DE2144462C3

DE2144462C3 - Verfahren zum Herstellen folienartigen Materials für Rauchzwecke

Info

Publication number: DE2144462C3
Application number: DE2144462A
Authority: DE
Inventors: Kunio Kato; Masao Tokio Kobari; Fumihiro Miyanowaki; Ko. Nishida; Yukio Shimizu; Einosuke Kodaira Tamaki
Original assignee: JAPAN MONOPOLY CORP TOKIO
Current assignee: JAPAN MONOPOLY CORP TOKIO
Priority date: 1970-11-04
Filing date: 1971-09-01
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2166261C3; GB1355570A; US3710805A; DE2166261B2; CA948515A; FR2112434B1; IT1050145B; DE2144462A1; DE2144462B2; FR2112434A1; DE2166261A1; JPS4820320B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen folienartigen Materials für Rauchzwecke.

Der im folgenden zur Anwendung kommende Ausdruck »Kallus« bezieht sich auf einen amorphen Zellenklumpen, der seine organbildende Fähigkeit verloren hat und dann gebildet wird, wenn ein Teil dieses Pfianzenkörpers auf einem festen Medium der Gewebekultur unterworfen wird, und /cigt eine äußere Form, die dem Agglutinationsgewebe des Pflan/enkörpcrs ähnlich ist. Der Ausdruck »Tabakzellen« bezieht sich auf eine feinllockige Dispersion der Zellen, die dann gebildet wird, wenn Teile dieses »Kallus« in einem flüssigen Medium aeroben Bedingungen kultiviert werden. Eine derartige Tabakzellcn enthaltende Flüssigkeit wird hier als »Zeileilflüssigkeit« bezeichnet.

Bisher ist Rauchtabak mittels eines Verfahrens hergestellt worden, das da. In besteht, daß langzeitig eine Pflanze der Sorte Nicotiana auf dem Felde kultiviert wird und sich verwickelte Arbeitsgänge für das Herstellen von Zigaretten im Anschluß an die Ernte des Tabakblattes ergeben haben. Eine derartige Kultivierung der Pflanze ist jedoch den Einflüssen des bebauten Landes und des Klimas ausgesetzt, und somit üben derartige Nalurkräfte ihre Wirkungen auf die Art, die Mengen und die Qualität sowie weitere Faktoren des Tabakblattes aus, das ja

ίο das Rohmaterial für Zigaretten darstellt.

Der Pflanzenköiper besteht gewöhnlich aus unzähligen Zellen, die Gewebe und Organe der Pflanze bilden und ihre Lebensfunküon bedingen. Es wurde herausgefunden, daß ein vollständiger Pflanzenkörper

direkt ausgehend von beliebigen Zellen des Pflanzenkörpers gezogen werden kann mittels sogenannter Gewebekultur dieser Zellen, und eine derartige Gewebekultur ist für die Untersuchungen bezüglich der Verbesserung der Pflanzenzüchtung angewandt worden

so mittels Auswahl der Zellen, die ausgezeichnete genetische Eigenschaften besitzen. Es ist weiterhin bekannt, daß der sogenannte »Kallus« auf einem festen Medium mittels derartiger Gewebekultur ausgebildet werden kann, während die Suspension feiner Pflanzenzellen durch Gewebekultur dieses Kallus in flüssigem Medium unter aeroben Bedingungen erhalten werden kann.

Es ist nun diese Gewebekultur der Pflanzen der Sorte Nicotiana untersucht worden und hierbei gefunden worden, daß mittels des Kallus erhaltene und in Kulturbrühe vermehrte Tabekzellen leicht für Rauchzwecke in ein folienartiges Material überführt werden können. Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, ein einfaches Verfahren zum Herstellen eines folienartiges Materials für Rauchzwecke zu schaffen.

Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein industrielles Verfahren zum Herstellen von folienartigen Materialien für Rauchzwecke zu schaffen, das nicht durch die Bodenbedingungen oder klimatischen Bedingungen beeinflußt wird.

Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines folienartigen Materials für Rauchzwecke zu schaffen, das wenig oder kein Nikotin enthält und ausgezeichnete physikalische und organoleptische Eigenschaften besitzt.

Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung folienartigen Materials für Rauchzweckc, gekennzeichnet durch an sich bekanntes Kultivieren eines Pflanzenkörperteils der Sorte Nicotiana auf einem festen Nährmedium für Pfianzengewebe-Kultur, Überimpfen der so erhaltenen amorphen Zellklumpen in das Ausgangsnährmedium in flüssiger Form, weiteres an sich bekanntes Kultivieren desselben unter aeroben Bedingungen, Filtrieren der Kullurbrühe, die die Tabakzellen oder dieselben im Gemisch mit faserförmigen Materialien und/oder anorganischen Materialien enthält, durch eine Gaze mit Maschen von 0.3 bis 0.125 mm oder Filtertuch unter Ausbilden eines folienartigen Kuchens mit einer Dicke einsprechend dem Trockengewicht über 50 g/m², wobei das faserförmige Material und das anorganische Material die Raucheigenschaften des Endproduktes !iicraus nicht beeinträchtigt, Trocknen des folienartigen Kuchens als solchen oder in einen'i Zustand, in dem Tabakblätlersubstanzcn und/oder

Zusatzmittel vorher auf demselben aufgebracht worden sind.

