BR112020026331A2 - Método e aparelho para fundir uma manta de um material contendo alcaloides - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um método para moldar uma manta de um material contendo alcaloides, incluindo as etapas de: - fornecer um tanque (22) com um pistão (23); - preencher o tanque com pasta; - fornecer uma caixa de moldagem (24) conectada hidraulicamente ao tanque; - empurrar a pasta no tanque por meio do pistão para transferir a pasta do tanque para a caixa de moldagem; e - moldar a pasta da caixa de moldagem para obter a manta de um material contendo alcaloides. a presente invenção também se refere a um aparelho (10) para moldar uma manta de um material contendo alcaloides.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para “MÉTO-

DO E APARELHO PARA FUNDIR UMA MANTA DE UM MATERIAL CONTENDO ALCALOIDES”.

[001] A presente invenção está relacionada a um método para moldar uma manta de um material contendo alcaloides.

[002] Além disso, a presente invenção está relacionada a um aparelho para moldar uma manta de um material contendo alcaloides.

[003] Em particular, a invenção se refere a uma manta de materi- al de tabaco homogeneizado, preferencialmente usado em um artigo gerador de aerossol, como, por exemplo, um cigarro ou um produto contendo tabaco do tipo "calor não queimado".

[004] Atualmente, na fabricação de produtos de tabaco, além de folhas de tabaco, também é utilizado material de tabaco homogenei- zado. Esse material de tabaco homogeneizado é normalmente fabri- cado a partir de partes da planta do tabaco que são menos adequadas para a produção de preenchimento fino como, por exemplo, caules de tabaco ou pó de tabaco. Normalmente, o pó de tabaco é criado como um produto secundário durante a manipulação das folhas de tabaco durante a fabricação.

[005] As formas mais comumente usadas de material de tabaco homogeneizado são folha de tabaco reconstituído e folha fundida (TCL é a sigla para folha fundida de tabaco). O processo para formar folhas homogeneizadas de material de tabaco comumente compreende uma etapa na qual pó de tabaco e um ligante são misturados para formar uma pasta de tabaco. A pasta fluida é, em seguida, usada para criar uma trama de tabaco, por exemplo, ao revestir uma pasta fluida visco- sa sobre uma correia de metal móvel para produzir a assim chamada folha revestida. Alternativamente, uma pasta fluida com baixa viscosi- dade e alto teor de água pode ser usada para criar tabaco reconstituí- do em um processo que se assemelha à fabricação de papel. Uma vez preparadas, as tramas de tabaco homogeneizadas podem ser corta- das de forma similar ao tabaco de folha inteira para produzir material de preenchimento de tabaco cortado adequado para cigarros e outros artigos para fumar. Um processo para fabricar tal tabaco homogenei- zado é divulgado, por exemplo, na Patente Europeia EP 0565360.

[006] Em um artigo gerador de aerossol de "aquecimento sem queima", um substrato formador de aerossol é aquecido a uma tempe- ratura relativamente baixa a fim de formar um aerossol, mas impedin- do a combustão do material de tabaco. Além disso, o tabaco presente no material de tabaco homogeneizado é normalmente o único tabaco, ou inclui a maioria do tabaco presente no material de tabaco homoge- neizado de tal artigo gerador de aerossol de "aquecimento sem quei- ma". Isto significa que a composição de aerossol que é gerada por tal artigo gerador de aerossol de "aquecimento sem queima" é substanci- almente somente baseada no material de tabaco homogeneizado. Por- tanto, é importante ter bom controle sobre a composição do material de tabaco homogeneizado para o controle, por exemplo, do sabor do aerossol.

[007] Devido a variações nas propriedades físicas da pasta fluida, por exemplo, consistência, viscosidade, tamanho de fibra, tamanho de partícula, umidade ou a idade da pasta fluida, métodos e aparelho de revestimento padrão podem resultar em variações indesejáveis na aplicação da pasta fluida em um suporte durante o revestimento de re- de de tabaco homogeneizado. Um método e aparelho de moldagem não ideal pode levar à falta de homogeneidade e defeitos na manta fundida de tabaco homogeneizado.

[008] A heterogeneidade na trama de tabaco homogeneizado po- de levar a dificuldades no manuseio subsequente da trama de tabaco homogeneizado na produção do artigo gerador de aerossol. Por exemplo, heterogeneidade pode levar à ruptura da rede ou mesmo ruptura da rede durante a fabricação ou processamento adicional da rede. Isto, por sua vez, pode resultar, por exemplo, na parada da má- quina. Além disso, uma trama de tabaco não homogênea pode criar di- ferença não intencional na distribuição de aerossol entre artigos gera- dores de aerossol que são produzidos a partir da mesma trama de ta- baco homogeneizado.

[009] Em relação ao processo geral de fabricação da manta de material de tabaco homogeneizado, diferentes parâmetros são críticos para a qualidade e consistência do produto final. Um desses parâme- tros é a pressão da pasta dentro da caixa de moldagem. Mesmo uma ligeira variação de pressão de um lote de produção de pasta para ou- tro pode alterar a homogeneidade da manta de material de tabaco homogeneizado que pode então ser rejeitada de acordo com os rígi- dos padrões de qualidade da indústria.

[0010] A pasta pode ser formada em um tanque. Uma bomba pode ser usada para enviar a pasta de tabaco do tanque, que pode ser o si- lo de fabricação ou um silo de armazenamento temporário, geralmente cilíndrico e tendo um diâmetro relativamente grande, tipicamente maior que 1 metro, para a caixa de moldagem. Com a bomba, um determi- nado fluxo de polpa é enviado do silo para a caixa de moldagem.

[0011] No entanto, a pasta pode ter uma alta viscosidade e, por sua vez, uma alta resistência ao fluxo. Além disso, a rede de tubos costuma apresentar, do silo à caixa de moldagem, muitas divergências e curvas devido às configurações usuais de fábrica.

