CH632908A5 - Method of expanding tobacco - Google Patents

Description

Die Erfindung wird nachfolgend im einzelnen beispielsweise beschrieben.

Allgemein betrifft die Erfindung Verbesserungen des Verfahrens zum Expandieren von Tabak unter Anwendung von flüssigem Kohlendioxid als Expandiermittel. Allgemein betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Expandieren von Tabak unter Anwendung eines einzigen Mittels, das gut zugänglich, relativ wenig kostspielig, nicht brennbar und äusserst wirksam ist und insbesondere die Herstellung eines expandierten Tabakprodukts mit wesentlich verringerter Dichte, hergestellt durch Imprägnieren von Tabak unter Druck mit flüssigem Kohlendioxid, Umwandlung des flüssigen

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Kohlendioxids in situ in festes Kohlendioxid, was durch rasches Ablassen des Drucks erzielt werden kann, und anschliessende Verdampfung des festen Kohlendioxids und Expandieren des Tabaks, was erzielt werden kann durch Anwendung von Wärme, Strahlungsenergie oder ähnlichen Energie erzeugenden Bedingungen auf den imprägnierten Tabak, wodurch eine rasche Verdampfung des festen Kohlendioxids, das sich in dem Tabak befindet, bewirkt wird.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man entweder ein ganzes getrocknetes Tabakblatt, Tabak in geschnittener oder gehackter Form oder ausgewählte Tabakteile, wie z.B. Tabakrippen oder auch rekonstituierten Tabak behandeln. In zerkleinerter Form kann der zu imprägnierende Tabak eine Teilchengrösse von 0,84-0,149 mm aufweisen, jedoch vorzugsweise nicht unter etwa 0,59 mm. Das zu behandelnde Material kann in relativ trockener Form vorliegen oder kann den natürlichen Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks oder sogar mehr enthalten.

Im allgemeinen weist der zu behandelnde Tabak mindestens etwa 8% Feuchtigkeit (bezogen auf das Gewicht) und weniger als etwa 50% Feuchtigkeit auf. Gemäss einer speziellen verbesserten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens sollte der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks, der in der ersten Stufe des Verfahrens verwendet wird, einen Wert von etwa 17 bis etwa 25% haben, je nachdem speziell angewendeten Druck. In der vorliegenden Beschreibung kann der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks bezeichnet werden als «Beschickungsfeuchtigkeit» oder «Beschichkungs-OV» und ist etwa äquivalent zu den im Ofen verdampfbaren Anteilen (OV), da im allgemainen nicht über etwa 0,9 Gew.-% des Tabakgewichts aus flüchtigen Anteilen bestehen, die sich von Wasser unterscheiden. Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, dass bei Anwendung eines Beschickungs-OV in diesem Bereich die erste Stufe des Verfahrens vorteilhafter bei Drücken durchgeführt werden kann, die niedriger sind, als die bisher als optimal angesehenen. In der weiteren Beschreibung wird eine genauere Erläuterung der in der ersten Stufe des Verfahrens angewendeten Drücke angegeben; im Hinblick auf die hier beschriebene spezielle Ausführungsform wurde gefunden, dass die folgenden Beschickungs-OV für folgende Drücke bevorzugt sind:

(Die hier verwendeten Bezeichnungen «Beschickungs-OV» bzw. «OV-Gehalt» sind stets in Gew.%, bezogen auf das Trockengewicht des Tabaks, angegeben.)

bei einem Überdruck von 20,7 bar eine Beschickungs-OV

von 18 bis 25%

bei einem Überdruck von 27,6 bar eine Beschickungs-OV

von 17 bis 25%

bei einem Überdruck von 31 bar eine Beschickungs-OV von 17 bis 25%

bei einem Überdruck von 34,5 bar eine Beschickungs-OV

von 16 bis 23%

bei einem Überdruck von 43,1 bar eine Beschickungs-OV

von 14 bis 19%

bei einem Überdruck von 51,7 bar eine Beschickungs-OV

von 13 bis 18%

bei einem Überdruck von 58,6 bar eine Beschickungs-OV von 12 bis 18%.

Um den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks auf den gewünschten Beschickungsfeuchtigkeitsgrad zu bringen,

kann der Tabak mit Wasser besprüht werden, mit Dampf oder dergleichen in Kontakt gebracht werden, bis der gewünschte Grad erreicht ist, vorzugsweise erzielt man dies durch Besprühen mit Wasser. Um den Feuchtigkeitsgehalt im Tabak auf einen gewünschten Wert zu verringern, kann der Tabak erwärmt werden, vorzugsweise durch indirekte Dampfhitze, bis der gewünschte Gehalt erreicht ist.

Es wurde gefunden, dass es durch diese Verbesserung des Grundverfahrens möglich wird, gewünschte Expan-s sionsausmasse bei geringeren Drücken zu erzielen, als sie bisher als für eine derartige Expansion notwendig gefunden wurden. So wurde vor der vorliegenden Erfindung ein breiter Bereich von Drücken als anwendbar gefunden, jedoch wurde es für nötig gehalten, das Verfahren io bei einem absoluten Druck von etwa 35,5 bar oder darüber durchzuführen, um ein Produkt mit einem Zylindervolumen (CV) zu erzielen, das sich einem Wert von etwa 70 nähert (der im allgemeinen als ein Expansionsgrad angesehen wird, der für Handelsprodukte angestrebt wird). 15 Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, dass man ein Zylindervolumen von 68 mit einem absoluten Druck von 21,7 bar erzielen kann, wenn man mit einer Beschickungs-OV von etwa 20% und einer Ausbeute-OV von unter etwa 6% arbeitet.

20 Die Ausdrücke «Zylindervolumen» und «korrigiertes Zylindervolumen» stellen Einheiten für die Messung des Expansionsgrades von Tabak dar. Der Ausdruck «Gehalt an im Ofen verdampfbaren Anteilen» oder «ofenflüchtige Anteile» stellt eine Einheit zur Messung des 25 Feuchtigkeitsgehalts (oder des Prozentsatzes an Feuchtigkeit) in Tabak dar. Die in der vorliegenden Beschreibung angewendeten Werte bezüglich dieser Ausdrücke werden wie folgt bestimmt:

30 Zylindervolumen (CV)

10 000 g Tabak werden in einen Zylinder von 3,358 cm Durchmesser eingebracht und mit einem Stempel von 1875 g und einem Durchmesser von 3,335 cm während 5 Minuten zusammengedrückt. Das resultierende Volumen 35 des Füllstoffs wird als Zylindervolumen bezeichnet. Diese Untersuchung führt man unter Standard-Umweltbedingungen von 23,9 °C und 60% RF (relative Feuchtigkeit) durch. Falls nicht anders angegeben, wurde die Probe in dieser Umgebung während 18 Stunden vorkondi-40 tioniert.

