Brevet FR2537849A1 — publié le 19840622

La préseinte invention concerne le triage de tabac. Dans le traitement du tabac, il existe souvent, à différents stades, un mélange de fragments de tabac (relativement) légers et de fragments de tabac (relativement) lourds, qu'il faut séparer avant que les fragments légers et/ou lourds ne puissent subir le traitement suivant Des techniques de triage de différents types ont été utilisées à cet effet. Un tel triage peut être effectué, par exemple, sur des feuilles de tabac battues pour séparer les strips (morceaux de parenchyme) désirés des morceaux de côtes indésirables Un tel triage peut sieffectuer aussi sur le mélange final de tabac coupé destiné à la confection de cigarettes, dans le but d'enlever les morceaux de côtes (bûches et oeils de perdrix) indésirés Un autre exemple de triage est le traitement du tabac obtenu par la coupe de feuilles de tabac entières, comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 233 996 délivré le 18 novembre 1980 à Warren A Brackmann et consorts et cédé à la demanderesse, auquel on peut se reporter en cas de besoin, dans le but de séparer des brins de tabac relative- ment lourds, car associés à des morceaux de côtes, de brins plus légers qui ne comportent pas ou ne sont pas combinés avec des morceaux de côtes Un triage est également effectué après le battage des brins relativement lourds afin de séparer les brins de parenchyme des fragments de côtes. Le brevet' des Etats-Unis d'Amérique N O 4 386 617, délivré le 7 juin 1983 à Warren A Brackmann et consorts et cédé à la demanderesse, auquel on peut se reporter en cas de besoin, décrit un procédé pour former des côtes de tabac coupées, selon lequel des côtes sont réduites en fibres entre des plaques discordes contra-' rotatives Le produit ainsi obtenu contient habituellement des frag- ments lourds et des agglomérations de fibres qui sont indésirés dans l'utilisation finale des côtes coupées et qui doivent être enlevés. Il existe par conséquent un besoin d'un moyen de séparation ou de triage quelconque pour enlever des côtes coupées les fragments lourds et les agglomérations de fibres indésirés. Un problème posé par les procédés de triage le tabac existants qui sont généralement basés sur une séparation par gravité de particules plus lourdes de particules plus légères dans l'air -est que, dans beaucoup de cas, une séparation satisfaisante du matériau désiré du matériau non désiré n'est pas obtenue et que du matériau désiré risque d'être perdu ou de nécessiter un traite- ment supplémentaire dans un stade ultérieur du processus De plus, lorsque le matériau indésiré est la fraction lourde, ce qui est souvent le cas, la fraction lourde peut contenir du matériau rela- tivement lourd constitué par des agglomérations de fragments légers désirés, ce qui équivaut par conséquent à la perte de matériau désiré. Un exemple d'un tel matériau sont les agglomérations de fragments de côtes coupées mentionnées ci-dessus, qui sont enlevées, lors du triage, ensemble avec les fragments de côtes lourds, des particules individuelles de côtes coupées désirées Un autre exemple sont les morceaux de feuilles de tabac oriental, produits souvent à l'ouverture et au triage de tabac oriental. Il existe donc un besoin pour un procédé de triage de tabac capable de produire une séparation sensiblement complète entre des particules relativement légères et des particules relativement lourdes et qui permette en plus de traiter des particules relative- ment lourdes constituées par des assemblages de particules légères désirées, dans le but de,récupérer les particules légères. Selon un aspect, l'invention apporte un procédé de triage pour séparer une masse de tabac particulaire en une première fraction comprenant des particules de tabac (relativement) légères et une seconde fraction contenant des particules de tabac (relativement) lourdes, selon lequel on introduit la masse de tabac particulaire essentiellement sous la forme de particules individuelles séparées dans un courant-d'air ascendant dont la vitesse est suffisante pour entraîner les particules légères mais insuffisantes pour entraîner les particules lourdes Comme les particules de tabac sont présentées au courant d'air à l'état séparé, chaque particule est influencée par le courant d'air de la manière voulue, de sorte qu'on obtient une séparation sensiblement complète des particules légères et des particules lourdes, contrairement à la technique antérieure. Comme mentionné dans ce qui précède, la fraction lourde obtenue par ce triage peut contenir des agglomérations de fragments légers, en raison de la résistance opposée par certaines particules d'être séparées les unes des autres par le processus de séparation avant la présentation des particules au courant