DE1815169A1 - Tabakprodukt mit erhoehtem Fuellvermoegen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

DR.-1NG. WALTER ABITZ DR. DIETER MORF

Patentanwälte

8 München 27, PienzeJaVferard&efcs) <2 Telefon 483225 und 486415 Telegramme: Chemlndus Müntiien

17. Dezember 1968

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PHILIP MORRIS INCORPORATED 100 Park Avenue, New York, N.Y. 10017, 7.St.A.

Tabakprodukt mit erhöhtem Füll vermögen und Verfahren au seiner Herstellung

vorliegende Erfindung betrifft Tabakprodukte und insbesondere Tabakprodukte, die durch Arbeitsweisen hergestellt werden, welohe das Püllvermögen des' Tabaks erhöhen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Tabakpflanzenteilen, insbesondere der aus Tabakblättern entfernten Stengel oder Kittelrippen, um die Tabakpflanzenteile in eine Form umzuwandeln, in der sie ein größeres Ftillvermögen besitzen und für die Einar-

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leitung In Rauchwaren brauchbarer sind, sowie daß dabei erhaltene Produkt.

Tabakstängel haben im allgemeinen in der Tabakindustrie Probleme erzeugt und es bestand die Praxis, die Stengel und Blattrippen» die einen Teil von Tabakblättern bilden, aus den Tabakblättern au entfernen, bevor der Tabak für die Herstellung von Rauchwaren, wie Zigarren, Zigaretten, Zigarillos und dergleichen, verwendet werden konnte. Diese Entfernung ist durch Anwendung von Dreschmaschinen, die die Blätter zerkleinern und die Stengel von den Blättern entfernen, oder mittels Entrippungsmasehinen erreicht worden, die die Stengel aus den Tabakblättern herauBlÖeen.

Die aus Tabakblättern entfernten Stengel und großen Blattrippen haben in der Tabakindustrie keine leichte Verwendung gefunden und es sind viele Versuche unternommen worden, um die Stengel und die größeren Blattrippen (die nachfolgend alle als "Stengel" bezeichnet werden) in brauchbare Produkte umzuwandeln.

Außerdem ist in jüngster Zeit auf dem Tabakgebiet die Entwicklung von !Zigaretten bedeutungsvoll geworden, die viel weniger Rauch oder Bauch liefern, der einen stark verminderten Gehalt an bestimmten Komponenten, beispielsweise dem sogenannten "Teer*, Phenolen, vielkernigen Kohlenwasserstoffen oder dergleichen, besitzt. Dies kann in gewissem Ausmaß durch wirksame Filtration und durch geeignete Filterwahl erreicht werden» jedoch sind die Möglichkeiten der Filtration wegen eines erhöhten Zugwiderstandes begrenzt. Die Rauchfreisetzung kann auch in kleinem Ausmaß durch Wahl der Tabakmischung eingestellt werden. Sie kann auch vermindert werden,

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indem weniger Tabak in das 2ig&rettenötäbchen eingebracht wird_t Die letzte Möglichkeit führt jedoch au einem weichen Stäbchen» das bricht oder vörformt wird.

In Verbindung mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung bestehen somit mindestens zwei Ziele, nämlich einmal die Ver wendung von Tabakstengeln in Rauchwaren und sum anderen die Umwandlung von Tabakmaterialien in eine Form, in der sie größeres Füll vermögen besitzen, wodurch sich ein !Dabakprodukt ergibt, das verminderte Mengen an !Deer und Nikotin erzeugt.

sind Vorsuch© unternommen worden, Stengel in Zigarren und Zigaretten einsuarbeiten, wobei die Stengel aerkleinert und danach dampfbehandelt und gewalat worden, bevor eic in der Zigaretten- oder Zigarrsnfulluag verwendet werden. Bs ist ;jedooh festgestellt worden, daß die unerwünschten harten, holssähnlichen Eigenschaften der Stengel durch eine derartig© Behandlung, nicht beseitigt werden und daß die Stengel, wenn eie in Zigaretten oder Zigarren eingearbeitet werden, ein ungleichmäßiges Brennen und einen etwae weniger erwünschten Geschmack mit sich bringen. Außerdem hat die Verwendung von in derartiger Vteis© präparierten Stengeln su sehr lcleinen, festen Stengelteilchen geführt, wovon viele aus den Enden der Tabakwaren leicht herausfallen und auf örund ihres scharfen Charakters vom Raucher des Sabakprodukts leicht festgestellt worden können. Außerdem ißt festgestellt worden, daß derartige harte StengelstUckohea die Papierumhüllung von Zigaretten durchdringen oder clic Zigarette oder Zigarrs in.einer unerwünschte** Weise deformieren·

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Gemäß einem anderen bekannten Verfahren zur Behandlung von Stengeln, um diese in Tabakprodukten akzeptabler zu machen, werden die Stengel» während sie noch in den Tabakblättern vorliegen» einem fluiddruck ausgesetzt» der entspannt wird, um die Ausdehnung der Stengel in den Blättern zu erreichen. Diesee Verfahren ist in der USA-Patentschrift 2 344 106 beschrieben. Es hat sich jedoch erwiesen» daß eine derartige Arbeitsweise schwierig durchzuführen ist, da sie die Verwendung einer Druckanlage und dergleichen und die Verwendung von Dampf umfaßt, um das Produkt für den Auedehnungsschritt zu präparieren. Zu weiteren Nachteilen eines derartigen Verfahrens gehören Schädigung der inneren Zellen des Tabalcprodulctβ , Bruch der Epidermis und Qualitätsverachlechterung des Produkte auf Grund der Einführung von Gasen in das Blatt. Außerdem bringt es die Natur eines derartigen Verfahrene mit sich» dafl die Stengel ehargenweise behandelt v/erden müssen, so daS keine Bandfabrikationsmethoden angewendet werden können.

