用于生产含有生物碱的材料的片材的方法与流程

本发明涉及用于生产含有生物碱的材料的片材的方法。特别地，本发明涉及用于生产用于气溶胶生成制品(诸如香烟或“加热不燃烧”型含生物碱的产品)中的材料的片材的方法。

背景技术：

当今，在制造除烟草叶外的烟草产品时，也使用均质化烟草材料。这种均质化烟草材料通常由例如烟草梗或烟草尘等不大适合生产切丝填料的烟草植物部分制造。通常，烟草尘是在制造期间处理烟草叶的过程中作为副产品而产生。

均质化烟草材料最常使用的形式是再生烟草片材和流延叶。用以形成均质化烟草材料片材的工艺通常包括将烟草尘与粘合剂混合以形成浆料的步骤。接着使用浆料形成烟草幅板，例如通过将粘稠的浆料浇注于移动的金属带上以产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低黏度和高含水量的浆料在类似造纸的工艺中产生再生烟草。在制备后，可以类似方式将均质化烟草幅材切割成全叶烟草，以生产适于香烟和其它吸烟制品的烟草切丝填料。用于制造这类均质化烟草的工艺例如在欧洲专利ep0565360中公开。

在上述过程中，将浆料流延在诸如移动带的基材上，然后对其进行加热以便获得材料的片材，该材料的片材可被进一步处理以获得用于气溶胶生成制品的组分。其上具有流延片材的移动带在长“干燥器”内部移动，其中温度被控制以逐渐加热和干燥片材。为了干燥流延片材，干燥器通常朝向片材的顶表面喷射热空气流，并朝向钢带的底表面喷射蒸汽以加热钢带的底表面。沉积在带上的浆料以基本上液体形式进入干燥器，在干燥器内部被干燥和加热，并且以基本上固体形式作为连续流延片材离开。

上述干燥过程需要大量能量来加热和干燥片材。该热量的一部分有效地传递到片材并对其进行干燥(蒸发潜热)。当热的干燥空气和蒸汽经由干燥器的排放物排出时，一些附加热量保持在该热的干燥空气和蒸汽中，或者在片材已从加热的移动金属带移除之后，一些附加热量保留在该加热的移动金属带中。

此外，在该干燥过程期间，存在于片材中的一些香料和生物碱被蒸发的水捕获，然后被蒸气从干燥片材带走。

期望增加干燥阶段的效率。因此，需要制备含有生物碱的材料的片材的新方法，该材料的片材优选但不一定用于“加热不燃烧”型的加热的气溶胶生成制品中，该方法适于干燥过程的上述加热特性。

技术实现要素：

本发明涉及生产含有生物碱的材料的片材的方法，该方法包括：将含有生物碱的材料的颗粒、粘合剂、气溶胶形成剂和水混合以形成浆料；流延浆料以形成流延片材；通过加热的流体干燥流延片材；以及从干燥期间产生的排放物中回收热量。

将含有包括生物碱的材料的浆料流延在例如支撑件上。在干燥器中使用加热流体将所得的流延片材干燥，该加热流体与流延片材交换热量。加热流体可加热并干燥片材。在该干燥过程期间，产生排放物。根据本发明，排放物被收集并且从其中回收热量。这样，原本浪费在排放物中的热量例如在生产片材的相同过程中可被重复使用。

如本文所用，术语“片材”表示宽度和长度大大大于其厚度的层状元件。含有生物碱的材料的片材的宽度优选地大于约10毫米，更优选地大于约20毫米或约30毫米。甚至更优选地，含有生物碱的材料的片材的宽度包含在约60毫米和约2500毫米之间。含有生物碱的材料的片材的厚度优选地包含在约50微米和约300微米之间，更优选地，片材的厚度包含在约100微米和约250微米之间，甚至更优选地在约130微米和220微米之间。在本文中，连续“片材(sheet)”称为“幅材(web)”。

如本文所用，术语“流延刮刀”表示纵向成形的元件，其沿着其纵向延伸部的主要部分可以具有基本恒定的横截面。它示出了至少一个边缘，所述边缘旨在与将受所述边缘影响的糊状、粘性或液体状物质(例如浆料)接触。所述边缘可以具有锋利且刀状的边缘。替代地，它可以具有矩形或圆形边缘。

如本文所用，术语“可移动支撑件”表示包括可在至少一个纵向方向上移动的表面的任何装置。可移动支撑件可形成闭环，以便在一个方向上提供不间断的传输。可移动支撑件可包括传送带。可移动支撑件可以基本上是平的，并且可以示出结构化或非结构化表面。可移动支撑件可在其表面上没有开口，或者可包括孔口，该孔口的大小优选地使其对于沉积在其上的浆料是不可渗透的。可移动支撑件可以包括片状可移动和可弯曲的带。带可以由金属材料，包括但不限于钢、铜、铁合金和铜合金，或橡胶材料制成。该带可由耐热材料制成，使得其可被加热以加速浆料的干燥过程。

如本文所用，术语“浆料”表示液体状、粘性或糊状材料，其可包括不同液体状、粘性或糊状材料的乳液，并且其可包含一定量的固态颗粒，前提条件是浆料仍显示出液体状、粘性或糊状行为。

