DE2246787C3

DE2246787C3 - Rauchmaterial aus aufbereitetem Tabak und Zellulose-Fasern

Info

Publication number: DE2246787C3
Application number: DE2246787A
Authority: DE
Inventors: Peter James Southampton Hampshire Nicholl
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1971-09-24
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1982-05-19
Also published as: DE2246787B2; AU4599172A; US3840024A; BR7206369D0; CA955488A; GB1341069A; DE2246787A1; ZA725740B; AU459441B2; FR2154037A5

Description

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Die Erfindung betrifft ein Rauchmaterial aus aufbereitetem Tabak und Zellulose-Fasern.

Aus der DE OS 19 37 988 ist es bekannt Zellulosematerial in Faserform als Substrat zur Aufnahme von aus Tabakblatt gewonnenen Aromasubstanzen zu verwenden.

Aus der Anlage 1 zur Tabak Verordnung vom 19.09.1959 ist es als zulässig bekannt, als Klebe-, Haft- und Verdickungsmittel für Zigarren sowie als Naht- und Mundstücksleim für Zigaretten Karboxymethylzellulose und ihre Natrium-, Kalium-, Kalzium- und Magnesium-Verbindungen einzusetzen.

Bereits bekannte Verfahren zum Gewinnen von Rauchmaterial durch Aufbereiten von Tabak-Blättern lassen sich in drei Hauptgruppen aufgliedern, die nachstehend zur Erläuterung des Hintergrundes der Erfindung einander gegenübergestellt werden:

(1) Herstellung einer Aufschlämmung aus Tabakpulver und einem Klebemittel, wie beispielsweise Methylzellulose oder Natrium-Karboxymethyl-Zellulose, Aufgießen des Breis auf ein endloses Stahlförderband und anschließendes Trocknen zur Herstellung eines als Zigarrendeckblatt, -umblatt oder Zigarettenfüilstoff geeigneten Blattes.

(2) Herstellung einer kolloidalen Aufschlämmung, die, wie oben beschrieben, zu einem Blatt ausgeformt und verwendet wird.

(3) Extrahieren von Tabak, Verarbeiten der faser- und zellförmigen Rückstände zu einer Pulpe, Aufgießen dieser breiförmigen Masse auf ein durchgehendes Sieb, beispielsweise das einer Fourdrinier-Papierherstellungsmaschine, und anschließendes Trocknen zur Herstellung eines Grundblattes, dem ein Konzentrat des Tabakextrakts zugesetzt wird.

In dem letztgenannten Verfahren, dem sog. »Papierverfahren zur Tabakaufbereitung«, wird die auf dem Papierherstellungssieb ausgeformte faserige Bahn in t.3 noch feuchtem Zustand über sog. »Filze« zur Trockenstation der Papierherstellungsmaschine befördert. Das Trocknen kann auf verschiedene Arten erfolgen; es wird

^b0 jedoch dazu im allgemeinen ein sog. »Yankee-Zylinder«, bei dem es sich um einen dampfbeheizten Trockenzylinder handelt, dem kleinere aufgeheizte Walzen nachgeschaliet sind, verwendet Der ordnungsgemäße Transport der Bahn von dem Sieb zu den Filzen hängt von der Naßfestigkeit der Bahn ab, die wiederum von dem Faseranteil des Breis und damit von dem Anteil an Stengeln (Mittelrippen) im Verhältnis zum Anteil an Blättern (Streifen vom Tabakblatt ohne Mittelrippen) in der breiförmigen Masse abhängig ist

Naturgewachsene Tabakblätter haben im allgemeinen einen Mittelrippenanteil von 25 bis 30 G jw.-% und einen Blattanteil von 75 bis 70 Gew.-%, so daß das natürliche Verhältnis von Stengeln zu Blättern ca. 1 :3 beträgt In der Praxis hat es sich gezeigt, daß für einen wirtschaftlichen Betrieb einer Papiermaschine zur Tabakaufbereitung das Verhältnis Stengel zu Blättern mindestens 1:1, vorzugsweise mindestens 2:1, betragen muß. Der höhere Anteil an Stengeln hat eine zweifache Wirkung: zum einen wird die Gefahr von Rissen und Brüchen in der Bahn während des Ausformens und Trocknens des Blattes verringert, und zum anderen wird eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit des Siebes ermöglicht, was in der Papierherstellungstechnik als Verbesserung der »Lauffähigkeit« der Pulpe bezeichnet wird. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, den Faseranteil in der breiigen Masse höher zu halten, als er im Naturtabakblatt vorhanden ist. Dies wird durch Zugabe entweder von zusätzlichen Stengelanteilen oder von beispielsweise aus Kiefernholz gewonnenen Zellulosefasern zu der breiigen Masse erreicht.

