Brevet FR2414305A1 — publié le 19790810

b présente invention a trait d'une façon générale I 1a- formation d'une feuille de tabac pulvérisé, et elle Tise plus particulièrement un procédé et un dispositif de préparation en continu, & grande vitesse, de la bouillie correspondante. Jusqu'à l'heure actuelle, le mode de préparation classi que une bouillie tabac-adhésif façonnable consistait & coibi- ner deux phases essentiellement liquides, l'une d'elles étant une dispersion de tabac et l'autre une préparation de traie de bas ou liant ou d'adhésif contenant les éventuels additifs vou lu. Le tabac finement pulvérisé, ou tabac en pondre, ne s'humi- difie pas très aisément, et son humidification est encore plus lette lorsqu'on l'ajoute à l'état sec à un liant liquide. Pour obtenir une bouillie finale homogène, le volute de la chambre du mélangeur recevant les deux phases liquides est suffisamment grand pour donner un temps de séjour prolongé. le grande durée pendant laquelle le tabac broyé est en contact avec le véhicule liquide présente divers inconvénients. Cette grande durée de contact du tabac avec le nilieu aqueux lui permet de gonfler jusqu'à son état d'équilibre, ce qui accroît la limite élastique de la bouillie à couler, expose le tabac à la possibilité d'une attaque microbienne et est susceptible de donner lieu à une extraction complète et à une interaction des produits solubles du tabac qui nuit aux caractéristiques d'arôme et de combustion de la feuille de tabac.Pour rester honogènes, les dispersions de tabac doivent être soumises â une agitation continue, ce qui, joint au temps de séjour prolongé, qui dépasse ordlnairenent trois heures, est susceptible d'y donner naissance à aea réactions d'oxydation qui nuisent aux qualités d'partie d'une feuille de tabac préparée à partir de celles-ci. Du fait de la dépendance des caractéristiques de gonfle net à l'égard du temps et de ses conséquences sur la liste élastique de la bouillie, on a besoin d'incorporer davantage d'eau dens la bouillie pour pouvoir la couler ou la façonner, ce qui accroît la consonation d'énergie du séchage. De plus, la com- pielité de l'appareillage nécessaire à la pre-dispersion du tabec et au nélange de la dispersion de tabac et du liant nécessite de gros investissements économiques ainsi que beaucoup d'espace et de main d'oeuvre. En conséquence, l'un des buts de la présente invention est de proposer des moyens permettant de préparer rapidement en continu une bouillie tabac-adhésif façonnable. Un autre but de la présente invention est de préparer rme bouillie façonnable possédant une teneur en solides plus forte que celle que l'on peut obtenir lorsqu'on prépare une telle bouillie en combinant deux phases liquides ou plus, d'où s'ensuivent une plus faible consommation d'énergie et des débits de production plus élevés. Un autre but de la présente invention est de préparer une bouillie tabac-adhésif homogène propre a' être façonnée avant arrivée du tabac à son état d'équilibre. Un autre but encore de l'invention est de proposer un procédé de fabrication de tabacs reconstitués économiquement rentable qui est remarquable par le faible investissement économique et par le peu d'espace et de main d'oeuvre qu'exige sa mise en oeuvre. Ces buts, caractéristiques et avantages de l'invention, entre autres, ressortiront plus amplement de la description détaillée de quelques modes de réalisation de l'invention qui est donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels: Fig.1 est une représentation schématique d'un appareil pour la préparation d'une bouillie conformément à la présente invention; Fig.2 est une représentation schématique d'une variante de réalisation de l'appareil de la fig.1; Fiv.3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, du mélangeur de bouillie de la fig.1; Fig.4 est une vue en coupe agrandie du couvercle du mélangeur de bouillie de la fig.2; et Fig.5 est une vue en coupe prise suivant la ligne 5-5 de la fig.3. Comme visible en se reportant à présent aux dessins, et en particulier à la fig.1, une trémie 10 d'admission de tabac pulvérisé est pourvue d'un mécanisme d'alimentation il du type à vibration qui est raccordé à un conduit d'admission de tabac 22 ménagé dans le couvercle 21 d'un dispositif mélangeur à forte paissance 20 qui sera décrit plus amplement dans la suite. Un réservoir 12 pour le liant, formé par une bouillie d'adhésif à laquelle sont associés tous additifs désirés, est muni d'une pompe 13 qui est raccordée à un deuxième conduit dtadmission 23 prévu dans le couvercle 21 du dispositif mélangeur à forte puissance 20. Les moyens d'entrainement