專利名稱:煙葉的加工方法
本發(fā)明涉及煙葉的加工方法，特別涉及提供用來生產(chǎn)香煙之類吸煙制品的切割填充料的煙葉加工方法。
經(jīng)處理的煙葉在形成最終的切割填充料之前，通常經(jīng)歷若干加工工序。例如，為使煙葉片從莖上分離要捶擊煙葉。當莖被除去或用來生產(chǎn)質量相對差些的再制煙草制品時，煙葉片要經(jīng)受進一步的加工過程才最終形成切割填充料。傳統(tǒng)煙葉加工工序中裝卸、捶擊和貯藏階段會導致產(chǎn)生相當數(shù)量的廢煙草料。特別是常用的加工條件會產(chǎn)生相當大量的煙塵和細屑。這樣的煙塵和細屑的尺寸太小因而實際上在香煙的生產(chǎn)中沒有用處。然而，回收其中一些煙塵和細屑并使用這些帶煙草莖的材料生產(chǎn)再生煙草料還是可以做到的。
提供一種有效的加工方法是非常需要的，這種有效的加工方法以切割充填料的形式提供加工過的煙草材料，從而所有的煙葉都得到利用，并且實質上可以認為，經(jīng)處理的煙葉無一浪費。
就一方面來說，本發(fā)明是以片狀提供經(jīng)加工煙草材料的加工方法，其加工工序包括a)提供煙草材料，至少，其中的基本成分以大體整葉的形式提供;
b)提供大體干燥、基本呈非粘合形態(tài)、能被活化的粘結劑;
c)使如前所述的煙草材料經(jīng)受尺寸縮小的操作過程，從而提供分割的煙葉材料;
d)分割的煙葉材料與粘結劑接觸;
e)使分割的煙葉材料以及粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌(ⅰ)為激活粘結劑而提供足夠的濕度，但含水量應少于水份、粘結劑和煙草材料總重量的百分之三十，同時(ⅱ)持續(xù)一個足夠長的時間以便至少激發(fā)粘結劑的活性;
f)使經(jīng)受過高速剪切攪拌的煙草材料至少通過一次擠壓軋輥系統(tǒng)進行壓擠處理;
g)通過所述的軋輥系統(tǒng)的煙草材料出來后形成片樣形狀的加工了的煙草材料。
作為推薦，尺寸縮小操作最好是由象荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌機那樣的高速剪切、切碎或斬碎裝置來提供。所產(chǎn)生的分割后的材料含有適于軋輥系統(tǒng)加工的足夠小的單粒。最好的情況是，分割后的材料中的莖梗成分長度短于1.5英寸。
提供至少激發(fā)粘結劑活性的高速剪切攪拌工序最好使用如前道工序中使用的，供給分割材料的相似或相同的高速剪切裝置。另一方面，良好的分割材料可以使用螺旋擠壓機那種高速剪切擠壓加工裝置進行高速剪切攪拌。
軋輥系統(tǒng)最好是一個被施加壓力的系統(tǒng)，在其軋輥表面間提供相當大的擠壓力。用這樣的方式，煙草材料可有效地、高效率地制成片樣形的穩(wěn)固材料。經(jīng)高速剪切攪拌的煙草材料與粘結劑混合完成后，最好至少一次地經(jīng)過帶有兩個滾輪的加壓軋輥系統(tǒng)，該系統(tǒng)的軋輥具有足夠提供煙草材料擠壓力的一個壓軋區(qū)壓力，其中(ⅰ)至少有一個軋輥的表面具有一系列槽，該列槽沿軋輥的縱向伸展，而且每一條槽圍繞軋輥的圓周延伸，(ⅱ)各槽有一個靠近軋輥表面的最大寬度和一個靠近槽底的最小寬度。最有利的情況是，加壓軋輥系統(tǒng)中的一個軋輥表面有如前所述的系列槽。
從另一方面講，本發(fā)明是提供片形加工的煙草的一種加工方法，所述加工方法包括以下步驟a)提供煙草材料，至少其中的基本成分以大體整葉的形式提供;
b)提供基本上是干的，實質上非粘合狀的，能被活化的粘結劑;
c)混和煙草材料和粘結劑;
d)使煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌(ⅰ)包括以足夠的量提供分離煙草材料的切割操作，(ⅱ)存在足夠的水份以供粘結劑活化，但是存在的含水量少于水份、粘結劑以及煙草材料總重量的百分三十，(ⅲ)有一段足夠活化粘結劑的時間;
e)使經(jīng)受過高速剪切攪拌的煙草材料至少通過一次擠壓軋輥系統(tǒng)進行壓擠處理;
f)由如前所述經(jīng)過軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成片形的加工的煙草材料。
本發(fā)明提供了煙草加工方法，這種加工方法以高效率和有效的方式在相當短的時間內低能耗集中加工，這種集中加工既不需要相當大量的水份也不需要相當大量的粘結劑。此外，本發(fā)明提供了一種成片形煙草制品的預加工，這種成片形的制品可以很容易地切成切割填充料要求的尺寸，實質上沒浪費一點煙草材料。取決于所用的粘結劑之類的因素，本發(fā)明的加工可處在或接近環(huán)境溫度下完成而無需應用外加的熱量。如果愿意，本發(fā)明可以不進行煙草的化學預處理來完成。
經(jīng)加工的煙草材料的使用可認為是已有技術所公知的。例如，由本發(fā)明的加工方法所提供的煙草材料可以干燥或濕化，活化處理，和其它煙草制品混合，切割成需要的大小尺寸，等等。最終的煙草材料在香煙生產(chǎn)中是十分有用的。
圖1是本發(fā)明推薦的加工工序實施例的示意圖;
圖2是本發(fā)明加工方法的一個部分所用的一裝置的圖解說明，表示了兩個加壓軋輥系統(tǒng)及被其加工的材料。
圖3是本發(fā)明加工方法的一部分所用的一裝置的透視圖，表示本發(fā)明推薦的加壓軋輥系統(tǒng)，送料漏斗(以部分切開表示)，用來從第二加壓軋輥系統(tǒng)的一軋輥的軋輥面上卸下加工過的煙草材料的裝置;
圖4是沿圖2中4-4線的一軋輥局部放大的剖面圖，圖示了一組槽，每個槽環(huán)繞該軋輥表面延伸;
圖5是本發(fā)明加工方法的一部分所用的一裝置的圖解說明，表示兩個加壓軋輥系統(tǒng)及被其加工的材料;
圖6是本發(fā)明加工方法的一部分所用的一裝置的透視圖，表示本發(fā)明推薦的加壓軋輥系統(tǒng)，送料漏斗(以部分切開表示)，用來從第二加壓軋輥系統(tǒng)的一軋輥的軋輥面上卸下加工過的煙草材料的裝置;
圖7是軋輥橫放的縱向軸的一放大圖解說明，表示形成如圖5和圖6所示裝置的一加壓軋輥系統(tǒng)的兩個軋輥的縱向長度;
圖8是沿圖5中8-8線的一軋輥實施例的局部放大剖視圖，表示沿該軋輥縱向延伸的低槽;
圖9是沿圖5中9-9線的，形成加壓軋輥系統(tǒng)的兩個軋輥一實施例的局部放大剖視圖，表示了隔離軸承和差動速度的軋輥結構，這種結構提供了二者之間的確定的間隔關系;
圖10是本發(fā)明加工方法中所用的一裝置的透視圖;
圖11是本發(fā)明加工方法一部分中所用的裝置的圖解說明，表示能提供紙形煙草材料的三個軋輥。
參照圖1，煙草材料10被盛入象裝料箱、板條箱、桶、漏斗之類的一容器11中，煙草材料10由輸送裝置13從容器11送至象高速剪切攪拌裝置那樣的切割裝置16。輸送裝置13可以是一個傳送皮帶，一個輸送線，簡單倒下或傾卸裝置，定體積給料器或諸如此類的裝置。所述的煙草材料10經(jīng)受高速剪切攪拌用切割裝置16提供分割開的(例如切細的或斬碎的)煙草材料19。粘結劑22被裝在容器23中同時通過輸送裝置25從容器輸出，以便與分離開的煙草材料19接觸。所述切細或軋碎的煙草材料與粘結劑22一起用一高速剪切攪拌裝置28經(jīng)受高速剪切攪拌。該高速剪切攪拌裝置28可用象前面所述切割操作一樣的一高速剪切螺旋擠壓機或諸如此類的裝置。所述切細或軋碎的煙草材料和粘結劑在加入水份31的條件下經(jīng)受剪切攪拌，水份31裝在容器32中并由輸送裝置34輸送給煙草材料，該輸送裝置為諸如噴射器，一傳送線，簡易的傾倒或傾卸之類的裝置。得到加工了的煙草材料35通過輸送裝置37從高速剪切攪拌裝置28輸送到軋輥系統(tǒng)40并穿過軋輥系統(tǒng)使材料受到壓縮，所得到的擠壓過的材料41穿過片狀形成裝置43結果得到片形材料47。該片狀形成裝置最好是軋輥系統(tǒng)。
