專利名稱:煙草材料加工方法
本發(fā)明涉及煙葉和其它煙草材料的加工方法，特別涉及用于制造香煙之類吸煙制品的煙草加工方法。
熟煙葉在成為去筋煙葉前要經(jīng)過好幾個加工步驟。例如，捶擊煙葉，以便將煙草薄片從莖上分離出來。然后將煙草薄片進一步加工制成去筋煙葉，而將煙莖丟掉或用來制成再生煙草制品，這種制品一般來說質(zhì)量相當差。
傳統(tǒng)的煙葉加工步驟，例如裝卸，捶擊和貯存過程中會產(chǎn)生大量的下腳煙草材料。特別是，一般的加工條件會產(chǎn)生相當多的煙末和煙屑。這些煙末和煙屑體積太小，根本不能用來制造香煙。然而，可以回收部分煙末和煙屑，將這些材料和煙莖一起用來制造再制煙草材料。
因此，最好能提供一種有效的將煙草材料加工成去筋煙葉的方法，使所有的煙葉都能利用，并基本上分辨不出熱煙葉的下腳。
一方面，本發(fā)明是一種提供精制煙草材料的加工方法，該加工方法包括a)提供分割形狀的煙草材料;
b)使煙草材料經(jīng)受高速剪切攪拌(ⅰ)在基本上沒有粘合劑添加物的情況下，(ⅱ)提供足夠的水份以供煙草材料的天然粘合物的活化，但是存在的含水量要小于重量的百分之三十，(ⅲ)有一段足夠活化煙草材料的天然粘合物的時間;
c)使經(jīng)受過高速剪切攪拌的煙草材料至少一次通過軋輥系統(tǒng)的輥隙，以經(jīng)受擠壓處理;
d)使通過上述軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成片狀的精制煙草材料。
另一方面，本發(fā)明是一種提供精制煙草材料的加工方法，該加工方法包括a)提供基本上是完整葉狀的煙草材料;
b)使煙草材料經(jīng)受高速剪切攪拌(ⅰ)將尺寸縮小到足以提供分割的煙草材料，(ⅱ)在基本上沒有添加的粘合劑的情況下，(ⅲ)提供足夠的水份以供煙草材料的天然粘合物的活化，但是存在含水量要小于重量百分之三十，(ⅳ)有一段足夠話化煙草材料的天然粘合物的時間;
c)使經(jīng)受過高速剪切攪拌的煙草材料至少一次通過軋輥系統(tǒng)的輥隙，以經(jīng)受擠壓處理;
d)使通過上述軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成片狀的精制煙草材料。
作為推薦，尺寸縮小操作最好是由荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌器那樣的高速剪切、切碎或斬割裝置提供的分割操作。這樣形成的分割材料含有足夠小的、能用軋輥系統(tǒng)進行加工的單個顆粒。例如，在加工過程中煙葉莖以任何方式存在時，分割過的材料的莖的長度要小于1.5英寸。
最好，軋輥系統(tǒng)是一個受壓的軋輥系統(tǒng)，并在軋輥面之間有相當大的擠壓力。用這樣的方式，煙草材料可有效地和高效率地制成片狀的和堅韌的材料。更可取的是，經(jīng)過高速剪切攪拌的濕潤的煙草材料至少一次通過具有兩個軋輥的受壓軋輥系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有足夠擠壓煙草材料的壓軋區(qū)壓力，其中(ⅰ)至少一個軋輥面具有一列槽，這列槽沿軋輥的縱向伸展，而每條槽環(huán)繞軋輥的圓周延伸，(ⅱ)各槽在靠近軋輥的表面處有一最大寬度，在靠近槽底處有一最小寬度。最好，受壓軋輥系統(tǒng)的一個軋輥面具有這樣的一系列槽。
在本發(fā)明推薦的方法中，一定量的調(diào)味品和/或表面處理劑在煙草材料經(jīng)受高速剪切攪拌時被加入煙草材料。
本發(fā)明利用這樣一種加工方法有效地和高效率地再制和/或加工煙草，這種方法既不需要相當大量的水份，也不需要添加粘結(jié)劑。事實上，本發(fā)明的加工方法能在沒有任何粘結(jié)劑添加物的情況下進行。本發(fā)明的加工方法能在環(huán)境溫度時，或接近環(huán)境溫度時進行，而不需要另外的熱量。如果愿意，本發(fā)明的加工方法可以在不對煙草材料進行化學預(yù)處理的情況下進行。
