專利名稱：：提高有機植物材料的膨脹和干燥處理效率的方法和供給器的制作方法
技術領域：
：本發明涉及用于尤其在噴氣干燥器中提高有機植物材料的膨脹和干燥處理效率的方法和供給器，其特別用于干燥粉碎的煙草材料。
背景技術：
：在本
技術領域：
中已知很多用于膨脹和/或干燥粉碎的有機植物材料的方法，以及許多具有干燥器的技術系統，尤其是使用氣體干燥劑(特別是溫度在高達400。C范圍中的過熱蒸汽)的噴氣干燥器。這些系統包括作為定量輸入粉碎的產品(特別是流體)的閥操作的旋轉閥。為了保證處理的有機植物材料特別是任何形式的粉碎的煙草材料的供給的連續性，根據已知的方法，例如US6185843中所說明的那樣，材料在重力作用下供給到膨脹和/或干燥區中。但是，這個已知的方法具有由于可能在出口區中阻塞或堵塞供給的材料尤其是煙草材料而產生的實際限制，這使供給處理的材料流不均勻。此外，這個方案難于或實際上不可能使蒸汽在干燥通道內在高于大氣壓的壓力下流動，使得氣體介質例如空氣、二氧化碳(co2)或蒸汽通過有機植物材料尤其是煙草材料的供給層損耗(泄漏)，并且水蒸汽在材料上冷凝，使供給干燥的材料變濕。US4791942給出了涉及供給有機植物材料尤其是煙草材料到膨脹區的另一個方案，其中使用了改進的旋轉閥，處理介質在一定壓力下供給到該旋轉閥，并在該旋轉閥中煙草的壓力膨脹處理使用蒸汽和二氧化碳進行。US6158441、US6581608和US6779527給出了又一個方案，其中恰在供給到膨脹和/或干燥區之間，通過在入口閥組件中注射(添加)水和/或水蒸氣來調整所處理材料。以這種方式添加的流體把它的蒸發的熱函(能量)部分地釋放到從外部供給的材料中，將其加熱并冷凝在它的表面上。由于有機植物材料到膨脹和/或干燥裝置的供給處理的較高的動力性，材料表面上的冷凝層沒有被吸收到材料的細胞結構中，而是作為無用的熱能隔離器留在它的表面上，直到與膨脹和/或干燥介質直接接觸。圖l是示出了利用氣體干燥劑(尤其是溫度高達400。C的過熱蒸汽)的示例性已知的噴氣干燥器的附圖。根據這個方案，有機植物材料尤其是粉碎的煙草材料1從生產線通過定量供給和流動調節裝置4供給到膨脹和/或干燥區9,在處理后，材料通過供給和流動調節裝置10從干燥區9導出。這里術語膨脹理解為增加被處理材料的以m3/g為單位測量的比容。用于處理把有機植物材料尤其是煙草材料供給(輸送)到直接處理的區域即膨脹和/或干燥區的已知方法的副作用是產生不期望的化學游離的表面濕氣(水)的層，該層不能在它被供給到入口的膨脹和/或干燥區中之前被吸收到煙草材料的細胞結構中。這個層構成不同厚度的絕熱體，該絕熱體嚴重地阻礙甚至防止粉碎的有機植物材料尤其是任何形式的煙草材料的處理以均勻、在質量方面優化且能量有效的方式進行。為了說明濕氣(水)是多么有效的絕熱體，我們比較兩種不同的材料(即水(絕熱體)和例如銅(非常好的導熱體))的定義熱特性的兩個系數。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>兩種材料的比熱cp的比較表明加熱單位質量的水升高1度(。C或1K)所必需輸送的熱能約高于加熱相同量的銅升高l度所需熱能的IO倍。另一方面，導熱系數X的比較證實了水層作為不利的且非常有效的絕熱體，即厚度為lmm的表面水層存儲的熱能和厚度約為600mm的銅層存儲的熱能相同(對于上述數據超過665倍)。另外，必須考慮的是，蒸發表面濕氣需要輸送額外的大量的熱能，以產生液體到蒸汽的相變。但是，這種相變的結果是從材料吸收大量的熱能，也稱為蒸發焓，這對于水約為1250kJ/kg，這又致使不期望的冷卻(而不是加熱)材料的效果。考慮到上述問題，有利的是保證供給到干燥器尤其是"快速(flash)"類型的噴氣干燥器的材料沒有表面濕氣，該表面濕氣是熱能的隔離體，并使得必須增加產品停留在干燥通道中的時間，從而增加干燥器的尺寸以及能量需求。