Korrigiertes Zylindervolumen (CCV) Der CV-Wert kann einem speziellen ofenflüchtigen Anteil angepasst werden, um Vergleiche zu erleichtern. 45 CCV = CV+F (OV-OVs) worin OVs die spezielle OV ist und F einen Korrekturfaktor (Volumen pro%), vorbestimmt für den speziellen Typ des behandelten Tabaks darstellt.

so Gehalt an ofenflüchtigen Anteilen (OV)

Die Probe Tabak wird vor und nach 3stündiger Behandlung in einem Umluftofen, der auf 100 °C gesteuert ist, gewogen. Der Gewichtsverlust als Prozentsatz des ursprünglichen Gewichts stellt den Gehalt an ofenflüch-55 tigen Anteilen dar.

Für den in der vorliegenden Beschreibung verwendeten expandierten hellen Tabak beträgt der Wert von F für die Berechnung von CCV 7,4.

Der Tabak mit dem gewünschten Beschickungsfeuch-60 tigkeitsgehalt wird im allgemeinen in ein Druckgefass derart eingebracht, dass er in geeigneter Weise in flüssiges Kohlendioxid eingetaucht oder damit in Kontakt gebracht werden kann. Beispielsweise kann ein Drahtkäfig oder eine Beschickungsbühne verwendet werden. 65 Das den Tabak enthaltende Druckgefass kann mit Kohlendioxidgas durch Vakuum oder ein anderes Gas gespült werden, wobei der Spülvorgang im allgemeinen 1 bis 4 Minuten in Anspruch nimmt. Die Spülstufe kann

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weggelassen werden, ohne dass sich dies schädlich auf das Endprodukt auswirkt. Der Vorteil des Spülens liegt in der Entfernung von Gasen, die ein Wiedergewinnungsverfahren für das Kohlendioxid stören könnten und im Austreiben jeglicher Fremdgase aus dem Tabak, die das volle Eindringen des flüssigen Kohlendioxids beeinträchtigen könnten.

Das flüssige Kohlendioxid, das beim erfindungsge-mässen Verfahren verwendet wird, kann bezogen werden aus einem Lagerungsgefäss, in dem es im allgemeinen bei einem Überdruck von 17,2 bis 21,0 bar gehalten wird, Das flüssige Kohlendioxid kann in das Druckgefass mit einem Überdruck von 17,2 bis 27,6 bar oder in einem Bereich von etwa 17,2 bis 36,2 bar eingebracht werden. Bei der Einleitung von flüssigem Kohlendioxid in das Druckgefass muss das Innere des Gefasses, einschliesslich des zu behandelnden Tabaks, einen Druck aufweisen, der zumindest dazu ausreicht, das Kohlendioxid in flüssigem Zustand zu halten.

Das flüssige Kohlendioxid wird zweckmässig derart in das Gefäss eingebracht, dass es möglich ist, den Tabak vollständig in Kontakt zu bringen und es sollte vorzugsweise ausreichend flüssiges Kohlendioxid verwendet werden, um den Tabak völlig zu sättigen. Im allgemeinen umfasst dies die Anwendung von 1 bis 10 Gewichtsteilen flüssigem Kohlendioxid pro Gewichtsteil Tabak. Überschüssiges flüssiges C02 ist verschwenderisch, jedoch anwendbar. Die Temperatur des flüssigen Kohlendioxids sollte vorzugsweise etwa 31 °C während der Imprägnierungsstufe nicht überschreiten können.

Der Druck während der Kontaktstufe, die die erste Ausführungsform der Erfindung darstellt, wird bei einem Überdruck von 17,2 bis 36,2 bar gehalten, beispielsweise durch Erwärmen des Gefasses unter Verwendung von Heizspiralen oder dergleichen falls notwendig.

Der Tabak und das flüssige Kohlendioxid können unter diesen Bedingungen während eines Zeitraums von 0,1 bis 30 Minuten in Kontakt gehalten werden.

Nachdem das flüssige Kohlendioxid den Tabak sättigen konnte, im allgemeinen während einer Gesamtdauer von 0,1 bis 30 Minuten, vorzugsweise 0,2 bis 1 Minute, wird jeglicher Überschuss an flüssigem Kohlendioxid, der vorhanden sein kann, aus dem Gefäss abgezogen, vorzugsweise unter Beibehaltung der Temperatur-und Druckbedingungen auf den gleichen Werten wie während der Kontaktstufe.

Eine spezielle Verbesserung des Verfahrens, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt, bezieht die Anwendung einer Abtropf-Verweilzeit ein. Diese Ausführungsform kann angewendet werden in Kombination mit der ersten vorstehend beschriebenen Ausführungsform im Druckbereich während der Kontaktstufe von 17,2 bis 36,2 bar Überdruck; jedoch kann diese Ausführungsfonn über einen breiteren Druckbereich von 14,8 bis 65,5 bar Überdruck angewendet werden, wobei ihre günstigen Auswirkungen im niedrigeren Anteil dieses Druckbereichs grösser sind. Entsprechend dem Verfahren kann nach einer Quellzeit von beispielsweise mindestens 0,1 Minute bis zu 30 Minuten zur Erzielung einer Imprägnierung des flüssigen Kohlendioxids in den Tabak, die Flüssigkeit aus der Tabakmasse entfernt werden, beispielsweise durch eine Austrittsöffnung am Boden der Kammer, wobei der Druck in dem Gefäss aufrechterhalten wird. Es wurde gefunden, dass sich überraschende Vorteile ergeben, wenn man eine Abtropf-Verweilzeit von mindestens 2 Minuten nach dem Punkt anwendet, wo der kontinuierliche Abstrom von flüssigem Kohlendioxid aus dem Gefäss aufgehört hat. Bis zum Zeitpunkt der vorliegenden Erfindung bestand eine Methode zur Steuerung des Verfahrens an diesem Punkt darin, das Niveau des flüssigen Kohlendioxids durch ein am Imprägniergefäss angebrachtes Sichtglas zu beobachten, wenn das flüssige C02 abgezogen wurde und das Abziehen zu einem Zeitpunkt zu unterbrechen, an dem keine weitere Flüssigkeit beobachtet wurde, d.h. wenn kein weiterer kontinuierlicher Strom an flüssigem C02 vorhanden war. Manchmal wurde eine kurze Untersuchung auf zusätzliche Flüssigkeit, unmittelbar nach Unterbrechung des Abziehens durchgeführt. Im erfindungsgemäs-sen Verfahren kann eine Abtropf-Verweilzeit angewendet werden, die darin besteht, mindestens etwa 2 Minuten und vorzugsweise mindestens etwa 3 Minuten zu warten und anschliessend die Flüssigkeit ein zweites Mal abzuziehen, bis der erneute kontinuierliche Flüssigkeitsstrom ein zweites Mal aufhört. Der zweite Flüssigkeitsstrom kann im allgemeinen weniger als 1 Minute anhalten. Eine derartige Abtropf-Verweilzeit dient dazu, sicherzustellen, dass überschüssige Flüssigkeit von der Tabakoberfläche entfernt wird. Die Abtropf-Verweilzeit kann durch eine Abwärts-Spülung von C02 oder einem anderen Gas durch die Masse unterstützt werden. Es hat sich gezeigt, dass die Abtropf-Verweilzeit zu einem im wesentlichen vollständigen Abfliessen führt und darüber hinaus folgendes ergibt: (1) eine vollständigere Wiedergewinnung von C02 als Flüssigkeit und weniger als Gas (welches bei den Wiedergewinnungsstufen eine Kondensation erfordert), (2) die Entfernung von Flüssigkeit von der Tabakoberfläche, bei der es sich gezeigt hat, dass sie sonst bei Druckverringerung teilweise zur Verfestigung auf der Tabakoberfläche führt, wodurch der Tabak zu Klumpen gebunden wird, was wiederum eine schwierige Handhabung sowie ein Brechen erforderlich macht, mit der sich hieraus ergebenden Bildung von Tabak- «Feinstoffen» und (3) eine Verringerung der Wärmebelastung der Expansionsvorrichtung durch Ausschaltung der Notwendigkeit, unwirksames festes C02 von der Oberfläche zu verdampfen.

