(57)【要約】  たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる工程と、前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記中骨刻を乾燥する工程とを含み、たばこ原料の膨嵩性を従来法に比べて増大させることが可能なたばこ原料の膨化方法。
2012132006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる工程と、
前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥する工程と
を含むたばこ原料の膨化方法。
【請求項２】
前記水蒸気流との接触前のたばこ原料は、１５〜５０重量％に調湿される請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項３】
湿潤、膨潤した前記たばこ原料は、前記水蒸気流との接触前のたばこ原料と同じ水分量またはそれより５重量％以内に増加した水分量を有する請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項４】
前記湿潤、膨潤工程は、前記たばこ原料を前記水蒸気流と共に旋回することによりなされる請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項５】
前記旋回による滞留時間は、０．５〜５秒間である請求項４記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項６】
前記乾燥工程後に、前記たばこ原料を再調湿する請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項７】
前記再調湿は、前記たばこ原料に水を噴霧することによりなされる請求項６記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項８】
前記再調湿は、前記乾燥工程により１０重量％以下の水分量に減少したたばこ原料に対して実行される請求項６記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項９】
前記たばこ原料が中骨刻である請求項１ないし８いずれか１項記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項１０】
流入口、排気口および排出口を有する第１サイクロンと、
前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、
前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、
前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と
前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、
流入口、排気口および排出口を有する第２サイクロンと、
前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、
前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、
前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、
前記加熱部材より下流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、
前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続され第２のたばこ原料供給部と、
前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材と
を備えるたばこ原料の膨化装置。
【請求項１１】
前記第１サイクロンに接続される前記第１供給側ダクトと前記第１排気側ダクトが繋がって第１循環ダクトを形成し、かつ前記第２サイクロンに接続される前記第２供給側ダクトと前記第２排気側ダクトが繋がって第２循環ダクトを形成し、前記第１サイクロンの排気口近傍に位置する前記第１循環ダクトと前記第２サイクロンの排気口近傍の前記第２循環ダクトとを連結ダクトで接続する請求項１０記載のたばこ原料の膨化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たばこ原料の膨化方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たばこ原料（例えば中骨）は、たばこ葉から分離されたもので、たばこ葉の２０〜３０重量％を占める。中骨の刻（中骨刻）は、たばこ原料の有効利用を目的として中骨を取り除いたたばこ葉の除骨刻と共にたばこ刻に利用されている。中骨刻は、一般に中骨を圧展、裁刻して得られる。この中骨刻は、膨嵩性および燃焼性を高め、かつ喫味の緩和化のために調湿、乾燥による膨化処理が施される。従来の中骨刻の膨化処理およびそれに関連する技術を以下に説明する。【０００３】
特許第４０３１１１５号には、たばこ原料にコンディショニング剤を適用するための方法および装置が開示されている。この装置は、回転する唐箕式ロール（以下、ウイノアと称す）を持つ羽根車のような突出部、例えば帯行ピン、にノズル孔を取り付けた構造を有する。この方法は、前記装置を用い、自由落下するたばこ原料に前記ノズルから蒸気を噴霧する、コンディショニング剤の噴射を乾燥前に行い、その後、乾燥処理区間に搬送する。【０００４】