由此產(chǎn)生的精制煙草材料能如已有技術(shù)中所知的那樣使用。例如，該精制煙草材料最好是片狀的。這種材料能被干燥或濕潤，用添加物進行處理，與其它煙草材料混合，切割成想要的尺寸等等。由此產(chǎn)生的煙草材料大多作為去筋煙葉用于香煙的生產(chǎn)。
圖1是本發(fā)明的加工方法一個推薦的實施例的示意框圖;
圖2是用于本發(fā)明加工方法中的一部分的一裝置的透視圖;
圖3是圖2所示一軋輥的放大的、局部的剖面圖，表示了一列槽，各槽環(huán)繞著軋輥的圓周延伸;
圖4是用于本發(fā)明的加工方法中的一部分的一裝置的示意圖，表示了能提供片狀精制煙草材料的三個軋輥。
參看圖1，煙草材料10被放入象裝料箱，筐，桶，漏斗之類的容器12里。煙草材料10通過輸送裝置14從容器12里被輸送到高速剪切攪拌器16里。輸送裝置14可以是輸送帶，傳送線，簡單的傾倒裝置，定體積給料器等等。煙草材料10在有水份并附加調(diào)味品的和表面處理劑的情況下經(jīng)受高速剪切攪拌。水份以水18的形式提供，水18貯存在容器20里。水18通過輸送裝置22輸送，輸送裝置22可以是噴射器，輸送帶，簡單的傾倒裝置等等。調(diào)味品和表面處理劑24通過輸送裝置28從容器26里被輸出。一般，調(diào)味品和表面處理劑作為分開的固體或流體原料被加入高速剪切攪拌器?；旌臀锝?jīng)受高速剪切攪拌。水份和經(jīng)過高速剪切攪拌的精制煙草材料30通過輸送裝置32從高速剪切攪拌器里被輸送到軋輥系統(tǒng)34，并通過軋輥系統(tǒng)使?jié)櫇竦臒煵莶牧媳粩D壓。由此形成的被擠壓的材料36通過薄片形成裝置38，從而獲得片狀材料40。最好，薄片形成裝置38是一軋輥系統(tǒng)。
用于本發(fā)明的煙草材料可以是各種各樣的。通常，煙草材料可以包括煙草屑，煙草薄片，去筋煙葉，從各種加工過程和香煙生產(chǎn)過程中回收的碎片煙，煙葉莖，煙草莖梗，煙絲莖，碎的和/或片狀的濕成形再制煙草(例如在干的形式下)，碎的和/或片狀的干成形再制煙草，等等，以及它們的混和物和它們與煙草末的混和物。煙草材料的各種薄片和粒屑的大小基本上沒有限制。
可以提供基本上是完整葉狀的煙草材料?！盎旧鲜峭暾~狀”這個詞意味著包括莖在內(nèi)的整個煙葉?；旧鲜峭暾~狀的煙草材料包括從銷售庫房來的熟煙草;從包，桶和箱里來的陳煙草。尤其是，包括莖的整張煙葉可以不扔掉任何東西而加以利用。在進行本發(fā)明的加工步驟前有可能部分煙草碎成片，然而，這種破碎無須象傳統(tǒng)煙葉加工方樣那樣有意地去做。最好，基本上是完整葉狀的煙草材料包括未經(jīng)捶打或未去莖的煙草。然而，在本發(fā)明的加工步驟前，要求用篩分技術(shù)之類的技術(shù)對煙葉進行清潔或去沙。如果愿意，幾乎所有的根據(jù)本發(fā)明加工方法加工的煙草材料可以是基本上是完整的葉狀。
根據(jù)本發(fā)明加工方法可以加工的煙草種類包括細纖維煙草，烘烤煙草，馬里蘭煙和東方煙草。各種煙草可以分別加工，或混和在一起加工。
“分割的煙草材料”這個詞意味著利用一種設(shè)備對基本上是完整葉狀的煙草材料，大尺寸的薄片或整根的莖進行尺寸縮小操作，使其形成較小尺寸的煙草粒屑或碎片。最好，尺寸縮小操作包括一含有軋碎，撕碎，切薄或切細的切割操作。最好，分割的煙草材料具有能被用于本發(fā)明的軋輥系統(tǒng)進一步加工的尺寸。通常，煙葉的薄片能被切割或切細成的尺寸范圍，小至近乎煙草未，大至長度和寬度分別約達2英寸的相當大的葉片。一般要對莖部分進行滾軋，切割或切細，使其長度約小于1.5英寸，最好，其中大多數(shù)莖的長度范圍從約0.25英寸到約1英寸。提供分割的煙草材料的高速剪切攪拌裝置是一種具有高速旋轉(zhuǎn)葉片的裝置，如可在市場上買到的荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌器。切割或切細工序通常是在環(huán)境溫度下進行。一般，較長時間的剪切能提供較小尺寸的分割的煙草材料。但是這種分割的煙草材料的單個片最好大于在球磨機里進行研磨加工而形成的粉末材料。
