的圖；
[0018] 圖3是用于對(duì)散熱裝置的作用進(jìn)行說(shuō)明的曲線圖；
[0019]圖4是以膨潤(rùn)煙草原料的膨化起始溫度為參數(shù)來(lái)表示氣流干燥后的膨潤(rùn)煙草原 料的水分含量和膨松性之間的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面，參照?qǐng)D1及圖2對(duì)煙草原料的膨化系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明，但從這里的說(shuō)明也能明白 一個(gè)實(shí)施方式的膨化方法。
[0021] 膨化系統(tǒng)包括膨潤(rùn)裝置10,該膨潤(rùn)裝置10由例如旋風(fēng)分離器形成。膨潤(rùn)裝置10 在其側(cè)面、上面及底面分別具有入口 12、排氣口 14及排出口 16。水蒸氣路徑18從入口 12 開(kāi)始延伸，該水蒸氣路徑18與水蒸氣源20連接。
[0022] 水蒸氣源20能夠生成作為第一水蒸氣的飽和水蒸氣，且將該飽和水蒸氣經(jīng)由水 蒸氣路徑18供給到膨潤(rùn)裝置10。這里，水蒸氣路徑18的飽和水蒸氣的溫度、壓力及流量為 例如100~105°C、大氣壓、110kg/h。
[0023] 在水蒸氣路徑18上分支有投放路徑22。該投放路徑22向上方延伸，經(jīng)由氣塞26 與煙草原料的投放口 24連接。在本實(shí)施方式的情況下，煙草原料從煙葉的葉脈所謂骨架 (mid ribs)得到。具體而言，煙草材料經(jīng)過(guò)骨架的濕度調(diào)節(jié)、壓延及切碎處理而得到，具有 碎末狀的形態(tài)。
[0024] 上述的煙草原料具有36wt%的水分含量，從投放口 24穿過(guò)氣塞26投放到水蒸氣 路徑18上。此后，煙草原料與飽和水蒸氣一起被供給到膨潤(rùn)裝置10。因此，煙草原料在水 蒸氣路徑18及膨潤(rùn)裝置10內(nèi)與飽和水蒸氣接觸，通過(guò)從該飽和水蒸氣吸收水分及熱量而 膨潤(rùn)，形成膨潤(rùn)煙草原料（膨潤(rùn)工序，第一階段的膨化處理）。
[0025] 這里，煙草原料的處理量為300kg/h，煙草原料的膨潤(rùn)所要求的時(shí)間例如為0. 5~ 2秒左右，另外，膨潤(rùn)煙草原料具有40wt%的水分含量。
[0026] 煙草原料的膨潤(rùn)所使用的飽和水蒸氣也可以作為一次性加熱介質(zhì)而排氣，但在考 慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，如圖1所示，優(yōu)選從膨潤(rùn)裝置10的排氣口 14經(jīng)返回路徑27返回到水蒸氣源 20進(jìn)行再利用。另一方面，膨潤(rùn)煙草原料從膨潤(rùn)裝置10的排出口 16被排出路徑28排出。 該排出路徑28經(jīng)由氣塞30與散熱裝置32的入口 34連接。
[0027] 散熱裝置32使從其入口 34供給的膨潤(rùn)煙草原料散熱，降低膨潤(rùn)煙草原料的溫度 (散熱工序）。具體而言，在散熱裝置32內(nèi)，膨潤(rùn)煙草原料的溫度降低到由比飽和水蒸氣或 過(guò)熱水蒸氣的大氣壓下的露點(diǎn)溫度（l〇〇°C)低的溫度例如鋪設(shè)有膨化系統(tǒng)的環(huán)境的溫度 或其附近的溫度規(guī)定的膨化起始溫度（具體而言，室溫程度）。這里的散熱工序只不過(guò)是使 膨潤(rùn)煙草原料的水分含量從40wt%減少到約38wt%而已。此外，散熱裝置32的詳細(xì)后面 進(jìn)行描述。
[0028] 散熱裝置32還具有出口 36,該出口 36與投放路徑38連接。該投放路徑38經(jīng)由 氣塞40與干燥路徑42連接。因此，散熱裝置32將膨潤(rùn)煙草原料從其出口 36排出，排出的 膨潤(rùn)煙草原料穿過(guò)投放路徑38及氣塞40投放到干燥路徑42。
