КУРИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ИЗ ТАБАЧНЫХ ЛИСТЬЕВ, СПОСОБ ИХ ОБРАБОТ-КИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КУРИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИГАРЕТ

Использование: в способах обработки материала, содержащего табачные листья в процессе производства табачных изделий.
Сущность изобретения: тонкие пластинки и стебли, представляющие собой компоненты табачных листьев, подаются одновременно на измельчающее мельничное устройство та-ким образом, что образующийся в результате продукт представляет собой жидкотекучую смесь, в состав которой входят частицы тонких пластинок табачных листьев и частицы стеблей табачных листьев. Данная смесь, в которой не требуется дальнейшее уменьшение размеров входящих в ее состав частиц, а если и требуется, то незначительное, может по-даваться на устройство по изготовлению сигарет. 2 н.п. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу обработки материала, содержащего табачные ли-стья, в процессе производства табачных изделий
Табачные листья тех видов, которые применяются при производстве сигарет или ка-ких-либо других табачных изделий, включают в свой состав тонкую пластинку листа, продольный основной стебель (ребро) и прожилки, которые отходят от основного стебля. В дальнейшем описании основной стебель и большие прожилки будут рассматриваться как “стебель”. Стебель имеет существенно отличные физические свойства по сравнению с пластинкой листа и поэтому как уже сложилось в процессе многолетней практики на ранней стадии обработки табачных листьев осуществляется отделение стебля от тонких пластин табачных листьев. Затем происходит независимая обработка стеблей и тонких пластин листа с использованием различных технологий.
Как правило, материал, включающий в свой состав стебли, отделяется от материала, содержащего тонкие пластины табачных листьев, на сложных и громоздких молотильных
установках, представляющих собой несколько последовательно соединенных (к примеру. до восьми штук) молотильных машин, в промежутках между которыми располагаются классифицирующие блоки.
Известно, что отделенный стеблевой материал или некоторая его часть после соот-ветствующей обработки, в процессе которой просходит уменьшение размеров стеблей, часто добавляется обратно к тонким пластинам табачных листьев для последующей обра-ботки этого материала. Материал, содержащий стебли табака, часто бывает необходим в табачной смеси для улучшения качества наполнителя табачного изделия.
Обычно в практике измельчения табачного материала уменьшение размеров стеблей табака осуществляется при повышении содержания влаги в стеблях до довольно высокого уровня, составляющего приблизительно 30-50%, в то время как уменьшение размеров ма-териала, состоящего из тонких пластин табачных листьев, производится при содержании в нем влаги в диапазоне 18-24%. Точные значения указанных величин зависят в значитель-ной мере от типа табака, характера его обработки и условий измельчения.
Целью данного изобретения является разработка усовершенствованного способа об-работки материала, содержащего табачные листья, с целью получения продукта, который был бы пригоден для использования в табачных изделиях, в частности в сигаретах и сига-рах. При этом внимание было обращено на изыскание путей упрощения всего процесса обработки табака, начиная от листьев и кончая табачными изделиями. Обнаружено, что оказывается возможным использовать измельчающую установку (мельницу) для одновре-менной обработки стеблей табака и тонких пластин табачных листьев и получения при этом продукта, который мог бы быть использован в табачных изделиях. Известно, что были соответствующие разработки по использованию дисковой мельницы для уменьше-ния размеров частиц стеблевого материала, однако неизвестно о каких-либо разработках по использованию одной и той же мельницы для одновременного измельчения тонких пластин табачных листьев и табачных стеблей и получения при этом соответствующей смеси из тонких пластин табачных листьев и табачных стеблей, которая могла бы быть использованной для изготовления табачных изделий без необходимости выполнения ка-ких-либо значительных дальнейших операций по измельчению материала.
Имеется большое количество выдвигающихся ранее предложений по способам об-работки табачных листьев с целью получения наполнителей для сигарет или каких-либо других табачных изделий.
Разработан способ обработки материала, состоящего из табачных листьев, в соответ-ствии с которым тонкие пластины табачных листьев и стебли табачных листье вместе пропускаются через аппаратуру измельчения листьев, при этом устройство указанной ап-паратуры и условия обработки таковы, что получаемый на выходе указанной аппаратуры продукт представляет собой смесь, состоящую из хлопьев указанных тонких пластин та-бачных листьев и клочков указанных табачных стеблей. Разработан курительный матери-ал, состоящий из смеси частиц тонких пластин табачных листьев и частиц стеблей этих листьев, при этом указанный материал представляет собой продукт, образующийся в ре-зультате пропускания через аппаратуру измельчения листьев одновременно тонких пла-стин табачных листьев и стеблей табачных листьев.
Указанные тонкие пластины табачных листьев и стебли табачных листьев, которые подаются на аппаратуру измельчения табачных листьев, образуют так называемый “пол-ный лист”. При этом тонкие пластины табачных листьев или их некоторая часть, которые поступают на аппаратуру измельчения, могут представлять собой тонкие пластины табач-ных листьев, которые были еще раньше отделены от соответствующих стеблей. Анало-гичным образом стебли табачных листьев или их некоторая часть, поступающие на аппа-ратуру измельчения, могут представлять собой стебли табачных листьев, которые были еще раньше отделены от соответствующих тонких пластин табачных листьев.
Под понятием “полный лист” подразумеваются целые или практически целые ли-стья, а также листья, которые были уменьшены в своих размерах в результате процессов измельчения, таких как рубка или резка. Это понятие исключает какие-либо значительные отделения тонких пластин табачных листьев или стеблей табачных листьев. Листья или их части как правило подвергаются термообработке, а также могут быть подвержены ка-ким-либо другим более или менее обычным процедурам обработки.
