DE1917552B2 - Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität von Tabak - Google Patents

Description

werden. Diese bisherigen Arbeitsweisen sind jedoch ausreichenden Menge einer flüchtigen organischen nicht völlig befriedigend gewesen, weil sie (a) keine Flüssigkeit in Berührung, um denselben gründlich Erhöh; ng der Füllkapa7itäi in einem größeren Maß- 55 zu imprägnieren und danach ein Gas mit diesem Tabak stab bewirken oder (b) zu einem Brechen der Tabak- in Kontakt, wobei das Gas auf eine Temperatur erteiichen führen, so daß sich infolge Bildung von Fein- wärmt ist, die mindestens 16,7°C über dem Siedepunkt material ein beträchtlicher Verlust ergibt. der Flüssigkeit unter dem Kontaktdruck liegt, wodurch

Es ist bekannt, zur Entnikotisierung bzw. zur Be- sich der Tabak ausdehnt. Die Flüssigkeit wird im seitigung anderer Schadstoffe im Tabakrauch einen 60 Dampfzustand davon abgetrennt.
Tabak mit niedrigsiedenden organischen Lösungs- Das Verfahren der Erfindung kann auf gebeizten

mitteln zu extrahieren und das Lösungsmittel mit einem Tabak in Blattform (wo die Rippen und Stiele entwarmen Luftstrom auszutreiben (DT-AS 10 79 520, halten sind), Streifenform (Stiele sind vom Blatt ent-DT-AS 10 82 541, CH-PS 1 72 354, US-PS 22 27 863). fernt worden) oder als Verschnitt-Füllware (Streifen Nach einem in der CH-PS 1 72 354 beschriebenen 65 sind zur Zigarettenherstellung geschnitten) angewendet Verfahren wird nach der Extraktion eine Behandlung werden. Bei Verwendung von Blättern oder Streifen mit warmer Luft vorgenommen, wobei die Temperatur können die Tabaksortcn und -grade so ausgewählt möglichst niedrig liegt, keinesfalls jedoch 6O⁰C über- werden, daß das Verfahren am wirksamsten wird.

ψ das gesamte homogene Gemisch behandelt wichtsteilen je 100 Gewichtsteile Tabak. Mechanische

werden soll, wird vorzugsweise Verschnitt-Füllware Schwierigkeiten bei der Handhabung des Tabaks

verwendet zeigen sich, wenn mit größeren Mengen Flüssigkeit

Einer der bevorzugten Gesichtspunkte der Erfin- imprägniert wird.

dung besteht darin, einen feuchten ^beizten Tabak zu 5 Wenn mit den bevorzugten organischen Flüssigverwenden, keiten gearbeitet wird, werden vorzugsweise zwischen

Fine Vielzahl organischer Flüssigkeiten, die durch etwa 40 bis 250 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile

Verdampfen entfernt werden können, sind zur Im- Tabak verwendet.

prSgnierung verwendbar, vorzugsweise jedoch die Die Temperatur- und Druckbedingungen, unter

organische!. Flüssigkeiten, die einen Siedepunkt unter io welchen der Tabak mit der organischen Flüssigkeit

dem Siedepunkt des Wassers haben. Es sollte jedoch in Berührung gebracht wird, sind nicht entscheidend;

keine organische Flüssigkeit sein, die sich in irrever- im allgemeinen sind übliche Raumtemperaturen und

sibler Weise in bedeutendem Maße mit dem Tabak -drucke völlig befriedigend. Zur Imprägnierung des

verbindet; mit anderen Worten darf sie nicht die Tabaks mit der inerten organischen Flüssigkeit ist

Rauchqualitäten des Produktes in einem unerwünsch- 15 keine spezielle Ausrüstung erforderlich, und die Im-

ten Ausmaß ändern, d. h., sie sollte inert sein. Zu ver- prägnierung kann in geeigneten Tanks, Trommeln

weadbaren Flüssigkeiten zählen aliphatische Kohlen- oder anderen Behältern durchgeführt werden. Jedoch

Wasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alka- sollte im Fall von Flüssigkeiten mit einem niedrigen

note, Ketone, aliphatische Ester, Äther, haiogen- Siedepunkt oder hohem Dampfdruck die Imprägnie-

substituierte Kohlenwasserstoffe und Gemische der- ao rung bei reduzierten Temperaturen oder erhöhten

selben. Vorzugsweise wird mit Vertretern dieser Klas- Drücken durchgeführt werden, so daß die Flüssigkeit

sen gearbeitet, die einen niedrigeren Siedepunkt haben. nicht während des Equilibrierungsschrittes verdampft.

»Niedrig siedend« bedeutet hier Flüssigkeiten, die einen Vorzugsweise wird sie bei einer Temperatur unter

Siedepunkt unter etwa 110,7"C, bevorzugt unter etwa etwa 77°C durchgeführt, um zu verhindern, daß der

68,5⁰C, haben. _a5 Tabakduft verschlechtert wird.

Beispiele für geeignete inerte organische Flüssig- Nachdem der Tabak mit der organischen Flüssigkeiten sind: Benzol, Toluol; Aceton, Methyläthyl- keit imprägniert worden ist, läßt man den Tabak vorketon, Methylisopropylketon, Diäthylketon, Diacetyl- zugsweise ins Gleichgewicht kommen, d. h., man keton; Methyläthlyäther, Diäthyläther, Dipropyl- behält den Kontakt mit der Flüssigkeit für eine Zeitäther, Diisopropyläther, Methylbutyläther, Äthyl- 30 lang bei. Hierbei hängt wiederum diese Zeit von dem butylätherm, Athylenglykoldimethyläther, Tetra- physikalischen Zustand des Tabaks und der speziellen hydrofuran; Methanol, Äthanol, Propanol, Isopro- Flüssigkeit ab. Im Fall von Blättern, Stielen und Streipanol, sek.-Butylalkohol, t.-Butylalkohol, t.-Amyl- fen kann der Kontakt länger als bei der Behandlung alkohol, Allylalkohol; Butan, Pentan, Hexan, Heptan, von feinverteilten Tabakteilchen wie Verschnitt-Fülldie entsprechenden ungesättigten Kohlenwasserstoffe; 35 masse sein. Zeiten von wenigen Minuten bis zu Cyclobutan, Cyclopentan, Cyclohexan, Cyclohexen. 24 Stunden sind zufriedenstellend. Auch die Zeit, die