米国特許第４７６６９１２号明細書には、たばこ原料を膨張させるための方法と装置が開示されている。この装置は、たばこ原料を搬送する振動コンベアを有し、搬送される原料に振動コンベアの下面の孔を通して蒸気を噴霧し、かつ振動させながらたばこ原料を送る蒸気噴霧装置と流動層乾燥機とを備え、たばこ原料の膨嵩性を向上させることが記載されている。米国特許第２８０２３３４号明細書には、前記米国特許に関連し、入口および出口を有する振動コンベアとして形成された閉鎖移送管路と、この移送管路の底部に蒸気または加熱気体を供給するための供給装置と、噴霧孔を備える装置が開示されている。【０００５】
特開昭６２−３７７８号公報には、２段階の気流乾燥処理を連続的に行うたばこの乾燥処理方法およびその装置が開示されている。すなわち、たばこ原料を高温気体媒体中に供給し、第１ダクトを通して第１分離装置に移行し、前記原料と気体媒体を分離する。高温気体媒体を第２ダクトに供給し、一方、分離されたたばこ原料を第１分離装置の下流に供給する。たばこ原料および高温気体媒体を第２ダクトを通して第２分離装置に移送し、分離する。このように２つの乾燥区間を通過せせることによって、１）たばこ原料を高温気体媒体に連続露出させる時間を短縮できる、２）過熱が過度に集中して生じるのを解消できる、３）たばこ原料が２段階で加速され、相対速度差による乾燥効率を向上できる。また、たばこ原料および高温気体媒体が接触する時間を短縮するための分離装置を用いることも記載されている。【０００６】
しかしながら、前述した従来技術は次のような問題がある。【０００７】
特許第４０３１１１５号は、自由落下速度、装置の有効高さおよびウイノアの回転数（２００ｒｐｍ）という記載から、当該装置でのたばこ原料および蒸気の通過時間が短い。従って、たばこ原料は蒸気との接触時間が短いために、十分な湿潤および膨潤がなされない。また、ウイノアは回転部分を有するために部品の劣化が速い。さらに、たばこ原料は回転部分に絡み合い易くなる。絡み合ったたばこ原料は、喫味および物性に多大な影響を及ぼす。【０００８】
米国特許第４７６６９１２号明細書は、蒸気噴霧装置が振動によって原料の搬送を行い、振動コンベア底面の孔から蒸気を噴霧する構造を有する。このため、振動による駆動部品の劣化が速いために耐久性に劣る。また、振動コンベア底面からの蒸気噴霧は例えば直径０．８ｍｍの細孔を利用する。このため、蒸気に含まれるスケール（炭酸カルシウム等の無機物）およびたばこ原料の細粉が前記細孔に詰まる。細孔詰まりは、蒸気量の変動を起こし、処理後のたばこ原料の品質を不安定にする。【０００９】
特開昭６２−３７７８号公報は、直列に繋いだ２台の分離装置を使用して２段階の気流乾燥処理を行うために、各段階でたばこ原料の乾燥が進行する。しかしながら、装置の特性上、たばこ原料と高温湿り空気または過熱水蒸気流との接触時間が極めて短くなる。その結果、たばこ原料を十分に湿潤または膨潤させることが困難になる。また、分離装置のメッシュスクリーンにたばこ原料が堆積して排気系統が閉塞する。このため、分離装置の連続運転に支障をきたす。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、たばこ原料の膨嵩性を従来法に比べて増大させることが可能なたばこ原料の膨化方法を提供する。
【００１１】
本発明は、たばこ原料の膨嵩性を従来法に比べて増大させることが可能で、連続処理および高い耐久性を実現した簡単な構造を有するたばこ原料の膨化装置を提供する。
【００１２】
本発明の第１側面によると、たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる工程と、前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥する工程とを含むたばこ原料の膨化方法が提供される。
【００１３】
本発明の第２側面によると、流入口、排気口および排出口を有する第１サイクロンと、前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と、前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、流入口、排気口および排出口を有する第２サイクロンと、前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、前記加熱部材より下流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続され第２のたばこ原料供給部と、前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材とを備えるたばこ原料の膨化装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施形態に係るたばこ原料の膨化装置を示す概略図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態に係るたばこ原料の膨化方法を説明する。【００１６】
（第１工程）
たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる。【００１７】
たばこ原料は、例えば中骨刻を用いることができる。中骨刻は、たばこ葉から棒状中骨を分離し、この棒状中骨原料を常法に従って圧展、裁刻することにより得られる。具体的には、棒状中骨原料を例えば１５〜５０重量％の水分量、好ましくは２０〜４０重量％の水分量、に調湿する。調湿棒状中骨原料を例えばロール間隔０．５〜１．２ｍｍのロール圧延機で圧展した後、幅０．１〜０．３ｍｍに裁刻して中骨刻を作製する。【００１８】