這里所用的“高速剪切攪拌”這個詞意味著，還包括足夠高速的攪拌，以便提供煙草材料的天然粘合物的活化(ⅰ)在相當短的時間里，(ⅱ)不必使用外界熱量以使含水煙草材料經(jīng)受遠大于環(huán)境溫度的溫度，(ⅲ)不必使煙草材料的含水量大于重量的約百分之三十。通常高速剪切攪拌速度約超過1000rpm，最好如可從市場上買到的荷巴特HMC-450攪拌器確定的那樣，約超過3，000rpm。剪切攪拌的高速度能提供諸如刀片，葉片，推進刮板，攪棒之類的剪切裝置非常高速的運動。含水煙草材料經(jīng)受高速剪切攪拌的時間周期可以是不同的，可如想要的那樣長。一般，時間周期約小于15分鐘，較可取的是約小于10分鐘，最好是約在3分鐘和6分鐘之間。
剪切攪拌的高速度可使煙草材料的單個顆粒和纖維破碎。這種破碎可以使顆粒和纖維里的天然粘合物分離。此外，剪切作用使粘合物的固有特性顯示出來，從而使那些天然粘合物能夠產(chǎn)生粘合作用。這樣，煙草材料的天然粘合物就顯示出粘合煙草的各種單個顆粒和碎片的粘合特性。天然粘合物能提供粘合作用給煙草材料，從而形成最終產(chǎn)品。
剪切攪拌的高速度可以提供煙草各個部分和碎片里的粘合物的分離，各種材料的混合，粘合和團聚，并且至少一部分粘合物的活性。
經(jīng)受過高速剪切攪拌的含水煙草材料通常呈現(xiàn)出柔軟的，略微可以成形的或粘稠的特性，并在性質(zhì)上可略微發(fā)粘。
此處所用的詞“基本上沒有粘結(jié)劑添加物”意味著，在加工過程中，沒有有意地加入粘結(jié)劑添加物。該詞還意味著包括少量的(例如，小于煙草材料重量的百分之一)作為雜質(zhì)之類的形式存在的、但實際上不是外加的粘結(jié)劑添加物。
在高速剪切時，煙草材料的含水量可以是不同的。一般，較低的含水量需要非常大的力才能最終提供精制煙草材料;而較高的含水量需要多余的和耗能的干燥工序，這在普通的水基再制煙草的加工中總是存在的。一般，在這里被加工的煙草材料的含水量至少約是重量的百分之十二，較可取的是至少約是重量的百分之十八，更可取的是至少約是重量的百分之二十，含水量的上限約小于重量的百之三十，最好約小于重量的百之二十五。含水量對于煙草材料的軟化是很重要的，它可以提供足夠的可塑性，以使天然粘合物開始活化。最好，含水量不要太高，從而使最終的片狀材料需要多余的干燥或?qū)е聼煵莶牧喜贿m當?shù)目伤苄裕虍a(chǎn)生拉伸強度相當差的最終片狀材料。
此處所用的、涉及到天然粘合物的詞“活性”意味著，潛藏在天然粘合物里的粘合性能，它能使這些粘合物提供把煙草材料的各種顆粒和碎片粘結(jié)在一起的粘合作用。粘合性能的出現(xiàn)是通過上述的剪切能量和水份而來的，當然它也可以使用熱量，壓力等手段獲得。
通過利用諸如高強度混和器，均質(zhì)器，攪拌器，或其它的高速剪切裝置之類的設(shè)備可以獲得剪切攪拌的高速度。例如，從約50克到約300克的煙草材料可用市場上買的瓦倫(Waring)攪拌器進行高速剪切混和，中速時約持續(xù)5分鐘，高速時約持續(xù)3分鐘，同時周期地刮削帶有刮鏟之類裝置的混和容器的側(cè)壁，以便減少煙草材料的空穴現(xiàn)象并促進它的徹底充分地混和。另外一個例子，從約1公斤到約7公斤的煙草材料可用市場上買的荷巴特HMC-450攪拌器進行高速剪切混和，該攪拌器帶有定時器，在高速時持續(xù)約5分鐘。
本發(fā)明的加工方法提供了一種使水和/或?qū)囟让舾邢懔线M入煙草填充料制品的手段。例如，一些諸如煙草萃取物，香草醛，巧克力，甘草之類的香料可與煙草材料摻和。由于本發(fā)明的加工方法能在環(huán)境溫度下進行，因此所需的香料特性不會由于高溫引起的分解或化學變化而損失。此外，由于本發(fā)明加工方法是在相當?shù)偷暮壳闆r下，和從加工過的煙草材料里除去相當少量的液體水的情況下進行的，因此只有相當少量的對水敏感的和/或溶于水的香料在加工時被損失。
