Brevet FR2481891A1 — publié le 19811113

L'invention a pour objet un dispositif de fabrication de filaments de tabac par extrusion d'un mélange humide à base de particules de tabac. On connatt divers procédés de reconstitution de tabac à partir de par- ticules pouvant provenir soit des parties nobles des feuilles du plant de tabac, soit de déchets récupérés. Ces particules sont préâablement traités selon des techniques connues, puis sont finement broyés, mélangés avec des agents de cohésion connus, par exemple dextrine, amidon, pectine etc.. et enfin humidités à une teneur globale en eau pouvant 9treoemprise entre 15 et 25 %. Dans certains procédés, on a proposé de réaliser le mélange dans une extrudeuse à vis qui permet de former une feuille ou un ruban au moyen d'une filière plate. Cette feuille est ensuite découpée en lanières qui _peuvent être ondulées par la suite pour obtenir ce que l'on appelle du che- velu de tabac. On a également envisagé d'extruder directement un ensemble de filaments obtenu à partir d'une filière munie d'une pluralité d'orifices ou de fen- tes de faible section. La filière doit 9tre capable de résister à la pression d'extrusion et 11 est difficile de réaliser les orifices de faible section dans une ma- tière suffisamnent résistante. En outre, ces orifices peuvent se boucher facilement ce qui entraIne le remplacement de la filière et par conséquent l'arrft de la production. L'invention a pour objet une nouvelle disposition simple et économiqoe pour la réalisation plus facile de filaments de tabac par extrusion, Conformément à l'invention, la filière d'extrusion est constituée d'un conduit cylindrique de section suffisante pour la formation sous pres- sion d'un boudin de tabac et est suivie d'un grillage interposé sur le pas- sage dudit boudin et placé dans un plan transversal à l'axe du conduit à la sortie de celui-ci, ledit grillage étant constitué de fils tendus entre- croisés à section arrondie susceptibles de diviser le boudin en une plura- lité de filaments constituant du chevelu de tabac. Dans un premier mode de réalisation, de l'invention l'extrudeuse a un axe sensiblement horizontal et les filaments se cassent par gravité dès 2481 891 qu'une certaine longueur a été formée au-delà du grillage, ladite longueur étant fonction de la composition du mélange extrudé. Dans une second mode de réalisation de l'invention l'axe de filage est sensiblement vertical, la filière étant associée à un dispositif de coupe de filaments, dans ce cas, l'un au moins des deux éléments de lten- semble de filage constitué par le conduit et le grillage est animé d'un mouvement d'oscillation transversale provoquant la formation de filaments ondulés. L'invention va maintenant être décrite en se référant à un mode de réalisation particulier, donné à titre d'exemple et représenté sur les des- sins annexés. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une filière d'extru- sion selon l'invention. La figure 2 est une vue de face de la filière. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale à échelle agrandie du grillage formant filière. La figure 4 est une vue de face d'une variante de montage du grillage. La figure 5 est une vue schématique d'un autre mode de réalisation. Sur la figure 1, on a représenté l'extrémité d'une extrudeuse compor- tant un fourreau 1 à l'intérieur duquel est placé au moins une vis d'extru- sion 2. Selon une caractéristique de l'invention, la filière d'extrusion est constituée par un simple conduit cylindrique de diamètre relativement important, par exemple de l'ordre de 10 mm. Ainsi, les matières premières introduites en amont de llextrudeuse, notamment les particules de tabac et les liants et la quantité d'eau néces- saire par exemple 15 à 25 %. du poids de matière sèche, sont malaxées à l'in- térieur du fourreau de façon à former un mélange 4 qui est extrudé sous pression pour former unjonc ou boudin 5 à l'intérieur du conduit cylindri- que 3. D'autre part, à la sortie du conduit 3 est placé un grillage 6 trans- versal à l'axe du conduit et qui sectionne le boudin 5 en une pluralité de filaments 7. Le grillage 6 est constitué comme on l'a représenté sur les figures, de fils tendus entrecroisés à section arrondie constituant des séparateurs 60 susceptibles de sectionner le boudin 5 en une pluralité de filaments dont la section unitaire correspond à la maille intérieure résultant de l'inter- section des fils.60. Selon la caractéristique essentielle de l'invention, les filaments sont donc formés en deux temps: 2481 891 On forme tout d'abord un jonc 5 dans le conduit 3 de diamètre relati- vement important et ensuite ce jonc est sectionné en un grand nombre de fi- laments par passage à travers les mailles du grillage 6. Cette méthode permet de garantir l'homogénéité du mélange extrudé et par conséquent les qualités des filaments produits. En effet, si l'on effectuait directement le filage des filaments à travers une filière comportant un grand nombre d'orifices de petit diamè- tre, la perte de charge qui en résulterait conduirait à une pression d'ex- trusion très élevée qui risquerait de produire une expulsion de la phase liquide continué dans le mélange, celle-ci ayant tendaxoe à remonter vers l'amont et la pression dans la filière doit donc être limitée pour éviter cet assèchement qui risquerait de nuire à la qualité des fibres. Cependant, il faut également conserver une pression d'extrusion suffi- sante pour assurer un bon malaxage des produits et en outre le taux d'humi- dité ne doit pas Etre trop élevé si l'on veut que les filaments se forment correctement. L'extrusion des filaments en deux étapes selon l'invention, permet de conjuguer ces différents impératifs. En effet, la pression dans la