CH674297A5

CH674297A5 -

Info

Publication number: CH674297A5
Application number: CH389/87A
Authority: CH
Inventors: Robert F Denier; Robert H Marshall; John N Jewell; Elmer F Litzinger
Original assignee: Brown & Williamson Tobacco
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1987-02-04
Publication date: 1990-05-31
Also published as: DE3705879C2; IT1203351B; GB8703951D0; US4677994A; MY100411A; DE3705879A1; IT8719472A0; GB2187077B; AU574283B2; AU6909887A; GB2187077A

Description

BESCHREIBUNG 50 Die Erfindung betrifft im allgemeinen Tabak-Trock-nungsverfahren und insbesondere ein Verfahren zum Erzeugen angenehmer Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak.

Es ist auf dem Gebiet der Behandlung von Tabak be-55 kannt, Alkali und Dampf zum Entfernen von Nikotin aus Tabak zu verwenden. Das US-Patent Nr. 896 124 lehrt, Tabakstiele mit Natriumhydroxid in Verbindung zu bringen und nachfolgend Dampf durch Durchströmungskammern, die den Tabak bei Temperaturen von 121 °C (250 °F) bis 60 149 °C (300 °F) enthalten, hindurchzuführen, um Nikotin und andere flüchtige Bestandteile aus dem Tabak zu extrahieren. Das US-Patent Nr. 246 975 lehrt die Anwendung von Ammoniakgas zum Entfernen von Tabakdüften, und das US-Patent Nr. 999 674 lehrt das Behandeln von Tabak mit 65 Ammoniak zwecks Freisetzung von Nikotin und das anschliessende kontinuierliche Hindurchleiten von Dampf mit einer Temperatur unterhalb 100 °C (212 °F) durch den Tabak, um Nikotin mit dem Dampf abzuführen. Das US-

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Patent Nr. 1 168 029 lehrt das Behandeln von getrocknetem Tabak mit Ammoniakdämpfen bei Temperaturen von 27 'C (80 F) bis 49 CC (120 ;F), und das US-Patent Nr. 1 671 259 lehrt das zirkulierende Hindurchleiten einer Mischung aus Dampf und Ammoniak durch Tabak bei Temperaturen unterhalb 100 rC (212 CF), um Nikotin bei Temperaturen unterhalb 100 "C (212 'T) zu entfernen. Das US-Patent Nr. 1 880 336 lehrt das Hindurchleiten von erhitzter Luft durch Tabak, bis dieser eine Temperatur von 100 °C (212 ;F) erreicht, und das anschliessende Hindurchführen von überhitztem Dampf, um den Nikotingehalt im Tabak zu reduzieren. Das US-Patent Nr. 1 984 445 lehrt das Entfernen von Nikotin aus Tabak durch Hindurchleiten eines Ammoniakdampfes durch den Tabak durch Belüften des Tabaks, woraufhin derselbe einer Essigsäure und gleichzeitig einer Verdampfungswärme ausgesetzt wird. Das US-Patent Nr. 2 136 485 lehrt das Entnikotisieren von Tabak durch Hindurchleiten einer Mischung aus Luft und Ammoniak durch den Tabak bei Temperaturen unterhalb 100 °C (212 CF). Das US-Patent Nr. 4 153 063 lehrt das Entnikotisieren von Tabak durch Hindurchleiten von Kohlendioxid durch den Tabak unter sehr hohen Drücken und bei Temperaturen unterhalb 100 °C (212 °F).

Eine Anzahl von anderen Patenten, wie z. B. die US-Patente Nr. 3 151 118, Nr. 3 742 962 und Nr. 3 821 960, lehren oder schlagen vor die allgemeine Verwendung von Dampf und einem Ammoniakausgangsmaterial bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen unterhalb 121 °C (250 °F), um Tabak zu entnikotisieren. Ferner lehrt das US-Patent Nr. 3 760 815 die Verwendung von Salzen und einem Ammoniakausgangsstoff zum Zwecke des Zusammenhalts von Tabak. Weiterhin schlagen die US-Patente Nr.

3 771 533, Nr. 4 248 252 und Nr. 4 266 562 vor, einem Ammoniakausgangsstoff und C02, einige sogar bei Temperaturen von mehr als 121 °C (250 CF), zum Zwecke des Aufblähens oder Expandierens von Tabak zu verwenden. Tatsächlich war das Aroma ein Gesichtspunkt bei der Verwendung eines Ammoniakausgangsstoffes zur Aromasteigerung eines synthetischen Materials in den US-Patenten Nr. 4 079 742 und Nr. 4 184 495 und bei der Verwendung eines Ammoniakausgangsstoffes mit einer Karbonsäure gemäss dem US-Patent Nr. 4 286 606. Andere US-Patente, die sich mit der Aromasteigerung durch Behandlung des Tabaks mit Stickstoff, Aminosäure oder Ammoniak beschäftigen, sind die US-Patente Nr. 4 150 677, Nr. 4 306 577 und Nr. 4 379 464 gewesen.