圖2和圖3圖示了一種實施本發(fā)明加工方法的一部分的裝置。這種裝置對于將經(jīng)過高速剪切攪拌的含水煙草材料加工成被擠壓的和成形的材料來說特別有用。這種裝置有一受壓的軋輥系統(tǒng)。此處所用的“受壓的軋輥系統(tǒng)”這個詞意味著滾動接觸的兩個軋輥，并表示一壓軋區(qū)壓力，該壓力足以使含水煙草材料受到擠壓，從而使其成為比較壓縮的形狀。該裝置包括互相滾動接觸的軋輥50和軋輥52，所用的詞“滾動接觸”意味著滾動面對齊的兩個軋輥基本上互相平行，它們的滾動面沿著各軋輥的長度方向互相接觸一段距離，并且各軋輥能環(huán)繞著其縱軸旋轉(zhuǎn)。軋輥50和52被安裝成在含水煙草材料經(jīng)過軋輥系統(tǒng)的輥隙時能基本上保持上述的滾動接觸。利用液壓缸，液壓泵，壓縮彈簧，拉簧，帶頂重螺絲的擠壓軋輥等裝置將力作用在各軋輥上。軋輥50和52的旋轉(zhuǎn)方向如軋輥內(nèi)的箭頭54和56所示。軋輥以互相相反的方向旋轉(zhuǎn)，以便含水煙草材料通過軋輥的輥隙。各軋輥可以利用動力源(未示)來驅(qū)動，該動力源可以是變速馬達(例如，一種約能產(chǎn)生0.5到5馬力的電動機)，該馬達通過一組傳動齒輪(未示)來轉(zhuǎn)動軋輥。軋輥由支承裝置，例如框架(未示)底盤(未示)等來支承。
在該實施例里，軋輥50有一個基本光滑(即無槽)的軋輥面;而軋輥52包括一系列槽。該列槽沿軋輥52的縱向伸展，而各條槽環(huán)繞著軋輥的圓周延伸。軋輥52被稱為“有槽的軋輥”。
在本發(fā)明的加工方法中通常需要的軋輥之間的力可以是不同的，但是該力要大到能產(chǎn)生足夠的壓軋區(qū)壓力，以便提供和形成較好混和和壓縮的煙草材料。也即，足夠的壓軋區(qū)壓力足以提供剪切，混和，形成含水煙草材料，并且能按需要調(diào)整。一般，軋輥之間的力至少約每英寸400磅，最大約每英寸3，000磅，最好約在每英寸600磅到1.500磅之間，這個力足以產(chǎn)生足夠的壓軋區(qū)壓力。一般，軋輥由金屬材料構(gòu)成，如淬火碳鋼或淬火合金鋼，或其它的足以承受擠壓的材料。
軋輥的尺寸可以是不同的。一般，軋輥的直徑范圍從約3英寸到約36英寸，最好從約6英寸到約8英寸;而軋輥的長度范圍從約4英寸到約24英寸。形成軋輥系統(tǒng)的兩個軋輥的直徑可以是相同的，也可以是不同的。一般軋輥旋轉(zhuǎn)速度范圍從約10rpm到約270rpm。
裝置的運轉(zhuǎn)包括通過給料器58將含水煙草材料送入軋輥50和52的喂料區(qū)或輥隙帶。含水煙草材料通過受壓的軋輥系統(tǒng)，并被混和和形成具有片狀煙草材料某些性能的、軟化的和受壓的煙草材料。離開軋輥系統(tǒng)的煙草材料可能有粘在軋輥上的趨勢，通過刮削器60可將材料從軋輥面(特別是帶槽的軋輥52)上除去。刮削器60可以是一組針狀物，一種刷子形狀，一種波紋金屬片，齒形金屬材料，或刀類裝置，如一種與軋輥面相對安裝的刮刀，以便從軋輥面上除去(即刮掉)煙草材料。
圖3表示了軋輥52的一部分。沿著軋輥52設(shè)置了一列槽62，各槽具有頂部64(即位于軋輥的外表面)和底部66(即位于軋輥的內(nèi)部)。帶槽的軋輥能提供切細，撕碎，成形，混和或粘合作用給通過軋輥系統(tǒng)的煙草材料。該列槽沿著軋輥52的縱向伸展。各條槽完全環(huán)繞著軋輥52。最好每個槽與沿軋輥延伸的其它槽具有基本相同的形狀。最好每個槽都相對軋輥的縱軸基本橫切地環(huán)繞著軋輥。頂部64是平的，其寬度范圍從約0.010英寸到約0.015英寸。一般說來，平的頂部是足夠窄的，以便在保持受壓的軋輥系統(tǒng)里的滾動接觸時不需要過多的力;但平的頂部64又是足夠?qū)挼?，以便在標準的壓軋區(qū)壓力下不會變形到顯著的程度。底部66可以是弧形的或平的(如圖3所示)。如果是平的，底部66一般的寬度范圍從約0.003英寸到約0.007英寸。一般說來，底部66是足夠窄的，以便給含水煙草材料提供足夠的混和作用。平的底部66又是足夠?qū)挼?，以便在加工后從軋輥表面除去煙草材料。特別要指出的是，過窄的或聚成一點的底部66將使煙草材料夾在槽中而阻礙從這里卸下煙草材料。槽的深度d可以是不同的，一般其范圍約從0.008英寸到約0.025英寸。槽的深度是由槽的底部和頂部之間的徑向距離所限定的。槽的最大寬度W可以是不同的，一般其范圍約從0.015英寸到約0.040英寸。槽的寬度是由跨槽測量的水平距離所限定的。槽的齒距P可以是不同的，它取決于一系列因素，例如被加工的煙草材料的類型，煙草材料的含水量，槽的形狀等等。