Die halogensubstituierten Kohlenwasserstoffe kön- zur im wesentlichen gleichmäßigen Imprägnierung der nen aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Tabakmasse benötigt wird, ist temperaturabhängig; Natur sein. Ein oder mehrere Halogenatome können die Imprägnierungszeit hängt ferner von der Teilchenin jedem Halogenkohlenwasserstoffmolekül vorliegen. +o größe des Tabaks ab. Je größer die Teilchengröße, Zwei oder mehr verschiedene Halogene können in umso länger ist die Zeit. Die Zeiten liegen zum Bei-

nem einzigen Halogenkohlenwasserstoffmolekül vor- spiel für feuchte Streifen und Schnitzel bei
lugen. Beispiele für Halogenkohlenwasserstoffe sind
Äthylchlorid, Propylchlorid, Isopropylchlorid, Vinylidenchlorid, η Butylbromid, Isobutylchlorid, sek.- 45
Butylchlorid, t.-Butylchlorid, t.-Butylbromid, Methylenchlorid, Methylenbromid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylendichlorid, Äthylidenchlorid, Nach Imprägnierung des Tabaks wird die organische Acetylendichlorid, Trichlorethylen und Fluorbenzol. Flüssigkeit schnell von diesem entfernt. Dies wird

Bevorzugte inerte organische Flüssigkeiten Find die 50 erreicht, indem man ein heißes Gas durch den imaliphatischen Kohlenwasserstoffe mit 3 bis 6 Kohlen- prägnierten Tabak schickt, um die organische Flüssigstoffatomen und die halogensubstituierten Alkan- keit innerhalb eines kurzen Zeitraums der Größen-Kohlenwasserstoffe (Haloalkane) mit 1 bis 2 Kohlen- Ordnung weniger Minuten, wie z. B. weniger als Stoffatomen und die Halocycloalkane mit 3 bis 4 K oh- etwa 4 Sekunden, zu entfernen. Um den gewünschten lenstoffatomen. Die Fluorkohlenstoffe Trichlormono- 55 Volumenzuwachs beim Tabak zu erhalten und zu verfluormethan, Dichlordifluormethan, Monobromtri- hindern, daß die Duftqualität verschlechtert wird, ist fluormethan, Monochlordifluormethan, Trichlortri- die organische imprägnierende Flüssigkeit schnell zu fiuoräthan, Dichlortetrafluoräthan, Oktafluorcyclo- entfernen. Durch Verwendung von heißem Gas bei butan und Tetrachlordiftuoräthan werden besonders einer Temperatur zwischen 121 und 204⁰C wir die bevorzugt. 60 imprägnierende Flüssigkeit sehr schnell entfernt, so

Die Menge an imprägnierender inerter organischer daß eine Expandierung der Tabakstruktur erreicht.

Flüssigkeit liegt allgemein zwischen 15 Gewichtsteilen jedoch vermieden wird, den Tabak in Staub- und

Flüssigkeit je 100 Gewichtsteile Tabak und der maxi- Feinteilchen zu brechen. Wenn Zigarettenverschnitt·

malen Imprägnierungsmenge Flüssigkeit. Die maxi- Füllware verarbeitet wird, ruft die Ausdehnung dei

male Imprägnierungsmenge ist die Maximalmenge, 65 Struktur auch eine Entschichtung der geschichteter

die durch den Tabak aufgenommen werden kann. Im Schnitzel hervor, was dazu dient, die Füllkapazität zi

allgemeinen liegt die Menge an verwendeter imprä- erhöhen, und verbessert auch die Brenneigenschafter

gnierender Flüssigkeit zwischen etwa 25 und 350 Ge- der Füllmasse. Die Entfernung der organischer

66°	C:	0,5	bis	1 Stunde,
38°	C:	12	bis	24 Stunden,
24°	C:	40	bis	100 Stunden.

Flüssigkeit wird bevorzugt im wesentlichen bei Wenn der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks innerhalb Atmosphärendruck durchgeführt, kann jedoch auch des gewünschten Bereichs liegt, wird der Tabak dann

bei überatmosphärischen Drucken erfolgen, wenn eine mit einer ausreichenden Menge an flüchtiger orga-

sehr niedrigsiedende Flüssigkeit verwendet wird. Das nischer Flüssigkeit eine hinreichende Zeit lang in Be-

Gas wird bei einer Temperatur von mindestens etwa 5 rührung gebracht, um die gründliche Imprägnierung

16,7°C:Und vorzugsweise mindestens 93⁰C höher als der des Tabaks durchzuführen.