“含有生物碱的材料”是含有一种或多种生物碱的材料。生物碱可包括尼古丁。尼古丁可存在于例如烟草中。

生物碱是一组天然存在的化合物，主要含有碱性氮原子。该组还包括一些具有中性甚至弱酸性的相关化合物。一些具有类似结构的合成化合物也称为生物碱。除碳、氢和氮之外，生物碱也可以含有氧、硫，以及更罕见地，其他元素，例如氯、溴和磷。

生物碱由包括细菌、真菌、植物和动物的多种生物体产生。它们可以通过酸碱提取而从这些生物体的粗提取物中得以纯化。咖啡因、尼古丁、可可碱、阿托品、筒箭毒碱是生物碱的实例。

优选地，含有生物碱的材料包括均质化烟草材料。因此，在这种情况下，生物碱是尼古丁。如本文中所使用，术语“均质化烟草材料”表示通过聚结颗粒烟草形成的材料，其含有生物碱尼古丁。

均质化烟草材料最常使用的形式是再生烟草片材和流延叶(castleaf)。用以形成均质化烟草材料片材的工艺通常包括将烟草尘与粘合剂混合以形成浆料的步骤。浆料然后用于产生烟草幅材。举例来说，通过将粘性浆料流延到移动金属带上来产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低黏度和高含水量的浆料在类似造纸的工艺中产生再生烟草。

烟草的片材材料可以被称作再生片材材料并且使用颗粒烟草(例如，再生烟草)或烟草颗粒混合物、保湿剂和水性溶剂以形成烟草组合物而形成。可以接着流延、挤出、辊压或按压此烟草组合物以从烟草组合物形成片材材料。烟草的片材可以利用以下工艺形成：湿式工艺，其中碎烟用于制造纸类材料；或流延叶工艺，其中将碎烟与粘合剂材料混合在一起且流延到移动带上以形成片材。

均质化烟草片材除烟草以外通常优选地包括粘合剂。均质化烟草片材通常优选地包括气溶胶形成剂，诸如瓜尔胶和丙三醇。

术语“气溶胶形成基材”是指能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物的基材。通常，气溶胶形成基材在加热时释放挥发性化合物。气溶胶形成基材可包括含有生物碱的材料，该材料包含挥发性生物碱风味化合物，该挥发性生物碱香料化合物在加热时从气溶胶形成基材释放。气溶胶形成基材可包括均质化材料。

为了形成含有生物碱的材料的片材，形成浆料。

浆料可包括多种不同组分或成分。这些组分可能影响含有生物碱的材料的流延片材的性质。第一成分是含有例如以粉末形式的生物碱的材料。此材料可以是例如烟草粉末掺合物，其优选地含有浆料中存在的大部分烟草。烟草粉末掺合物是均质化烟草材料中大部分烟草的来源，并且因此赋予最终产品风味，例如赋予通过加热均质化烟草材料而产生的气溶胶风味。

优选地，含有生物碱的材料的粉末的大小在约0.03毫米和约0.12毫米之间。对于含有生物碱的材料的颗粒或粉末的大小，意指dv95大小。上面列出的值中的每个值指示粒度的dv95。dv95中的“v”意指考虑了体积分布。体积分布的使用引入了等效球体的概念。等效球体是在我们正在测量的性质上等于真实颗粒的球体。因此，对于光散射方法，它是将产生与真实颗粒相同的散射强度的球体。这基本上是具有相同体积的颗粒的球体。另外，dv95中的“95”意指其中百分之九十五的分布具有较小粒度并且百分之五的分布具有较大粒度的直径。因此，粒度是根据体积分布的大小，其中95％的颗粒具有小于所述值的直径(具有基本上相同体积的颗粒的对应球体的直径)。60微米的粒度意指95％的颗粒具有小于60微米的直径，其中直径是具有与颗粒对应的体积的球体的直径。

使用horibala950或la960粒度分布分析仪测量颗粒的dv95大小。horibala-960粒度分析仪使用激光衍射方法来测量粒度分布。该技术使用第一原理，使用从颗粒散射(边缘衍射)并穿过颗粒(二次散射折射)的光来计算大小。la-960结合了mie散射理论。

可以将粘合剂添加到浆料中以增强均质化片材的拉伸特性。可以将气溶胶形成剂添加到浆料中，以促进气溶胶的形成。另外，为了达到对于流延含有生物碱的材料的幅材来说最优的特定粘度和湿度，可将水添加到浆料中。

可以将以所述浆料的干重计介于约1％与约5％之间的量的所述粘合剂添加到所述浆料。更优选地，其介于约2％与约4％之间。浆料中使用的粘合剂可以是本文所述的胶或果胶中的任一种。粘合剂可以确保含有生物碱的材料(诸如烟草)的粉末在整个均质化烟草幅材中保持基本上分散。尽管可以使用任何粘合剂，但是优选的粘合剂是天然果胶(诸如水果、柑桔或烟草果胶)，瓜尔胶(诸如羟乙基瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶)，刺槐豆胶(诸如羟乙基和羟丙基刺槐豆胶)，海藻酸盐，淀粉(诸如改性或衍生淀粉)，纤维素(诸如甲基、乙基、乙基羟甲基和羧甲基纤维素)，罗望子胶，右旋糖酐，普鲁兰多糖，魔芋粉，黄原胶等。用于本发明的特别优选的粘合剂是瓜耳胶。

