DE2134515A1 - Rauchmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

PATENTANWÄITE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS 2134515

Köln, den 7 .'7.1971 Kl/Ax/Hz

CARRERAS LIMITED,

Christopher Martin Road, Basildon, Essex (England).

Rauchmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft als "Tabakersatz" bekannte Rauchmaterialien, die zusammen mit Tabak oder an Stelle von Tabak in Rauchprodukten wie Zigaretten, Zigarren und Pfeifen verwendet werden können, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Das Rauchmaterial gemäß der Erfindung enthält wasserunlösliche Alginatfasern und einen geringen Anteil wenigstens eines modifizierenden Mittels.

Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Herstellung des Rauchmaterials, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die wasserunlöslichen Alginatfasern in Gegenwart von Wasser zur Dispergierung und Hydratisierung der Fasern mechanisch bearbeitet und die Pasern auf einer Langsieb-Papiermaschine zu einem Blatt oder zu Folien verarbeitet, wobei man einen geringen Anteil wenigstens eines modifizierenden Mittels zusetzt.

Ale wasserunlösliche Alginatfasern werden vorzugsweise Calciumalginatfasern verwendet·

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Das Rauchmaterial kann zweckmäßig Cellulosefaser^ enthalten, die mit den unlöslichen Alginatfasern in Gegenwart von Wasser mechanisch "bearbeitet werden, um die Fasern zu dispergieren und zu hydratisieren iind die Alginatfasern und Cellulosefaser^ innig miteinander zu mischen, bevor die Pasern auf der Langsieb-Papiermaschine zum Blatt oder zur Folie verarbeitet werden. Vorzugsweise wird hochwertiger .Holzzellstoff in einer Menge, die vorzugsweise nicht höher ist als 10 Gew.-# der Fasern, verwendet.

Die mechanische Bearbeitung kann in einer als Hydra-pulper bekannten Maschine erfolgen, in der eine Mühle die Fasern in Gegenwart von Wasser unter Bildung eines Stoffbreies mit der erforderlichen Konsistenz mechanisch bearbeitet oder aufbereitet. In der Praxis wurde gefunden, daß das Mahlen vorzugsweise abzubrechen ist, wenn der Mahlgrad des Stoffs in Bereich von 20 bis 50° Schopper-Hiegler liegt (J/robenahme mit einem 7^-Beeher).

Sine Langsieb-Papiermaschine ist normalerweise mit einem Stoffauflauf (Stoffbehälter) versehen, aus dem die Stoffsuspension kontinuierlich einem Sieb zugeführt und auf diesem Sieb abgelegt wird, das oberhalb von Saugkasten zur Entfernung des Wassers läuft. Das auf diese Weise gebildete Blatt läuft zuerst durch eine Kaltprasse und dann eine Heißpresse und wird in teilweise getrockneter Form durch ein Bad geführt, bevor es in einer abschließenden Trockenpresse getrocknet wird· Diese Maschine arbeitet kontinuierlich. (Bei der üblichen Papierherstellung dient das Bad zur Leimung des teilweise getrockneten Papiers.)

Die Stoffaenge, die auf das Sieb der Langsiebmaschine abgelegt wird, wird so gewählt, daß das erhaltene getrocknete Blatt vorzugsweise ein mittleres Flächengewicht von 50 bis 250 g/m² hat.

Da· modifizierend· Mittel oder die modifizierenden Mittel bestehen zweckmäßig tue einem färbenden Stoff, der vorzugs-

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weise eine tabakartige braune oder gelbbraune Farbe hat, oder enthalten diesen ferbenden Stoff. Geeignet ^sind· Farbstoffe, die von der Food and Drug Administration der Vereinigten Staaten genehmigt worden sind, z.B. FD & C 1596 Brwon und FD & C Yellow Nr. 5·

Als Alternative, jedoch vorzugsweise zusätzlich enthält das modifizierende Mittel im Rauchmaterial .zweckmäßig Nicotin, das beispielsweise als Sulfat, Citrat oder Citrat-Sulfat, Malonat oder Malat zugesetzt wird, da die Anwesenheit dieses Alkaloids den Rauchern einen erhöhten Genuß vermittelt.