du mécanisme d'alimentation 11 et de la pompe 13 doivent btre à vitesse réglable afin de permet tre de proportionner convenablement le tabac et le liant alimentant le mélangeur 20. Les organes d'entraînement, non représentés, du mécanisme d'alimentation il et de la pompe 13 peuvent être pourvus de n'importe quels moyens classiques appropriés de messire et de régulation de débit. Le mélangeur à forte puissance 20 comporte une transmis sioa å vitesse réglable classique schématisée en 29 et un carter principal 24 comportant un conduit d'évacuation de fond 25 (Fig. 3), lequel est raccordé à une boite à bouillie 14 qui délivre ourépartit une couche calibrée de la bouillie tabac/liant finale sur un convoyeur à bande de coulée 19. Une variante de réalisation de l'appareil de la fig.1 est représentée schématiquement par la fig.2. Â la place de la trémie 10 et du moyen d'alimentation vibratoire 11, il est prévu une trémie modifiée 15 associée à un organe d'alimentation sous pression 16 qui est entraîné par une transmission à vitesse ré gâble et peut être pourvu de tous moyens classiques appropriés de mesure et de régulation de débit. Le dispositif mélangeur à forte puissance modifié 20A de la fig.2, par ailleurs sensibleft ment analogue au dispositif mélangeur 20 de la fig.1, comporte un couvercle modifié 21A (voir également Fiv .4) pourvu de conduits d'admission 22A et 23A correspondant aux conduits d'admission 22 et 23 du couvercle 21.L'extrémité de refoulement de l'organe d'alimentation 16 est raccordée au conduit d'admission 22K, et la pompe 13 est raccordée au conduit d'admission 23A. Comme représenté, et dans le but de faciliter l'avancement de la bouillie finale à couler, un organe d'alimentation sous pression 17 pourvu d'une transmission à vitesse réglable est intercalé entre le conduit d'évacuation 25 (Fig.3) du mélangeur à forte puissance modifié 20A et la bote à bouillie 14. Lorsqu'on prépare une bouillie à forte teneur en solides présentant des caractéristiques d'écoulement limitées qu'il peut sembler douteux de réussir à faire déposer convenablement par la botte à bouillie 14 sur la bande de coulée 19, on peut éliminer la-boite & bouillie 14 et munir l'organe d'alimentation 17 d'une buis d'estrusion (non représentée) pour extruder la bouillie sur laçbande 19. il doit être bien entendu que la trémie modifiée 15, pourvue de l'organe d'alimentation 16 est totalement indépendante de l'organe 17 pour l'évacuation. Chacun d'eux peut être utilisé en l'absence de l'autre pour modifier l'appareil de la fig.1. Un exemple type de mélangeur à forte puissance 20, constituant essentiellement un broyeur ou machine à pulvériser, est représenté par les fig.3 et 5. Un rotor 27 entraîné par moteur, qui est mobile en rotation sur un axe orienté transversalement par rapport à l'axe de l'écoulement allant des conduits d'admission 22 et 23, ou 22A et 23Â, au conduit d'évacuation 25, est pourvu de plusieurs séries de couteaux 28 et est entraîné en rotation dans un volume libre total que le carter 24 et le couvercle 21 respectivement 21A du mélangeur 20 respectivement 20A réduisent pratiquement au minimum.Un crible 26, qui s'étend transversalement au conduit d'évacuation de fond 25 et est situé au ras des extrémités des couteaux 28 lorsque le rotor est en rotation, forme la partie inférieure de la chambre proprement dite. Comme visible sur la fig.3, 11 espacement de chaque série de couteaux 28 est tel que les-couteaux exercent tous un effet d'essuyage sensiblement sur toute la largeur du crible 26 à chaque tour du rotor 27, ce qui, en association avec la force centrifuge créée par la grande vitesse de rotation du rotor, contribue à expulser la bouillie hors de la chambre de mélange définie par le carter 24 et par le couvercle 21 ou 21A. Du fait que le tabac est pré-broyé et que le liant est une bouillie, le broyeur ou machine à pulvériser agit comme un mélangeur à forte puissance. En l'absence de la nécessité de broyer les masses introduites de tabac pulvérisé et de liant, le rotor tournant à grande vitesse à l'intérieur de la chambre fournit un très grand apport d'énergie qui agit sur une masse totale relativement faible, en réalisant quasiimmédiatement une dispersion homogène des deux masses hétérogènes l'une dans l'autre pour former une masse homogène qui se trouve rapidement expulsée grâce à l'effet d'essuyage et à la force centrifuge du rotor à grande vitesse. Dans ces conditions, le temps de séjour de la bouillie dans le dispositif mélangeur est ramené à un minimum, et cette bouillie est rapidement acheminée sur la bande de coulée 19 à travers la boîte à bouillie 