用于包含在含有生物碱的材料的浆料中的合适的气溶胶形成剂在本领域中是已知的，并且包括但不限于：一元醇(诸如薄荷醇)、多元醇(诸如三甘醇、1,3-丁二醇和甘油)、多元醇的酯(诸如甘油单、二或三乙酸酯)，以及一元、二元或多元羧酸的脂肪酸酯(诸如二甲基十二烷二酸酯和二甲基十四烷二酸酯)。

优选的气溶胶形成剂的示例是甘油和丙二醇。

浆料可以具有以干重计大于约5％的气溶胶形成剂含量。浆料可以具有以干重计在5％与30％之间的气溶胶形成剂含量。更优选地，气溶胶形成剂占浆料的干重的约10％至约25％之间。更优选地，气溶胶形成剂占浆料的干重的约15％至约25％之间。

为了提高作为增强剂的生物碱材料幅材的抗张强度，优选地将含纤维素纤维的纤维素浆液添加到浆料中。

在浆料中引入纤维素纤维通常会增加烟草材料幅材的抗张强度，从而用作增强剂。因此，添加纤维素纤维可以增加均质化烟草材料幅材的回弹性。用于包括在用于均质化烟草材料的浆料中的纤维素纤维是所属领域中已知的并且包括但不限于：软木纤维、硬木纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、烟草纤维以及其组合。除成浆以外，纤维素纤维可以经受合适的工艺，如精制、机械成浆、化学成浆、漂白、硫酸盐成浆及其组合。纤维素纤维可以包括烟草梗材料、茎或其他烟草植物材料。优选地，纤维素纤维(如木纤维)包含低木质素含量。替代性地，纤维，例如植物纤维，可以与上述纤维一起使用或用于包含大麻及竹材的替代物中。纤维素纤维的长度有利地在约0.2毫米和约4毫米之间。优选地，纤维素纤维的根据重量的平均长度介于约1毫米与约3毫米之间。另外，优选地，按干重计，纤维素纤维的量占浆料(或均质化烟草片材)总重量的约1％至约7％。

纤维的平均长度是指如通过由techpapsas商品化的morficompact测量的其真实长度(无论它们是卷曲的还是具有扭结)。平均长度是通过morficompact在n根纤维的测量上测量的纤维长度的数学平均值，其中n>5。morficompact是纤维分析仪，其测量遵循纤维框架的纤维的长度，从而测量它们的实际展开长度。如果测量对象的长度包含在200微米和10000微米之间，并且其宽度包含在5微米和75微米之间，则该测量对象被认为是纤维。当将去离子水添加到纤维中并使用morfi软件时，测量纤维长度。

优选地，所述浆料在流延时的水分在烟草材料在流延时的总重量的约60％和约80％之间。优选地，浆料中水的量占浆料在流延时的总质量的约60％和80％之间。

粘合剂和纤维素纤维优选地以约1:7到约5:1的重量比包括在内。更优选地，粘合剂和纤维素纤维以约1:1到约3:1的重量比包括在内。

粘合剂和气溶胶形成剂优选地以约1:30到约1:1的重量比包括在内。更优选地，粘合剂和气溶胶形成剂以约1:20到约1:4的重量比包括在内。

含有生物碱的材料优选地是烟草。粘合剂和烟草粒子优选地以约1:100到约1:10的重量比包括在内。更优选地，粘合剂和烟草粒子以约1:50到约1:15的重量比，甚至更优选地约1:30到1:20的重量比包括在内。

气溶胶形成剂和烟草颗粒优选地以约1:20到约1:1的重量比包括在内。更优选地，气溶胶形成剂和烟草颗粒以约1:6到约1:2的重量比包括在内。

气溶胶形成剂和纤维素纤维优选地以约1:1到约30:1的重量比包括在内。更优选地，气溶胶形成剂和纤维素纤维以约5:1到约15:1的重量比包括在内。

纤维素纤维和烟草粒子优选地以约1:100到约1:10的重量比包括在内。更优选地，纤维素纤维和烟草颗粒的重量比优选地在约1:50至约1:20之间。

由上述一些或全部成分形成的浆料可例如包含在流延箱中。浆料可以从不同位置到达流延箱。因此，流延箱可能不是浆料形成的地方。例如，浆料可以在筒仓中产生，由筒仓通过合适的管道传送到流延箱。

优选地将流延箱内部的浆料保持在大约环境温度，即，在约15摄氏度和约30摄氏度之间。浆料从流延箱流延以形成片材。优选地，将片材流延到可移动支撑件上，例如传送带。

优选地，浆料连续供应到流延箱，同时浆料流延到可移动支撑件上，以形成含有生物碱的材料的连续幅材。因此，筒仓和流延箱优选地流体连接，以便允许浆料从一个流动到另一个。

这样，优选地在流延箱中保持预定量的浆料。优选地，将浆料连续地供应至流延箱，同时通过流延叶片将浆料流延至可移动支撑件以形成包含生物碱的材料的连续幅材。然而，其他流延系统，例如辊，也可用于流延含有生物碱的材料的片材。

流延箱优选地是箱形的。优选地，流延箱包括壁。更优选地，壁又包括侧壁。侧壁可包括第一对相对壁和第二对相对壁，称为第一侧壁、第二侧壁、第三侧壁和第四侧壁。侧壁有利地为基本上竖直的，或相对于竖直平面倾斜。第一侧壁和第二侧壁以及第三侧壁和第四侧壁面对彼此。优选地，流延箱的壁还包括具有孔隙的底壁。优选地，整个底壁限定孔隙。

