DE1917552C3 - Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität von Tabak - Google Patents

Description

Wenn das gesamte homogene feemisch 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 gebeizten Tabak 7.U ₅ y/enn 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.

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

organischen 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 Imten Ausmaß ändern, d. h., sie sollte inert sein. Zu ver- prägnierung kann in geeigneten Tanks, Trommeln wendbaren Flüssigkeiten zählen aliphatisch^ Kohlen- oder anderen Behältern durchgeführt werden. Jedoch Wasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, Alka- sollte im Fall von Flüssigkeiten mit einem niedrigen nole, Ketone, aliphatische Ester, Äther, halogen- Siedepunkt oder hohem Dampfdruck die Imprägniesubstituierte Kohlenwasserstoffe und Gemische der- 20 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^cC, bevorzugt unter etwa etwa 77°C durchgeführt, um zu verhindern, daß der 68,5^c C, haben. as 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 iang bei. Hierbei hängt wiederum diese Zeit von dem butyiätherm, Äthylenglykoldimethyläther, Tetra- physikalischen Zustand des Tabaks und der speziellen hydrofuran; Methanol, Äthanol, Propanol, Isopro- Flüssigkeit ab. Im Fall von Blättern, Stielen und Streipanol, sek.-Butylplkohol, t.-Butylalkohol, t.-Amyl- fen kann der Kontakt langer 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 aliphatischen 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. 40 größe des Tabaks ab. Je größer die Teilchengröße, Zwei oder mehr verschiedene Halogene können in umso länger ist die Zeit. Die Zeiten liegen zum Beieinem einzigen Halogenkohlenwasserstoffmclekül vor- spiel für feuchte Streifen und Schnitzel bei liegen. Beispiele für Halogenkohlenwasserstoffe sind

Äthylchlorid, Propylchlorid, Isopropylchlorid, Vinyl- ^S' ^{0>5 b}!^s !Stunde,

idenchlorid, n-Butylbromid, Isobutylchlorid, sek.- 45 38°C: 12 bis 24Stunden, Butylchlorid, t.-Butylchlorid, t.-Butylbromid, Me- 24°C: 40 bis 100 Stunden,

thylenchlorid, Methylenbromid, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Äthylendichlorid, Äthylidenchlcrid, Nach Imprägnierung des Tabaks wird die organische Acetylendichlorid, Trichloräthylen und Fluorbenzol. Flüssigkeit schnell von diesem entfernt. Dies wird Bevorzugte inerte organische Flüssigkeiten sind 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 Koh- 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 fluoräthan, Dichlortetrafluoräthan, Oktafluorcyclo- entfernen. Durch Verwendung von heißem Gas bei butan und Tetrachlordifluoräthan werden besonders einer Temperatur zwischen 121 und 204⁰C wir die bevorzugt. ⁶° 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 Zigarettenverschnittmalen Imprägnierungsmenge Flüssigkeit. Die maxi- Füllware verarbeitet wird, ruft die Ausdehnung der male Imprägnierungsmenge ist die Maximalmenge, 65 Struktur auch eine Entschichtung der geschichteten die durch den Tabak aufgenommen werden kann. Im Schnitzel hervor, was dazu dient, die Füllkapazität zu allgemeinen liegt die Menge an verwendeter imprä- erhöhen, und verbessert auch die Brenneigenschaften linierender Flüssigkeit zwischen etwa 25 und 350 Ge- der Füllmasse. Die Entfernung der organischen

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 93"C 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 204°C 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 überschüssigem 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 ao 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 z. 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 wer-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 TA) 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 aus dem Tabak herabinnerhalb des Bereichs von 13 bis 50 Teilen je 100 Teile zusetzen. Die Imprägniervorrichtung 6 ist für ein Tabak und besonders bevorzugt innerhalb des Be- 40 Arbeiten bei mäßig erhöhten Temperaturen wie 60°C reichs von 18 bis 30Teilen je 100Teile 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 Tabakverschnitt-Füllmasse, 100 Teile Tabak beschrieben. Die niedrigere Feuchtig- 81,7 kg Wasser und 545 kg Trichlormonofluormethan keitsgrenze des zu behandelnden Tabaks ergibt sich in die Imprägniervorrichtung gegeben werden, wobei 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.

