DE1517290A1

DE1517290A1 - Verfahren zur Nutzbarmachung und Veredelung von Tabakstaub und anderem Tabakabfall

Info

Publication number: DE1517290A1
Application number: DE19641517290
Authority: DE
Inventors: Arne Wallberg
Original assignee: INDUSTRILABORATORIET AB
Current assignee: INDUSTRILABORATORIET AB
Priority date: 1963-10-18
Filing date: 1964-10-16
Publication date: 1969-09-25
Also published as: FR1411619A; GB1061066A; BE654448A; DK130621B; DK130621C; ES304973A1; DE1517290C3; NL6412091A; DE1517290B2; US3373751A

Description

1517290 Andrejewski & Honke Patentanwälte

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski

_ΛΛ -»ι-»/ Diplom-Ingenieur

Anwaltsakte: 22 345/MN-sa Dr-lng. Manfred Honke

Essen, den 8. Januar 1969 Ktttwiger Straße 36

Patentanmeldung der Firma
Industrilaboratoriet Aktiebolag,
Jönköping, Myntgatan 21, Schweden

Verfahren zur Nutzbarmachung und Veredelung von Tabakstaub und anderem Tabakabfall

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nutzbarmachung und Veredelung von Tabakstaub und anderem Tabakabfall, welcher einer zerkleinernden mechanischen Behandlung in Anwesenheit von Wasser unterworfen,zu einem dünnen Vlies oder Gewebe geformt und getrocknet wird. Derartige Verfahren sind bekannt (vergl. DPS 844 250). Nach diesem bekannten Verfahren wird der Tabakabfall jedoch mit einem Wasseranteil vermischt, der ein Vielfaches des Tabakanteils beträgt. Es wird eine Auslaugung durchgeführt sowie nach Wasserabscheidung erneut Wasser zugesetzt. Hieran schließen sich eine Vermentierung und nach einem besonderen Vorschlag noch eine Quellung an. Eine Hydratisierung wird durch die vorhergehende Auslaugung bei diesem bekannten Verfahren praktisch unmöglich ge-

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1· Unterlagen (Art. 711 Abe. 2 Nr. 1 Satz 3 des Änderung ;g. v. 4.9. IS ~

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macht. Die Quellung wird durch chemische Zusätze erzielt. Ferner ist es bekannt (vgl. brit. PS 562 786) aus Tabakabfällen, Tabakstaub und Wasser zunächst einen aus kolloidalen Partikeln bestehende Dispersion oder einen dünnflüssigen Brei zu schaffen, in den auch sehr kleine oder winzige Bestandteile von Fibern eingelagert sind. Sind jedoch die Fasern derart verkürzt, daß sich kolloidale Teilchen bilden und nur kurze Faserreste in diesen zurückbleiben, so verlieren die Fasern ihre skelletbildende Fähigkeit, was mit dem Nachteil verbunden ist, daß die Papierstruktur und damit die Zähigkeit und Porosität verlorengeht. Die so geschaffene Paste wird dann extrudiert. Endlich ist es bekannt (vgl. USA-PS 3 012 562) Tabakfolien durch Extrudieren herzustellen. Bei diesem Verfahren wird der Brei unter Zufügung von Zusätzen auf einer Papiermaschine vermählen und zu einer Folie verpreßt, die der Umhüllung von Tabakwaren dient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, welches zur Herstellung von zelluloseartigen Tabakprodukten und insbesondere Tabakfasern mit guter mechanischer Festigkeit und Zähigkeit geeignet ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren des eingangs beschriebenen Aufbaus und besteht darin, daß der Wassergehalt deszu zerkleinernden Gutes auf etwa 20-90 %, vorzugsweise 4o-6O %, gebracht wird, so daß die in einem späteren Behandlungsstadium unter Druck erfolgende Formung des Gutes ohne wesentliche Wasserabscheidung vor sich geht, und daß das Gut anschließend der zerkleinernden mechanischen Behandlung, vorzugsweise in Form von Drücken, Schlagen oder Stößen mit festen Körpern bzw. Druckim-