d'air ascendant, Selon un autre aspect de l'invention, ces agglomérations sont collectées et sont soumises à une action mécanique supplémen- taire destinée à modifier les caractéristiques aérodynamiques des agglomérations A la suite de cette action mécanique, ce qui reste des agglomérations est exposé à un courant d'air ascendant qui entraîne les particules individuelles séparées mais qui permet de recueillir de nouveau les agglomérations qui subsistent encore et de retraiter celles- ci jusqu'à ce que toutes les particules aient été séparées les unes des autres et évacuées vers le haut par le courant d'air. L'invention apporte également un appareil pour la mise en oeuvre du procédé qui vient d'être décrit Cet appareil comporte un caisson parcouru d'un courant d'air ascendant et dans lequel est projeté du tabac dosé préalablement ouvert L'appareil comprend en plus, à l'intérieur du caisson, un dispositif de sépa- ration continue en vue du traitement répété de tabac susceptible d'être ouvert, afin de le réduire en particules individuelles. Dans ce qui va suivre, l'invention sera décrite prin cipalement en référence à du tabac coupé dont la fraction légère est le produit désiré, de préférence à des côtes coupées, mais elle est applicable également à du parenchyme coupé en brins ou lanières et à toute autre forme de tabac coupé Il est cependant évident que l'invention est applicable de manière générale à toute forme de tabac traité contenant des fractions de poids volumiques diffé- rents et qui doivent être séparées pour la suite du processus, y compris tous les matériaux cités dans ce qui précède. Le procédé selon l'invention pou-r traiter du tabac à fumer coupé consiste à doser du tabac coupé d'un réservoir contenant une masse de tabac à fumer coupé, à ouvrir le flux dosé de tabac, de manière à séparer pratiquement les particules les unes des autres, à projeter les particules pratiquement séparées dans un courant gazeux ascendant ayant une vitesse suffisante pour entraîner les particules légères désirées avec lui, mais insuffisante pour entraîner les particules lourdes indésirées, et à transporter les particules de la fraction légère à l'état pratiquement séparé dans le courant gazeux, en permettant aux particules de la fraction lourde de tomber dans le courant gazeux. En formant d'abord un flux dosé de tabac coupé et en soumettant ensuite les particules de ce flux dosé à une opération d'effilochage ou de cardage, on obtient une séparation sensiblement complète des particules les unes des autres, de sorte que les parti- cules pénètrent à l'état séparé dans le courant gazeux ascendant de transport, habituellement un courait d'air, ce qui permet un triage facile en une fraction légère et une fraction lourde. Comme déjà indiqué, une partie du tabac coupé résiste à cette opération d'ouverture et les agglomérations, mottes ou assemblages de matériau léger désiré ainsi obtenus tombent avec la fraction lourde du courant d'air. Comme ces agglomérations contiennent du tabac coupé utile, il serait souhaitable de récupérer ce tabac utile et de l'évacuer avec la fraction légère par le courant d'air Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la fraction relativement lourde obtenue par l'opération de triage décrite ci-dessus est sou- mise à un nouveau traitement d'ouverture et de triage, afin d'ouvrir et de séparer les agglomérations-en particules individuelles, et ce qui reste des agglomérations après ce traitement est introduit dans un autre courant gazeux ascendant, qui est également formé habi- tuellement par un courant d'air, qui rejoint le courant gazeux de transport de l'opération de triage principale Certaines des agglo- mérations offrent une telle résistance à leur réduction en particules individuelles, ce qui arrive souvent avec les agglomérations de fragments de côtes coupées, que plusieurs expositions à l'opération de réouverture sont nécessaires avant-qu'une ouverture complète et une séparation de toutes les particules les unes des autres soient obtenues. Le processus de réouverture ou d'ouverture répétée mentionné en dernier peut être effectué sur une masse de tabac contenant des agglomérations de particules de tabac avec ou sans fragments de tabac indésirés lourds, Se formant de toute manière, non seulement par suite de l'opération de triage particulière sur la masse de tabac de départ Le processus de réouverture peut être effectué sur n'importe quelle forme agglomérée de particules de tabac, y compris, par exemple, des assemblages ou des mottes de côtes coupées et des morceaux de feuilles de tabac oriental. Le procédé de traitement de masses de tabac contenant des fragments de côtes lourds et des agglomérations de côtes coupées consiste à soumettre la masse à une opération d'ouverture afin de