Die Abtropf-Verweilzeit sollte mindestens etwa 2 Minuten betragen. Sie beträgt jedoch corzugsweise 2,5 bis 6 Minuten, wobei längere Dauer einen geringen zusätzlichen Vorteil ergibt, jedoch zufriedenstellend angewendet werden kann; die Abtropf-Verweilzeit hängt in grossem Ausmass von der Bauweise und der Grösse der Gefässe ab.

Nach dem Imprägnieren, Abziehen und der Abtropf-Verweilzeit kann der Gasdruck mit einer ausreichend grossen Geschwindigkeit verringert werden, so dass mindestens ein Teil des Kohlendioxids in dem Tabak in die feste Form übergeführt wird.

Der Druck in dem Gefäss wird abgelassen durch Entlüften der Gase, um den Inhalt des Gefasses auf Atmosphärendruck zu bringen.

Die Entlüftung erfordert im allgemeinen 0,75 bis 15 Minuten, je nach der Grösse des Gefasses, sie sollte jedoch vorzugsweise nicht mehr als 3 Minuten andauern, worauf die Temperatur in dem Gefäss im allgemeinen — 85 bis — 95 °C beträgt und das flüssige Kohlendioxid in dem Tabak teilweise in festes Kohlendioxid umgewandelt ist. Der Druck muss nicht beim Atmosphärendruck liegen, sondern wird zweckmässig auf einen Überdruck von etwa 4,1 bar verringert. Es ist ersichtlich, dass dies aus wirtschaftlichen Gründen nicht so günstig ist wie die Verringerung des Drucks auf Atmosphärendruck.

Das Abziehen und die Abtropf-Verweilzeit sollten vorzugsweise so durchgeführt werden, dass der Tabak 6 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, festes C02 enthält.

Nach der Umwandlung des Kohlendioxids in dem Tabak in seine feste Form, wird der festes Kohlendioxid enthaltende Tabak anschliessend Expandierbedingungen ausgesetzt, wobei man das behandelte Produkt beispielsweise einer Er5

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wärmung oder einer äquivalenten Behandlung unterzieht, um das feste Kohlendioxid zu verdampfen und von dem Tabak zu entfernen. Dies kann in der Anwendung von heissen Oberflächen oder einem Heissluftstrom, einem Gemisch von Gas und Dampf oder der Einwirkung anderer Energiequellen, wie Mikrowellenstrahlungsenergie oder Infrarotbestrahlung, erfolgen. Ein zweckmässiges Mittel zum Expandieren des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks besteht darin, ihn in einen Strom von erwärmtem Gas, wie beispielsweise überhitzten Dampf, einzusetzen oder ihn damit mitzuschleppen, oder ihn in einen turbulenten Luftstrom bzw. Wirbelluftstrom einzusetzen, der beispielsweise bei einer Temperatur von 100 bis 370 °C und vorzugsweise bei einer Temperatur von 150 bis 260 °C gehalten wird, was während 0,2 bis 10 Sekunden erfolgt. Der imprägnierte Tabak kann auch erhitzt werden durch Aufbringen auf ein Förderband und Einwirken einer Infrarotheizung, durch Behandlung in einem Zyklontrockner, durch Kontakt in einem Dispersionstrockner mit überhitztem Dampf oder einem Gemisch von Dampf und Luft oder dergleichen. In jeder dieser Kontaktstufen sollte die Temperatur der Atmosphäre, mit der sich der Tabak in Kontakt befindet, nicht über etwa 370 °C angehoben werden, und sollte vorzugsweise 100 bis 300 °C, besonders bevorzugt 150 bis 260 °C betragen, wenn bei Atmosphärendruck gearbeitet wird.

Wie bei der Verarbeitung von jeglichen organischen Materialien bekannt, führt eine Überhitzung zur Zerstörung, zunächst zur Farbbildung, wie einem unerwünschten Dunkeln und schliesslich bis zur Verkohlung. Die notwendige und ausreichende Temperatur sowie die Behandlungsdauer für die Expansion ohne eine derartige Schädigung stellt eine Funktion dieser beiden Variablen sowie des Zustands der Verteilung des Tabaks dar. So sollte zur Vermeidung unerwünschter Schädigungen bei der Erwärmungsstufe der imprägnierte Tabak höheren Temperaturgraden, z.B. 370 °C, nicht länger als einige Zehntel einer Sekunde ausgesetzt werden.

Ein Verfahren zur Bewirkung der Expansion der Tabakzellen besteht in den US-PS 3 409 022 und 3 409 027 beschriebenen Bestrahlungsmethoden. Eine andere Methode besteht in der Anwendung einer Hitzepistole wie der «Day-ton-heat-gun» oder einer ähnlichen Vorrichtung, die mit einer Luftaustrittstemperatur von 190-344 °C während eines Zeitraums von 0,2 Sekunden bis 4 Minuten arbeitet, wobei sich selbstverständlich die kürzeren Zeiten auf die höheren Temperaturen beziehen. Bei dieser Arbeitsweise erreicht der Tabak niemals eine Temperatur über ca. 140 °C, da er durch die rasche Bildung von Gasen gekühlt wird. Die Anwesenheit von Dampf während des Erhitzens unterstützt die Erzielung optimaler Ergebnisse.