移动的支撑件优选地沿着纵向方向移动，以便从流延箱移除浆料。支撑件可包含例如不锈钢可移动带。支撑件优选地由滚筒移动，该滚筒适于推进可移动支撑件。滚筒另外适于与用于浇铸幅材的可移动支撑物热接触。

在流延后，将流延片材干燥以降低其水分含量。干燥还用于“硬化”片材。为了干燥流延片材，可以使用干燥站，简称为“干燥器”。

在干燥站中，优选地使流延片材的温度升高，使得流延片材内的水分可减少。优选地，所述流延片材在流延时的水分(即，浆料的水分)在浆料总重量的约60％和约80％之间。优选地，所述流延片材在干燥结束时的水分在含有生物碱的材料的片材的总重量的约7％和约15％之间。优选地，含有生物碱的材料的所述片材在干燥结束时的水分在含有生物碱的材料的片材的总重量的约8％和约12％之间。浆料在流延时和干燥过程结束时的水分是控制的重要参数，因为它影响片材的均质性和含有生物碱的材料的片材在后续生产步骤中的可制造性。

已发现浆料的理想湿度水准在约60％与约80％之间。在此优选范围以下，浆料在浇铸时的密度使其频繁地造成在浇铸幅材中出现缺陷。另外，该范围之外的水分水平可能导致流延片材的抗张强度降低，这可能使在后续加工步骤中有效处理含有生物碱的材料的片材复杂化。因此，在干燥步骤期间需要从流延片材移除的多余水分相对较高。

水分的移除优选地通过暴露于加热的流体流来进行。例如，加热的流体可以是干燥空气，其中干燥空气的温度高于流延片材的温度。也可以使用蒸汽。

优选地，干燥器沿着干燥管线被分成多个干燥区段。干燥管线被定义为片材在干燥器内沿着其移动的纵向方向。在另一个干燥区段的下游的干燥区段意指沿着片材的移动方向在另一个干燥区段下游的区段。优选地，存在大于一个干燥区段。优选地，独立地控制干燥部分中的每一个，以使得在每一干燥区段中，可与其它部分独立地设定过程参数。优选地，至少第一干燥区段包括第一温度控制装置和第二温度控制装置，该第一温度控制装置和第二温度控制装置继而包括热空气发生器和蒸汽发生器，该热空气发生器和蒸汽发生器适于分别朝向可移动支撑件的第一表面和第二表面喷射热空气和蒸汽。然后将蒸汽引导到支撑件本身，同时将热空气朝向流延到可移动支撑件中的流延片材的自由表面引导。有利地，可以测量和调节喷射流和热空气的流动速率。优选地，过热蒸汽用于减小浇铸幅材的湿度。

加热的流体优选地为热空气、蒸汽或过热蒸汽。加热的流体可以是热空气、蒸汽和过热蒸汽的任何组合。例如，热空气和蒸汽可一起使用。

另外，优选地，存在连续的反馈控制，使得从干燥空气发生器喷射的干燥空气和由蒸汽发生器喷射的蒸汽的流动速率或温度或两者可根据干燥区段中的流延片材的温度和水分的值来修改。

干燥器优选地是基本上封闭的环境。加热的流体加热和/或干燥引入干燥器中的流延片材。在该加热和/或干燥过程中，加热的流体不仅可从片材中提取或移除湿度，而且还可提取或移除一些组分，诸如挥发物，例如香料或生物碱。

优选地收集或聚集在干燥器内部产生的所得排放物。排放物可以是流体的形式，诸如气体和蒸气、或液体。

本发明提出回收干燥器的废热，特别是聚集或收集的排放物中存在的废热。在本发明中可以使用用以从排放物中回收热量的任何已知的方法。

根据本发明的热量回收可通过回收来自干燥器的排放物的热量来实现，该热量可以从围绕或沿着干燥器的若干位置收集。一些排放物可能来自上部部分，其中“上部部分”指示干燥器在流延片材上方的部分。从上部部分回收的排放物可与来自片材的蒸气和挥发物混合。

来自干燥器的底部部分的一些排放物(其中“下部部分”指示干燥器在流延片材下方的部分)可被聚集并且也可从它们中回收热量。由于蒸气冷凝，从下部部分回收的排放物可能主要是液体。

由于这些排放物的组成不同，因此优选地对每个不同的排放物类型进行单独的热量回收过程。

回收的热量可在流延和/或干燥过程中重复使用。优选地，回收的热量在设备内使用以产生含有生物碱的材料的片材。这样，提高了包含生物碱的材料的片材的生产效率。

另外，该过程不会显著改变干燥器的构造。通常，收集排放物是为了避免在工厂外释放化学/灰尘化合物。因此，本发明的方法不需要高成本地向现有的干燥器添加部件。

此外，由于排放物的组成(特别是从干燥器的上部部分收集的那些排放物的组成)可能由于来自逐渐干燥的片材的挥发物的组成的变化而沿着干燥管线改变，因此排放物的收集优选地在沿着干燥管线的不同的区域中进行。