Als modifizierende Mittel im Rauchmaterial eignen sich Aromatisierungsmittel, wie sie großtechnisch beispielsweise zum Aromatisieren von Tabak verwendet werden, pulverisierte Hirschzunge, Lakritz oder andere handelsübliche Gemische von aromagebenden Substanzen. Die modifizierenden Mittel können bis zu 2% Citronensäure enthalten, die nicht nur den Geschmack und das Aroma modifiziert, sondern auch die Flüchtigkeit des Nicotine verringert, wenn dieses zugesetzt wird.

Die modifizierenden Mittel können ein Material, z.B. ein anorganisches Salz, beispielsweise Natriumnitrat oder Kaliumnitrat, enthalten, um das Rauchmaterial, besonders bei seiner Verwendung in Zigaretten, während der restlichen Rauchzeit, d.h. wenn keine Luft durch die Brennzone des Rauchmaterials gezogen wird, brennend zu halten·

Die modifizierenden Mittel können dem gemahlenen Stoff, d.h. nach seiner Behandlung im Hydra-Pulper zugesetzt werden, jedoch erwies es eich als vorteilhafter, alle modifizierenden Mittel dem Blatt zuzusetzen, indem dieses durch eine geeignete Lösung der modifizierenden Mittel in einem wässrigen Bad der Maschine geführt wird.

Ein gewisser Tabakanteil kann dem Blattmaterial während seiner Herstellung zugesetzt' werden. Zweckmäßig wird der

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Tabak dem Material vor der mechanischen Bearbeitung vorteilhaft in Form von Granulat oder Fasern zugesetzt, die von den Hauptstengeln, Wurzeln oder Rippen des Blatts stammen·

Es ist auch möglich, feingemahlenen Tabak, der vorzugsweise eine Teilchengröße zwischen 5 und 10 ii hat, dem wässrigen Bad der Langsiebmaschine mit den modifizierenden Mitteln oder gegebenenfalls als überzug dem getrockneten Blatt in einem gesonderten wässrigen Bad zuzusetzen, durch das das getrocknete Blatt geführt wird, worauf es erneut beispielsweise mit einer weiteren Heißpresse oder einem Heißluftventilator oder einem Infrarot-Heiztunnel getrocknet wird. Zum gleichmäßigen Auftrag des Überzuges können Kakel oder Luftrakel verwendet werden.

Wenn der Tabak, der in irgendeiner Stufe der Blattbildung oder als Überzug auf das Blatt aufgetragen wird, zu dem Typ gehört, dessen Saft sauer oder alkalisch ist, werden Puffermittel, z.B. Natriumeitrat oder Natriumacetat, zugesetzt, um den ρττ-Wert wieder auf 6,5 bis 7»5 einzustellen.

Wenn kein Tabak während der Blattbildung zugesetzt wird, stellen die Calciumalginatfasern vorzugsweise den Haupt- ^ bestandteil dar, der vorzugsweise über 80% des Blattmate-" rials ausmacht, während der Anteil der Cellulosefasern vorzugsweise weniger als 10 Gew.-% und der Anteil der modifizierenden Mittel insgesamt gering ist und vorzugsweise nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt»

Wenn Tabak während des Prozesses der Blattherstellung zugesetzt wird, liegt der Tabakanteil im Blatt vorzugsweise nicht über 55 Gew.-%. Ein solcher hoher Anteil wird durch Zumischung bei der Bildung der Stoffsuspension nach dem Mahlen erreicht.

Es wurde gefunden, daß ein Blatt, das gekreppt worden ist, sich besser in Zigaretten packen läßt und gleichmäßiger

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brennt. Zum Kreppen wird das Blatt nach dem Durchlaufen der Lösung oder Dispersion der modifizierenden Mittel zweckmäßig durch eine Kaltpresse geführt, um einen etwaigen Überschuß der Lösung oder Dispersion der modifizierenden Mittel zu entfernen, und dann um einen beheizten Trockenzylinder geleitet· Während des Trocknens bewirkt die Lösung oder Dispersion ein leichtes Anhaften des Papiers am Zylinder. Das Blatt wird dann zum Zylinder mit einer Rakel entfernt, die als Kreppschaber wirksam ist. Der Winkel und die Form des Schabers und die Geschwindigkeit und Tauchbedingungen stellen den Grad der erhaltenen Kreppung ein.