Es ist außerdem bereits bekannt, zur Behandlung von Tabakstengelu. oder von Stengeln enthaltenden Tabakblättern ein elektrostatisches Feld hoher Frequenz zu verwenden» um die Stengel auszuweiten· Dieses Verfahren ist in der USA-Patentschrift 2 739 599 beschrieben. Bin derartiges Verfahren ist zwar theoretisch in der Lage» manche Nachteile der oben diskutierten Serkleinerungs- und Dampfbehandlungsmethoden und der Druekmethode zu beseitigen, besitzt jedoch seine eigenen Nachteile. Wenn beispielsweise ein derartiges Verfahren auf die Behandlung von Stengeln angewendet wird» während diese sich noch in dem Blatt befinden» so ist festgestellt worden» daß manchmal dae Blatt selbst auf Grund von Bogenbildung zwischen den Platten beschädigt wird» die zur Erzeugung des elektrostatischen Hochfrequenzfeldes verwendet werden. Ee

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angenommen, daß derartige Bogenbildung bei Gebieten in dem Blatt mit hohem Mincralgehalt stattfindet. Ss wird auch angenommen, daß hoher Heckengehalt in dem Blatt eine Ursache für derartige Bogenbilduag iot. Es ist festgestellt worden, daß das Auftreten einer derartigen Sogenbildung bei dor Anwendung eines derartigen Verfahrens häufige Maschinenetilllegungen erfordert. Bin weiterer Ifaohteil eines derartigen Verfahrene ergibt sich aus der SJataaohe _v daß der Feuchtigkeits gehalt von tabakblattern variiert. Auf diese Weise reeultiert eine ungleichmäßige Energieabsorption aus dem dielektrischen Fold und es wird ein ungleichmäßiges iüafeakprodukt erseugt. Sur Überwindung dieses liaohteile ist es erforderlich, eine teuere feuchtigkeitskontrolle der Stengel vor der Verwendung in einem derartigen Verfahren durchzuführen. Bin weiterer Nach teil eines derartigen Verfahrens liegt in der Tatsache, daß ein Verbrennen des Produkts in Teilen der Stengel auftreten kenn, die auf Grund ihrer sehr kompakten Natur mehr Energie absorbieren können» Derartig© verbrannt© Beile sind spröde und es hat sich erwiesen, daß sie- im Verlauf der späteren Behandlung der Stengel krümeln_s was -unerwünschtes "Stauben" oder unerwünschte Staubbildung verureaoht.

sind'auch noch ander© Verfahren zur Behandlung von Stengeln entwickelt worden, Baispioltsv/eiße sinä 'fabakstengel durch Bshandlung mit Wärme oder einer assoziierten Energieform "ausgedehnt;" worden, um ihr GefUge auszuweiten, wonach das Produkt dami auf eine Bioke geeohnittsn wird, ale für die Einarbeitung mit Blättern geeignet let, die als ai vorweM@t werden sollen. Έβ hat ©ich en/les-an, daß darartigen Produkte verbeossrte Brenncxatilitäten uiid Hauchoigenachaften besitsen. Jaclooh hat ßioli orv/iesen, au® die Wärme oder die Energie, die für &Iö Ausdehnung

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ist, ein Problem darstellt _t da sie ein bedeutendes Ausriß an Zersetzung oder auch Verkohlung von manchen Bestandteilen dcß 2!abaks verursachen kann. Soiilt ißt bisher noch kein völlig befriedigendes Verfahren aur ^shandlung von Tabaks bengeln "bekannt»

Erfindungegeraäß wird oin verbesserten Verfahren 53m: bearbeitung geschaffen, duo üio oben erwähnten Nachteils deß Standes der Technik beseitigt oder vermindert. StefimimigiigG-maß wird ein Tabakprodulct xait erhöhtem Piillvermö^en und ,dn Verfahren zu seiner Herstellung geschaffen.

Die vorliegende Erfindung 1».2trifft somit inabefjondere oin Verfahren zur Behandlung von l'GbakpflQussentoilan mit Wasser oder Dampf, um daran GeiCüge auaauv/oiten, und die anschließende Gefriertroolmimg der auogev/eitetoai ^fCabakteile jsur Bntfernvmg dea V/aesore daraus. Bas orfiudiviigsgemtiß lier~ gestellte verbesserte Produkt weißt eine sellulare Struktur auf, die der zellularen Struktur von natürlichem Tabr?Jr äimlieh ist, jedoch in einor ausgeweiteten Form vorliegt,

Die iaur Erreichung des erfindungagemäßon Erfolgs erfosdorliehe zellulare Struktur umfaßt die starken, im v/©aentlicb:m kontinuierlichen Zellwündo, die In uatiirlichöia Sabak vorliegen ,und iat nicht von üem Syp, der sich bsiaxjiels'jeiEO bei der Ausweitung von aufbereitotcn Tabakfolien ergib!;. Erfindungsgeji^lfl leitet der ausgeweitete Tabak mit größerem Hillvermögen sein© Eestlgkoit von der iiraprUnslichon Zollstruktur deo fabaks her und liegt vov der Behaiifllung 4u:_f.^rüh das erfiiidungsgeiiäßo Verfahren im weaentlichen in dor 1-Ό.ϊβι dee ursprünglichen OOabaks vor. Dico Iw'; sur Fol^o, daß öle l'abalcteile während der erfinduwgsgfcriüß vorgenou:i?:onon ötifrier-

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trocknung nicht gesttitat oder zusammengehalten werden raiiaoen, da sie die natürliche Peetiglceit ihrer öigenen Zellwände besitzen.