水蒸気は、１００〜１６０℃の温度を有することによって、たばこ原料を乾燥することなく、湿潤、膨潤させることができる。より好ましい水蒸気の温度は、１１０〜１５０℃である。【００１９】
たばこ原料を水蒸気流と接触させるには、例えばたばこ原料を前記水蒸気流と共に旋回することにより行うことができる。旋回は、例えばサイクロンを用いて行うことができる。旋回による滞留時間は、０．５〜５秒間であることが好ましい。【００２０】
たばこ原料を前記温度および滞留時間で水蒸気流と接触させることにより、たばこ原料への水蒸気の凝縮熱伝達が生じる。凝縮熱伝達によって、たばこ原料の水分および温度（品温）が上昇し、たばこ組織が柔軟になって湿潤・膨潤が引き起こされる。たばこ原料を前記温度および滞留時間で水蒸気流と接触させると、湿潤・膨潤後のたばこ原料は乾燥することなく、たばこ原料の水分量が水蒸気流と接触する前と同等、もしくは５重量％以内に増加する。【００２１】
（第２工程）
湿潤、膨潤させたたばこ原料を前記第１工程の水蒸気の温度より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥し、これによって膨化する。【００２２】
過熱水蒸気は、前記第１工程の水蒸気の温度より高い温度を有することによって、湿潤、膨潤させたたばこ原料を効率よく乾燥することが可能になる。過熱水蒸気は、前記第１工程の水蒸気の温度より高い温度で、１６０〜２８０℃の温度範囲を有することが好ましい。例えば、過熱水蒸気の温度を１６０℃とした場合には前記第１工程の水蒸気温度は１６０℃未満の温度とし、過熱水蒸気の温度がその水蒸気温度より高くなるように設定する。より好ましい過熱水蒸気の温度は、１８０〜２７０℃である。【００２３】
湿潤、膨潤させたたばこ原料を前記過熱水蒸気流と接触させるには、既存の種々の方法を採用することができる。特に、たばこ原料を前記過熱水蒸気流と共に旋回することが好ましい。旋回は、例えばサイクロンを用いて行うことができる。旋回による滞留時間は、２〜１５秒間であることが好ましい。【００２４】
前記乾燥工程により、たばこ原料の水分量を例えば３〜１５重量％まで減少させることができる。【００２５】
実施形態において、前記乾燥工程後にたばこ原料をさらに再調湿することを許容する。再調湿は、例えば前記たばこ原料に水を噴霧することによりなされる。再調湿は、前記乾燥工程により１０重量％以下の水分量に減少したたばこ原料に対して実行されることが望ましい。【００２６】
以上説明した実施形態に係るたばこ原料の膨化方法によれば、最初に、たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させることによって、調湿時のたばこ原料の水分量を維持、もしくは５重量％以内に増加した状態、すなわち非乾燥状態、でたばこ原料（例えば中骨刻）の組織を十分に湿潤、膨潤させることができる。その後、湿潤、膨潤させたたばこ原料を前記工程の水蒸気より高い温度で、好ましくは１６０〜２８０℃の温度範囲の過熱水蒸気流に接触させ、前記たばこ原料を乾燥する。これによって、従来のように調湿したたばこ原料を過熱水蒸気で直接乾燥したものに比べて高い膨嵩性を有する膨化たばこ原料（例えば膨化中骨刻）を得ることができる。乾燥後のたばこ原料の水分量を１２重量％よりさらに低くすることによって、膨嵩性が格段に増加した膨化たばこ原料を得ることができる。【００２７】
特に、湿潤、膨潤工程でたばこ原料を水蒸気流と接触させる際、たばこ原料を水蒸気流と共に旋回することにより、たばこ原料を損傷せずに、その湿潤性、膨潤性をより増大させることが可能になる。【００２８】
また、乾燥工程でたばこ原料を過熱水蒸気流と接触させる際、湿潤、膨潤したたばこ原料を過熱水蒸気流と共に旋回することにより、たばこ原料を損傷せずに、より一層効率よく乾燥することが可能になる。【００２９】
実施形態において、乾燥工程後のたばこ原料（例えば水分量が１０重量％以下）をさらに再調湿、例えば水分量を１２重量％に再調湿、することによって、調湿したたばこ原料を過熱水蒸気で直接、水分量を１２重量％に乾燥したものに比べて高い膨嵩性を有する膨化たばこ原料を得ることができる。この理由は、たばこ原料を一旦低水分まで乾燥すると、たばこ原料組織（たとえば中骨組織）の剛性が増加し、膨化状態を強固に固定できること、膨化たばこ原料が再調湿を行ってもその組織の収縮が生じ難いこと、に起因する。【００３０】
次に、実施形態に係るたばこ原料の膨化装置を図１を参照して説明する。【００３１】
第１サイクロン１は側壁に流入口２、上部に排気口３および底部に排出口４をそれぞれ有する。第１循環ダクト５は、一端が第１サイクロン１の流入口２に、他端が第１サイクロン１の排気口３にそれぞれ接続されている。【００３２】
逆止弁６は、第１循環ダクト５にその長さの中間付近に位置するように配置されている。逆止弁６は、水蒸気流を第１循環ダクト５内を第１サイクロン１の排気口３から流入口２に向かって流し、逆方向に流れるのを制限する。第１ヒータ７は、逆止弁６と第１サイクロン１の流入口２の間に位置する第１循環ダクト５部分に配置されている。【００３３】
第１水蒸気供給管８は、逆止弁６と第１ヒータ７の間に位置する第１循環ダクト５部分に接続されている。第１水蒸気供給管８は、水蒸気の供給量を調節するための開閉弁９が設けられている。第１のたばこ原料供給部１０は、第１ヒータ７と第１サイクロン１の流入口２の間に位置する第１循環ダクト５部分に第１エアロッカ１１と通して接続されている。ドレンセパレータ１２および排気ファン１３は、第１循環ダクト５に第１サイクロン１の排気口３から逆止弁６に向けてこの順序で配置されている。【００３４】