séparer certaines des particules individuelles de côtes coupées des agglomérations, sans agir pratiquement sur les fragments de côtes lourds; à entraîner les particules individuelles séparées de côtes coupées dans un courant gazeux ascendant, sans entraîner les fragments de côtes lourds, à recycler les portions non ouvertes des agglopérations en les faisant passer une nouvelle fois par l'opération de séparation; et à répéter les opérations d'entraînement, de recyclage et de séparation jusqu'à ce que les agglomérations soient complètement réduites en;particules individuelles. Comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 386 617 au nom de la demanderesse, les côtes coupées sont déchar- gées du courant d'air dans lequel elles ont été introduites à la sortie de la hacheuse et elles peuvent être partiellement séchées, à partir de leur niveau d'humidité à la décharge de la hacheuse, jusqu'à un niveau d'humidité d'environ 19 à environ 35 % en poids, en utilisant n'importe quel équipement conventionnel de séchage de tabac, tel qu'un sécheur à cylindre rotatif par exemple Il convient d'effectuer l'opération de triage selon l'invention sur des côtes coupées à cet état partiellement séché, la fraction lourde, de préfé- rence après avoir été soumise à une nouvelle opération de séparation, étant renvoyée si désiré à la haclheuse pour un nouveau traitement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d 8 un exemple de mise en oeuvre non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, qui est une coupe verticale scliématique d'un appareil de triage selon un mode de réalisation pré féré de l'invention. 253 ? 849 Le dessin représente un appareil de triage 10 pour le triage de côtes coupées Les principes de cet appareil sontappli- cables au triage d'une grande variété de formes de tabac, comme déjà indiqué Des côtes coupées devant être triées sont chargées dans un tube à réservoir 11 o elles forment une masse 14 qui contient à la fois des particules (relativement) légères désirées et des par- ticules (relativement) lourdes indésirées Deux rouleaux doseurs tournants 16 sont montés à l'extrémité inférieure du tube réservoir 12 et sont en contact avec la masse 14 Chaque rouleau porte un grand nombre de tiges 18 qui font radialement saillie vers l'extérieur de sa surface Les tiges 18 des rouleaux 16 sont agencées de manière qu'elles sont mutuellement alignées dans l'in-ervalle 19 entre les rouleaux 16. -Les rouleaux 16 tournent dans des sens contraires, de sorte que les tiges 18 coopèrent dans l'intervalle 19 entre les rou- leaux pour extraire de façon dosée la quantité désirée de côtes coupées de la masse 14 Le débit dosé de côtes coupées ainsi dirigées vers le bas entre les rouleaux 16 peut être varié par le changement de la vitesse de rotation des rouleaux. Un troisième rouleau 20 est situé sous les rouleaux 16, sensiblement à égale distance d'eux, et porte des tiges 22 dirigées radialement vers l'extérieur Une paroi courbe 24 qui possède géné- ralement à peu près le même centre de courbure que le rouleau 20 sert de surface de guidage pour le flux de particules de côtes coupées qui suit une trajectoire courbe autour du rouleau 20 et est en même temps soumis a l'action de tiges 25 qui font saillie de la sur- face courbe 24 en direction du rouleau 20 Les tiges 22 sur le rouleau et les tiges 25 coopèrent pour séparer les particules de côtes coupées les unes des autres pendant que le flux dosé est avancé sur la surface courbe 24 A la fin de cette surface, les particules sont projetées sous forme d'un jet à peu près horizontal 26 de particules de côtes séparées dans un caisson fermé 28 Le brevet britannique 1 556 370 au nom de la demanderesse décrit un jeu de rouleaux utili- sables pour les rouleaux 16 et 20. Sous l'influence d'un vide appliqué à l'intérieur du caisson 28, un courant d'air 30 pt Inètre par un tuyau d'admission 32 dans le caisson et monte ensuite pour agir sur le jet horizontal 26 de particules de côtes La vitesse d'écoulement du courant d'air ascendant 30 est réglée de manière que les particules légères dési- rées 34, formant la fraction légère de la masse de côtes coupées 14, soient entraînées et emportées vers le haut dans le courant d'air 30 vers un conduit d'évacuation 36 à travers duquel le vide est appli- qué à l'intérieur du caisson tout en restant essentiellement séparées les unes des autres, tandis que les particules lourdes 38, formant la fraction lourde de la masse 14, ne sont pas entraînées et tombent suivant une trajectoire courbe 39 sur une surface collec- trice 40. On obtient de cette manière un courant d'air dans lequel sont suspendues des particules de côtes coupées qui sont séparées les unes des autres et qui sont débarrassées de fragments indésirés de morceaux de côtes