槽的齒距是由從頂部64的中心到相鄰頂部64的中心的水平距離所限定的。通常，齒距從約0.02英寸(即約1/50英寸)到約0.06英寸(即約1/16英寸);在大多數(shù)情況下約0.03英寸(即約1/32英寸)是最有用的。槽62的形狀可以是不同的，它取決于各種因素。然而，各槽在靠近軋輥的表面處有一最大寬度，而在靠近槽的底部有一最小寬度。各槽具有傾斜的側(cè)面(即不與軋輥表面垂直)，且最好各槽是通常的“V”形。例如，具有包含一系列槽的、各槽具有一傾斜的內(nèi)邊的、各槽限定一約小于120°的角A′的軋輥的受壓軋輥系統(tǒng)能夠很好地混和煙草材料;而具有包含一系列槽的、各槽具有一傾斜的內(nèi)邊的、各槽限定一約大于60°的角A′的軋輥的受壓的軋輥系統(tǒng)能夠很好地卸下加工過的煙草材料。推薦的角A′范圍從約60°到約120°，最好是約90°。
圖4表示了一種用來實施本發(fā)明的加工方法的一部分的裝置。該裝置包括三個水平排列的軋輥，并被安裝成可以從滾動接觸離開。這三個軋輥通常具有基本光滑的表面，并由上述的材料構(gòu)成。第一軋輥80和第二軋輥82以相反的方向旋轉(zhuǎn)，這樣貯存在給料器84里的精制的煙草材料能夠通過它們的輥隙。第三軋輥86的旋轉(zhuǎn)方向與第二軋輥82相反，使得精制的煙草材料通過它們的輥隙。通常，第一軋輥80以約20rpm到約50rpm的速度旋轉(zhuǎn);第二軋輥以大于第一軋輥的速度旋轉(zhuǎn);而第三軋輥86以大于第二軋輥的速度旋轉(zhuǎn)。第二軋輥相對于第一軋輥較大的旋轉(zhuǎn)速度提供了使煙草材料粘附在第二軋輥上的趨勢;同樣，第三軋輥相對于第二軋輥較大的旋轉(zhuǎn)速度提供了使煙草材料粘附在第三軋輥上的趨勢。通常呈片狀(例如，作為一種片狀制品)的煙草材料利用沿軋輥面延伸的刮削器88從第三軋輥的表面上卸下。軋輥由框架(未示)支承著，并利用動力源(未示)和一組傳動齒輪(未示)使其旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的加工方法形成的精制的煙草材料一般成片狀。片狀材料表現(xiàn)出良好的柔性和拉伸強度。一般，片狀的精制的煙草材料表現(xiàn)出類似煙葉的結(jié)構(gòu)強度。此處所用的詞“片”意味著煙草材料的形狀在長度和寬度上充分大于它的厚度。通常，片的厚度近似煙葉、處理過或加工過的煙葉、或濕的再制煙草片狀制品的厚度。例如，片的厚度范圍可以從約0.005英寸到0.040英寸，最好從約0.005英寸到0.015英寸。精制煙草材料的片或帶的長度和寬度可以是不同的。片的寬度通常是由各種因素決定的，諸如第二受壓軋輥系統(tǒng)的軋輥的定距離間隔關(guān)系的縱向距離，從軋輥的表面上卸下精制煙草材料的裝置的長度等等。片狀材料呈現(xiàn)出良好的柔性和拉伸強度。片可以利用各種切割裝置切割，如同切割煙葉或制造再制煙草材料一樣(如每英寸約32切段)。精制的煙草材料可被濕潤，表面處理和用多種香料進行處理，并作為去筋煙葉用于香煙生產(chǎn)。
為了進一步說明本發(fā)明的各種實施例而提供以下例子，但不能看作是限制本發(fā)明的范圍。除非另有說明，所有的份(part)和百分比均表示重量。
例1利用下述步驟形成片狀煙草材料。
在裝備有一根不銹鋼軸和二個不銹鋼葉片(各有約8英寸長)的荷巴特HMC-450高速剪切攪拌器里放入約1公斤到4公斤的煙草材料混和物?；旌臀锇?份從莫林斯(Molins)MK1 X制煙機里風選出的莖;0.5份東方整煙葉;和0.5份烘烤整煙葉。煙草材料來自經(jīng)過烘烤和熟化的煙草。在混和器里加入足夠的水以形成具有百分之二十五的含水量的煙草材料。
使煙草材料在3500rpm速度運轉(zhuǎn)的攪拌器里經(jīng)受約8分鐘的高速剪切攪拌。在混和開始時，在攪拌器里加入百分之一的丙三醇表面處理劑和百分之十的水溶性調(diào)味品。
經(jīng)受過高速剪切而得到的含水煙草材料利用圖2所示的裝置進行擠壓處理，從而被進一步加工。
