[发明专利]农产品的膨化装置

说明书

本发明涉及了一种改进的膨化农产品(如烟草物料或食品)的膨化设备，特别涉及了一种使用二氧化碳作为膨化剂的膨化设备，它可以连续地膨化烟草物料或类似物料，可在系统中循环使用这些膨化剂，而不必向外界排放。

通常，当用烟草物料制造香烟时，要膨化烟草物料(即烟丝)的组织。

为了膨胀烟草物料，需要液化气态或液态物质膨化剂，例如，有机溶剂、二氧化碳或其它液态，或者把它们加至高压。烟草物料被保存在膨化剂中，使膨化剂浸透烟草组织，然后，把烟草组织减压并加热，使浸透的膨化剂膨胀，因此，也就膨胀了烟草物料的组织。当烟草物料以这种方式膨化时，由于膨化增加了烟草物料的体积，制造香烟所需的烟草物料的数量就减少了，而且可以制造出淡口味的香烟；以这种方式膨化烟草物料，可用来直接制成香烟或与未膨化的烟草混合制成香烟。

完成这种膨化过程的膨化设备可分为间歇式或连续式，对于间歇式膨化设备来说，一定数量的烟草物料被贮存在一个浸透容器中，供给浸透容器的高压膨化剂使烟草物料与膨化剂浸透，然后将烟草物料取出，烟草物料就膨化了。对于连续式膨化设备来说，烟草物料和高压膨化剂被连续地送入浸透容器中，高压膨化剂浸透了烟草物料，被膨化剂浸透的烟草物料可连续地取出。

尽管间歇式的膨化设备结构简单，但是它的效率低，尤其不可取的是大量的膨化剂向大气中排放，而连续式膨化设备的效率高，而且可以回收和再利用这些膨化剂，没有浪费。可是，连续式设备需要很多阀门装置，这些阀门用于在浸透容器增压时，连续地将烟草物料送入浸透容器，及在浸透容器减压时，连续地将烟草物料排出，由于空气可以通过阀门装置混入浸透容器中，这样就降低了膨化效率，所以必须回收通过阀门排放的膨化剂。

近来，因二氧化碳对环境的危害很少，所以常被用作膨化剂使用，然而，为了浸透烟草物料，必须在高压下进行操作，因此，上述阀门装置需要较好的性能。

随着使用二氧化碳数量的大量增加，这种膨化设备的尺寸也变得越来越大，此外，为了防止对环境产生不利影响和减少二氧化碳的消耗量，需要尽可能地回收二氧化碳。以减少向外界的排放量并有效地去除混在浸透容器中的空气。

如前所述，用于膨化烟草物料的二氧化碳可被压缩而再次使用，然而，二氧化碳的压缩需要能量，进一步地说，就需要能量的储备，而且，由于空气混入了二氧化碳的循环中，分离这些空气需要大量的设备和能量，因此，必须尽可能地减少混入循环二氧化碳中的空气。

所使用的膨化设备不仅仅用于膨化如前所述的烟草物料，而且可用于干燥农产品如蔬菜，该设备可用于膨化蔬菜，以制成易于食用的干蔬菜。

本发明的一个目的是提供一种用于膨化农产品的设备，例如，使用如前所述的二氧化碳膨化烟草物料，使之能连续地进行烟草物料的膨化，并尽可能地防止空气混入到二氧化碳中，及有效地去除混入的空气并减少操作膨化设备所需要的能量。

为了实现上述目的，本发明的膨化设备包括装有膨化剂的浸透容器，即向其中供入增至高压的二氧化碳，通过回转阀，烟草物料被连续地供入到浸透容器中，在浸透容器中被二氧化碳浸透了的烟草物料，通过回转阀被连续地排出，浸在烟草物料的二氧化碳在低压、高温下膨胀，烟草物料的组织也随之被膨化。

在增加或减少烟草物料中的气体如二氧化碳压力的同时，回转阀可连续输送烟草物料，例如在增压或减压的每一侧可依次地装有二个回转阀，若浸透容器中的压力为30个atm，那么每一个回转阀可将烟草物料中的气体增压或减压15个atm。

根据本发明所指出的第一个方面，供给浸透容器和回转阀的二氧化碳可以被回收并再次使用，回收的二氧化碳中混有从外界流入的空气，可以分离并去除混入的气体，因此，在这种设备中可把循环使用的二氧化碳中空气的浓度维持在一定范围内，而不会降低膨化效率。

一个PSA(压力波动吸附)设备被用作从收回的二氧化碳中分离出空气，该装置使用如活性碳或沸石类的吸附剂，通过改变压气来改变吸附二氧化碳的数量。例如，在2个atm下供绐混合气体，分离出了混入的空气，当压力降至几乎真空状态时，吸附了的二氧化碳被释放出来和复回。通过使用一系列的吸附塔，这样的操作可交替并且有效地进行。