Es hat sich gezeigt, daß der Zusatz schon einer so geringen Menge wie 5 Gew.-% Zellulosefasern zu einem Brei von Tabakstengeln und -blättern sich spürbar auf die Lauffähigkeit auswirkt; und zwar wird mit 5% Zellulosefasern die gleiche Wirkung erzielt wie mit 10 bis 20% Stengelfasern. Der Zusatz von Zellulose hat jedoch unerwünschte Nebenwirkungen auf den Rauchartikel. Es wird nämlich eine erhöhte Rauchmenge abgegeben, wobei der Rauch beißend ist, was das Produkt für den qualitätsorientierten Raucher unzumutbar macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Alternative zu den bisher verwendeten Zellulosefasern in aufbereitetem Tabak anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß sogenannte »saugfähige Fasern« aus vernetzten und im wesentlichen wasserunlöslichen Derivaten von Karboxymethylzellulose zu 3 bis 50 Gew.-°/o im aufbereiteten Tabak enthalten sind.

Derartiges Rauchmaterial kann technisch unproblematisch dadurch gewonnen werden, daß aus Tabak ein aufbereiteter Tabak in gemahlener, breiiger oder ähnlicher Form gebildet wird, woraufhin dem in gemahlener, breiiiger oder ähnlicher Form vorliegenden aufbereiteten Tabak ein Anteil jener »saugfähigen Fasern« beigemischt wird, um aus diesem Gemisch dann ein trockenes Blatt auszuformen.

In der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen bezieht sich der Ausdruck »saugfähige Fasern« auf Fasern aus im wesentlichen wasserunlöslichen, vernetzten Derivaten von Karboxymethylzellulose. Derartige Fasern und deren Herstellung sind in der GB-PS 12 36 313 (Buckeye Cellulose Corporation) beschrieben. Sie werden durch Vernetzung von Fasern zur Erhöhung der Naßfestigkeit aus einem wasserlöslichen Karboxymethyl-Zellulosesalz eines Substitutionsgrades von 0,8

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bis 1,0 KarbGxymethyl-G nippen pro Anhydroglucose-Einheit hergestellt Das Produkt besteht aus im wesentlichen wasserunlöslichen Fasern, die die faserige Form des ursprünglichen Zelluloserohrstoffs beibehalten.

Die saugfähigen Fasern können 3 bis 50Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 25 Gew.-% des Rauchmaterialendprodukts ausmachen.

Die Verwendung dieser Fasern für in einem Papierherstellungsverfahren gewonnenen aufbereiteten Tabak ist mit folgenden Vorteilen verbunden:

(1) Wie im Falle des Zusatzes von Zellulosefasern wird durch den Zusatz von saugfähigen Fasern die Lauffähigkeit der Pulpe verbessert und eine Erweiterung des natürlichen Verhältnisses von Tabakstengeln und -blättern auf wirtschaftliche Weise erzielt

(2) Da die saugfähigen Fasern Karboxymethylzellulosederivate sind, entstehen keine nachteiligen Veränderungen in der Beschaffenheit des Rauchs von aufbereitetem Tabak. Die Menge des abgegebenen Rauchs ist ähnlich derjenigen, die bei Zusatz von Zellulosefasern erhalten wird.

(3) Die bisherigen Schwierigkeiten beim Imprägnieren des Grundblattes nach dem Trocknen mit einem ausreichend hoch konzentrierten Tabakextrakt werden vermieden. Es kann erforderlich sein, daß das schließlich erhaltene trockene Blatt 50 bis 60% lösliche Bestandteile enthält. Je nach der Art des verarbeiteten Tabaks kann es möglich sein, daß die Absorptionsfähigkeit bekannter Grundblätter dafür nicht ausreicht, es sei denn, es werden Extrakte in hoher Konzentration (30% oder darüber) verwendet. Bei Herstellung der Extrakte in derart hoher Konzentration können nicht umkehrbare chemische Reaktionen auftreten, die zum Niederschlagen von vorher löslichen Tabakbestandteilen führen. Dies kann die Eigenschaften des Rauchs des aus aufbereitetem Tabak bestehenden Produkts auf unerwünschte Weise beeinträchtigen und auch zu Schwierigkeiten in der Steuerung der Imprägnierung des Grundblattes führen. Diese Schwierigkeiten können durch Zusetzen von saugfähigen Fasern zu dem aufbereiteten Tabak beseitigt werden, wodurch der gleiche Anteil an löslichen Stoffen in dem Endblatt trotz Verwendung von stärker verdünnten Extrakten bei der Imprägnierung erzielt wird.