lourds incorrectement fractionnés, ainsi que d'agglomérations indésirées de particules de côtes coupées Les particules de tabac 34 obtenues par ce triage et évacuées dans le, courant d'air 30 et par le conduit 36 de l'appareil de triage 10, en étant essentiellement séparées les unes des autres, peuvent être recueillies et utilisées selon les désirs, par exemple pour être mélangées avec du parenchyme coupé selon le procédé décrit dans le brevet britannique 2 115 681 au nom de la demanderesse, en vue de ltobtention d'un mélange pour la confection de cigarettes. Un rouleau ou cylindre de cardage 44 à grande vitesse, portant des tiges radiales 45, en coopération avec une surface courbe 46 d'o dépassent des tiges 47, sert à traiter la fraction lourde collectée sur la surface 40 afin d'ouvrir les agglomérations et d'en séparer les morceaux de côtes désirables. Le traitement de la fraction lourde 42 par les tiges 45 du cylindre 44 en coopération avec les tiges 47 portées par la sur- face courbe 46 produit un jet de particules de côtes 48 à partir de l'extrémité de la surface courbe 46 Sur ce jet 48 agit un courant d'air ascendant 50 qui pénètre dans le caisson 28, à travers une ouver- ture d'admission 52 en bas, sous l'influence du vide à l'intérieur du caisson Le traitement mécanique de la fraction lourde par le cylindre 44 produit un certain degré de séparation de particules individuelles de côtes coupées, mais la réduction complète des agglomérations en particules individuelles n'est pas obtenuesen beaucoup de cas La vitesse d'écoulement du courant d'air 50 est réglée de manière que les particules individuelles 54 obtenues par l'opération de réouverture soient entraînées et emportées vers le haut par ce courant, tandis que les fragments lourds indésirés ne sont pratiquement pas influencés par le courant d'air 50 et que celui-ci fait monter les agglomérations partiellement traitées vers le jet de-fraction lourde 39 Le courant d'air 50 chargé des particules légères de côtes coupées 54 rejoint le courant d'air principal emportant les particules légères 34 pour sortir du cais- son 28 par le conduit 36. Les fragments de côtes lourds 56 provenant du dispo- sitif de retraitement mécanique arrivent par une trajectoire-courbe sur une surface collectrice inclinée 58 sur le côté opposé du caisson 28, par rapport au cylindre de cardage 44, d'o ils peuvent glisser vers un dispositif collecteur (non représenté) Les fragments lourds ainsi recueillis peuvent être soumis à un traitement supplémen- taire de-la manière désirée. Les agglomérations partiellement ouvertes 60 provenant du dispositif de retraitement mécanique rejoignent par le dessous le jet de fraction lourde 39 en provenance du cylindre 20 et sont ainsi ramenées à la surface collectrice 40, à partir de laquelle elles sont soumises à un nouveau traitement Le processus d'ouverture partielle et de recyclage des agglomérations s'effectue de façon répétée jusqu'à ce que toutes les particules aient été séparées des agglomérations initiales et les unes des autres, La masse de côtes coupées 14 qui est triée comme il vient d'être décrit peut avoir toute teneur en humidité convenable. Il est cependant avantageux d'effectuer le triage sur des côtes coupées ayant un niveau d'humidité intermédiaire et devant subir un séchage supplémentaire pour obtenir le niveau d'humidité final qui convient pour l'inclusion dans les cigarettes car les côtes ont tendance à ne pas être dégradées par les opérations d'ouverture à ce niveau d'humidité intermédiaire De plus, le séchage final des côtes coupées jusqu'à l'humidité finale désirée s'effectue plus efficacement sur des particules qui ont été ouvertes et séparées, en particulier en cas d'application du processus de séchage sélectif décrit dans le brevet britannique 2 117 881 au nom de la demanderesse. Pour résumer, l'invention apporte donc un procédé dtouverture et de triage de tabac sous forme de particules, dans le but d'enlever les particules relativement lourdes et indésirées, qui est notamment avantageux en ce sens qu'il permet d'obtenir la fraction de tabac désirée sous une forme améliorée pour le traitement consécutif et la formation ultime du boudin de tabac continu d'o sont formées les cigarettes. L'invention núest pas limitée à la forme-de réalisation décrite et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour traiter une masse de fragments de tabac, caractérisé en ce que l'on ouvre la masse de fragments de tabac pour former une fraction légère de particules individuelles séparées et une fraction lourde, on entraîne les particules indi- viduelles de la fraction légère en un courant gazeux ayant une telle vitesse qu'iln'entraîne pas la fraction lourde et l'on collecte la fraction lourde - 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'opération d'ouverture produit une proportion considérable de fragments de tabac à l'état essentiellement séparésles uns des autres et l'on produit l'entraînement en exposant la masse de tabac ouvert au courant gazeux, s'écoulant vers le haut avec une vitesse suffisante pour entraîner les fragments de tabac légers mais insuf- fisante pour entraîner les fragments de tabac lourds. 