用在本發(fā)明中的煙草材料可以是各種各樣的。就典型地講，煙草材料的成份可以含有煙草塵，煙草細粒，煙草葉片，從各種加工步驟和香煙生產(chǎn)步驟中回收的碎煙草片，濕成形的再制煙草(例如以烘干方法形成)碎片和/或薄片，干成形的再制煙草碎片和/或薄片，煙葉莖，軋制過的煙草莖，煙葉莖和桿。使用的各種煙草材料顆?；蚱拇笮〕叽鐩]有特別嚴格的要求。
至少，供使用的煙草材料的基本成份以大體整葉的形狀提供?！按篌w整葉形狀”的意思是包括莖在內的整個葉子。大體整葉形狀的煙草材料包括從優(yōu)等庫提供的經(jīng)處理的煙草;以及從包，大桶和箱提供的成煙草。尤其是，包含莖的整個煙草葉可不扔掉任何部分而加以使用。部分煙葉破碎成碎片是可能的，但這樣的碎片無需象傳統(tǒng)煙葉加工方法那樣有意地去做。大體整葉形狀的煙草材料最好包括未經(jīng)捶打或未去莖的煙草。但是在進行本發(fā)明的加工工序之前，要求用篩選技術或諸如此類的技術來使煙葉清潔或進行去沙。適宜的煙草種類的實例包括巴利(Burley)，富可特(Fluecured)，馬里闌(Maryland)以及東方(oriental)煙草。煙草的品種可分開或將其混合加工生產(chǎn)。
提到的煙草材料“基本成份”這一詞語意思是大約超過按本發(fā)明加工方法加工的煙草材料重量的百分之五十。然而，如果愿意的話，加工的所有煙草材料可以是大體整片狀的葉子。
短詞“分割開的煙草材料”意思是使用某個裝置對其進行了縮小尺寸操作的大體整葉形狀的煙草材料，該裝置能從大體成整葉形狀的煙草材料中形成小尺寸的顆粒或片塊?？s小尺寸的操作最好包括一個切割操作過程，其中有軋碎，撕碎，切成薄片或切細過程。分割開的煙草材料最好形成在本發(fā)明中能進一步用軋輥系統(tǒng)加工的尺寸。葉子的葉片部分一般可被切割或切細的尺寸范圍，小至近乎煙草塵，大至長度和寬度達2英寸的相當大的塊片。莖部分一般要滾軋，切割或切細成長度大約小于1.5英寸的尺寸，其中大多數(shù)莖的尺寸大小最好大約在0.25英寸到1英寸的長度范圍。提供切細的煙草材料的高速剪切攪拌裝置的實例包括象市場上買得到的荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌機所提供的高速旋轉的刀片。使用如上所述攪拌機的切細過程一般要經(jīng)大約3分鐘到大約15分鐘的時間。通常長時間進行剪切就提供了尺寸縮小的切細的煙草材料。切細過程通常在環(huán)境溫度下進行。軋碎或切細的材料可以是一小的尺寸，但是一般切細材料的單塊片比象加入球形研磨機那樣研摩加工所提供的粉狀材料要來得大些。煙草材料最好在約含百分之6到12水份的大體干燥的情況下切細。
在本發(fā)明的加工時使用一種粘結添加劑(即粘合劑)，這種粘結劑最好能被水或水份所激發(fā)或活化。合適的粘結劑實例含有淀粉，改進的淀粉漿，羧甲基纖維素，羧基甲基纖維素鈉，羥基丙基纖維素，羧羥基甲基纖維素，瓜耳膠，卡拉膠，漢生膠，槐豆膠，羥乙基鏈淀粉，煙草萃取物，果膠，藻酸納，由拜羅·卡莫布(Berol Kcmlab)出售的可從市場上買得到的象布莫荷爾(Bermocoll)E270 G之類的粘合劑，以及其間的混合物，象羧甲基纖維素和瓜耳膠的混合物，帶槐豆膠的漢生膠混合物，或是帶瓜耳膠的槐豆膠混合物。
關于對煙草材料用的粘結劑的量可根據(jù)諸如粘結劑種類，煙草材料含的水份，經(jīng)受高速剪切攪拌的煙草材料和粘結劑所在的溫度，以及其它諸如此類的因素而有所變化。一般都使用相當少量的粘合劑。以粘結劑，水份以及干燥的煙草材料凈重的總重量為基礎計算，較好的情況是使用大約小于百分之十五的重量，更好的是使用大約小于百分之十的重量，最好的是使用約小于百分之二的粘結劑。
切細的煙草材料和粘結劑接觸并且經(jīng)受一高速的剪切攪拌。煙草材料與粘結劑接觸的方式可以有所不同并且無特殊嚴格的要求。例如，煙草材料和粘結劑可各自用散裝方式補充給提供高速剪切攪拌的裝置。當與大體干燥的分割開的煙草材料接觸時，最好用基本成干燥形狀的粘結劑。粘結劑在煙草材料中散布(例如，被混合)，隨后所需要的任何水份在煙草材料高速剪切攪拌之前或其間加入煙草材料。
這里所用“高速剪切攪拌”一詞意思是具有至少激發(fā)粘結劑活性的足夠高速的攪拌，該粘結劑與煙草材料接觸(ⅰ)在一相當矩的時間里，(ⅱ)不需要提供外加的熱量使溫度高出周圍溫度很多來處理煙草材料和粘結劑，(ⅲ)以煙草材料和水份的總重量為基礎計算，沒有必要提供給煙草材料以及粘結劑以大于約百分之三十重量的水份。高速攪拌速度一般大約超過每分鐘一千轉，最好如可從市場買到的荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌機確定的大約超過每分鐘三千轉。高速度的攪拌可提供象刀，刀片，葉片，推進刮板之類剪切裝置非?？焖俚倪\動。煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌的時間周期可以變化并按要求要多長就多長，但是一般小于十分鐘，更理想的是約在三分鐘和六分鐘之間。煙草材料和粘結劑一般在環(huán)境溫度大約從65°F至110°F這樣的條件下經(jīng)受高速剪切攪拌，雖然也可用其它的溫度范圍。應該相信，剪切攪拌的高速度提供了粘結劑相對于煙草材料的良好擴散作用，同時剪切攪拌提供了可至少激發(fā)粘結劑活性的剪切能量。
這里所用的粘結劑“活性”一詞意思是賦于粘結劑以潛在的粘結特性。這種粘結特性的賦于可應用熱量，水份，壓力，剪切能或諸如此類來提供。獨特的是，所述粘結劑喪失其相當干燥的特性同時表現(xiàn)出一種足夠的粘力，它能把分割開的煙草材料粘合在一起。煙草材料和粘結劑按本發(fā)明經(jīng)受了高速剪切攪拌的混合常常表現(xiàn)出一種成形的，有點堅固的特點同時在自然狀態(tài)中有點膠粘。
這里用的“激發(fā)”一詞是指對粘結劑引入活性特性。
足夠對粘合劑激發(fā)活性的高速剪切攪拌可用象一高速集中混合器，均質器，混合器，高速剪切擠壓機或其它高速剪切裝置之類來提供。例如，大約50克至300克分割開的煙草材料，粘結劑以及水份可用市場可買到的瓦倫(Waring)擠壓機調至中速持續(xù)大約5分鐘或高速持續(xù)大約3分鐘進行高速混合，同時周期地刮削帶抹刀裝置的混合容器側邊從而減少煙草材料的空化并促進徹底充分地混合。另一個例子，大約1公斤至10公斤的煙草材料，粘合劑和水份用可從市場買得到的帶有計時器的荷巴特(Hobart)HMC-450攪拌機持續(xù)大約5分鐘進行高速剪切混合。再一個例子，可以使用象能從市場上買得到的單個或雙個螺旋擠壓機那種提供所需剪切的一高速剪切擠壓機。