Erfinamigögemäß werden Slabakpflanssenteila mit Waoser oder Dampf angefeuchtet» um die aellulare Struktur auesuweiten, und der ausgeweitete» engefeuchtete Tabak wird dann gefriergetrocknet, um das Wasser daraus au entfernen.

ϊμ den Tafeakpflan^entöilen, die erfindungsgemäß verwendet v/er«- ä den können, gehören ganae Blätter, zerrissene Blätter, die Blattfläche, die Mittelrippen oder Stengel und jeder leil eier Tabakpflanz© _β Natürlich können auch Miochungen von verschiedenen Tabakp-flanssenteilen erfindungagemäiS behandelt werö©n_o Sie iPabakpflsmaenteile »sollen aueroiehend groß sein, so dall el© ihre natürliche 2 eil struktur besitaen_e Di eß bedeutet, daß die Hauptmeng© ä©r behandelten 'Pabalcpflanis enteil ο und voraugßv/eise im wesentlichen alle Tabefcpflanaentaile eine derartige ßröSe haben sollen, daß jeder !Eabakpflanjsenteil eine Vielzahl von Zellen enthalt. Die Teilchen können bo klein sein wie beispielsweise die Tabaksclinitael, die in Zigaretten veri'/endet v;erden₉ die oft eine Größe von etwa 1 nun in einer Richtung und von etwa 4 mm in der anderen Richtung besitzen, ( Die TsbakpflansEönteile sollen ©lAsrßiehcmd groS sein« so daß sie ein Sieb mit einer lichten Maechenweite von 1 man (16 mefih) nicht passieren, 3)er gweck dieser ßrößenbesohränkung iet, daS daß erfinduagsgeiaäfls Verfahren nicht wir&eain ißt, wenn nicht Uabakpflaazentcile mit siner Grö0ö verwendet wer-,den₉ die ausreichend iet₉ im eine Vielzahl von intakten ballen au liefern ₉ damit di© En.detrtikirar erhalten wird, amf der di© erfinö.wii^GgemäiB erhaltenen Verbesserungen beruhen. In Hinblick auf die Größe der !üabakpflanaenteile_f die behandelt worden *können» gibt cö keine obere

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Grenze, beispielsweise können erfindungsgemäS ganze Blätter oder auch größere Seile der Tabakpflanze behandelt werden.

Das Wasser oder der Dampf kann casings, d.h. Geschmacksstoffe, Befeüohtungsmittel und dergleichen mit Tabak-löslichen Systemen oder Bnzymsystemen enthalten oder in Verbindung mit solchen verwendet werden» um erwünschte Änderungen bei bestimmten Komponenten des Tabaks hervorzurufen.

Die erfindungsgemäß nützliche ten Tabakp.flanaenteile aind die Mittelrippen oder Stengel« da diese Pflanzenteile auf einer Anzahl von Wegen erfindungegemäß verbessert werden» So werden derartige Stengel oder Mittelrippen nicht nur in ein Tabak« produkt mit erhöhtem Füllvermögen umgewandelt, sondern diese TabakpflansQcteile sind auch in Hinblick auf ihre Brenn- und Geschmaekeeigenschaften verbessert und werden durch das Verfahren weniger scharf gemacht.

Im allgemeinen wird erfindungsgemäß Wasser im Unterschied zu Dampf verwendet. Jedoch kann Dampf ebenso verwendet werden und unter gewissen Umständen bevorzugt »ein, um die Behandlungezeit zu verkürzen. Wenn Dampf verwendet wird, soll ausreichend Dampf angewendet werden, um auf de·?. Tabekpflanzenteilen eine Wassermenge zu kondensieren, die der für das Verfahren erforderlichen Wassermenge äquivalent ist.

Das Verhältnis von Wasser zu Sabakpflassentoilon soll derart seiü, daß die Tabakpflansentelle Wasser in oinem Verhältnis von 2 bis 25 ßewichtsteilen Wasser pro Seil Tabak aufnehmen, d.h. damit benetzt werden. Im !felle der Eshaadlung von Xabak« pflanzenteile*! mit Dampf soll die verwendete Dampfmenge derart sein, £aß die Tabakpflanzenteile eine äquivalente Vfe

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aufnehmen. Auf einer Gewichtsbasis sollen vorzugsweise 1 hie 25 Gewichtsteile Wasser pro Teil Tabak verwendet werden, wobei die obere Grenze des Wassers lediglich ein· bevorzugte Grenze darstellt, da größere Wassermengen verwendet werden können, jedoch nur zusätzliche Mühe bei ihrer Entfernung wan« rend der späteren Stufen des Verfahrens machen. Vorzugsweise wird die Kontaktierung zwischen Wasser und Tabakpilanzenteilen durchgeführt, indem die (Cabakpflanzenteile in Wasser eingeweicht werden.

Die für die Quellung der labakpflanzenteile erforderliche Zeit bei der Kontaktierung der labakpflanzenteile mit Wasser oder Dampf soll ausreichen, um deren Volumen um mindest ene 50 £ zu erhöhen, und eine solche Zeitspanne kann von etwa 2 Sekunden, wenn beispielsweise Hochdruckdampf verwendet wird, eis zu etwa 24 Stunden oder mehr variieren, wenn beispielsweise kaltes Wasser zur Durohführung der Quellung verwendet wird.