Feinteilchen zu bilden. Die verwendete Wassermenge 50 Der feuchte, imprägnierte Tabak wird dann aul

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

lassen; jedoch wird die Verwendung von solchen bringen in den Tabak-Expander 13 befördert. Ek

Wassermengen, daß der Tabak sehr naß ist, Vorzugs- Gasgemisch wie Fluorkohlenstoff und Wasserdampi

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 geführt, wo das heiße Ga;

massen. Die obere Grenze von 100 Teflen 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 Anfeuchtungsvorgang kann bei wendet, um die Entfernung der imprägnierten Flüssig

Raumtemperaturen und auch bei erhöhten Tempera- keit durch Verdampfen aus dem Tabak mit große türen dureJigeführt werden. Es wird gewöhnlich be- 60 Geschwindigkeit zu bewirken. Der Ventilator 12 win

vorzugt, den Tabak unterhalb etwa 77°C zu halten, verwendet, um das heiße Gas durch den Expander 1:

um Duftverschlechterung zu vermeiden. Im ADgemei- fließen zu lassen. Zum Beispiel wird, wenn 318 kj nen wird das Anfeuchten bei Temperaturen der um- feuchter, imprägnierter Tabak je Stunde expandier

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 (Trichlormonofluormethan) und 17,550 kj

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

Masse führt, wie durch Besprühen oder Tränken, Temperatur von etwa 171° C und einer Lineargeschwin

zugegeben werden. digkeit von annähernd 8,2 m/sec eingeführt. Bei eine

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

In der Expander-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 Flüssigkeitsgehaltes in die Wiedergewinnungsstufe geführt.

Normalerweise wird der von organischer Flüssigkeit befreite Tabak aus der Stufe t7 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 sopar 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 dem Zylinder. Auf dem Kolben wird Druck ausgeübt und das Volumen in ml einer gegebenen Menge Tabak (100 g) bestimmt. Versuche haben gezeigt, daß siel· mit diesem Gerät das Volumen (die Füllkapazität' einer gegebenen Menge Verschnitt-Tabak mit gutei Reprozierbarkeit bestimmen läßt. Der auf dem Tabal über den Kolben lastende Druck war in allen Bei spielen 0,16 kg/cm² und wurde fünf Minuten angelegt nach welcher Zeit die Volumenablesung vorgenommer wurde. Dieser Druck entspricht nahezu dem Druck der normalerweise durch das Einhüllpapier auf Tabal in Zigaretten wirkt. Der Feuchtigkeitsgehalt de Tabaks beeinflußt die Füllkapazitätswerte, die durcl dieses Verfahren bestimmt werden, deshalb wurdei vergleichbare Füllkapazitäten bei ähnlichen Feuchtig keitsgehalten erhalten.

Tabelle I Beispiel Organische Flüssigkeit

Zeit der Einwirkung von Wasserdampf (Minuten) Füllkapazität (ml)

% Volumenzuwachs an Füllkapazität

Eingestellter Feuchtigkeitsgehalt in Gewichtspiozent

2	Aceton (Sp. 57° Q
3	Äthyläther (Sp. 34,4°Q
4	Benzol (Sp. 8O0C)
5	Hexan (Sp. 69° C)
6	Pentan (Sp. 35° Q
7	Pentan
8	Dichlonnethan
	(Sp. 40° Q
9	Trichlormonofluormethan
	(Sp. 24°Q unter
	geringem Oberdruck
	Beispiel 1

3	533	19,7	11,1
2	614	34,1	9,7
5	522	14,0	12,0
5	576	25,8	Ul
2	704	53,7	12.1
1	921	101,0	9,6
1,25	605	32^	10,0