Die Vorteile der Verwendung von saugfähigen -,o Fasern anstelle von Zellulosefasern sind nicht nur auf die Aufbereitung von Tabak in einem Papierherstellungsverfahren beschränkt. So können in einer Ausführungsform des Brei-Verfahrens, bei dem bislang Zellulosefasern dem Brei zugesetzt wurden, saugfähige Fasern anstelle der Zellulosefasern zugesetzt werden, wodurch eine Verbesserung der Eigenschaften des Rauchs und der Gesamtrauchabgabe erzielt wird, während ähnliche mechanische Eigenschaften wie im Falle der Verwendung von Zellulosefasern erhalten werden.

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung von aufbereitetem Tabak mit saugfähigen Fasern rein beispielhaft beschrieben. Zum Vergleich wird außerdem die auf. ähnliche Weise erfolgende Herstellung von _b5 derartigem Tabak mit Zellulosefasern beschrieben:

Amerikanischer luftgetrockneter Stengeltabak (Blatt-Mittelrippen), der zu etwa 2,5 bis 5 cm Länge zerschlagen wurde, wurde einer dreimaligen Extraktionsbehandlung mit Wasser von 95 bis 100⁰C unterzogen. Das Gewichtsverhältnis von Stengeln zu Wasser betrug dabei 1:10. Der bei jeder Behandlung gewonnene Extrakt wurde für die darauffolgende Konzentration abgezogen. Die faserigen Rückstände wurden in wäßriger Aufschlämmung mit 16Gew.-°/o Rückstandanteil (16% Konsistenz) durch eine Scheibenmühle mit im Abstand von ca. 0,89 mm voneinander angeordneten Scheiben gepumpt und in einem sog. »Valley Beater«, in dem das Material unter Druck durch eine öffnung zwischen einer Walze und einer gegen diese angedrückten Flanke gepreßt wird, bei 2% Konsistenz zehn Minuten gestampft

Blätter (ohne Mittelrippen) von amerikanischem luftgetrockneten Tabak, die zu Stücken von ca. 6,5 bis 13 cm² Größe zerschlagen wurden, wurden extrahiert, gemahlen und gestampft wie oben im Zusammenhang mit den Tabakstengeln beschrieben. Der Extrakt wurde wiederum für die anschließende Konzentration abgezogen.

Gebleichter Holzbrei (97% oc-Zellulose) wurde zehn Minuten in einem Valley Beater bei 1% Konsistenz gestampft

Saugfähige Fasern, die als Trockenprodukt in Blattform im Handel sind, wurden ohne Durchstampfen in Wasser bei 1% Konsistenz aufgelöst. Die Fasern hatten ähnliche Ausmaße wie die üblicherweise bei der Papierherstellung verwendeten Zellulosefasern.

Die auf die oben beschriebene Weise erhaltenen Materialbestandteile wurden miteinander zur Bildung der folgenden Ausgangsmaterialien vermischt, wobei die Angaben in Gew.-% bezogen auf Trockensubstanz angegeben sind:

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Stengel	Blätter	Zellulose	Sa ugfähige
			Fasern
22,5	67,5	10
20	60	20
22,5	67,5		10
20	60		20

Diese Ausgangsmaterialien wurden jeweils bei 0,6 bis 0,7 Konsistenz verdünnt und einer herkömmlichen Fourdrinier-Papierherstellungsmaschine eingegeben, die daraus endlose Grundblätter herstellte, die, nachdem sie auf einem Yankee-Zylinder getrocknet wurden, eine Dicke von 0,15 bis 0,20 mm aufwiesen. Die Lauffähigkeit und mechanische Festigkeit der die saugfähigen Fasern enthaltenden Ausgangsmaterialien erwies sich als ebenso gut wie die der Zellulosefasern enthaltenen Materialien.