Ein weiteres System besteht in der Anwendung eines Dispersionstrockners, beispielsweise eines, der entweder mit Dampf allein oder in Kombination mit Luft beschickt wird. Ein Beispiel für einen derartigen Trockner ist der Dispersionstrockner PB von Proctor und Schwartz. Die Temperatur in dem Trockner kann im Bereich von 121 bis 371 °C liegen, bei einer Kontaktdauer in dem Trockner von etwa 4 Minuten bei der niedrigsten Temperatur bis 0,1 bis 0,2 Sekunden bei der höchsten Temperatur. Im allgemeinen wendet man eine Kontaktdauer von 0,1 bis 0,2 Sekunden an, wenn die Temperatur des heissen Gases bei 260-315 °C oder etwas darüber liegt. Wie vorstehend festgestellt, können andere Arten von Heizvorrichtungen angewendet werden,

wenn sie dazu geeignet sind, die Expandierung des imprägnierten Tabaks zu bewirken, ohne eine übermässige Dunkelfärbung zu ergeben. Es sei festgestellt, dass falls ein hoher Prozentsatz an Sauerstoff in den heissen Gasen vorliegt, dieser zur Nachdunkelung beiträgt, so dass bei Anwendung eines Heissdampf-Gemischs ein hoher Anteil (z.B. über 80 Vol.-%) an Dampf bevorzugt ist. Die Anwesenheit einer Dampfatmosphäre von 20 Vol.-% oder darüber der gesamten Heissgaszusammensetzung wirkt unterstützend bei der s Erzielung der besten Expansion.

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in der Steuerung der Ausstoss- oder Austrittsfeuchtigkeit des Produkts bei der Erwärmungsstufe für die Expansion des Tabaks, so dass die Austrittsfeuchtigkeit vorzugs-io weise nicht über 6% und besonders bevorzugt nicht über 3,0%, bestimmt als OV beträgt.

Wie vorstehend festgestellt, ist es wichtig, dass das Produkt von der Erwärmungs-/Expansionsstufe einen Austritts-OV-Gehalt von nicht über 6% aufweist. Das Ergebnis dieses is relativ trockenen Zustands ist eine optimale permanente Expansion, nach Wiederherstellung der Standard-Feuchtigkeitsbedingungen. Eine derartige OV kann erzielt werden durch geeignete Gleichgewichtseinstellung zwischen der Beschickungsgeschwindigkeit des imprägnierten Tabaks in den 20 Trockner und der Temperatur des Trocknergases, wenn man eine fixierte Gasströmimg voraussetzt; die Strömungsgeschwindigkeit stellt eine weitere in Betracht zu ziehende Variable dar. Die Austritts-OV kann auch durch weitere Behandlung des Produkts, wie beispielsweise in einem Trock-25 ner, auf einen gewünschten Gehalt gesenkt werden.

Nach Gewinnung des Tabaks aus der Erwärmungs-/Ex-pansionsstufe mit der gewünschten Austritts-OV wird er dann anschliessend im allgemeinen equilibriert (wiedereingestellt) auf handelsübliche Bedingungen. Die Wiedereinstel-30 lung führt man vorzugsweise unter Standardbedingungen durch, die im allgemeinen darin bestehen, den Tabak bei einer Temperatur von 23,9 °C und einer relativen Feuchtigkeit von 60% während zumindest 18 Stunden zu halten.

Das vorliegende Verfahren kann in verschiedenen For-35 men von Vorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise solchen, wie sie in den BE-PS 821 568 und 825 133 beschrieben werden.

Es ist wichtig, dass die Vorrichtung, in der der flüssiges Kohlendioxid enthaltende Tabak in Tabak umgewandelt 40 wird, der festes Kohlendioxid enthält, dazu geeignet ist,

Gase bei den anwendbaren erhöhten Drücken, in einigen Fällen so hoch wie 65,5 bar Überdruck, aufzunehmen. Dieses Gefäss verwendet man vorzugsweise für den ersten Kontakt des flüssigen Kohlendioxids mit dem Tabak. Das 45 Druckgefass kann in zahlreichen Anordnungen vorliegen bzw. verschiedenartig gebaut sein. Jedoch sollten vorzugsweise ein mit Ventil versehener Einlass von einer Quelle für flüssiges Kohlendioxid und ein mit Ventil versehener Auslass am Boden des Gefasses, durch den die Flüssigkeit abgezogen so werden kann, vorhanden sein; ein zweiter, mit Ventil versehener Auslass in der Nähe des oberen Endes kann zur Belüftung zugefügt werden und kann als Teil der Einlassleitung eingefügt werden, gegebenenfalls zwischen dem Gefäss und dem Einlassventil gelegen. Eine Einrichtung zur Erwärmung 55 des Gefasses und/oder des Belieferungsgefässes, wie äussere Heizschlangen, können angewendet werden. Bringt man das Gefäss auf eine Messzelle auf, so wird die Messung der Kohlendioxidbeschickung stark vereinfacht. Vorteilhaft ist ein zusätzliches Gefäss, das ähnlich ausgerüstet ist mit Wie-6o gevorrichtungen und Heizschlangen, obwohl es nicht notwendig ist, da es die Vorerwärmung einer Charge von flüssigem Kohlendioxid von dessen gewöhnlicher geringer Lagerungstemperatur von — 20 °C (was einem Überdruck von etwa 14,8 bar entsprechen kann) ermöglicht. Beim Betrieb 65 kann die Füllung in einer Haltevorrichtung, wie einem Drahtkorb, der über dem Boden des Gefasses gehalten wird, in das Hauptdruckgefass eingebracht werden. Das geschlossene Gefäss kann anschliessend mit Kohlendioxidgas gespült

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werden, und die Auslässe können geschlossen werden, worauf flüssiges Kohlendioxid aus dem Lagerungsbehälter eingebracht wird, beispielsweise mit einem Druck von 17,2 bar in einer ausreichenden Menge, um den gesamten in dem Gefäss vorliegenden Tabak zu bedecken. Die Temperatur kann durch die Heizvorrichtungen angehoben werden, beispielsweise durch die Heizschlangen, um den Tabak auf die gewünschte Temperatur zu bringen, die zweckmässig unter 31 °C (der kritischen Temperatur des Kohlendioxids) liegen sollte und diesen Zustand hält man vorzugsweise während bis zu 20 Minuten aufrecht, während die Imprägnierung erfolgt. Anschliessend wird überschüssiges flüssiges Kohlendioxid beispielsweise durch Öffnen des unteren Auslasses am Gefäss in einen Vorratsbehälter oder ein ähnliches Abführungssystem abgezogen, und wenn die gesamte überschüssige Flüssigekeit aus dem Gefäss entfernt ist, kann das Gefäss auf Atmosphärendruck belüftet werden. Der Tabak kann anschliessend einem Arbeitsgang zur Verflüchtigung des festen Kohlendioxids unterzogen werden, vorzugsweise durch Entfernen des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks aus dem Gefäss und Leiten durch eines der verschieden möglichen Rasch-Erwärmungssysteme, um die Expansion zu erzielen. Wie vorstehend angegeben, sind für dieses Expansionsverfahren Systeme besonders zufriedenstellend, die einen raschen turbulenten Kontakt mit dem heissen Gas oder Dampf ergeben. Bei einer geeigneten Steuerung der Temperatur und der Behandlungsdauer kann das Produkt in expandiertem Zustand mit dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt gewonnen werden.