煙草材料和粘結劑的水份含量可以有所變化。一般來說一種低水份含量的混合需要一個相當大的力以便最終提供處理過的煙草材料;而含高水份的就無此要求，但需要有伴隨通常水基再制煙草加工工藝而存在的能量集中的干燥處理。本發(fā)明加工中使用的煙草材料和粘結劑根據(jù)干煙草材料，凝固劑及水份的總重量計算重量百分比一般呈現(xiàn)至少約百分之十二的含水量，最好至少約占百分之十五;而含水量的上限是大約小于百分之三十，一般為大約小于百分之二十五，最好是大約百分之十八。含水量較高的一般可用較少量的粘結劑。在填充料和粘結劑開始接觸和摻合(即混合)之前，煙草材料的含水量最好超過大約重量的百分之十八。應該相信，水份將使煙草材料軟化并賦于一個相當?shù)偷捻g性，以便在隨即的片狀成形加工過程中可使用一個所需要的力。需要指出，水份重量不能過高以致最終得到的片狀形的煙草材料需要過分的干燥處理，或者導致煙草材料得不到所需要的韌性并提供了一種抗拉強度很差的薄片。
本發(fā)明的加工提供了將水和/或對溫度敏感的香料進入經(jīng)加工的薄片的一種有效和高效率的裝置。例如，一些諸如煙草萃取物，香蘭素，巧克力，甘草屬植物以及其它此類的香料可與煙草材料，凝固劑和/或水份滲合。由于本發(fā)明的工藝可在接近環(huán)境溫度下完成，所以所需的香料特性不會因高溫導致的遞降分解作用或化學變化而損失。另外，因為本發(fā)明的工藝是用相當?shù)偷暮康燃壊⑶覐募庸さ臒煵莶牧现谐ハ喈斏倭康囊簯B(tài)水來完成的，所以在工藝過程中只有相當少量的對水份靈敏和/或水溶的香料會被損耗。
圖2和圖3圖解了實施本發(fā)明一部分加工的裝置。圖解的該裝置對提供擠壓和成形的材料很有用，這些材料是由用高速剪切混合裝置經(jīng)受了高速剪切攪拌的分割開的煙草材料、粘結劑以及附加香料形成的。該裝置有一個第一加壓軋輥系統(tǒng)和一個第二加壓軋輥系統(tǒng)。這里所用的“加壓軋輥系統(tǒng)”是指以滾動接觸的并具有使得從其中穿過的煙草材料成為更壓縮形態(tài)的一壓軋區(qū)壓力的兩個軋輥。該裝置含有軋輥110，它是一個第一和第二加壓軋輥系統(tǒng)所共用的軋輥。第一加壓軋輥系統(tǒng)含有以滾動接觸的大體圓筒形的軋輥110和另一個大體圓筒形的軋輥120。所用的“滾動接觸”一詞是指與互相平行的軋輥表面校直的兩個軋輥具有沿各個軋輥的長度與另一軋輥接觸一段距離的軋輥表面，并且每個軋輥可沿各自的縱向軸旋轉。在本發(fā)明的加工過程中，形成第一加壓系統(tǒng)的每個軋輥這樣安裝，使得大體保持如前所述的軋輥110和軋輥120那樣的滾動接觸。軋輥110和軋輥120中的每一個由分別與之滾動接觸的擠壓軋輥111和擠壓軋輥121施以力。該力各自沿由箭頭112和箭頭122所示的方向提供，用頂重螺旋113和123向軋輥111和121施加這種力。此外，提供力的裝置也可以是包含液壓缸，液壓泵或諸如此類的裝置。換句話說，提供力的裝置可以是壓力彈簧，張力彈簧，或諸如此類的裝置。兩個擠壓軋輥最好置于加壓軋輥系統(tǒng)中的每個軋輥上并且對著(如圖3所示)擠壓軋輥與之滾動接觸的軋輥的端部位置。兩個這樣的擠壓軋輥的每一個具有的直徑和二者合成的縱向長度一般小于與擠壓軋輥滾動接觸的軋輥對應尺寸。每個擠壓軋輥上都置有頂重螺旋。軋輥110和軋輥120中的每一個都沿軋輥內箭頭所示的方向旋轉。為了使煙草材料能從軋輥的兩輥之間的輥隙中穿過，軋輥以相對另一個反向的方向旋轉。每個軋輥均用(圖3所示)動力源126驅動，這種動力源是象如變速馬達那樣的(例如具有大約1至5馬力的一電動馬達)由一組驅動齒輪(未圖示)來轉動所述的軋輥。軋輥由連接到機架(未圖示)的支架(未圖示)那樣的支撐裝置支托著。
第二加壓軋輥系統(tǒng)含有軋輥110和彼此以滾動接觸的另一個大體圓筒形的軋輥130。在本發(fā)明的加工過程中，形成第二加壓軋輥系統(tǒng)的每個軋輥這樣安裝，以致如前所述的軋輥110和軋輥130那樣的滾動接觸得以基本保持。軋輥110軋輥130中的每一個由分別與之滾動接觸的擠壓軋輥111和擠壓軋輥131施以壓力。該力各自沿由箭頭112和箭頭132所示的方向提供。該力可通過各自的頂重螺旋113和133提供給軋輥111和軋輥131。擠壓軋輥131和力提供裝置133裝在如前所述的擠壓軋輥和力提供裝置那樣的位置。軋輥110和軋輥130中的每一個以在軋輥內所示箭頭的方向旋轉。為了使煙草材料能從軋輥的兩輥之間的輥隙中穿過，軋輥以相對另一個反向的方向旋轉。每個軋輥均用(如圖3所示)的動力源126驅動，這種動力源通過一組驅動齒輪(未圖示)來轉動所述的軋輥。軋輥由連接到機架(未圖示)的支架(未圖示)那樣的支撐裝置支托著。
軋輥在圖2所示的結構中相互成A角放置，該A角可定義為由軋輥120、軋輥110以及軋輥130對應的每個軋輥軸(即，縱向伸展的軸)所構成的角度。A角的大小取決于包括不同軋輥直徑在內各種因素的變化。A角的范圍一般從小于180°到由軋輥直徑?jīng)Q定的一個極限角度，最好的范圍是從大約90°到大約150°。
在圖2和圖3所示的實施例中，軋輥120和軋輥130都有一個大體光滑的軋輥表面(即無槽的);而在軋輥110上(它與軋輥120和軋輥130中的每一個均滾動接觸)包含一系列槽。這一系列槽沿軋輥的縱向伸展，軋輥上每個槽都圍繞軋輥延伸。
當擠壓軋輥被加在軋輥系統(tǒng)各軋輥的每個端部以便為所述軋輥系統(tǒng)提供所需的兩軋輥間壓軋區(qū)壓力的時候，帶槽的軋輥最好僅僅在擠壓軋輥之間沿軋輥縱向長度上置有槽(即在軋輥端部設有槽)。
本發(fā)明加工中一般需要的在軋輥之間的力可以變化，但這些力應足夠大以使產(chǎn)生足夠的軋輥的壓軋區(qū)壓力，從而最終提供或形成完全混合的，壓縮的煙草材料。也就是說，足夠的軋輥壓軋區(qū)壓力是那些足以提供剪切，混合并形成所述煙草材料而且能達到所需要那么大的壓力。軋輥之間的力一般至少約每英寸長1000并可達到10，000磅那么大，最好約在每英寸長度4000至6000磅范圍，這些力能足夠產(chǎn)生兩軋輥壓軋區(qū)壓力。軋輥一般由象硬質炭鋼或硬質合金鋼之類的金屬材料，或者能足夠承受壓力的其它材料制成。
各種不同的軋輥的尺寸可以變化。軋輥直徑一般約在3英寸到12英寸的范圍，最好是約在6英寸至8英寸;而軋輥長度約在4英寸至24英寸的范圍。形成兩個軋輥系統(tǒng)的每個軋輥可具有相等的直徑，不同軋輥的直徑也可有差異。軋輥的旋轉速度舉例說來可在大約每分鐘4轉到每分鐘30轉的范圍。
圖2和圖3所示裝置的操作包括通過漏斗142將活化的粘結劑和煙草材料的混合物140(即，這種混合物已在足夠提供粘結劑激發(fā)或活化的條件下進行了高速剪切攪拌)送到加料區(qū)144，該加料區(qū)進而將混合物饋入軋輥110和軋輥120的輥隙。經(jīng)混合和預成形加工的材料146經(jīng)過第一加壓軋輥系統(tǒng)，隨后被送入148區(qū)域并進入第二軋輥系統(tǒng)。在第一軋輥系統(tǒng)上煙草材料有粘在軋輥上的傾向，可通過刮削器150去除軋輥(特別是指圖2所示的軋輥120)上的材料。刮削器150可用一組針，一種梳狀結構，一波紋狀的金屬片，成手指形的金屬材料或是朝向軋輥表面沿其長度安裝的一刮刀刀刃那樣的刀形裝置，以便從軋輥表面除去(即刮削)煙草材料。刮削器150最好非切線地對著軋輥表面安裝。例如，刮削器150朝向軋輥120表面安裝，在相距滾動接觸的軋輥110和120的接觸點大約10°至45°弧度范圍內的軋輥環(huán)形外表面的一位置上。刮削器最好安裝得大致平行于(即，在約15°角的范圍內)由軋輥110和120滾動接觸的接觸點所形成的切線。刮削器150與裝置的機架或支架相連(未圖示)，以便保持其面朝軋輥表面的定位。如果需要的話，區(qū)域148可用作煙草材料的一個附加加料區(qū)域，象煙草塵和/或煙草細粒這樣的尺寸特別小的顆粒材料添加到從第一軋輥系統(tǒng)中出來的經(jīng)混合和預成形加工的填充料146中并一起進入?yún)^(qū)域148。特別指出的是，經(jīng)擠壓的混合的煙草材146可與區(qū)域148中的煙草塵和/或煙草細粒相接觸。區(qū)域148可含有導板152，該導板可以是一個漏斗，加料裝置或諸如此類的能直接把煙草材料引到第二加壓軋輥系統(tǒng)的裝置。在區(qū)域148中的煙草材料146已經(jīng)在第一加壓軋輥系統(tǒng)的壓力下混合和預加工過了，這種煙草材料通常是一種具有片狀形煙草材料某些特性的軟化的和擠壓過的煙草材料。