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pulsen von Flüssigkeiten., Gasen oder Ultraschall, unterworfen wird, die in solcher Weise, vorzugsweise durch nicht zu feines Mahlen oder Schleifen, durchgeführt wird, daß zwar die ZeIlwände des Tabaks zerstört werden, die Fasern in ihrer Länge jedoch keine wesentliche Verkürzung erfahren, und daß die im Tabak enthaltenen Zellulose hydratisiert und fibriliert wird, worauf die so gebildete pastenartige, faserige, plastische Masse unter Druck geformt und dann getrocknet wird. Zweckmäßig wird zumindest ein Teil der Behandlung unter wenigstens teilweisen Vakuum durchgeführt. Ein besonderer Vorschlag der Erfindung geht dahin, daß zumindest ein Teil der Behandlung in vorzugsweise inerten Schutzgas durchgeführt wird. Ferner kann das die Tabakmasse umschließende Gas während der Behandlungsmaßnahmen ausgetauscht und können hierdurch unerwünschte, flüchtige Substanzen entfernt werden, um den Geschmack des Tabaks zu verbessern. Auch kann die Tabakmasse vor dem Einbringen in die Formeinrichtung einem Vakuum ausgesetzt werden, so daß im wesentlichen das gesamte in der Tabakmasse eingeschlossene Gas herausgezogen und verhindert wird, daß das Gas während des Formprozesses komprimiert wird und bei seiner anschließenden Expansion die Form des fertigen Tabakerzeugnisses beim Verlassen der Formeinrichtung zerstört. Zweckmäßig wird die Tabakmasse auf an sich bekannte Weise durch eine Formdüse in eine Anzahl von Strängen extrudiert. Nach einem besonderen Vorschlag wird die Tabakmasse in eine Anzahl von im wesentlichen schraubenförmig verlaufenden Tabaksträngen extrudiert.

Die Erfindung betrifft auch eine Düse zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Maßnahmen mit einer Anzahl von Durch-

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gangsöffnungen für die extrudierende Masse, deren Kennzeichnung darin besteht, daß die Wand jeder Durchgangsöffnung an ihrer Mündung einen vorstehenden Bereich oder eine vorstehende Spitze aufweist, welche nur einen Teil des ümfangs der Öffnungsmündung bilden. Die Kräuselung der Tabakstränge kann auch dadurch erreicht werden, daß der vorstehende Bereich oder die vorstehende Spitze durch einen Einsatz ersetzt ist, der einen Mündungsteil der entsprechenden Öffnungswand einschränkt und einen anderen Reibungskoeffizienten als die restliche, den anderen Teil der Mündung bestimmende Öffnungswand aufweist.

D-e durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß die in den Tabakresten vorhandenen Fasern lediglich aufgebrochen werden und gleichsam ein Skelett bilden, wobei sie ihre Filamente mit den Filamenten benachbarter Fasern verhaken und verfangen. Gleichzeitig wird durch die Hydratisierung erreicht, daß die niedrigmolekularen Hemi-Zellulosen ein Gel bilden, welches gleichsam als Leim zwischen den Zellen und Fasern wirkt. Der durch das Extrudieren und anschließende Trocknen durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Tabak kann unmittelbar als Zigaretten, Zigarren- oder Pfeifentabak Verwendung finden, ohne daß anschließend weitere Behändlungsschritte erforderlich sind. Insbesondere erübrigt sich der Zusatz von chemischen Substanzen und dergleichen. Ex empfiehlt sich lediglich eine geringfügige Menge eines Binders zuzusetzen, um der Gefahr der Aufwirbelung des Tabakstaubes zu begegnen. Dabei richtet sich der Zusatz des Binders im wesentlichen nach dem Wasseranteil. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß eine Auslaugung bei dem geringen Wassergehalt nioht stattfindet und die Tabakreste bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine hydratisierte und fibrillierte Zellulose sowie klebrige pflanzliche

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Zellsubstanz enthaltene Tabakmasse bilden, die direkt .durch Formwerkzeuge wie stationär oder rotierende Düsen geeigneter Form zu Zigarettentabakfäden oder dergleichen extrudiert werden können.

Die Zeichnung zeigt schematisch und lediglich als Beispiel in vergrößerter Darstellung zwei Ausfuhrungsformen von Düsen, wie sie zum "Extrudieren" der Tabakmasse geeignet sind. Durch solche Düsen extrudierte Tabakstränge erhalten eine im~wesentlichen schraubenförmig verlaufende Form.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Düse im Längsschnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Düse nach Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 in der gleichen Darstellungsweise wie die Fig. 1 und 2 eine gegenüber der Düse nach den Fig. 1 und 2 etwas abgeänderte Düse.