第１サイクロン１の排出口４は、第１排出ダクト１４に接続され、この第１排出ダクト１４には第２エアロッカ１５が介装されている。【００３５】
第２サイクロン２１は、前記第１サイクロン１と隣接して配置されている。第２サイクロン２１は側壁に流入口２２、上部に排気口２３および底部に排出口２４をそれぞれ有する。第２循環ダクト２５は、一端が第２サイクロン２１の流入口２２に、他端が第２サイクロン２１の排気口２３にそれぞれ接続されている。【００３６】
循環ファン２６および加熱部材である第２ヒータ２７は、第２循環ダクト２５に第２サイクロン２１の排気口２３から流入口２２に向けて、つまり過熱水蒸気流の流れ方向に向けて、この順序で配置されている。排気ダクト２８は、循環ファン２６と第２ヒータ２７の間に位置する第２循環ダクト２５部分に接続されている。排気ダクト２８は、第２循環ダクト２５を流れる過熱水蒸気流の量を必要に応じて排気する。排気ダクト２８には、排気量を調節するための開閉弁２９が設けられている。【００３７】
第２水蒸気供給管３０は、排気ダクト２８の接続部と第２ヒータ２７の間に位置する第２循環ダクト２５部分に接続されている。第２水蒸気供給管３０は、水蒸気の供給量を調節するための開閉弁３１が設けられている。第２のたばこ原料供給部３２は、第２ヒータ２７と第２サイクロン２１の流入口２２の間に位置する第２循環ダクト２５部分に第３エアロッカ３３と通して接続されている。搬送部材３４は、一端が第１サイクロン１の第１排出ダクト１４側に、他端が第２のたばこ原料供給部３２に位置する。搬送部材３４は、第１サイクロン１から排出されたたばこ原料を第２のたばこ原料供給部３２に搬送する。【００３８】
第２サイクロン２１の排出口２４は、第２排出ダクト３５に接続され、この第２排出ダクト３５には第４エアロッカ３６が介装されている。【００３９】
連結ダクト３７は、排気ファン１３近傍に位置する前記第１循環ダクト５部分と第２サイクロン２１の排気口２３近傍に位置する前記第２循環ダクト２５部分とを接続する。ダイヤフラム弁３８は、連結ダクト３７に配置されている。圧力計３９は、ダイヤフラム弁３８から第２循環ダクト２５側に位置する連結ダクト３７に接続されている。ダイヤフラム弁３８はその開度が圧力計３９からの圧力検出データ（圧力検出信号）に基づいて制御される。【００４０】
次に、前述した図１に示すたばこ原料の膨化装置によるたばこ原料の膨化方法を説明する。【００４１】
まず、たばこ原料（例えば中骨刻）を準備する。中骨刻は、棒状中骨原料を水分量１５〜５０重量％（湿物基準）に調湿した後、ロール間隔０．５〜１．２ｍｍのロール圧延機で圧展し、さらに幅０．１〜０．３ｍｍで裁刻することにより得られる。【００４２】
第１水蒸気供給管９からゲージ圧で１〜７バールの乾き飽和水蒸気を第１循環ダクト５に噴射する。なお、水蒸気流は必要に応じて第１循環ダクト５の第ヒータ７で加熱される。この後、前記中骨刻を第１のたばこ原料供給部１０から第１エアロッカ１１を通して第１循環ダクト５に連続的に供給する。排気ファン１３を予め駆動することにより、中骨刻は温度１００〜１６０℃の水蒸気流と共に第１循環ダクト５から第１サイクロン１内に流入し、水蒸気流と共に旋回する。このとき、中骨刻は水分量が供給前のそれと同等か、もしくは５重量％増加し、十分な湿潤、膨潤がなされる。第１循環ダクト５での流通と第１サイクロン１での旋回の時間は、例えば０．５〜５秒間にすることが好ましい。【００４３】
旋回後の中骨刻は、水蒸気流と分離される。分離された中骨刻は、第１サイクロン１の第１排出口１４に接続した第１排出ダクト１４から第２エアロッカ１５を通して搬送部材３４に排出される。一方、水蒸気流は排気ファン１３の駆動により第１サイクロン１の第１排気口３から第１循環ダクト５に排出され、第１流入口２に向けて循環される。この水蒸気流の循環において、水蒸気流中で凝縮した水はドレンセパレータ１２から排出される。【００４４】
湿潤された中骨刻は、搬送部材３４で第２のたばこ原料供給部３２に搬送され、第３エアロッカ３３を通して第２循環ダクト２５に導入される。第２水蒸気供給管３０から飽和水蒸気を第２循環ダクト２５に噴射し、飽和水蒸気流が第２ヒータ２７を通過する間に加熱されて前記第１サイクロン１に供給した水蒸気に比べて高い温度で、１６０〜２８０℃の温度範囲の過熱水蒸気流になる。循環ファン２６を予め駆動することにより、第２循環ダクト２５に導入された湿潤中骨刻は、過熱水蒸気流と共に第２循環ダクト２５から第２サイクロン２１内に流入し、過熱水蒸気流と共に旋回する。このとき、湿潤中骨刻は乾燥され、膨化される。第２循環ダクト２５での流通と第２サイクロン２１での旋回の時間は、例えば２〜１５秒間にすることが好ましい。【００４５】
旋回後の中骨刻（膨化中骨刻）は、過熱水蒸気流と分離される。分離された膨化中骨刻は、第２サイクロン１の第２排出口２４に接続した第２排出ダクト３５から第４エアロッカ３６を通して排出、回収される。一方、過熱水蒸気流は循環ファン２６の駆動により第２サイクロン２１の第２排気口２３から第２循環ダクト２５に排出され、第２流入口２２に向けて循環される。【００４６】
得られた膨化中骨刻は、水分量が３〜１５重量％である。また、膨化中骨刻は膨嵩性が５．８〜７．５ｃｃ／ｇであり、裁刻直後の未乾燥中骨刻の膨嵩性（４．５ｃｃ／ｇ）に比べて約３０〜７０％の充填能力を高めることが可能になる。【００４７】