14. On sait que la viscosité apparente des dispersions aqueuses de tabac croit avec le temps à mesure que le tabac absorbe progressivoment le milieu aqueux jusqu'8 ce que la bouillie obtenue atteigne son état d'équilibre, état dans lequel le tabac a absorbé, en gonflant, le maximum du milieu aqueux. il est bien évident que le fait de pouvoir agir rapidement sur le tabac à l'état sec et sur Z bsuiUie i liant pour obtenir un mélange homogène pouvant être coulé avant que la bouillie de tabac arrive à sofl état d'équilibre permet à la bouillie de tabac d'avoir une plues forte teneur en solides tout en possédant une viscosité qui facilite le coulage. Le fait de préparer et de couler une bouillie de tabac de cette façon procure divers avantages. Le faible temps de séjour dans le mélangeur à forte puissance de quantités limitées de bouillie permet d'assurer une mise en service, un arrêt et un nettoyage rapides tout en réduisant l'extraction des produits naturels solubles du tabac, susceptibles de réagir entre eux et d'affecter l'arôme du produit résultant. De plus, l'attaque microbienne du tabac du fait de son séjour sous forme-de bouillie se trouve évitée. Dans un exemple type de système liquide-liquide, la bouillie composée de quantités prédéterminées de bouillie de liant ou d'adhésif et de dispersion de tabac possède normalement une teneur en solides allant de 8 à 11% et une viscosité allant de 9 à 13000 centipoises. Etant donné que les dispersions aqueuses de tabac ont ordinairement une viscosité apparente très élevée, il est nécessaire de préparer ces dispersions de façon que leur teneur en solides soit comprise entre 12 et 17% afin d'en préserver les caractéristiques d'écoulement. Par exemple, pour préparer une bouillie tabac/adhésif ou liant contenant 70% de tabac à partir d'une dispersion de tabac å 15,5% de solides et d'un liant à 6,45% de solides, on combine les phasès liquides sous les proportions de 1,03 partie de liant pour 1,00 partie de dispersion de tabac, et la bouillie tabac/ liant obtenue possède alors une concentration en solides de 10,9%. Le récipient de mélange est dimensionné en sorte que le temps de:sé30ur minimum soit supérieur à 10 minutes. Toutefois, afin de donner å la bouillie une homogénéité convenable, le temps de séjour n'est, en pratique, pas inférieur à 20 minutes. Dans la technique classique, le temps de séjour de la bouillie dispersion de tabac/liant dans le mélangeur n'a d'importance qu'en égard à l'obtention d'un mélange uniforme, car le tabac se trouve en pré-dispersion dans de l'eau pendant un certain temps avant de venir en contact avec le liant et a donc atteint en gonflant son état d'équilibre. Du fait que la bouillie contient beaucoup de liquide, son séchage est relativement lent. Selon la présente invention, le tabac ne vient en contact avec le milieu aqueux qu'après avoir pénétré dans le mélangeur à forte puissance, dont il sort après y avoir fait un séjour réduit au minimum pour être coulé quasiimmédiatement. Ainsi, la bouillie homogène tabac/liant se trouve mélangée, et de préférence coulée, avant d'arriver à son état d'équilibre. Ainsi, la teneur en solides de la bouillie peut être plus forte que dans un système liquide-liquide, et la quantité réduite de liquide à extraire par le séchoir conduit à un accroissement des débits de production. On a constaté, par exemple, que, pour la mise en oeuvre de l'appareil de la fig.1 ou de la fig.2, selon la présente invention, celui-ci comportant un dispositif mélangeur à forte puissance avec un rotor entrainé à des vitesses allant de 3500 à 5000 t/min dans une chambre de mélange ayant un volume utile d'environ 2,26 litres, correspondant à une masse d'environ 2,26 kg à tout instant donné, le temps de séjour de la bouillie dans la chambre de mélange est proportionnel au débit de production de feuille, comme le'démontrent les résultats suivants:: Temps de séjour moyen (min.) 0,154 0,13 0,10 Débit de prod. de feuille sèche (kg/min) 3,72 4,35 5,58 Débit-masse de la bouillie (kg/min) 14,92 17,42 22,41 Teneur en solides * 22 22 22 Débit-masse de solides (kg/min) 3,26 3,81 4,94 Etant donné que le facteur de limitation de ces débits de production est la puissance nominale du séchoir, il s1 ensuit qu' une teneur en solides plus élevée de la bouillie permet d'obtenir des débits de production de feuille accrus, qui donnent eux-mêmes lieu à une réduction supplémentaire du temps de séjour de la bouillie dans la chambre de mélange. Ceci est particulièrement le cas lorsqu'on a affaire à des solides de bouillie qui ne se prêtent pas aisément au coulage et lorsque l'extrusion sur la bande de séchage constitue le procédé de formation de feuille préférentiel. Par comparaison avec les résultats indiqués plus haut en ce qui concerne un système liquide-liquide, les résultats cidessus sont illustratifs des différences de nature entre le sys tème liquide-liquide classique et la présente invention. Bien que l'on.vienne de décrire en détail plusieurs modes de réalisation de l'invention, il doit être bien entendu que l'invention ne se limite pas aux dispositions décrites et illustries et que diverses modifications et variantes peuvent être apportées a ces dernières sans sortir pour autant du cadre de l'invention tel que défini par les revendications ci-annexées. REVENDICIIPIONS 1.