Die weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüche«i.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g- 1 eine graphische Darstellung und die Zunahme der gebildeten Tabakzeller. und Abgabe des verbleibenden Zuckers in der Kulturbrühe in Abhängigkeit von der Zeit, wenn Zellen von Nicatiana tabacum var. hellgelb unter aeroben Bedingungen der Gew> ',ekultur unterworfen werden, wobei als flüssige Medien solche herangezogen werden, die unterschiedliehen Gehalt an KH₈PO₄ besitzen,

F i g. 2 ein schematisches Fließbild und das Verfahren zum Herstellen des folienartigen Materials für Rauchzwecke ausgehend von den in der Kulturbrühe vermehrten Tabakzellen. ϊο

Es werden die folgenden Pflanzen der Sorte Nicotiana für die Gewebekultur herangezogen: N. tabacum var. hellgelb, N. t. var. xanthi ova, N. t. var. burley21, N. t. var. enshu, N. t. var. matsukawa, N. t. var. nanbu, N. t. var. shirodaruma, N. t. var. suifu, N. t. xanthi yaka, N. celutina, N. ruslica u. dgl. und die AVildsorten, wie N. glutinosa, N. acuminata, N. affinis, N. amplexcaulis, N. arentsii, N. begelovii, N. clevelandii, N. codifcüa, N. debneyi, N. excelsior, N. fragrans, N. glauca, N. gossei, N. ingulbar, N. knightiana, N. langsdorfii, N. miesii, N. repanda, N. mutliv:ilis, N. occidentalis var, obliqua, N. rosulata, N. occidentalis var. occi, N. pauciflora, N. quadrivalis, N. raimondii, N. simians, N. solanifolia. N. stenocarpa, N. sylvestries u. dgl.

Diese Pflanzen der Sorte Nicotiana besitzen günstige (ilnsiologische Eigenschaften für die Gewebekultur im Vergleich zu anderen Arten der Sorte Nicotiana, und es sind bisher zahlreiche Untersuchungen bezüglich der Gewebekultur unter Anwendung der Pflanzen der Sorte Nicotiana bekanntgeworden. In der Literatur sind weiterhin verschiedene weitere geeignete Nährmedien für die Gewebekultur bekanntgeworden, wie z. B. das sogenannte ⁿ. R. White: »A Handbook of Plant Tissue Culture«, The Ronald Press Co., New York (1943), Hellers medium (These. Paris, et. Ann. Aci. Nat. Bot. Biol. Verg., 14: 1-225 [1953]), Murashige and S k oogs medium (»Physiologia Plantarium«, Vol. 15, 1962, S. 473 bis 497), L i η s m a i e r and S k ο ο g s medium (a. a. 0., Vol. 18, 1965, S. 100 bis 127).

Diese bekannten Medien bestehen in der Hauptsache aus anorganischen Substanzen, Saccharides Luxinen (wachstumsfördernde Substanzen). Cytokininen, Vitaminen und Aminosäuren. In diesen Medien werden insbesondere die folgenden Substanzen angewandt: anorganische Salze, wie Caliumchlorid. Calciumchlorid, Kaliumnitrat, Calciumnitrat, natriumnitrat, Ammoniumnitrat, Natriumsulfat, Manesiumsulfat, Kaliumphosphat, Natriumphosphat, isen(Ill)-chlorid, Eisen(IIl)-sulfai, Na₂-Äthylenditmintelraessigsäure, Mangansulfat. Zinksulfat. Borläure, Kaliumjodid, Kupfersulfat, Natriummolybdat. Aluminiumchlorid und Kobaltchlorid, Saccharide, ♦ ie Saccharose, Glucose, Fructose und Mannose, fj Axine, wie 2,4-Dichlorphenoxiessigsäure und Indol-3-essigsäure, Cytokinine, wie Kinetin. Vitamine, wie Thiaminhydrochlorid, Pyridoxinhydrochlorid. Niko-

tinsäure, Myoinositol und Biotin und Aminosäuren, wie Glyzin.

Die Zusammensetzungen der üblichen Medien für Gewebekultur wurden geprüft, und es werden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Cl) die Ausbeute an Tabakzellen in den Gewebekulturen unter Anwenden bekannter Medien war am höchsten, wenn das Linsmaier- und -Skoog-Medium angewandt wurde;

(2) das Anwenden von Phosphatmengen in der Größenordnung von zwei- bis dreimal soviel als im Linsmaier- und -Skoog-Medium führt zu günstigen Wirkungen auf die Ausbeute an Tabakzellen.

Das Medium enthält die größte Menge an Phosphat unter den bekannten Medien, d. h. 340 bis 510 mg/I, wie in der F i g. 1 gezeigt, wo die voll ausgezogen gezeichnete Linie, bezeichnet mit PiX'3, die Kurve des Trockengewichtes der Tabakzellen wiedergibt, die ausgebildet werden, wenn eine dreifache Phosphatmenge als diejenige des angewandten Mediums angewandt werden, und die voll ausgezogen gezeichnete Linie, bezeichnet mit PiXl, ist eine ähnliche Kurve, wenn eine gleiche Phosphatmenge zu derjenigen des angewandlen Mediums angewandt wird, wohingegen die gestrichelten Linien mit den gleichen Bezeichnungen die Kurven verbleibenden Zuckers in der Kulturbrühe entsprechend den voll ausgezogen gezeichneten Linien darstellen.

