Befugtning i tobaksproduktionen

Tobaksblade og papir er ekstremt hygroskopiske materialer – det vil sige, at de begge påvirkes af fugtindholdet i den omgivende luft. Hvis luftfugtigheden er lav, trækkes fugt ud af materialerne, hvilket tørrer dem ud og forringer deres egenskaber. Dette kan føre til alt fra, at tobakken krymper og falder ud af cigaretterne, til at cigarbladene revner, og at papiret ikke føres korrekt ind i maskinerne, hvilket forårsager forsinkelser på produktionslinjen.

Hvert trin i fremstillingen af cigarer og cigaretter kræver meget specifikke fugtighedsniveauer for at opretholde fugtindholdet i de involverede materialer og dermed sikre produktionseffektivitet og produktkvalitet.

Primær fremstilling

Når tobakken først ankommer til fabrikken i baller og åbnes, er den ekstremt tør. En af de indledende processer, der ofte kaldes blødgøring, indebærer, at tobaksbladene føres gennem en stor, dampfyldt roterende dampcylinder. I disse områder er der typisk en meget høj luftfugtighed på 85-88 % RH (relativ luftfugtighed) ved 30-32 °C på grund af fugt, der lækker fra processen ud i den omgivende luft. Under denne proces stiger tobakkens fugtindhold fra ca. 1–2 % til omkring 24 % efter vægt, afhængigt af kundens krav.

Når tobakken er blødgjort, fjernes bladstilkene. Under denne stilkfjernelses- og afbladningsproces bør forholdene være ca. 70–75 % RH og 24–29 °C for at forhindre, at tobakken tørrer ud. Tobakken gennemgår derefter den afsluttende proces i dette område, nemlig casing og konditionering, hvor den tilsættes aroma. I de fleste produktionsanlæg forlader tobakken det primære område med et fugtindhold på mellem 13 og 16 %. Dette kræver en ligevægtsfugtighed i omgivelserne på mellem 60 og 68 % RF for at forhindre fugttab.

Da der anvendes damp i denne proces, er det ofte ikke nødvendigt at opretholde luftfugtigheden i det primære område ved hjælp af befugtningssystemer, da lækagen fra processen vil holde luftfugtigheden på et passende niveau. I nogle fabrikker er processerne imidlertid så tæt forseglede, at der næsten ikke er nogen damplekage fra processen, og derfor er der behov for befugtningssystemer for at opretholde de krævede betingelser.

Tobaksopbevaringsområder

Efter disse indledende processer transporteres den befugtede tobak til store, normalt åbne, beholdere eller siloer, hvor den opbevares, indtil produktionsmaskinerne har brug for den. Nogle mindre tobaksfabrikker har ikke silolagring, men benytter i stedet »Box«- eller »Cut«-tobakslagre.

Disse områder skal holdes på mellem 60-70 % relativ luftfugtighed og 21-24 °C, da der her er store mængder tobak, der er udsat for den omgivende luft. Hvis luftfugtigheden ikke holdes på disse ligevægtsniveauer, vil tobakken begynde at tørre ud.

Filterproduktion

Produktionen af filterstænger er et af de få områder, hvor der ikke er noget reelt behov for befugtning, da det materiale, der anvendes til filtrene, ikke er særligt fugtfølsomt. Hvis luftfugtigheden imidlertid falder til under 50 %, kan der opstå elektrostatiske ladninger. Dette kan få filtrene til at klæbe sammen og forringe deres frie bevægelighed i produktionsområdet. Af denne grund anbefales det at holde luftfugtigheden over 50 % RH og temperaturen omkring 21 °C, da dette fuldstændigt eliminerer statisk elektricitet. Statiske ladninger opbygges, når den omgivende luftfugtighed er under 45 %, uanset områdets temperatur.

Cigaretproduktionsområder

Dette er sandsynligvis det vigtigste område, hvad angår fugtighedsregulering. Tobakken føres normalt til cigaretmaskinen via luftkanaler ved hjælp af trykluft og ned i en tragt over maskinen. Tobakken presses gennem en form, der har form som en cigaret, og indpakkes derefter i papir. Den mængde fugt, tobakken mister under denne proces, afhænger af maskinens hastighed og eksponeringstiden for den omgivende luft samt den trykluft, der anvendes til at transportere den fra lagerområdet.