[0029] 干燥路徑42將加熱介質(zhì)源44和作為干燥裝置的氣流干燥機(jī)46的入口 47之間 連接。加熱介質(zhì)源44生成例如作為第二水蒸氣的過(guò)熱水蒸氣，向氣流干燥機(jī)46供給該過(guò) 熱水蒸氣。該過(guò)熱水蒸氣具有比在水蒸氣路徑18上流動(dòng)的飽和水蒸氣高的溫度Th，例如， 160~280°C的溫度。另外，過(guò)熱水蒸氣的流速為例如30m/s。
[0030] 如上所述，膨潤(rùn)煙草原料在具有約38wt%的水分含量、和比過(guò)熱水蒸氣的露點(diǎn)溫 度充分低的膨化起始溫度的狀態(tài)下，投放到干燥路徑42內(nèi)，與過(guò)熱水蒸氣一起向氣流干燥 機(jī)46供給。因此，膨潤(rùn)煙草原料通過(guò)在干燥路徑42及氣流干燥機(jī)46內(nèi)與過(guò)熱水蒸氣接觸， 而通過(guò)過(guò)熱水蒸氣的冷凝熱傳導(dǎo)被快速加熱而膨化。
[0031] 詳細(xì)而言，與所投放的膨潤(rùn)煙草原料接觸的過(guò)熱水蒸氣其一部分通過(guò)膨潤(rùn)煙草原 料而冷卻到露點(diǎn)溫度進(jìn)行冷凝。因此，膨潤(rùn)煙草原料的表面因通過(guò)過(guò)熱水蒸氣的冷凝而產(chǎn) 生的水（露點(diǎn)溫度為l〇〇°C)而濕潤(rùn)，所以膨潤(rùn)煙草原料的組織其柔軟性增加，另一方面，膨 潤(rùn)煙草原料的溫度迅速上升到過(guò)熱水蒸氣的露點(diǎn)溫度。
[0032]此后，膨潤(rùn)煙草原料的溫度接受來(lái)自過(guò)熱水蒸氣的熱量的供給，從露點(diǎn)溫度起逐 漸上升，由此，膨潤(rùn)煙草原料被干燥。因?yàn)檫@種干燥工序使膨潤(rùn)煙草原料所含的水分快速蒸 發(fā)，所以膨潤(rùn)煙草原料的內(nèi)壓上升，使膨潤(rùn)煙草原料再次膨化（干燥工序，第二階段的膨化 處理）。在該時(shí)點(diǎn)，膨化煙草原料的制造完成。
[0033] 如上所述，在干燥工序的初期，膨潤(rùn)煙草原料的溫度從膨化起始溫度到達(dá)到過(guò)熱 水蒸氣的露點(diǎn)溫度（100°c )為止的過(guò)熱水蒸氣的冷凝使膨潤(rùn)煙草原料的柔軟性增加，這里 的膨潤(rùn)煙草的柔軟性在膨潤(rùn)煙草原料的有效膨化方面，成為重要的因素。因此，為了進(jìn)一步 提高膨化煙草原料的膨松性，優(yōu)選盡可能地?cái)U(kuò)大過(guò)熱水蒸氣的露點(diǎn)溫度和上述的膨化起始 溫度之間的溫度差。
[0034]在本實(shí)施例的情況下，作為氣流干燥機(jī)46,也使用旋風(fēng)分離器。在這種情況下，膨 潤(rùn)煙草原料的干燥且膨化所使用的過(guò)熱水蒸氣從氣流干燥機(jī)46的排氣口 48穿過(guò)返回路徑 50返回到加熱介質(zhì)源44,另一方面，膨化煙草原料從氣流干燥機(jī)46的排出口 52穿過(guò)氣塞 54被排出路徑56排出。此后，膨化煙草原料作為用于煙卷的填充材料之一而用于煙卷的制 造。此外，在填充材料中含有將煙草的葉部分切碎而得到的碎末煙草，這是自不待言的。
[0035] 圖2表示的是上述的散熱裝置32的實(shí)施例1。
[0036]散熱裝置32包括作為移送路徑的振動(dòng)輸送帶58,該振動(dòng)輸送帶58具有起始端60 及末端62。起始端60配置于散熱裝置32的入口 34的正下方，另一方面，末端62相鄰配置 于散熱裝置32的出口 36。這種振動(dòng)輸送帶58由其起始端60收取從膨潤(rùn)裝置10排出的 膨潤(rùn)煙草原料，并將收取的膨潤(rùn)煙草原料向其末端62連續(xù)或間歇地移送，從末端62向出口 36排出（移送工序）。
[0037] 這里，從振動(dòng)輸送帶58的起始端60到末端62的膨潤(rùn)煙草原料的移送所需要的周 期與從膨潤(rùn)裝置10排出的時(shí)點(diǎn)的膨潤(rùn)煙草原料的溫度下降到上述的膨化起始溫度所需要 的時(shí)間一致。
[0038] 在上述的實(shí)施例1的情況下，來(lái)自膨潤(rùn)煙草原