Siedepunkt der zur Imprägnierung verwendeten orga- Die Zeichnung stellt im Blockdiagramm eine Ausnischen Flüssigkeit eingesetzt. Die Temperatur des führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Gases hängt somit von dem Siedepunkt der orga- Der Tabakfeuchter 1 ist eine Vorrichtung, die zur nischen imprägnierenden Flüssigkeit ab. Es wird io Zugabe von Wasser aus Leitung 2 zu dem gebeizten bevorzugt, die Verwendung von höheren Temperaturen Tabak, der aus Leitung 3 kommt, vorgesehen ist. Der als 204⁰C zu vermeiden, um eine Duftverschlechte- Feuchter 1 kann das Wasser durch Versprühen oder rung der Tabakmasse zu vermeiden. Das Gas wird Durchziehen durch eine Wasserstelle zuführen, wobei vorzugsweise bei einer Temperatur unter etwa 177°C Maßnahmen zum Abziehen von überschüssigein gehalten. Das heiße Gas ist bevorzugt Wasserdampf 15 Wasser und für einen Zeitraum, währenddessen das oder ein Gemisch aus verdampfter organischer Flüssig- Wasser durch die Tabakmasse diffundiert, vorgesehen keit und Wasserdampf, jedoch können andere heiße sind. Um die wasserlöslichen Bestandteile in dem Gase wie z. B. Luft, Stickstoff, Kohlendioxid, gas- Tabak zu halten, wird Wasser, das von dem feuchten förmige organische Flüssigkeiten oder Gemische der- Tabak abgezogen worden ist, auf dem Wege über selben oder ein anderes Gas, das hinsichtlich des *o Leitung 2 zurückgeführt, so daß eine reine Extraktion Tabaks und der flüchtigen organischen imprägnieren- von löslichem Material aus dem Tabak verhindert den Flüssigkeit inert ist, vorteilhaft verwendet werden. wird. In einigen Fällen kann der Tabak bereits einen Nach der Entfernung der organischen imprägnie- Feuchtigkeitsgehalt haben, der dem gewünschten renden Flüssigkeit aus dem Tabak durch Verdampfen Wassergehalt des feuchten Tabaks entspricht. In kann die organische Flüssigkeit wiedergewonnen, 25 diesem Fall würde der Feuchter 1 übergangen werden kondensiert und zum weiteren Gebrauch zurückge- (auf dem Wege durch Leitung 3A). führt werden. Der expandierte Tabak wird dann auf Der feuchte Tabak wird dann auf dem Wege über den gewünschten Wassergehalt gebracht, der für den die Förderleitung 4 zur Imprägniervorrichtung 6 gebesonderen Endverbrauch vorgesehen ist. Das heißt führt, die ζ B. ein geschlossener Zylinder sein kann, der Feuchtigkeitsgehalt des expandierten Tabaks wird 3° versehen mit einer Schnecke zur Beförderung des auf einen gewünschten Wert, wie z. B. 12 bis 13% für feuchten Tabaks. Hier wird der feuchte Tabak mit Verschnitt-Füllware zur Zigarettenherstellung, ein- der organischen Flüssigkeit aus Leitung 7 imprägniert, gestellt. Gemäß einer Ausführungsform dieser Erfin- Die organische Flüssigkeit kann vielfach in derselben dung wird vor der Imprägnierung mit der organischen Weise wie das Wasser im Feuchter 1 zugegeben wcr-Flüssigkeit ein feuchter, gebeizter Tabak mit einem 35 den. Auch die aus der Imprägniervorrichtung 6 abge-Wassergehalt im Bereich von etwa 10 bis 100 Gewichts- zogene Flüssigkeit wird (über Leitung T A) zur Leiteilen Wasser je 100 Gewichtsteile Tabak verwendet. tung 7 zurückgeführt, um die Verluste an in der Flüssig-Vorzugsweise liegt der Wassergehalt des Tabaks keit löslichen Bestandteilen au« dem Tabak herabinnerhalb des Bereichs von 13 bis 50 Teilen je 100 Teile zusetzen. Die Imprägniervorrichtung 6 ist für <:in Tabak und besonders bevorzugt innerhalb des Be- +° Arbeiten bei mäßig erhöhten Temperaturen wie 60^: C reichs von 18 bis 30 Teilen je 100 Teile Tabak. Die geeignet; gewöhnlich beim eigenen Druck. Angelegter Bezeichnung »100 Teile Tabak« bedeutet Tabak auf Druck kann verwendet werden, um die organische wasserfreier Grundlage. Zur Veranschaulichung: Ein Flüssigkeit im flüssigen Zustand halten zu helfen und gebeizter Tabak mit einem natürlichen Wassergehalt die Imprägnierungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Zum von 12,3% wird hier mit etwa 14,1 Teilen Wasser je 45 Beispiel können 318 kg Tabalrverschnitt-Füllmasse, 100 Teile Tabak beschrieben. Die niedrigere Feuchtig- 81,7 kg Wasser und 545 kg Trichlormonofiuormetrian keitsgrenze des zu behandelnden Tabaks ergibt sich in die Imprägniervorrichtung gegeben werden, wobei j hauptsächlich aus der Zerbrechlichkeit des Tabaks; der Tabak annähernd 30 Minuten in der Imprägnier-Tabak, der zu trocken ist, neigt dazu, zu zerfallen und vorrichtung verbleibt.

j Feinteücheo zu bilden. Die verwendete Wassermenge 50 Der feuchte, imprägnierte Tabak wird dann auf

kann groß genug sein, um den Tabak naßtränken zu dem Wege von Leitung 8 zu Leitung 9 zwecks Ein-

f lassen; jedoch wirf die Verwendung von solchen bringen in den Tabak-Expander 13 befördert. Em

Wassermengen, daß der Tabak sehr naß ist, Vorzugs- Gasgemisch wie Fluorkohlenstoff and Wasserdampf

f weise vermieden wegen der mechanischen Schwierig- wird aus dem Gaserhitzer 11 auf dem Wege über Lei· keiten bei der Handhabung solcher nassen Tabak- 55 tung 9 in den Expander 13 gefehlt, wo das heiße Gas

massen. Die obere Grenze von 100 Teilen Feuchtigkeit und der feuchte imprägnierte Tabak gründlich ver-

Je 100 Teile Tabak ist eine praktisch bevorzugte Ar- mischt werden. Es wird ein ausreichender Gasfluß ver-

beitsgrenze. Der Anfeuchtungsvorgaag kann bei wendet, um die Entfernung der imprägnierten Flüssig-

Raumtemperaturen und auch bei erhöhten Tempera- keit durch Verdampfen aus dem Tabak mit großer türen durchgeführt werden. Ls wird gewöhnlich be- 60 Geschwindigkeit zu bewirken. Der Ventilator 12 vnrd

vorzugt, den Tabak unterhalb etwa 77⁰C zu halten, verwendet, um das heiße Gas durch den Expander 13

um Duftverschlechterong ze vermeiden. Im Allgemei- fließen zu lassen. Zum Beispiel wird, wenn 31ii kg

nen wird das Anfeuchten bei Temperaturen der um- feuchter, imprägnierter Tabak je Stunde expandiert

gebenden Atmosphäre wie 16 bis 38°C durchgeführt. werden, ein Gasgemisch von 127 000 kg Fluorkohlen-Das Wasser kann zu dem Tabak durch jede Technik, 65 Wasserstoff (Tnchlormonofluormethan) und 17,55(1 kg

die zu einer praktisch gleichmäßigen angefeuchteten Wasserdampf je Stunde in den Expander 13 bei einer

Masse führt, wie duivh Besprühen oder Tränken, Temperatur von etwa 17TC und einer Lineargeschwin-

7ucrseben wer ilen dipkcit \on annähernd 8.2 m see eingeführt Bei einer

Expandereinheit von 26 m Höhe wird der feuchte imprägnierte Tabaik mit dem heißen Gas annähernd 3,1 Sekunden in Bißrührung gebracht.