Разработан способ обработки материала, состоящего из табачных листьев, с целью получения наполнительного материала для табачных изделий, в соответствии с которым табак в виде полного листа (понятие которого было дано выше) проходит через промежу-ток, образованный первым и вторым перемещающимися относительно друг друга и имеющими одинаковую протяженность измельчающимися элементами аппаратуры из-мельчения листьев, от входа этого промежутка к его выходу, который находится на неко-тором удалении относительно входа промежутка таким образом, что на указанном выходе промежутка образуется наполнительный материал, в состав которого входит смесь из час-тиц тонких пластин табачных листьев и частиц стеблей табачных листьев. Предпочти-тельно, чтобы выход указанного промежутка находился на краю указанных имеющих одинаковую протяженность участков.
Предпочтительно, чтобы для подачи материала, состоящего из табачных листьев, на вход аппаратуры измельчения листьев использовались подающая система, действием ко-торой происходит под воздействием силы тяжести. В некоторых случаях может оказаться более предпочтительным подавать на вход аппаратуры измельчения листьев также пар под низким давлением, составляющим к примеру один бар.
Поступлению в аппаратуру измельчения листьев материала, состоящего из табачных листьев, может способствовать также поддержание на выходе этой аппаратуры понижен-ного уровня давления воздуха, что может быть обеспечено, в частности, путем использо-вания пневматического подъемника. Цель может быть достигнута также путем поддержа-ния на входе аппаратуры измельчения листьев повышенного давления воздуха.
Предпочтительно, чтобы подача материала, состоящего из табачных листьев, в аппа-ратуру измельчения листьев осуществлялась непрерывно. Предпочтительно также, чтобы скорость подачи материала была постоянной.
Предметом изобретения является наполнительный материал табачных изделий, при этом указанный материал представляет собой жидкотекучую смесь, в состав которой вхо-дят частицы тонких пластин табачных листьев и частицы стеблей табачных листьев. В такой смеси коэффициент формы составляет порядка 0,5 или даже больше для 60% и бо-лее частиц (за исключением пыли).
Предметом изобретения является способ изготовления сигарет, в соответствии с ко-торым материал в виде кипы табака измельчается с образованием при этом отдельных полных листьев (понятие которых было дано выше), а указанные полные листья поступа-ют на измельчающую мельницу, в результате обработки на которой получается продукт, представляющий собой смесь, состоящую из хлопьев тонких пластин табачных листьев и клочков стеблей этих табачных листьев, после чего указанная смесь подается на устройст-во изготовления стержней сигарет.
Обнаружено, что соответвующий данному изобретению cпособ может быть приме-нен для обработки полных листьев, содержание влаги в которых оказывается существенно меньшим по сравнению с содержанием влаги обычно принятым в практике измельчения стержней табачных листьев. При этом содержание влаги может быть к примеру почти в два раза меньшим, чем это обычно принято в практике измельчения стержней табачных листьев.
Такой вывод является несколько неожиданным, так ка обычно принято, что требует-ся дополнительная энергия для превращения в волокнистую массу (раздробления) из-мельчения стеблей табачных листьев в том случае, если они относительно сухие, а такие
условия могут привести к неприемлемому чрезмерному измельчению также и находящих-ся при этом тонких пластин табачных листьев.
Обнаружено, что степень измельчения тонких пластин табачных листьев может кон-тролироваться в пределах приемлемых значений. При низком содержании влаги, напри-мер, при содержании влаги в пределах 20%, стебли табачных листьев не разрушаются до такой степени, что они превращаются в неприемлемый материал. Таким образом, размер и распределение по размерам как частиц тонких пластин табачных листьев, так и частиц стеблей табачных листьев таковы, что образующаяся в соответствии с данным изобрете-нием их смесь оказывается вполне приемлемой для ее подачи в промышленные установки, предназначенные для изготовления сердечников сигарет, к примеру в установку Молинс Ма9.
В существующих способах обработки материала, состоящего из табачных листьев, в процессе изготовления наполнительного материала для сигарет измельченные тонкие пластины табачных листьев, являющиеся выходным продуктом линии по обработке пла-стин табачных лис тьев, и нарезанные вальцованные стебли табачных листьев, являющие-ся выходным продуктом линии по обработке стеблей табачных листьев смешиваются ме-жду собой. Для того, чтобы добиться приемлемой степени однородности наполнительного материала во всех сигаретах, делаются попытки основательно перемешать смесь из ука-занных продуктов. Однако, учитывая тот факт, что по своей форме эти продукты сущест-венно различаются между собой произвести их хорошее смешивание оказывается не про-сто. При этом, чем больше производится смешивание продуктов, тем больше ухудшается качество (становятся более мелкими) частиц табака. Таким образом, образующийся в со-ответствии с изобретением продукт представляет собой довольно однородную смесь из частиц тонких пластин табачных листьев и частиц стеблей табачных листьев.
В силу того, что содержание влаги (во фракции, состоящей из стеблей табачных ли-стьев) может быть относительно низким, снижаются требования по сушке продукта в ап-паратуре измельчения табачных листьев, что в свою очередь, может привести к значи-тельному сокращению потребного оборудования и к экономии затрат на потребляемую энергию.
Компоненты осуществляющие модификацию дыма табачного изделия, к примеру оболочка для табака могут быть соединены с материалом, состоящим из табачных листьев, до или после обработки этого материала с использованием для данной цели способа, соответствующего данному изобретению.
Продукты, получаемые на основе способов, соответствующих данному изобретете-нию,могут подвержены процедуре, так называемого расширения табака.Примеры таких процедур расширения, которые могут быть использованы в данном случае, рассмотрены в патентных описаниях Великобритании № 1 484 536 и 2 176 385. Показано, что содержа-ние влаги в полном табачном листе является, как правило, основным фактором, опреде-ляющим, с одной стороны получаются ли в итоге частицы стеблей листьев табака или же, с другой стороны, образуется практически целый лист табака. Обнаружено, что при до-вольно точном значении содержания влаги в продукте происходит резкий переход от по-лучения одного продукта к получению другого продукта.
