DE2402658B2

DE2402658B2 - Verfahren zum blaehen von tabakgut

Info

Publication number: DE2402658B2
Application number: DE19742402658
Authority: DE
Inventors: Tibor S. Richmond Va. Laszlo (V.StA.)
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris USA Inc
Priority date: 1973-01-22
Filing date: 1974-01-21
Publication date: 1976-06-24
Also published as: NL169676C; SU533322A3; FR2214420A1; ES422139A1; CH566728A5; NL7400795A; AU472845B2; US3842846A; FR2214420B1; JPS5238117B2; BE810009A; DE2402658A1; GB1431124A; JPS49102900A; IT1008705B; AU6462374A; CA1002417A

Description

2S

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Blähen von Tabakgut, bei dem bereits wasserbefeuchtetes Tabakgut anschließend einem Mikrowellenfeld unterworfen und das Wasser in dem Tabakgut mit einer Gesci vindigkeit und bei einem Druck verdampft wird, bei der die Zellwände des Tabakgutes expandieren und dadurch ein Blähen bewirkt wird.

Tabak wird für seine Verwendung in Rauchererzeugnissen gebläht, weil er dadurch ein größeres Füllvermögen besitzt als normaler Tabak, der Zugwiderstand vermindert wird und weitere vorteilhafte Eigenschaften erzielt werden.

Es sind zahlreiche Methoden zum Blähen von Tabak bekannt. Diese Verfahren beruhen meistens darauf, daß der Tabak mit bestimmten flüchtigen Stoffen imprägniert wird und die flüchtigen Stoffe dann durch Wärmeeinwirkung unter Aufblähen des Tabaks entfernt werden.

Aus der US-PS 34 09 023 ist es bekannt, feuchtigkeitenthaltende Tabakrippen in einem Mikrowellenfeld zu Blähen. Dieses Blähverfahren ist jedoch nicht wirtschaftlich zum Blähen von Blattabak, , weil der Tabak dort einen längeren Zeitraum dem Mikrowellenfeld ausgesetzt werden muß und eine ausreichende Blähung, verglichen mit für Tabakblätter bekannten Blähverfahren, nicht erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Blähverfahren für Tabakgut unter Verwendung eines Mikrowellenfeldes zur Verfugung zu stellen, welches eine ausreichende Blähung von Tabakblättern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Behandlung durch das Mikrowellenfeld in einer Zone erfolgt, der zugleich gesättigter Wasserdampf bis (₎₀ zu einem Partialdruck des Wasserdampfes von wenigstens 40% zugeführt wird.

Vorzugsweise wird der Tabak dem Mikrowellenfeld 0,05 bis 5 Minuten ausgesetzt.

Die Gleichgewichtstemperatur in der Zone, in (,5 welcher das Mikrowcllenfeld einwirkt, liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 75 und 150⁰C. Aus dieser Zone wird der kondensierte Wasserdampf dann vorzugsweise

kontinuierlich entfernt.

Das Tabakgut, das erfindungsgemäß gebläht wird, enthält bereits Feuchtigkeit. Die ganzen Blätter oder geschnittener Tabak werden zunächst mit einer geeigneten wäßrigen Flüssigkeit, beispielsweise mit Wasser oder einer Salzlösung, getränkt, so daß ein Flüssigkeitsanteil von wenigstens 20% des Ausgangsgewichtes vorliegt. Das wasserfeuchte Tabakgut wird dann in einer Zone der Mikrowellenfeldbehandlung unterworfen, wobei diese Zone zugleich gesetzter Wasserdampf bis zu einem Partialdruck des Wasserdampfes von wenigstens 40% zugeführt wird. Das Volumen des Wasserdampfes entspricht dem Druck.

Die F i g. zeigt ein Schaubild der Vorrichtung und des Verfahrens, mittels derer Blattabak entsprechend dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung expandiert werden kann.

In der folgenden Beschreibung beziehen sich überall gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile in den Zeichnungen.