[0012] Todos esses fatores, por exemplo, viscosidade da pasta, voltas e divergências da rede de tubulação, são conhecidos na mecâ- nica dos fluidos por aumentar a queda de pressão, que é a queda de pressão do fluido de seu ponto de partida até seu destino. A queda de pressão é devida às forças de atrito: a pasta tem que usar energia pa- ra superar as forças de atrito que encontra e, uma vez que os parâme-

tros de fluxo da pasta, relacionados à energia cinética da pasta, são fi- xados pela bomba, a energia é fornecida pela pressão da pasta (de acordo com o princípio de Bernoulli), daí a queda de pressão.

[0013] Assim, no caso de um processo de fabricação de uma man- ta de material contendo alcaloides, a pressão da pasta na caixa de moldagem pode ser alterada por variações das forças de atrito opostas ao fluxo de pasta na rede de tubulação, e tais variações podem ocor- rem de um lote de produção de pasta para outro. As variações podem ter diferentes causas, por exemplo, pequenas mudanças na viscosida- de da pasta, aglomerados de pasta previamente fluida presos nos tu- bos ou outros.

[0014] Seria desejável ter uma solução para enviar a pasta para a caixa de moldagem das linhas de produção evitando tanto quanto pos- sível as variações da pressão na caixa de moldagem, para melhorar a homogeneidade da manta de material de tabaco homogeneizado.

[0015] A invenção se refere a um método para fundir uma manta de um material contendo alcaloides, incluindo as etapas de fornecer um pistão a um tanque; encher o tanque com pasta; fornecer uma cai- xa de moldagem conectada hidraulicamente ao tanque; empurrar a pasta no tanque por meio do pistão, a fim de transferir a pasta do tan- que para a caixa de moldagem; e lançar a pasta da caixa de molda- gem para obter a manta de um material contendo alcaloides.

[0016] Vantajosamente, o método da invenção inclui empurrar a pasta no tanque por meio do pistão fornecido no tanque, de modo que um "sistema acionado por pressão" seja substancialmente definido. Tal sistema acionado por pressão evita ou limita quedas de pressão e permite um melhor controle da pressão da pasta dentro da caixa de moldagem de destino.

[0017] Conforme usado neste documento, o termo "folha" denota um elemento laminar tendo uma largura e comprimento substancial-

mente maiores do que sua espessura. A largura de uma folha é, prefe- rencialmente, maior que cerca de 10 milímetros, mais preferencialmen- te, maior que cerca de 20 milímetros ou cerca de 30 milímetros. Ainda mais preferencialmente, a largura da folha é compreendida entre cerca de 100 milímetros e cerca de 300 milímetros. Uma "folha" contínua é no presente documento chamada de "manta".

[0018] Como usado neste documento, o termo "lâmina de molda- gem" denota um elemento em forma longitudinal que pode ter uma se- ção transversal essencialmente constante ao longo das partes princi- pais de sua extensão longitudinalmente. Mostra pelo menos uma bor- da que se destina a entrar em contato com uma substância pastosa, viscosa ou líquida a ser influenciada pela dita borda, como uma pasta. A referida borda pode ter uma forma afiada em forma de faca. Alterna- tivamente, pode ter uma forma retangular ou arredondada.

[0019] Como usado neste documento, o termo "suporte móvel" denota qualquer meio que compreenda uma superfície que pode ser movida em pelo menos uma direção longitudinal. O suporte móvel po- de formar um circuito fechado de modo a fornecer uma capacidade de transporte ininterrupta em uma direção. No entanto, o suporte móvel também pode ser movido para frente e para trás. O suporte móvel po- de incluir uma correia transportadora. O suporte móvel pode ser es- sencialmente plano e pode mostrar uma superfície estruturada ou não estruturada. O suporte móvel pode não apresentar aberturas em sua superfície ou pode apresentar apenas orifícios de tal tamanho que se- jam impenetráveis para a pasta depositada sobre ele. O suporte móvel pode incluir uma faixa móvel e dobrável similar a folha. A banda pode ser feita de um material metálico, incluindo, mas não se limitando a, aço, cobre, ligas de ferro e ligas de cobre ou de um material de borra- cha. A banda pode ser feita de um material resistente à temperatura de modo que possa ser aquecida para acelerar o processo de seca-

gem da pasta.

[0020] Tal como no presente documento utilizado, o termo "pasta" denota um material similar a líquido, viscoso ou pastoso que pode compreender uma emulsão de diferente material similar a líquido, vis- coso ou pastoso e que pode conter uma certa quantidade de partículas no estado sólido, desde que a pasta ainda apresenta um comporta- mento similar ao líquido, viscoso ou pastoso.

[0021] Um "material contendo alcaloides" é um material que con- tém um ou mais alcaloides. Os alcaloides podem compreender nicoti- na. A nicotina pode ser encontrada, por exemplo, no tabaco.

[0022] Alcaloides são um grupo de compostos químicos de ocor- rência natural que contêm principalmente átomos de nitrogênio bási- cos. Este grupo também inclui alguns compostos relacionados a pro- priedades neutras e até mesmo fracamente ácidas. Alguns compostos sintéticos de estrutura similar também são denominados alcaloides. Além de carbono, hidrogênio e nitrogênio, os alcaloides também po- dem conter oxigênio, enxofre e, mais raramente, outros elementos tais como cloro, bromo e fósforo.

[0023] Alcaloides são produzidos por uma grande variedade de organismos, incluindo bactérias, fungos, plantas e animais. Eles po- dem ser purificados a partir de extratos brutos desses organismos por extração ácido-base. Cafeína, nicotina, teobromina, atropina, tubocura- rina são exemplos de alcaloides.

[0024] Conforme usado neste documento, o termo "material de ta- baco homogeneizado" denota um material formado pela aglomeração de tabaco em partículas, os quais contém a nicotina de alcaloide. O material contendo alcaloides pode ser, assim, um material de tabaco homogeneizado.

[0025] As formas mais comumente usadas de material de tabaco homogeneizado são folha de tabaco reconstituído e folha moldada. O processo para formar folhas de material de tabaco homogeneizado comumente compreende uma etapa em que o pó de tabaco e um li- gante são misturados para formar uma pasta fluida. A pasta fluida é então usada para criar uma trama de tabaco. Por exemplo, ao moldar uma pasta viscosa sobre uma correia de metal móvel para produzir a denominada folha revestida. Alternativamente, uma pasta fluida com baixa viscosidade e alto teor de água pode ser usada para criar tabaco reconstituído em um processo que se assemelha à fabricação de pa- pel.