filière dépendant essentiellement du dia- mètre de celle-ci, l'utilisation d'un conduit de grand diamètre par exemple compris entre 10 et 20 mn permet d'extruder un débit important sans élever exagérément la pression. Celle-ci est diminuée en aval par la perte de charge le long du con- duit dont la longueur peut êtrecomprise entre 0,5 et 3 fois de diamètre. Ainsi la pression globale du jonc sur le grillage est réduite et ne risque pas de le déformer. Par ailleurs, les fils du grillage provoquant la division du jonc en filaments auront de préférence une section arrondie qui permet de limiter la perte de charge et la pression dans les filières constituées par les mailles du grillage. Il faut également noter que l'utilisation d'un grillage à fils arron- dis permet de réaliser de façon très économique une pluralité de filières à section rectangulaire et ayant des bords arrondis, ce qui est nécessaire pour réaliser les filaments ayant la section voulue. En effet, comme on l'a représenté sur la figure 2, si l'on utilise un grillage à mailles carrées ou rectangulaires, la plupart des filaments 71 auront également une section carrée ou rectangulaire. Cependant, sur la périphérie, les mailles du grillage auront une sec- 2481 891 tronquée et donneront une certaine proportion de filaments plus fins. Cette proportion fadlite avantageusement la mise en forme descigarettes. Pour que la pression de fillage de la matière reste dans les limites souhaitées on peut faire varier soit le diamètre du jonc soit le diamètre des fils de chatne et de trame en fonction de l'épaisseur et de largeur des filaments que l'on désire obtenir, pour un débit donné. On a constaté que des grillages disponibles en dimensions standardi- sées permettaient d'obtenir des filaments ayant les dimensions habituelle- ment utilisées dans la fabrication du tabac. Ainsi, pour un fil de diamètre compris entre 0,30 et 0,50 mm, les di- mensions des orifices peuvent varier, pour le grand côté entre 0,7 et 2 mu et pour le petit coté entre 0,30 et 0,50 mm. A titre d'exemple, pour un débit de 60 kg/h de mélange extrudable ayant une teneur en eau comprise entre 10 et 35 % le conduit 3 ayant un dia- mètre de 10 mm, une toile métallique constituée-de fils de 0,42 mm permet- tra d'obtenir de filaments de section de 0,35 x 0,75 mu. D'autre-part, l'utilisation comme filière-d'un grillage métallique ce qui permet de renouveler facilement la partie se trouvant devant l'orifice de sortie. En effet, comme on l'a représenté sur la figure 4, le grillage peut être constitué par une bande de toile métallique 60 se dérou- lant à partir d'une bobine de réserve 63 et appliquée contre l'extrémité 10 du fourreau 1 par une simple pièce de fixation Il qu'il suffit de désser- rer pour pouvoir faire passer une nouvelle partie de la toile devant l'ori- fice. Cette opération peut ainsi se faire sans démortage important de la t9- te de l'extrudeuse et par conséquent sans arrêt de la production, car le déplacement du grillage peut!âtre effectué pendant le filage.- Comme on l'a représenté sur la figure 1, les filaments de tabac sor- tent librement du grillage suivant une direction sensiblement horizontale. En faisant varier les proportions d'agents de cohésion introduits dans le mélange et la pression d'extrusion, on peut obtenir des filaments ayant suf- fisamment de tenue pour constituer des brins de tabac qui décrivent une courbe peut prononcée vers le bas et se cassent sous leur poids propre au bout d'une certane longueur. Il est également possible, comme on l'a représenté sur la figure 5, d'utiliser une extrudeuse à axe vertical. Dans ce cas, le grillage 7 doit être associé à un couteau rotatif 8 assurant le sectionnement périodique des filaments formés. Cette disposition est avantageuse pour la fabricatbm de filaments ondulés. En effet,il suffit d'animer l'ensemble d'extrusion 2481 891 d'une suite de vibrations de fréquence et d'amplitude réglable dans un plan sensiblement horizontal pour que les filaments prennent à la sortie la for- me d'ondulations. Bien entendu, d'autres variantes pourraient être imaginées, l'inven- tion ne se limitant évidemment pas aux détails du mode de réalisation qui n'a été décrit qu'à titre d'exemple. 2 481 8 91 REVENDICATIONS 1) Dispositif de fabrication de filaments de tabac par extrusion d'un mélange humide à base de particules de tabac, au moyen d'une extrudeuse à vis 1 munie d'au moins une filière a son extrémité aval, caractérisé par le fait que la filière est constituée d'un conduit cylindrique 3 de section suffisante pour la formation sous pression d'un boudin de tabac 5, suivi d'un grillage 6 interposé sur le passage dudit boudin 5 et placé dans un plan transversal à l'axe du conduit 3 à la sortie de celui-ci, ledit grilla- ge 6 étant constitué de fils tendus entrecroisés à section arrondie sus- ceptibles de diviser le boudin 5 en une pluralité de filaments 7 onstituant du chevelu de tabac. 2) Dispositif de fabrication de filaments de tabac selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que l'extrudeuse 1 a un axe sensiblement horizontal et que les filaments 7 se rompent d'eux-mêmes par gravité dès qu'une certaine longueur a été formée au-delà du grillage, ladite longueur étant fonction de la composition dunélange extrudé. 3) Dispositif de fabrication de filaments de tabac selon la revendica- tion 1, caractérisé par le fait que l'axe de filage est sensiblement verti- cal. 4) Dispositif de fabrication de filaments de tabac selon la revendica- tion 3, caractérisé par le fait que l'un au moins des deux (lS.entv de l'ensemble de filage constitué par le conduit 3 et le grillage 6 est animé d'un mouvement d'oscillation transversale provoquant la fabrication de fila- ments ondulés.