Es ist ferner bekannt, Tabak mit einem angfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von üblicherweise mehr als 16% bei hohen Temperaturen zu trocknen und bei der Lebensmittelverarbeitung Lebensmittel zwecks Erhitzen in einer erhitzten Gasströmung mitzunehmen und in einer Zone niedrigeren Druckes abzugeben. Beispielsweise lehrt das US-Patent Nr. 3 357 436 die Verbesserung des Füllwertes von Tabak durch Trocknen bei einer Temperatur im Bereich von 121 °C (250 °F) bis 316 °C (600 °F) und durch Einregulieren der Feuchte des zu trocknenden Tabaks aufwerte zwischen 16% und 35% zur Erzeugung eines getrockneten Tabaks mit einer Feuchte zwischen 9% und 23%. Die US-Patente Nr. 3 661 071und Nr. 3 754 930 lehren das Trocknen von Nahrungsmitteln in einer Strömung eines erhitzten Druckgases und das Abgeben der Nahrungsmittel in eine Zone niedrigeren Druckes. Weiterhin lehrt das US-Patent Nr. 3 734 104 schnelles Erhitzen und Expandieren von befeuchtetem Tabak über kurze Zeitperioden von weniger als 3 Sekunden bei Temperaturen bis 399 °C (750 °F) zur Erhöhung des Tabak-Füllwertes. Das US-Patent Nr. 4 167 191 lehrt das Trocknen von expandiertem Tabak durch Erhitzen von Tabak in Dampf und Luft bei Temperaturen von 121 ;C (250 ~F) bis

343 'C (650 T) in Anwesenheit einer absoluten Feuchtigkeit auf einem Niveau oberhalb desjenigen, das eine Feuchtthermometer-Temperatur von wenigstens 65,6 C (150 F) erzeugt. Weiterhin lehren die US-Patente Nr. 3 808 093 und 5 Nr. 4 043 049 sowie das kanadische Patent Nr. 879 811 das Trocknen von Holzmasse in Teilchenform in mitführenden Dampf bei erhöhtem Druck, wobei der Dampf die Teilchen-Holzmasse erhitzt und durch die Verfahrensstufen fördert. Diese vorgenannten Verfahren haben, wenn sie die Behand-lo lung von Tabak betreffen, erkannt, dass es wünschenswert ist, die das Rauchen betreffende Eigenschaft und das Füllvermögen zu erhöhen. Jedoch wurden sie entweder unter atmosphärischem Druck durchgeführt, wenn Tabak behandelt wurde, oder sie betrafen die Verarbeitung von Nahrungsmit-15 teln und Holzmassen, wenn sie unter Druck betrieben wurden, wobei sie in Berücksichtigung des zu behandelnden Erzeugnisses umfangreiche und komplizierte Ausrüstungen erforderten. Ferner haben frühere, Dampfund einen Ammoniakausgangsstoff verwendende Tabak-Behandlungsverfah-20 ren Systeme mit kontinuierlicher Durchströmung benutzt, um Nikotin aus dem behandelten Tabak zu extrahieren oder den Tabak zu expandieren; oder im Stand der Technik wurden ein Ammoniakausgangsstoff und eine besonders ausgewählte organische synthetische Verbindung verwendet, wenn 25 das Aroma ein Gesichtspunkt war.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein verbessertes, einfaches, leistungsfähiges und wirtschaftliches Tabak-Trocknungsverfahren geschaffen, welches die Vorteile und den Nutzen des Trocknens von Tabak bei hohen Tem-30 peraturen und erhöhten Drücken sowie des Verwendens eines Ammoniakausgangsstoffes mit dem zu behandelnden Tabak erkennt. Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren, das gleichzeitig die vordem bei Hochtemperatur- und -druckverfahren erforderliche aufwendige, komplizierte und 35 kostenaufwendige Ausrüstung vermeidet und mit dem ein verbessertes Tabakerzeugnis für Rauchartikel, wie z.B. für Zigaretten, gewonnen wird, welches milderes Rauchen mit verbessertem Aroma, niedrigerem Impakt (impact) und geringeren Reizwirkungen (irritation properties) bietet sowie 40 weniger Nikotin und Alkaloid-Bestandteile und erhöhte Füllwerte aufweist.

Verschiedene andere Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann beim Lesen der nachfolgenden neuen Offenbarung als offensichtlich.