Значение содержания влаги, при котором такой переход происходит, будет в даль-нейшем рассматриваться как "значение содержания влаги перехода ". Значение содержа-ния влаги перехода для какого-либо табачного материала, который должен подвергнуться измельчению, легко определяется простым экспериментальным способом перед тем как производить измельчение этого материала. Например, для полного листа табака Вирджи-ния, который должен быть измельчен на мельнице типа Квестер SМ 11, было найдено, что значение содержа-ния влаги перехода практически равняется 18%.
Показано также, что верхний предел значения содержания влаги перехода практиче-ски равен 70% для производства смеси из хлопьев тонких пластин табачных листьев и клочков стеблей табачных листьев. При превышении этого значения материал гомогени-зируется и брикетируется переходя в нерабочее состояние
Соответственно верхнее значение содержания влаги перехода для материала полно-го листа, подлежащего обработке в соответствии с данным изобретением, не превышает порядка 35%. Однако более подходящими значениями являются такие, которые не пре-вышали бы 30%.
Значение содержания влаги порядка 30% на входе аппаратуры измельчения листьев табака может быть подходящим для того случая, когда получаемый продукт должен быть подвергнут процедуре расширения, в результате которой смесь из частиц тонких пластин табачных листьев и частиц стеблей табачных листьев будет находиться в непосредствен-ном контакте с горячей газообразной средой.
Тепло может быть приложено к табачному материалу, подлежащему подаче в аппа-ратуру измельчения табачных листьев. В том случае, когда материал нагревается путем, к примеру облучения его микроволновым излучением, значение содержания влаги перехода будет иметь тенденцию к уменьшению.
Материал, состоящий из листьев табака, который должен быть подвергнут обработке с использованием способа, соответствующего данному изобретению, может представлять собой табак одного сорта или же смесь, состоящую из нескольких сортов табака. В том случае, когда такой одиночный сорт составляет небольшую часть смеси, даже если содер-жание влаги в нем меньше значения содержания влаги перехода, может осуществляться получение соответствующего данному изобретению продукта до тех пор, пока среднее значение содержание влаги в смеси находится выше значения содержания влаги перехода.
В силу того, что аппаратура измельчения листьев табака, реализующая предлагае-мый в данном изобретении способ измельчения листьев табака, оказывается значительно более комплектной по сравнению с обычными измельчающими установками, в состав ко-торых входят несколько молотильных машин и классификаторов, а также соответствую-щая система вытяжки воздуха, использование данного изобретения приводит к значи-тельной экономии капитальной стоимости по сравнению с использованием обычных из-мельчающих установок. В данном случае происходит также экономия в потреблении энергии. Кроме того, экономия капитальных издержек и стоимости энергии обеспечива-ются за счет упрощения предварительного участка обработки табачных листьев на табач-ной фабрике. Таким образом, использование данного изобретения приводит к значитель-ному удешевлению всего процесса обработки табачных листьев, который начинается с получения табачных листьев с производящих их ферм и который заканчивается изготов-лением сигарет или каких-либо других табачных изделий.
Необходимо отметить, что предметом данного изобретения является не только спо-соб одновременного измельчения тонких пластин табачного листа и стеблей табачного листа для получения смеси из отдельных частиц тонких пластин табачного листа и от-дельных частиц стеблей табачного листа без необходимости последовательной установки нескольких машин для обработки табачных листьев, но и способ обработки табачных ли-стьев, который не требует рециркуляции получаемого продукта для дальнейшего его из-мельчения. Использование данного изобретения позволяет довольно просто создать одно-этапный процесс обработки табачных листьев.
Предпочтительно, чтобы аппаратура измельчения листьев табака, реализующая предлагаемый в данном изобретениии способ измельчения листьев табака, была бы такого вида, в котором подлежащий измельчению материал проходил между расположенными напротив друг друга поверхностями первого и второго измельчающих листья табака эле-ментов, которые обеспечивают резку табачного материала, проходящего по этому пути. При этом по крайней мере один из измельчающих листья табака элементов должен иметь
форму диска. Предпочтительно, чтобы в данном случае этот дискообразный элемент или каждый из дискообразных элементов содержал на своих поверхностях, которые обращены друг к другу, преимущественно линейные выступы, расположенные в радиальном напарв-лении и имеющие форму ребер. Предпочтительно, чтобы оба указанные измельчающие листья табака элемента имели дискообразную форму. В качестве примеров аппаратуры измельчения листьев табака, которые содержат два измельчающих листья табака элемен-та, имеющих дискообразную форму, можно назвать модель Байера 400 и модель Квестер SM11. В процессе работы аппаратуры измельчения листьев табака модели Байер 400 два ее диска вращаются в противоположных направлениях, в то время как в процессе работы аппаратуры измельчения листьев табака модели Квестер SM11 один диск вращается, в то время как другой диск остается неподвижным. Аппаратура измельчения листьев модели Байер 400 снабжается набором дисков, каждый их которых имеет определенную форму выступов, расположенных на их рабочих поверхностях. Для использования в данном изо-бретениии наиболее подходящими являются пластины аппаратуры Модели Байера 400, имеющие обозначение 325 и 326.
При использовании дисковых мельниц для одновременного измельчения тонких пластин табачных листьев и стеблей табачных листьев размер образующихся в результате измельчения частиц определяется относительной скоростью вращения дисков, размеров зазора между этими дисками и конфигурацией измельчающих выступов, расположенных на рабочих поверхностях этих дисков.
Для реализации способа, предлагаемого в данном изобретении,может быть исполь-зован другой вид измельчающей аппаратуры, в частности измельчающая мельница, в со-став которой входит бочкообразный корпус, внутри которого установлен ротор, имеющий возможность вращаться внутри указанного корпуса, а ось которого располагается коакси-ально этому корпусу. Внутренняя изогнутая поверхность корпуса снабжается выступами, имеющими форму ребер и установленными параллельно оси корпуса, в то время как на роторе располагаются три разнесенные на одинаковое угловое расстояние относительно друг друга лезвия, которые направлены параллельно оси ротора и находятся в непосред-ственно близости относительно имеющих форму ребер выступов корпуса.