このような中骨刻の調湿、乾燥処理おいて、連結ダクト３７に配置したダイヤフラム弁３８の開度を圧力計３９からの圧力検出データ（圧力検出信号）に基づいて制御し、第１循環ダクト５を流通する所望量の水蒸気流を連結ダクト３７を通して第２循環ダクト２５に導入し、過熱水蒸気の一部として利用する。【００４８】
なお、第２サイクロン２１および第２循環ダクト２５の系による中骨刻の乾燥工程において、水分量が例えば１０重量％以下になった場合には公知の方法、例えば水の噴霧により中骨刻を再調湿することを許容する。【００４９】
以上説明したように実施形態に係るたばこ原料の膨化装置によれば、たばこ原料（例えば中骨刻）の湿潤および乾燥をそれぞれ第１、第２のサイクロン１，２１およびこれらのサイクロン１，２１に接続される第１、第２の循環ダクト５，２５を用いることによって、中骨刻を損傷することなく、中骨刻と水蒸気流、過熱水蒸気流との接触機会を増大できる。その結果、中骨刻を効率よく湿潤、膨潤し、その後効率よく乾燥できるため、膨嵩性を増大した膨化中骨刻を得ることができる。【００５０】
また、膨化装置に組み込まれる第１、第２のサイクロン１，２１および第１、第２の循環ダクト５，２５は、極めて簡素化した構造で、従来装置のような回転部品、メッシュスクリーンを必要としないため、耐久性に優れ、中骨刻を連続して湿潤、乾燥の処理を行うことが可能になる。【００５１】
さらに、第１循環ダクト５と第２循環ダクト２５を連結ダクト３７で連結すれば、第１循環ダクト５を循環する水蒸気を第２循環ダクト２５の過熱水蒸気の一部として有効に利用でき、省エネルギー運転を実現できる。【００５２】
以下、本発明の実施例を前述した図１に示すたばこ原料の膨化装置を参照して詳細に説明する。【００５３】
（例１；比較例）
この例１では、乾燥工程を図１の第２サイクロンおよび第２循環ダクトの系を用いて行った。【００５４】
まず、黄色種７０重量％とバーレー種３０重量％の割合で混合した棒状中骨原料を当業者が既知の方法、例えば水または水蒸気の噴霧、により水分量を３７重量％に調湿した。この棒状中骨を０．８ｍｍの間隙を持つ一対のローラで圧展した後、０．２ｍｍの幅に裁刻してたばこ原料である中骨刻を準備した。【００５５】
第２水蒸気供給管３０から飽和水蒸気を第２循環ダクト２５（直径：約１００ｍｍ、長さ：約２２ｍ）に４０ｋｇ／時間供給し、第２ヒータ２７を通過する間に加熱した。調湿中骨刻を第２のたばこ原料供給部３２から第３エアロッカ３３を通して第２循環ダクト２５に調湿重量基準で２５ｋｇ／時間の流量で連続的に導入した。このとき、第２循環ダクト２５を流通する水蒸気流は、蒸気割合が９０体積％（過熱水蒸気流としてほぼ見做せる）、流速が２５ｍ／秒、大気圧、温度が２６０℃の飽和水蒸気であった。循環ファン２６を予め駆動することにより、調湿中骨刻は第２循環ダクト２５から過熱水蒸気流と共に第２サイクロン（直径：約４６０ｍｍ、分離部有効高さ１．４ｍ）内に導入され、過熱水蒸気流と共に旋回して乾燥し、膨化した。旋回の滞留時間は５秒であった。【００５６】
（例２，３；比較例）
第２循環ダクト２５において、調湿中骨刻と共に流通する過熱水蒸気流の温度をそれぞれ２３０℃、２１０℃にした以外、例１と同様な方法で調湿中骨刻を乾燥し、膨化した。【００５７】
（例４：実施例）
この例４では、前述した図１に示すたばこ原料の膨化装置を用いた。【００５８】
例１と同様な処理を施した調湿中骨刻（水分量：３７重量％、幅：０．２ｍｍ）を準備した。【００５９】
第１水蒸気供給管８のノズル部（直径３ｍｍ）からゲージ圧５バールの飽和水蒸気を水平状態に配置した第１循環ダクト５（直径：約２５０ｍｍ、長さ：約０．６ｍ）に約２０ｋｇ／時間の流量で噴出した。調湿中骨刻を第１のたばこ原料供給部１０から第１エアロッカ１１を通して第１循環ダクト５に調湿重量基準で３６ｋｇ／時間の流量で連続的に導入した。このとき、第１循環ダクト５を流通する水蒸気流は温度が１２５℃の飽和水蒸気であった。排気ファン１３を予め駆動することにより、調湿中骨刻は第１循環ダクト５から水蒸気流と共に第１サイクロン１（直径：約５０ｍｍ、分離部有効高さ約０．７５ｍ）内に導入され、水蒸気流と共に旋回して湿潤、膨潤した。第１循環ダクト５と第１サイクロン１（滞留時間は１．５秒）との通過時間は約１．８秒間であった。湿潤した中骨刻の水分量は、調湿時の水分量（３７重量％）から２重量％増加した３９重量％であった。【００６０】
次いで、第１サイクロン１から排出された湿潤した中骨刻を搬送部材３４および第２のたばこ原料供給部３２を通して第２循環ダクト２５に連続して導入し、第２循環ダクト２５および第２サイクロン２１を用い、前述した例１と同様な条件で湿潤中骨刻を過熱水蒸気流にて乾燥し、膨化した。なお、過熱水蒸気の温度は２７０℃とした。【００６１】
（例５，６；実施例）
第２循環ダクト２５において、湿潤した中骨刻と共に流通する過熱水蒸気流の温度をそれぞれ２４０℃、２２０℃にした以外、例４と同様な方法で湿潤した中骨刻を乾燥し、膨化した。【００６２】
得られた例１〜例６の膨化中骨刻を温度２２．０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室に１週間蔵置（調和）し、平衡水分にした後、膨嵩性を測定した。【００６３】
膨嵩性は、たばこ刻を喫煙可能な紙巻き状態にした場合の充填能力を示すものである。この測定は、ドイツのBorgwaldt社製のDD-60Aを使用した。試験は、膨化中骨刻の膨嵩性を５回繰り返して測定し、平均値を算出した。【００６４】
また、膨化中骨刻の水分量は約２ｇの膨化中骨刻を秤量ビンに入れ、温度１００℃の自然対流型オーブン内で1時間乾燥させた後、乾燥前後の重量差から算出し、５点の平均値として求めた。【００６５】