煙草材料146通過后續(xù)的第二加壓軋輥系統(tǒng)(即，穿過軋輥110和130間的輥隙)在壓力作用下進一步成形為經(jīng)加工的材料。煙草材料154從第二軋輥系統(tǒng)送出并可用刮削器156從軋輥表面上除去。刮削器156與裝置的機架或支架(未圖示)相連，以便保持其面朝軋輥表面定位。
經(jīng)壓縮大體成片狀形的煙草材料可借助刮削器156來提供，刮削器156具有朝向軋輥110表面安裝并沿該軋輥表面延伸的形成一刮刀刀刃的或諸如此類的裝置。刮削器156配置在煙草材料有粘在軋輥趨向的該軋輥的那個長度部分上。刮削器最好與軋輥成非切線方向安裝。例如，如圖2所示的刮削器156朝向軋輥110表面安裝，在相距滾動接觸的而且成相隔放置關系的軋輥110和130的接觸點大約10°至30°弧度范圍內的軋輥環(huán)形外表面的一位置上。刮削器最好安裝得大致平行于(即，在約15°角的范圍內)由軋輥110和130滾動接觸所形成的切線。刮削器157(圖2所示)提供了從軋輥130光滑表面去除煙草材料的裝置。以刮削器156朝向軋輥110十分相同的安裝方式，刮削器157也朝向軋輥130的表面安裝。煙草材料154可從裝置中導入集料箱或其它排卸裝置，隨后收集起來。
圖4圖解了沿軋輥110配置的一系列槽170，每個槽具有頂面部分172(即，面朝軋輥面的外表面)和一底面部分174(即，朝向軋輥的內部)。這樣的軋輥這里被稱為“開槽的軋輥”。這樣的開槽的軋輥對經(jīng)過軋輥系統(tǒng)的材料提供切細，撕碎，成形，混合或摻合的操作。此外，因開槽的軋輥的作用，對材料的處理可在混合物中起到進一步活化粘結劑的作用。該一系列槽沿軋輥110的縱向或其上的一個部分延伸。通過用一合適車床那樣的機械加工技術，槽170可做在第一加壓軋輥系統(tǒng)的軋輥110上。每個槽都完全環(huán)繞軋輥110。每個槽最好與沿軋輥延伸的其它槽具有大體相似的形狀。槽可以向心放射型，螺線型或諸如此類的方式環(huán)繞軋輥延伸。槽最好每個都相對軋輥的縱軸基本橫切地環(huán)繞所述軋輥。頂面部分172是平整的而且寬度一般在大約.010英寸至0.015英寸的范圍。一般說來，平整的頂面部分172足夠的窄以使在加壓軋輥系統(tǒng)中保持軋輥接觸時不需要過大的力;而平整的頂面部分172也要有足夠的寬以便在標準的壓軋區(qū)壓力的作用下不致變形到基本的限度。底面部分174可以弄成圓形或整平(如圖4所示)。經(jīng)整平后，底面部分174的寬度一般約在0.003英寸到0.007英寸的范圍。一般來說，底面部分174足夠的窄以便提供煙草材料充分的混合操作?？梢哉J為，混合操作是由壓縮送料提供的，而壓縮送料是通過把煙草材料帶入槽去的尺寸相對大的葉子莖桿來完成的。平整的底面部分174要有足夠的寬以便在加工后可以從軋輥外表面區(qū)域去除煙草材料。特別要指出的是，一底面部分174過窄或聚成一點將使煙草材料扎在槽中而且阻礙煙草材料從其上脫出。槽深度d可以變化，一般大約在0.008英寸至0.025英寸的范圍。該深度定義為槽底面部分和槽頂面部分之間的徑向距離。槽最大的寬度W可以不同，一般大約在0.015英寸至0.040英寸的范圍。該寬度定義為橫跨槽所測的水平距離。槽的節(jié)距P可以變化并取決于各種變化的因素，這些因素包含加工的煙草材料的種類，煙草材料含的水份，槽的形狀以及諸如此類的因素。節(jié)距定義為從頂面部分172的中心到最鄰近頂面部分172的頂面中心的水平距離。一個節(jié)距一般約在0.02英寸(即約1/50英寸)至約0.06英寸(即約1/16英寸);為適宜大多數(shù)應用最好是在約0.03英寸。槽170的形狀可以變化并且取決于各種變化的因素。然而，每個槽具有靠近軋輥外表面的一最大寬度和靠近槽底的最小寬度。每個槽具有傾斜側邊(即不垂直于軋輥表面)同時每個槽通常最好為“V”形。例如，加壓軋輥系統(tǒng)具有含一系列槽的一軋輥，每個槽外接有大約小于120°的A′角的一向內傾斜的側面，這樣的加壓軋輥系統(tǒng)能相當好地混合煙草材料;而另一加壓軋輥系統(tǒng)具有含一系列槽的軋輥，每個槽有一向內傾斜的側面、每個槽外接大于大約60°的A′角，這樣的加壓軋輥系統(tǒng)能很適宜地去除加工了的煙草材料。角A′較好的是在大約60°到120°的范圍，最好是在90°左右。
圖5和圖6圖解了實現(xiàn)本發(fā)明一部分加工過程的一個裝置。圖示的裝置特別適宜于提供用高速剪切混合裝置進行了高速剪切攪拌的由煙草材料、粘結劑和附加香料組成的經(jīng)擠壓成形的材料。該圖示的裝置也可用來提供加工片形狀的煙草材料制品。該裝置有一個第一加壓軋輥系統(tǒng)和一個第二加壓軋輥系統(tǒng)。該裝置有一個第一和第二加壓軋輥系統(tǒng)共用的軋輥210。第一軋輥系統(tǒng)含有彼此以滾動接觸的軋輥210和軋輥220。第二軋輥系統(tǒng)含有彼此滾動接觸的軋輥210和軋輥230。上述各軋輥具有如前面圖2和圖3所述裝置那樣的尺寸，一樣的被定位，裝配和操作。在不同軋輥之間的力由頂重螺旋或如前所述其它此類相似裝置產(chǎn)生。刮削器朝向軋輥放置，以便從軋輥外表面除去材料。象刮刀刀刃或此類的刮削器256朝向軋輥210表面放置，以便去除粘在軋輥外表面上的加工了的煙草材料。
在圖5和圖6所示的實施例中，軋輥230具有一相當光滑的軋輥表面(即，不帶槽的);而在軋輥220中含有一系列槽。其中每個槽都環(huán)繞軋輥圓周延伸，而這一系列槽沿該軋輥的縱軸方向伸展。軋輥220具有前面描述過的開槽的軋輥相似的構造。軋輥210(它與軋輥220和軋輥和230都呈滾動接觸)或者者有著沿軋輥縱軸方向延伸的一個槽，這個槽環(huán)繞軋輥周圍延伸并形成最終提供紙片形材料的區(qū)域。軋輥210也可以具有置于軋輥端部的象隔離軸承這樣的一個裝置，以便提供所需要的成確定間隔關系的軋輥。開槽軋輥和呈滾動接觸的軋輥的這種表面區(qū)的確定的間隔關系可以很容易輸送含有部分莖梗的煙草材料。
圖7圖解了彼此向著端部區(qū)域271和另一端部區(qū)域272以滾動接觸的第二加壓軋輥系統(tǒng)(分別以軋輥210和軋輥230表示)的兩個軋輥。軋輥230具有一個相當滑的表面。在沿軋輥縱向的一部分長度區(qū)域273中，各軋輥的軋輥面以確定間隔關系配置。確定的間隔關系和對應的區(qū)域273是通過沿縱向延伸的軋輥一部分上的槽275提供的。槽一般延伸達每個軋輥的約百分之九十的縱向長度在槽沿軋輥縱向延伸的區(qū)域伸的區(qū)域中，該槽完全環(huán)繞軋輥的圓周。被置于間隔關系的軋輥210和軋輥230的間距可以變化，通常它是能提供一成片形的合格厚度的一個距離。一般來說，置于確定間隔關系的軋輥210和軋輥230的間距(即，在區(qū)域273中測出的軋輥210軋輥面和軋輥230軋輥面之間的距離)在大約0.003英寸到約0.02英寸的范圍，間隔約為0.006英寸最好。