軋輥50是由淬火鋼制成的，具有光滑表面，其直徑為6英寸，軋輥面長度為4英寸。軋輥52具有6英寸直徑，以及和軋輥50一樣的長度和構(gòu)造;然而，軋輥52含有沿它的圓周以徑向放射式延伸的槽。軋輥52在沿軋輥面的縱向4英寸距離內(nèi)含有槽。軋輥的帶槽部分一般如圖3所示。各槽的深度d約是0.009英寸，各槽的齒距P約是0.03125英寸，而夾角A′約是60°。各槽的頂部是平的，距離約是0.008英寸，各槽的底部也是平的，距離約是0.003英寸。這兩個軋輥都以約35rpm的速度旋轉(zhuǎn)。動力源是具有齒輪傳動系統(tǒng)的1.5馬力的電動機。螺旋頂重器在兩軋輥之間提供一個約每英寸長度1，000磅的壓力。含水的煙草材料放在裝置的給料器58里，該材料通過軋輥50和52的輥隙。這樣處理過的材料被收集起來，并且象一波紋形的片。
最終的擠壓過的煙草材料一般利用圖4所示的裝置再進一步加工。
該裝置是一種滾軋機，如由美國紐約休伯基的查斯·羅斯子公司生產(chǎn)的肯特牌4″×8″，高速，3輥滾軋機(Kent Model 4″×8″ Lab，High-Speed，3 Roll Mill by Chas.Ross & Son Co.，Hauppauge，New York，USA)。該裝置有三個軋輥，每個軋輥具有基本光滑的表面。軋輥的縱長為8英寸，直徑為4英寸。軋輥被安裝在水平位置上，其輥面互相平行。軋輥面之間的間隔與作用在軋輥上及通過壓軋區(qū)的煙草材料上的壓力是成比例的。經(jīng)受過擠壓處理的煙草材料被輸送給給料器，該給料器將所述的材料輸送給第一對二個軋輥之間的區(qū)域。第一軋輥以30rpm的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。第二軋輥以第一軋輥3倍(即90rpm)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。材料經(jīng)過前二軋輥之間，然后經(jīng)過第二和第三軋輥之間。第三軋輥以第二軋輥3倍(即270rpm)的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。利用沿著第三軋輥的輥面并靠近軋輥頂部垂直位置安裝的刮刀從第三軋輥上收集精制的煙草材料。該刮刀被展寬以形成一收集制品的淺盤。軋輥80和82之間的壓軋區(qū)壓力是每英寸長200磅;而軋輥82和86之間的壓軋區(qū)壓力是每英寸長從300磅到400磅。
材料再一次通過該裝置。軋輥80和82之間的壓軋區(qū)壓力是每英寸長300磅到400磅;而軋輥82和86之間的壓軋區(qū)壓力則是每英寸長500磅到600磅。精制材料的產(chǎn)品是連續(xù)不斷的片，寬約8英寸，厚度約在0.018英寸和0.035英寸之間。
例2利用下述的加工步驟形成片狀煙草材料
在例1中所述的荷巴特HMC-450高速剪切攪拌器里加入2公斤煙草材料混和物?；旌臀锸?份土耳其煙草碎屑，1份烘烤煙草碎屑和1份煙草末。在混和器里加入足夠的水，使煙草材料的含水量為百分之二十二。
煙草材料在3，500rpm速度運轉(zhuǎn)的攪拌器里經(jīng)受6分鐘的高速剪切攪拌。
經(jīng)受過高速剪切攪拌形成的含水煙草材料通過利用圖2所示的裝置和例1所述的方法進行擠壓處理作進一步加工。
所形成的擠壓過的煙草材料再進一步加工以便形成片狀制品。擠壓過的煙草材料被輸送給一振動的給料器，該給料器將材料輸送給一雙螺旋壓出機。雙螺旋壓出機包括一齒距不變的、16英寸長的金屬螺桿。螺桿的直徑是1.5英寸，螺旋片沿著螺桿的長度方向隔2英寸安裝一個。雙螺旋壓出機和軋輥系統(tǒng)能從市場上買到，如美國伊利諾斯州阿默斯特材料加工公司提供的TSf-10滾壓機。擠壓過的煙草材料經(jīng)過該螺旋壓出機，該壓出機由1.5馬力的電動機拖動，運轉(zhuǎn)速度約為4到30rpm。滾簡內(nèi)的溫度恒定在大約華氏85°。從壓出機出來的煙草材料通過一金屬模子，該模子有長寬分別為0.25英寸和6英寸的矩形模子開口。經(jīng)壓出的煙草材料從模子里直接輸往兩個軋輥的輥隙，該兩個軋輥是滾動接觸的并形成一受壓的軋輥系統(tǒng)。表面光滑的軋輥呈圓柱體，直徑為6英寸，縱長也是6英寸。利用螺旋頂重器使軋輥處于滾動接觸，產(chǎn)生的壓軋區(qū)壓力是每英寸長為1，600磅。軋輥以30rpm的滾動速度運轉(zhuǎn)。