Выявлено также, что так называемые "мельницы'' такого вида, в которых используется принцип ударно.го действия, в частности, молотковые дробилки, как правило не пригод-ны для осуществления необходимого измельчающего действия.
Проведено исследование измельчающей мельницы, которая носит название разбив-ная мельница Робинсона (обозначение модели - часовая ударная молотилка МЗ). В состав этой измельчающей мельницы входят вращающийся диск и имеющий форму диска ста-тор. Оба эти элемента снабжаются расположенными по окружности рядами штырьков, которые направлены перпендикулярно в направлении противолежащих поверхностей других элементов. При этом штырьки одного элемента проходят между штырьками другого элемента. Проведенное ограниченное количество экспериментов показало возможность использования разбивной мельницы Робинсона для реализации способов измельчения табачных листьев, являю-щихся предметом данного изобретения.
В отношении полного листа (понятие которого было дано выше) табачного материала могут быть использованы любые процедуры искусственного старения или же процедуры измельчения, выполняемые с помощью аппаратуры измельчения табачного листа.
Продуктом, составляющим предмет данного изобретения, может быть жидкотекучая смесь, состоящая из тонких пластин табачных листьев и частиц табачных стеблей, для которой угол возвышения свободно насыпанной горки составляет не более 45°относительно горизонта или даже не более З50 при содержании влаги в продукте на этапе изготовления уже сигарет, скажем, 13%.
Установлено, что для продукта, составляющего предмет данного изобретения. коэф-
фициент формы составляет порядка 0.5 или даже больше для 60 процентов и более частиц
(за исключением пыли), коэффициент формы может быть 0,5 и более для 70 процентов и
большего количества частиц помимо пыли.
Коэффициент формы =
4
2
Пло щадь
п еримет р )
Формой, имеющей максимальное значение коэффициента формы, равное едини-
це, является круг.
Установлено, что для продукта, составляющего предмет данного изобретения, о ос-
новном значение величины наполнения Боргвалдта оказывается меньшей по сравнению с
аналогичной величиной для обычных табачных материалов, предназначенных для куре-
ния. Однако было обнаружено, что прочность сигарет, в качестве основной части напол-
нителя которых используется продукт, составляющий предмет данного изобретения, ока-
зывается сравнимой с контрольными сигаретам, изготовленными из обычных табачных
материалов, предназначенных для курения.
Предпочтительно, чтобы размер частиц для продукта, составляющего предмет
дан-
ного изобретения, соответствовал примерно 50-65% числа частиц, которые удерживаются
решеткой, снабженной отверстиями прямоугольной формы с размером 2,4 х 1,4 мм.
Предпочтительно также, чтобы в продукте, составляющем предмет данного изо-
бретения, практически отсутствовали нетронутые (целые) стебли табачных листьев.
На основе данного изобретения могут быть получены продукты, которые могут поступать
на установку по изготовлению табачных изделий без необходимости их первоначальной
обработки для дальнейшего уменьшения размера входящих в состав продукта частиц или
же которые требуют незначительного дальнейшего уменьшения размеров частиц. При
этом не утверждается, что небольшая тяжелая фракция и/или небольшая пылевая фракция
не может быть
удалена из продукта перед тем, как включать его в табачные изделия.
При введении продуктов, составляющих предмет данного изобретения, в сигареты
на установках по изготовлению табачных изделий эти продукты внешне имеют такой же
вид, как и наполнитель обычных сигарет.
Обыкновенный материл нарезанного табака, предназначенный для курения, который
используется для изготовления сигарет, представляет собой длинную прядь не жидкоте-
кущего запутанного материала. По этой причине в состав подающего блока установки по
изготовлению сигарет входит кардочесальное устройство, которое обеспечивает распуты-
вание наполнительного материала. В продуктах, составляющих предмет данного изобре-
тения, материал представляет собой жидкотекчую незапутанную смесь из тонких пластин
табачных листьев и частиц табачных стеблей и поэтому для введения данного продукта в
сигареты отпадает необходимость иметь еще дополнительно кардочесальное устройство
или по крайней мере его отдельные элементы.
В том случае, если процесс измельчения материала, состоящего из табачных листь-
ев, выполняемый в соответствии с данным изобретением, осуществляется в том .районе,
где выращивается табак, в качестве такого табачного материала может быть использован
так называемый материал из "зеленого листа". Т.е. в этом случае с фермы по производству
табака поступает материал с термообработанными листьями табака. В том же случае, ко-
гда материал, состоящий из табачных листьев, должен быть обработан на табачной фаб-
рике, которая находится на значительном удалении относительно района, где произво-
дится выращивание та-
бака. может быть более целесообразным подвергать табачные листья процедуре так назы-
ваемой повторной сушки. Указанная процедура повторной сушки используется для того,
чтобы обеспечить низкое содержание влаги в материале, состоящем из табачных листьев, и обеспечить тем самым возможность транспортировки и хранения этого материала на фабрике без ухудшения его свойства.
Использование полного табачного листа в качестве исходного материала для приго-товления наполнительного материала табачных изделий без необходимости иметь стадию отделения тонких пластин табачных листьев от частиц табачных стеблей оказывается более выгодным с экономической точки зрения, так как ожидается, что полный табачный лист будет менее дорогим по сравнению с закупками табачных стеблей и тонких пластин табачных листьев по отдельности на предприятиях, занимающихся измельчением табач-ного продукта.