Die Düse nach den Fig. 1 und 2 ist in geeigneter Weise aus zwei Hälften 1a, 1b zusammengesetzt, die längs einer Axialebene fest vereinigt sind. Die Düse ist mit Kanälen 2 versehen, die eine verengte öffnung aufweisen, durch welche die Tabakmasse unter hohem Druck extrudiert wird. Die Vi^nä der Mündung eines jeden Kanals besitzt einen vorstehenden Bereich oder eine vorstehende Spitze 5» welche jedoch nur einen Teil des gesamten Umfanges der Öffnungsmündung ausmacht. Infolge dieser Ausführung

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der Düse wird die Tabakmasse durch die Extrusion in eine Anzahl von im wesentlichen schraubenförmigen Tabaksträngen oder -fäden geformt.

Die in den Fig. J5 und 4 dargestellte Ausführungsform stimmt mit der nach den Fig. 1 und 2 bis auf die Abänderung überein, daß die vorstehenden Spitzen 5 durch Einsätze 4 ersetzt sind, welche aus einem Material mit einem Reibungskoeffizient bestehen, der wesentlich von dem des Materials verschieden ist, welches den Rest der Mündung des Kanales 2 bildet. Die Einsätze 4 können entweder glatter oder rauher sein als das an die Einsätze anschließende Wandmaterial der öffnung. Sollen gerade Tabakfäden anstelle von schraubenförmigen hergestellt werden, sind die Spitzen 3 und Einsätze 4 lediglich fortzulassen. Die Fig. 1-4 sind nicht als Maßstabgerechte Zeichnungen zu verstehen. Die Spitzen j5 und die Einsätze 4 können daher auch einen größeren oder kleineren Teil der Mündung der betreffenden Kanäle 2 einnehmen.

I. 1 kg Tabakabfall wird mit Wasser angereichert, so daß der Anteil des Wassers etwa 2o % ausmacht. Diesem Produkt wird evtl. ein minimaler Binderanteil zugesetzt, worauf die Zerkleinerung in beschriebener Weise durchgeführt wird, vorzugsweise unter Hinzuziehung einiger oder mehrerer der auf Seite 6 und 7 genannten zusätzlichen Verfahrensschritte. Anschließend wird die so erhaltene Masse unter hohem Druck, wobei "hoch" etwa jjoo - 4oo kg/cm bedeutet, geformt, vorzugsweise durch die erfindungsgemäßen Düsen extrudiert, deren Mündungsquerschnitt etwa o,15 x o*8 mm beträgt, und dann getrocknet.

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II. 1 kg Tabakabfall wird mit Wasser angereichert, so daß der Anteil des Wassers etwa 8o % ausmacht, Diesem Produkt wird zweckmäßig ein relativ hoher Binderanteil zugesetzt, worauf die Zerkleinerung in beschriebener Weise durchgeführt wird, vorzugsweise unter Hinzuziehung einiger oder mehrerer der auf Seite 6 und 7 genannten zusätzlichen Verfahrensschritte. Anschließend wird die so erhaltene Masse unter einem Druck, der zweckmäßig bei 2oo - Joo kg/cm liegt, geformt, vorzugsweise durch die erfindungsgemäßen Düsen extrudiert und dann getrocknet.

III. 1 kg. Tabakabfall wird mit Wasser angereichert, so daß der Anteil des Wassers etwa 6o % ausmacht. Diesem Produkt wird zweckmäßig ein durchschnittlicher Binderanteil zugesetzt, worauf die Zerkleinerung in beschriebener Weise durchgeführt .wird, vorzugsweise unter Hinzuziehung einiger oder mehrerer der auf Seite 6 und 7 genannten zusätzlichen Verfahrensschritte. Anschließend wird die so erhaltene Masse

unter einem Druck, der zweckmäßig bei 25o - 35© kg/cm liegt, geformt, vorzugsweise durch die erfindungsgemäßen Düsen extrudiert und dann getrocknet.