Der Tabak wird zuerst mit einer geeigneten wäßrigen Flüssigkeit behandelt, um ihn soweit zu befeuchten, daß er einen in »ofenflüchtigen Stoffen« ausgedrückten Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von etwa 20 bis 60% des Gesamtgewichts besitzt. Tabak enthält etwa 2% an anderen flüchtigen Stoffen als Wasser, das in dem Test auf ofenflüchtige Stoffe (O.V.) verlorengeht. Vom praktischen Standpunkt aus kennen jedoch bei Feuchtigkeitswerten oberhalb 10% bei Tabak O.V. im wesentlichen als gleichwertig zur Feuchtigkeit betrachtet werden und werden hier in diesem Zusammenhang verwendet. Der O.V.-Test wird auf Grund seiner Einfachheit und Schnelligkeit der Wasseranalyse bevorzugt. Vorzugsweise sollte das Befeuchtungsmittel etwa 40% des Gesamtausgangsgewichtes des Tabaks betragen. Als Befeuchtungsmittel sind Wasser ebenso wie Salzlösungen besonders wirkungsvoll. Werden Salzlösungen verwendet, so liegen sie vorzugsweise in der Form einer 0,1- bis 0,7-molaren Natriumchloridlösung vor. Nach dem Imprägnieren des Tabaks auf einen gewünschten Wert ist dieser bereit für die Aufbereitung in der in der Figur gezeigten Vorrichtung 10, wobei der Tabak in ganzen Blättern oder als Schnittabak in einen Zuführungsbehälter 12 gegeben wird, der so konstruiert ist, daß er den Tabak kontinuierlich der Blähvorrichtung zuführt. Die Vorrichtung enthält ein Förderband 14, das auf einer endlosen Bahn den insgesamt mit 16 bezeichneten Mikrowellenfeld-Applikator durchläuft. Vorzugsweise wird das Förderband 14 aus einem Glasgewebe hergestellt, das mit einem Polymeren mit geringem Verlustfaktor getränkt ist, so daß das Band im wesentlichen elektrisch nicht-leitend ist und keine Erwärmung erfährt, wodurch der Betrag der in dem Tabak erzeugten thermischen Energie soweit wie möglich erhöht wird. Die Applikatoreinheit 16 enthält einen Mikrowellen-Erzeugungsteil 18. Die Mikrowellen-Applikatoreinheit 16 enthält ferner zum Begrenzen des Mikrowellenfeldes ein herkömmliches Rohr 20 und wird durch einen dachähnlichen Behälter 22 begrenzt.

Die Mikrowellen-Applikaloreinheit 16 in der durch den dachartigen Behälter 22 begrenzten Zone wird auf eine Temperatur im Bereich von etwa 75°C bis 15O⁰C eingestellt. Durch die Dampfzuleitung 24 wird Sattdampf in den dachartiger, Behälter 22 eingeleitet, der dem Dampfauslaß 26 austritt. Während des Blähens kann eine gewisse Menge von Überschußdampf durch die Rohre 20 aus dem Behälter 22 entweichen. Der Grad der Wasscrdampfsättigjng innerhalb der Zone soll

derart sein, daß eine relative Feuchtigkeit im Bereich von etwa 40% bis 100% erzeugt wird, wobei relative Feuchtigkeiten etwas höherer Werte bevorzugt werden.

Nach Einstellung der Gleichgewichtstemperatur in dem Mikrowellen-Applikator wird Tabak aus dem Zuführungsbehälter 12 auf das Förderband 14 gegeben und durch den Mikrowellen-Appükator befördert, wobei der Tabak dem Mikrowellenfeld ausgesetzt und das flüssige Befeuchtungsmittel verdampft wird. Durch den dabei entstehenden Druck und die Verdampfungsrate werden die Tabakzellwände expandiert und auf diese Weise der Tabak gebläht. Das Förderband 14 ist so konstruiert, daß es den Tabak mit einer solchen Geschwindigkeit durch den Ofen befördert, daß die Gesamtzeit, innerhalb der der Tabak der Mikrowellenenergie ausgesetzt ist, im Bereich zwischen etwa 0,05 bis etwa 5,0 Minuten, und vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,15 Minuten liegt. Die Leistungsdichte des Mikrowellen-Applikators liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,01 bis etwa 2,5 kw und vorzugsweise im Bereich von 2,0 bis etwa 2,5 kw.

Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung:

Beispie! 1

Geschnittener, heller Fülltabak mit 40% O.V. wurde auf ein Förderband gegeben, nachdem die Vo: richtung von F i g. 1 auf einen Gleichgewichtstemperaturzustand mit dem Dampf gebracht wurde. Drei Läufe mit unterschiedlichen Parametern ergaben die in Tabelle I dargestellten Werte:

Tabelle I

Leistungsdichte
kw

Tabakzuführungsrate
g/Min.

Ausscl/ungs-

zeil

Sek.

Expansion in

20
15
20

4,5
6,0
4,5

2b
33

27

40

45

Der Expansionsgrad wurde durch Messen der scheinbaren Dichte von Fülltabak bei 10 bis 11% O. V. vor und nach der Behandlung und Division des ersten durch den zweiten Wert bestimmt. Die scheinbare Dichte wurde durch das gewichtsfreie Standardverfahren bei Immersion in Aceton gemessen.

Beispiel 2

4,536 kg geschnittener, heller Fülltabak mit 40% O. V. wurden wie in Beispiel 1 bei einem Leistungswert von 2,0 kw bearbeitet, mit 20 g/Min, zugeführt und 4,5 Sekunden dem Mikrowellenfeld ausgesetzt. Der behandelte Fülltabak wurde bei 11% O.V. untersucht und ergab eine Voluminosität von 48cm³/10g im Vergleich zu 38cm³/10g bei unbehandeitem Fülltabak. Aus diesem Material wurden Zigaretten hergestellt und unter Vergleich mit Zigaretten aus unbehandeitem Füllmateria! getestet. Die Einzelheiten der Zigaretten und die Ergebnisse des maschinell vorgenommener. Rauchens unter Befolgung der Standard F.T.C. Smoking Procedure sind in Tabelle 11 dargestellt.

Tabelle 11

	Kontroll	Mikro-	Änderung
	versuch	wellenbe-	in %
		handelie
		Zigaretten
Gewicht des Strangs (g)	0,870	0,766	12
Strangstärke	35,5	35,5	0
Zugwiderstand des	2,9	2,8	—
Strangs (RTD), in
Wasser
Gesamtmenge an zer	26,1	22,6	13
kleinertem Stoff
(mg/Zigarette)
Nikotin (mg/Zigarette)	1.79	1,48	17
Wasser (mg/Zigarette)	2,8	2,3	18
Anzahl der Züge	9.5	8,5	11

Füllmaterial mit 20% O.V. wurde in ähnlicher Weise behandelt. Die Expansion betrug etwa 15%.

Beispiel 3

4,536 kg geschnittener Fülltabak mit annähernd 60% O.V. wurde dem Förderband zugeführt und mit einer Geschwindigkeit, die ein Aussetzen von 2 bis 15 Sekunden ergab, und mit einer Leistungsdichte von 2,0 bis 2,5 kw durch die Vorrichtung befördert, die bereits mit dem Dampf auf Gleichgewichtstemperatur gebracht worden war. Verglichen bei etwa 11% O.V. betrug die Expansion des Produkts 30 bis 50%.

Beispiel 4

Geschnittener, heller Fülltabak mit 40% O.V. wurde entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 behandelt, wobei dem Gleichmäßighalten des Fülltabakstroms besondere Beachtung geschenkt wurde. Die Leistungsdichte betrug 2,0 kw, die Zuführungsrate 20 g/Min, und die Zeit der Aussetzung betrug 4,5 Sekunden. Es wurde eine Expansion von 43% gefunden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Blähen von Tabakgut, bei dem bereits wassergefeuchtetes Tabakgut anschließend einem Mikrowellenfeld unterworfen und das Wasser in dem Tabakgut mit einer Geschwindigkeit und bei einem Druck verdampft wird, bei der die Zellwände des Tabakgutes expandieren und dadurch ein Blähen bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung durch das Mikrowellenfeld in einer Zone erfolgt, der zugleich gesättigter Wasserdampf bis zu einem Partialdruck des Wasserdampfes von wenigstens 40% zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak dem Mikrowellenfeld 0,05 bis 5 Minuten ausgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß die Zone bei einer Gleichgewichtstemperatur im Bereich zwischen 75 und 15O⁰C gehalten wird und kondensierter Wasserdampf kontinuierlich aus ihr entfernt wird.