682

46,8

10,1

65 hatte, wenn diese nach dem oben beschriebenen Vei fahren bestimmt wurde, wurde mit einer ausreichende Ein gebeizter Verschnitt-Zigarettentabak, der 12,3 % Menge Äthanol (Siedepunkt etwa 78° C) gemischt, ni Feuchtigkeit enthielt und eine Füllkapazität von 458 ml den Tabak gründlich zu imprägnieren. Der alkoho:

behandelte Tabak wurde in einem geschlossenen Behälter etwa 20 Stunden dem Gleichgewicht überlassen, wonach ein Wasserdampfstrom mit einer Temperatur von 100⁰C durch den alkoholbehandelten Tabak während eines Zeitraums von fünf Minuten geschickt wurde. Nach dieser Zeit hatte sich der Tabak ausgedehnt und den Alkohol war vollständig durch Verdampfen entfernt worden. Der Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks wurde dann auf 10,9 Gewichtsprozent eingestellt. Der erhaltene Tabak war zur Verwendung bei der Herstellung von Zigaretten geeignet und hatte eine Füllkapazität von 517 ml, was einen Zuwachs von angenähert 12;9 Volumprozent gegenüber dem ursprünglichen Tabak bedeutet.

Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde unter Verwendung von Wasserdampf wiederholt; die Ergebnisse 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 Wasserdampf bei 100°C während eines Zeitraums von einer Minute ausgesetzt und an der Luft getrocknet. Der Feuchtigkeitsgehalt des erhaltenen Tabaks war 13,5% und seine Füllkapazität 921 ml. Eine Kontrollprobe, die nicht mit dem Pentan behandelt worden war, hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 14,0 und eine Füllkapazität von 466 ml. So wurde die Füilkapazität infolge der Behandlung mit Pentan und nachfolgender Wasserdampfeinwirkung um annähernd 98,6 % erhöht.

Beispiel 11

Der Versuch aus Beispiel 10 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß Äthyläther als organische Flüssigkeit verwendet wurde. Der Feuchtigkeitsgehalt des fertigen Tabaks war 14,0% und die Füllkapazität 563 ml, was einen Zuwachs von annähernd 21 gegenüber der Kontrollprobe bedeutet.

Beispiel 12

Der Versuch aus Beispiel 10 wurde unter Verwendung von geschnitzelten Burleytabakstielen mit Pentan ds organischer Flüssigkeit wiederholt. Das fertige Produkt iiatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 12,5% ttnd eine Füllkapazität von 1036 ml. Die Kontrollprobe, welche nicht dem Pentan ausgesetzt war, hatte einen Feuchtigkeitsgehalt von 12,6% und eine Füllkapazität von 743 ml So zeigte die mit Pentan und Wasserdampf behandelte Probe einen Zuwachs an Füllkapazität von annähernd 39,4% gegenüber der Kontrollprobe.

Beispiel 13

Das Verfahren aus Beispiel 12 wurde unter Verwendung von geschnitzelten Borleytabakstielen und Äthylither als organischer Flüssigkeit wiederholt. Der Endfeuchtigkeitsgehalt war 13,1% und die Füllkapazität 821 ml, was einen 10,5 %igen Zuwachs gegegenüber der Kontrollprobe bedeutet.

Beispiel 14

Eine Probe (2633 g) von rauchgebeizten Tabakstreifen wurde mit 4500 ml Pentan in einem geschlossenen Behälter 2 Stunden ins Gleichgewicht gesetzt Kleine Ansätze (100 g oder weniger) des pentanbenandelten Tabaks wurden dann Wasserdampf bei

einer Temperatur von 1OO'^JC in einem Drahtmaschenkorb während 5 bis 30 Sekunden aufgesetzt und dann an der Luft getrocknet. Die erhaltenen expandierten Streifen wurden auf herkömmliche Weise geschnitzelt und der Tabak zu Zigaretten verarbeitet. Kontrollzigaretten wurden aus nichtbehandelten Streifen hergestellt, und die physikalischen Eigenschaften der Zigaretten aus den expandierten und nichtbehandelten rauchgebeizten Tabaken wurden in der folgenden ίο Tabelle Il verglichen:

Tabelle II

Bestimmungsgröße¹)

Kontrollprobe²)

Expandierte Probe¹)

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

') Werte, bezogen auf einen Durchschnitt von 50 Zigaretten (70 mm).
») Zigaretten 94 Stunden bei 63% Feuchtigkeit gelagert.