45 Insbesondere schafft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen angenehmer Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak, gekennzeichnet durch die Schritte des Einleitens von überhitztem Druckdampf in ein geschlossenes System steuerbaren Drucks und steuerbarer Strömung, des so Steuerns der Druckdifferenz und der Geschwindigkeitsströmung des überhitzten Dampfes quer durch das System, so dass der Dampf eine vorgegebene Geschwindigkeit zum Mitführen und einen vorgegebenen Mindestdruck zum Verbessern der angenehmen Aromaverbindungen und des Füllwer-55 tes von in das System einzuführendem Tabak aufweist, des Zusetzens von Ammoniak oder eines Ammoniakausgangsstoffes zu dem im System behandelten Tabak, des Einführens des Tabaks in das System durch eine erste Gasschleuse hindurch, um vom Druckdampf für eine vorgegebene Ver-60 weilzeit im System mitgeführt zu werden, des Abscheidens des mit Ammoniak behandelten Tabaks aus dem Druckdampf am Ende der Verweilzeit, und des Abgebens des abgeschiedenen, mit Ammoniak behandelten Tabaks aus dem System durch eine zweite Gasschleuse hindurch in einem Be-65 reich geringeren Drucks hinein.

Es versteht sich von selbst, dass verschiedene Änderungen in den einzelnen Stufen des hierin offenbarten erfin-dungsgemässen Verfahrens vom Fachmann durchgeführt

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werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden kann,

Fig. 2, 3 und 4 Schaubilder, die darstellen, wie reduzierende Zucker mit ansteigendem Niveau eines Ammoniakausgangsstoffes, der einem gemäss der erfindungsgemässen Reihe von Verfahrensschritten verarbeiteten Tabak zugesetzt wurde, vermindert werden, und

Fig. 5 ein Säulendiagramm, das Pyrazin/Kontroll-Verhältnisse für unbehandelte und mit Ammoniak behandelte Tabake vergleicht.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird beim erfindungsgemässen Verfahren Sattdampf mit einem Druck im Bereich von 82,8 bis 103,4 N/cm2 (120 bis 150 psig) von einer geeigneten Hauptversorgungsquelle, wie z.B. einem Dampfkessel (nicht gezeigt), durch eine Versorgungsleitung 3 einem Gesamtsystem 2 zugeführt. Der unter Druck gesetzte Sattdampf strömt durch ein Hauptzuleitungsventil 4 und ein Dreiwegventil 6. In Übereinstimmung mit einem Merkmal der Erfindung und wenn es als günstig erachtet wird, die Geschwindigkeiten der Wärmeübertragung durch Konvektion oder Eigenschaften des Endproduktes zu variieren, kann ein zweites Gas, wie z. B. Helium, Neon, Wasserstoff oder Luft, einige mit einem hohen Koeffizienten der Wärmeübertragung durch Konvektion, durch das Dreiwegeventil 6 in das System 2 eingeleitet werden. In Weiterströmung entlang der Versorgungsleitung 3 kann der unter Druck gesetzte Sattdampf an einem Dreiwegeventil 7 über eine Leitung 9 nur zu einem Überhitzer 8 umgelenkt oder sowohl durch den Überhitzer 8 als auch einen Überhitzer 11 hindurchgeführt werden. Wenn das Dreiwegeventil 7 darauf eingestellt ist, den Dampf durch beide Überhitzer 8 und 11 hindurchzulassen, strömt der Dampf auf seinem Weg zu einem Drei Wegeventil 13 durch den Überhitzer 11 zu einer Auslassleitung 12.

Das Dreiwegeventil 13 kann so eingestellt werden, dass es das Einströmen in den Überhitzer 8 erlaubt, jedoch ein Zurückströmen entlang der Leitung 9 verhindert. Beim Hindurchströmen durch die Überhitzer 8 und 11 kann die Temperatur des Druckdampfes im Bereich von ungefähr 177 'C bis 538 "C (350 ~F bis 1000 ~F) eingestellt werden. Es ist festzustellen, dass die zwei Überhitzer 8 und 11 in Abhängigkeit von der Sorte und den Feuchtigkeiten des zu behandelnden Tabaks für grössere Flexibilität und Heizvermögen sorgen. Ferner versteht es sich von selbst, dass es in Abhängigkeit von der Temperatur des von der Hauptversorgungsquelle in die Versorgungsleitung 3 strömenden Druckdampfes auch möglich ist, das erfindungsgemässe Verfahren ohne die Überhitzer 8 und 11 durchzuführen.