In der Expandei-Einheit 13 wird der Tabak expandiert (seine Füllkapazität wird erhöht), wobei das heiße Gas den expandierten Tabak in die Trennvorrichtung 14 bringt. Die Trennvorrichtung 14 kann jede herkömmliche Form von Trennvorrichtung, wie ein Cyklon-Typ sein. Das expandierte Tabakprodukt wird aus der Trennvorrichtung 14 auf dem Wege über Leitung 16 abgezogen und gegebenenfalls wegen der Verfahrenswirtschaftlichkeit in die Einheit 17 zur Entfernung der restlichen Flüssigkeit geführt. Bequemerweise wird der expandierte Tabak mit Wasserdampf in Berührung gebracht, der durch Leitung 18 in ausreichender Menge eingebracht wird, um alle restliche organische Flüssigkeit zu verdampfen. Der kondensierte Wasserdampf aus der Restentfernungsstufe 17 wird auf dem Wege über Leitung 19 zur Wiedergewinnung des organischen Flüssigkeitsge- ao haltes in die Wiedergewinnungsstufe geführt.

Normalerweise wird der von organischer Flüssigkeit befreite Tabak aus der Stufe 17 zur Entfernung restlicher Flüssigkeit auf einen Wassergehalt eingestellt, der zur Lagerung oder zum Sofortgebrauch geeignet ist. Wenn eine solche Einstellung erwünscht ist, wird der flüssigkeitsfreie Tabak zur Einstellstufe 21 gebracht, wo er auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt durch Trocknen oder Anfeuchten, allgemein bekannte Arbeitsweisen in der Tabakindustrie, gebracht wird. Die eingestellte, expandierte Tabakmasse (Produkt) wird dann zur Lagerung für den folgenden Verbrauch durch Leitung 22 befördert.

Das Heizgas und der organische Flüssigkeitsdampf und Wasserdampf, die aus dem feuchten imprägnierten Tabak entfernt wurden, werden aus der Trennvorrichtung 14 über Leitung 28 zum Gaserhitzer 11 zurückgeführt, von dort zum Expander 13 über Leitung 9. Überschüssige Gase aus dem Rückführungskreis werden auf dem Wege über Leitung 23 zu einer Wiedergewinnungsstufe 24 für die Flüssigkeit geblasen. Hier werden Wasser und Flüssigkeit kondensiert. Wasser wird auf dem Wege über Leitung 26 entfernt und die organische Flüssigkeit zur Imprägniervorrichtung 6 auf dem Wege über Leitung 27 zurückgeführt. Wenn eine mit Wasser nicht mischbare organische Flüssigkeit verwendet wird, wendet man zur Trennung ein einfaches Dekantieren an. Destillation wird zur Wiedergewinnung von organischen Flüssigkeiten angewendet, die mit Wasser mischbar sind.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Füllkapazität von gebeiztem Tabak um bis zu 100% und sogar mehr zu erhöhen. Dieses Tabakprodukt mit einer herabgesetzten Volumendichte ist besonders zur Herstellung von Rauchprodukten wie Zigaretten, Zigarren und Pfeifentabak brauchbar. Mit dieser verminderten Volumendichte werden beträchtliche Vorzüge hinsichtlich der Tabakkosten bei der Herstellung dieser Rauchprodukte, ohne die Qualität opfern zu müssen, erhalten.

Um die Füllkapazität einer Verschnitt-Füllware, wie in den folgenden Beispielen beschrieben, zu messen, wird ein Kompressometer verwendet, welches im wesentlichen aus einem Zylinder von 9,5 cm Durchmesser mit einer Skaleneinteilung an der Seite besteht. Ein Kolben von 9,4 cm Durchmesser gleitet in dein Zylinder. Auf dem Kolben wird Druck ausgeübt und das Volumen in ml einer gegebenen Menge Tabak (100 g) bestimmt. Versuche haben gezeigt, daß sich mit diesem Gerät das Volumen (die Füllkapazität) einer gegebenen Menge Verschnitt-Tabak mit guter Reprozierbarkeit bestimmen läßt. Der auf dem Tabak über den Kolben lastende Druck war in allen Beispielen 0,16 kg/cm² und wurde fünf Minuten angelegt, nach welcher Zeit die Volumenablesung vorgenommen wurde. Dieser Druck entspricht nahezu dem Druck, der normalerweise durch das Einhüllpapier auf Tabak in Zigaretten wirkt. Der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks beeinflußt die Füllkapazitätswerte, die durch dieses Verfahren bestimmt werden, deshalb wurden vergleichbare Füllkapazitäten bei ähnlichen Feuchtigkeitsgehalten erhalten.

Tabelle I

Beispiel Organische Flüssigkeit Zeit der Ein	Füllkapazität	% Volumen-	Eingestellter
wirkung von		zuwachs an	Feuchtigkeits
Wasserdampf		Füllkapazität	gehalt is
(Minuten)	(ml)		Gewichtspiazent

Aceton (Sp. 57⁰Q Äthyläther (Sp. 34,4° Q Benzol (Sp. 80⁰C) Hexan (Sp. 69° C) Pentari (Sp. 35⁰C) Pentan

Dichlonnethan (Sp. 4(>⁰C)

Trichlonnonofluonnethan (Sp. 24⁰Q unter geringem Oberdruck

3	533	19,7	11,1
2	614	34,1	9,7
5	522	14,0	12,0
5	576	25.S	12,1
2	704	53,7	12.1
1	921	101,0	9,6
1,25	605	32^	10/)

682

46,8

10,1

Beispiel 1

Ein gebeizter Verschnitt-Zigarettentabak, der 12,3% Feuchtigkeit enthielt und eine Fällkapazität von 458 ml 6s hatte, wenn diese nach dem oben beschriebenen Ver fahren bestimmt wurde, wurde mit einer ausreichende! Menge Äthanol (Siedepunkt etwa 78⁰Q gemischt, an den Tabak gründlich zu imprägnieren. Der alkohol

Gewicht, g	1,036	0,769
Zugwiderstand, cm	5,334	5,740
ao Festigkeit, 0,1 mm	8,83	9,58
Umfang, mm	25,33	25,27
Feuchtigkeit, %	12,08	12,20

ίο

behandelte Tabak wurde in einem geschlossenen Be- einer Temperatur von 10O⁰C in eimm Drahtmaschenhälter etwa 20 Stunden dem Gleichgewicht überlassen, korb während 5 bis 30 Sekunden ausgesetzt und dann wonach ein Wasserdampfstrom mit einer Temperatur an der Luft getrocknet. Die erhaltenen expandierten von 100⁰C durch den alkoholbehandelten Tabak Streifen wurden auf herkömmliche Weise geschnitzelt während eines Zeitraums von fünf Minuten geschickt 5 und der Tabak zu Zigaretten verarbeitet. Kontrollwurde. Nach dieser Zeit hatte sich der Tabak ausge- zigaretten wurden aus nichtbehandelten Streifen herdehnt und den Alkohol war vollständig durch Verdamp- gestellt, und die physikalischen Eigenschaften der fen entfernt worden. Der Feuchtigkeitsgehalt des Zigaretten aus den expandierten und nichtbehaiadelten Tabaks wurde dann auf 10,9 Gewichtsprozent ein- rauchgebeizten Tabaken wurden in der folgenden gestellt. Der erhaltene Tabak war zur Verwendung bei *° Tabelle II verglichen: der Herstellung von Zigaretten geeignet und hatte eine
Füllkapazität von 517 ml, was einen Zuwachs von Tabelle II

angenähert 12,9 Volumprozent gegenüber dem ur-

sprünglichen Tabak bedeutet. Bestimmungsgröße¹) Kontrollprobe¹) Expan-

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde unter Ver- »5 dierte^

Wendung von Wasserdampf wiederholt; die Ergeb- Probe*)

nisse sind in Tabelle I angeführt.

Beispiel 10

Geschnitzelte rauchgebeizte Tabakstiele (200 g)
wurden mit 250 ml Pentan behandelt und über Nacht
in einem geschlossenen Behälter ins Gleichgewicht

gesetzt. Der behandelte Tabak wurde dann Wasser- _{einen Durchschnitt von 5}o_Zigare„en

dampf bei 100⁰C während eines Zeitraums von einer (70 mm).

Minute ausgesetzt und an der Luft getrocknet. Der »5 ·) Zigaretten 94 Stunden bei 63% Feuchtigkeit gelagert. Feuchtigkeitsgehalt des erhaltenen Tabaks war 13,5%

und seine Füllkapazität 921 ml. Eine Kontrollprobe, .

die nicht mit dem Pentan behandelt worden war, hatte Beispiel ο

einen Feuchtigkeitsgehalt von 14,0 und eine Füll- Regulär gemischte Zigaretten-Verschnitt-Füllware,

kapazität von 466 ml. So wurde die Füllkapazität 3o 4500 g, die 12,7% Feuchtigkeit enthielt (14,5 Teile

infolge der Behandlung mit Pentan und nachfolgender Wasser je 100 Teile Tabak), wurde mit 1125 ml Wasser

Wasserdampfeinwirkung um annähernd 98,6% erhöht. besprüht und eine Stunde gequollen. Der feuchte

· 1 ii Tabak wurde in Fluorkohlenstoff-Flüssigkeit unter

Beispiel ii Verwendung einer Gesamtmenge von 8 Litern Flüssig-

Der Versuch aus Beispiel 10 wurde wiederholt, mit 35 keit getaucht (300 Teile Fluorkohlenstoff je 100 Teile

der Ausnahme, daß Äthyläther als organische Flüssig- Tabak). Der Tabak wurde in einem Druckkessel

keit verwendet wurde. Der Feuchtigkeitsgehalt des verschlossen, welcher dann 75 Minuten durch Wasser

fertigen Tabaks war 14,0% und die Füllkapazität von 56^CC erhitzt wurde; der innere Druck war

563 ml, was einen Zuwachs von annähernd 21 gegen- 2,10 kg/cm⁸ über Normal am Ende der Erhitzungs-

über der Kontrollprobe bedeutet. 4° periode. Der Kessel wurde durch Wasser von 1O⁰C

_n . . , ,, 15 Minuten lang gekühlt, und 2650 ml überschüssige

Beispiel i/ Flüssigkeit wurden aus dem Kessel abgezogen, was

Der Versuch aus Beispiel 10 wurde unter Verwen- zu einer Nettoimprägnierung von 201 Teilen Fluordung von geschnitzelten Burleytabakstielen mit Pen- kohlenstoff je 100 Teile Tabak geführt haben muß. tan als organischer Flüssigkeit wiederholt. Das fertige 45 Der Tabak wurde dann sofort in einer vertikalen Säule Produkt hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 12,5% mit einem heißen Gasgemisch, das Luft, Wasserdampf, und eine Füllkapazität von 1036 ml. Die Kontrcll- und gasförmigen Fluorkohlenstoff enthielt, in Berühprobe, welche nicht dem Pentan ausgesetzt war, hatte rung gebracht, bei einer Gaseintrittstemperatur von •inen Feuchtigkeitsgehalt von 12,6% und eine Füll- 165,5°C für eine Kontaktzeit von etwa 2 Sekunden, kapazität von 743 ml. So zeigte die mit Pentan und so Tabak aus dem Heißgaskontakt wurde mit einem Wasserdampf behandelte Probe einen Zuwachs an Wasserversprüher neubefeuchtet und über Nacht Füllkapazität von annähernd 39,4% gegenüber der gequollen (man ließ ihn in einem geschlossenen Kessel Koniroüprobe. fiber Nacht stehen, damit sich ein Feuchtigkeitsgteich-Beispiell3 ^ gewicht anstellte).