Beispiel 15 Regulär gemischte Zigaretten-Verschnitt-Füllware,

4500 g, die 12,7% Feuchtigkeit enthielt (14,5 Teile Wasser je 100 Teile Tabak), wurde mit 1125 ml Wasser besprüht und eine Stunde gequollen. Der feuchte Tabak wurde in Fluorkohlenstoff-Flüssigkeit unter Verwendung einer Gesamtmenge von 8 Litern Flüssig-

keit getaucht (300 Teile Fluorkohlenstoff je 100 Teile Tabak). Der Tabak wurde in einem Druckkessel verschlossen, welcher dann 75 Minuten durch Wasser von 56⁰C erhitzt wurde; der innere Druck war 2,10 kg/cm² über Normal am Ende der Erhitzungsperiode. Der Kessel wurde durch Wasser von 1O⁰C 15 Minuten lang gekühlt, und 2650 ml überschüssige Flüssigkeit wurden aus dem Kessel abgezogen, was zu einer Nettoimprägnierung von 201 Teilen Fluorkohlenstoff je 100 Teile Tabak geführt haben muß.

Der Tabak wurde dann sofort in einer vertikalen Säule mit einem heißen Gasgemisch, das Luft, Wasserdampf, und gasförmigen Fluorkohlenstoff enthielt, in Berührung gebracht, bei einer Gaseintrittstemperatur von 165,5⁰C für eine Kontaktzeit von etwa 2 Sekunden.

Tabak aus dem Heißgaskontakt wurde mit einem Wasserversprüher neubefeuchtet und über Nacht gequollen (man ließ ihn in einem geschlossenen Kessel über Nacht stehen, damit sich ein Feuchtigkeitsgleichgewicht einstellte).

Feuchtigkeit

Füllkapazität

ml/100 g

Zuwachs an FuU-kapazität

/o

Kontrollprobe

Behandeltes

Produkt

12,7
12,4

422 596

41

Die Arbeitsweise aus Beispiel 15 wurde in den Beispielen 16 bis 25 angewendet; die Ergebnisse sind in Tabelle ΠΙ wiedergegeben.

11 12

Tabelle III Beispiel

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

a a¹) a¹) a²) a³) a⁴) a») a¹) a¹) a²) a²)

b 4500 45C0 5700 3920 5700 5700 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 I Std. _____

Nacht Nacht Nacht

f 26 19,3 24 24,4 24,4 — — — —

g 8 8 12 7 U 10 8 8 10 6

h 300 298 350 — 322 318 225 — 313 —

i 90 90 90 90 90 45 60 60 60 60

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 —

P 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 12,0

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.

a³)— Burley-Verschnitt-Füllware.

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-Mr-Flüssigkeit, die das von einem vorherigen Durchgang Abgezogene enthält.

h — Gewichtsteile FluoikohlenstofT je 100 Teile Tabak.

i — Minuten zur Erhitzung des Druckkessels.

j _ - C-Temperatur des zum Erhitzen des Druckkessel verwendeten Wassers.

k — Innerer Kesseldruck in kg/cm¹ 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 FluorkohlenstofT je 100 Teile Tabak.

P — °C-Gaseingangstemperatur von LuIt-, Wasserdampf und Fluorkohlenstoff-Gas. Q — Kontaktzeit in Sekunden.

r — Zeitraum in Minuten der gleichmäßigen Tabakzuführungsgeschwindigkeit.

s — Gewichtsprozent Feuchtigkeit in der Kontrollprobe.

t — Füllkapazität in ml/100 g Kontronprobe.

u — Gewichtsprozent Feuchtigkeit im durch das Beispiel behandelten Produkt.

ν — Füllkapazität in ml/100 g des behandelten Produkts.

w — Volumprozent Zuwachs an Füllkapazität des behandelten Produkts.

durch Wasser von 10⁰C 6 Minuten abgekühlt, und Beispiel 26 wurden weitere 1500ml überschüssige Flüssigkeit;

dem Kessel abgezogen. Der Tabak wurde dann in

Raucheebeizte Verschnitt-Füllware, 5700 g, die mit einem strömenden Heißgasgemisch, 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- Gasemtrittstemperatur von 170,5⁰C und einer K stoff-Flüssigkeit, die das aus einem vorherigen Durch- taktzeit des Tabaks mit dem heißen Gas von β gang Abgezogene enthielt, über den Tabak gegossen; 0,65 Sekunden in Berührung gebracht, indem er du 2000 ml überschüssige Flüssigkeit wurde aus dem eine vertikale Säule geführt wurde. Die Tabak-Kessel abgezogen Der Kessel wurde dann verschlossen 65 führungsgeschwindigkeit lag konstant über ei ttnd eine Stunde durch Wasser bei 66⁰C erhitzt; der Zeitraum von 10 Minuten. Tabak aus dem Heißj Innendruck betrug 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.