發明內容本發明涉及一種尤其在用于粉碎的有機植物材料(尤其是粉碎的煙草材料)的噴氣干燥器中提高有機植物材料的膨脹和干燥處理的效率的方法。這種干燥器使用在介于2.5kPa和10Mpa之間的工作絕對壓強下的氣體膨脹和/或干燥劑工作。優選地，過熱蒸汽用作氣體膨脹和/或干燥處理介質。本發明的目的在于在把材料從供給區輸送到與膨脹和/或干燥劑接觸的區域期間，利用能夠吸收濕氣的在介于2.5kPa和10MPa之間的絕對壓強下的氣體介質優選地以連續的方式對優選地為旋轉葉片供給器的供給器進行沖洗，該氣體介質(優選地為空氣)的溫度介于50和200。C之間，然后，殘留的處理氣體從旋轉葉片供給器去除。優選地，根據本發明，輸送的材料在與氣體介質的氣流直接接觸的狀態下被加熱，并且殘留的表面濕氣從材料的表面去除。輸送的材料利用氣體介質的氣流浸透，并且材料被分離纖維。而且，本發明涉及一種尤其在用于粉碎的有機植物材料(尤其是粉碎的煙草材料)的噴氣干燥器中提高有機植物材料的膨脹和/或干燥處理的效率的供給器。該供給器具有在殼體內旋轉的葉片。本發明基于以下思路，即在供給器的殼體中形成用于把氣體介質輸送到葉片之間的移動空間的開口以及把氣體介質從葉片之間的移動空間導出的開口，這些開口對應地布置在供給器的殼體的壁中。這些開口是長橢圓形的并徑向布置，其縱向軸線垂直于產品的入口和出口的軸線，其中一些開口相對于彼此徑向偏移。根據本發明的供給器配備有材料流的偏轉器。根據本發明的方案保證處理的均勻性和連續性，由此獲得所需級別的優化的高膨脹和干燥效果。煙草處理領域的專家估計這個級別處于10-14%的濕度范圍中。本發明通過在附圖中示出的實施方式說明，其中圖1示意性地示出了用于膨脹和/或干燥粉碎的有機植物材料尤其是煙草材料的已知裝置，該裝置包括供給和流動調節裝置；圖2示出了根據本發明的入口供給器的剖視圖；圖3示出了圖2供給器的平面圖，該供給器具有輸送處理介質到這個閥的通道和把處理介質從這個閥導出的通道；圖4示出了根據本發明的供給器處于供給器的驅動葉片的工作位置中的剖視圖，其中示出了在供給器內的所輸送氣體介質的操作范圍。具體實施方式根據本發明，在用于膨脹和/或干燥粉碎的煙草材料的裝置中，使用旋轉葉片供給器4形式的入口旋轉閥，該旋轉葉片供給器4位于供給區6與膨脹和/或干燥區(即處理區9)之間。通過旋轉葉片供給器4，有機植物材料尤其是煙草材料1、1A以消除或顯著降低進入到有機植物材料尤其是煙草材料1的供給區6中的濕氣氣體介質PG的方式供給到處理區9。圖2表示把有機植物材料尤其是煙草材料1、1A供給到處理區9的供給器4的剖視圖。標準(典型)的旋轉閥被修改為形成如圖4中所示的兩個區，即主動區和被動區。在主動區中，粉碎的有機植物材料尤其是煙草1被輸送到處理區9。在被動(返回)區中，只有氣體處理介質PG在閥的葉片之間輸送。旋轉葉片3與供給器4的殼體接觸而形成封閉的移動空間，氣體處理介質流經由開口5和/或7輸送到該移動空間，然后經由開口5A、7A去除，氣體處理介質例如可以是絕對壓強介于2.5kPa至lMPa之間且溫度介于50至150。