圖8中，軋輥210有沿其縱向延伸的槽275。槽275具有一個相當光滑的表面285。槽275的凹深度d′′′是從在區(qū)域271軋輥面的最外表面到槽表面285測出的距離。該槽的凹深度一般是能提供一成紙片形的含料煙草的那個深度。諸如煙草材料的成份，成份中的含水量，粘結劑的量，軋輥間的力等等之類的因素將限定槽的凹深度。通常該凹深度d′′′在大約0.004英寸至0.012英寸的范圍。
圖9中軋輥230的軋輥面291以及軋輥210的軋輥面292在沿各軋輥縱向軸區(qū)域293中以確定的間隔關系放置。成間隔關系的軋輥是由環(huán)繞軋輥210各端部的過橋軸承295和環(huán)繞并裝在每個過橋軸承上的隔離環(huán)296或是其它這樣的裝置來提供。軋輥每個端部可按要求進行機加工，以便按要求安裝過橋軸承付和隔離環(huán)。滾動接觸是由軋輥230的軋輥面和過橋軸承付的外表面或者和環(huán)繞軋輥210的隔離環(huán)之間提供的。該過橋軸承付的外表面和環(huán)繞的隔離環(huán)沿軋輥縱向的一部分延伸。軋輥210的軋輥面292可以有槽，可以成粗糙狀或是光滑狀(如圖9所示)。軋輥的確定的間隔關系是一段接近再生片形煙草材料厚度的距離，一般，該距離大約在0.003英寸至0.007英寸的范圍，尺寸最好約在0.004英寸。特別有意思的是本實施例轉動軋輥210和軋輥230的驅動齒輪(未圖示)可配置成使軋輥210和軋輥230的兩軋輥表面間有一個線速度差。在旋轉的軋輥210和軋輥230間的該線速度差取決于被加工的煙草材料的性質，軋輥直徑等這類的因素。對一對直徑4英寸的軋輥，一般線速度差為每分鐘零英寸以上，較好的是大約每分鐘30英寸以上，上限大約每分鐘120英寸，較好的是每分鐘約60英寸。應該相信以不同線速度旋轉的軋輥之間可產(chǎn)生附加的剪切作用，可以使更多的煙草纖維調整方向，從而提供生產(chǎn)一種均勻和牢固薄片的可能性。
在圖10中實施本發(fā)明一部分加工過程的裝置有一個加壓的軋輥系統(tǒng)，它含有帶一相當光滑表面的軋輥300和以其滾動接觸的開槽的軋輥310。軋輥的旋轉使煙草材料從漏斗314加入兩軋輥間的壓軋區(qū)并形成象片狀薄片那樣的擠壓材料穿過軋輥。兩軋輥都支撐在支架上(未圖示)并且與前面描述的實施例一樣運轉。經(jīng)加工的材料可從如前所述的那種開槽的軋輥310上去除，該槽采用了成梳子形那樣的刮削器320裝置。
圖11圖解了實施本發(fā)明一部分加工的裝置。該裝置有3個排成水平的并且不呈滾動接觸的軋輥。3個軋輥一般具有相當光滑的外表面，并由如前描述的材料制成。第一軋輥400和第二軋輥405以彼此反向的方向旋轉，這樣經(jīng)前面加工的送入漏斗415的煙草材料可從兩軋輥間輥隙穿過。第三軋輥420與第二軋輥405反向旋轉，這樣經(jīng)加工的煙草材料就穿過其間的輥隙。一般情況下，第一軋輥400在大約每分鐘20轉至每分鐘50轉范圍旋轉;第二軋輥405以大于第一軋輥的速度旋轉;第三軋輥以大于第二軋輥的速度旋轉。相對大于第一軋輥速度的第二軋輥旋轉速度產(chǎn)生了煙草材料粘在第二軋輥的傾向;類似的，相對大于第二軋輥速度的第三軋輥旋轉速度產(chǎn)生了煙草材料粘在第三軋輥的傾向。大體成片形的(例如，如同成紙片形的制品一樣)煙草材料用刮削器425從第三軋輥的表面卸下，該刮削器425是沿軋輥面延伸的。軋輥由一支架(未圖示)支撐并且用一動力源(未圖示)和一組驅動齒輪(未圖示)來轉動。
按照本發(fā)明加工方法所提供的加工了煙草材料基本成片形狀。成片狀的材料呈現(xiàn)良好的韌性和抗拉強度。片狀的經(jīng)加工的煙草材料一般表現(xiàn)出近乎煙葉的結構強度。這里所用的“片”一詞意思是煙草材料是成其長度和寬度大大超過其厚度的形狀。紙片的厚度一般接近煙葉、處理過的或加工過的煙葉、或軟化再制煙草片狀制品的厚度。例如，該種片狀煙葉的厚度可在大約0.005英寸到0.004英寸的范圍，最好是在大約0.005英寸到0.015英寸。經(jīng)加工的煙草材料帶條或片的長度和寬度可以變化。影響該片寬度的因素一般如;成間隔關系的第二加壓軋輥系統(tǒng)軋輥的縱向距離，從軋輥的軋輥面去除精制煙草材料的裝置的寬度等等。成片形的材料呈現(xiàn)良好的韌性和抗拉強度。該種材料可以用不同的切割裝置切割加工，如同煙葉或經(jīng)軟化形成的再制煙草材料一樣(如每英寸切割約32個帶條)。此加工的煙草材料可以裝箱，修平頂面并用數(shù)種香料處理，同時在香煙的生產(chǎn)中用作切割充填物。
提供以下的例子是為了進一步說明本發(fā)明各種變化的實施例，而不能看作是限制本發(fā)明的范圍。除另有注釋外，所有成份和百分比都用重量。
例1片狀的煙草材料是采用下列步驟提供的。
配置有一不銹鋼軸和每把具有約8英寸的兩個不銹鋼刀片的荷巴特(Hobart)-HMC-450高速剪切混合機中，放入4公斤的煙草材料混合物。混合物有2份的經(jīng)處理的全煙葉，1份全巴利(burley)煙葉1份全馬里藍(Maryland)煙葉。每種煙草均已外理并為老煙葉。
混合器以每分鐘3500轉的速度旋轉5分鐘，將煙草切成最大尺寸小于約2英寸的大小。
以煙草的凈重計算，將基本干燥的百分之零點九的槐立膠和百分之零點九的漢生膠作為粘結劑加入容器。切細的煙草和粘結劑各具有約百分之六至十二的水份。混合器搖動大約15秒鐘，以便混合(即，摻合)粘結劑和切細的煙草。粘結劑和煙草的混合物是一種與干燥的切碎煙草相似的片形顆粒材料?；旌掀鹘又D，水在混合的同時加入容器。應加入足夠的水以便給混合物提供百分之十八的總含水量。該混合物以持續(xù)5分鐘的高速剪切攪拌(約每分鐘3500轉)加以混合。這樣處理的材料是一種基本軟化的，最大尺寸小于約1英寸的結塊顆粒的潮濕的集合體。該材料有些發(fā)粘的感覺，并可用手作成球。經(jīng)高速剪切攪拌得到的材料作進一步加工，從而成為片狀的煙葉材料。
這里所用的軋輥裝置大致如圖5和圖6中所描述的。軋輥230由淬火鋼制成，具有一相當光滑的表面，其直徑為4英寸并有長4英寸的軋輥面。軋輥220的直徑為4英寸并有與軋輥230相似的長度和構造;但軋輥220含有以徑向形式環(huán)繞圓周延伸的槽。軋輥220含有的槽沿軋輥面的縱向距離為1英寸，在軋輥的兩端沿軋輥面1英寸的距離是相對光滑的。軋輥在開槽部分在圖4中作了大致的描述。槽深d約為0.009英寸，每個槽的節(jié)距P約為0.03125英寸，A′角約為90°。每個槽的頂部172平整為約0.008英寸的一段距離，軋輥210的兩端配有圖9所述的過橋軸承組件和隔離環(huán)。每個過橋軸承組件和環(huán)繞的隔離環(huán)在軋輥210和軋輥230面之間提供了0.004英寸的確定間隔關系。在進行煙草材料的加工過程中，軋輥210以每分鐘約10英寸至30英寸的線速度旋轉，其轉速分別比軋輥220和軋輥230大約每分鐘1轉到每分鐘3轉。如前所述的經(jīng)剪切攪拌的煙草材料及粘合劑的混合物穿過前述的軋輥裝置。特別要說的是，煙草材料首先穿過軋輥裝置中軋輥220和軋輥210間的輥隙，接著穿過軋輥裝置中軋輥230和軋輥210間的輥隙。這樣加工的最終擠壓過的材料通常近似于片狀。