片狀的煙草材料離開受壓的軋輥系統(tǒng)。利用刮刀從軋輥上刮下最終的精制材料，從而形成片狀材料，刮刀是沿軋輥面的長度方向布置的。連續(xù)不斷的片約6英寸寬，0.008英寸到0.025英寸厚，并具有煙葉的外觀。
例3利用例2所述的加工方法形成片狀的煙草材料。在一個例子里，初加工的煙草材料是2公斤的烘烤煙草整煙葉。在另一個例子里，被加工的煙草材料是細纖維煙草整煙葉。在還有一個例子里，被加工煙草是3公斤土耳其煙草碎屑。
權(quán)利要求
1.一種提供精制煙草材料的加工方法，它包括a)提供分割形狀的煙草材料；b)使煙草材料經(jīng)受高速剪切攪拌(i)在基本上沒有粘結(jié)劑添加物的情況下，(ii)有足夠的水份以使煙草材料里的天然粘合物活化，但含水量要小于重量的百分之三十，(iii)有一段足夠的時間供煙草材料的天然粘合物活化；c)使經(jīng)受過高速剪切攪拌的煙草材料至少一次通過軋輥系統(tǒng)的輥隙，使其經(jīng)受擠壓處理；d)使通過上述軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成精制煙草材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征在于，本精制煙草材料呈片狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征在于，軋輥系統(tǒng)是一受壓的軋輥系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的加工方法，其特征在于，所述的受壓的軋輥系統(tǒng)包括兩個軋輥，這兩個軋輥具有的壓軋區(qū)壓力足以擠壓煙草材料，其中(ⅰ)至少一個軋輥面具有一系列槽，該列槽沿著軋輥的縱向伸展，而各條槽環(huán)繞著軋輥的圓周延伸，(ⅱ)各槽在靠近軋輥的表面處有一最大寬度，在靠近槽底處有一最小寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的加工方法，其特征在于，所述各槽一般呈“V”形。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的加工方法，其特征在于，各槽相對于軋輥縱軸基本橫向地環(huán)繞著軋輥。
7.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的加工方法，其特征在于，壓軋區(qū)壓力范圍從約每英寸長1，000磅到約每英寸長10，000磅。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征在于，所述的煙草材料在含水量約小于重量的百分之二十五的情況下經(jīng)受高速剪切攪拌。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征在于，所述的煙草材料在含水量約介于重量的百分之十八到百分之二十五的情況下經(jīng)受高速剪切攪拌。
10.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征在于，利用荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌器對約1公斤到10公斤的煙草材料和水份進行約5分鐘的所述高速剪切攪拌，攪拌器的攪拌速度約大于1，000rpm。
11.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的加工方法，其特征在于，在形成該精制煙草材料前，在經(jīng)受過高速剪切攪拌的分割的材料里加入香料。