Das Verfahren aus Beispiel 12 wurde unter Verwendung von geschnitzelten Borleytabakstielen und Äthyl· . .,

_ · ° . .·__ι ras :_i i. :-j t-_i» η MK

g g £? 2wf

feher ab organischer Flüssigkeit wiederholt. Der ^Μ kapazität

Eadfeuchtigkeitsgehalt war 13,1% und die Füll- „,,/inn. V

kapazität 821 ml, was einen 10,5%igen Zuwachs ge- &> ^/o mi/iuug /. _

eegenüber der Kontrollprobe bedeutet.

Bcscuu κ Kontrollprobe 12,7 422

Beispiel 14 Behandeltes 12,4 596 41

Eine Probe (2633 g) von rauchgebeizten Tabak- Produkt
streifen wurde mit 4500 ml Pentan in einem geschlosse- 65

Ben Behälter 2 Stunden ins Gleichgewicht gesetzt. Die Arbeitsweise aus Beispiel 15 wurde in den Bei·

Kleine Ansätze (100 g oder weniger) des pentanbe- spielen 16 bis 25 angewendet; die Ergebnisse sind i«

handelten Tabaks wurden dann Wasserdampf bei Tabelle HI wiedergegeben

11 12

Tabelle III

Beispiel 16 17 18 19 20 21 22 23 24 75

a a¹) a¹) a») a³) a⁴) a¹) a¹) a¹) a») a»)

b 4500 45CO 5700 3920 5700 570O 5700 5700 5700 5700

C 12,7 12,1 11,3 11,6 11,6 18,57 18,85 18,1 17,3 17,4

d 450 225 570 392 570 — — — — —

e über über 1 Std. über 1 Std. — — — — —

Nacht Nacht Nacht

f 26 19,3 24 24,4 24,4 — — — — —

g 8 8 12 7 11 10 8 8 10 6

h 300 298 350 — 322 318 225 — 313 —

i90 90 90 90 90 45 60606060

j 56 56 57 53 53 65 65 66 64 63

k 2,17 2,17 2,59 1,82 1,89 2,80 2,73 2,73 2,80 2,31

1 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10

m 20 40 12 20 12 20 8 11 16 10

η 3150 4200 3100 2700 4500 4950 4300 2400 4000 200C

ο 182 142 259 — 190 161 118 — 188 —

ρ 165,5 172 173 168 170,5 175 175 175 173 174

q 1 0,75 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,65 0,65

r 20 — 17 7 13 16 13 12,25 12,75 9,75

s 12,7 12,1 11,3 11,6 11,6 12,7 12,1 12,1 11,3 11,3

t 422 430 463 427 415 422 430 430 463 463

u 12,2 11,8 11,6 12,1 12,0 12,5 12,1 12,0 12,0 12,C

ν 595 612 731 496 567 613 628 620 725 720

w 41 41 58 16 37 45 46 44 57 56

a — Typ des verwendeten Tabaks.

a¹)— Regulär gemischte Zigaretten-Verschnitt-Füllware.

a')— Rauchgebeizte Verschnitt-Füllware.

a")— Burley-Verschnitt-FüUware.

a')— Türkische Verschnitt-Füllware.

b — Tabakmenge in g.

c — Gewichtsprozent Feuchtigkeit.

d — ml versprühtes Wasser.

e — Zeit des Quellens in Wasser.

f — Gewichtsteile Wasser je 100 Teile Tabak zum Wasserquellen.

g — Liter Freon-MF-Flüssigkeit, die das von einem vorherigen Durchgang Abgezogene enthält h — Gewichtsteile Fluorkohlenstoff je 100 Teile Tabak.

i — Minuten zur Erhitzung des Druckkessels.

j — ^cC-Temperatur des zum Erhitzen des Druckkessels verwendeten Wassers.

k — Innerer Kesseldruck in kg/cm' über normal.

1 — °C-Temperatur des Wassers zum Kühlen des Kessels.

m — Minuten zum Kühlen des Kessels.

η — ml an überschüssiger Fluorkohlenstoff-Flüssigkeit, die von dem Kessel abgezogen wird.

ο — Netto-Imprägnierung in Gewichtsteilen Fluorkohlenstoff je 100 Teile Tabak.

ρ — ° C-Gaseingangstemperatur von Luft-, Wasserdampf und Fluorkohlenstoff-Gas.

q — Kontaktzeit in Sekunden.

r — Zeitraum in Minuten der gleichmäßigen Tabakzuführungsgeschwindigkeit.

s — Gewichtsprozent Feuchtigkeit fat der Kontrollprobe.

t — Fufficapaztät in ml/100 g Kontroüprobe.

u — Gewichtsprozent Feuchtigkeit im durch das Beispiel behandelten Produkt.

ν — Füllkapazität in sd/109g des behandelten Produkts.

w — Volumprozent Zuwachs an Füllkapazität des behandelten Produkts.

durch Wasser von 10⁰C 6 Minuten abgekühlt, oni Beispiel 26 worden weitere ISOO ml überschüssige Flüssigkeit

dem Kessel abgezogen. Der Tabak wurde dann ii

Rauchgebeizte Verschnitt-Füllware, 5700 g, die mit einem strömenden HeiQgasgemisch, das L 17,6% Feuchtigkeit enthielt, wurde in einen Druck- 6o Wasserdampf und Fluorkohlenstoff-Gas bei ei kessel gebracht, und es wurden 8 Liter Fluorkohlen- GaseintrittstempcratuT von 170,5⁰C und einer K stoff-Flüssigkeit, die das aus einem vorherigen Durch- taktzeit des Tabaks mit dem heißen Gas von e gang Abgezogene enthielt, über den Tabak gegossen; 0,65 Sekunden in Berührung gebracht, indem er dt 2000 ml überschüssige Flüssigkeit wurde aus dem eine vertikale Säule geführt wurde. Die Tabak-Kessel abgezogen. Der Kessel wurde dann verschlossen 65 f ührungsgeschwindigkeit lag konstant über ei and eine Stunde durch Wasser bei 66°C erhitzt; der Zeitraum von iO Minuten. Tabak aus dem Heiß Innendruck betrog 2,17 kg/cm* über normal am Ende kontakt wurde neubefeuchtet mit einem Wasser des Erhitzungszeitraums. Der Kessel wurde dann sprüher und über Nacht gequollen.