最終經(jīng)擠壓的，成片形的材料通常用圖10所述的裝置作進一步加工，形成連續(xù)片狀的加工過的煙草材料。
該裝置是一商業(yè)上銷售的軋制機，如由在美國紐約休伯基的查斯·羅斯父子公司生產(chǎn)的肯特牌4″×8″，高速，三輥的軋輥機(Kent Model 4″×8″Lab，High-Speed，3 Roll Mill by Chas Ross & Son Co.，Hauppauge，New York，USA.)。該裝置有3個軋輥面基本光滑的軋輥。每個軋輥縱向長度為8英寸，直徑為4英寸。軋輥以其軋輥面彼此平行的水平位置放置。軋輥面之間的間隔被調整到約0.005英寸。填料被傳送到漏斗，然后將所述的材料輸送給第一對兩軋輥的輥隙。第一軋輥以每分鐘30轉的軋輥速度旋轉。第二軋輥以第一軋輥三倍的軋輥速度(即，每分鐘90轉)旋轉。材料先經(jīng)該兩個軋輥之間，然后再經(jīng)過第二與第三軋輥之間。第三軋輥以第二軋輥三倍的速度(即，每分鐘270轉)旋轉。成片形的煙草材料制品從第三軋輥上匯集，采用緊靠軋輥垂直部分沿第三軋輥的軋輥面安置的一刮刀刀刃。該刮刀刀刃被展寬以提供一收集成品的料盤。該煙草材料呈連續(xù)的片狀，寬約8英寸厚度大約在0.004英寸到0.03英寸之間。
例2片狀的煙草材料是由下列步驟提供的。
在如例1所述的荷巴特(Hobart)-HMC-450高速剪切混合機中加入4公斤的煙葉混合物。煙草的摻合物為1份處理過的全煙葉，2份全巴利(burley)煙片和1份全土耳其煙葉。每種煙草已經(jīng)處理并為老煙草。
煙草通過以大約每分鐘1750轉持續(xù)8到10分鐘的旋轉的混合器切成最大尺寸小于大約2英寸的大小。
按煙草的凈重計算，在容器內放入大致干形的百分之零點九的漢生膠和百分之零點九的瓜耳樹膠組成的粘結劑。切細的煙草和粘結劑分別具有約百分之六到百分之八的含水量。將百分之十的水溶性的煙草萃取物，小于百分之一的甘油以及百分之四的水溶性的表面復蓋物加入混合物(所有的百分比都根據(jù)煙草的凈重)。最終的混合物含有約百分之二十的總含水量。該混合器搖動大約15分秒鐘以便混合(即，摻合)粘結劑和切細的煙草。接著該混合器就旋轉。混合物連續(xù)5分鐘被高速剪切攪拌(約每分鐘3500轉)。這樣加工的材料集合成軟化的，濕的，如例1所述的成團狀的材料。經(jīng)高速剪切攪拌所得到的材料作進一步的加工以使成為片狀的煙草材料。
圖2，圖3和圖4大體描述了這里所用的裝置。軋輥130由淬火鋼制成，并具有相當光滑的表面，其直徑為5英寸并有長8英寸的軋輥面。軋輥120直徑為5英寸并與軋輥130有相近的長度和構造。軋輥110在沿軋輥面縱向5英寸的長度內有槽，軋輥兩端1.5英寸距離內的軋輥面是相對光滑的。軋輥110的開槽部分大體如圖4中所描述的那樣。槽深度d約為0.0155英寸，每個槽的節(jié)距約為0.031英寸，A′角約為60°。每個槽的頂面部分平整為約0.01275英寸的距離，每個槽底平整為約0.006英寸的距離。軋輥由變速驅動運轉，采用約每分鐘4轉的1.5馬力的變速電動馬達，并在兩軋輥間產(chǎn)生每英寸長度上約5000磅的壓軋區(qū)壓力。由軋輥120，軋輥110和軋輥130各自中心軸所給的角A為90°。一刀刃形式的刮削器156用來從軋輥110上去除再生煙草材料。通過分別與軋輥110，軋輥120，軋輥130滾動接觸所配置的兩個擠壓軋輥分別產(chǎn)生軋輥110，軋輥120以及軋輥130上的力。每個擠壓軋輥各置于軋輥110，軋輥120以及軋輥130的一端。該擠壓軋輥縱向長度約為1英寸，直徑約為2英寸。通過頂重螺旋提供擠壓軋輥的力。
在圖5和圖6大體描述的并在例1中詳細敘述的軋輥裝置可提供使用。前述的受擠壓的材料穿過軋輥裝置，以產(chǎn)生加工過的煙草材料的連續(xù)薄片。軋輥裝置大體與例1描述的那樣使用。這樣提供的薄片寬度約為5英寸，厚度約為0.018英寸。
例3片狀的煙草材料由下列步驟提供。
在例1所述的荷巴特(Hobart)HMC-450高速剪切攪拌器中放入3公斤的煙草葉混合物。該混合物為1份經(jīng)處理的全煙葉，1份全巴利(burley)煙葉和1份全土耳其煙葉。每鐘煙草已經(jīng)處理而且為老煙草。
通過連續(xù)5分鐘以每分鐘3500轉轉動的混合器，煙草被切成最大尺寸小于約2英寸的大小。
根據(jù)煙草的凈重計算。將基本干狀的百分之一漢生膠和百分之一的瓜耳膠粘結劑放入容器。切細的煙草和粘結劑分別含有約百分之八水份。將百分之零點九的原混合物以及百分之四的水溶性的表面復蓋物加入混合物中(兩個百分比均根據(jù)干煙草的凈重)?；旌掀鲹u動約30秒鐘以便混合(即，摻合)粘結劑和切碎的煙草。隨后該混合器轉動并在開始攪拌時將水加入容器。加入足夠的水以提供約百分之二十的總含水量?；旌衔镞B續(xù)作約5分鐘的高速剪切攪拌(約每分鐘1750轉)。這樣加工的材料集成例1所述的軟化的，潮濕的成團狀的材料。經(jīng)高速剪切攪拌之后的材料再作進一步的加工以成為片狀的煙草材料。
圖5和6大體描述的，在例1中詳細敘述了的軋輥裝置可提供使用。如同例1所述的那樣，前述的經(jīng)攪拌的片狀煙草材料和粘結劑的混合物穿過該軋輥裝置。經(jīng)這樣加工過擠壓的材料類似濕的軋輥過的煙草莖桿。該擠壓的材料作進一步加工從而提供片形的煙草材料。特別要指出的是，經(jīng)擠壓的材料第二次穿過軋輥裝置，以使形成一連續(xù)的精制煙草材料薄片。所用的軋輥裝置與例1所述基本相同。最終紙片的寬度約為4英寸，厚度為0.018英寸。
例4片狀的煙草材料通過以下步驟提供。
在如例1所述的荷巴特(Hobart)-HMC-450高速剪切攪拌器中放入3公斤的煙草葉的混合物。該煙草混合物為1份經(jīng)處理的全煙葉，1份全巴利(Burley)煙葉，1份煙草屑。以全葉形的每種煙草已經(jīng)處理并為成年煙草。
連續(xù)5分鐘以每分鐘3500轉的轉速轉動混合器，將煙草切成最大尺寸小于2英寸的大小。
將大體干形的百分之六的羧基甲基纖維基鈉和百分之二點七的瓜耳膠粘結劑放入容器中。切細的煙草和粘結劑各含有大約百分之八和百分之六的水份。將百分之零點九的原混合物和百分之二的水溶性的表面復蓋物加入混合物(兩百分比均根據(jù)煙草的凈重)。混合器搖動15秒鐘以混合(即，摻合)粘結劑和切碎的煙草。隨后該混合器轉動并在開始混合時將水加入容器。加入足夠的水從而提供百分之十八總含水量的混合物。該混合物持續(xù)大約5分鐘以高速剪切攪拌(約每鐘1750轉)進行混合。這樣加工的材料類似例1所述的軟化的，潮濕的，成團狀的材料。經(jīng)高速剪切攪拌過的材料再作進一步的加工以使提供紙狀的煙草材料。
圖5和圖6的大體描述的，并在例1中詳細敘述的軋輥裝置可提供使用。前面所述的經(jīng)剪切的片狀煙草材料和粘結劑的混合物穿過如例1所述的軋輥裝置。這樣加工的最終擠壓過的材料一般類似濕的經(jīng)軋輥的煙草莖。這種擠壓的材料作進一步的加工以使成為片狀的煙草材料。