(3) Bei dem Linsmaier- und Skoog-Medium kann Myoinositol durch Thiaminhydrochlorid ersetzt werden.

An Hand der obigen Ausführungen wird ein Beispiel eines geeigneten Mediums für die Gewebekultur, wie es Anwendung findet, im folgenden wiedergegeben:

Tabelle '■

NH₄NO₃ 1,650 mg'!

KNO₃ 1,900 mg!

CaCl₂ · 2H₂O 440 mg/1

MgSO₄ -7 H₂O 370 mg·'!

KH₂PO₄ 340 mg.'l

Na₂-EDTA 37,3 mg/1

FeSO₃ ■ 7H₂O 27,8 mg/1

H₃BO₄ 6,2 mg/1

MnSO₄-4H₂O 22,3 mg/1

ZnSO₄ · 4 H,O 8,6 mg 1

Kl ". 0.83 mg, I

Na₂MoO₄ · 2 H₂O 0,25 mg/1

CuSO₁ · 5 H₂O 0,025 mg/1

CoCl₂ ■ 6 H₂O 0.025 mg/1

Sukrose 40,000 mg/1

2.4-Dichlorphenoxy-Essigsäure .. 0,2 mg/1

Thiaminhydrochlorid 1,0 mg/1

Kinetin 0,2 mg'l

pH (nach Sterilisation) 5.0 bis 6,2

Bezüglich der Arbeitsweise der Gewebekultur von Pflanzenteiien der Sorte Nicotiana werden z. B. Blätterteile, Stiele, Wurzeln, Blüten, Samen oder andere Bestandteile oder Gewebe der Pflanze gewaschen, oberflächensterilisiert auf ein geeignetes steriles Agarmedium für Gewebekultur aufgebracht, das die in der Tabelle I beschriebene Zusammen-

a^eis, und ,η einen, Erten^er-K*»

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jedoch ohme Agar ist, undwirdI dann !bisjj \ ■ f _{unler Anwcnden} dieses halbkominuicr-

ausgebildeten Kulturbruhe, die die Die bei der Schüttelkultur erhaltene Zellsuspens.on

Stah!

^^ ^ ^ _{folienartjges Material für} Rauchzwecke überführi. Es hat bisher verschiedene Kc.,,ellun_P

: 30 X^^^^J^T

!! leichten fchlämmverfahren.Pap.erverfahrenundMikroflockc., Impfmaterial verfahren. Jedes dieser herkömmlichen Verfahren nc-SeT Gesamt- steht jedoch aus verschiedenen verwickelten Arbcts-

"Äe nun Runden, daß ein für

is 200 Liter

p.v. ._...~. , :, und die Kulturzeit

beläuft sich auf 1 Woche.

Die in dieser Weise kultivierten und in großer Menge durch ein Belüften der Kultur unter Rühren vermehrten Tabak/cllen können von der Kulturbruhe mittels Abfiltrieren oder Zentrifugieren abgetrennt werden. Die Zellmembranen derselben dürfen dabei nicht zerstört werden. Die abgetrennte Tabakzellennthält 90 bis 95 Gewichtsprozent Feuchdie Ausbeute an Trockengewicht dieser beläuft sich auf 50 bis 65 ⁰Z₀ des in der rvUHuiuiu.ic vuumuv.,_u.. Zuckers und beträgt 15 bis 20 g pro Liter des Mediums bei ansatzweisem Kultivieren. Die einzelne Zelle stellt hierbei ein Ellipsoid dar, das einen größeren Durchmesser von etwa 50 bis 200 μ und einen kürzeren Durchmesser von etwa 30 bis 50 μ besitzt.

An Hand der obigen Erläuterungen ergibt sich it, daß wenigstens 4 bis 5 Wochen einer Kultur 2 bis 3 Wochen der flüssigen iiui uüu etwa 1 Woche unter Belüften in riussigi^n und Rühren erforderlich ist. so daß sich insgesamt eine Zeitspanne von 7 bis 9 Wochen ergibt &o zwecks Erhalten von Tabakzellen, die für Rauchzwecke geeignet sind. Weiterhin wird diese Gesamtkulturzcit noch wesentlich dann verlängert, wenn in der oben beschriebenen Weise sowohl das Kultivieren auf festem Medium als auch flüssigem Medium wiederholt wird. Wenn die Kulturbrühe jedoch, bei der die Tabakzcllen in homogener Suspension vermehrt werden, einmal in der Belüftungskultur unter Rühren Rohmaterial angewandt werden. Frische Tabakzelkbesitzen statische;Merkmate bezüglich der V.skos.ia . und so kann ein fur Rauchzwecke geeignetes fol.cartiges Material durch Filtrieren von Kururbr,-erhalten werden, die derartige Tabakzdlcn od.eselben im Gemisch mit faserforrmgen Material,,:, und oder anorganischen Substanzen unter Ausbilde, eines Filterkuchens enthält, wobei im Anschluß hieran dieser Filterkuchen getrocknet wird. Dieses Verfahrer wird ohne Anwenden irgendwelcher Bindemitte. unc W asserzusatze ausgeführt. Nach dem Stand dei Technik waren Zusätze unumgänglich gewesen vr; Zusammenhang mit dem Herstellen von folienart.ger Material Uir Rauchzwecke.