Das Gesamtverfahren kann, abgesehen von den erfin-dungsgemässen Verbesserungen, im allgemeinen entsprechend der Lehre der BE-PS 821 568 durchgeführt werden.

Beispiel 1

45,4 kg helle Tabakteilchen von der Grösse für Zigarettenfüllungen mit einem OV-Gehalt von 20% wurden in einem Drahtkorb in ein Druckgefäss eingebracht. Das Gefäss wurde bis auf eine Öffnung zum Einlass von COa-Gas geschlossen. Das Gas wurde auf einen Druck von 27,6 bar eingebracht und die Öffnung wurde geschlossen. Das Gefäss wurde anschliessend mit flüssigem COz mit einem Druck von 27,6 bar und bei — 7 °C mit ausreichend flüssigem C02 gefüllt, um die Tabakmasse zu bedecken. Das System wurde unter diesen Bedingungen 30 Sekunden lang gehalten, und anschliessend wurde eine Öffnung am Boden geöffnet, um die Flüssigkeit herauszupumpen. Die Öffnung wurde geschlossen und nach 3 Minuten wurde sie erneut geöffnet, um angesammelte Flüssigkeit zu entfernen. Die Öffnung wurde geschlossen und das Gefäss durch ein Ventil am oberen Ende zur Atmosphäre geöffnet, so dass der Druck während eines Zeitraums von 180 Sekunden abgelassen wurde. Beim Entfernen des Deckels vom Gefäss und Wiegen des Korbes zeigte sich, dass etwa 8,2 kg C02 vom Tabak zurückgehalten wurden. Es war nicht schwierig, das Produkt abzutrennen und es konnte mit einer gesteuerten Geschwindigkeit in die nächste Stufe eingeführt werden. Ein ähnlicher Ansatz ohne die Abtropf-Verweilzeit behielt etwa 14,3 kg C02 zurück und war in unangenehmer Weise verklumpt.

Ein Vertikaltrockner von etwa 20,3 cm Durchmesser wurde mit 31,1 m/s von 85% überhitztem Dampf in Luft von 249 °C zur Expansion verwendet. Das Produkt von der C02-Behandlung wurde mit etwa 1,7 kg/min in den Trockner eingeführt, wo die Kontaktdauer mit dem Dampf schätzungsweise 3 Sekunden betrug. Das Produkt wurde in einer Zyklon-Trennvorrichtung gewonnen und wies einen OV-Gehalt beim Abkühlen von 1,8% auf. Sein wieder hergestelltes Zylindervolumen, korrigiert auf 11 % OV betrug 74,0 cm2/

10 g im Vergleich mit dem Original-CV von 34,0 cm2/10 g für das helle unbehandelte Füllmaterial mit dem Standardfeuchtigkeitsgehalt von 12,5% OV.

Beispiel 2

45,4 kg Ansätze von hellem Tabak, ähnlich dem im Beispiel 1 verwendeten und mit einem ähnlichen Beschickungsfeuchtigkeitsgehalt wurden wie in Beispiel 1 verarbeitet, mit einem Abgasen während 177-190 Sekunden, wobei jedoch die 3minütige Abtropf-Verweilzeit weggelassen wurde und Änderungen der Expansionsverfahrensweise und -bedingun-gen durchgeführt wurden. Als Ergebnis erhielt man einen variierenden OV-Gehalt am Austritt und eine variierende Füllkraft des Produkts, gemessen durch CCV. Die Ergebnisse und Bedingungen für diese Ansätze sind im Doppel in der Tabelle 1 aufgeführt. Die Expansion erfolgte durch Behandlung im Turm während etwa 3 Sekunden mit 81 bis 88% Dampf. Es ist ersichtlich, dass eine optimale Füllkraft bei einer geringen OV für das aus der Expansionsstufe austretende Produkt erzielt wird und dass eine OV von unter 6,0% günstig und von unter 2,5% besonders günstig ist.

Tabelle 1

Beschickung Turm- OV am CCV, cm2/10g in den Turm temperatur Austritt kg/min °C %

2,49 149 • 12,0 12,2 59,4 65,6

2,27 177 8,5 7,8 65,0 67,8

1,93 204 4,5 4,8 67,8 69,2

1,42 249 1,8 2,5 69,5 75,4

Beispiel 3

Heller Tabak mit einem Gewicht von 45,4 kg und einer OV von 20% wurde für das Eintauchen wie in Beispiel 1 bereitet. Flüssiges Kohlendioxid wurde in die Kammer eingeführt, die vorher auf einen Überdruck von ca 20,7 bar gebracht worden war; beim gleichen Druck wurde der Tabak bedeckt und so während 30 Sekunden gehalten. Die Temperatur betrug etwa — 16,7 °C. Die Flüssigkeit wurde durch ein Bodenventil abgepumpt, es wurde 5 Minuten lang mit COz-Gas von oben her zum Boden des Gefässes gespült, um die Entfernung von nicht abgezogenem flüssigen C02 zu unterstützen. Anschliessend wurde das Gefäss zur Atmosphäre 152 Sekunden lang belüftet und das gekühlte Produkt wurde entnommen.

Dieses Produkt war nicht verklumpt; es wurde in einen Expansionsturm mit einem Dampfstrom von 85% und mit einer Geschwindigkeit von 38,1 m/s bei 249 °C in einer Menge von etwa 1,95 kg/min Gesamtgewicht eingebracht. Die Behandlungsdauer wurde auf 3 Sekunden geschätzt. Das Produkt enthielt 2,1 % OV und zeigte bei einer Wiedereinstellung auf 12,0% OV ein Zylindervolumen, korrigiert auf 11,0% OV von 68,0 cm2 /10 g. Die Ausgangsfülung wies eine CCV von 37,3 cm2/10 g bei 12,5% OV auf.