[0026] A folha de material de tabaco homogeneizado também po- de ser referida como um material de folha reconstituído e formado usando tabaco em partículas (por exemplo, tabaco reconstituído) ou uma mistura de partículas de tabaco, um umectante e um solvente aquoso para formar a composição de tabaco. Esta composição de ta- baco pode então ser fundida, extrudida, enrolada ou prensada para formar um material em folha a partir da composição de tabaco. A folha de tabaco pode ser formada usando um processo úmido em que os grãos de tabaco são usados para fazer um material similar a papel; ou um processo de folha revestida, em que grãos de tabaco são mistura- dos com um material aglutinante e moldadas em uma correia transpor- tadora para formar uma folha.

[0027] A folha de tabaco homogeneizada geralmente inclui, além do tabaco, um aglutinante e um formador de aerossol, como guar e glicerina.

[0028] Conforme usado neste documento, o termo "material for- mador de aerossol" denota um material que é capaz de liberar com- postos voláteis mediante aquecimento para gerar um aerossol. O ta- baco, juntamente com outros compostos, pode ser classificado como um material formador de aerossol, particularmente uma folha de taba- co homogeneizado compreendendo um formador de aerossol. Um substrato formador de aerossol pode compreender ou consistir em um material formador de aerossol. A folha de tabaco homogeneizado pode ser usada como um material formador de aerossol.

[0029] A pasta pode compreender um número de componentes ou ingredientes diferentes. Esses componentes podem influenciar as pro- priedades da manta fundida de material que contém alcaloides. Um primeiro ingrediente é um material que contém alcaloides, por exem- plo, na forma de pó. Este material pode ser, por exemplo, uma mistura de tabaco em pó, que contém preferencialmente a maior parte do ta- baco presente na pasta. A mistura de tabaco em pó é a fonte da maio- ria do tabaco no material de tabaco homogeneizado e, portanto, dá o sabor ao produto final, por exemplo, a um artigo produtor de aerossol. Uma polpa de celulose contendo fibras de celulose é preferencialmen- te adicionada à pasta para aumentar a resistência à tração da manta de material alcaloide, agindo como um agente de fortalecimento. Pre- ferencialmente, é adicionado um aglutinante. Preferencialmente, é adi- cionado um formador de aerossol. O aglutinante e o formador de ae- rossol são preferencialmente adicionados a fim de aumentar as propri- edades de tração da folha homogeneizada e promover a formação de aerossol. Além disso, a fim de atingir uma certa viscosidade e umidade ideais para moldar a manta de material contendo alcaloides, água po- de ser adicionada à pasta. A pasta pode ser misturada a fim de torná- la a mais homogênea possível.

[0030] A quantidade de aglutinante adicionada à pasta pode estar compreendida entre cerca de 1 por cento e cerca de 5 por cento em peso seco da pasta. Mais preferencialmente, está compreendido entre cerca de 2 por cento e cerca de 4 por cento. O ligante usado na pasta pode ser qualquer uma das gomas ou pectinas descritas neste docu- mento. O aglutinante pode garantir que o pó de tabaco permaneça substancialmente disperso por toda a trama de tabaco homogeneiza-

do. Embora qualquer ligante possa ser usado, ligantes preferenciais são pectinas naturais, tais como pectinas de frutas, cítricas ou de ta- baco; gomas guar, tais como hidroxietil guar e hidroxipropil guar; go- mas de alfarroba, tais como goma de alfarroba de hidroxietil e hidroxi- propil; alginato; amidos, tais como amidos modificados ou derivados; celuloses, tais como metil, etil, etil-hidroximetil e carboximetilcelulose; goma de tamarindo; dextrano; pululano; farinha de konjac; goma xan- tana e similares. O ligante particularmente preferencial para uso na presente invenção é guar.

[0031] A introdução de fibras de celulose na pasta geralmente au- menta a resistência à tração da manta de material de tabaco, agindo como um agente de fortalecimento. Portanto, adicionar fibras de celu- lose pode aumentar a resiliência da rede de material de tabaco homo- geneizado. Fibras de celulose para incluir em uma pasta para material de tabaco homogeneizado são conhecidas na técnica e incluem, mas não estão limitadas a: fibras de madeira macia, fibras de madeira dura, fibras de juta, fibras de linho, fibras de tabaco e suas combinações. Além de polpação, as fibras de celulose adicionadas podem ser sub- metidas a processos adequados, tais como refinação, polpação mecâ- nica, polpação química, clareamento, polpação por sulfato e combina- ção destes. Fibras de celulose podem incluir materiais de caule de ta- baco, talos ou outro material da planta do tabaco. Preferencialmente, fibras de celulose, tais como fibras de madeira compreendem um bai- xo teor de lignina. Fibras alternativas, tais como fibras vegetais, podem ser usadas com as fibras acima mencionadas ou, alternativamente, in- cluindo cânhamo e bambu. O comprimento das fibras de celulose é vantajosamente entre cerca de 0,2 milímetros e cerca de 4 milímetros. Preferencialmente, o tamanho médio em peso das fibras de celulose é entre cerca de 1 milímetro e cerca de 3 milímetros. Além disso, prefe- rencialmente, a quantidade de fibras de celulose está compreendida entre cerca de 1 por cento e cerca de 7 por cento em peso seco com base no peso total da pasta (ou folha de tabaco homogeneizada).

[0032] Formadores de aerossol adequados para inclusão em pasta para material de tabaco homogeneizado são conhecidos na técnica e incluem, mas não estão limitados a: álcoois monohídricos como men- tol, álcoois poliídricos, tais como trietilenoglicol, 1,3-butanodiol e glice- rina; ésteres de álcoois poli-hídricos, tais como mono-, di- ou triacetato de glicerol; e ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- ou policarboxílicos, tais como dodecanodioato de dimetil e tetradecanodioato de dimetil.

[0033] Exemplos de formadores de aerossol preferidos são gliceri- na e propilenoglicol.