Die Temperatur bei der Wasser- oder Dampfbehandlung kann zwischen 0 und 130⁰O variieren, ist jedoch vorzugsweise etwa Raumtemperatur, da dies im allgemeinen die wirtschaftlichste Arbeitsbedingung darstellt. f

Der Druck während der Kontaktierungsstufe ist im allgemeinen Atmosphärendruek» wenn auch niedrigere oder höhere Drucke verwendet werden können.

Die Tabakpflanzenteile, die durch Berührung mit Wasßer oder Dampf ausgeweitet sind, werden dann gefriergetrocknet, wodurch die ausgeweitete Struktur ohne die Versprödimg und die

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Schädigung der Tabakkomponenten gefestigt wird, die bei anderen Tabakausweitungsmethoden, beispielsweise bei der Ausdehnung durch Wärme oder andere Energie, auftreten können.

Der ausgeweitete» angefeuchtete SCabak wird dann Bedingungen unterworfen, die ausreichen, um daß mit dem Tabak verbundene Waseer zu gefrieren. Dies kann erreicht werden, indem der wasserhaltige, auegeweitete !Tabak in eine Zone eingeführt wird, die bei einer Temperatur unter O⁰C und vorzugsweise bei einer Temperatur von -20⁰C oder darunter gehalten wird. FUr diesen Schritt kann sohockartiges Gefrieren Anwendung finden, wobei die Zone bei einer lemperatur von -50 bis -195⁰C gehalten wird« Dieser Schritt v/ird durchgeführt, bis das gesamte im Tabak vorhandene Wasser gefroren 1st, was von einigen Hinuten im Falle des gehockartigen Gefrierene bis zu einigen Stunden oder mehr im l^?alle des Gefrierene unter w<jniger scharfen Bedingungen dauern kann«

Das gefrorene Tabakmaterial wird danach der Gefriertrocknimg unterworfen, beispielsweise* iöda es in ein© Gefriertroeknungß· vorrichtung göbr&oht wird, die bai einem Druck unter etwa 5 mm Hg absolut gehalten wird. Vorzugsweise wird die Gefriertrocknung bei einem Druck von etwa 0,001 bis etwa 5,0 mm Hg durchgeführt. Dieser Gefrierteocknungssohritt nimmt im allgemeinen etMB. 15 Minuten bie 48 Stunden in Anspruch, was von dem Feuchtigkeitsgehalt des was&ergequollenen Iabak.3₉ der in die Gefriertrooknungeanlage eingeführten Menge an Gssamtmaterial, dem Vakuum während der Lyophilisation uad a&dsren Faktoren abhängt, die Wärme- und Wasserdampfübertragung beeinflussen. Ss ist bevorzugt, daß dieser Gefriertrocknangsocliritt für eine ausreichende Zeitspanne durchgeführt wird, um den Feuchtigkeitsgehalt des Tabaksprodukte auf einen Veit von 25 ^c/>

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oder weniger zu bringen. Für iabakmaterial, das nachfolgend ale Füllstoff verwendet wird, soll der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks vorzugsweise auf einen Wert von etwa 11 I)Is 14 Gew.-^ gebracht werden· Im Ealle von gewalzten Stengeln oder von Stengeln, die geschnitten werden sollen, ist ein Feuchtigkeitsgehalt von etwa 9 bis 19 Gew.-# bevorzugt, und im Falle von Blättern, die für Eabakfüllstoff- geschnitten werden, soll der Feuchtigkeitsgehalt in der Gefriartrooknungseinheit auf einen Wert von etwa 16 bis 25 Gew«-# gebracht werden. Wenn die Gefriertrocknung so durchgeführt wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Produkts unter dem angegebenen Viert liegt, so kann dies durch Wiederbefeuchtung des Produkts nach dem Ge- ™ friertrocknungsschritt behoben werden. Jedoch ist diese Wiederbefeuchtung ein unnötiger Schritt, der durch geeignete Kontrolle des Gefriertrocknungsverfahrens vermieden werden kann.

Der Gefxlertrocknungsechritt findet "im allgemeinen bei einer Temperatur von etwa -20 bis 10O⁰O statt und soll voreugsweise bei einer temperatur von etwa O bis 6O⁰C stattfinden.

FUr die Gefriertrocknung steht eine Vielzahl ves is Handel erhältlichen Anlagen aur Verfügung. Die von der Virtis Company, Inc., Gardiner, Hew York,gelieferte Gefriertrocknungsanlage hat sich beispielsweise als sehr befriedigend erwiesen. Gefrorene T&bs&prolben köüaen in einer derartigen Vorrichtung gefriergetrocknet werden, indem sie in mit Anschlüssen eines Verteilers verbundene Kolbon oder auf Bleche gebracht die auf eine ffemperatur von etwa 32⁰O erhitzt we

können.

Die Getriarfcroclaiung des gefrorenen Materials kann durch 2u-

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von Wärme "bewirkt i/ordon, um dies Sublimation äöt uoro au fördern-. Jedoch muß sorgfältig darauf geachtet v/oidcn, daß die Erhitsung während der anfänglichen Stufen dor Wacaer.--entf emung und tatoächlich wiUiread der £atf eraung dor Haupt« menge des Wassers nicht oberhalb des öutaktiochen Punktes durchgeführt werden soll. 'Während dor loteten Stufe dieser Waeserentfernung kann dio Wärme auch 60⁰C betragen, soll 3e~ dooh nicht höher als diese ^temperatur eein, da sonst thermische Schädigung oder unnötiger Verlust von flüchtigen Stoffen auftreten kann.