К продуктам, составляющим предмет данного изобретения, могут быть приложены точно такие же процедуры по их обработке, что и для табачных материалов, полученных обычным способом. Например смесь, состоящая из раздробленных хлопьев тонких пла-стин табачных листьев и клочков табачных стеблей, полученная в соответствии с предла-гаемым способом, может быть смешана любым известным способом с другим материа-лом (или материалами), предназначенным для курения в любом необходимом соотноше-нии. Однако при этом предпочтительно, чтобы по крайней мере большую часть в мате-риале предназначенным для курения, который образуется в результате смешивания мате-риалов, составлял продукт, полученный на основе способа измельчения, соответствующе-го данному изобретению. В качестве курительных материалов, с которыми могут быть смешаны продукты, полученные в соответствии с данным изобретением, могут рассмат-риваться табачные материалы, восстановленные табачные материалы и материалы, кото-рые используются в качестве заменителя табака.
Могут также смешиваться продукты, полученные в соответствии с данным изобре-тением из различных сортов табака.
При получении смешанного наполнительного материала для сигарет, производимых в Соединенных Штатах, могут быть смешаны: продукт, который получен на основе обра-ботки полного листа табака Вирджиния в соответствии с данным изобретением, и фрак-ция тонких пластин табачных листьев из продукта, который получается путем измельче-ния полного листа табака Берли при содержании влаги в нем ниже значения содержания влаги перехода таким образом, чтобы образующийся продукт состоял из смеси частиц тонких пластин табачных листьев и практически целых отрезков стеблей табачных листь-ев.
Изобретение поясняется фиг.1-8.
На фиг.1 показана структурная схема, иллюстрирующая обычный процесс обработки полного табачного листа, который предварительно был подвержен дымовой сушке: на фиг.2 - схема, иллюстрирующая процесс обработки полного табачного листа; на фиг.3 - гистограмма, показывающая зависимость значения коэффициента формы частиц (гори-зонтальная ось) от частоты появления такого значения, измеряемой в единицах - миллио-ны (вертикальная ось), для тонких пластин табачных листьев, входящих в состав напол-нительного материала сигарет, измельченных обычным способом; на фиг.4 - гистрограм-ма, дающая ту же самую информацию, только для продукта, полученного в соответствии с данным изобретением и предназначенного для наполнительного материала сигарет; при этом каждое из значений коэффициента формы частиц, отложенное по горизонтальной оси на гистрограммах, представленных на фиг.3 и 4, представляет собой верхнее значение из диапазона величин. В частности, значение "0,4" означает, что диапазон начинается со значений по крайней мере превышающих 0,3 и доходит максимум до значения 0,4.
На фиг.5 показана диаграмма разброса значений, показывающая соотношение между длиной частиц, измеряемой в миллиметрах, (горизонтальная ось) и коэффициентом фор-мы (вертикальная ось) для обычных наполнительных материалов, получаемых в соответ-ствии с фиг.3; на фиг.6 - диаграмма разброса значений, показывающая соотношение меж-
ду длиной частиц, измеряемой в миллиметрах (горизонтальная ось), и коэффициентом формы (вертикальная ось) для наполнительных материалов, получаемых в соответствии с фиг.4; на фиг.7- внешний обычный наполнительный материал, получаемый в соответст-вии с фиг.3 5; на фиг.8 - внешний вид наполнительного материала, получаемого в соот-ветствии с фиг.4 и 6.
На фиг.1 соответствующими цифрами обозначено следующее: 1 - кондиционирование /сушка, 2 -удаление песка. 3 - кондиционирование, 4 - измельчение, 5 - стебель, 6 - сушка, 7 - упаковка, 8 - стебель, 9 - кондиционирование,10 - смешивание. 11-прокатка, 12 - резка. 13 - процесс насыщения стеблей водой (WTS), 14 - сушка, 15 - тонкие пластины табачных листьев, 16 -сушка, 17 - упаковка, 18 - тонкие пластины табачных листьев, 19 - кондицио-нирование, 20 - смешивание, 21 - резка, 22 - сушка. 23 - смешивание и добавление, 24 - хранение нарезанного табака, 25 - изготовление сигарет.
Этапы 1 - 4, 5 - 7 и 15 - 17 выполняются в том месте, где выращивается табак, в то время как этапы 8 - 14, 18 - 22 и 23 - 25 выполняются на фабрике, где производится изго-товление сигарет. Указанные фабрики удалены относительно тех мест, где выращивается табак.
Операции, выполняемые на этапах 8 - 14 и 18 - 22, соответствуют первичной обра-ботке табачных листьев на табачной фабрике. Те места на фабрике, где выполняются ука-занные операции, иногда носят название участка первичной обработки (РМД). Этапы 8-14 обычно рассматриваются как образующие "линию стеблей табачного листа", а этапы 18 - 22 обычно рассматриваются как образующие "линию тонких пластин табачного листа". Под термином "добавление" на этапе 23 понимается возможность добавления каких-либо других материалов, предназначенных для табачных изделий, к продуктам, состоящим из стеблей табачных листьев и тонких пластин табачных листьев, на линиях, осуществляю-щих смешивание. В качестве примеров таких добавляемых курительных материалов можно назвать растянутый табак и восстановленный табак.
В качестве входного материала на этапе 1 рассматривается полный зеленый табач-ный лист. Некоторые детали всего процесса, начиная с этапа 1 и заканчивая этапом 25 могут меняться, в то же время фиг.1 иллюстрирует типовой обычный процесс обработки табачных листьев, в результате которого изготовляется наполнитель для сигарет.
На фиг.2 соответствующими цифрами обозначено следующее: 26 - кондиционирова-ние/сушка, 27 - удаление песка. 28 - сушка, 29 - упаковка, 30 - полный табачный лист,31 - кондиционирование, 32 - смешивание, 33 - измельчение, 34 - сушка, 35 - смешивание и добавление,36 - промежуточное хранение, 37 - изготовление сигарет.