- appareil pour la préparation d'une bouillie tabac/ adhésif à forte teneur en solides de tabac, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de chargement propre à fournir en continu un débit prédéterminé de tabac sec pulvérisé, un moyen de chargemment propre à fournir en continu un débit prédéterminé d'adhésif liquide à proportion du tabac fourni, et un moyen mélangeur à forte puissance comportant deux orifices d'admission, l'un pour la réception du tabac et l'autre pour la réception de l'adhésif, ledit moyen mélangeur à forte puissance comportant un orifice d'évacuation de bouillie et combinant le tabac et l'sdhé- sif en une bouillie homogène en évacuant la bouillie avant arrivée de celle-ci à son état d'équilibre. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de chargement d'adhésif aqueux comprend un réservoir pour l'adhésif aqueux et un moyen de pompage permettant de charger l'adhésif aqueux dudit réservoir dans ledit moyen mélangeur sous un débit prédéterminé. 5 appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de chargement de tabac sec pulvérisé comprend une trémie pour le tabac et un moyen permettant de charger le tabac de ladite trémie dans ledit moyen mélangeur sous un débit prédéterminé. 4.- Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen mélangeur à forte puissance comprend un couvercle de carter ménageant lesdits deux orifices d'admission, un carter ménageant ledit orifice d'évacuation de bouillie et définissant une chambre de mélange avec ledit couvercle, un crible disposé dans ladite chambre transversalement sudit orifice d'évacuation de bouillie, et un rotor disposé dans ladite chambre et monté sur un axe transversal par rapport à l'écoulement allant desdits orifices d'admission audit orifice d'évacuation, en ce que ledit rotor comporte plusieurs séries de couteaux disposés radialement, lesdites séries de-couteaux étant uniformément réparties en arc autour de l'axe de rotation dudit rotor, et en ce que les couteaux de chaque série sont sélectivement espacés de sorte que les extrémités de chacun desdits couteaux assurent un effet d'essuyage sur toute l'étendue de la surface dudit crible et viennent à proximité immédiate de celle-ci à chaque tour dudit rotor. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend une botte à bouillie disposée de façon ê recevoir de la bouillie dudit orifice d'évacuation et adaptée à appliquer une mince couche continue de bouillie sur une bande sans fin de coulée avant arrivée de la bouillie à son état d'équilibre. 6.- Appareil selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen d'alimentation forcée de ladite boîte à bouillie par ledit orifice d'évacuation de bouillie. 7.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen mélangeur est adapté à évacuer la bouillie après un aéjour non supérieur à une minute du tabac et de l'adhésif dans ledit moyen mélangeur. 8.- Procédé pour la préparation d'une bouillie tabac/ adhésif façonnable à forte teneur en solides de tabac, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à fournir en continu des débits proportionnés de tabac sec pulvérisé et d'a adhésif aqueux à un moyen mélangeur à forte puissance, à mélanger rapidement le tabac et l'adhésif pour obtenir une bouillie homogène A forte teneur en solides de tabac, et à évacuer la bouillie homogène du moyen mélangeur avant arrivée de celle-ci à son état d' équilibre. 9.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'opération de dépôt d'une couche mince continue de bouillie évacuée sur une bande sans fin avant arrivée de la bouillie à son état d'équilibre. 10.- Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le temps de mélange du tabac et de l'adhésif n'excède pas une minute. 11.- Produit obtenu par façonnage d'une bouillie préparée conformément au procédé selon la revendication 8 en une pellicule, filament ou corde, et par séchage jusqu'à obtention d'un taux d'humidité prédéterminé.