Det papir, som cigaretten er indpakket i, skal også holdes i ligevægt med omgivelserne, når det opbevares på sin rulle. Hvis papirets fugtindhold ændrer sig, vil rullens dimensioner langs de udsatte kanter også ændre sig. Dette kan føre til brud, fejlindføring i maskinen og dyre driftsstop, når rullen skal indføres på ny.

De fleste produktionsområder for cigaretter holdes på 65-68 % relativ luftfugtighed (RH). Den relative luftfugtighed i dette område er afgørende, da den opretholder tobakkens ligevægtsfugtighed på omkring 13 % til 16 % af vægten, hvor det nøjagtige fugtindhold afhænger af produktet og blandingen. Hvis luftfugtigheden falder til under ca. 60 % RH, vil tobakken begynde at miste fugt og tørre ud. I alvorlige tilfælde kan dette medføre, at tobakken falder ud af cigaretten, når den holdes på hovedet. Hvis luftfugtigheden overstiger 70 %, kan den ekstra fugt forårsage pletter på papiret, hvilket er uacceptabelt for slutkunden. Derfor er det afgørende for produktionen og produktets kvalitet, at luftfugtigheden i produktionsområderne holdes på 65 % RH ±5 %.

Under cigaretfremstillingen og efter at filteret er indsat, kan filteret blive bearbejdet med laser for at brænde små huller, der tillader luft at trænge ind i røgen for at regulere cigaretens rygeegenskaber. Under laserbehandlingen skal luftfugtigheden holdes på ca. 55 % RH for at forhindre tilstopning af sugehullerne i holderen. Det er undertiden nødvendigt at affugte denne del af maskinen for at opnå dette niveau på 55 % RH. Dette kan nemt opnås ved at anvende små adsorptionsaffugtere, der er monteret langs siden af produktionsmaskinen, og hvor den »tørre« luftkanal ledes ind i laserbehandlingssektionen.

Når cigaretten er færdig, føres den videre til et transportsystem. Herfra følger den en af to ruter afhængigt af maskintypen. Ældre maskiner, der ikke har en pakkemaskine direkte tilkoblet, sender cigaretten videre til en sorteringsmaskine og placerer dem derefter i bakker, der hver rummer omkring 10.000 cigaretter. Disse transporteres derefter på vogne til en anden del af produktionsområdet, hvor de pakkes i kartoner. De fleste moderne maskiner har indbyggede pakkesektioner, der tager produktet direkte fra fremstillingsmaskinen og pakker det i pakker á 20 og derefter i kartoner á 200.

Til pakkemaskinen kan der være koblet et lager-/buffersystem, der kan rumme flere tusinde cigaretter ad gangen. Bufferen bruges til at overtage produktionen fra fremstillingsmaskinen, hvis fremstillingen går hurtigere end pakningen, og omvendt sikrer den, at pakkelinjen forsynes, hvis fremstillingsmaskinen kører langsommere. Det er igen afgørende at opretholde en relativ luftfugtighed på mellem 60 og 70 % i og omkring opbevaringssystemet. Cigaretterne kan opbevares i flere timer i bufferen, og hvis de udsættes for omgivelsesforholdene, vil deres ligevægtsfugtighed ændre sig, hvis den relative luftfugtighed ikke holdes på et nominelt niveau på 65 %.

Opretholdelse af luftfugtigheden i produktionsområdet under nedlukningsperioder, weekender, spisepauser osv. gør det muligt at lade produktet blive på maskinen uden tab af fugt, vægt og kvalitet. Dette giver den fordel, at produktet er tilgængeligt med det samme, uden at man behøver at vente på, at produktionsmaskinen fremstiller et lager, når produktionen genoptages.

Der er et sidste område, der undertiden luftbefugtes, nemlig riveværelset. Det er her, at cigaretter, der ikke er fremstillet korrekt, samt produktionsaffald, brydes op, og tobakken genvindes, mens papir og filter sendes til affald. Ethvert tab af fugt vil føre til dårlig genvinding af tobakken, så også disse områder holdes generelt på ca. 65 % relativ luftfugtighed ved 21 °C.

For at opretholde en god fugtighedsregulering i alle produktions- og opbevaringsområder er det afgørende at regulere temperaturen via varme-, ventilations- og klimaanlægget. Disse systemer kan tilføre store mængder frisk luft til produktionshallen, afhængigt af hvordan de er indstillet. Derudover vil de fleste cigaretfremstillingsmaskiner være udstyret med støvopsamlingssystemer, der er baseret på vakuumudsugning. Denne udsugning skal kompenseres af luftbehandlingsanlægget, hvilket også vil medføre, at der tilføres store mængder frisk luft til produktionsområdet.