Wenn daß erfindungsgemäöe Verfahren auf Blätter angewendet wird, schließen sich in herktfasmlicher Weise Schneid- oder Reißverfahren und weitere Veiiarbeitungoechritte an. Wenn Blätter oder Fülleinlage behandelt werden, kann das Casing in Kombination mit dem Anfeuchtungsschritt angewendet werden, der der Gefriertrocknung vorausgeht. Wenn gefriergetrocknet wird, wird die sich ergebende Füllöinlage in ihrem Gefüge ausgeweitet. Es ist festgestellt worden, daß daraus hergestellte Zigarettenstäbchen Kaiich mit bedeutend weniger teilohenförmigem Gesamtmaterial (¹PPM), Phenolen und Nikotin liefern als die unter den gleichen Bedingungen verarbeitete untehandelte Fülleinlage.

Die Behandlung der l'abakstengel mittels der Änf euchtungs- und Gefriertrocknungßschritte führt bei Stengeln aus allen Tabakvarietäten zu einem ausgeweiteten Gefüge, während die Ausdehnung durch Wärme bei Burloy-Stengeln Bchlocht vor sich goht, wenn sie nicht speziell präpariert sind. Die behandelten Stengel können dann auf eine Dicke geschnitten warden, die in Mischung mit Fülleinlage aur Verarbeitung zu Bauchwaren brauchbar ist. Das Füllvermögen des Produkts ist gegenüber dem von

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unbehandelten, geschnittenen Stengeln erai'oht· Das Produkt ergibt, wenn es allein als 2iga.retbenfülleinlage im Vergleich mit unbehandelten, .geschnittenen Stengeln getestet wird, einen akzeptableren, weniger scharfen. '.!auch. Diese Eigenschaft .bzw· Rauehvarbeseerung macht es möglich, einen größeren Äitoil an Stengeln in Zigarettenfüllungen im verwenden. Die Gefriertrocknung kann anstatt in der beschriebenen Weise vo.c dem Schneiden oder Reißen auch danach durchgeführt werden, wobei die vorherige Durchführung jedoch bevorzugt ist.

Eö ist auch möglich, äas erfindiogagemäße Verfahren in das-Stsngelwalsvarfahren alnzubauen. So könnsn die gewallten Stengel, die noch die Feuchtigkeit enthalten, die au ihrar Erweichung auf gebracht worden ist, mit a®m. Ergebnis goiriergetroclinet werden, ö.aß das 3efüg..3 sich öffnet und aii3gewöltet wird,, das Püllver.jsög©n -ve^b&iaest wird und die Kiuch^iialitäten antspreoheiid basser v/erien. Wenn die Srocknung boi einem aimohmbaren Feuchtigkeitsgolialt, l)öispielßv?oiee von ) M:j 19 $ ixn-tßrbsioohen wird, weist das '.tecInlet höhere ISühigkeii;, garinge · re Sprödigkeit und £*äaub;Lgköit boim Sehreicien auf üiil ist von hellerer Parbe als in herköaiialic'ier "Weite Sötroc3me^5 gev/ela-Le Steagöl. Dio ßefrisrtroclm^i^g kann auch auf die g-3wal:3ten ^

Stengel angewendet 'worden,- dis durch, beetissate EmsyiiiehancL-lussgsverfahren erzeugt v/3j:dsn_? ia.lt dem JFrgebniß, daß dieae Stefigel ebsnso verbessert sind.

Die Veri/andung des ®3?.fiaadungs_;gew;iß hargsstellten Sabiks mit srhühtsH Mll'iiQMoaögen führt six einem Tatakproaulct, das in dem eich, ergebenden Bauch versiiid-srtozi- Seer imci vermindo^tes Kikctia aTj,f\;ei3t« Yhixa. e.u3h die v--?rl:Lögende SrfincLung n3.<5ht an eine beßtiimte Sheori-s. gsbünd-sn." /erden ε oll, eo wird docli andaß der veiiaißäerta üleor und Sas VQrminfle2.*';e

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nicht nur auf die Gewiehtßebiialima des in dem Tabokprodulcfc vo;.:- handenen Tabaks auf Grund dsa erhöhta& FüllvesnogenB α 3 π Tabaks surückaufUhren ist, sondern auch auf ö:U Änderung άοϊ· Brennoigenschaften des TabakprodiiktG auf Grund der charal-rceristischen zellularen Struktur der beim ©rüindungsgeraäßen Verfahren erhaltenen Tabakmatorialien.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter veranschaulichen.

Beispiel 1

Es wird der Durchmesser von Stengeln auo hellen, röhrsngetrookneten Tabakblättern (Ernte 1962, östliche Zone, staatliche Qualität C4Ii, Fußdri'ctel des Stengels, leidliche bis gute Qualität, Farbe zitronengelb) gemessen. Die Stengel worden 12 Stunden lang in Wasοer eingeweicht. Überschüssiges Wasser wird abgeschüttelt und die angefeuchteten und ausgeweiteten Stengel werden in ein Kühlgerät-Goi'riarabteil gebracht und dort bei einer Temperatur von etwa -20⁰C gehalten, bis sie vollständig gefroren sind, d.h. etwa 30 Minuten lang» Die gefrorenen Stengel V/erden dann aus der Gefriereinrichtung entfernt und ohne Erwärmen in einer Gefriortrooknungsslnheit (einem mechanisch gekühlten Preese-Mobile Cabinet, Modell 10-145 MR-BA von Virtis)' getrocknet, die bei einem absoluten Druck von etwa 0,1 mm Quecksilber gehalten wird. Die Stongel werden in dieser Einheit gehalten, bis praktisch alle Feuchtigkeit entfernt ist, d.h. für eine Zeitspanne von etwa 24 Stunden.