Das Blatt kann mit einem üblichen Tabakschneider zu dünnen Streifen einer Breite von 0,25 bis 1 mm geschnitten und als solches oder in Mischung mit Tabak oder beliebigen üblichen regenerierten Tabaksorten zu Zigaretten verarbeitet werden.

Wenn das Rauchmaterial mit Tabak und/oder regeneriertem Tabak gemischt wird, beträgt das Gesamtgewicht des Tabaks vorzugsweise nicht mehr als 55 Gew.-%.

Diese Vermischung kann durch Walzen des zerfaserten Rauchmaterials aus dem Blatt mit zerfasertem Tabak im Rollfaß (z.B. in einem turbulenten Luftstrom) oder durch gemeinsames Zuführen des Tabaks und/oder einer Tabakfolie und eines Blatts des Rauchmaterials in.einem Zerfaserer oder einer Schneidmaschine, in der die Bestandteile gleichzeitig zerfasert und gemischt werden, oder nach beliebigen anderen bekannten Verfahren der Tabakmischungsherstellung erfolgen.

Das fertige Material kann zu beliebigen üblichen Rauchmaterialien, z.B. Zigarren, Zigaretten und Pfeifentabak, verarbeitet werden.

Mehrere Beispiele des Verfahrens zur Herstellung von Rauchmaterial gemäß der Erfindung und damit durchgeführte Versuche werden nachstehend im Zusammenhang mit der Abbildung beschrieben, die ein Fließschema zeigt, das in ausgezogenen

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Linien ein Verfahren zur Herstellung dieses Materials in Blattform und in gestrichelten Linien einige mögliche Variationen des Verfahrens darstellt. Die Langsieb-Papiermaschine ist durch eine strichpunktierte Linie eingerahmt.

Beispiel 1

Eine 5%ige wässrige Suspension von Fasern, die zu 95% aus Calciumalginatfasern (herstellbar aus Seetang, wie beispielsweise auf der linken Seite des Fließschemas angedeutet) und zu 5% aus hochwertigem Holzzellstoff bestanden, wurde in Gegenwart von V/asser in einem Hydrapulper behandelt, um die Faserbündel zu trennen, die Fasern zu dispergieren und zu hydratisieren. Das Mahlen wurde nach Erreichen eines Mahlgrades im Bereich von 20 bis 50° Schopper—ßiegler (ermittelt mit einem 7%-Becher) abgebrochen. Der Faserbrei wurde dann in den Stoffauflauf einer Langsieb-Papiermaschine gepumpt und dort auf 1 Gew.-% verdünnt und von dort auf das Sieb der Langsiebmaschine gegeben. Dieses Sieb wird über einen Saugkasten geführt, um Wasser zu entfernen. Das hierbei gebildete Blatt wurde einer Presse, die aus Gruppen von unbeheizten Walzen bestand, und anschließend durch ein Preßwerk, das aus Gruppen von erhitzten Zylindern bestand, zugeführt. Das teilweise getrocknete Blatt wurde durch das zur Maschine gehörende wässrige Bad, das eine 2,5%ige Kaliumnitratlösung enthielt, einem weiteren Heißpreßwerk und anschließend einer Aufwickelvorrichtung zugeführt, die das Blatt zu einer Rolle wickelt. Das erhaltene Papier hatte ein Flächengewicht von 100 g/m².

Die Menge der Lösung oder Dispersion und der Bestandteile der Lösung, die vom Blatt aufgenommen wird, hängt beispielsweise von seinem Feuchtigkeitsgehalt und seiner Porosität, der Zeitdauer, während der es im Bad eingetaucht ist, und dem Ausmaß, bis zu dem es nach dem Verlassen des Bades abgepreßt wird, ab. Demgemäß ist es zweckmäßig, die Konzentration der Lösung durch Vorversuche für jede Maschine und

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jedes Blatt zu ermitteln. Wenn das gebildete Papier zu schwach oder zu naß ist, um unter Spannung durch das wässrige Bad geführt zu werden, kann es zweckmäßig auf einem als Unterlage dienenden geeigneten Band oder Sieb durch das Bad geführt werden.