Beispiel 4

Ansätze von 45,4 kg von hellem Tabak mit verschiedenem OV-Gehalt wurden nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 behandelt (Imprägnierung, Flüssigkeitsentfernung, Abtropfen, Ablassen des Drucks und Expandieren durch Behandlung im Turm), wobei lediglich die Temperatur des Turmgases von 232 bis 254 °C variierte, um zunehmende OV-Gehalte der Beschickung auszugleichen. Die Austritts-OV aller Proben lag bei 1,3% bis 2,8% OV. Nach der Re-

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konditionierung wurden alle Proben auf das CV, korrigiert zielung der besten Expansion benötigt wird, in dieser Reihe auf 11,0% OV untersucht. Die in der Tabelle 2 aufgeführten bei mindestens 68 cm2/10 g CCV, minimal 17% betrug. Ergebnisse zeigen, dass eine Feuchtigkeit (OV), die zur ErTabelle 2

Zylindervolumen, bezogen auf die Einlassfeuchtigkeit, bei einer Imprägnierung bei einem Überdruck von 27,6 bar

Einlass OV Füllvermögen

% wiederhergestellte CCV, 11% OV

C V, cm2/10 g cm2/ 10g

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24,2

58,6

58,9

68,4

68,6

25,7

58,6

68,4

Beispiel 5

Ansätze von hellem Tabak wurden imprägniert und anschliessend genau wie in Beispiel 1 beschrieben expandiert, wobei jedoch die Abtropf-Verweilzeit (vom Schliessen bis zum Wiederöffnen des Auslasses) wie in den Tabellen gezeigt variiert wurde. Die ersten Ansätze (Tabelle 3) wogen 45,4 kg und wiesen in der Imprägniervorrichtung eine Tiefe von 91,4 cm auf; die zweite Gruppe (Tabelle 4) wog 84 kg und wies eine Tiefe von 152,4 cm auf. Die OV am Austritt des Expansionsturmes lag bei etwa 2% in jedem Ansatz. Das Zylindervolumen der Produkte wurde gemessen und zum Vergleich der Verringerung der Grösse wurde auch gesiebt. Die

40 3minütige Spülung war gleich einer 3minütigen Abtropf-Verweilzeit, mit der Ausnahme, dass C02-Gas als Spülgas abwärts durch den imprägnierten Tabak geblasen wurde.

Die Tabellen 3 und 4 enthalten die Ergebnisse. Da eine Verteilung von etwa der des Kontrollversuchs erwünscht ist, 45 und insbesondere eine Gesamtheit von «kleinen» und «feinen» (S + F) Anteilen von nicht über 2% angestrebt wird, ist ersichtlich, dass die Abtropf-Verweilzeiten von 2 Minuten oder länger die besten Ergebnisse ergaben. Die Auswirkung auf das korrigierte CV schien gering oder nicht vorhanden so zu sein.

Tabelle 3

Wirkung der Abtropf-Verweilzeit auf Siebfraktionen mit Ansätzen von 45,4 kg

Abtropf-Verweilzeit Siebfraktionen %

Minuten Lang Mittel Kurz Klein Fein L+M S+F CCVcm2/10g bei 11% OB

Nicht expandierte

Kontrolle

55,5

35,9

7,0

0,9

0,6

91,4

1,5

—

0

38,2

50,0

9,2

1,2

1,2

88,2

2,4

74,6

I

41,9

47,7

8,1

1,2

1,2

89,6

2,4

73,7

2

43,7

47,0

7,3

1,0

0,9

90,7

1,9

76,3

3

42,2

49,2

6,8

0,7

1,0

91,4

1,7

74,2

3minütige Spülung

42,7

48,5

6,9

1,0

1,0

91,2

2,0

75,0

9 632 908

Tabelle 4

Wirkung der Abtropf-Verweilzeit auf Siebfraktionen mit Ansätzen von 84 kg

Abtropf-Verweilzeit Siebfraktionen %

Minuten

Lang

Mittel

Kurz

Klein

Fein

L+M

S+F

CCV cm2/10 g

Kontrolle

52,0

38,9

7,5

1,1

0,5

90,9

1,6

_

0

38,3

48,5

10,0

2,0

1,3

86,8

3,3

74,4

3

44,5

45,7

7,7

1,2

0,9

90,2

2,1

76,6

6

44,1

46,1

7,7

1,2

0,9

90,2

2,1

76,8

Die in den vorstehenden Beispielen angewendeten verschiedenen Siebfraktionen werden wie folgt definiert: Lang > 1,68 mm, (die Teilchen werden von einem Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,68 mm zurückgehalten); Mittel < 1,68 bis > 0,84 mm; Kurz < 0,84 mm bis > 0,59 mm; is Klein <0,59 bis >0,297 mm und Fein <0,297 mm.

Claims (6)

1. 632 908

   2

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Verfahren zum Expandieren von Tabak durch Imprägnieren des Tabaks in einer ersten Stufe mit flüssigem Kohlendioxid unter derartigen Bedingungen, dass das Kohlendioxid in flüssiger Form gehalten wird; Behandlung des mit flüssigem Kohlendioxid imprägnierten Tabaks in einer zweiten Stufe unter Bedingungen, durch die das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid umgewandelt wird, und anschliessendes Behandeln des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks in einer dritten Stufe unter Bedingungen zur Verdampfung des festen Kohlendioxids und Bewirkung der Expansion des Tabaks, dadurch gekennzeichnet, dass man in der ersten Stufe einen Tabak mit einem ursprünglichen OV-Gehalt von 17-30% verwendet und die erste Stufe unter einem Überdruck im Bereich von 17,2-36,2 bar ausführt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man von dem in der ersten Stufe erhaltenen imprägnierten Tabak überschüssiges flüssiges Kohlendioxid abzieht, wobei man das Kohlendioxid in flüssiger Form hält, das Abziehen des flüssigen Kohlendioxids bis zu einem Punkt weiterführt, an dem der kontinuierliche Flüssigkeitsstrom aufhört und eine Abtropf-Verweilzeit von mindestens 2 min einhält, um eine weitere Entfernung von flüssigem Kohlendioxid aus dem Tabak vor Beginn der zweiten Stufe zu ermöglichen.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man in der ersten Stufe einen Tabak mit einem ursprünglichen OV-Gehalt von 17-25% verwendet und die erste Stufe bei einem Überdruck von 24,1-31,0 bar ausführt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die dritte Stufe so ausführt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des erhaltenen expandierten Tabaks 0,5-6% beträgt und vorzugsweise nicht über etwa 3% liegt.
5. 5. Verfahren zum Expandieren von Tabak durch Imprägnieren des Tabaks in einer ersten Stufe mit flüssigem Kohlendioxid in einem Gefäss unter derartigen Bedingungen, dass im wesentlichen das gesamte Kohlendioxid in flüssiger Form gehalten wird; Behandlung des mit flüssigem Kohlendioxid imprägnierten Tabaks in einer zweiten Stufe unter derartigen Bedingungen, dass das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid umgewandelt wird, und anschliessende Behandlung des festes Kohlendioxid enthaltenden Tabaks in einer dritten Stufe unter Bedingungen, durch die das feste Kohlendioxid unter Expansion des Tabaks verdampft wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die erste Stufe unter einem Überdruck im Bereich von 14,8-65,5 bar ausführt und überschüssiges flüssiges Kohlendioxid aus dem Gefäss der ersten Stufe abzieht, wobei man das Kohlendioxid in flüssiger Form hält und fortfahrt, das flüssige Kohlendioxid aus dem Gefäss bis zu einem Punkt abzuziehen, an dem der kontinuierliche Flüssigkeitsstrom aufhört, dann eine Abtropf-Verweilzeit von mindestens 2 min einhält, um eine weitere Entfernung von flüssigem Kohlendioxid aus dem imprägnierten Tabak zu ermöglichen und anschliessend erneut flüssiges Kohlendioxid aus dem Gefäss abzieht, bis der erneute Flüssigkeitsstrom aufhört, bevor man mit der zweiten Stufe beginnt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man die dritte Stufe so ausführt, dass der Feuchtigkeitsgehalt des erhaltenen expandierten Tabaks 0,5-6% beträgt.