Die Ergebnisse der svoi Messungen, die die Durchs clmittsmes·- eung für alle Stengel darstellen, sind in der nachfolgenden

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ulla' I gezeigt. Burley-Stongel, die getrooknet worden, sind, werden :tu der gleichen Weise behandelt. Me Messungen vor und naoh der Behandlung sind sum Vergleich ebenfalls in Tabelle I

Tab el le

dee Qefrlertrooknenc

Durchmesser vor der Durohmesser neon g Behandlungι mm dem Gefriertroek- "

nen, mm

hell (Bright) 3,0 6,0

hell (Bright) 2,7 4,2

Burley 4,4 , 7*5

Buries· 2,6 7»0

Da eine Verdoppelung des Durchmessers einer Volumzunahme um das 4-faoha entspricht, ist erBiohtlich, daß eine wesentliche Erhöhung des PUIlVermögens der Stengel vorliegt.·

Die UntorBUchimg uater einem Kikroskop seigt, daß die Zeil-Struktur der gefriergetrockneten Stengel ausgedehnt oder geöfine-1; ist und daß andererseits die Zollstruktur der unbshandelten Stengel suaaEoEengebrochen oder zusammengeprößt au sein scheint. Bsi den gefriergetrockneten Stengeln tritt auch naoh ■ mehrwöchiger Ijeigerung kein ?.uoammaabrechen in Ereoheinung·

TSb werden Zigaretten aue (nicht gefriergetrookneter) Püllein- die nur aus Blättern besteht, gemischt mit variierenden

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_t ... . . DlI

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Mengen der in der obigen V/eis© hergestellten gefxrie:?2etro(*kn<3-ten Stengel, in Stückchen mit etwa 0,5 mh Dicke geeohnitton,-hergestellt.

Zum Vergleich werden Zigaretten ebenfalls nntor Veruandwag einer nur aua Blättern beetehendan Stille inl.ago unä von fcMidelsttbliehen, geschnittenen, gewalzten Stengeln hergestellt. Die Ergebnisse der Messungen de£ Widerstandes beiai ?>iel%Q}\ bei diesen Zigaretten sind in Tabelle II

Widerstand beim SioLtn im Vergleich zixm Stongolgekal fc bei 68 mm Zigaretten

Stexigeltyp

Vergleiciisprobe ₉
Fttlleinlag® nnr
aus Blättern

Burley, gefriergetrocknet

hell,
net

0,2

C, C-

0,1

Q,2

Cf 3·

1,0

c er

Vfideriafeaad be in

Siehe»

cm (i:.u)

Jl -CTM -CHMKiI

533 (2,I)

5_:?9 (2,2)

6,■ 55 (it»5)

6, L (>p4)

10, f (1,2)'

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6,, 36 (lil)

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12-, 7 Uo)

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Widerstand "beim Kielion im lfsr^leich ame StengeJ.gab.alt 'bei 68 lorn Zigaretten

Stengeltyp Zusa^men^Gtaung dsr Widerstand

''^""■'kiaWr'g cm (ia.) Yft

Bmrlejy gm/alst -0,1 I₉O 4,32 -(1,7X

0,2 0,9 5,33 (2₉1).

0,3 0,8 5,33 (2_P1)

1.2 0,0 4,32 .(1,7)

1.3 0,0 5-,33 {2,1)

hell, göwälef. 0,1 1,0 5,33 (2,1)

0,2 0₉9 4,06 {1,6)

0,3 0,8 4,57 ilp8)

1.2 " 0,0 4,32 (1,7)

1.3 0,0 5,59 (2,2)

Tabelle II ist erslclitlicl;., ü&Q äae üljos.·?. .-igeas Jrßllvoröes gofris^gatrooknotei:. Produkte ilai ?o.ASl-iöh" ßouc&imit Blättern als aucli iait ge?*o.l£5to2i"rStongoln du.rcli ciea Idö«- fcersn-Widerstand beim Zislisn (ΕΪΊ)) VoroKseh^ulioiit v.'.ir.i. Bei ei-aem GesaHitföl3.oinlag@Sijy/ioht τοη 1,1 g s©.1{:,qii ^r2Xß fisjsiisclrfcen Sigarettea₅ die .göfi'iorgetsOcIsaiioC iite^igsj. oiiti-.slten, ©i2i©2i höheren Vildsratanrl "baisi Siöhsa als 2,1, eisin Wert .für dea Widerstand beim Siehöü bcä den Sigar-Qtfesni die nur Blätter enthalten. Die SigarettG^, die 100 # gefrisr^str-ocls iiete,. gosclinlttena StsageX entlialtesie "sseigsn einen Widersta Sieaen oberhalb 2,1 b©i einöm Tial niedrigorsn Ttillein als 1,1 g, ■ Sigsrottea, die bsi der Herstellung

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gewalste Stengel entweder auf einer 100 jS-Basis oder in Mischung mit Blättern enthalten, zeigen all© niedrigera V/orte für den Widerstand Tjeäm -.Zielian als nur ana Bllittsra "bastehende Zigaretten oder gemischt© Mgarotteu, fiis gefriergs«· troclmet© Stengel enthalten«