例１〜例６の膨化中骨刻の膨嵩性および水分量を下記表１に示す。
【表１】
2012132006.tif 000003
【００６６】
前記表１から明らかなように調湿中骨刻を過熱水蒸気流による乾燥前に１２５℃の温度の水蒸気による湿潤を施した例４〜例６は、調湿中骨刻を過熱水蒸気流による乾燥前に水蒸気流による湿潤を施さない例１〜例３に比べてそれぞれ膨嵩性が１．０ｃｃ／ｇ以上の増加（向上）することが分かる。このような１．０ｃｃ／ｇ以上の膨嵩性の向上はその率で表わすと約２０％に相当する。乾燥前（調湿、裁刻後）の未処理中骨刻の膨嵩性が４．５ｃｃ／ｇであることから、例えば例４では膨化率が６２％に増大し、非常に優れた膨化方法であることが確認される。【００６７】
（例７：実施例）
この例７では、前述した図１に示すたばこ原料の膨化装置を用いた。【００６８】
例１と同様な処理を施した調湿中骨刻（水分量：３７．０重量％、幅：０．２ｍｍ）を準備した。【００６９】
調湿中骨刻を第１循環ダクト５および第１サイクロン１を用いて例４と同様な条件で湿潤、膨潤させた。湿潤した中骨刻の水分量は、調湿時の水分量（３７．０重量％）から２重量％増加した３９．０重量％であった。【００７０】
次いで、第１サイクロン１から排出された湿潤した中骨刻を搬送部材３４および第２のたばこ原料供給部３２を通して第２循環ダクト２５に連続して導入し、湿潤中骨刻を第２循環ダクト２５および第２サイクロン２１を用いて前述した例１と同様な条件で過熱水蒸気流（温度：２７０℃）にて乾燥し、膨化した。【００７１】
その後、膨化中骨刻に水を噴霧して水分量を１２．５重量％に再調湿した。【００７２】
（例８：実施例）
第２循環ダクト２５において、湿潤した中骨刻と共に流通する過熱水蒸気流の温度を２５０℃にした以外、例７と同様な方法で湿潤した中骨刻を乾燥し、膨化した。その後、膨化中骨刻に水を噴霧して水分量を１２．５重量％に再調湿した。【００７３】
得られた例７、例８の膨化中骨刻（乾燥後）を温度２２．０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室に１週間蔵置（調和）し、平衡水分にした後、前述した例１〜例６と同様な方法で膨嵩性を測定した。また、再調湿後の膨化中骨刻の膨嵩性を前述した例１〜例６と同様な方法で測定した。【００７４】
さらに、膨化中骨刻（乾燥後）の水分量を前述した例１〜例６と同様な方法で求めた。【００７５】
これらの結果を下記表２に示す。
【表２】
2012132006.tif 000004
【００７６】
前記表２から明らかなように調湿中骨刻を過熱水蒸気流による乾燥前に１２５℃の温度の水蒸気流による湿潤を施し、乾燥後に再調湿を行った例７、例８は、それぞれ膨嵩性が乾燥後（再調湿前）の中骨刻に比較して約４％低下するに留まる。【００７７】
このような例７、例８の再調湿中骨刻の膨嵩性を前述した比較例としての例３の膨化中骨刻（乾燥後）のそれと比較すると、いずれも膨嵩性が上回ることが分かる。したがって、中骨刻を水分量１２重量％を目標に膨化処理する場合、例３のように調湿中骨刻を乾燥処理のみで水分量を１１重量％にするよりも、調湿中骨刻を過熱水蒸気流による乾燥前に水蒸気流による湿潤を施し、乾燥後に再調湿で水分量を１２重量％にする例７、例８の方が膨嵩性を有意に向上できることが分かる。【００７８】
また、例７、例８の再調湿中骨刻と例１の膨化中骨刻との膨嵩性を比較すると、例７、例８の再調湿中骨刻は調湿中骨刻を乾燥処理のみで水分量を５．４重量％まで乾燥した例１の膨化中骨刻（表１参照）より膨嵩性を増加できる。したがって、本発明のように調湿中骨刻を過熱水蒸気流による乾燥前に所定温度の水蒸気流による湿潤を施すことによって、乾燥後に水分を増加させる再調湿を行っても、調湿中骨刻を乾燥処理のみ施す従来方法に比べて膨嵩性を有意に向上できることを確認した。
【図１】
2012132006.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月28日(2014.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる工程と、
前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥する工程と
を含み、
前記湿潤、膨潤工程は、前記たばこ原料を前記水蒸気流と共に旋回することによりなされ、前記旋回による滞留時間は、０．５〜５秒間であるたばこ原料の膨化方法。
【請求項２】
前記水蒸気流との接触前のたばこ原料は、１５〜５０重量％に調湿される請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項３】
湿潤、膨潤した前記たばこ原料は、前記水蒸気流との接触前のたばこ原料と同じ水分量またはそれより５重量％以内に増加した水分量を有する請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項４】
前記乾燥工程後に、前記たばこ原料を再調湿する請求項１記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項５】
前記再調湿は、前記たばこ原料に水を噴霧することによりなされる請求項４記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項６】
前記再調湿は、前記乾燥工程により１０重量％以下の水分量に減少したたばこ原料に対して実行される請求項４記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項７】