Da disse store luftmængder konstant tilføres, kan den mængde fugt, der skal tilføres, være meget stor, og der skal derfor udvises stor omhu ved udformningen af luftbefugtningssystemerne. Man glemmer ofte, at den relative luftfugtighed falder om vinteren, når kold og fugtig luft suges ind i bygningen udefra og opvarmes. For eksempel vil vinterluft, der kommer ind i bygningen ved 0 °C og 80 % RF, når den opvarmes til 21 °C, give en relativ luftfugtighed på omkring 24 %. Da der kræves 65 % RF for at opretholde tobakkens fugtindhold, vil enhver luft, der tilføres med en relativ luftfugtighed på 24 %, føre til fugttab fra tobakken uden korrekt befugtning.

Luftbefugtere har eksisteret i en årrække i forskellige former og udformninger. De øger luftfugtigheden ved enten at frigive koldt vand eller damp til luften. Til store industrielle anvendelser som cigaretproduktion ville opvarmning af vand til dampdannelse være for dyrt, så koldvandsluftbefugtere er normen i denne branche.

Den mest almindelige type koldtvandsluftbefugter er et sprøjteforstøvningssystem. De findes i en lang række varianter, såsom luft- og vandforstøvningsdyser og højtrykssystemer.

De mest udbredte i tobaksindustrien er luft- og vandforstøvere, såsom JetSpray, der anvender dyser til at kombinere trykluft og vand for at frembringe en meget fin tåge. Denne tåge fordamper hurtigt og hæver luftfugtigheden til det ønskede niveau. Dyserne er strategisk placeret rundt om loftet i produktionsanlægget for at sikre en korrekt fordeling af fugtigheden, samtidig med at man undgår eksisterende installationer såsom belysning, klimaanlæg eller kanalsystemer.

Dysbaserede luftbefugtere kan håndtere en meget høj kapacitet, giver præcis regulering, og i tilfældet med JetSpray-luftbefugteren er vedligeholdelsen minimal takket være en selvrensende mekanisme, der forhindrer tilstopninger. Med den rette årlige vedligeholdelse kan denne type system sikre mange års problemfri drift, hvilket er afgørende i et travlt arbejdsmiljø. Dysen er præcisionskonstrueret for at sikre korrekt forstøvning uden risiko for dryp. Systemerne fås med kapaciteter på op til 600 liter i timen.

Disse funktioner gør denne type system ideel til industrielle anvendelser. Selvom mange forstøvningsdysesystemer kører direkte fra drikkevandsforsyningen, bør alle koldvandsluftbefugtere anvende fejlsikker UV-sterilisering eller sølviondosering samt regelmæssige automatiske vandudskylningscyklusser for at sikre renlighed.

Der kan anvendes vand af enhver kvalitet. Hvis mineralstøv, der efterlades fra det fordampende vand, udgør et problem – hvilket er usædvanligt i de fleste produktionsområder – kan dette elimineres ved hjælp af en forsyning af demineraliseret vand fra et vandrensningssystem med omvendt osmose. Derimod har luftbefugteren også den ekstra fordel, at den undertrykker eksisterende støv i luften og giver en afkølende effekt, hvilket gør arbejdsmiljøet mere behageligt for personalet.

Afhængigt af hvor produktionsanlægget er beliggende i verden, vil behovet for fugtighedsregulering variere i takt med sæsonbestemte klimatiske ændringer. I køligere regioner vil opvarmning af indendørsarealer i høj grad påvirke den nødvendige mængde fugt, så vintermånederne vil skabe det største behov for fugtighed.

Kvalitet og produktivitet

Uanset hvor en fabrik er beliggende, er fugtighedsregulering altid afgørende. Uden den bliver produktionen mindre effektiv, og produktkvaliteten forringes. At sikre, at tobakken og papiret bevarer deres optimale egenskaber fra det øjeblik, de ankommer til fabrikken, til cigaretterne forsegles i deres beskyttende emballage, er en kompleks, men altid rentabel beregning.

Condair har i over 30 år leveret luftbefugter til tobaksindustrien med kunder som BAT, Alfred Dunhill, Imperial Tobacco, Rothmans International, Gallagher og Altadis Seita. Virksomheden tilbyder en omfattende service inden for rådgivning, design, levering, installation og vedligeholdelse.