C之間的熱空氣。如圖3所示，供給器4配備有把氣體處理介質流供給到開口5和5A的供給通道13和14,以及把氣體處理介質流引導出去的通道13A和14A。為了加強氣體沖洗葉片3之間的空間的效果，如圖2和圖3所示，開口7和7A可以沿半徑偏移，這使氣流在被沖洗的空間中的路徑變長。在只有氣體PG而沒有材料尤其是煙草材料l、1A在葉片3之間輸送的被動區中，如圖2和圖3所示，可以使開口5和5A具有另一種不需要相對于彼此偏移的形狀和配置。在所述的實施方式中，如圖2和圖4所示，輸送氣體處理介質ll和/或12到供給器4的殼體中的開口5和7以及把氣體處理介質11A和12A引導出去的開口5A和7A是長橢圓形的開口，這些長橢圓形的開口垂直于為膨脹和/或干燥處理供給的材料1-1A的進-出方向徑向布置。為了獲得閥的最優且有利的工作空間，即驅動葉片3和供給器4的殼體之間的空間，如圖2所示，使用材料流偏轉器2、2A和8。另外，這些偏轉器有利地增長葉片3和供給器4的殼體之間的接觸路徑的長度，這有利地延長了利用氣體介質11和11A處理的持續時間。同時，如圖4所示，偏轉器消除了輸送到供給器4的氣體介質進入(泄漏到)處理區9以及供給區6中的不利現象。離開供給器4的材料1A停止占用葉片3和供給器4的殼體之間的空間，在材料與膨脹和/或干燥劑PG直接接觸的處理區9中，該空間立即被位于處理區9中的膨脹和/或干燥劑PG填充。然后，膨脹和/或干燥劑在葉片3和供給器4的外殼之間輸送。如圖2和圖3所示，在這個區域中形成開口5和7以及開口5A和7A，氣體處理劑11和/或12例如外界空氣通過該開口5和7供給到供給器，氣體混合物11A和12A通過該開口5A和7A引導出去(吸出)。由于在重新打開旋轉供給器4的工作腔時使用上述方案，沒有剩余的濕氣氣體劑PG進入供給區6，因而，不會在供給處理的有機植物材料尤其是煙草材料1上出現濕氣冷凝。根據這個方法供給用于膨表面濕氣的隔離層，這種隔離層是絕熱體和處理區9內發生的化學反應的抑制劑，這會顯著降低獲得適當的膨脹和/或干燥處理所必需從外部輸送的能量。由于所使用的方案，全部或相當大量的氣體處理介質PG從供給材料1的供給器4去除并從處理區9分離，該介質是濕氣尤其是水蒸汽的載體。在材料1到供給器4的供給區6中沒有浸透濕氣降低甚至消除了冷凝在供給處理的有機植物材料尤其是煙草材料上的水蒸汽(濕氣)。未與濕氣氣體劑尤其是水汽接觸的材料可以有利地經受熱干空氣(圖3中的氣流11和12)的影響，由此供給處理的有機植物材料尤其是煙草材料的溫度(內部能量)升高，同時允許去除在之前的處理之后殘留的表面濕氣的剩余層，而不會產生額外的不利的表面濕氣的層。由于供給處理的粉碎的通常纖維性且巻狀的有機植物材料(尤其是煙草材料)和氣體介質11、12(例如空氣)的氣流之間的接觸，供給處理的材料被分離纖維(解除聚集)，由此顯著增加了材料的各個顆粒的膨脹和/或干燥處理的均勻程度。而且，由于這個方案，通過消除去除無用的表面濕氣所必需的一部分能量，顯著降低了所消耗的能量，即提高了處理的效率。此外，氣體介質PG經由設置在供給器4的葉片3之間的開口5A和通道13A從處理區9吸出。如圖3所示，處理氣體PG通過從外部輸送的氣體ll(優選地為從周圍獲取的空氣)經由徑向設置的開口5A從供給器4去除，該氣體ll經由通道13和開口5輸送并經由開口5A和通道13A去除，以在供給器4外部進行可選的進一步的處理，例如從氣體11A的廢氣流重新獲得熱能(熱函)。