Die aus den Stengeln und Blättern gewonnenen Extrakte wurden in einem Verhältnis von 100 Teilen Stengelextrakt auf 300 Teile Blattextrakt gemischt und in einem Dünnschichtverdampfer auf 25% Feststoffanteil konzentriert. Dieser konzentrierte Extrakt wurde nach evtl. notwendiger Korrektur der Konzentration zur Imprägnierung der Grundblätter mittels Feuchtwalzen, bei denen der Spalt zwischen zwei Walzen mit Extrakt gefüllt ist, auf einen Endanteil von 50% (bezogen auf Trockengewicht) löslicher Extraktsubstanz in den jeweiligen Grundblättern verwendet.

Die so hergestellten Blätter aus aufbereitetem Tabak wurden zu Zigaretten einer Länge von 70 mm und eines Umfangs von 25 mm verarbeitet, die bis zu einer

Restlänge von 23 mm unter Verwendung einer herkömmlichen Rauchmaschine, die pro Minute einen Zug mit einem Volumen von 35 ml und einer Dauer von 2 Sekunden ausführt bzw. zur individuellen Beurteilung von einer Testgruppe von Zigarettenrauchern aufgeraucht wurden.

Bei der Rauchmaschine wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Zusammensetzung

Gewicht der
Zigarette
in mg

Gesamtabgabe an Feststoffteilchen in mg/Zigarette

10%e-Zellu!ose 860

20%a-Zelluiose 870

10% saugfähige Fasern 860
20% saugfähige Fasern 870

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Flüssigkeit abgezogen und die imprägnierten Blätter bei 100⁰C 16 Stunden getrocknet. Der Grad der Imprägnierung wurde dann mittels Soxhlet-Extraktion mit Wasser über 6 Stunden bestimmt, und anschließend wurden die extrahierten Rückstände bei 100° C 16 Stunden getrocknet

Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:

Zusammensetzung der Zigaretten Grad der Imprägnierung

10% α-Zellulose 52,5%

20% a-Zellulose 53,3%

10% saugfähige Fasern 63,0%

20 % saugfähige Fasern 60,0 %

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Die festgestellten Unterschiede in der in Cambridge-Filtern aufgefangenen Ausbeute an Feststoffteilchen sind ohne praktische Bedeutung.

Die Testraucher gaben dagegen einstimmig der mit saugfähigen Fasern hergestellten Zigarette den Vorzug. Insbesondere stellten sie bei den a-Zellulosefasern enthaltenden Zigaretten einen unangenehmen Reiz auf Nase und Augen fest

Es wurden ferner Stücke der Grundblätter durch Eintauchen in den auf 25% Festsubstanz konzentrierten Tabakextrakt imprägniert. Danach wurde die freie jo Daraus ergibt sich, daß unter Zugrundelegung einer vorbestimmten Tabakextrakt-Konzentration bei Verwendung von saugfähigen Fasern ein höherer Imprägnierungsgrad erzielt wird. Das gilt auch im Vergleich zu der Verwendung von einem keine Zellulosefasern enthaltenden Grundblatt, das, mit dem gleichen Tabakextrakt imprägniert, einen Imprägnierungsgrad von 53,1 % aufwies.

Feilhalten und Vertrieb von erfindungsgemäßem Rauchmaterial bzw. von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltem Rauchmaterial können in der BRD aufgrund gesetzlicher Vorschriften Beschränkungen unterliegen.

Claims

Patentansprüche:

1. Rauchmaterial aus aufbereitetem Tabak und Zellulose-Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß sogenannte »saugfähige Fasern« aus vernetzten und im wesentlichen wasserunlöslichen Derivaten von Karboxymethylzellulose zu 3 bis 50 Gewichtsprozent im aufbereiteten Tabak enthalten sind. ίο

2. Rauchmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an saugfähigen Fasern von 5 bis 25Gew.-% des Rauchmaterials beträgt

3. Rauchmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ι gekennzeichnet, daß der aufbereitete Tabak aus Tabak besteht, der extrahiert, gemahlen, geformt und getrocknet ist und dem konzentrierter Tabakextrakt zugesetzt ist

4. Rauchmaterial nach Anspruch 3, dadurch :o gekennzeichnet, daß der Tabak Tabakstengel und -blätter in einem Verhältnis von 25 bis 30 Gew.-% Stengel und 75 bis 70 Gew.-°/o Blätter enthält