Этапы 26 - 29 выполняются в том месте, где выращивается табак, а этапы 30 - 37 вы-полняются на фабрике, где осуществляется изготовление сигарет. Этапы кондициониро-вания выполняются таким образом, чтобы исключить или по крайней мере значительно уменьшить удаление воды из экстрагирующих компонентов. В качестве входного мате-риала на этапе 26 рассматривается полный зеленый табачный лист. Как можно заметить из сравнения обычного процесса обработки табачного листа, представленного на фиг. 1, и процесса обработки табачного листа, осуществляемого в соответствии с данным изобре-тением, который представлен на фиг.2, последний из указанных способов оказывается намного более простым.
П р и м е р 1. В качестве материала, содержащего табачный лист, использовался Ка-надский полный зеленый лист дымовой сушки одного сорта, который закупался в виде упакованных на производящей табак форме тюков и содержание влаги в котором состав-ляет примерно 18%. Указанные тюки нарезались с использованием для этого машины для резания гильотинного типа. После резания образовывались большие пласты табачных листьев, которые, как отмечалось выше, носят название "полный табачный лист". Толщи-на большинства из этих пластов табачного листа составляет приблизительно 10-20 см.
Полученный таким образом материал полного табачного листа затем подвергался кондиционированию, в результате чего содержание влаги в нем устанавливалось на уров-не 26%. Далее под действием силы тяжести полный табачный лист поступал непрерыв-ным образом со скоростью 150 кг/ч на дисковую мельницу Квестера (модель SМ11). Вра-щающийся диск мельницы при- водился во вращение со скоростью 1000 оборотов в 1 мин. Вращающийся диск и неподвижный "диск* или пластина, которые были стандарт-ными конструктивными элементами для дисковой мельницы модели SM11, содержали на своих рабочих обращенных друг к другу поверхностях выступы, имеющие форму ребер, линейные и вытянутые в радиальном направлении.
Дисковая мельница работала при номинальной величине зазора между ее дисками, которая составляет 0,15 мм. Затем величина этого зазора была увеличена вплоть до 0,9 мм. Внутрь дисковой мельницы вводился также пар под давлением в 1 бар.
Измельченный на мельнице продукт, получаемый при установке каждой из величин зазора между дисками, представляет собой однородную жидкотекучую смесь,состоящую из частиц тонких пластин табачного листа и частиц табачного стебля. Регулировка произ-водилась таким образом, чтобы вся получаемая в результате измельчения продукция была пригодна для изготовления сигарет на обычных установах по производству сигарет. Как и ожидалось, при увеличении величины зазора между дисками средний размер получаю-щихся в результате измельчения табачных листьев частиц также увеличивался.
П р и м е р 2. Как в примере 1, но материал, содержащий полный табачный лист, под-вергался кондиционированию таким образом, что содержание влаги в нем устанавлива-лось на уровне 24%. а величина зазора между дисками устанавливалась равной 0,15, 0,75 и 1,05 мм. Измельченный на мельнице продукт, получаемый при установке каждой из трех величин зазора между дисками, также представлял собой однородную жидкотеку-чую смесь, состоящую из частиц тонких пластин табачного листа и частиц стебля табач-ного листа. Регулировка производилась таким образом, чтобы все три продукта были пригодны для изготовления сигарет на обычных установках по производству сигарет.
П р и м е р 3. Как в третьем режиме примера 2, т.е. величина зазора между дисками устанавливалась равной 1,05 мм. Материал, содержащий полный табачный лист, подвер-гался кондиционированию таким образом, чтобы содержание влаги в нем устанавлива-лось на более низком уровне, равном 21 %. Получаемый при этом продукт состоял из смеси, содержащей частицы тонких пластин табачного листа и нетронутых отрезков стебля табачного листа. Очевидно, что материал, содержащий полный табачный лист, который подавался на измельчающую мельницу, имел такую величину содержания влаги, которая была меньше по сравнению с величиной, соответствующей значению содержания влаги перехода и которая была преобладающей для условий проведения эксперимента.
П р и м е р 4. Произведено повторение примера 1, но материал, содержащий полный табачный лист, подвергался кондиционированию таким образом, что содержание влаги в нем устанавливалось на уровне 20%, а скорость подачи материала принималась равной 180 кг/ч. Эксперименты проводились при величине зазора между дисками равной 0,30 и 1,2 мм. В том случае, когда величина зазора между дисками составляла 0,30 мм, получае-мый продукт оказывался в соответствии с данным изобретением и состоял из однородной жидкотекучей смеси, в состав которой входили частицы тонких пластин табачных листь-ев и частицы стебля табачного листа. В то же время, в том случае, когда величина зазора между дисками составляла 1,2 мм. получаемый продукт оказывался не в соответствии с данным изобретением и состоял из смеси частиц тонких пластин табачных листьев и не-тронутых отрезков стебля табачного листа.
Сравнение результатов данного примера с результатами примера 3 показывает, что величина зазора между дисками может быть определена по значению содержания влаги перехода.
П р и м е р 5. В качестве материала, содержащего табачный лист, в данном примере были использованы три сорта повторно высушенного с использованием дымовой сушки табака, получаемого из Зимбабвы, которые обозначены как А, В и С. Указанные сорта табака, поступающие в виде тюков, нарезались с помощью машины для резания таким образом, что получались пластины табачных листьев шириной 15 -20 см. Получаемый таким образом материала содежащий полный табачный лист, затем подвергался конди-ционированию, в результате чего содержание влаги в нем устанавливалось на уровне 24%. После этого материал подвергался измельчению, каждый сорт отдельно, в мельнице типа Квестер SМ 11 при величие зазора между дисками равной 0,3 мм.
Результирующие продукты, получаемые при измельчении табака сортов В и С, ока-зывались приемлемыми и соответствующими требованиям данного изобретения, в то время как продукт, получаемый при измельчении табака сорта А, состоял из смеси частиц тонких пластин табачного листа и необработанных отрезков стеблей табачного листа.