Das Papier wurde anschließend zu 0,5 mm breiten und etwa 38 mm langen Streifen zerfasert und unter Verwendung von üblichem Zigarettenpapier zu. Zigaretten verarbeitet. .Diese Zigaretten hatten ein Gewicht von 980 bis 1020 mg und einen Druckabfall von 9,6 bis 12,7 cm WS.

Versuch 1

Die Zigaretten wurden von einer Rauchmaschine des Typs CSM 12 (Hersteller Cigarettes Components Limited) geraucht. Die feinen Feststoffe aus dem Rauch wurden auf einem Glasfaserfilter aufgefangen. Zum Vergleich wurden gleichzeitig Zigaretten, die das gleiche Gewicht hatten, aber vollständig aus Tabak bestanden, im gleichen Zigarettenpapier geraucht. Das Ergebnis des Versuchs ist in der folgenden Tabelle genannt.

Feine Feststoffe (trocken) mg/Zigarette __

Tabak (Vergleichsprobe) 29,9

Tabakersatz (Zigaretten aus

dem hergestellten Blatt) 5»8

Beispiel 2

Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß das teilweise getrocknete Blatt durch eine wässrige Lösung geführt wurde, die im Trog enthalten war und folgende Bestandteile enthielt:

2,5% Farbstoff FD und C1596 Brown 5,0% Kaliumnitrat

1,0% aromagebender Stoff "Flavour C 146" (im Handel erhältlich von Bush Boake Allen Ltd., England).

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Das Blatt wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise zerfasert und zu Zigaretten verarbeitet, die das gleiche Gewicht hatten. Der Druckabfall der Zigaretten lag zwischen 10 und 14 cm WS.

Versuch 2

Die Zigaretten wurden in der gleichen Weise wie beim Versuch 1 zusammen mit dem gleichen Vergleichsprodukt geraucht. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Feine Feststoffe (trocken) mg/Zigarette

l| Tabak (Vergleichszigaretten) 29*9 Tabakersatz (Zigaretten aus

dem hergestellten Blatt) 5,8

Beispiel 3

Eine Menge des gemäß Beispiel 2 hergestellten Tabakersatzes wurde mit einer gleichen Gewichtsmenge zerfaserter Tabakblätter gemischt und dann wiederum unter Verwendung von üblichem Zigarettenpapier zu Zigaretten verarbeitet. Die Zigaretten hatten das gleiche Gewicht wie die gemäß Beispiel 1 hergestellten Zigaretten und einen Druckabfall von 9,7 bis 12,4 cm WS.

^ Versuch 3

* Die Zigaretten wurden in der gleichen Weise wie beim Versuch 1 mit den gleichen Vergleichszigaretten geraucht. Die feinteiligen Stoffe wurden in der gleichen Weise wie beim Versuch 1 aufgefangen. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Feine Feststoffe (trocken) mg/Zigarette

Tabak (Vergleichszigaretten) 29,9 Zigaretten aus 50% Tabakersatz

(vom Blatt) + 5O# Tabak 15,3

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Beispiel 4-

Übliche Filter wurden an Zigaretten angesetzt, die gemäß Beispiel 2 hergestellt worden waren·

Versuch 4-

Ebenso wie beim Versuch 1 wurden die Zigaretten sowie die gleichen Vergleichszigaretten geraucht und die feinteiligen Feststoffe aufgefangen. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Feinteilige Feststoffe insgesamt (trocken), mg/Zigarette

Tabak (Vergleichszigaretten) 29,9

Filterzigaretten mit Tabakersatz 3»0

Beispiel 5

Gemäß Beispiel 3 hergestellte Zigaretten wurden an ein Filter angesetzt, das ein Gewicht von 1 g hatte. Der Druckabfall der Zigaretten betrug 13,0 cm WS.