19 17 562

Feuchtig- Füllkapakdt zität

ml/100 g

Zuwachs an Füllkapazität

Tabelle IV Kontrollprobe Behandeltes

Produkt

11,3
12,3

463 704

Organische Siedepunkt Gasstrom- Zunahme Flüssigkeit temperatur in der Füll

kapazität

⁰C °C %

52

Beispiel 27

Rauchgebeizte Verajhnitt-Füllware, 5700 g, wurde in einen Druckkessel gebracht, und es wurden 28 Liter eines aus drei Teilen Fluorkohlenstoff und einem Teil Isopropanol (jeweils Volumenteile) bestehenden Gemisches über den Tabak gegossen. Der Kessel wurde dann verschlossen und eine Stunde durch heißes Wasser (60°C) erhitzt; der Innendruck lag bei 4,20 kg/ cm* über normal am Ende des Erhitzungszeitraums. Der Druck wurde aufgehoben, indem die überschüssige Flüssigkeit abgezogen und infolgedessen die Dämpfe schnell abgetrieben wurden; 13,2 Liter Flüssigkeit wurden gesammelt. Der Kessel wurde weiter durch Leitungswasser gekühlt und zusätzlich 2,3 Liter überschüssige Flüssigkeit aus dem Kessel abgezogen. Der behandelte Tabak wurde dann innig mit einem strömenden Heißgasgemisch, das aus Luft, Wasserdampf, Isopropanoldampf und Fluorkohlenstoff-Gas bestand, in Berührung gebracht. Tabak aus dem Heißgaskontakt wurde mit einem Wasserversprüher neubefeuchtet und über Nacht gequollen.

Benzol	80	97	36
Aceton	56,5	73	41
10 Äthyläther	34,5	51	33
Methanol	64,6	81	42
Äthanol	78,5	95	43
2-Propanol	82,3	100*)	29
Pentan	36	53	26
*5 Hexan	69	86	20
Cyclopentan	49,5	67	40
Cydohexan	81,4	98	41
Propylchlorid	47	64	29
Methylen-	40	57	29
80 chlorid
Trichlor-	24	41	16
fluorrrvrthan
*) Nur Wasserdampf.

Feuchtigkeit

Füllkapazität

ml/100 g

Zuwachs an Füllkapazität

Kontrollprobe — Behandeltes 12,8 Produkt (Alkohol

enthalten)

387 654

69

Der in den speziellen Beispielen verwendete Fluorkohlenstoff ist Trichlormonofluormethari mit eiiurn Siedepunkt von etwa 24° C.

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die Expansion von imprägniertem Tabak bei Temperaturen etwa 16,7⁰C oberhalb der Siedetemperatur des Imprägnierungsmittels zu demonstrieren. Die allgemein befolgte Arbeitsweise umfaßte das Imprägnieren von rauchgebeiztem, geschnitzeltem Tabak von 11,5% Feuchtigkeit mit einer organischen Flüssigkeit durch Einbringen des Tabaks und der organischen Flüssigkeit in einen geschlossenen Behälter während etwa 4 Stunden. Der imprägnierte Tabak wurde dann in einen Drahtkorb gebracht und einem auf die gewünschte Temperatur erhitzten Gasstrom ausgesetzt. Die Einwirkungszeit bei der Behandlung mit dem erhitzten Gas betrug annähernd 30 Sekunden; der Gasstrom bestand aus Wasserdampf und komprimierter Luft, die in geeigneten Mengemanteilen gemischt waren, um die gewünschte Temperatur zu ergeben. Die Feuchtigkeit des behandelten Tabaks wurde auf den ursprünglichen Wert eingestellt, bevor die Endfüllkapazität des Tabaks gemessen wurde. D'e Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle IV wiedergegeben.

Ein Vergleich der Zunahme der Füllkapazität aus Tabelle IV mit den Werten der voranstehenden Beispiele zeigt scheinbar einige Diskrepanzen. Zum Bei- spiel wird nach Beispiel 1 bei 100⁰C eine Zunahme von 12.9% gegenüber dem ursprünglichen Tabak festgestellt, verglichen mit 18 % bei 95°C gemäß Tabelle IV. Ferner nennt Beispiel 4 eine 14,0 %ige Zunahme bei 100⁰C, verglichen mit 36% bei 97°C nach Tabelle IV.

Diese Unterschiede sind in erster Linie auf die Länge der Einwirkungszeit des erhitzten Gases zurückzuführen (d. h. einerseits 5 Minuten, verglichen mit andererseits 30 Sekunden). Eine längere Einwirkungszeit führt zu überschüssiger Feuchtigkeit in dem Tabak, was wiederum mehr Schrumpfung des expandierten Tabaks bei Wiedereinstellung auf den ursprünglichen Feuchtigkeitsspiegel bedingt

Das Verfahren kann auf gebeizten Tabak in Form von Blättern (Rippen und Stiele sind enthalten), von Streifen (Blätter mit entfernten Stielen) oder Verschnitt-Füllware (Streifen sind zur Zigarettenherstellung geschnitzelt) angewendet werden. Bei Verwendung von Blättern oder Streifen können die Tabaksorten und -grade so ausgewählt werden, daß das Verfahren am

5» wirksamsten wird, wodurch Ergebnisse erzielt werden, die dem Maximum nahekommen, während die Herstellungskosten auf einem Minimum gehalten werden. Wo die Behandlung von Stielen nicht nötig; ist, werden Streifen gegenüber Blättern bevorzugt, und auf jeden Fall können Stiele gesondert verarbeitet werden. Wenn die Gesamtmischung behandelt werden soll, wird vorzugsweise Verschnitt-Füllware benutzt.