[0034] A pasta pode ter um teor de formador de aerossol superior a cerca de 5 por cento com base no peso seco. A pasta pode ter um teor de formador de aerossol entre cerca de 5 por cento e cerca de 30 por cento em peso com base no peso seco. Mais preferencialmente, o formador de aerossol está compreendido entre cerca de 10 por cento a cerca de 25 por cento do peso seco da pasta. Mais preferencialmente, o formador de aerossol está compreendido entre cerca de 15 por cento a cerca de 25 por cento do peso seco da pasta.

[0035] O aglutinante e as fibras de celulose são preferencialmente incluídos em uma razão de peso compreendida entre cerca de 1:7 e cerca de 5:1. Mais preferencialmente, o aglutinante e as fibras de celu- lose são incluídos em uma razão de peso compreendida entre cerca de 1:1 e cerca de 3:1.

[0036] O aglutinante e o formador de aerossol são preferencial- mente incluídos em uma razão de peso compreendida entre cerca de 1:30 e cerca de 1:1. Mais preferencialmente, o aglutinante e o forma- dor de aerossol estão incluídos em uma razão de peso compreendida entre cerca de 1:20 e cerca de 1:4.

[0037] Preferencialmente, o material contendo alcaloide é o taba-

co. O ligante e as partículas de tabaco são preferencialmente incluídos em uma proporção de peso compreendida entre cerca de 1:100 e cer- ca de 1:10. Mais preferencialmente, o aglutinante e as partículas de tabaco são incluídos em uma proporção de peso compreendida entre cerca de 1:50 e cerca de 1:15, ainda mais preferencialmente entre cerca de 1:30 e 1:20.

[0038] O formador de aerossol e as partículas de tabaco são pre- ferencialmente incluídos em uma proporção de peso compreendida entre cerca de 1:20 e cerca de 1:1. Mais preferencialmente, o formador de aerossol e as partículas de tabaco são incluídos em uma proporção de peso compreendida entre cerca de 1:6 e cerca de 1:2.

[0039] O formador de aerossol e as fibras de celulose são prefe- rencialmente incluídos em uma proporção de peso compreendida en- tre cerca de 1:1 e cerca de 30:1. Mais preferencialmente, o formador de aerossol e as fibras de celulose são incluídos em uma proporção de peso compreendida entre cerca de 5:1 e cerca de 15:1.

[0040] As fibras de celulose e as partículas de tabaco são prefe- rencialmente incluídas em uma proporção de peso compreendida en- tre cerca de 1:100 e cerca de 1:10. Mais preferencialmente, as fibras de celulose e as partículas de tabaco são preferencialmente incluídas em uma razão de peso compreendida entre cerca de 1:50 e cerca de 1:20.

[0041] A pasta é colocada inicialmente em um tanque, por exem- plo, o silo onde é formada, de onde é transferida para uma caixa de moldagem. Preferencialmente, a pasta é continuamente fornecida à caixa de moldagem enquanto a pasta é fundida sobre um suporte mó- vel por meio de um dispositivo de vazamento, tal como, por exemplo, uma lâmina de moldagem ou um rolo de moldagem para formar uma manta contínua de material contendo alcaloides. O tanque e a caixa de moldagem são, portanto, conectados de maneira fluida para permitir que a pasta flua de um para o outro. A conexão pode incluir tubulação adequada.

[0042] A caixa de moldagem é preferencialmente em forma de cai- xa e inclui preferencialmente paredes laterais. A caixa pode ser aberta na parte superior ou pode incluir uma tampa ou uma parede superior. Além disso, a caixa de moldagem pode incluir uma parede inferior com uma abertura ou pode ser aberta na parte inferior.

[0043] De acordo com a invenção, um pistão está localizado no tanque, por exemplo, acima de uma superfície superior da pasta no tanque. O pistão é usado para pressionar a pasta para fora do tanque na rede de tubulação que leva à caixa de moldagem da linha de pro- dução. Os movimentos do pistão empurram a pasta para fora do tan- que, comprimindo-a. Os movimentos do pistão podem incluir movimen- tos verticais. Este é um sistema acionado por pressão diferente do sis- tema acionado por fluxo normal que usa a bomba. O sistema acionado por pressão evita ou minimiza quedas de pressão, pois controla a pressão aplicada, e assim permite um melhor controle da pressão da polpa dentro da caixa de moldagem de destino. Além disso, pode ocor- rer menos perda de energia na rede de tubulação do que no sistema acionado por fluxo.

[0044] Preferencialmente, o método da invenção inclui uma etapa de monitoramento da pressão dentro da caixa de moldagem. Vantajo- samente, um sensor de pressão é usado na caixa de moldagem.

[0045] Mais preferencialmente, o método da invenção inclui a mu- dança de uma pressão aplicada pelo pistão à pasta com base na pres- são medida dentro da caixa de moldagem. Vantajosamente, a pressão exercida pelo pistão na pasta é ajustada de acordo com os sensores de pressão lendo a pressão dentro das caixas de moldagem, de modo que haja um circuito de regulação de pressão cujo objetivo é manter a pressão na caixa de moldagem dentro de uma faixa predeterminada.

[0046] Preferencialmente, a etapa de empurrar a pasta no tanque pelo pistão a fim de transferir a pasta do tanque para a caixa de vaza- mento termina quando uma pressão relativa dentro da caixa de mol- dagem está compreendida entre cerca de 0,1 bar e cerca de 2 bar. De fato, a pressão alvo dentro das caixas de moldagem está vantajosa- mente dentro da faixa entre cerca de 0,1 e cerca de 2 bar (barras rela- tivas). Este é um intervalo preferencial porque abaixo de 0,1 bar, a pressão pode não ser suficiente para tirar a pasta viscosa da caixa de moldagem. Além disso, acima de 2 bar a queda de pressão no apare- lho pode ser significativamente aumentada, levando a um aumento do desgaste dos tubos ou da unidade de moldagem (isto é, caixa de mol- dagem e dispositivo de moldagem).

[0047] Em uma modalidade preferencial, a manta de material con- tendo alcaloides é uma folha de tabaco homogeneizada.

[0048] A invenção também se refere a um aparelho para moldar uma manta de um material contendo alcaloides, o aparelho compreen- dendo: um tanque adaptado para conter pasta; um pistão móvel adap- tado para exercer uma determinada pressão na pasta, o pistão móvel sendo posicionado no tanque; uma caixa de moldagem em comunica- ção de fluido com o tanque, a caixa de moldagem sendo adaptada pa- ra conter pasta recebida do tanque e para moldá-la; e um suporte mó- vel adaptado para receber a pasta fundida da caixa de moldagem.