Versuch 5

Die Zigaretten wurden in der gleichen Weise wie beim Versuch 1 zusammen mit Vergleichszigaretten geraucht, die mit dem gleichen Filter von 1 g versehen waren, aber nur Tabak und keinen Tabakersatz enthielten. Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

Feinteilige Feststoffe insgesamt (trocken), mg/Zigarette

Tabak (Vergleichszigaretten

mit Filter; . 21,0

Filterzigaretten aus 50%

Tabakersatz und 5Cf/o Tabak 12,7

Das in den vorstehenden Beispielen beschriebene Rauchmaterial erzeugt bei der Verbrennung eine so geringe Raussh- menge pro Gewichtseinheit des Materials im Vergleich zu Tabak, daß es frei von dem stechenden, scharfen oder unan genehmen Brandgeruch und als Rauchmaterial annehmbar ist.

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Der Pjj-Wert während der Herstellung des Blattmaterials wird im allgemeinen zwischen etwa 6,5 und 7» 5 gehalten.

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Claims (20)

Patentansprüche

1) ,Rauchmaterial, gekennzeichnet durch einen Gehalt an wasserunlöslichen Alginatfasern und einem geringen Anteil wenigstens eines modifizierenden Mittels.

2) Rauchmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserunlösliche Alginatfaser aus Calciumalginat besteht,

3) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens 80 Gew.-% der Pasern aus Alginatfasern bestehen und das modifizierende Mittel weniger als 10 Gew.-^ des Blattes ausmacht.

4) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis J5, dadurch gekennzeichnet, daß nicht mehr als 10 % der Fasern aus Cellulosefasern bestehen.

5) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Cellulosefasern aus hochwertigem Holzzellstoff bestehen.

6) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 5» gekennzeichnet durch ein mittleres Flächengewicht des getrockneten Blattes von 50 bis 250 g/m².

7) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Farbstoff als modifizierendes Mittel, vorzugsweise einem tabakbraunen oder gelbbraunen Farbstoff.

8) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 7* gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem nikotinliefernden Material, vorzugsweise Nikotinsulfat, -citrat oder -citrat-sulfat, -maionat oder -malat, als modifizierende Mittel.

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9) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Aromatisierungsmitteln als modifizierendem Mittel, vorzugsweise von gepulverter Hirschzunge oder Lakritze.

10) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 9* gekennzeichnet durch einen Gehalt an bis zu 2 % Citronensäure als modifizierendem Mittel.

11) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis lo, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem die Verbrennung unterhaltenden Mittel,

W vorzugsweise einem anorganischen Salz, insbesondere Natriumnitrat oder Kaliumnitrat als Modifizierungsmittel.

12) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Tabak, vorzugsweise in Form von Granulat oder Pasern, die von den Hauptstengeln, Wurzeln oder Rippen des Blattes stammen, oder von rekonstituiertem Tabak.

13) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Gehalt an feingemahlenem Tabak einer Teilchengröße zwischen 5 und 10 Αϊ.

b 14) Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis \J>, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Tabak oder rekonstituiertem Tabak von weniger als 55 Gew.-^.

15) Verfahren zur Herstellung von Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man die wasserunlöslichen Alginatfasern und gegebenenfalls Cellulosefasern in Gegenwart von Wasser zur Dispergierung und Hydratisierung der Pasern mechanisch bearbeitet und die Pasern auf einer Langsieb-Papierinaschine zu einem Blatt bzw. zu einer Folie verarbeitet, wobei man einen geringen Anteil wenigstens eines modifizierenden Mittels zusetzt.

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16) Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man den Tabak während der Herstellung des Blattes bzw. der Folie, vorzugsweise.vor der mechanischen Bearbeitung der Fasern zusetzt.

17) Verfahren nach Ansprüchen 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß man feingemahlenen Tabak zusammen mit dem Modifizierungsmittel dem wäßrigen Bad der Langsieb-Papiermaschine zusetzt.

18) Verfahren nach Ansprüchen 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man den feingemahlenen Tabak in einem getrennten wäßrigen Bad zugibt, welches das Blatt nach seiner Trocknung durchläuft.

19) Verfahren nach Ansprüchen 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man das Blatt- oder Polienmaterial einem Kräuselungsprozeß unterwirft.

20) Verfahren nach Ansprüchen 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das Blattmaterial zerfasert.

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