前記たばこ原料が中骨刻である請求項１ないし請求項６いずれか１項記載のたばこ原料の膨化方法。
【請求項８】
流入口、排気口および排出口を有し、たばこ原料を水蒸気流と共に滞留時間を０．５〜５秒間で旋回することにより前記たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる第１サイクロンと、
前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、
前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、
前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と
前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、
流入口、排気口および排出口を有し、前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥させる第２サイクロンと、
前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、
前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、
前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、
前記加熱部材より上流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、
前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２のたばこ原料供給部と、
前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材と
を備えるたばこ原料の膨化装置。
【請求項９】
前記第１サイクロンに接続される前記第１供給側ダクトと前記第１排気側ダクトが繋がって第１循環ダクトを形成し、かつ前記第２サイクロンに接続される前記第２供給側ダクトと前記第２排気側ダクトが繋がって第２循環ダクトを形成し、前記第１サイクロンの排気口近傍に位置する前記第１循環ダクトと前記第２サイクロンの排気口近傍の前記第２循環ダクトとを連結ダクトで接続する請求項８記載のたばこ原料の膨化装置。
【請求項１０】
流入口、排気口および排出口を有する第１サイクロンと、
前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、
前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、
前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と
前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、
流入口、排気口および排出口を有する第２サイクロンと、
前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、
前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、
前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、
前記加熱部材より上流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、
前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２のたばこ原料供給部と、
前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材と、
を備え、
前記第１サイクロンに接続される前記第１供給側ダクトと前記第１排気側ダクトが繋がって第１循環ダクトを形成し、かつ前記第２サイクロンに接続される前記第２供給側ダクトと前記第２排気側ダクトが繋がって第２循環ダクトを形成し、前記第１サイクロンの排気口近傍に位置する前記第１循環ダクトと前記第２サイクロンの排気口近傍の前記第２循環ダクトとを連結ダクトで接続するたばこ原料の膨化装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第１側面によると、たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる工程と、前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥する工程とを含み、前記湿潤、膨潤工程は、前記たばこ原料を前記水蒸気流と共に旋回することによりなされ、前記旋回による滞留時間は、０．５〜５秒間であるたばこ原料の膨化方法が提供される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の第２側面によると、流入口、排気口および排出口を有し、たばこ原料を水蒸気流と共に滞留時間を０．５〜５秒間で旋回することにより前記たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる第１サイクロンと、前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、流入口、排気口および排出口を有し、前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥させる第２サイクロンと、前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、前記加熱部材より上流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２のたばこ原料供給部と、前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材と備えるたばこ原料の膨化装置が提供される。