Erfindungsgemaß wird eine Kulturbruhe, die Tabak, zellen oder dieselben im Gemisch mit faserförmigcn Material und/oder anorganischen Materialien enthalt die nicht die Raucheigenschaften des Endprodukte beeinflussen, durch eine Gaze mit einer Maschen größe von 0 3 bis 0.125 mm oder Filtriertuch fiUner unter Ausbilden eines Filterkuchen mit oner Dick die e.nem Trockengewicht von mehr als 50 g/m* ent spricht. In dem Fall wo das Trockengewicht pr Quadratmeter aes Kuchens unter 50 g liegt, wird di Dicke ** derartige, Filterkuchens nicht einheithc und es ergeben sich Schwierigkeiten bei den sich at schließenden Arbotsschnttcn. Es ist zweckmaß.f daß der Feuchtigkeitsgehalt des Kuchens unte 9> Gewichtsprozent unter Anwcnden c.ncs Sauj

7 ^W 8

,j. filters gebracht wird. Eine derartige unter Saugen aus- dürfte davon auszugehen sein, daß die in den Mem-

_ie geführte Filtration wird innerhalb einer extrem kurzen branen der Tabakzellen vorhandene Pektinsubstanz

,_r Zeitspanne ausgeführt, und es ergibt sich eine Rück- im sogenannten physiologisch aktiven Zustand vor-

,_n gewinnung der Tabakzellen aus der Kulturbrühe in liegt und als ein ausgezeichnetes Bindemittel wirkt und

,1 der Größenordnung von 95 bis 98%. 5 weiterhin die Pektinsubstanz sich mit zweiwertigen

_1S Als das mit der Kulturbrühe zu vermischende faser- Kationen, wie Calcium, Magnesium u. dgl., die eben-

_t. förmige Material können Pflanzenfasern, wie Zellstoff, falls in dem Kuchen vorliegen, verbindet unter Aus-

!_ Hanf, Bagasse, Zuckerrübenfasern, Tabakruppcn, und bilden eines wasserunlöslichen Zustandes nach Trock-

_n anorganische Fasern, wie Glasfasern, sowie Kohlen- nen des Kuchens.

_t. stoffasern angewandt werden. Als entsprechende an- io Die Tabellen 11 und III zeigen Vergleiche der _T organische Materialien finden auch Kieselerde, Ton- physikalischen und organoleptischen Eigenschaften _e erde, Asbest, Kieselgur, Talk, Calciumcarbonat und des folienarligen Materials, das unter Anwenden _a Zeolit Anwendung. Diese faserförmigen und anorga- lediglich von Tabakzellen in der erfindungsgemäßen _c nischen Materialien sind nicht nur als Filtermedium Weise hergestellt wird, und zwar mit denjenigen bei der genannten Filtration, sondern auch als Ver- 15 folienartigen Materialien, die unter Anwenden keiner _n besserungsmittel für die physikalischen Eigenschaften Tabakzellen vermittels eines herkömmlichen Auspreßwirksam, und dies gilt insbesondere bezüglich der Verfahrens gewonnen werden.

_t mechanischen Festigkeit und des Füllwertes des daraus Jedes Prüfstück bezüglich der festgestellten physika-

hergestellten folienartigen Materials. Die Mengen der lischen Eigenschaften des folienartigen Materials

t mit der Kulturbrühe zu vermischenden faserförmigen ao nach der Tabelle Il wird in der folgenden Weise ge-

und anorganischen Materialien liegen unter 30%, messen:

[ bezogen auf das Trockengewicht der dann enthaltenen Die Dicke in mm wird vermittels Mikrometer unter

Tabakzellen. einem Druck von etwa 550 g/cm^s gemessen.

Es können auch Tabakpulver, Tabakstaub, Tabak- Die mechanische Festigkeit in g'mm² wird an rippen und/oder die entsprechenden Zusatzmittel, wie as Hand der folgenden Gleichung berechnet, wobei darin aromatisierende Mittel, den Brennvorgang fördernde die angegebene Dicke in mm, die weiter unten anMittel, Süßungsmittel, hygroskopische Mittel, auf den gegebene Breite in mm und die Zugbelastung in g des genannten Filtrationskuchen dadurch aufgebracht Prüfstückes eingeht. Die Zugbelastung wird dergestalt werden, daß dieselben auf den Kuchen verteilt auf- gemessen, daß ein Prüfstück mit einer Breite von gebracht und sodann zwischen Rollen gedrü-kt wird, 30 15 mm und einer Länge von 60 bis 70 mm unter An- und ;war in der gleichen Weise, wie dies bei der. her- wenden eines Zugprüfmcssers mit konstanter Gekömrnlichcn Verfahren zum Herstellen von folien- schwindigkeit gemessen wird bis das Prüfstück zerartigen Materialien für Rauchzwecke erfolgt. Die stört ist.
Aromatisierungsmittel, Süßmiltel und hygroskopi- M h h

sehen Mittel können jedoch wahlweise späterhin in 35 ' _Fcnigkej_{t =} Zugbelastung(g)
das trockene folienartige Material eingearbeitet wer- ^{J g} Breite(15mm)-Dickeimm)' den. Bezüglich der genannten aromatischen Hilfsmittel können essentielle öle, wie Cacarilla-Öl, Die Dehnung in % wird ausgedrückt in dem Pro Bergamot-Öl, Irisöl, Extrakte aus Benzotinktur, Tabak- zentsatz der Dehnung, der bei dem gleichen Vorgang Bergamot-Öl, Irisöl, Extrakte aus Benzotinktur, Ta- 40 des Messens der Zugbelastung festgestellt wird, unc bakextrakt, Fruchtexlrakt und Parfümstoffe, wie zwar bezogen auf die Länge des nicht unter Belastuni Kumarin, Vanillin, Menthol zur Anwendung kommen. stehenden Prüfstückes.