   Es wurden verschiedene Verfahren zum Expandieren von Tabak empfohlen. Beispielsweise wurde Tabak mit einem

   Gas unter Druck, der etwas über dem Atmosphärendruck lag, in Kontakt gebracht, worauf der Druck abgesetzt wurde, wodurch die Tabakzellen expandiert wurden unter Zunahme des Volumens des behandelten Tabaks. Andere Methoden, die angewendet oder empfohlen wurden, umfassten die Behandlung des Tabaks mit verschiedenen Flüssigkeiten, wie Wasser oder relativ flüchtigen organischen Flüssigkeiten, zur Imprägnierung des Tabaks damit, worauf die Flüssigkeiten abgetrieben wurden, um den Tabak zu expandieren. Weitere Methoden, die empfohlen wurden, bestanden in der Behandlung des Tabaks mit festen Materialien, die sich beim Erhitzen zersetzen unter Bildung von Gasen, die dazu dienen, den Tabak zu expandieren. Andere Methoden umfassen die Behandlung von Tabak mit Gas enthaltenden Flüssigkeiten, wie Kohlendioxid enthaltendem Wasser unter Druck zur Einarbeitung des Gases in den Tabak und nach Imprägnieren des Tabaks damit, Erhitzen, oder Verringerung des Druckes, um den Tabak zu expandieren. Weitere Techniken wurden zur Expandierung von Tabak entwickelt, die darin bestehen, Tabak mit Gasen zu behandeln, die unter Bildung fester chemischer Reaktionsprodukte mit dem Tabak reagieren, worauf diese festen Reaktionsprodukte durch Wärme zersetzt werden können, unter Bildimg von Gasen in dem Tabak, die bei ihrer Freisetzung eine Expansion des Tabaks bewirken. Insbesondere seien genannt:

   Die US-PS 1 789 435 aus dem Jahr 1931 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Expandieren des Volumens von Tabak zum Ausgleich des Volumenverlusts, der durch das Trocknen des Tabakblatts verursacht wird. Um dies zu erzielen, wird der getrocknete und konditionierte Tabak mit einem Gas, bei dem es sich um Luft, Kohlendioxid oder Dampf handeln kann, unter einem Druck von etwa 9 kg zusammengebracht und der Druck wird anschliessend aufgehoben, wodurch der Tabak eine Tendenz zum Expandieren zeigt. In der Patentschrift wird ausgeführt, dass das Volumen des Tabaks durch dieses Verfahren zu 5 bis 15% erhöht werden kann.

   Die «Alien Property Custodian»-Schrift 304 214 aus dem Jahre 1943 zeigt, dass Tabak unter Anwendung eines Hochfrequenz-Generators expandierbar ist, dass jedoch hinsichtlich des Expandiergrads, der erzielt werden kann, ohne die Qualität des Tabaks zu beeinträchtigen, Begrenzungen bestehen.

   Nach der US-PS 2 596 183 aus dem Jahre 1952 wird das Volumen von geschnittenem Tabak erhöht durch Zusatz von weiterem Wasser zu dem Tabak, um eine Quellung des Tabaks zu bewirken, worauf der feuchtigkeitshaltige Tabak erwärmt wird, wodurch die Feuchtigkeit verdampft und der entstehende Feuchtigkeitsdampf eine Expansion des Tabaks bewirkt.

   Die US-Patentschriften 3 409 022, 3 409 023,3 409 027 und 3 409 028 aus dem Jahre 1968 betreffen verschiedene Verfahren zur Steigerung der Brauchbarkeit von Tabakrippen zur Anwendung in Raucherartikeln, wobei das Rippengut Expandierbehandlungen unterzogen wird, unter Anwendung verschiedener Arten von Wärmebehandlung oder Mikrowellenenergie.

   Die US-PS 3 425 425 aus dem Jahre 1969 betrifft die Verwendung von Kohlenhydraten zur Verbesserung der Blähung von Tabakrippen. Bei diesem Verfahren werden die Tabakrippen mit einer wässrigen Lösung von Kohlenhydraten getränkt und anschliessend zur Blähung der Rippen erwärmt. Die Kohlenhydratlösung kann auch organische Säuren und/oder bestimmte Salze enthalten, die verwendet werden zur Verbesserung des Geschmacks und der Raucheigenschaften des Systems.

   Eine Veröffentlichung von P. S. Meyer in «Tobacco Reporter», November 1969, beschreibt und gibt eine Übersicht

   5

   10

   15

   20

   25

   30

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   55

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   3

   632 908

   über Tabak-Blähungs- oder Expansionsverfahren bzw. Forschungen über Expandierung und Handhabung von Tabak zwecks Kostensenkung, sowie auch als Mittel zur Verringerung des «Teer»-Gehalts durch Reduktion in dem abgegebenen Rauch. In dieser Veröffentlichung wird das Blähen von Tabak durch verschiedene Verfahrensweisen erwähnt, einschliesslich der Anwendung von halogenierten Kohlenwasserstoffen, der Arbeitsweise unter geringem Druck oder im Vakuum, oder der Behandlung mit Hochdruck-Dampf, die zur Blattexpansion vom Inneren der Zelle her führt, wenn der Aussendruck plötzlich abgelassen wird. Dort wird auch die Gefriertrocknung von Tabak erwähnt, die angewendet werden kann zur Steigerung des Volumens.

