Feuchtemessung und -kontrolle bei der Verarbeitung von Tabakblättern

7,5 Millionen Tonnen Tabak werden weltweit angebaut und zur Herstellung von 5,5 Billionen Zigaretten verwendet. Da es sich um eine wertvolle Nutzpflanze handelt, sind viele Schritte erforderlich, um die auf den Feldern geernteten Tabakblätter zu Produkten wie Zigaretten, Zigarren, Pfeifentabak und anderen Produkten zu verarbeiten. Die Verarbeitung von Tabakblättern ist die erste Stufe.

Ganze Tabakblätter enthalten einen zentralen Stiel (oder eine Mittelrippe) und das Blatt (Lamina), die in der Blattverarbeitungsanlage mechanisch getrennt werden, da sie in der Hauptverarbeitungsanlage getrennt verwendet werden. Der Feuchtigkeitsgehalt dieser beiden Teile ist entscheidend für den Trennvorgang (Dreschen) und beim Verpacken in Lagerkästen zur Vorbereitung der Herstellung fertiger Tabakerzeugnisse. Feuchtigkeit beeinträchtigt die Rauchqualität, den Geschmack, die Verbrennung, die Füllung, den Abfall und den Betrieb der Maschine.

Stufen der Verarbeitung von Tabakblättern

Konditionierung von grünen Blättern und Stängeln

Um die Blätter für den mechanischen Dreschvorgang vorzubereiten, werden die geernteten Tabakblätter in Zylindern konditioniert, damit sie mit erzwungener heißer Luft und Dampf geschmeidiger sind. Der Konditionierzylinder ist eine rotierende Trommel mit unabhängig gesteuerten Dampfstrahldüsen, die Feuchtigkeit in den Tabak injizieren. Der konditionierte Tabak wird dann dem Dreschvorgang unterzogen.

Verfahren zum Dreschen von Tabak

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Das konditionierte Blatt durchläuft eine Reihe mechanischer Drescher und pneumatischer Abscheider. Die Trommeln und Klingen der Dreschmaschine reißen die Lamina von den Stängeln ab, und der Drescher erzeugt eine Mischung aus Lamina, Stängeln und ungedroschenem Blatt. Diese Mischung wird in einen Klassifikator eingespeist, der die Lamina vom ungedroschenen Blatt und dem Stängel trennt. Die Lamina fährt mit dem nächsten Prozess fort, während das ungedroschene Blatt und die Stängel in die nächste Dreschmaschine gelangen. Das Dreschen und Klassieren wird wiederholt, bis der gesamte Stamm und die Lamellen getrennt sind.

Der Stängel wird nun zur Stängelpflegelinie weitergeleitet, wodurch der Stängel einen höheren Feuchtigkeitsgehalt hat als das grüne Blatt. Der Stängel wird dann mit einem Stängelschneider bearbeitet, um einen gleichmäßigen Schnitt zu erhalten. Anschließend wird er getrocknet — ähnlich wie bei der Lamina.

Trocknung

Die Lamellen der verschiedenen Klassifikatoren haben einen unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt, daher muss die Feuchtigkeit für eine korrekte Lagerung der Lamina einheitlich sein. Die Lamina durchläuft zunächst eine Trockenkammer, um die Feuchtigkeit gleichmäßig zu verteilen. Die getrocknete Lamina wird gekühlt und gelangt dann in eine Konditionierungskammer mit hoher Luftfeuchtigkeit, in der der Tabak Feuchtigkeit aufnimmt und ein Gleichgewicht erreicht. Die Lamina wird dann verpackt und bis zur Verwendung eingelagert. Die Stängel werden auf ähnliche Weise auf einer speziellen Trocknungslinie verarbeitet, um ein konsistentes Produkt für die Lagerung zu erhalten.

Qualitätsparameter und Messpunkte

Feuchtigkeit

Konditionierung von grünen Blättern und Stängeln

Ein effizientes Dreschen von Tabakblättern (GLT) erfordert ein konditioniertes Blatt mit einem Feuchtigkeitsgehalt zwischen 17 und 22%. Um einen optimalen Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen, wird grüner Blatttabak in Konditionierzylindern mit Dampf behandelt, der so eingestellt werden kann, dass die Austrittsfeuchte reguliert wird. Eine genaue Feuchtemessung ist entscheidend, um die GLT zu optimieren und die gewünschte Stranglänge zu erreichen.

Der Stiel wird auf etwa 40% Feuchtigkeit konditioniert, indem der Dampfgehalt reguliert wird, um ihn für den Schneidvorgang geschmeidiger zu machen.

Trocknung

Um Tabak über einen längeren Zeitraum sicher aufzubewahren und ein Qualitätsprodukt zu gewährleisten, ist ein Feuchtigkeitsgehalt der Lamina und der Stängel zwischen 11 und 12% erforderlich. Wenn die Lamina die Trockenkammer verlässt, beträgt sie etwa 6 bis 8%, und wenn sie die Feuchtigkeitskammer verlässt, sind es die letzten 11 bis 12%. Die fertig verpackte Lamelle und die Stängel werden in der Regel mindestens 6 Monate lang aufbewahrt, um zu altern oder zu schmelzen.

Messpunkte

Konditionierung und Trocknung von grünen Blättern und Stängeln

Das MCT460 Allzweck-Online-NIR-Sensor kann am Eingang oder Ausgang des Konditionierungszylinders und der Trockenkammer installiert werden, um Feuchtigkeitswerte in Echtzeit zu messen. Durch die Verwendung des standardmäßigen 4-20mA/0-10V- oder optionalen Digitalausgangs (ProfiNet, ProfiBus, Ethernet IP, Modbus TCP, DeviceNet) kann eine optimale Effizienz der Konditionierung und Trocknung mit geschlossener Prozesssteuerung erreicht werden.

Der Sensor ist 8 bis 10 Zoll über und weit genug unten am Förderband angebracht, sodass der Wasserdampf des Tabaks die Messung nicht beeinträchtigt. Der MCT460 kann mit einem integrierten IR-Temperatursensor ausgestattet werden, um die Tabaktemperatur während des Trocknungs- und Konditionierungsprozesses gleichzeitig zu überwachen.

Wert und Qualität

Während der gesamten Verarbeitung von Tabakblättern, von der grünen bis zur fertigen Schicht und dem Stiel, ist die Feuchtigkeitskontrolle von entscheidender Bedeutung. Ein geschlossener Prozessregelkreis mit einem MCT460-Feuchtigkeitsanalysator von Process Sensors Corporation sorgt für optimale Effizienz in allen Teilen des Prozesses. Es wird dazu beitragen, ein gleichbleibendes, qualitativ hochwertiges Endprodukt herzustellen, das monatelang sicher aufbewahrt werden kann, bis es in einer Weiterverarbeitungsanlage als Endprodukt verwendet wird.