优选地，该方法包括：从干燥期间产生的排放物中回收挥发性物质；以及从回收的挥发性物质中获得香料提取物。在已经收集的排放物中，还存在来自含有生物碱的材料的片材的挥发物。这些挥发物也可被回收并重复使用。

更优选地，从干燥步骤中产生的排放物中回收挥发性物质的步骤包括以下中的一者或多者：

-冷凝排放物；

-过滤排放物；

-对排放物进行液-液分离；

-蒸馏排放物。

特别地，刚好在排放物冷凝之后过滤对于移除排放物内部的可能灰尘可能是有用的。在液-液分离的情况下，然后还优选地进行浓缩步骤。相同浓缩步骤也可在蒸馏步骤之后进行：用于分离排放物的特定化合物的蒸馏步骤。

更优选地，该方法包括：将香料提取物添加到浆料中。回收的挥发物可再次用于形成含有生物碱的材料的片材。挥发物可用于增强片材的风味或增加片材的一些组分(例如所含生物碱)的浓度。优选地，将所提取的香料重新引入浆料中。

优选地，该方法包括在流延之前使用回收的热量来加热浆料。优选地，回收的热量用于流延和/或干燥步骤中，使得生产含有生物碱的材料的片材的整个过程更有效。例如，回收的热量可用于加热浆料，例如包含在流延箱中的浆料。可以通过本领域已知的热量回收机制来回收热量。示例可以是管式热交换器，热泵(对于其热量被回收的材料的温度低于其将被使用的设计区域处的温度的情况)或将排放物从干燥管线的区域驱动到另一个区域的管道。

通过回收的热量对浆料的这种预热有助于使浆料的液体更多，因为随着温度升高，浆料粘度降低，并且因此有助于浆料的混合和/或流延。

优选地，该方法包括使用回收的热量在给定位置处加热流延片材。更优选地，该方法包括：使用回收的热量在沿输送方向回收排放物的位置上游的位置对流延片材进行加热。为了帮助干燥器加热流延片材并减少这样做的能量需求，回收的热量可用于在干燥过程期间加热片材。例如，来自干燥器的从给定位置在温度t1下喷射的排放物输出可经由管道(诸如在干燥器内部延伸的导热管)朝向干燥器的排放物在低于t1的温度下喷射的部分引导。离开在较低温度下的位置的排放物可指示干燥器的该位置中的较低内部温度。

例如，在干燥管线逐渐加热流延片材的情况下，即，流延片材的温度在干燥器内部沿着输送方向移动的同时增加，则区域的排放物输出可在干燥器内部向上游输送，以便帮助加热干燥器的上游区域。在这种情况下，排放物优选地经由合适的管道简单地从干燥器的一个区域转移到另一个区域。

干燥器的底部部分区域的排放物输出可用于加热干燥器的上部部分区域。在底部部分中，通常加热的流体是蒸汽，并且在干燥管线中使用的蒸汽通常比在干燥器地上部部分中使用的热的干燥空气更热。收集的蒸汽作为排放物可用于帮助加热其他底部部分区域，然后可被引导到干燥器的上部部分中，以帮助加热上部部分区域。

优选地，该方法包括：在干燥期间沿着输送方向输送流延片材；以及收集在干燥步骤中从沿着输送方向的不同位置产生的排放物。更优选地，该方法还包括根据排放物的收集位置从排放物中获得不同的物质。

沿着干燥器管线的单独收集点可用于收集含有不同挥发物的排放物的不同级分。不同的挥发物可具有不同的香味性质。实际上，流延片材的组成可随着干燥过程变化，因此，沿着输送方向，排放物可能不包含相同的挥发物。如所指出的，在这样的回收期间可以使用不同的处理(例如，冷凝、过滤、液-液分离、蒸馏等)，并且这些处理和/或此类处理的输出可根据干燥管线的回收排放物及其挥发物的区域来分离。

优选地，该方法包括：将浆料流延到可移动支撑件上；以及从可移动支撑件中回收热量。

有利地，可移动支撑物包括环状不锈钢输送带。不锈钢为允许容易的热传递的材料，因为其为良好导热体。同时，不锈钢带降低了流延片材牢固地附接到支撑件的风险，因此可允许在干燥步骤之后从可移动支撑件完全和连续地移除流延片材。在流延片材的生产过程期间，在流延片材已经至少部分干燥之后，将流延片材从可移动支撑件移除，以便进行进一步处理。然后优选地将流延片材进一步干燥、冷却、然后卷绕成卷筒。环状可移动支撑件返回到流延箱的位置，使得可以将另外的浆料流延到可移动支撑件上。流延片材从支撑件的移除优选地通过称为刮浆刀的刮刀来进行。在流延片材牢固地“胶粘”到支撑件上的情况下，刮浆刀的作用可能会导致流延幅材的破裂和机器中断。因此，优选的是尽可能容易地从支撑件移除流延片材。已经发现使用不锈钢作为用于支撑件的材料是优选的解决方案。另外，不锈钢可被加工成片材的流延所需的高精度。这使得不锈钢是作为可移动支撑物的有成本效益的材料。

由于可移动支撑件与流延片材接触的事实，在干燥器中加热流延片材意味着还加热可移动支撑件。优选的是还回收并重复使用该热量，否则该热量将被浪费。优选地，在干燥步骤之后，即在干燥器外部，回收来自可移动支撑件的热量。例如，一些冷却水可被送到可移动支撑件附近，并且由支撑件加热的水可以被重复使用以加热流延设备和/或干燥器的部分。该热量回收系统可联接到已经存在于一些生产线上的现有冷却水管路以冷却可移动支撑件。