B,e i a ρ i e ^. 2

Getrocknete helle ÜJafcakstßngel und Burley-'iabakatengel worden getrennt über lacht in Ivasaer eingeweicht;, das Pectinol 41P (Handelsname), ein Ensyö'präparat der Rohm & Haas Oo., Philadelphia, Pennsylveaiiß, USA, ©ntMlt. Pectinol 41P 1st eine Mischung von Ensymen, cl:le Oöllulase, Homlcellulciae und Peetinaöe enthält. Das Eniaympräpsii'at wird in einer Konzentration von 0,02 ^cß> verv/endstj fcaaogen im£ das Gewicht der Stengel. Nach dem Einweichen v/erden die ex-ivoichten Stengel in einer hydraulischen ifibo^atoriumEiprcsBs/lior^Qotsllt von Frod S, Oarvsr, Iiio., Susuaitj Nsv;"Jersey, UiiA,■ ^aprüöt-. Die Hlälfte jeder Oharge von StcA!;-3la \fi?:ü, v/ie im Torhorgehen-· den Beispiel, gefriergotroöj&iot und die anders Hälfte v/ird an der Luft getrocknet. Quers-ohn&ttBS-ßßieh-t&n ]>si niadrigör Vergrößerung zeigen, da0 bei den gafriorgetroclsneten Stengeln sine vergleichsweise viol ausgowoitetars Struktur vpr-_: liegt und daß die luftgstroclmeten Stengel geschrumpft imd auch meildich dunkler sisid. •X'aOella III s-ütnäl·« einen .Vorgleich der Farbwerte gemäß !»unsoll Boolz of Color, Kuneell Color Co., Inc, Baltimore, Maryland, 1930.

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Tabelle Ill

Kunaell-Farbwerte für gepreßte Stengel

luftgetrocknet ^efrierfietrooJcnet

helle Stengel 7,5 YR Farbe, 4/6 7,5 YR Farbe, 6/4 Burley-Stengel 7,5 YR Farbe, 4/4 7,5 YR Farbe, 6/4

ja ο 1 B- Pi β 1 3

Röhrengetrooknete belle Tftbakblattflächon werden in Wasser eingeweicht und in einem Gofrierabteil gefroren und anschließend mit dem Freeze-Hobile Cabinet getrocknet» Quer-Bcbnittsansiehten bei 160-facher Vergrößerung zeigen» daß die Dicke etwa das Doppelte der Dicke von unbehandelten Blattflächen beträgt· Ein Vergleich dee Füll Vermögens bei verschiedenen Blattqualitaten ist in Tabelle IY angegeben.

tabelle IV

V/iderstand beim Ziehen bei nur Blätter enthaltenden 68 mm Zigaretten

^abakart . Gowioht der Widerstand beim Zie-

Milleinlage hen» cm (in.) Wasser

Danville 0-35» Ernte

1961, unbahandelt 1,1 g 5*59 bis 6,1

(2,2 bis 2,4)

Danville 0-33_s Ernte 1961, gefrlerge- 0,9g 5,59 bis 6,1 trooknet (2,2 bio 2,4)

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582-545 ?0 ·

T. a la e 1 1 β IV (Porto.)

Y/i&erstaiid beim Ziehen bei nur Blätter enthaltenden 68 mm

Sabakart Gewicht der Widerstand beim

Killeinlage cm (in·) Wasser

Eastern Carolina

B5GP, Ernte 1966, 1,1 g 5,08 biß 5,59

uubehandelt (2,0 bis 2,2)

Bastern Carolina,

SSW, Ernte 1966, 0,9 g 5,59 bis 6,1

gefriergetrocknet (2,2 biß 2,4)

handelsübliche Λ11-

handölt * ' (2,0 biß 2

handelsübliche ill«

blattmisolmng, ge- "1,0 g 12,2 bis 1

friergetrocknet (4,8 bis 5

1,0 g |_£08 bis 5159

,2)

Die vorßteheade Tabelle aeigt, daß daß gefriergstroclcaets Material bei glelchea Wert für den Widerfstsad beim Ziehen ain größeres Füllvermögen sseigt als dass unlsehandelte Material. Dies Irann auch so ausgedrückt werden, daß dann, wenn das ß·©- wioht &®x PUlIeisilago kOsi8te:at gehalfee« wird, der Widerstaarl beim Ziehen beim göfriergetroakaeten Material höher ist ala' beim wnbehanilelten Material. ■

Bei® JJ i β 1 4

Handels sibliclie Alibi at t«-Sigsz'©ttenf üllt:dnlage _P die ßtoffe enthält, wird in. «}1.γα€3; Kange voii 60 g in 300 ml si eingeweicht, ohne Abtropfe** ssii laöisen ^©froren wnd ä&mx 'li

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erhitzt) unter Verwendung das Freeae-Mobile Cabinet bei einem Enddruck von 0,1 mm. Quecksilber v/i© in Beispiel 1 gefriergetrocknet» Die vielleicht 2 # Feuchtigkeit enthaltende Fülleinlage ist zu trocken und wird mit Dampf bis zu einem !Feuchtigkeitsgehalt von 12 % wiederbefeuchtet. Aus dieser Fülleinlage und aus der ursprünglichen Pülleinlage werden Zigaretten hergestellt und beide Zigarettenarten werden zur Rauchanalyse mechanisch geraucht. Tabelle V zeigt Vergleiohaergebnisse und Eigenschaften dieser Zigaretten.

b e,l 1 ft V

Rauohanalyse von 68	mm A3.iblatt3i^aretten	gefriergetrocknete Füllelnlage
Art der Analyse	Vergleichsrpobe	12,2 bis 12,7 (4,8 bis 5,0)
Widerstand beim Ziehen, cm (in.) Wasser	5,08 bis 5,84 (2,0 bis 2,3)	1,0
Sttlleinlaga, g/Zig.	1,0	38,1
samtmaterial, mg/Zig.	43,6	η Λ
Zugsahlj Züge/Zig.	11,5	174 1,75
Phenole, yug/Zig. Nikotin, iag/Zig.	220 2,08	somit ersichtlich
Die Sefriertrocknune: der '.	Fülleinlase führt

zn einer Erhöhung des FüllVermögens (erhöhter Widerstand beim Ziehen) und es ergeben sich 13 i> weniger teilohenförmiges Qesamtmaterial (das teilohenförmige öeaamtmaterial wird üblicherweise als "leer" bezeichnet), 21 i» weniger Phenole und 16 $> weniger Uikotin.