Wenn der Druckdampf eine vorgegebene Temperatur erreicht hat, strömt er durch ein Isolierventil 14 entlang einer Leitung 16. Diese ist in Übereinstimmung mit einem Merkmal der Erfindung so bemessen, dass sie dem Dampf eine Geschwindigkeit im Bereich von ungefähr 244-1829 m/min (800-6000 feet/min), vorteilhafterweise ungefähr 762 m/min (2500 feet'min), verleiht. Der Druckdampf strömt mit der erhöhten Geschwindigkeit entlang der Leitung 16 unter einer Gasschleuse 17, durch welche ein als für die Behandlung geeignet ausgewählter Tabak in das System eingeführt wird. Ein derartiger Tabak weist beim Eintritt in das System allgemein einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 16% bis 65% auf und ist mit einem geeigneten Ammoniakausgangsstoff, wie z.B. Salmiakgeist oder einem hindurchgeleiteten Ammoniakgas. verbessert worden. Die Gas- oder Luftschleuse 17

ist so konstruiert, dass sie bei geringstmöglicher Leckage hohe Differenzdrücke zwischen ihrem Einlass und ihrem Auslass aufrechterhält. Obwohl eine Schleuse des Rotationstyps schematisch dargestellt ist, können selbstverständlich s auch andere Ausführungen des Beschickungsmechanismus, wie z.B. Konusschnecken-Beschickungseinrichtungen, verwendet werden.

Erfindungsgemäss wird der im Trocknungssystem weiterzubehandelnde, mit Ammoniak behandelte Tabak mittels io eines geeigneten Förderers (nicht gezeigt) an der Oberseite einer geschlossenen Schütte 18 durch einen Einlass 19 eingeführt. Es ist als günstig festgestellt worden, wenn der Einlass der geschlossenen Schütte 18 mit einem ausreichenden Abstand oberhalb der Gasschleuse angeordnet ist, um den mit i5 Ammoniak behandelten und weiter zu behandelnden Tabak von jeglichem Dampf, der durch die rotierenden Taschen der Schleuse aus dem System entweicht, zu trennen. In dieser Beziehung ist eine Fallhöhe für den mit Ammoniak behandelten Tabak von 1,22 bis 2,44 m (4 bis 8 feet) in der Schütte als 20 wirksam ermittelt worden. Es wurde ebenfalls als günstig festgestellt, die Querschnittsfläche der Schütte relativ zur Systemleitung so zu bemessen, dass schneller Druckabfall jeglichen Dampfes, der durch die rotierenden Taschen der Schleuse aus dem System austritt, ermöglicht wird, um die 25 Dampfgeschwindigkeit bis auf ein Niveau von wenigstens 45,7 m/min (150 feet/min) — dem ungefähren Fluidisations-wert von Tabak — und vorteilhafterweise von weniger als 15,2 m/min (50 feet/min) zu verringern. Ein Querschnittsflä-chen-Verhältnis zwischen der Leitung 16 und der Schütte 18 30 von weniger als 0,03 zu 1 ist als vorteilhaft festgestellt worden.

Der mit Ammoniak behandelte Tabak wird beim Eintritt in das System durch die Schleuse 17 hindurch von dem Druckdampf hoher Geschwindigkeiten mitgerissen und ent-35 lang einer Leitung 21 durch einen Wärmeaustauscher 22 hindurchgeführt. Obwohl jeder der bekannten Wärmeaustauscher bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden kann, ist es als vorteilhaft festgestellt worden, eine Reihe von Dampf-zu-Dampf-Wärmeaustau-40 Schern einzusetzen, die aus konzentrischen Leitungen bestehen, welche in horizontaler Strömungsanordnung angebracht sind, wobei der Druckdampf und der darin mitgeführte Tabak entlang den inneren Leitungen strömen und der von einem Kessel (nicht gezeigt) gelieferte Sattdampf 45 entlang den äusseren Leitungen mit einem zur Vermeidung von Kondensation in den inneren Leitungen ausreichenden Differenzdruck und Temperatur strömt. Der Wärmeaustauscher 22 dient dazu, die Wärme des überhitzten Druckdampfes mit dem darin mitgeführten Tabak über eine vorgegebene so Verweilzeit, vorteilhafterweise im Bereich von 3 bis 30 Sekunden, zu erhalten. Es ist festzustellen, dass die Temperatur des den äusseren Leitungen des Wärmeaustauschers zugeführten Dampfes — üblicherweise 185 CC (365 °F) bei 103,4 N/cm2 (150 psig) von einem Fabrikkessel — üblicher-55 weise niedriger als die Temperatur des den Tabak mitführenden, unter Druck gesetzten und überhitzten Dampfes in den inneren Leitungen des Wärmeaustauschers 22 ist, so dass keine Wärme auf den mittels des Austauschers 22 behandelten Dampf übertragen wird, wobei der Austauscher haupt-6o sächlich als eine Isoliereinheit zur Verlängerung der Behand-lungs-Verweilzeit dient. Selbstverständlich können jedoch auch andere Kombinationen von Wärmeaustauschern und Röhren, wie z.B. elektrische Bandheizer, eingesetzt werden und, falls gewünscht, dazu dienen, zusätzliche Wärme dem 65 den Tabak mitführenden überhitzten Druckdampf zuzuführen. Ferner ist es unter gewissen ausgewählten Umständen möglich, auf die Verwendung von Wärmeaustauschern an dieser Stelle vollständig zu verzichten.