这种由可移动支撑件加热的水可通过将其送至热交换器来重复使用。

在第一实施方案中，在清洁可移动支撑件的同时进行热量回收。在可移动支撑件离开干燥器之后，优选地使用水对其进行清洁。例如，可将水喷洒在可移动支撑件的不与片材接触的表面上。这种用于清洁可移动支撑件的水通常具有“冷”温度，例如约12摄氏度，并且由于与可移动支撑件的接触而被加热到高于20摄氏度的温度。

水对可移动支撑件的冷却还可以带来另一个优点。首先，冷却水加热，然后重复使用。另外，冷却水可能有助于在可移动支撑件返回到流延阶段时使其温度均匀。期望的是，在流延时，可移动支撑件具有均匀的温度，因为不均匀的温度可在干燥期间导致片材的不均匀性，从而改变产品一致性并产生缺陷。

根据优选的实施方案，可移动支撑件的温度通过水冷却分配器来调节。优选地，水用于冷却可移动支撑件，例如冷却使其移动的滚筒，因为支撑件的温度通常高于流延时的期望温度，这是由于支撑件从干燥区段返回的事实，其中支撑件和流延幅材被加热以从流延幅材移除水分。由于水的可供使用性和高热容量，水为将目标(在此状况下为滚筒)的温度维持受控于某一范围内的良好和有成本效益的方法。

也可以在将片材卷绕成卷筒之前进行用水冷却，然后将水加热，然后重复使用。这种冷却还可以通过冷空气(而不仅是水)来进行。然后，被加热的空气例如经过热交换器，然后被重复使用。这样的热量回收也将具有若干益处，因为在卷绕片材之前的冷却降低了由片材形成的层一旦在卷筒中就彼此粘附的趋势。层的这种“粘性”是当前的问题，因为它可能会导致下游机器的减速，或甚至堵塞。

优选地，该方法包括：收集在干燥步骤期间形成的水，以及从收集的水中回收热量。优选地，在干燥器中，通过蒸汽发生器从下方加热流延片材。蒸汽会在干燥器的下部部分冷凝并形成水。这种加热的水可被收集并且其中存在的热量可被回收，例如将其输送到流延和/或干燥设备的其他位置。

优选地，该方法包括：使用回收的热量来分离回收的挥发性物质。为了从排放物中获得挥发性物质，从相同的排放物中回收的热量可用于例如蒸馏过程。该实施方案显示出废热回收与废挥发物回收之间的强耦合。

优选地，从在干燥步骤中产生的排放物中回收热量的步骤包括以下中的一者或多者：通过热交换器回收热量；通过热泵回收热量；或通过管道输送排放物。排放物中存在的热量可用于例如加热水。加热的水然后可在管道中流动并加热设备的其他部分，以用于生产含有生物碱的材料的片材。替代地，排放物可流过热交换器，从而加热其中的流体。排放物可以是液体或气体的形式。

优选地，流延片材在干燥器中干燥，并且从在干燥步骤中产生的排放物中回收热量的步骤包括从在干燥器的上部部分中产生的排放物中回收热量。排放物优选地为气体形式。

优选地，将流延片材在干燥器中干燥，并且从在干燥步骤中产生的排放物中回收热量的步骤包括以下中的一者或多者：从干燥器的上部部分收集气态排放物；从干燥器的下部部分收集液体排放物。

附图说明

本发明的其他优点将在不受限地参考附图的情况下从其详细描述变得显而易见：

-图1为根据本发明生产均质化烟草幅材的设备的示意性侧视图；

-图2为图1的设备的一部分的分段示意性侧视图；

-图3为图1的设备的另一部分的细节的示意性侧视图；

-图4为图1的设备的更详细的侧视图；并且

-图5为使用本发明的设备生产均质化烟草幅材的方法的流程图。

具体实施方式

首先参考图1和图2，示出了根据本发明的用于生产含有生物碱的材料的片材9(诸如均质化烟草材料)的设备，并用附图标记1指示。

用于生产片材的设备1包括流延设备2，并且还包括干燥设备3，该干燥设备在由箭头28指示的片材的运动方向上定位在流延设备2下游。设备1还包括在干燥设备3下游的卷绕站10。

流延设备2包括流延箱4、泵5、流延刮刀6(参见图2)和第一可移动支撑件7，在该流延箱中引入用以形成均质化烟草材料的幅材的浆料。流延箱4可具有任何几何形状，并且在描绘的实施例中，其基本上为棱柱。必要时，浇铸箱的温度可借助于浇铸箱控制构件(附图中未示出)在浇铸方法期间变化以修改浆料的温度。浇铸箱4在其底部的相应之处具有开口43且开口沿着浇铸箱的宽度延伸，以使得浆料可从浇铸箱浇铸到可移动支撑物7上。来自缓冲罐(图式中未示出)的浆料借助于泵5转移至浇铸箱4中。优选地，泵5包含流动速率控制器(图式中也不可见)以控制引入浇铸箱4的浆料的量。泵5有利地被设计成确保浆料转移时间保持为最小必需量。