Feuchtigkeit

Füllkapazität

ml/100 g

Tabelle IV

Zuwachs
an Füllkapazität

Organische Siedepunkt Gasstrom- Zunahme

Flüssigkeit temperatur in der Füll

kapazität

Kontrollprobe

Behandeltes

Produkt

11,3
12,3

463
704

52

Beispiel 27

Rauchgebeizte Verschnitt-Füllware, 570Og, wurde in einen Druckkessel gebracht, und es wurden 28 Liter eines aus drei Teilen Fluorkohlenstoff und einem »5 Teil Isopropanol (jeweils VolumenteiJe) bestehenden Gemisches über den Tabak gegossen. Der Kessel wurde dann verschlossen und eine Stunde durch heißes Wasser (60⁰C) erhitzt; der Innendruck lag bei 4,20 kg/ cm² 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 über- *5 schüssige 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.

35 Benzol
Aceton
Äthyläther
Methanol
Äthanol
2-Propanol
Pentan
Hexan
Cyclopentan
Cyclohexan
Propylchlorid
Methylenchlorid
Trichlorfluormethan

80

56,5

34,5

64,6

78,5

82,3

36

69

49,5

81,4

47

40

24

97	36
73	41
51	33
81	42
95	43
100*)	29
53	26
86	20
67	40
98	41
64	29
57	29

16

	Feuchtigkeit,	Füllkapa	Zuwachs
		zität	an Füll
			kapazität
	%	ml/100 g	Vo
Kontrollprobe		387
Behandeltes	12,8	654	69
Produkt	(Alkohol
	enthalten)

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

Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die Expansion von imprägniertem Tabak bei Temperaturen etwa 16,7°C 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 30Sekunden; der Gasstrom bestand aus Wasserdampf und komprimierter Luft, die in geeigneten Mengenanteilen 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. De Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle IV wiedergegeben.

·) Nur Wasserdampf.

Ein Vergleich der Zunahme der Füllkapazität aus Tabelle IV mit den Werten der voranstehenden Beispiele zeigt scheinbar einige Diskrepanzen. Zum Beispiel wird nach Beispiel 1 bei 100° C 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 100" C, verglichen mit 36% bei 97 ⁰C 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 zn 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 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 erfindungsgemäße 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)

ι 2 schreiten soll. Eine Expandierung des Tabaks ist nach Patentansprüche · diesem bekannten Verfahren nicht vorgesehen, ratentansprucne. ^ derGB-PS9 82 663 wird ein Verfahren zur Tabak-

1. Verfahren zur Erhöhung der Füllkapazität behandlung zwecks Erhöhung seiner Füllkapazität von Tabak, wobei Tabak mit einer flüchtigen orga- 5 vorgeschlagen, bei welchem der Tabak den Dampfen 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 dadurchgekennzeich:net,daßdie Tem- ίο einer wesentlich über dem Siedepunkt der organischen peratur des Gasstromes mindestens etwa 16,7X, Flüssigkeit liegenden Temperatur nach der Behandvorzugsweise mindestens 93°C, 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 Gasstroins 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

20 unterhalb des Siedepunktes der Flüssigkeit aufweist; die erreichbare Steigerung der Füllkapazität ist gleich-

falls unbefriedigend niedrig.

Es ist ferner bekannt, nach einer Extraktion von Flüssig-Feststoff-Gemischen wie z. B. ölsamen, Öl-

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behänd- 35 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 η e 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 Expanderarbcits- 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 93 C, 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 204^c C nicht überschreitet,
trocknen bei gewöhnlichen Temperaturen ausgesetzt Erfindungsgemäß bringt man Tabak mit einer

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 Erhöhung der Füllkapazität 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 erteilchen 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 Tabaksorten und -grade so ausgewählt möglichst niedrig liegt, keinesfalls jedoch 60°C über- werden, daß das Verfahren am wirksamsten wird.