[发明专利]提高有机植物材料的膨胀和干燥处理效率的方法和供给器

说明书

技术领域

本发明涉及用于尤其在喷气干燥器中提高有机植物材料的膨胀和 干燥处理效率的方法和供给器，其特别用于干燥粉碎的烟草材料。

背景技术

在本技术领域中已知很多用于膨胀和/或干燥粉碎的有机植物材 料的方法，以及许多具有干燥器的技术系统，尤其是使用气体干燥剂 (特别是温度在高达400℃范围中的过热蒸汽)的喷气干燥器。这些 系统包括作为定量输入粉碎的产品(特别是流体)的阀操作的旋转阀。

为了保证处理的有机植物材料特别是任何形式的粉碎的烟草材料 的供给的连续性，根据已知的方法，例如US6185843中所说明的那样， 材料在重力作用下供给到膨胀和/或干燥区中。但是，这个已知的方法 具有由于可能在出口区中阻塞或堵塞供给的材料尤其是烟草材料而产 生的实际限制，这使供给处理的材料流不均匀。此外，这个方案难于 或实际上不可能使蒸汽在干燥通道内在高于大气压的压力下流动，使 得气体介质例如空气、二氧化碳(CO₂)或蒸汽通过有机植物材料尤 其是烟草材料的供给层损耗(泄漏)，并且水蒸汽在材料上冷凝，使供 给干燥的材料变湿。

US4791942给出了涉及供给有机植物材料尤其是烟草材料到膨 胀区的另一个方案，其中使用了改进的旋转阀，处理介质在一定压力 下供给到该旋转阀，并在该旋转阀中烟草的压力膨胀处理使用蒸汽和 二氧化碳进行。

US6158441、US6581608和US6779527给出了又一个方案，其中 恰在供给到膨胀和/或干燥区之间，通过在入口阀组件中注射(添加) 水和/或水蒸气来调整所处理材料。以这种方式添加的流体把它的蒸发 的热函(能量)部分地释放到从外部供给的材料中，将其加热并冷凝 在它的表面上。由于有机植物材料到膨胀和/或干燥装置的供给处理的 较高的动力性，材料表面上的冷凝层没有被吸收到材料的细胞结构中， 而是作为无用的热能隔离器留在它的表面上，直到与膨胀和/或干燥介 质直接接触。

图1是示出了利用气体干燥剂(尤其是温度高达400℃的过热蒸 汽)的示例性已知的喷气干燥器的附图。根据这个方案，有机植物材 料尤其是粉碎的烟草材料1从生产线通过定量供给和流动调节装置4 供给到膨胀和/或干燥区9，在处理后，材料通过供给和流动调节装置 10从干燥区9导出。这里术语膨胀理解为增加被处理材料的以m³/g 为单位测量的比容。

用于处理把有机植物材料尤其是烟草材料供给(输送)到直接处 理的区域即膨胀和/或干燥区的已知方法的副作用是产生不期望的化 学游离的表面湿气(水)的层，该层不能在它被供给到入口的膨胀和/ 或干燥区中之前被吸收到烟草材料的细胞结构中。这个层构成不同厚 度的绝热体，该绝热体严重地阻碍甚至防止粉碎的有机植物材料尤其 是任何形式的烟草材料的处理以均匀、在质量方面优化且能量有效的 方式进行。

为了说明湿气(水)是多么有效的绝热体，我们比较两种不同的 材料(即水(绝热体)和例如铜(非常好的导热体))的定义热特性的 两个系数。

 

水(绝热体)铜(导热体)比热，c_p[kJ/kg·K]4.190.389导热系数，λ[W/m·K]0.58386