另外，参考图2，流延设备2包括固定到流延箱4的流延刮刀6，以便流延浆料。流延叶片6具有主尺寸(其宽度)，且其在底部处在流延箱4的开孔43处或附近固定到流延箱4。

浇铸叶片6优选地借助于可调节板(图式中不可见)附接至浇铸箱4，所述可调节板允许浇铸叶片6的位置的精确控制以调节叶片6与支撑物7之间的间隙。刮刀6可通过致动器(诸如图2中可见的致动器210)移动以改变间隙的尺寸。

流延箱4和流延叶片6安装在卷筒8上方，所述卷筒8使可移动支撑件7旋转。在浇铸叶片6与可移动支撑物7之间存在间隙，其尺寸尤其决定均质化烟草材料的浇铸幅材的厚度。

浇铸设备2也包含移动支撑物7，在所述移动支撑物上浇铸浆料以形成均质化烟草材料幅材。移动支撑物7包含例如至少部分布置于滚筒组合件周围的连续环状不锈钢带7。滚筒组合件包括位于浇铸箱4下方的主滚筒8。主滚筒8借助于主滚筒8的旋转推进可移动支撑物7。优选地，流延箱4安装在主卷筒8的顶部上。

另外，再次参看图2，浇铸设备2包括多个传感器。第一传感器30(液位传感器)经调试以控制浇铸箱4内的浆料的高度41。此传感器30优选地测量传感器自身与浇铸箱4中的浆料的表面之间的距离42。浆料的高度41接着由传感器30于浇铸箱4的底部之间的已知距离得出。另外，优选地，另一传感器32布置于可移动支撑物7上方以测量可移动支撑物7上的均质化烟草层的每平方厘米的重量。传感器32可例如为核子测量头。优选地还存在附加的传感器，诸如用以定位和确定均质化烟草的流延幅材中的缺陷的位置的传感器31，用以确定流延时浆料和流延叶的水分的传感器(图中未示出)，以及用于确定流延箱4中的浆料的温度的温度传感器(图中未示出)。

优选地，传感器30、31、32中的一者或多者向中央控制单元40发送关于它们各自的待测量参数(例如，温度、水分浆料液位、缺陷的存在和位置)的信号。中央控制单元40优选地电连接到泵5、可调节板中的一者或一些或全部，或者电连接到流延设备2或浆料制备设备(不可见)中的另外电路和致动器。在流延片材9显示出缺陷或不均匀性，或者流延片材的特性在预设范围之外的情况下，中央控制单元40可以指示过程参数的变化，并且因此影响浆料的特性或流延的参数。这些过程参数可例如为流延叶片6与支撑件7之间的间隙的尺寸或流延箱中浆料的量。另外，也可实施滚筒8的速度的控制，且因此实施支撑物7的速度的控制。

如图4所示，干燥设备3包括第一流体发生器装置和第二流体发生器装置。第一流体发生器装置包括蒸汽发生器25，该蒸汽发生器位于可移动支撑件7下方，并且适于朝向可移动支撑件7的底部喷射蒸汽，优选地为过热蒸汽。另外，第二流体发生器装置包括干燥空气发生器26，该干燥空气发生器适于从上方朝向定位到支撑件7上的流延幅材喷射干燥空气。蒸汽和干燥空气两者的流动速率均可控制和可变。也可修改干燥空气的温度。

第一流体发生器和第二流体发生器产生热量。当片材被干燥时，这种热量也会产生排放物。排放物被收集在第一收集装置5a和第二收集装置5b中。第二收集装置5b优选地位于干燥设备3的底部处。第一收集装置5a优选地位于干燥设备3的顶部处。顶部处的第一收集装置5a优选地收集气态排放物。底部处的第二收集装置5b优选地收集液体排放物，诸如来自蒸汽的冷凝水。优选地，第一收集装置5a和第二收集装置5b还包括用以从排放物中提取或以其他方式回收挥发物的装置。

优选地，刮浆刀48定位在干燥设备3的下游，以在干燥设备3的出口处从第一可移动支撑件7移除流延幅材。将来自第一可移动支撑件7的流延片材9铺置到另外的第二可移动支撑件70上。干燥设备3还包括水分传感器41，以测量流延片材9的水分含量。优选地，水分传感器41位于干燥设备3的出口处。干燥设备3优选地还包括厚度传感器42，以测量流延片材9的厚度。优选地，厚度传感器42位于干燥设备3的出口处。分别由水分传感器41和厚度传感器42测量的厚度值和水分值被发送至控制单元40，使得在水分值或厚度值不在优选的设定范围内的情况下，可以进行以下中的一者以便具有反馈控制：蒸汽的流动速率，干燥空气的流动速率或干燥空气的温度，或上述的组合。蒸汽的流动分布可被修改。干燥空气的流动分布可被修改。干燥空气的温度分布可被修改。另外，控制单元40可改变不同的参数，诸如流延箱的温度、浆料的粘度或其他过程参数。

在干燥设备3的出口处，优选地，存在冷却区段90。第二可移动支撑件70将流延片材9从干燥设备3移动到冷却区段90。在冷却区段90中，在将流延片材卷绕成卷筒之前降低流延片材的温度。冷却区段90包括温度控制装置91。温度控制装置91包括冷却空气发生器92，以朝向流延片材喷射冷却空气。冷却区段的目的主要是降低流延片材的温度，以促进含有生物碱的材料的片材的卷绕。