[0049] Vantajosamente, o método da invenção pode ser realizado pelo aparelho da invenção, incluindo o pistão móvel posicionado no tanque. De fato, um "sistema acionado por pressão" é substancialmen- te definido, o que é diferente do "sistema acionado por fluxo" incluindo uma bomba e tem as mesmas vantagens mencionadas acima de acordo com o primeiro aspecto.

[0050] O tanque adaptado para conter a pasta é preferencialmente o tanque onde a pasta é armazenada antes de ser enviada para a cai-

xa de moldagem das linhas de produção, de modo que poderia ser onde a pasta é fabricada ou para onde ela é transferida após ser fabri- cada. O tanque pode fornecer uma única caixa de moldagem ou mais de uma caixa de moldagem.

[0051] Preferencialmente, o tanque tem uma forma substancial- mente cilíndrica e tem um diâmetro relativamente grande, por exemplo igual ou maior do que 1 metro.

[0052] Preferencialmente, a caixa de revestimento forma um en- voltório pressurizado. Por exemplo, a caixa de moldagem pode ser fe- chada. Por exemplo, a caixa de moldagem pode incluir uma tampa. Preferencialmente, um controle sobre a pressão dentro da caixa de moldagem pode ser feito, de modo que o fluxo de pasta para fora da caixa de moldagem seja adicionalmente controlado por meio de ação ao nível da pressão interna da caixa de moldagem.

[0053] Vantajosamente, a caixa de moldagem servida pelo tanque é hermética, de modo que a pressão gerada pelo pistão no tanque es- tá diretamente ligada à pressão da pasta na caixa de moldagem, per- mitindo um bom controle da pressão da pasta durante a moldagem. Desta forma, pode ser obtida uma moldagem muito homogênea.

[0054] O tanque pode ser conectado de maneira fluida a uma úni- ca caixa de moldagem ou a uma pluralidade de caixas de moldagem.

[0055] Preferencialmente, o aparelho da invenção inclui um sensor de pressão adaptado para medir a pressão dentro da caixa de molda- gem. Vantajosamente, a pressão exercida pelo pistão na pasta é ajus- tada de acordo com os sensores de pressão lendo a pressão dentro das caixas de moldagem, de modo que haja um circuito de regulação de pressão cujo objetivo é manter a pressão na caixa de moldagem dentro de uma faixa predeterminada. Em particular, cada caixa de moldagem servida pelo tanque tem pelo menos um sensor de pressão cuja leitura é usada para comandar a força de acionamento que em-

purra o pistão para dentro do tanque e gerando a pressão empurrando a pasta do tanque para as caixas de moldagem. Este circuito de con- trole de pressão permite um controle preciso da pressão da pasta den- tro da caixa de moldagem.

[0056] Preferencialmente, o aparelho da invenção inclui uma lâmi- na de moldagem adaptada para moldar a pasta contida na caixa de moldagem sobre o suporte móvel de modo a formar a manta moldada do material contendo alcaloides. Vantajosamente, a pasta é distribuída no suporte móvel através de uma lacuna que é formada entre a lâmina de moldagem e o suporte móvel. A lâmina de reconstituição é usada para formar uma trama de pasta que tem uma espessura substancial- mente uniforme no suporte móvel. A distância entre a lâmina e o su- porte, ou seja, a dimensão da brecha, determina - entre outros - a es- pessura da manta fundida da pasta.

[0057] Preferencialmente, uma distância média entre a referida lâmina de moldagem e o referido suporte móvel é compreendida entre cerca de 0,1 milímetros e cerca de 2 milímetros, mais preferencialmen- te, a distância média entre a referida lâmina de moldagem e o referido suporte está compreendida entre cerca de 0,2 milímetros e cerca de 1,5 milímetros, ainda mais preferencialmente entre cerca de 0,5 milí- metros e cerca de 1 milímetro. A espessura da manta fundida de um material contendo alcaloides é muito relevante para a qualidade e con- sistência do produto acabado. É desejado que a espessura é homogê- nea, isto é, livre de quaisquer protuberâncias, aglomerados, fibras e partículas grandes. A brecha criada entre a lâmina e o suporte garante que a pasta seja fundida em uma manta contínua de espessura uni- forme.

[0058] Em uma modalidade preferencial, o aparelho da invenção inclui um tubo que liga o tanque à caixa de moldagem. Preferencial- mente, o tanque está em comunicação de fluido com uma pluralidade de caixas de moldagem. Vantajosamente, o pistão pressiona a pasta para fora do tanque na rede de tubulação que leva às caixas de mol- dagem das linhas de produção.

[0059] Em uma modalidade preferencial, o pistão móvel é atuado por uma prensa hidráulica ou um parafuso elétrico. Desta forma, a pressão na caixa de moldagem pode ser facilmente controlada.

[0060] Em uma modalidade preferencial, a superfície interna do tanque tem uma rugosidade Ra inferior a cerca de 0,8 mícron. Vantajo- samente, tal rugosidade Ra garante um correto deslizamento do pistão ao longo da superfície interna do tanque.

[0061] Preferencialmente, o aparelho da invenção inclui uma uni- dade de controle em comunicação de sinal com o sensor de pressão, em que a unidade de controle é adaptada para comandar um atuador para acionar o pistão móvel em resposta a um sinal recebido dos refe- ridos sensores de pressão, a fim de realizar um ciclo de realimentação para variar a pressão dentro da caixa de moldagem em resposta ao re- ferido sinal. Um ciclo de realimentação é implementado, a fim de man- ter a pressão da caixa de moldagem substancialmente constante ou dentro de uma faixa desejada. A presença de defeitos, por exemplo de arrasto, e suas localizações, que podem ser identificados pelo(s) sen- sor(es) presente(s) no aparelho de moldagem, bem como uma falta de homogeneidade na espessura da manta de material de tabaco homo- geneizado, que também pode ser revelado pelos sensores, indica im- plicitamente a presença de condições de moldagem não ideais. Essas condições de moldagem não ideais podem ser devido a vários fatores. Portanto, vantajosamente, uma pluralidade de sensores é usada a fim de obter valores de parâmetros que desempenham um papel no pro- cesso de moldagem. Estes valores podem então, por sua vez, ser ajustados com os ciclos de realimentação, por exemplo, quando as condições da reconstituição fariam com que a produção da rede re-

constituída estivesse fora das especificações desejadas. O apareci- mento de defeitos ou não uniformidades, ou a mudança de um parâ- metro fora de uma faixa pré-definida padrão é detectada por um ou mais sensores e um sinal correspondente é enviado para a unidade de controle central.