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Der den Tabak mitführende überhitzte Druckdampf strömt von dem dargestellten Wärmeaustauscher 22 im System zu einer geeigneten Dampf-Tabak-Trenneinrichtung 23, die irgendeine der bekannten Gas-Teilchen-Trennein-richtungen, wie z.B. Zyklone oder Tangential-Trenneinrich-tungen, sein kann und im offenbarten vorteilhaften Ausführungsbeispiel die Zyklon-Ausführung ist. Der im Dampf mitgeführte, mit Ammoniak behandelte Tabak, der auf einer Temperatur im Bereich von ungefähr 138 °C bis 160 °C (280 °F bis 320 °F) und vorteilhafterweise auf 148,9 °C (300 °F) gehalten wird, wird mittels der Trenneinrichtung 23 vom Dampf getrennt, wobei der an der Oberseite der Trenneinrichtung über eine Leitung 24 austretende Dampf durch ein Rückschlagventil 26 hindurchströmt, wonach seine verbleibende Wärme in anderen Betriebsabläufen verwendet oder unter Zuhilfenahme eines Kompressors oder eines Rückführgebläses zum Ausgleich von möglicherweise während des Trocknungszyklus aufgetretenen Druckverlusten zu den Überhitzern 8 und 11 zurückgeführt werden kann.

Es ist festzustellen, dass das Rückschlagventil 26 als wichtigste Einrichtung zur Steuerung des Druckes innerhalb des Systems 2 dient. Durch teilweises Schliessen des Ventils

26 wird die Dampfströmung im System eingeschränkt, um einen Gegendruck im System zu erzeugen und eine Drucksteuerung innerhalb des Systems bis auf Mindestdrücke innerhalb des Bereichs von ungefähr 13,8 bis 69,0 N/cm2 (20 bis 100 psig) und vorteilhafterweise oberhalb 34,5 N/cm2 (50 psig) zu ermöglichen.

Der mittels des Zyklons 23 vom Dampf getrennte, mit Ammoniak behandelte Tabak wird durch eine Gasschleuse

27 hindurch abgegeben. Letztere Gasschleuse kann ähnlich der vorstehend beschriebenen Gasschleuse 17 sein, wobei die gleichen Bedingungen zutreffen. Der Druck über der Gasschleuse 27 im System ist grösser als der Druck ausserhalb oder unterhalb der Gasschleuse 27, der ausserhalb des Systems herrscht und gleich dem Umgebungsdruck sein kann. Als Folge davon unterstützt der schnelle Druckabfall in dem unteren Druckbereich das Entfernen des mit Ammoniak behandelten Tabaks aus den Taschen der Gasschleuse ohne weitere mechanische Mittel.

Gemäss der Erfindung ist es günstig, wenn der abgeschiedene, einem Druckabfall ausgesetzte, mit Ammoniak behandelte Tabak, der aus der Gasschleuse 27 austritt, eine Strecke von 1,52 bis 2,44 m (5 bis 8 feet) vor Erreichen eines nicht gezeigten Förderers für weitere Behandlung durchläuft, um die Tabakgeschwindigkeit zu reduzieren und somit unerwünschten Tabakteilchen-Impakt herabzusetzen.

Die verschiedenen Beispiele der beim Prüfen von ausgewählten Tabakproben, wie nachstehend dargelegt, gesam-5 melten Daten dienen zur Erläuterung des Nutzens und der Vorteile des hierin beschriebenen erfindungsgemässen Verfahrens im Vergleich mit Daten von Kontrollproben, die unter abweichenden Bedingungen behandelt wurden.