При рассмотрении материала, содержащего табак сорта А, после его извлечения из тюков установлено, что стебли табачных листьев довольно толстые и даже имеют деревя-нистый вид.
П р и м е р 6. Произведено повторение примера 5 за исключением того, что весь ма-териал, содержащий полный табачный лист сортов А, В и С, был смешан перед тем, как быть подвергнутым кондиционированию. После кондиционирования содержание влаги в материале составило 24%. После того, как такой смешанный материал был пропущен че-рез измельчающую мельницу типа Квестера. образующийся продукт оказался соответст-вующим требованиям данного изобретения несмотря на то, что этот продукт содержал весьма малое количество (1,2%) необработанных кусков стеблей табачного листа. Ука-занные необработанные куски стеблей табачного листа были довольно просто удалены из продукта путем его отмачивания.
П р и м е р 7. Полоски тонких пластин табачных листьев были смешаны со стеблями табачных листьев в массовом соотношении 80:20. Данная смесь материалов при задавае-мом содержании влаги в ней, равном 24%, подвергалась измельчению на мельнице типа Квестер SМ 11, у которой величина зазора между дисками устанавливалась равной 0,3 мм. Кроме того, на мельницу подавался пар при давлении в 1 бар. В результате измельчения на выходе мельницы получался продукт, который оказывался в соответствии с требова-ниями данного изобретения, т.е. представлял собой однородную жидкотекучую смесь, в состав которой входили частицы тонких пластин табачных листьев и частицы стеблей табачных листьев.
П р и м е р 8. Материал, содержащий полный табачный лист, который был образаван путем нарезки тюка с табачным листом на отдельные пластины, смешивался с полосками тонких пластин табачных листьев в отношении 10:90. Данная смесь материалов при зада-ваемом содержании влаги в ней, равном 24%, подвергалась измельчению на мельнице типа Квестер SМ11,у которой величина зазора между дисками устанавливалась равной 0,3 мм. Кроме того, на мельницу подавался пар под давлением в 1 бар. В результате измель-чения на выходе мельницы получалcя продукт, который оказывался в соответствии с тре-бованиями данного изобретения, т.е. представлял собой однородную жидкотекучую смесь, в состав которой входили частицы тонких пластин табачных листьев и частицы стеблей табачных листьев.
П р и м е р 9. Материал, содержащий полный табачный лист, который был образован путем нарезки тюка с табачными листьями на отдельные пластины, смешивался со стеб-лями табачного листа в отношении 60:40. Данная смесь материалов при задаваемом со-держании влаги в ней, равном 24%, подвергалась измельчению на мельнице типа Квестер SМ11, у которой величина зазора между дисками устанавливалась равной 0,3 мм. Кроме того, на мельницу подавался пар под давлением в 1 бар. В результате измельчения на вы-ходе мельницы получался продукт, который оказывался в соответствии с требованиями
данного изобретения, т.е. представлял собой однородную жидкотекучую смесь, в состав которой входили частицы тонких пластин табачных листьев и частицы стеблей табачных листьев.
В примерах 7, 8 и 9 каждый из трех используемых материалов, т.е. тонкие пластины табачных листьев, стебли табачных листьев и полный табачный лист, получался путем смешивания трех сортов табака, поступающих из Зимбабве, о которых упоминалось при рассмотрении фиг.5.
П р и м е р 10. Три сорта повторно высушенного и с использованием дымовой сушки материала, содержащего табачный лист, который поступает из Соединенных Штатов, бы-ли нарезаны с помощью резательной машины. В результате резки тюков табачного листа образовывались пластины табачных листьев шириной 15-20 см. Полученные таким обра-зом материалы, содержащие полный табачный лист, для каждого из сортов затем смеши-вались. После этого смешанный материал подвергался кондиционированию, в результате чего содержание влаги в нем устанавливалось на уровне 28%. Далее смешанный материал поступал на измельчение на мельницу модели типа Бауер 400, у которой величина зазора между дисками устанавливалась равной 3,9 мм, а скорость вращения каждого из дисков устанавливалась равной 700 оборотов в 1 мин. В качестве этих дисков мельницы прини-мались указанные выше диски 325 и 326. На рабочих поверхностях данных дисков распо-лагались линейные выступы, имеющие форму ребер и вытянутые в радиальном направле-нии. Измельчающая мельница снабжена воздушными струями, с помощью которых обес-печивается подача табачного материала через подающие отверстия, расположенные на первом из указанных выше дисков. Полученный таким образом измельченный продукт представлял собой однородную жидкотекучую смесь, в состав которой входили частицы тонких пластин табачных листьев и частицы стеблей табачных листьев. Управление про-цессом получения данного продукта осуществлялось таким образом, чтобы вся получае-мая в результате измельчения продукция была пригодна для изготовления сигарет на обычных установках по производству сигарет.
Установлено, что при использовании измельчающей мельницы типа Бауер 400 тре-буются более высокие значения содержания влаги во входном материале, содержащем табачный лист по сравнению со случаем, когда применяется измельчающая мельница ти-па Квестер SМ 11.
П р и м е р 11. Проба массой 100 г материала, состоящего из тонких пластин табач-ных листьев обыкновенного американского табака, подвергнутого дымовой сушке, про-сеивалась с использованием для этого специальной просеивающей испытательной аппа-ратуры. В состав указанной аппаратуры входит корпус, внутри которого размещаются одна над другой пять горизонтальных сеток. Величина отверстия у этих просеивающих сеток составляет, если смотреть сверху вниз, соответственно 1,98, 1,40, 1,14, 0,81 и 0,53 мм. В состав просеивающей испытательной аппаратуры входит также приводное устрой-ство, которое обеспечивает возвратно-поступательное перемещение корпуса аппаратуры и находящихся внутри корпуса просеивающих сеток. Сто граммовая проба была равно-мерно распределена по поверхности верхней просеивающей сетки, после чего приводи-лось в действие на 10 мин приводное устройство. По истечении этого срока собиралась та часть материала, которая задерживалась на верхних четырех просеивающих сетках. Та часть материала, которая собиралась на самой нижней просеивающей сетке, а также ко-торая прошла через эту сетку, рассматривалась как мелкодисперсная пыль и отбрасыва-лась.