由此，獲得這些效果允許有機植物材料尤其是煙草材料在膨脹和/或干燥區中停留更短的時間，這又允許減小干燥通道和整個噴氣干燥器的尺寸。此外，可以獲得有機植物材料尤其是煙草材料的膨脹和/或干燥處理的能量效率的顯著增加。權利要求1、一種尤其在用于粉碎的有機植物材料的噴氣干燥器中提高有機植物材料的膨脹和干燥處理的效率的方法，該粉碎的有機植物材料尤其是粉碎的煙草材料，該方法使用在從2.5kPa到10MPa的范圍中的工作絕對壓強下的氣體膨脹和/或干燥劑，所述氣體處理膨脹和/或干燥劑優選地為過熱蒸汽，其特征在于，在把材料(1)從供給區(6)輸送到與所述膨脹和/或干燥劑接觸的區域(9)期間，利用能夠吸收濕氣的在從2.5kPa到10MPa的范圍中的絕對壓強下的氣體介質(11，12)優選地以連續的方式對優選地為旋轉葉片供給器(4)的供給器進行沖洗，所述氣體介質(11，12)的溫度優選地在從50至200℃的范圍中，并且殘留的處理氣體從旋轉葉片供給器(4)去除。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，輸送的材料(l)在與氣體介質(11，12)的氣流直接接觸的狀態下被加熱，并且殘留的表面濕氣從材料(1)的表面去除。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，輸送的材料(l)被氣體介質(11，12)的氣流浸透。4.根據權利要求1或3所述的方法，其特征在于，通過氣體介質(11，12)的氣流進行材料(1)的分離纖維處理。5.一種尤其在用于粉碎的有機植物材料的噴氣干燥器中提高有機植物材料的膨脹和/或干燥處理的效率的供給器，該粉碎的有機植物材料尤其是粉碎的煙草材料，所述供給器具有在殼體內旋轉的葉片，其特征在于，在供給器(4)的殼體中形成用于把氣體介質輸送到葉片(3)之間的移動空間的開口(5,7)以及把氣體介質從葉片(3)之間的移動空間導出的開口(5A，7A)，開口(5，7，5A,7A)分別設置在供給器(4)的殼體的壁中。6.根據權利要求5所述的供給器，其特征在于，開口(5，7)以及開口(5A,7A)是長橢圓形的并徑向布置，它們的縱向軸線垂直于材料(1)的入口和出口軸線。7、根據權利要求5或6所述的供給器，其特征在于，開口(7)以及開口(7A)相對于彼此徑向偏移。8、根據權利要求5所述的供給器，其特征在于，所述供給器配備有材料流的偏轉器(2，8)。全文摘要本發明涉及尤其在用于粉碎的有機植物材料(尤其是煙草材料)的噴氣干燥器中提高膨脹和干燥處理的效率的方法和供給器。干燥器使用介于2.5kPa和10MPa之間的絕對工作壓強下的氣體膨脹和/或干燥劑。過熱蒸汽優選用作工作的氣體膨脹和/或干燥劑，并在把材料(1)從供給區(6)輸送到與膨脹和/或干燥劑接觸的區域(9)期間，利用能夠吸收濕氣的在介于2.5kPa和10MPa之間的絕對壓強下的氣體介質(11，12)優選地以連續的方式對優選地為旋轉葉片供給器(4)的供給器進行沖洗，該氣體介質(11，12)的溫度優選介于50至200℃，并且殘留的處理氣體從旋轉葉片供給器(4)去除。文檔編號A24B3/18GK101396168SQ200810165760公開日2009年4月1日申請日期2008年9月23日優先權日2007年9月24日發明者A·德魯茲德澤爾申請人:國際煙草機械波蘭私人控股有限責任公司