202391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás füstölő cigarettautánzat szén-üzemanyagának és ezt a szén-üzemanyagot tartalmazó üzemanyag egységnek az előállítására
1 HU 202391 B 2 szenet az oxidációtól nitrogénatmoszférával védjük. (Ilyen kemencéket hoznak forgalomba a C. I. Hayer, Electric Furnace, Trent és más cégek.) Egy másik típusú kemence, amelynek a segítségével kiváló termék állítható elő, a fluidizált ágyas kemence. Ha a finomítási lépés során szakaszosan működő kemencéket alkalmazunk, akkor általában több órás tartózkodási idő szükséges annak biztosítására, hogy a kemence teljes töltete elérje a finomítás hőmérsékletét. Ha fluidizált ágyas kemencét alkalmazunk, akkor a finomítandó termék tartózkodási ideje néhány percre csökkenthető. Ha finomító lépést nem hajtunk végre, akkor a bevezető pirolízis- lépés maximális hőmérséklete például körülbelül 1250 “C-ra növelhető, hogy kívánt esetben az üzemanyagegységek égéshőmérsékletének a módosítását elérjük. Az előnyös szénpornak - egyéb adalékanyagokkal vagy komponensekkel való összekeverés előtt - a következő jellemzőkkel kell rendelkeznie: Hidrogén-!oxigéntartalom: Az előnyös füstölő cigarettautánzatokban használt üzemanyagegységek előállítására alkalmazott szén hidrogén- és oxigéntartalma nem haladhatja meg a 3 tömeg^-ot, előnyösen 3 tömegárnál kisebb, legelőnyösebben kisebb, mint 1 tömegé (ennek meghatározását „Perkin Elmer Model 240 C Elemental Analyzer" műszerrel végezzük). Ha a hidrogén és oxigén ezt a szintet nem haladja meg, akkor ez azt mutatja, hogy a termék legfőképpen szénből áll, és égése során elsősorban a szén oxidációs termékei - azaz szén-monoxid és szén-dioxid - fognak eltávozni. Nagyobb hidrogén- és/vagy oxigéntartalmú termékek jelentős mennyiségű pirolízisterméket juttatnak az égésből származó gázokba, s ez az előnyös füstölő cigarettautánzat fogyasztója számára az aeroszol mellékízét idézheti elő. Fajlagos felület: Az előnyös füstölő cigarettautánzat céljára alkalmas üzemanyagegységek előállítására használt szén fajlagos felületének legalább 200 m2/g-nak, előnyösen legalább 250 mJ/g-nak, és legelőnyösebben legalább 300 m2/g-nak kell lennie (ennek meghatározását nitrogénes-porozimetriás méréssel végezzük). A fenti fajlagos felülettel rendelkező szénből előállított, széntartalmú üzemanyagegységek könnyen meggyújthatók. Széntartalom: Az előnyös füstölő cigarettautánzatok üzmanyagegységének előállításához alkalmazott szénpor széntartalmának 90 tömeg%-nál, előnyösen 94 tömeg%nál, és legelőnyösebben 96 tömeg%-nál magasabbnak kell lennie. (Ennek meghatározását „Perkin Elmer Model 240 C Elemental Analyzer” műszerrel végezzük.) A magas széntartalom azért előnyös, mert égése során lényegében csak a szén oxidációs termékei - azaz szén-monoxid és szén-dioxid - távoznak. Vázsítrűség: Az előnyös füstölő cigarettautánzatok üzemanyagegységének előállításához alkalmazott szénpor vázsűrűségének 1,4 g/ml és 2,0 g/ml, előnyösen 1,8 g/ml és 2,0 g/ml hatások között kell lennie. (Ennek meghatározását hélium-piktométerrel végezzük.) Ha a vázsűrűség megfelel ennek az értéknek, akkor a széntermékből olyan üzemanyagegység állítható elő, amely könnyen meggyullad. Hamutartalom: A szénpor hamutartalmának 5 tömeg%-ánál, előnyösen 3 tömegé-nál, legelőnyösebben 1 tömeg%nál alacsonyabbnak kell lennie. A hamutartalmat általában úgy határozzuk meg, hogy adott mennyiségű szénporból, kötőanyagból és adalékanyagokból előállított üzemanyagegységet elégetünk, és a megmaradt hamut mérjük. Illóanyag-tartalom: A szénpor illóanyag-tartalmának 4 tömeg^c-nál, előnyösen 2 tömeg9c-nál kevesebbnek kell lennie. Nagy mennyiségű illóanyag-tartalom az üzemagyagegység elégése során mellékízt okozhat. Az illóanyag tartalmat általában úgy határozzuk meg, hogy: (1) a szénpormintát szárítjuk, és mérjük; (2) a mintát közömbös atmoszférában 30 percig 750 'C hőmérsékleten hevítjük; (3) a mintát exszikkátorban szobahőmérsékletre hűtjük; (4) a lehűtött minta tömegét megmérjük, és kiszámítjuk az illóanyag-tartalom százalékos mennyiségét. A pirolizált szénport előnyösen valamilyen kötőanyaggal, vízzel és kívánt esetben további komponensekkel keverjük, majd extruzióval vagy présformázással alakítjuk a kívánt üzemanyagegységgé. Ezeknek az üzemanyagegységeknek előnyösen legalább 60-70 tömeg%, legelőnyösebben 80 tömeg% vagy ennél is magasabb széntartalommal kell rendelkeznie. A magas széntartalmú üzemanyagegységek azért előnyösek, mert minimális mennyiségű tökéletlenül elégett, vagy pirolízisből származó terméket eredményeznek, az oldalirányú füstáramlás kevés vágynem is látható, hamutartalmuk minimális és hőkapacitásuk nagy. Azok a kötőanyagok, amelyeket az üzemanyagegységek előállítása során alkalmazhatunk, jól ismertek a szakember számára. Előnyös kötőanyag a karboxi-metil-cellulóz-nátriumsó, amelyet alkalmzhatunk önmagában (ez az előnyös) vagy más anyagokkal - például nátrium-kloriddal, vermikulittal, bentonittal, kalcium- karbonáttal - együtt. Kötőanyagokként használhatók a mézgák, egyéb cellulóz- származékok, például a metil-cellulóz és a karboxi-metil- cellulóz, hidroxi-propil-cellulóz, keményítők, alginátok és a poli(vinil-alkohol)-ok. A kötőanyag koncentrációját széles határok között változtathatjuk. A kötőanyag mennyiségét előnyösen úgy korlátozzuk, hogy a kötőanyag csak minimális mennyiségben adjon nem kívánt égéstermékeket, amelyek az aeroszol ízét befolyásolnák. Másrészt viszont elegendő kötőanyagot kell alkalmaznunk, hogy az üzemanyagegységet a gyártás és felhasználás során épségben tartsuk. A szénből és kötőanyagból álló keveréket általában úgy alakítjuk ki, hogy tömött, tésztaszerű konzisztenciát érjünk el. A „tömött, tésztaszeriT kifejezés arra utal, hogy a keverék alkalmas az alakjának a megtartására. Ez 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