3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la masse de fragments de tabac est contenue dans un réservoir, d'o l'on extrait les fragments de tabac de façon dosée avant d'effectuer l'ouverture, et l'on expose le tabac ouvert au courant gazeux (courant d'air) ascendant en projetant les fragments de tabac essentiellement séparés les uns des autres à peu près horizontale- ment dans le courant ascendant. 4 Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que la fraction lourde collectée contient des agglomérations de fragments de tabac légers et des fragments de tabac lourds indé- sirés et l'on soumet les agglomérations à un traitement supplémentaire afin de les ouvrir et de produire l'entraînement des fragments légers qu'elles contiennent dans le courant gazeux ascendant. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le traitement supplémentaire des agglomérations consiste à enlever certains fragments légers des agglomérations, à entraîner ces fragments dans le courant gazeux ascendant, à collecter les agglo- mérations restantes et à répéter les opérations d'ouverture, deen- traînement et de collecte jusqu'à ce que tous les fragments légers soient séparés des agglomérations. 1 l 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse de fragments de tabac contient des agglomérations de particules de tabac désirées, la fraction lourde contenant des agglomérations de particules de tabac désirées d'o certaines par- ticules désirées ont été enlevées par l'opération d'ouverture, et l'on continue l'ouverture et la collecte des agglomérations contenant une fraction lourde jusqu'à ce que toutes les particules de tabac désirées aient été séparées des agglomérations. 7 Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la masse de fragments de tabac est obtenue par le hachage de côtes de tabac et en ce que les agglomérations sont des agglo- mérations de fragments de côtes coupées - 8 Appareil pour le traitement d'une masse de fragments de tabac, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un caisson avec une entrée de gaz pour former un courant gazeux ascendant à l'intérieur du caisson, ainsi que des moyens pour introduire des fragments de tabac dans ce courant gazeux, caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif d'ouverture et de projection ( 20, 44) pour ouvrir les fragments de tabac et les séparer les uns des-autres et pour projeter ensuite les fragments séparés dans le courant gazeux ascen- dant. 9 Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient formant-réservoir ( 12) pour contenir la masse de fragments de tabac et un dispositif doseur ( 16) pour extraire de façon dosée des fragments de tabac de l'extrémité infé- rieure du récipient formant réservoir ( 12) et pour les acheminer vers le dispositif d'ouverture et de projection ( 20) - Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif doseur ( 16) est constitué d'une paire de rouleauxc ou de cylindres et que le dispositif d'ouverture et de projection ( 20) est constitué essentiellement d'un troisième rouleau ou cylindre ( 20) qui communique avec la paite de cylindres ( 16), d'une surface de guidage courbe -( 24) dont le centre de courbure correspond à celui du troisième cylindre ( 20), ainsi que de tiges fixes ( 25) qui font saillie de la surface de guidage ( 2 h 1) et qui 25378 9 coopèrent avec des tiges( 22) faisant radialement saillie du troi- sième cylindre ( 20) pour séparer les fragments de tabac les uns des autres. 11 Appareil selon la revendication 9 ou 10, caracté- risé en ce qu'une surface collectrice ( 40) est disposée à l'inté- rieur du caisson pour recevoir sur elle des fragments de-tabac pro- jetés qui ne sont pas entraînés par le courant gazeux ascendant et en ce qu'un second dispositif d'ouverture et de projection ( 44) est disposé en communication avec cette surface collectrice. 12 Appareil selon la revendication 8 ou 11, caracté- risé en ce que le dispositif d'ouverture et de projection ( 44) est constitué essentiellement d'un cylindre de cardage et d'une surface- de guidage courbe et fixe ( 46), dont le centre de courbure corres- pond à celui du cylindre de cardage ( 44), la surface fixe ( 46) portant une multitude de tiges ( 46) dirigéesvers le haut et coopé- rant avec des tiges ( 45) faisant radialement saillie du cylindre de cardage ( 44) pour séparer les fragments de tabac les uns des autres.