Die Vorteile der Erfindung werden aus dem Vorhergehenden schnell offenbar. Durch das erfindungsge- mäße Verfahren kann die Füllkapazität von Tabak bedeutend bei gleichzeitig wirtschaftlichen Vorteilen erhöht werden. Die Verdampfung und Entfernung der organischen Flüssigkeit aus dem imprägnierten Tabak bei hohen Temperaturen und kurzen Kontaktzeiten gestattet, die Vorteile der Erfindung bei Verwendung einer Ausrüstung von kleinstmöglicher Größe und mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten zu verwirklichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

schreiten solL Eine Expandierung des Tabaks ist nach Patentansprüche· diesem bekannten Verfahren nicht vorgesehen. In der GB-PS 9 82 663 wird ein Verfahren zur Tabak-

1. Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität behandlung zwecks Erhöhung seiner Füllkapazität yon Tabak, wobei Tabak mit einer flüchtigen orga- s vorgeschlagen, bei welchem der Tabak den Dämpfen nischen Flüssigkeit imprägniert, die organische eines aliphatischen, aromatischen oder chlorierten Flüssigkeit durch Durchschicken eines Gasstromes Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels ausgesetzt und dann in Kontakt mit dem imprägnierten Tabak entfernt in Abwesenheit der Lösungsmittel luftgetrocknet wird, und das Tabakprodukt vom Gas abgetrennt wird, Eine Behandlung mit einem Gas- oder Dampfstrom dadurchgekennzeicbnet, daß die Tem- xo einer wesentlich über dem Siedepunkt der organischen peratur des Gasstromes mindestens etwa 16,7° C, Flüssigkeit liegenden Temperatur nach der Behandvorzugsweise mindestens 93⁰C, über dem Siede- lung ist nicht vorgesehen; die nach dem bekannten punkt der zur Imprägnierung verwendeten orga- Verfahren erzielbaren Volumensteigerungen sind —wie nischen Flüssigkeit liegt, vorzugsweise jedoch betont — gering und unbefriedigend. In der GB-PS 204⁰C nicht überschreitet. 15 9 55 679 und CH-PS 4 00 885 werden Verfahren zur

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Erhöhung der Füllkapazität von Tabak vorgeschlagen, zeichnet, daß die Temperatur des Gasstroms 177 ⁰C wobei der Tabak mit einer organischen Flüssigkeit in nicht überschreitet Berührung gebracht und dann Luft durch den imprägnierten Tabak geblasen wird, die eine Temperatur

ao unterhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit aufweist; die erreichbare Steigerung der Füllkapazität ist gleichfalls unbefriedigend niedrig.

£s ist ferner bekannt, nach einer Extraktion von Flüssig-Feststoff-Gemischen wie z. B ölsamen, öl-

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behänd- 25 kuchen, das Lösungsmittel mit Wasserdampf auszulung von Tabak, um seine Füllkapazität zu erhöhen. treiben ',vgl. »Lurgi-Handbuch«, Lurgi Gesellschaft, Tabakblätter enthalten, wenn sie geerntet werden, Frankfurt, 1960, S. 279; »Grundlagen der Verfahrenseine beträchtliche Menge Wasser; dieses Wasser wird technik in der Lebensmittelundustrie« von Marcel während des Tabakbeizverfahrens durch Trocknen L ο ne i n, Sauerländer Verlag, Franfurt, 1969, S. 649 entfernt, was zur Schrumpfung der Blattstruktur führt. 30 und 650). Diese Behandlung dient dem Austreiben Bei dem gewöhnlichen Verfahren zur Vorbereitung von Lösungsmittelrückständen und gleichzeitigem von Tabak für die Lagerung und nachfolgende Trocknen, eine gezielte Expandierung des extrahierten Zigarren- und Zigarettenherstellung gewinnt der Gutes ist indes nicht vorgesehen, Bezüge auf Tabak Tabak — wenn überhaupt — sehr wenig von der und eine Tabakbehandlung fehlen,
beim Trocknen erlittenen Schrumpfung zurück, so 35 Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zudaß sich ein bedeutender Verlust in der Füllkapazität gründe, ein Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität des Tabaks ergibt. So besitzt der Tabak eine Volumen- von Tabak aufzufinden, mit welchem eine verbesserte dichte, die über diejenige hinausgeht, die zur Her- Expandierung des Tabakmaterials gegenüber dem stellung zufriedenstellender Zigarren oder Zigaretten Stand der Technik erzielt werden kann,
notwendigerweise erforderlich ist. 40 Diese Aufgabe wurde gelöst mit einem Verfahren

Es sind in der Technik mehrere Verfahren zur Er- zur Erhöhung der Füllkapazität von Tabak, wobei höhung der normalen Füllkapazität von getrocknetem Tabak mit einer flüchtigen organischen Flüssigkeit oder gebeiztem Tabak vorgeschlagen worden. Be- imprägniert, die organische Flüssigkeit durch Durchstimmte dieser Verfahren umfassen Expanderarbeits- schicken eines Gasstromes in Kontakt mit dem imweisen, in welchen Tabak hohem Wasserdampfdruck 45 prägnierten Tabak entfernt und das Tabakprodukt unterworfen, und danach der Druck plötzlich aufge- von Gas abgetrennt wird; das Verfahren ist dadurch hoben wird. Es ist auch vorgeschlagen worden, die gekennzeichnet, daß die Temperatur des Gasstromes Füllkapazität von Tabak zu erhöhen, d.h. die Vo- mindestens etwa 16,7"C, vorzugsweise mindestens lumendichte herabzusetzen, indem die Tabakteilchen 93⁰C, über dem Siedepunkt der zur Imprägnierung den Dämpfen einer organischen Flüssigkeit oder einer 50 verwendeten organischen Flüssigkeit liegt, vorzugsorganischen Flüssigkeit und nachfolgendem Luft- weise jedoch 204⁰C nicht überschreitet,
trocknen bei gewöhnlichen Temperaturen ausgesetzt Erfiiidungsgemäß bringt man Tabak mit einer