Als Brennmittel finden Aktivkohle, Natriumfumarat, Die scheinbare Dichte (g/cm^a) wird an Hand de:

Kaliumfumarat u. dgl. Anwendung, während Saccha- Trockengewichtes g/cm² und der Dicke eines Prüf

rose, Glyzerin, Propylenglykol, Sorbitol u. dgl. als 45 Stückes berechnet.

Süßungs- oder hygroskopische Mittel angewandt Der Füllwert (g/Zigarette) wird an Hand der Be

werden. Die Mengen an Tabakblattstoffen, die mit lastung berechnet, die dergestalt gemessen wird, dal

dem Kuchen verklebt werden, liegen unter denjenigen das Prüfstück, das in einer Breite von 0,8 mm zer

des Trockengewichtes der in dem Kuchen enthaltenen schnitten worden ist, in einen Zylinder mit einer Quer

Tabakzellen. Die Mengen der anzuwendenden Zusatz- 5° schnittsfläche von 40 cm² gebracht und mit einer Ge

mittel sind recht gering, und somit hat der Zusatz schwindigkeit von 0,6 mm/Sekunde zusammenge

derselben nur eine geringe Einwirkung auf die Feuch- drückt wird.

tigkeitsgehalte des Kuchens. Die Wasserfestigkeit (Stunden) wird ermittelt ai

Der so erhaltene folienartige Kuchen wird bei einer Hand der Zeitspanne, die erforderlich ist bis zun

Temperatur unter 80 C oder bei einer Temperatur 55 Zerfallen des Prüfstückes, wobei die Messung derge

von 100 bis 170 C nach einem Vortrocknen bei einer stalt erfolgt, daß ein Prüfstück in Wasser bei eine

Temperatur von 80°C getrocknet. Der Feuchtigkeits- Temperatur von 25°C eingeweicht und in einer Schal

gehalt der trockenen Folie wird sodann auf 10 bis gehalten wird, die periodisch gekippt wird.

14% (bei einer Temperatur von 20"C und einer Die organoleptischen Eigenschaften nach Tabellen

Luftfeuchtigkeit von 60%) in üblicher Weise ein- 60 wurden von einer Anzahl Personen gemessen, di

gestellt. Bei diesem Trocknen erfolgt kein Zerstören jeweils paarweise eine Prüfung vornehmen. Ins

der Membranen der Tabakzellen in dem Kuchen. Das gesamt nehmen zehn Fachleute teil, die den Geruch

folienartige Material besitzt daher hervorragende Geschmack, Milde und physiologische Leichte de

mechanische Festigkeit, Wasserfestigkeit und Füll- Zigaretten bestimmen, die einerseits mit dem erfin

vermögen. ⁶5 dungsgemäß hergestellten folienartigen Material um

Bezüglich der Ursachen für derartige Verbesserun- andererseits mittels eines folienartigen Material

gen der physikalischen Eigenschaften der nach dem gemäß dem herkömmlichen Auspreßverfahren hei

erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte gestellt worden sind.

Tabelle

10

Wesentliches Rohprodukt lirfindiingsgcinüßes Verfahren
Tabakzellen

Herkömmliches Verfahren Tabakpulver

Zusatzmittel:

Carboximethyicellulose

Glyoxal

Physikalische Eigenschaften:

Dicke (mm)

Mechanische Festigkeit (g/mm²)

Dehnung (%)

Scheinbare Dichte (g/cm³)

Füllwert (g/Zigarette)

Wasserbeständigkeitseigenschaft (Stunden) 0,20
3C0
5,4
0,28
0,9
über 50

5% 3 ⁰O

0.13 154 1,0 0,50 1,2 0,5

Tabelle III

	Wesentliches Rohprodukt	Geschmack	Aroma	Milde	Physio logische Uk'ite
Erfindungsgemäßes Verfahren	Tabakzellen Tabakpulver	4 6	4 6	10 0	10 0
Herkömmliches Verfahren

Die Zahlenwerte nach Tabelle II zeigen, daß das erfindungsgemäß hergestellte folienarlige Material außergewöhnlich gute Eigenschaften bezüglich der mechanischen Festigkeit, Dehnung, Wasserfestigkeit und des Füllwertes besitzt, und dies, obwohl keine Carboximethylce'iiülose als Bindemittel und Glyoxal als Mitte' zum Vermitteln von Wasserfestigkeit zugesetrt worden ist. Die Zahlenwerte nach der Tabelle H' zeigen weiterhin, daß die aus dein erfindungsgemäß hergestellten folienartigen Material hergestellten Zigaretten überlegene Milde und physiologische Leichtigkeit besitzen und trotzdem gegenüber den nach herkömmlichen Verfahren gewonnenen Zigaretten praktisch gleichwertig bezüglich des Duftes und des Geschmackes sind.