經(jīng)擠壓的該種材料被輸送到一振蕩的漏斗，該漏斗對一單螺旋擠壓機加料。該單螺旋擠壓機有長16英寸的定節(jié)距的金屬螺桿。該螺桿直徑為1.5英寸同時螺齒沿螺桿的長度以節(jié)距2英寸配置。該單螺旋壓機加料進入一加壓軋輥系統(tǒng)中。該擠壓機和軋輥系統(tǒng)是由美國伊利諾斯州阿默斯特材料加工公司(Material Processing Corporaion，Illinois，USA)提供的一種市場上能買到的TSf-10滾壓機。經(jīng)擠壓的煙草材料/粘結劑的混合物穿過螺旋擠壓機，該螺旋擠壓機用-1.5馬力的馬達以約每分鐘30轉旋動。滾體內部的溫度恒定在大約華氏85°。從擠壓機里來的混合物傳送經(jīng)過一金屬模子，該模子有長寬分別為0.25英寸和1.5英寸的一矩形模子開口。經(jīng)高速剪切的填充料和粘結劑混合物從模子里直接加到兩軋輥的輥隙，該兩軋輥是以滾動接觸的并且形成一加壓的軋輥系統(tǒng)。各個軋輥一般為圓柱形并且直徑為6英寸，縱向長度為6英寸。采用頂重螺旋使該兩個軋輥保持滾動接觸，并在軋輥間產(chǎn)生-30，000磅的力。為提供片狀煙草材料的生產(chǎn)，軋輥間的力在數(shù)值上有所降低。兩個軋輥都具有一相當光滑的軋輥面。該軋輥以大約每分鐘10轉到每分鐘72轉的軋輥速度運行。
片狀煙草材料由穿過軋輥的材料提供。薄片由來自軋輥的煙草材料經(jīng)刮削所提供，在軋輥裝有沿軋輥面寬度延伸的一刮刀刀刃。再造的薄片寬為6英寸，厚為0.02英寸，并且通常呈現(xiàn)為煙草片。
例5片狀煙草材料采用下列步驟提供。
在例1所述的荷巴特(Hobart)-HMC-450高速剪切混合器中放入5公斤的一煙草葉混合物。該煙草混合物有2份的經(jīng)處理的全煙葉，2份全巴利(burley)煙葉，1份土耳其煙葉碎片。每種煙草已經(jīng)處理而且為成年煙草。
通過連續(xù)8分鐘以每鐘1750轉旋轉的混合機，煙草切成最大尺寸約小于2英寸的大小。
將基本干形的百分之一羧基甲基纖維素鈉和百分之一槐豆膠形成的粘結劑放入容器內(兩百分比均根據(jù)煙草的凈重)。切細的煙草和粘結劑分別含約百分之十的水份。混合機搖動約30秒鐘，以便混合(即，摻合)粘結劑和切碎的煙草。隨后該混合機轉動并在開始混合時將水加入容器。加入足夠的水以提供百分之十六之總含水量的混合物。該混合物持續(xù)大約5分鐘以高速剪切攪拌進行混合(約每分鐘3700轉)。經(jīng)這樣加工過的材料類似如例1所述的軟化的，潮濕的，成團狀的材料。最終經(jīng)受了高速剪切攪拌的材料作進一步的加工，以便提供片狀的煙草材料。
圖5和圖6大體描述過的，在例1中詳細敘述的軋輥裝置可供使用。前面所述的經(jīng)剪切的煙草材料和粘結劑混合物象例1所述的那樣穿過軋輥裝置。這樣加工的經(jīng)擠壓過的材料一般類似經(jīng)軋輥的潮的煙草莖。這種經(jīng)擠壓的材料作進一步的加工以成為片狀煙草材料。特別要指出的是，經(jīng)擠壓的材料穿過圖10大體所述的軋輥裝置。
圖10大體描述的軋輥裝置可供使用。軋輥300由淬火鋼制成，它有一光滑的表面，其直徑為6英寸并有一長度為4英寸軋輥面。軋輥310直徑為6英寸并具有與軋輥300相似的長度和構造;但軋輥310以徑向的環(huán)繞圓周延伸的槽。軋輥310含有的槽在沿軋輥面縱向的4英寸的長度范圍內。軋輥開槽部分大致如圖4中所描述。槽的深度d約為0.009英寸，每個槽的節(jié)距P約為0.03125英寸，角A′約為60°。每個槽的頂面部分平整為約0.008英寸的一段距離，每個槽底平整為約0.003英寸的一段距離。各軋輥都以大約每分鐘35轉旋轉。動力源是一個具有齒輪驅動系統(tǒng)的1.5馬力的馬達。頂重螺旋提供了軋輥間每英寸長度上約1，000磅的壓力。前述的經(jīng)加工的煙草材料混合物穿過上述的軋輥裝置。特別要指出的是，該煙草材料是穿過軋輥裝置上的軋輥300和軋輥310之間輥間的。經(jīng)這樣加工的最終材料一般類似波形片狀的再生煙草。
經(jīng)擠壓的材料穿過例1詳細敘述的并如圖11所示的軋輥裝置。最終的材料是一種類似煙葉葉片部分的連續(xù)片材。
例6煙草材料象例5所述那樣進行加工。然而，用例4中所述的擠壓加工裝置和軋輥構造提供片狀的制品要比用圖11中所示的軋輥裝置來得好。上述的擠壓加工裝置和軋輥的構造可象例4所述的那樣來使用。
例7如例4中所述的煙草材料是以例4中所述的方式進行加工，成為要求的軟化，潮濕，成團狀的材料。該材料以例5中所述的方式兩次經(jīng)過例5中所述的并在圖10中圖示的軋輥裝置。接著該材料以例1中所述的方式兩次經(jīng)過例1中所述的并在圖11中圖示的軋輥裝置。
權利要求
1.一種提供片狀加工材料的加工方法，其特征在于該加工方法包含a)提供煙草材料，至少其中的基本成份以大體整葉的形式提供；b)提供基本干的，實質上非粘合狀的，能夠活化的粘結劑；c)對如前述的煙草材料進行一縮小尺寸的操作，以便提供分割開煙草材料；d)將分割開的煙草材料和粘結劑接觸；e)將分割開的煙草材料和粘合劑進行高速剪切攪拌(i)存在足夠的水份，以供粘結劑的活化，但按水份、粘結劑和煙草材料的總重計算，存在的水份小于百分之三十，(ii)持續(xù)一段能足夠至少激發(fā)粘結劑活性的時間；f)經(jīng)受過如此高速剪切攪拌的煙草材料至少一次地經(jīng)過一軋輥系統(tǒng)中兩軋輥間輥隙進行擠壓處理；g)由如上所述經(jīng)過軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成片狀經(jīng)加工的煙草材料。
2.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述軋輥系統(tǒng)是一加壓的軋輥系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求
2所述的加工方法，其特征在于所述的加壓軋輥系統(tǒng)含有兩個軋輥，這兩個軋輥存在足夠提供煙草材料壓力的一壓軋區(qū)壓力，其中(ⅰ)至少其中一個軋輥面上有一列槽，這些槽沿軋輥的縱向延伸分布同時每個槽環(huán)繞軋輥的圓周延伸，(ⅱ)每個槽有靠近軋輥外表面的最大寬度和靠近槽底的最小寬度。
4.根據(jù)權利要求
3所述的加工方法，其特征在于所述的槽大致上成“v”形。
5.根據(jù)權利要求
3所述的加工方法，其特征在于每個槽相對于軋輥縱軸基本橫向地環(huán)繞著軋輥。
6.根據(jù)權利要求
2所述的加工方法，其特征在于所述壓軋區(qū)壓力約為每英寸長度1，000磅到每英寸長度約10，000磅的范圍。
7.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于基本上所有的煙草材料是大體整葉的形狀。
8.根據(jù)權利要求
7所述的加工方法，其特征在于使用的是一種煙草類的混合物。
9.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的縮小尺寸操作是一種切割操作。
10.根據(jù)權利要求
9所述的加工方法，其特征在于所述的切割操作由一高速剪切的切細裝置提供。
11.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌，根據(jù)水份、粘結劑和煙草材料的總重計算，存在大約百分之十二至百分之二十五之間的一水份含量。
12.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌，根據(jù)水份、粘結劑和煙草材料的總重計算，存在大約百分之十五至百分之十八之間的一水份含量。
13.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于根據(jù)粘結劑，水份及煙草材料凈重的總重計算，所述的粘結劑的量要小于約百分之十五的重量。