Из четырех полученных фракций брались 0,5-граммовые подпробы, которые затем рапределялись на соответствующих плоских поверхностях таким образом, чтобы каждая из частиц тонких пластин табачных листьев была соответствующим образом отделена от другой частицы. Геометрические размеры каждой из полученных таким образом подпроб затем подвергались анализу с использованием анализатора изображения модели Маджи-
скан 2, которая поставляется фирмой Джойс-Лоебл. С помощью анализатора изображения получались такие данные, как площадь частиц (двухмерная), длина (самый большой ли-нейный размер) частиц и длина периферии частиц.
На основе полученных таким образом данных строилась гистограмма, характери-зующая соотношение между значением коэффициента формы частиц и частотой, с кото-рой это значение появлялось (фиг.3). Также строилась диаграмма, характеризующая со-отношение между длиной частиц и коэффициентом формы (фиг.5).
П р и м е р 12. Проба массой 100 г продукта, соответствующего требованиям данно-го изобретения и полученного путем измельчения материала, состоящего из полного лис-та американского табака, подвергнутого дымовой сушке, при содержании влаги в нем равном 22%, на измельчающей мельнице типа Квестер, величина зазора между дисками у которой составляет 0,3 мм, подвергалась процедуре просеивания. Указанная процедура просеивания была аналогичной той, которая подробно рассматривалась в связи с приме-ром 11. Затем геометрические характеристики четырех 0,5-граммовых подпроб, снятых с четырех верхних просеивающих сеток, т.е. проб, свободных от мелкодисперсной пыли, подвергались анализу точно также, как и в эксперименте 11.
На основе полученных таким образом данных построены гистограмма зависимости значения коэффициента формы от частоты появления такого значения и диаграмма рас-сеивания, характеризующая соотношение между длиной частиц и коэфициентом формы для них. Эти гистограмма и диаграмма представлены на фиг.4 и 6 соответственно.
Сравнение гистограмм, приведенных на фиг.3 и 4, показывает, что продукт соответ-ствующий данному изобретению (фиг.4), имеет четко различимые отличия от обычного материала, состоящего из нарезанных тонких пластин табачных листьев (фиг.3). Для обычного материала, состоящего из нарезанных тонких пластин табачных листьев, около 80% такого материала, из которого извлечена мелкодисперсная составляющая, имеют коэффициент формы порядка 0.5 или даже меньше, в то же время для продукта, соответ-ствующего требованиям данного изобретения, около 75% такого материала, из которого извлечена мелкодисперсная составляющая,имеют коэффициент формы порядка 0,5 или выше.
Из рассмотрения фиг.5 и 6 видно, что оба указанных материала имеют четко различимые
характеристики.
П р и м е р 13. Обычный материал, состоящий из нарезанных тонких пластин табач-ных листьев трех сортов А, В и С, упоминавшихся в связи с рассмотрением примера 5 и смешанных между собой, имеющий значение содержания влаги порядка 12,5%, был по-мещен в 125 мл лабораторный химический стакан без приложения к находящемуся в ста-кане материалу какого-либо сжимающего усилия. Затем этот лабораторный стакан был перевернут на плоскую горизонтальную поверхность и после чего был удален путем под-нятия вертикально вверх. Образованная в результате этого горка материала, состоящего из нарезанных тонких пластин табачных листьев, представлена на фиг.7. Величина угла, об-разованного указанным материалом относительно горизонта, составляет примерно 90°.
П р и м е р 14. Проведен повторно пример 13. Однако в данном случае в нем исполь-зовался продукт, который удовлетворяет требованиям данного изобретения и который был получен из полного табачного листа, представляющего собой смесь трех сортов А, В и С, упоминавшихся в связи с рассмотрением эксперимента 5. Содержание влаги в данном продукте составляло порядка 12.5%, Образованная в результате данного эксперимента горка материала показана на фиг.8. Величина угла, образованного указанным материалом относительно горизонта, составила примерно 330. Из рассмотрения фиг.7 и 8 видно, что в данном случае характеристики обычного материала, состоящего из нарезанных тонких пластин табачных листьев, и материала, который представляет собой продукт, удовлетво-ряющий требованиям данного изобретения, существенно различаются.
П р и м е р 15. Три материала, представляющих собой соответственно полоски то-
ких пластин листьев табака Вирджиния, полоски тонких пластин листьев табака Берли и
полоски тонких пластин листьев табака Ориентал, каждый из которых имел предвари-
тельное покрытие, т.е. был обработан специальным агентом, обеспечивающим модифика-
цию дыма, поступали в смешивающий бункер совместно со стеблями табачных листьев,
образуя при этом смесь, в которой каждый из указанных четырех материалов находился в
соотношении 44, 23, 16 и 17% соответственно.
Такая смесь из четырех материалов при задаваемом содержании влажности в ней,
равном 24%. подавалась на измельчающую мельницу типа Бауер 400, у которой величина
рабочего зазора между дисками составляла 2,7 мм, а диск вращался со скоростью 700 обо-
ротов в 1 мин. После чего продукт подвергался сушке для того, чтобы обеспечить содер-
жание влаги в нем, равное 14,5%, а затем подавался на установку по изготовлению сига-
рет типа Молинс МК, 9.5. На указанной установке изготовлялись сигареты, наполнитель
для которых состоял на 100% из получаемого в данном эксперименте продукта.

Патент США № 4248253, кл. А 24 В 5/10, 1981