本発明の第３側面によると、流入口、排気口および排出口を有する第１サイクロンと、前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と、前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、流入口、排気口および排出口を有する第２サイクロンと、前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、前記加熱部材より上流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２のたばこ原料供給部と、前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材と、を備え、前記第１サイクロンに接続される前記第１供給側ダクトと前記第１排気側ダクトが繋がって第１循環ダクトを形成し、かつ前記第２サイクロンに接続される前記第２供給側ダクトと前記第２排気側ダクトが繋がって第２循環ダクトを形成し、前記第１サイクロンの排気口近傍に位置する前記第１循環ダクトと前記第２サイクロンの排気口近傍の前記第２循環ダクトとを連結ダクトで接続するたばこ原料の膨化装置が提供される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７８】
また、例７、例８の再調湿中骨刻と例１の膨化中骨刻との膨嵩性を比較すると、例７、例８の再調湿中骨刻は調湿中骨刻を乾燥処理のみで水分量を５．４重量％まで乾燥した例１の膨化中骨刻（表１参照）より膨嵩性を増加できる。したがって、本発明のように調湿中骨刻を過熱水蒸気流による乾燥前に所定温度の水蒸気流による湿潤を施すことによって、乾燥後に水分を増加させる再調湿を行っても、調湿中骨刻を乾燥処理のみ施す従来方法に比べて膨嵩性を有意に向上できることを確認した。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  たばこ原料を１００〜１６０℃の水蒸気流と接触させてたばこ原料を湿潤、膨潤させる工程と、
前記湿潤、膨潤後の前記たばこ原料を前記水蒸気より高い温度の過熱水蒸気流に接触させて前記たばこ原料を乾燥する工程と
を含むたばこ原料の膨化方法。
［２］  前記水蒸気流との接触前のたばこ原料は、１５〜５０重量％に調湿される［１］記載のたばこ原料の膨化方法。
［３］  湿潤、膨潤した前記たばこ原料は、前記水蒸気流との接触前のたばこ原料と同じ水分量またはそれより５重量％以内に増加した水分量を有する［１］記載のたばこ原料の膨化方法。
［４］  前記湿潤、膨潤工程は、前記たばこ原料を前記水蒸気流と共に旋回することによりなされる［１］記載のたばこ原料の膨化方法。
［５］  前記旋回による滞留時間は、０．５〜５秒間である［４］記載のたばこ原料の膨化方法。
［６］  前記乾燥工程後に、前記たばこ原料を再調湿する［１］記載のたばこ原料の膨化方法。
［７］  前記再調湿は、前記たばこ原料に水を噴霧することによりなされる［６］記載のたばこ原料の膨化方法。
［８］  前記再調湿は、前記乾燥工程により１０重量％以下の水分量に減少したたばこ原料に対して実行される［６］記載のたばこ原料の膨化方法。
［９］  前記たばこ原料が中骨刻である［１］ないし［８］いずれか１項記載のたばこ原料の膨化方法。
［１０］
流入口、排気口および排出口を有する第１サイクロンと、
前記第１サイクロンの流入口に接続された第１供給側ダクトと、
前記第１サイクロンの排気口に接続される第１排気側ダクトと、
前記第１供給側ダクトに接続される第１水蒸気供給部と
前記第１水蒸気供給部の接続部と前記第１サイクロンの流入口の間に位置する前記第１供給側ダクトに接続される第１のたばこ原料供給部と、
流入口、排気口および排出口を有する第２サイクロンと、
前記第２サイクロンの流入口に接続された第２供給側ダクトと、
前記第２サイクロンの排気口に接続される第２排気側ダクトと、
前記第２供給側ダクトに配置される加熱部材と、
前記加熱部材より下流側に位置する前記第２供給側ダクトに接続される第２水蒸気供給部と、
前記第２サイクロンの流入口と前記加熱部材との間に位置する前記第２供給側ダクトに接続され第２のたばこ原料供給部と、
前記第１サイクロンの排出口から排出されたたばこ原料を前記第２のたばこ原料供給部に搬送するための搬送部材と
を備えるたばこ原料の膨化装置。
［１１］  前記第１サイクロンに接続される前記第１供給側ダクトと前記第１排気側ダクトが繋がって第１循環ダクトを形成し、かつ前記第２サイクロンに接続される前記第２供給側ダクトと前記第２排気側ダクトが繋がって第２循環ダクトを形成し、前記第１サイクロンの排気口近傍に位置する前記第１循環ダクトと前記第２サイクロンの排気口近傍の前記第２循環ダクトとを連結ダクトで接続する［１０］記載のたばこ原料の膨化装置。
【国際調査報告】
2012132006.tif 000006
2012132006.tif 000007
2012132006.tif 000008
2012132006.tif 000009