F i g. 2 ist ein schemalisches Fließbild, das die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte zum Herstellen des erfindungsgemäßen folienartigen Materials zeigt, wobei ein Teil der Kulturbrühe aus der Gärvorrichtung 1 entnommen und mit einer wäßrigen Suspension faserförmiger Materialien und/oder anorganischer Materialien 2 in dem Mischtank 4 vermischt wird. Nach geringfügigem Rühren und Hindurchführen durch den Vorratsbehälter 5 wird das sich ergebende Gemisch auf eine sich kontinuierlich bewegende, endlose Gaze 6 mit vorbestimmter Geschwindigkeit aufgegeben unter Ausbilden eines folienartigen Kuchens geeigneter Dicke auf dieser Gaze. Dieser Kuchen wird sodann weiter mit der Gaze 6 transportiert. Nachdem Tabakpulver und/oder zusätzliche Mittel 7 aufgebracht worden sind, wird dieser Kuchen mittels der Rollen 8 zusammengedrückt und durch eine Rakel, nicht gezeigt, abgezogen zwecks Überführen auf ein sich bewegendes endloses Filzband 9, das durch die Vortrocknungskammer 10 und die Haupttrocknungskammer 11 hindurchtritt. Der in dieser Weise getrocknete Kuchen wird mittels einer Rakel, nicht gezeigt, abgezogen, und stellt das für Rauchzwecke geeignete folienartige Material dar, während das endlose Filzband 9, das nun von diesem Material getrennt ist, in dem Trommeltrockner 12 eine Trocknung erfährt. Das in dem Sauggefäß 13 unter der endlosen Gaze 6 gesammelte Hltrat wird weiterhin von einer geringen Menge an Feststoffen unter Anwenden der Zentrifuge 14 getrennt und vorübergehend in dem Tank 15 gelagert. Dasselbe wird sodann der Fermentiervorrichtung 1 zugeführt, nachdem frische Bestandteile 16 aus dem Tank 17 über die Stcrilisierungsvorrichtung 18 zugeführt weiden. Die aus der Flüssigkeit mittels Zentrifuge 14 abgetrennten Feststoffe werden dem Mischtank 4 erneut zugeführt, während ein Teil des gelagerten Filtrats in dem Tank 15 vorzugsweise in die Suspension 3 zurückgeführt wird. Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Es wird- Samen von N. tabacum var. hellgelb mit entionisiertem Wasser gewaschen, einige Sekunden in 95% Äthanol eingeweicht, sodann weiterhin etwa 10 Minuten in 10% Natriumhypochloriilösung und sodann mit sterilem Wasser gewaschen. Dieser Samen wird auf ein sterilisiertes festes Kulturmedium aufgebracht, das durch Zusatz von 1 % Agar zu der in der Tabelle I aufgezeigten Zusammensetzung hergestellt worden ist, und sodann in einen mit Watte verschlossenen Erlenmeyer-Kolben eingebracht und be einer Temperatur von 26 bis 30°C etwa 4 Wochen ge halten. Wein ein Keimanteil dieses Samens mit den festen Medium in Berührung gebracht wird, bilde sich an diesem Berührungspunkt Kallus. Dieser Kallu; wird abgeschnitten, auf ein frisches Medium de gleichen Zusammensetzung überführt und kultiviert Nachdem diese Kallus-Kultivierung dreimal wieder holt worden ist, werden etwa 3 g Kallus, bezogen au da» Frischgewicht, ausgebildet in der letzten Kultur stufe, in 100 ml flüssiges Medium der gleichen Zu sammensetzung, jedoch ohne Agar, das in einer 500-ml-Sakaguchi-Kolben vorliegt, eingeimpft un auf einem Schüttler bei einer Temperatur von 28 bi 30°C kultiviert. Nach etwa 2 Wochen pflanzen sie Tabakzellen in Suspension in der Flüssigkeit for Es werden etwa 10 ml dieser Kulturbrühe in 100 η frisches flüssiges Medium der gleichen Zusammei

11 " 12

setzung überführt und erneut schüttelkultiviert. Nach- Der Kuchen wird unter Anwenden eines Heißluft-

dem dieses Kultivieren fünfmal wiederholt worden Stroms mit einer Temperatur von 70^uC auf einen

ist, wird eine Kulturbrühe in der die Tabnkzellen Feuchtigkeitsgehalt von unter 10% getrocknet. Es

feiner und einheitlicher dispcrgierl sind, in etwa werden 2 g Zucker und eine kleine Menge Benzoe-

■ 1 Woche erhalten. S tinktur über den getrockneten Kuchen gesprüht und

Sodann werden etwa 100 ml dieser Kulturbrühe in gleichzeitig der Feuchtigkeitsgehalt des Kuchens auf