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46,0 g halle Stengel worden über lacht bei 4-3⁰G in £00 ml Wasser eingeweicht, worin 7»0 tu. oder 19*1 $ des Gewichts der Stengel an Glycerin enthalten sind. Past die gsaamts Fltisoiglceit v/ird durch die Stengel absorbiert, was su einer Quellung der Stengel fuhrt* Die QosGrntausiffiiniensetBiuag wird gefroren, indem der Behälter in Trockeneis (festes Kohl@nciio:Kyd)/Auetoa-Mieehiosg mit etwa -78⁰C eingetaucht wird. Die Mischung wird dann ohne Erhitssn mit dem Large-Port-ßofriertrockner Modell 10-200 von Vlrtie getrocknet. Eine kleine Menge an l&ebrigem Rücketsnä in dem Kolben seigt, daß zu viel Glycerin verwendet worden ist. Mo trockenen Stengel werden auf Glycerin analysiert und es wird gefunden₅ daö öle 14,3 # ©nthalton. Ein Hauptteil dee Glycerins \</ird somit durch dia Imprägsiiorung und die Gefriertrocknung den Stengeln hinsugefügt.

B e i β η I e 1 6

Bin qiiBlifcatJ.T niedrig stehonddr gstroclmeter Sabak, Qualität B5GP» Eastexx. Carolina 1966 ₉ Farbe grttolioli-oxrange, wird als FÜllöinlage zerriSEsen· Ein Eoil I v/ird abgesondert, wänrond ©in i'ai'J. XI von 30 g in einen Behälter mit 120 sil Wasser gobracht v/ird. Seil II wird naclj. 1-stündigem Eiaweichon durch Eintauchosi des Behälters in ein arookonaio/Aceton-Bad gefroren und gefriergetrocknet.

Aus den beiden Mlleinlagöteilon werden Zigaratten (67 mm) hergestellt. Mq StäbchangG⁷./.ioh';o und der Widerotand beiia Ziehen sind für Seil I 1,1 g und 5,03 Ma 5»59 ca (2,0 bis 2,2 inch) und für Teil II 0,9 β und 5,08 bis 6,1 cm (2,0 bia 2,4 inch). Handelsübliche Calluloosacetatfilter iait 20 um läi^o werden mit dan Zig&röttszi v-srbundan tmd diose werden duich

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SAD ORiGtNAL

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Rauehexperten geraucht» Beim Vergleich aor Probe II mit der Probe I finden. alle Raucher einen ausgeprägten ("dramatischen") Unterschied in Hinblick auf die Schärfe, wobei Probe I viel schärfer ißt. Im Gööchrsaok wird kein großer Unterschied festgestellt. Probe Il erhält folgende Beurteilungen: milder (alle Haucher), glatter, mehr Geschmack, gar nicht schlecht, unzureichend in Hinblick auf den Geschmack, keine Schärfe oder Hitze, neutral, geringe Slabakwahrnenmung, außerordentlich geringer Körper. Probe I erhält folgende Beureilungeiii wie eine Feile oder ein Vorschlaghammer, beißend, schärfer (v/lederholt), unannehmbar, heißer, schlecht schmeckend, tabakähnlicher, mehr Gesamtreaktion, mehr Körper.

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BAD ORIGlNAU

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Claims (6)

17· Dezember I968 Patentansprüche

Verfahren zur Behandlung von Tabakpflanz, ent eilen, daduroh gekennzeichnet« daß man Tabakpflanaenteile, die ausreichend groß sind, so daß sie ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1 mm (16 mesh) nicht passieren, mit etwa 1 bis 25 Gewichteteilen Wasser für eine Zeitspanne kontaktiert, die ausreicht, um das Volumen der Xabakpflanzenteile um mindestens 50 i» au erhöhen, wobei ein wasserhaltiges, ausgedehntes Tabakprodukt gebildet wird, das wasserhaltige, ausgedehnte Tabakprodukt gefxiert und das sich ergebende gefrorene Produkt gefriertrocknen, indem man es in einen Bereich bringt, der bei einem Druck unter etwa 5 mm Hg absolut gehalten wird·

2. Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß man das Gefrier
durchführt.

das Gefrieren bei einer Temperatur von -20⁰O oder darunter

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gefrieren schockartig bei einer Temperatur von -50⁰Q bis -195⁰C durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennseiclmet.) daß man das Gefriertrocknen bei einer Temperatur von etwa -20⁰O bis etwa 100⁰G durchführt.

5· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man daa Gefriertrocknen bei einer !!temperatur von O⁰C bis 60⁰O durchführt.

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch geJcounselehnot, daß man so lange gefriertrocknen bia der Pauchtiglweitsg&halt dos Tabakprodulcte bei einem Wert von 25 G-ew.-# oder dsruntex· liegt.

7· Verfahren nach .Anspruch I₉ dadurch gekenasGiohnöfe, daß man bo lange gefriertrocknen bis dor ]?euchtigk©itsgelialb des Tabakprodulcts bei eineia liert von 11 bis 14 Gew.-$ liegt.

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