[0062] Em uma modalidade preferencial, o pistão móvel tem um diâmetro compreendido entre cerca de 1 centímetro e cerca de 90 cen- tímetros, mais preferencialmente entre cerca de 5 centímetros e cerca de 15 centímetros. Em outra modalidade, o pistão móvel tem um diâ- metro preferencialmente compreendido entre cerca de 50 centímetros e cerca de 3 metros.

[0063] A invenção também pode se referir a um método para mol- dar uma manta de um material, incluindo as etapas de: fornecer um pistão a um tanque; encher o tanque com pasta; fornecer uma caixa de moldagem conectada hidraulicamente ao tanque; empurrar a pasta no tanque por meio do pistão, a fim de transferir a pasta do tanque pa- ra a caixa de vazamento; e fundir a pasta da caixa de moldagem para obter a manta de um material.

[0064] A invenção também pode se referir a um aparelho para lan- çar uma manta de um material, o aparelho compreendendo: um tan- que adaptado para conter pasta; um pistão móvel adaptado para exer- cer uma determinada pressão na pasta, o pistão móvel sendo posicio- nado no tanque; uma caixa de moldagem em comunicação de fluido com o tanque, a caixa de moldagem sendo adaptada para conter pas- ta recebida do tanque e para moldá-la; e um suporte móvel adaptado para receber a pasta fundida da caixa de moldagem.

[0065] Outras características e vantagens da invenção se tornarão aparentes a partir da descrição detalhada da mesma com referência não limitativa ao desenho anexo, em que a figura 1 é uma vista lateral esquemática de um aparelho para a produção de um material de taba-

co homogeneizado, incluindo um aparelho para fundir uma manta de um material contendo alcaloides de acordo com a invenção.

[0066] Com referência inicial à figura 1, um aparelho para a produ- ção de uma manta de material contendo alcaloides, de acordo com a presente invenção, é representado e indicado com o número de refe- rência 10.

[0067] O aparelho 10 para a produção de uma manta de material contendo alcaloides, em particular, uma manta 11 de material de taba- co homogeneizado, preferencialmente folha de tabaco homogeneiza- do, inclui um aparelho de moldagem 20 realizado de acordo com a presente invenção e ainda preferivelmente também um aparelho de secagem 30 posicionado a jusante do aparelho de moldagem 20 na di- reção do movimento da manta 11 de material de tabaco homogenei- zado.

[0068] O aparelho de moldagem 20 compreende um tanque 22 adaptado para conter pasta, por exemplo, um tampão de pasta, uma caixa de moldagem 24 em comunicação de fluido com o tanque 22 e um suporte móvel 26 adaptado para receber a pasta fundida da caixa de moldagem 24.

[0069] O aparelho 20 inclui um tubo 28 conectando o tanque 22 à caixa de moldagem 24.

[0070] Em geral, o tanque 22 está em comunicação de fluido com uma pluralidade de caixas de moldagem 24 (apenas uma visível na fi- gura 1) através de uma pluralidade de respectivos tubos 28 (apenas um íon visível na figura 1), que formam uma rede de tubulação.

[0071] Um pistão móvel 23 está posicionado no tanque 22, prefe- rencialmente no topo do tanque 24 e pode deslizar nele, e está adap- tado para exercer uma dada pressão na pasta. O pistão 23 pressiona a pasta para fora do tanque 22 no tubo 28 que conduz à caixa de mol- dagem 24 da linha de produção.

[0072] A caixa de moldagem 24 é adaptada para conter a pasta recebida do tanque 22 e para moldá-la.

[0073] A caixa de moldagem 24 forma um invólucro pressurizado. O aparelho 20 inclui um sensor de pressão 25 adaptado para medir uma pressão dentro da caixa de moldagem 24.

[0074] A caixa de moldagem 24 servida pelo tanque 22 é herméti- ca e contém apenas pasta, de modo que a pressão gerada pelo pistão 23 no tanque 22 está diretamente ligada à pressão da pasta na caixa de moldagem 24, permitindo ter um grande controle sobre a pressão da pasta durante a moldagem, de forma a obter uma moldagem bas- tante homogênea.

[0075] O tanque 22 tem uma forma substancialmente cilíndrica e tem um diâmetro relativamente grande. O pistão móvel 23 tem um di- âmetro que corresponde substancialmente ao diâmetro interno do tan- que 22. O diâmetro do pistão 23 está preferencialmente compreendido entre cerca de 50 centímetros e cerca de 3 metros.

[0076] A superfície interna 122 do tanque 22 tem uma rugosidade Ra inferior a cerca de 0,8 mícron. Essa aspereza R a garante um desli- zamento correto do pistão 23 ao longo da superfície interna 122 do tanque 22.

[0077] O pistão móvel 23 é acionado por uma prensa hidráulica 123 ou um parafuso elétrico.

[0078] A caixa de moldagem 24 pode ter qualquer forma geométri- ca, por exemplo, substancialmente um prisma. A caixa de moldagem tem uma abertura 124 em correspondência com seu fundo e a abertu- ra 124 se estende ao longo de uma largura da caixa de moldagem 24. O aparelho 20 inclui uma lâmina de moldagem 29 adaptada para mol- dar a pasta contida na caixa de moldagem 24 sobre o suporte móvel 26 de modo a formar a manta moldada 11 de material de tabaco ho- mogeneizado. A lâmina de moldagem 29 é fixada na caixa de molda-

gem 24.