1 Liier flüssiges Medium der gleichen Zusammen- 12 % eingestellt.

setzung in einem 3-Liter-Kolben eingeimpft und Die erhaltene Folie weist eine mechanische Festigkeit 1 Woche schüttelkullivieri. Die in dem 3-Liter-Kolben von 450 g/mm², Wasserfestigkeit von 50 Stunden und erhaltene Kulturbrühe wird in 11 Liter flüssiges Me- io mehr, einen Füllwert von 0,70 g/Zigarette auf, und dium eingeimpft in einer 15-1 iter-Gärvorrichtung ge- die durcii Anwenden dieser Folie hergestellten Zigahalten und bei einer Temperatur von 30^c C unter einer retten siud in ihrer Milde und physiologischen Leichielüftungsgeschwindigkeit von 7,5 Liter/Min, und tigkeit üblichen Zigaretten überlegen.
Rühren mit einer Geschwindigkeit von 50 Umdr.«'Min. . .
kultiviert. Nach 5 bis 6 Tagen werden etwa 5 Liter, 15 B e 1 s ρ ι e 1 3
d. h. etwa die Hälfte der Kulturbrühe in der Gärvor- Fs werden Tabakzellen in der im Beispiel 1 berichtung, in der sich die Tabakzellen in Suspension schriebenen Weise mit der Ausnahme kultiviert, daß fortgespflanzt haben, abgenommen. Etwa 5,5 Liter ein Wurzelteil von N. glutinosa an Stelle eines Samens frisches Medium, das getrennt hergestellt und steri- N. t. var. hellgelb angewandt wird. Es werden 10 Liter lisiert worden ist, werden der Gärvorrichtung züge- 20 Kulturbrühe, enthaltend 142 g Tabakzellen Trockenführt, und es wird unter Rühren eine Belüftungskultur gewicht, hergestellt und mit 30 g Tabäkblätterrippen unter den gleichen Bedingungen wie oben beschrieben vermischt, die raffiniert und in einer 25fachen Menge mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Belüftungs- Wasser dispergiert worden sind. Die gemischte Flüssiggeschwindigkeit auf 11,5 Liter/Min, erhöht wird. keit wird filtriert und in ein folienartiges Material in Mach 2 Tagen werden 5 Liter Kulturbrühe abgezogen as der gleichen Weise wie im Beispiel 1 verarbeitet mit und der Gärvorrichtung erneut frisches Medium zu- der Ausnahme, daß 4 g Glyzerin und eine geringe gesetzt. Somit werden jeden zweiten Tag 13 bis 15 g Menge Bergamotöl als Zusatzmittel angewandt werden. Tabakzellen (Trockensubstanz) pro Liter Kulturbrühe Die so erhaltene Folie weist eine mechanische erhalten. Festigkeit von 400 g/mm², Wasserfestigkeit von 50

Es werden 10 Liter Kulturbrühe, die 142 g Tabak- 30 Stunden und mehr, Füllwert von 0,70 g/Zigarette auf,

zellen (Trockensubstanz) enthalten, filtriert durch und die hieraus hergestellten Zigaretten sind üblichen

Saugen durch eine Gaze mit einer Maschenweite von Zigaretten überlegen hinsichtlich der Milde und

0,149 mm, um so einen folienartigen Kuchen auf physiologischen Leichtigkeit, wobei sie ausgezeich-

<äer Gaze auszubilden, dessen Trockengewicht m² netes Aroma und Geschmack aufweisen.
sich auf 80 g beläuft. Es werden 3 g Sorbitol und eine 35

geringe Menge Cascarilla-Öl auf den Kuchen auf- Beispiel 4

gesprüht. Der Kuchen wird leicht zwischen Rollen Es werden Tabakzellen in der gleichen Weise wie

gepreßt. Der gepreßte Kuchen wird unter Anwenden im Beispiel 1 beschrieben mit der Ausnahme kultiviert,

eines Heißluftstromes mit einer Temperatur von 60°C daß ein Slielteil von N. debneyi an Stelle eines Samens

auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 60 Gewichts- 40 von N. t. var. hellgelb angewandt wird. Es werdet¹

Prozent vorgetrocknet und sodann unter Anwenden 10 Liter der hergestellten Kulturbrühe, die 137 g

eines Heißluftstromes mit einer Temperatur von 100⁰C Tabakzellen Trockengewicht enthält, mit 15 g CaI-

auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 10% getrocknet. ciumcarbonat und 10 g Holzbrei vermischt, der ir

Im Anschluß hieran wird der Feuchtigkeitsgehalt der 50facher Menge Wasser dispergiert worden ist. Dit

getrockneten Folie auf 12% eingestellt (bei einer 45 erhaltene Flüssigkeit wird filtriert und in ein folien-

Temperatur von 20"C und einer Luftfeuchtigkeit von artiges Material in der gleichen Weise wie im Bei

60%). spiel 1 überführt mit der Ausnahme, daß 3 g Propylen-

Das so erhaltene folienartige Material weist eine glykol und eine geringe Menge Irisöl als Zusatzmitte

mechanische Festigkeit von 300 g/mm², scheinbare angewandt werden.