在冷却区段90的出口处，设备1包括一个或多个传感器61、62，以测量流延片材的水分及其厚度。湿度和厚度的值优选地发送到控制单元40且适当反馈控制可变得可操作。例如，可以在干燥设备3或冷却区段90内改变冷却空气或干燥空气的温度或流动速率。另外，可通过适当算法和反馈回路改变浆料制备和浇铸的参数。

在冷却区段90的下游，设置了卷绕区段10(参见图1)，其中流延片材9被卷绕成卷筒。

在第一收集装置5a和第二收集装置5b处聚集在干燥设备3内的排放物然后被重复使用以加热设备1的部分。例如，经由图4中通过箭头21指示的合适的管道，将排放物引向流延箱4以加热其中的浆料。

替代地或另外地，利用在图4中用箭头22指示的合适的管道，排放物在干燥设备3内的另一个位置被输送以加热流延片材9。

另外，还可以回收来自第一可移动支撑件7或第二可移动支撑件70的热量。例如，在冷却区段90中，朝向流延片材喷射的冷却空气被片材和可移动支撑件70加热。这种加热的空气可通过在图4中用箭头23指示的合适的管道来收集，并且朝向流延箱(管道未示出)或干燥设备3或两者引导。

图3中描绘了用以从第一可移动支撑件7回收热量的另一个系统。如图4所示，沿着输送方向移动的流延片材9通过刮浆刀48与可移动支撑件7分离。控制和清洗系统24然后相对于支撑件7的移动设置在刮浆刀48的上游。在刮浆刀48的下游，可移动支撑件形成环并朝向流延箱4返回。清洗系统24优选地包括若干单元，每个单元具有喷嘴27，该喷嘴适于将水射流朝向可移动支撑件7的表面引导，片材9在被刮除之前存在于该表面中。水射流清洗可移动支撑件7的表面，以移除可能的残留物。同时，射流的水冷却可移动带。

控制和清洗系统24还包括旋转刷29和刮水器33。

然后，还优选地通过旋转刷29清洁可移动带。在优选的实施方案中，旋转移动与可移动支撑件移动相反，以便优化机械摩擦。刮水器33优选地位于喷嘴27和刷29下游以干燥带。

来自水射流的水由于与较热的可移动支撑件7接触而被加热。这种水优选地使用合适的管道34来回收，并且被带到热交换器35。然后可将其用于加热设备1的其他部分。

现在参看图5，包括浇铸设备2和干燥设备3的设备1的功能如下。优选地通过组合和混合烟草粉末与其它成分形成的浆料从储料槽(未示出)转移到浇铸箱4内部的浇铸设备2(使用例如在线混合器(也未示出))。将浆料浇铸为具有均匀和均一膜厚度的幅材的步骤100是在可移动支撑物7，例如不锈钢带7上进行。流延步骤100包含将浆料从混合槽转移至流延箱4。另外，流延步骤100优选地包括以下中的至少一者：通过合适的传感器(诸如传感器30)来监测流延箱4中的浆料的液位，流延箱4内的浆料的水分，浆料的温度以及浆料的密度。

浇铸借助于浇铸叶片6进行，与可移动支撑物7形成间隙。间隙尺寸也可经反馈控制。可使用浆料测量装置来监测和反馈控制均质化烟草材料的幅材的厚度和克重，该厚度和克重在流延之后立即由核子计控制。

另外，流延片材9通过干燥设备3经历干燥步骤101。干燥步骤优选地包含对具有可单独控制区的环状不锈钢带干燥器中的流延幅材进行均一和平缓的干燥。优选地，干燥步骤包括监测每个干燥区域处的流延叶温度以确保在每个干燥区域处的温和干燥概况，以及加热其中形成均质化流延片材的支撑件。优选地，干燥概况是所谓的tlc干燥概况。在干燥步骤101期间，优选地执行在每个干燥区域处的流延幅材温度的监测步骤102，以确保在每个干燥区域处的温和干燥概况。通过底部和顶部空气干燥的蒸汽锅加热，在干燥步骤中在可移动支撑件7上干燥流延幅材。干燥区段的每个干燥区域配备有蒸汽流量和压力控制，空气温度和空气流量是完全可调节的，以提供期望的干燥概况并确保遵守产品停留时间。优选地，也执行监测步骤102以测量第一干燥步骤结束时存在于干燥幅材中的湿气含量和缺陷数目，以及浇铸幅材的厚度。

在干燥步骤101期间，进行热量回收步骤103的步骤，其中收集来自干燥步骤101的排放物，并且其中存在的热量在设备1内重复使用。进行热量回收。优选地，该热量回收103也包括挥发物回收。

优选地，在流延步骤100、干燥步骤101和热量回收步骤103结束时，从支撑件7移除均质化烟草幅材。优选地在干燥步骤之后以适当的水分含量对流延幅材进行刮除104。在刮除步骤104之后，执行冷却步骤105，在该冷却步骤期间执行可能的附加热量回收，然后优选地在卷绕步骤106中将流延幅材卷绕成一个或多个卷筒，例如以形成单个主卷筒。此主线轴可接着用于通过裁切进行较小线轴的生产。较小卷筒可随后用于生产气溶胶生成制品(未示出)。