   Seit dem Erscheinen der vorstehenden Veröffentlichung in «Tobacco Reporter» ist eine Anzahl von Tabak-Expandiertechniken, einschliesslich einiger der in diesem Artikel abgehandelten Techniken in Form von Patenten und/oder veröffentlichten Patentanmeldungen beschrieben worden. Beispielsweise betreffen die US-PS 3 524 452 und 3 524 451, beide aus dem Jahre 1970, die Expandierung von Tabak unter Anwendung einer flüchtigen organischen Flüssigkeit, wie einem halogenierten Kohlenwasserstoff.

   Die US-PS 3 734 104 aus dem Jahre 1973 betrifft ein spezielles Verfahren zur Expandierung von Tabakrippen.

   Die US-PS 3 710 802 aus dem Jahre 1973 und die GB-Patentveröffentlichung 1 293 735 aus dem Jahre 1972 betreffen beide die Gefriertrocknungsmethoden zum Expandieren von Tabak.

   Die ZA-Patentanmeldungen 70/8291 u. 70/8282 aus dem Jahre 1970 betreffen die Expandierung von Tabak unter Anwendung chemischer Verbindungen, die sich unter Bildung eines Gases zersetzen, oder mit inerten Lösungen eines Gases unter Druck, um das Gas in Lösung zu halten, bis es den Tabak imprägniert.

   Die US-PS 3 771 533 aus dem Jahre 1973 lehrt die Behandlung von Tabak mit Kohlendioxid- und Ammoniakgasen, wodurch der Tabak mit diesen Gasen gesättigt wird und Ammoniumcarbonat in situ gebildet wird. Das Am-moniumcarbonat wird anschliessend durch Wärme zersetzt unter Freisetzung der Gase in den Tabakzellen und Bewir-kung einer Expansion des Tabaks.

   Trotz der vorstehend beschriebenen Fortschritte auf diesem Gebiet wurde bisher kein völlig zufriedenstellendes Verfahren gefunden. Die Schwierigkeit der bisherigen Empfehlungen zum Expandieren von Tabak liegt darin, dass in vielen Fällen das Volumen nur leicht oder bestenfalls lediglich mässig zunimmt. Beispielsweise weisen die Gefriertrocknungsverfahren den Nachteil auf, dass sie eine aufwendige und kostspielige Ausrüstung erforderlich machen und wesentliche Betriebskosten verursachen. Bezüglich der Lehre zur Anwendung von Wärmeenergie, Infrarot- oder Mikrowellenbestrahlungsenergie zur Expandierung von Tabakrippen liegt die Schwierigkeit darin, dass wohl die Rippen auf diese Erwärmungsverfahren ansprechen, es sich jedoch gezeigt hat, dass das Tabakblatt im allgemeinen nicht wirksam auf diese Verfahrensart anspricht.

   Die Anwendung spezieller Expandiermittel, wie beispielsweise halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie in der Veröffentlichung von Meyer zur Expandierung von Tabak erwähnt werden, ist auch nicht völlig zufriedenstellend, da diese Substanzen im allgemeinen verflüchtigt oder auf andere Weise entfernt werden müssen, nachdem der Tabak expandiert wurde. Darüber hinaus ist die Einbringung von Fremdmaterialien für Tabak in beträchtlichen Konzentrationen problematisch bezüglich der Entfernung des Expandiermittels nach beendeter Behandlung, um Aromabeeinflussungen und die Beeinflussung anderer Eigenschaften des Rauchs durch laufend zugeführte Substanzen oder Substanzen, die sich durch Verbrennung des behandelten Tabaks bilden, zu vermeiden.

   Auch der Einsatz von kohlensäurehaltigem Wasser hat sich nicht als wirksam erwiesen.

   Zwar stellt das Verfahren unter Anwendung von Ammoniak- und Kohlendioxidgas eine Verbesserung hinsichtlich früherer Methoden dar, jedoch ist es unter bestimmten Umständen nicht völlig zufriedenstellend, da eine unerwünschte Ablagerung von Salzen während des Verfahrens auftreten kann.

   Kohlendioxid wurde in der Nahrungsmittelindustrie als Kühlmittel und in jüngerer Zeit als Extraktionsmittel für Nahrungsmittelaromen verwendet bzw. empfohlen. Es wurde auch in der DE-OS 2 142 205 zur Anwendung entweder in gasförmiger Form oder in flüssiger Form zur Extraktion aromatischer Materialien aus Tabak beschrieben. Jedoch fand sich kein Hinweis in Zusammenhang mit diesen Anwendungszwecken auf die Anwendung von flüssigem Kohlendioxid zum Expandieren dieser Materialien.

   Es wurde gefunden, dass ein Verfahren unter Anwendung von flüssigem Kohlendioxid viele Nachteile der vorstehend besprochenen bekannten Verfahren ausschalten kann. Das Expandieren von Tabak unter Anwendung von flüssigem Kohlendioxid wird in der BE-PS 821 568 und in der BE-PS 825 133 beschrieben. Dieses Verfahren kann als Verfahren zum Expandieren von Tabak beschrieben werden, das folgende Stufen umfasst. (1) Den Kontakt des Tabaks mit flüssigem Kohlendioxid zur Imprägnierung des Tabaks mit dem flüssigen Kohlendioxid, (2) das Anwenden von derartigen Bedingungen auf den mit flüssigem Kohlendioxid imprägnierten Tabak, dass das flüssige Kohlendioxid in festes Kohlendioxid umgewandelt wird und (3) die Anwendung von Bedingungen auf den festes Kohlendioxid enthaltenden Tabak, durch die das feste Kohlendioxid verdampft wird, unter Bewirkung einer Expansion des Tabaks. Die vorliegende Erfindung betrifft Modifikationen des Grundverfahrens, die zu beträchtlichen Verbesserungen führen.

   Allgemein gesehen ist die Erfindung auf ein verbessertes Verfahren zum Expandieren von Tabak gerichtet und umfasst bestimmte Modifikationen des vorstehend beschriebenen Grundverfahrens. Gemäss einer Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verbesserung des Grandverfahrens, die darin besteht, den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks, der in der ersten Stufe des Grundverfahrens verwendet wird, zu steuern. Eine zweite Ausführungsform der Erfindung besteht darin, überschüssiges flüssiges Kohlendioxid unter gesteuerten Bedingungen nach der ersten Stufe des Grundverfahrens und vor der zweiten Stufe des Grundverfahrens abzuziehen. Gemäss eine dritten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verbesserung, die darin besteht, die Feuchtigkeitsausbeute des Produkts, das aus der dritten Stufe des Grundverfahrens gewonnen wird, zu steuern. Die Erfindung betrifft ferner verschiedene Kombinationen der vorstehenden drei Ausführungsformen sowie ein Gesamtverfahren, das alle drei Ausführungsformen derart anwendet, dass ausserge-wöhnlich vorteilhafte Ergebnisse erzielbar sind.