[0079] A lâmina de moldagem 29 tem uma dimensão principal que é a sua largura e é fixada à caixa de moldagem 24 em ou na proximi- dade da sua abertura 124 no fundo. Preferencialmente, a largura longi- tudinal da lâmina de moldagem 29 está entre cerca de 100 mm e cerca de 3000 mm dependendo da largura desejada da manta moldada 11 de pasta.

[0080] A lâmina de moldagem 29 é fixada à caixa de moldagem 24, preferencialmente por meio de uma placa ajustável (não visível no desenho) que permite um controle preciso da posição da lâmina de moldagem 29. A placa ajustável inclui uma pluralidade de elementos de ajuste para ajustar uma lacuna entre a lâmina 29 e o suporte 26. A caixa de moldagem 24 e a lâmina de moldagem 29 são montadas acima de um tambor principal 126 que gira o suporte móvel 26.

[0081] A pasta é distribuída no suporte móvel 26 através de um in- tervalo que é formado entre a lâmina de moldagem 29 e o suporte mó- vel 26, cujas dimensões determinam - entre outras - a espessura da manta moldada 11 de material de tabaco homogeneizado. A lâmina de moldagem 29 é usada para formar uma manta moldada 11 de pasta que tem uma espessura substancialmente uniforme no suporte móvel.

[0082] A dimensão da brecha é controlada controlando-se a posi- ção da lâmina de moldagem 29 por meio da placa ajustável que inclui os elementos de ajuste distribuídos ao longo de sua largura.

[0083] Preferencialmente, a largura da brecha está compreendida entre cerca de 0,1 mm e cerca de 2 mm, e mais preferencialmente en- tre cerca de 0,2 mm e cerca de 1,5 mm.

[0084] O suporte móvel 26 compreende, por exemplo, uma correia contínua de aço inoxidável que compreende um conjunto de tambor. O conjunto de tambor inclui um tambor principal 126 localizado abaixo da caixa de moldagem 24 que move o suporte móvel 26. Preferencial-

mente, a caixa de moldagem 24 é montada no topo do tambor princi- pal 126.

[0085] O aparelho 20 inclui ainda uma unidade de controle 50 em comunicação de sinal com o sensor de pressão 25, em que a unidade de controle 50 está adaptada para comandar a prensa hidráulica 123 para acionar o pistão móvel 23 em resposta a um sinal recebido do sensor de pressão 25, a fim de realizar um circuito de realimentação para variar a pressão, que é detectada pelo sensor de pressão 25, dentro da caixa de moldagem 24 em resposta ao sinal.

[0086] Além disso, a unidade de controle 50 está, preferencialmen- te, também em comunicação de sinal com outros sensores (não repre- sentados nos desenhos), por exemplo, um ou mais dentre: um sensor para identificar arrastadores na manta moldada 11 no suporte móvel 26; um sensor para determinar a umidade da manta moldada 11 no suporte móvel 26; um sensor para medir a espessura ou variações na espessura da manta moldada 11 no suporte móvel 26; um sensor para medir a viscosidade da pasta na caixa de moldagem 24; um sensor para medir a temperatura da pasta na caixa de moldagem 24; um sen- sor para detectar a posição de defeitos na manta moldada 11 no su- porte móvel 26; um sensor para detectar a densidade da pasta na cai- xa de moldagem 24; e combinações de dois ou mais dos sensores acima.

[0087] Preferencialmente, todos os sensores enviam sinais relati- vos aos seus respectivos parâmetros a serem medidos (pressão, tem- peratura, nível de pasta de umidade, defeitos e assim por diante) para a unidade de controle 50. A unidade de controle é preferencialmente conectada eletricamente a um, a alguns ou a todos os atuadores de pistão (prensa hidráulica 123 ou parafuso elétrico), outros atuadores, motores ou a outros circuitos no aparelho de moldagem 20. No caso da manta moldada 11 revelar defeitos ou inomogeneidade ou as ca-

racterísticas da manta moldada 11 estarem fora de uma faixa predefi- nida, a unidade de controle pode instruir mudanças nos parâmetros do processo e, assim, influenciar as características da pasta ou os parâ- metros da moldagem. Estes parâmetros de processo podem ser, por exemplo, a dimensão da brecha entre a lâmina de moldagem 29 e o suporte 26 ou a pressão na caixa de moldagem 24. Por exemplo, um circuito de realimentação para os atuadores da lâmina de moldagem 29 está presente para ajustar a espessura da manta moldada 11.

[0088] O aparelho de secagem 30 inclui uma pluralidade de zonas de secagem individuais. Cada zona de secagem inclui, preferencial- mente, aquecimento por vapor no lado inferior do suporte móvel 26 e ar aquecido acima do suporte móvel 26 e, preferencialmente, também controle de ar de exaustão ajustável. Dentro do aparelho de secagem 30, a manta de tabaco homogeneizada 11 é seca até a umidade final desejada no suporte móvel 26. A manta 11 de material de tabaco ho- mogeneizado entra no aparelho de secagem 30 com uma espessura 40 e sai do aparelho de secagem 30 com uma espessura reduzida 42.

[0089] O funcionamento do aparelho 10, incluindo o aparelho de moldagem 20, é o seguinte. A pasta, formada preferencialmente por mistura e combinação de pó de tabaco e outros ingredientes, é preen- chida no tanque 22, que é fornecido com o pistão 23.

[0090] A pasta é transferida do tanque 22 para uma ou mais cai- xa(s) de moldagem 24, que estão fluidamente conectadas ao tanque 22 através dos respectivos tubos 28.

[0091] A pasta no tanque 22 é empurrada por meio do pistão 23, a fim de transferir a pasta do tanque 22 para a caixa de moldagem 24 ou para aplicar uma dada pressão à pasta na caixa de moldagem 24.

[0092] A pasta é moldada da caixa de fundição 24 para obter a manta 11 de material de tabaco homogeneizado.

[0093] A etapa de moldagem da pasta em uma manta 11 de es-

pessura de película homogênea e uniforme é realizada no suporte mó- vel 26, incluindo, por exemplo, a correia de aço inoxidável.