12.一種提供精制煙草材料的加工方法，它包括a)提供基本上是完整葉狀的煙草材料;b)使煙草材料經(jīng)受高速剪切攪拌(ⅰ)包括一尺寸縮小操作，以便提供分割的煙草材料;(ⅱ)基本上沒有粘結(jié)劑添加物;(ⅲ)存在足夠的水份以使煙草材料的天然粘合物活化，但是存在的含水量小于重量的百分之三十;(ⅳ)有一段足以使煙草材料的天然粘合物活化的時間;c)使經(jīng)受過高速剪切攪拌的煙草材料至少一次通過軋輥系統(tǒng)的輥隙以經(jīng)受擠壓處理;d)使通過上述軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成片狀的精制煙草材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，以片狀形式提供該精制煙草材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，軋輥系統(tǒng)是一受壓的軋輥系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的加工方法，其特征在于，所述的受壓的軋輥系統(tǒng)包括兩個軋輥，這兩個軋輥具有的壓軋區(qū)壓力足以擠壓煙草材料，其中(ⅰ)至少一個軋輥面具有一列槽，該列槽沿著軋輥的縱向伸展，而各槽環(huán)繞著軋輥的圓周延伸，(ⅱ)各槽在靠近軋輥的表面處有一最大寬度，在靠近槽底處有一最小寬度。
16.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的加工方法，其特征在于，所述各槽一般呈“V”形。
17.根據(jù)權(quán)利要求
15所述的加工方法，其特征在于，各槽相對于軋輥縱軸基本橫向地環(huán)繞著軋輥。
18.根據(jù)權(quán)利要求
14所述的加工方法，其特征在于，壓軋區(qū)壓力范圍從約每英寸長1，000磅到約每英寸長10，000磅。
19.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，基本上所有的煙草材料是基本完整葉狀的。
20.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，所述的尺寸縮小操作是一切割操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求
20所述的加工方法，其特征在于，所述的切割操作是由高速剪切切細裝置提供的。
22.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，所述的煙草材料在含水量約介于重量的百分之十八和百分之二十五之間的情況下經(jīng)受高速剪切攪拌。
23.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，利用荷巴特HMC-450攪拌器對約1公斤到10公斤的煙草材料和水份進行約5分鐘的所述高速剪切攪拌，攪拌器的攪拌速度約大于1，000rpm。
24.根據(jù)權(quán)利要求
19所述的加工方法，其特征在于，尺寸縮小操作提供的莖的大多數(shù)的長度范圍從約0.25英寸到約1英寸。
25.根據(jù)權(quán)利要求
12所述的加工方法，其特征在于，在形成該精制煙草材料前，在經(jīng)受過高速剪切攪拌的分割的材料里加入香料。
26.根據(jù)權(quán)利要求
13所述的加工方法，其特征在于，利用軋輥系統(tǒng)形成片狀的精制煙草材料。
專利摘要
煙草材料可以加工形成一種產(chǎn)品(如片狀材料)，該產(chǎn)品可作為香煙生產(chǎn)中的去筋煙葉使用。煙草材料(例如整煙葉和/或碎屑)被剪切攪拌，其含水量小于重量的百分之三十。剪切攪拌在沒有外部添加的粘結(jié)劑的情況下進行。剪切過的混合物通過軋輥系統(tǒng)以便對混合物進行擠壓處理。加工過的混合物進一步形成想要的形狀。提供煙草材料采用了能量利用率高的加工步驟而無一浪費。
文檔編號A24B3/00GK87105785SQ87105785
公開日1988年6月1日 申請日期1987年8月21日
發(fā)明者小威廉·哈里·格雷夫斯 申請人:R·J·雷諾茲煙草公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan