[发明专利]关于植物材料膨胀的方法及其装置

说明书

本发明涉及烟草和其他植物材料的膨胀。

在英国专利申请号8413718，说明书号2141015A中揭示了一种膨胀烟草叶片的方法，该方法包括：使烟草叶片同有机膨胀剂接触，这种有机膨胀剂在一个大气压力下，它的沸点温度至少约为10℃;于是，在第一密封容器内部加热被接触的烟草叶片，使得在烟草叶片中的液相试剂的温度达到该试剂的沸点温度以上，即在这高于沸点的温度时，第一容器内的压力高于沸点温度时的释放压力，接着，该容器内部物急速呈气流状与第二密封闭容器内部连通，在上述连通建立之前的瞬间，第二密封容器内的压力为释放压力（沸点时），从而烟草叶片的装填数量至少增加50%。在小批量烟草的情况下，这种膨胀法是容易实现的，然而，在较大批量烟草的情况下，碰到的困难是不能达到均匀地加热烟草和用膨胀剂均匀地浸渍烟草。在施加烟草的试剂为汽相的情况下，由于要使该试剂冷凝在烟草上，因此上述这些问题可能更为突出。

本发明是以这样一个认识为基础的，即当进行试剂同被膨胀的材料接触时，如果该材料处于流动状态（本文中采用该术语），则2141015A号说明书中的膨胀法和类似的一些膨胀法的加热和浸渍工序可以更有效地进行。

本发明的目的是提供一种在被膨胀的材料与试剂接触时处于流动状态的方法及其装置。

当颗粒材料的物体处于流动状态（本文中采用该术语）时，各个粒子保持在分离状态，因此这些粒子彼此能够自由地相对移动。关于切割过的烟草叶片，或含有纤维颗粒的其他材料，本流动术语进一步指该材料全部或大体上摆脱混乱状态，以及维持在非混乱的颗粒分离状态。

我们设计了一种流动作用顺序，能使颗粒材料有效的流动，其中颗粒材料在一个流动作用区域内保持一种流动状态，该流动作用区受到垂直向上逐渐扩展的器壁限制，由此，流动作用区的水平横截面的面积沿其向上的方向而增加。由于在器壁的许多部位可把流动的气态介质输送到该流动作用区，因此在该区域得到一个环流结构，该环流型结构包括沿着器壁向下流动和从该区的较低部位向上流动。下文把这种流动作用顺序称为“按规定的流动作用顺序”。涉及“按规定的流动作用顺序”的有关资料，可参考英国专利说明书No.2170305A。

本发明提供了一种膨胀颗粒植物材料的方法，其中将装入的材料装料根据按规定的流动作用顺序在第一容器内流动，这种流动的材料与膨胀剂接触，使上述液相膨胀剂均匀地浸渍该材料，在关闭上述第一容器和材料中液相试剂的温度在高于该本身试剂沸点温度以上的情况下，即在这高于沸点的温度时，第一容器内的压力高于沸点温度时的释放压力，所述第一容器内部物急速呈气流状与第二密封容器内部连通，在上述连通建立之前的瞬间，在第二密封容器中的压力为上述的释放压力（沸点温度）。

有利的是，在实施本发明方法时，按规定的流动作用顺序进一步包括从该流动作用区较低部位的位置以向上方向，往该流动作用区输送气态加速介质。该加速流用来增强植物材料颗粒流动体的循环。

用本发明的膨胀法处理的烟草可以是切割过的烟草片，或者是切割过的烟草叶和切割过的烟草茎的混合料。

当膨胀剂施加于烟草或其他植物材料颗粒时，该膨胀剂可以以汽相形式使用。如果在室温或接近室温下，对放置在第一容器内的材料进行膨胀时，汽相状的膨胀剂将易于冷却和浸渍在颗粒材料上。在颗粒材料上冷凝时，该膨胀剂将把热量释放给这些颗粒。

当把以汽相形式的膨胀剂施加到需膨胀材料时，该膨胀剂可以用作为流动介质，或可以组成流动介质的一部分，另一方面，当使用加速介质流时，该汽相膨胀剂可以用作的加速介质，或可以组成加速介质的一部分。在初始流动相中，其中使用一种气体或多种气体作流动和加速介质，而不使用汽相膨胀剂，此后，由汽相膨胀剂流代替这流动或加速介质流，或它们二者，或流动或加速介质中的一部份，或它们二者的一部分。另一种方法是，这种流动和加速介质是由一种或多种气体构成，不是由汽相膨胀剂构成的，而其后不是供给汽相膨胀剂而是供作一种或二种介质流（流动和加速介质流），因此流动的装料与液相膨胀剂接触。在此情况下，可以用安装在流动作用区上方的喷雾装置把液相膨胀剂喷雾到流动颗粒材料的装料上，或用伸入该流动作用区的探头装置把该液相膨胀剂引入该流动颗粒材料的装料中。

本膨胀剂的优点是一种单组分或多组分的有机膨胀剂。合适的本膨胀剂的常压沸点至少为10℃的。更合适的是常压沸点应超过20℃。本膨胀剂可能与英国专利No.2160408A说明书所揭示的膨胀剂一致的。

在实施本发明的膨胀方法时，被膨胀材料在第一容器内流动之际，可以加热第一容器。