Anstatt die Tabakmasse zu pressen oder zu extrudieren, kann sie auch gerollt oder in sonstiger Welse als Tabakfolie geformt werden, welche anschließend in bekannter Weise zerkleinert wird. Wenn der auf diese Weise hergestellte Tabakstrang oder die Tabakfolie anschließend getrocknet werden, erhalten sie eine ausreichende Zähigkeit.

In der oben beschriebenen Weise hergestellte Tabakprodukte können für Rauchwaren verwendet werden, ohne daß dabei die Ge-

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fahr besteht, daß der Raucher Tabakstaub inhalieren muß, aus welchem die Rauchwaren zumindest teilweise hergestellt sind.

Die oben beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen sind selbstverständlich lediglich als Beispiele anzusehen und können bezüglich ihrer Einzelheiten innerhalb des Rahmens der folgenden Ansprüche in verschiedener Weise abgeändert werden. Die dargestellten und beschriebenen Düsen können daher auch zum "Extrudieren" von anderen plastischen Massen verwendet werden, welche keine hydratisierten und fibrillierten Tabakabfälle enthalten.

Patentansprüche

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Claims

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1. Verfahren zur Nutzbarmachung und Veredelung von Tabakstaub und anderem Tabakabfall, welcher einer zerkleinernden mechanischen Behandlung in Anwesenheit von Wasser unterworfen, zu einem dünnen Vlies oder Gewebe geformt und getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des zu zerkleinernden Gutes auf etwa 2o - 8o %, vorzugsweise Ko - 6o #, gebracht wird, so daß die in einem späteren Behandlung^stadium unter Druck erfolgende Formung des Gutes ohne wesentliche Wasserabscheidung vor sich geht, und daß das Gut anschließend der zerkleinernden mechanischen Behandlung, vorzugsweise in Form von Drücken, Schlägen oder Stoßen von festen Körpern bzw. Druckim- · pulsen von Flüssigkeiten, Gasen oder Ultraschall, unterworfen wird, die in solcher Weiae, vorzugsweise durch nicht zu feines Mahlen oder Schleifen, durchgeführt wird, daß zwar die Zellwände des Tabaks zerstört werden, die Fasern in ihrer Länge jedoch keine wesentliche Verkürzung erfahren, und daß die im Tabak enthaltene Zellulose hydratisiert und fibrilliert wird, worauf die so gebildete pastenartige, faserige, plastische Masse unter Druck geformt und dann getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Behandlung unter wenigstens teilweisem Vakuum durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Behandlung in einem vorzugsweise inerten Schutzgas durchgeführt wird.

UnteHftgen (Art 7 11 Abs. 2 Nr. I Satz 3 des Änderunj|«8C8. v. 4.9. ISC v,

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4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Tabakmasse umschließende Gas während der Behandlungsmaßnahmen ausgetauscht wird und hierdurch unerwünschte, flüchtige Substanzen entfernt werden, um den Geschmack des Tabaks zu verbessern.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die -Tabakmasse vor dem Einbringen in die Formeinrichtung einem Vakuum ausgesetzt wird, so daß im wesentlichen das gesamte in der Tabakmasse eingeschlossene Gas herausgezogen und verhindert wird, daß das Gas während des Formprozesses komprimiert wird und bei seiner anschließenden Expansion die Form des fertigen Tabakerzeugnisses beim Verlassen der Formeinrichtung zerstört.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakmasse auf an sich bekannte Weise durch eine Formdüse in einer Anzahl von Strängen extrudiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabakmasse in eine Anzahl von im wesentlichen schraubenförmig verlaufende Tabakstränge extrudiert wird.

8. Düse zum Extrudieren der Tabakmasse, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7» mit einer Anzahl von Durchgangsöffnungen für die zu extrudierende Masse, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand jeder Durchgangsöffnung an ihrer Mündung einen vorstehenden Bereich oder eine vorstehende Spitze aufweist, welche nur einen Teil des Umfanges der öffnungsmUndung bildet.

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9. Düse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in abgeänderter Ausführungsform der vorstehende Bereich oder die vorstehende Spitze ersetzt ist durch einen Einsatz, der nur einen Mündungsteil der entsprechenden Öffnungswand einschränkt und einen anderen Reibungskoeffizienten als die restliche, den anderen Teil der Mündung bestimmende Öffnungswand aufweist.

PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke

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