14.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于根據(jù)粘結劑、水份及煙草材料干重量的總重計算，所述的粘結劑的量要小于大約百分之十的重量。
15.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于根據(jù)粘結劑、水份及煙草材料凈重的總重計算，所述的粘結劑的量要小于大約百分之二的重量。
16.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的粘結劑能被潮濕活化。
17.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于通過荷巴特(Hobart)HMC-450混合機對約1公斤到10公斤的煙草材料，粘結劑和水份持續(xù)大約5分鐘的一段時間進行所述的高速剪切攪拌，攪拌速度大于約每分鐘1000轉。
18.根據(jù)權利要求
7所述的加工方法，其特征在于所述縮小尺寸的操作提供的莖梗成份大多數(shù)呈現(xiàn)約0.25英寸至1英寸的長度范圍。
19.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于在形成片狀經(jīng)加工的煙草材料之前，香料混合進入經(jīng)這樣高速剪切攪拌的分割開的材料中。
20.根據(jù)權利要求
1所述的加工方法，其特征在于形成所述片狀經(jīng)加工的煙草材料是應用軋輥系統(tǒng)來完成的。
21.一種提供成片狀的經(jīng)加工的煙草的加工方法，其特征在于該加工步驟包含a)提供的煙草材料至少其基本成份是以大致整葉的形式提供的;b)提供基本干的，實質上非粘狀的，能夠活化的粘結劑;c)將煙草材料和粘結劑接觸;d)煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌(ⅰ)包含能夠提供足夠分割開煙草材料的一切割操作，(ⅱ)存在提供粘結劑活性的足夠的水份，但根據(jù)水份，粘結劑及煙草材料的總重計算，存在的水份含量小于百分之三十。(ⅲ)持續(xù)一段能足夠至少激發(fā)粘結劑活性的時間;e)經(jīng)受過如此高速剪切攪拌的煙草材料至少一次地經(jīng)過一軋輥系統(tǒng)中兩軋輥間輥隙進行擠壓處理;f)由如上所述經(jīng)過軋輥系統(tǒng)的煙草材料形成片狀經(jīng)加工的煙草材料。
22.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于所述的軋輥系統(tǒng)是一個加壓的軋輥系統(tǒng)。
23.根據(jù)權利要求
22所述的加工方法，其特征在于所述的加壓軋輥系統(tǒng)含有兩個軋輥，這兩個軋輥存在足夠提供煙草材料壓力的一壓軋區(qū)壓力，其中(ⅰ)至少其中一個軋輥面上有一列槽，這些槽沿軋輥的縱向延伸分布同時每個槽環(huán)繞軋輥的圓周延伸，(ⅱ)每個槽有靠近軋輥外表面的最大寬度和靠近槽底的最小寬度。
24.根據(jù)權利要求
23所述的加工方法，其特征在于每個所述的槽大致上成“v”形。
25.根據(jù)權利要求
23所述的加工方法，其特征在于每個槽相對于軋輥的縱軸基本橫向地環(huán)繞著軋輥。
26.根據(jù)權利要求
22所述的加工方法，其特征在于所述壓軋區(qū)壓力約為每英寸長度1，000磅到每英寸長度10，000磅的范圍。
27.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于基本上所有的煙草材料是以大體整葉的形狀。
28.根據(jù)權利要求
27所述的加工方法，其特征在于使用的是一種煙草類的混合物。
29.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于所述的縮小尺寸操作是一種切割操作。
30.根據(jù)權利要求
29所述的加工方法，其特征在于所述的切割操作由一高速剪切的切細裝置提供。
31.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于所述的煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌，根據(jù)水份、粘結劑和煙草材料的總重計算，存在大約百分之十二至百分之二十五之間的一水份含量。
32.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于所述的煙草材料和粘結劑經(jīng)受高速剪切攪拌，根據(jù)水份、粘結劑和煙草材料的總重計算，存在大約百分之十五至百分之十八之間的一水份含量。
33.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于根據(jù)粘結劑、水份及煙草材料凈重的總重計算，粘結劑的量約小于百分之十五的重量。
34.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于根據(jù)粘結劑、水份及煙草材料凈重的總重計算，粘結劑的量約小于百分之十的重量。
35.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于根據(jù)粘結劑、水份及煙草材料凈重的總重計算，粘結劑的量約小于百分之二的重量。
36.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于所述的粘結劑能被潮濕活化。
37.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于通過荷巴特(Hobart)HMC-450混合機對約1公斤到10公斤的煙草材料、粘結劑和水份持續(xù)大約5分鐘的一段時間進行所述的高速剪切攪拌，攪拌速度大于約每分鐘1000轉。
38.根據(jù)權利要求
27所述的加工方法，其特征在于所述縮小尺寸的操作提供的莖梗成份，其中大多數(shù)呈現(xiàn)約0.25英寸至1英寸的長度范圍。
39.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于在形成片狀經(jīng)加工的煙草材料之前，香料混合進入經(jīng)這樣高速剪切攪拌的分割開的材料中。
40.根據(jù)權利要求
21所述的加工方法，其特征在于形成所述片狀經(jīng)加工的煙草材料是應用軋輥系統(tǒng)來完成的。
專利摘要
整葉的煙草可加工成一種成片狀的制品，并可制成切割填充料用來生產(chǎn)香煙。含莖的整葉煙草被切細并以干狀的粘結劑接觸?；靖傻幕旌衔锉患羟袛嚢?，根據(jù)水分、粘結劑和煙草的總重計算，存在小于約百分之三十的水分。經(jīng)剪切的混合物經(jīng)過一軋輥系統(tǒng)，對混合物提供擠壓處理。經(jīng)加工的混合物進一步形成片狀。所提供的煙草材料采用了低量粘結劑、能量利用效率高的加工步驟并且無一浪費。
文檔編號A24B3/14GK87105477SQ87105477
公開日1988年2月24日 申請日期1987年8月7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