io Beispiel 1

Drei 0,91 kg (2 lbs) schwere Proben eines geschnittenen, rohrgetrockneten Blattabaks mit einer anfänglichen Feuchte von 13 Gewichts-% wurden zur Erzielung von Ammoniakniveaus im Tabak von 5, 10 und 15 Gewichts-% Ammoni-i5 umhydroxid, bezogen auf das Feuchttabak-Gewicht, mit einem Ammoniakausgangsstoff, nämlich mit Ammoniumhy-droxid-Lösungen, besprüht. Die Ammoniumhydroxid-Konzentrationen wurden so gewählt, dass die Soll-Tabakfeuchte nach der Behandlung mit dem Ammoniakausgangs-20 stoff 21 Gewichts-% für jede Probe betrug. Zusätzlich wurden zwei 0,91 kg (2 lbs) schwere Proben des gleichen Tabaks nur mit Wasser bis zur Erzielung der gleichen Sollfeuchtigkeit von 21% besprüht. Eine Probe eines ungesprühten, gleichen Tabaks mit einer Feuchtigkeit von 13 Gewichts-% 25 wurde als «unbehandelte Kontroll»probe verwendet. Alle drei mit Ammoniumhydroxid behandelten Proben und eine der zwei mit «nur Wasser» behandelten Proben wurden dann in einer Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, getrocknet. Der Betriebsdruck betrug 34,5 N/cm2 (50 psig), die Trock-30 nungstemperatur war ungefähr 196 °C (385 °F) und die Tabaktemperatur wurde auf ungefähr 148 °C (298°F) gehalten. Die andere der zwei mit «nur Wasser» behandelten Proben wurde ebenfalls unter Trocknungsbedingungen von 0 N/cm2 (0 psig) und ungefähr 141 °C (285 °F) in der Vorrichtung 35 nach Fig. 1 getrocknet. Sachverständige Raucher stellten fest, dass die «unbehandelte Kontroll»probe und die bei 0 N/cm2 getrocknete «nur Wasser»probe (nachfolgende Tests 1 bzw. 2) die höchsten Niveaus bezüglich Impakt (impact) und Reizwirkungen (irritation) aufwiesen. Die bei 40 34,5 N/cm2 (50 psig) geprüfte (nachstehender Test 3) «nur Wasser»probe wies niedrigere Reizwirkung auf, hatte jedoch nicht soviel Aroma wie die Proben mit 5,10 und 15% Ammoniakniveau (nachstehende Tests 4, 5 und 6), wobei zu bemerken ist, dass die Proben der Tests 4, 5 und 6 bezüglich 45 des Aromaniveaus sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden.

Tabelle 1

Tests

Behandlung

1

unbehandelt

2

nur Wasser

3

4

5%

NH4OH

5

10% NH4OH

6

15% NH4OH

System-/(N/cm2)

—

0

34,5

System-/((psig))

(-)

(0)

(50)

Alkaloide (%)

1,86

1,49

0,94

0,80

0,75

0,73

Red. Zucker (%)

9,9

9,6

10,0

9,9

9,5

8,0

pH (Erzeugnis)

5,5

5,4

5,2

5,3

Ammoniak (%)

0,04

0,13

0,05

0,09

0,13

Fruktose (5)

3,04

2,75

3,52

2,46

2,41

2,06

Glukose (%)

1,87

1,63

1,77

1,16

1,22

1,05

Beispiel 2

Zwei 1,81 kg (4 lbs) schwere Proben eines geschnittenen, rohrgetrockneten Stieltabak-Erzeugnisses mit einer Anfangsfeuchte von 55 bis 60 Gewichts-% wurden bis zu einem Soll-Ammoniakniveau von 30 Gewichts-% mit konzentriertem Ammoniumhydroxid besprüht. Zwei 1,81 kg (4 lbs) 65 schwere Proben eines ähnlichen feuchten Stieltabaks wurden bis zu einem Soll-Ammoniakniveau von 60 Gewichts-% mit konzentriertem Ammoniumhydroxid besprüht. Weitere zwei 1,81 kg (4 lbs) schwere Proben gleichen Tabaks wurden ohne

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Behandlung mit Ammoniumhydroxid auf dem Feuchtigkeitsniveau von 55 bis 60% belassen. Eine zusätzliche 1,81 kg (4 lbs) schwere Probe gleichen Tabaks mit einem Feuchtigkeitsniveau von 55 bis 60% ohne Behandlung mit Ammoniumhydroxid wurde in einer Atmosphäre von 23,9 °C (75 °F) und einer relativen Feuchtigkeit von 60% bis zu einer Sollfeuchte von 14% konditioniert, um als Kontrollprobe zu dienen. Jeweils eine der Proben mit 0%, 30% und 60% Ammoniumhydroxid wurde bei einem Systemdruck von 0 N/cm2 (Tests 2, 3 und 4) in einer Vorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, getrocknet. Die drei verbleibenden Proben mit 0%, 30% und 60% Ammoniumhydroxid wurden bei einem Systemdruck von 34,5 N/cm2 (50 psig) —