[0094] O sensor de pressão 25 é fornecido na caixa de moldagem 24 e é usado para monitorar a pressão dentro da caixa de moldagem

24. A pressão exercida pelo pistão 23 na pasta no tanque 22 é ajusta- da de acordo com o sensor de pressão 25 lendo a pressão dentro das caixas de moldagem 24, de modo que haja um circuito de regulação de pressão 21 cujo objetivo é manter a pressão na caixa de moldagem 24 dentro de um intervalo predeterminado. Em particular, a leitura do sensor de pressão 25 é usada para comandar a força de atuação em- purrando o pistão 23 para dentro do tanque 22 e gerando a pressão para empurrar a pasta do tanque 22 para a caixa de moldagem 24. Es- te circuito de regulação de pressão 21 permite ter um controle preciso sobre a pressão da pasta dentro da caixa de moldagem 24.

[0095] A etapa de empurrar a pasta no tanque 22 pelo pistão 23 termina quando uma pressão relativa dentro da caixa de moldagem 24 está compreendida entre cerca de 0,1 bar e cerca de 2 bar (bar relati- vo).

[0096] A espessura da manta 11 de material de tabaco homoge- neizado e a gramagem da mesma é, preferencialmente, continuamen- te monitorada e controlada por retroalimentação usando um dispositivo de medição de pasta. A moldagem é realizada por meio da lâmina de moldagem 29 formando uma brecha com o suporte móvel 26, em que essa brecha também pode ser controlada por retroalimentação. A for- ma da lâmina de moldagem 29 permite a formação reproduzível de uma manta substancialmente uniforme 11 de material de tabaco ho- mogeneizado.

[0097] Além disso, a manta moldada 11 passa por uma etapa de secagem por meio do aparelho de secagem 30. A etapa de secagem inclui, preferencialmente, uma secagem uniforme e suave da manta moldada 11 em um secador de cinta de aço inoxidável sem fim com zonas individualmente controláveis. Durante a secagem, uma etapa de monitoramento da temperatura da manta moldada 11 em cada zona de secagem para assegurar um perfil de secagem suave em cada zo- na de secagem é preferencialmente realizada. A manta moldada 11 é seca até uma desejada umidade final na correia de aço inoxidável do suporte móvel 26 preferencialmente com uma panela de vapor aqueci- da a partir do fundo e com a secagem ao ar superior. Cada zona de secagem é equipada com fluxo de vapor e controle de pressão para que a temperatura do ar e o fluxo de ar sejam totalmente ajustáveis para fornecer o perfil de secagem desejado e para garantir que o tem- po de residência do produto seja respeitado.

[0098] Preferencialmente, no final da etapa de moldagem e da etapa de secagem, a manta de material de tabaco homogeneizado 11 é removida do suporte móvel 26. A aplicação da manta moldada 11 após a estação de secagem com o teor de umidade correto é prefe- rencialmente realizada. A manta moldada 11 passa, preferencialmen- te, por um processo de secagem secundário para remover o teor de umidade adicional da manta 11 para atingir a umidade alvo ou especi- ficação. Preferencialmente, nesta etapa de secagem secundária, a manta moldada 11 é colocada sobre um arame, de modo que a umi- dade possa ser facilmente removida de ambas as superfícies da man- ta 11. Após a(s) etapa(s) de secagem, a manta moldada 11 é prefe- rencialmente enrolada em uma ou mais bobinas em uma etapa de en- rolamento.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES

1. Método para moldar uma manta de um material contendo alcaloides, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: fornecer um tanque com um pistão; encher o tanque com pasta; fornecer uma caixa de moldagem conectada hidraulicamente ao tanque; empurrar a pasta no tanque por meio do pistão, a fim de transfe- rir a pasta do tanque para a caixa de moldagem; e moldar a pasta da caixa de moldagem para obter a manta de um material que contém alcaloides.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de monitoramento de uma pres- são no interior da caixa de moldagem.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri- zado pelo fato de que compreende a mudança de uma pressão aplica- da pelo pistão à pasta no tanque na etapa de empurrar com base na pressão medida dentro da caixa de moldagem.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa de empurrar a pasta no tanque pelo pistão, a fim de transferir a pasta do tanque para a caixa de moldagem termina quando uma pressão relativa dentro da caixa de moldagem está compreendida entre cerca de 0,1 bar e cerca de 2 bar.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a manta de material con- tendo alcaloides é uma folha de tabaco homogeneizada.

6. Aparelho para moldar uma manta de um material con- tendo alcaloides, caracterizado pelo fato de que o aparelho compreen- de:

um tanque adaptado para conter pasta; um pistão móvel adaptado para exercer uma determinada pres- são na pasta, o pistão móvel sendo posicionado no tanque; uma caixa de moldagem em comunicação de fluido com o tan- que, a caixa de moldagem sendo adaptada para conter pasta recebida do tanque e para moldá-la; e um suporte móvel adaptado para receber a pasta moldada da caixa de moldagem.

7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a caixa de moldagem forma um invólucro pressuriza- do.

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracte- rizado pelo fato de que compreende um sensor de pressão adaptado para medir uma pressão dentro da caixa de moldagem.

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma lâmina de moldagem adaptada para fundir a pasta contida na caixa de moldagem sobre o suporte móvel de modo a formar a manta moldada do material contendo alcaloides.

10. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende um tubo que conecta o tanque à caixa de moldagem.

11. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 10, caracterizado pelo fato de que o tanque está em comuni- cação de fluido com uma pluralidade de caixas de moldagem.

12. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 11, caracterizado pelo fato de que o pistão móvel é acionado por uma prensa hidráulica ou um parafuso elétrico.

13. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 12, caracterizado pelo fato de que a superfície interna do tan-

que tem uma rugosidade Ra inferior a cerca de 0,8 mícron.

14. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 13, quando dependendo da reivindicação 8, incluindo uma unidade de controle em comunicação de sinal com o sensor de pres- são, caracterizado pelo fato de que a unidade de controle está adapta- da para comandar um atuador para acionar o pistão móvel em respos- ta a um sinal recebido dos referidos sensores de pressão, a fim de rea- lizar um ciclo de realimentação para variar a pressão dentro da caixa de moldagem em resposta ao referido sinal.

15. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 6 a 14, caracterizado pelo fato de que o pistão móvel tem um di- âmetro compreendido entre cerca de 1 centímetro e cerca de 3 me- tros.