Dichte von 0,28 g/cm³, Füllwert von 0.89 g/Zigarette, 50 Die erhaltene Folie weist eine mechanische Festig

Wasserfestigkeit von 50 Stunden und mehr auf. und keit von 470 g/mm², scheinbare Dichte von 0,30 g/cm³

die unter Anwenden dieser Folie hergestellten Ziga- Füllwert von 0,65 g/Zigarette, Wasserfestigkeit vor

retten weisen überlegene Eigenschaften bezüglich 50 Stunden und darüber auf, und die daraus herge

deren Milde und der physiologischen Leichtigkeit ge- stellten Zigaretten sind üblichen Zigaretten überleger

genüber üblichen Zigaretten auf. 55 bezüglich ihrer Milde und physiologischen Leichtig

. , „ keit.
B e ι s ρ ι e 1 2

Es werden Tabakzellen in der gleichen Weise wie

im Beispiel 1 beschrieben kultiviert mit der Ausnahme, Es werden Tabakzellen in der gleichen Weise wii

daß an Stelle des Samens N. t. var. hellgelb ein Blatteil 60 im Beispiel 1 beschrieben kultiviert mit der Aus

von N. tabacum var. xanthi angewandt wird. Es nähme, daß Keimstücke von tabacum var. nambi

werden 15 g Holzbrei in einer lOOfachen Menge Wasser an Stelle eines Samens von N. t. var. hellgelb an

dispergiert und zu 10 Litern Kulturbrühe zugesetzt gewandt werden. Es werden 10 Liter der Kulturbrühi

(die 145 g Tabakzellen als Trockensubstanz enthält), (die 141 g Tabakzellen Trockengewicht enthält) mi

und die sich ergebende gemischte Flüssigkeit wird 65 12 g Glasfasern vermischt, und die erhaltene Disper

durch Absaugen durch ein Filtertuch filtriert, um so sion wird filtriert und in ein folienartiges Materia

einen folienartigen Kuchen mii einer Dicke entspre- in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 überführ

chend dem Trockengewicht von 70 g/m² auszubilden. mit der Ausnahme, daß 3 g Sorbitol und eine genne:

Menge Tabakextrakt als Zusaizmittel angewandt werden.

Die erhaltene Folie weist eine mechanische Festigkeit von 420 g/mm², Wasserfestigkeit von 50 Stunden und mehr, Füllwert von 0,68 g/Zigarette auf, und die daraus hergestellten Zigaretten sind üblichen Zigaretten überlegen hinsichtlich ihrer Milde und physiologischen Leichtigkeit.

Beispiel 6

Es werden Tabakzellen in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 mit der Ausnahme kultiviert, daß ein Strunkteil von N. tabacum var. enshu an Stelle eines Samens von N. t. var. hellgelb angewandt wird und daß das aus der Kulturbrühe der Gärvorrichtung erhaltene Filtrat nach Ersatz der verbrauchten Bestandteile an Stelle des frischen Mediums sterilisiert der Gärvorrichtung zurückgeführt wird. 10 Liier der Kulturbrühe (die 144 g Tabakzellen Trockengewicht

enthalten) werden in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 filtriert und 120 g Tabakpulver, 3 g Propylenglykol und eine geringe Menge Irisöl werden durch Aufsprühen auf dem Kuchen aufgebracht und der Kuchen zwischen Rollen oder Walzen gepreßt. Der erhaltene Kuchen wird in der gleichen Weise wie nach Beispiel 2 getrocknet und sodann der Feuchtigkeitsgehalt desselben auf 13°/o,eingestellt.

Die erhaltene Folie weist eine mechanische Festigkeil von 210 g/mm-, Wasserfestigkeit von 50 Stunden und darüber, Füllwert von 0,95 g/Zigarette auf, und die daraus hergestellten Zigaretten sind üblichen Zigaretten überlegen bezüglich Milde und physiologischer Leichtigkeit, wobei sie ausgezeichnetes Aroma und Geschmack besitzen.

Die Verwertung der Erfindung kann durch gesetzliche Bestimmungen, insbesondere durch die Tabakverordnung oder durch das Tabaksteuergesetz, beschränkt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen folienartigen Materials für Rauchzwecke, gekennzeichnet durch an sich bekanntes Kultivieren eines Pflanzenkörperteils der Sorte Nicotiana auf einem festen Nährmedium für Pflanzengewebe-Kultur, Überimpfen der so erhaltenen amorphen Zellklumpen in das Ausgangsnährmedium in flüssiger Form, weiteres an sich bekanntes Kultivieren desselben unter aeroben Bedingungen, Filtrieren der Kulturbrühe, die die Tabakzellen oder dieselben im Gemisch mit faserförmigen Materialien und/oder anorganischen Materialien enthält, durch eine Gaze mit Maschen von 0,3 bis 0,125 mm oder Filtertuch unter Ausbilden eines folienartigen Kuchens mit einer Dicke entsprechend dem Trockengewicht über 50 g/m², wobei das faserförmige Material und das anorganische Material die Raucheigenschaften des Endproduktes hieraus nicht beeinträchtigt, Trocknen des folienartigen Kuchens als solchen oder in einem Zustand, in dem Tabakblättersubstanzen und/oder Zusatzmittel vorher auf demselben aufgebracht worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an gegebenenfalls zuzusetzenden faserförmigen Materialien und/oder anorganischen Materialien unter 30%, bezogen auf das Trockengewicht der darin enthaltenen Tabakzellen, liegt, während die Menge der gegebenenfalls zuzusetzenden Tabakblättersubstanzen unter dem Wert des Trockengewichts der in dem Kuchen enthaltenen Tabakzellen liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der folienartige Kuchen bei einer Temperatur unter 80⁰C oder bei einer Temperatur von 100 bis 170°C nach einem Vortrocknen bei 8O⁰C getrocknet wird.

4. Verfahren nf-h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Phosphat in dem Nährmedium in einer Menge des 2- bis 3fachen derjenigen des herkömmlichen Linsmaier- und Skoog-Mediums angewandt wird.