Tests 5, 6 und 7 — bis auf ungefähr 14% Feuchtigkeit getrocknet. Sachverständige Raucher stellten fest, dass die bei 34,5 N/cm2 (50 psig) getrocknete Probe mit 60% NH4OH (Test 7) weniger Impakt und Reizwirkungen als die bei 0 N/ 5 cm2 (0 psig) getrocknete Probe ohne Zusatz von Ammoniumhydroxid (Test 2) aufwies. Es wurde weiterhin festgestellt, dass Aromaverbindungen, wie z.B. Pyrazine, bei Verwendung von Ammoniumhydroxid bei 34,5 N/cm2 (50 psig) — Tests 6 und 7 — im Vergleich zur unbehandelten Kontroll-10 probe (Test 1) verstärkt wurden. Ohne Zusatz von Ammoniumhydroxid (Test 2 und 5) gingen Aromaverbindungen sogar bei einem Systemdruck von 0 N/cm2 (Test 2) tatsächlich verloren.

Tabelle 2

Tests

I

2

3

4

5

6

7

Druck (N/cm2)

unbe

handelt

0

34,5

Druck ((psig))

(0)

(50)

NH4OH (%)

-

0

30

60

0

30

60

Alkaloide (5)

0,46

0,31

0,25

0,17

0,14

0,13

Red. Zucker (%)

9,3

8,8

7,8

8,2

6,4

5,6

5,5

Fruktose (%)

5,4

3,1

2,8

2,5

2,0

1,6

1,7

Glukose (%)

1,8

1,0

0,8

1,0

0,3

0

Saccharose (%)

2,1

1,8

1,9

2,1

1,2

Ammoniak (%)

0

0,02

0,23

0,28

0,02

0,05

0,07

pH (Erzeugnis)

5,0

5,4

5,0

Beispiel 3

Eine 0,91 kg (2 lbs) schwere Probe eines geschnittenen Blattverschnittabaks, bestehend aus rohrgetrockneten, orientalischen, Burley- und wiederaufbereiteten Tabaksorten, mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt von 13 Gew.% wurde zur Erzielung eines basisbezogenen Endammoniakgehaltes von 5 Gew.% pro 0,45 kg (1 lbs) Tabak mit einer Ammoniumhydroxid-Lösung besprüht. Zwei zusätzliche 0,91 kg (2 lbs) schwere Proben gleichen Tabaks wurden zur Erzielung gleicher anfänglicher Ausgangsfeuchtigkeiten von 33 Gew.% mit Wasser besprüht. Eine dieser wasserbehandelten Proben (Test 1) wurde unter Verwendung einer Trocknungsvorrichtung, wie in Fig. 1 dargestellt, bis zu einer Soll-Endfeuchtigkeit von 14% getrocknet. Der Betriebsdruck des Trockners für den Test 1 betrug 0 N/cm2 bei einer Trocknungstemperatur von 260 °C (500 °F). Die mit Ammoniumhydroxid besprühte Probe (Test 2) wurde ebenfalls in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung mit einem Druck von 34,5 N/cm2 (50 psig) und bei einer Temperatur von 260 °C (500 °F) getrocknet. Die andere wasserbehandelte Probe wurde in einem herkömmlichen pneumatischen Trockner getrocknet und diente als Kontrollprobe (Test 3). Sachverständige Raucher stellten fest, dass die mit Ammoniumhydroxid behandelte Probe des Tests 2 besseres Aroma und weniger Reizwirkungen aufwies, wenn diese Probe in einem Verhältnis von 1:9 mit einer Probe gleichen Tabaks, die unbehandelt war, gemischt wurde. Ebenfalls wurde die Bildung von Aromaverbindungen, wie in Fig. 5 veranschaulicht, festgestellt. Zusätzliche Daten können aus der Tabelle 3 entnommen werden.

Tabelle 3

Behandlung

Test 1

Test 2

Test 3

Wasser

Ammonium

Wasser

hydroxid

(Kontrolle)

Alkaloide (%)

0,95

0,70

1,62

Reduzierende Zucker (%) 6,3

5,5

8,0

Fruktose (%)

1,5

1,4

2,4

Glukose (%)

1,5

0,7

1,8

Saccharose (%)

1,4

1,8

Ammoniak (%)

0,07

0,14

0,15

pH (Erzeugnis)

5,1

5,2

Aromaverbindungen

(Verhältnis zur Kontrollprobe)

Pyrazin

0,70

1,90

_

2-Methylpyrazin

0,67

2,40

_

2,5-Dimethylpyrazin

1,10

2,40

—

2,6-Dimethylpyrazin

1,35

2,17

—

2-Äthylpyrazin

1,06

2,43

—

2,3-Dimethylpyrazin

1,0

3,00

_

Methyläthylpyrazin

1,49

3,27

-

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Obwohl Ammoniumhydroxid zur Erzielung des gewünschten Ammoniakbasisniveaus in bestimmten Proben der vorstehend aufgeführten Beispiele benutzt wurde, kann 60 selbstverständlich auch ein geeignetes Ammoniakgas-Ausgangsmaterial zur Erzielung der gewünschten Ammoniakbasisniveaus verwendet werden.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Erzeugen angenehmer Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak, gekennzeichnet durch die Schritte des Einleitens von überhitztem Druckdampf in ein geschlossenes System (2) steuerbaren Drucks und steuerbarer Strömung, des Steuerns der Druckdifferenz und der Geschwindigkeitsströmung des überhitzten Dampfes quer durch das System (2), so dass der Dampf eine vorgegebene Geschwindigkeit zum Mitführen und einen vorgegebenen Mindestdruck zum Verbessern der angenehmen Aromaverbindungen und des Füllwertes von in das System (2) einzuführendem Tabak aufweist, des Zusetzens von Ammoniak oder eines Ammoniakausgangsstoffes zu dem im System (2) behandelten Tabak, des Einführens des Tabaks in das System (2) durch eine erste Gasschleuse (17) hindurch, um vom Druckdampf für eine vorgegebene Verweilzeit im System (2) mitgeführt zu werden, des Abscheidens des mit Ammoniak behandelten Tabaks aus dem Druckdampf am Ende der Verweilzeit, und des Abgebens des abgeschiedenen, mit Ammoniak behandelten Tabaks aus dem System (2) durch eine zweite Gasschleuse (27) hindurch in einen Bereich geringeren Drucks hinein.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit dem Tabak in Berührung gebrachtes Ammoniakgas verwendet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ammoniakausgangsstoff Ammoniumhydroxid ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdampf im System (2) auf einem Druck in einem Minimalbereich von 13,8 bis 69,0 N/ cm2 (20 bis lOOpsig) gehalten wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckdampf im System (2) auf einem Druck von nicht weniger als ungefähr 34,5 N/cm2 (50 psig) gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf innerhalb des Systems (2) bis auf einen Temperaturbereich von 176,7° bis 537,8 °C (350° bis 1000 °F) überhitzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf innerhalb des Systems (2) in wenigstens zwei Wärmezonen gemäss der Sorte und dem Feuchtigkeitsgehalt des in das System (2) einzuführenden Tabaks überhitzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der überhitzte Dampf auf einer Geschwindigkeit im Bereich von 244 bis 1829 m/min (800 bis 6000 feet/min) gehalten wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der überhitzte Dampf auf einer Geschwindigkeit von ungefähr 762 m/min (2500 feet/min) gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak einen Feuchtigkeitsgehalt am Einlass im Bereich von 21 % bis 60% aufweist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak von einer vorgegebenen geschlossenen Höhe aus in die erste Luftschleuse (17) eingeführt wird, um Tabak von zurückkehrenden Taschen der ersten Luftschleuse (17) zu trennen.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak von einer Höhe von 1,22 bis 2,44 m (4 bis 8 feet) in die erste Luftschleuse (17) eingeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak durch eine in die erste Luftschleuse (17) führende geschlossene Schütte (18) in das geschlossene System (2), das eine den überhitzten Dampf mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit leitende Leitung (16) aufweist, eingeführt wird, wobei das Querschnittsflächen-Verhältnis zwischen der Leitung (16) und der Schütte (18) geringer als 0,03 zu 1,0 ist.

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14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der den Tabak mitführende Dampf durch einen Wärmeaustauschbereich (22) im System (2) geführt wird, um das Wärmeniveau im Dampf über eine vorgegebene Zeit aufrechtzuerhalten.

io 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der den Tabak mitführende Dampf durch einen Wärmeaustauschbereich (22) geführt wird, um den Dampf über einen vorgegebenen Zeitraum auf ungefähr 177 °C (350 °F) zu halten.

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16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Verweilzeit 3 bis 30 Sekunden beträgt.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak mittels Zentrifugal-

2o kraft vom Dampf abgetrennt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabak durch eine Tangenti-al-Trenneinrichtung (23) mittels Zentrifugalkraft vom Dampf abgetrennt wird.

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19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschiedene Tabak vor einer weiteren Behandlung durch eine Höhe von 1,22 bis 2,44 m (4 bis 8 feet) in dem Bereich niedrigeren Drucks hindurchgeführt wird.

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20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der behandelte Tabak bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 15 Gew.% rekonditioniert wird.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da-

35 durch gekennzeichnet, dass der Tabak, wenn er in das System (2) eingeführt wird, einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 14 bis 21 Gew.% aufweist.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbereich des Ta-

40 baks im System (2) im Bereich von 138° bis 160 °C (280° bis 320 °F) gehalten wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Tabaks auf 148,9 °C (300 °F) gehalten wird.