DE2505149C3

DE2505149C3 - Tabakfolie

Info

Publication number: DE2505149C3
Application number: DE19752505149
Authority: DE
Inventors: Christopher Ralph Keynsham Bristol Bale
Original assignee: Imperial Group Ltd
Current assignee: Anglemaster Ltd
Priority date: 1974-02-21
Filing date: 1975-02-07
Publication date: 1982-04-08
Also published as: GB1495941A; DE2505149B2; DE2505149A1; IE41531B1; IE41531L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tabakfolien mit erhöhtem Füllwert enthaltend Tabak, Pektin und gegebenenfalls einen anorganischen Füllstoff und einen Nikotinzusatz.

Aus der DE-OS 21 14 084 sind Tabakersatzstoffe enthaltende Gemische und daraus hergestellte Zigaretten bekannt und insbesondere beschrieben, daß Tabak mit Tabakersatzstoffen kombiniert wird, um das fertige Produkt zu erhalten. Hieraus ist jedoch kein Hinweis auf einen erhöhten Füllwert oder auf spezielle Anteile von Tabak und Zusätzen zu entnehmen.

Des weiteren ist Gegenstand der DE-OS 21 10 216 ein rauchbares Gemisch aus Tabak, Kalziumkarbonat und Natriumcarboxymethylcellulose. Auch hieraus ergibt sich jedoch kein Hinweis auf einen erhöhten Füllwert bzw. eine Reduzierung der unerwünschten "Rauchbestandteile. Zwar wird Zitruspektin als alternatives Bindemittel erwähnt, es sind jedoch keine speziellen Parameter von Pektin oder das Verhältnis von Tabak zu Pektin angegeben, das ein brauchbares Resultat ergeben würde.

Die DE-AS 22 12 855 betrifft die Verwendung von Teilen von Kaffeebohnen als Bestandteile eines Raucherzeugnisses, wobei die Aufgabe gestellt ist, ohne Einführen weiteren Nikotins einen bestimmten Geschmack zu erzielen. Auch hier sind jedoch keine Angaben in bezug auf Parameter im Gemisch mit Tabak in bestimmten Anteilen gemacht und insbesondere kein Hinweis auf einen erhöhten Füllwert zu entnehmen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Tabakfolie zu schaffen, die einen höheren Füllwert als ein Tabakrauchprodukt, z. B. mit Heißluft getrocknete Virginia-Tabak-Mischungen, besitzt und das keinen Zusatz enthält und aas Tabak und Nicht-Tabak-Zusätze enthält, wobei das Nikotin in stabiler Form in einem Anteil enthalten ist, der dem herkömmlicher Tabakmischungen entspricht.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Pektin einen Methylisierungsgrad zwischen 30 und 75% und eine innere Viskosität zwischen 2 und 6,5 Deziliter/Gramm aufweist und der Tabakanteil in Anteilen von 5 bis 60% im Produkt vorliegt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß eine Mischung aus Tabak und Tabakersatzstoffen in Blattform einen Füllwert hat, der höher ist als der von getrocknetem Virginia-Tabak. Es ist nicht möglich, eine dünne, stranggepreßte Folie ohne Verwendung von Zusätzen zu formen, so daß die Formgebung bzw. das Pressen einer Folie bestimmter Dicke wesentlich durch die Zusammensetzung der Folie bestimmt ist

Pektine mit niedrigem Molekulargewicht sind in der Praxis wegen der schlechten filmbildenden Eigenschaften nicht brauchbar; es sind somit Pektine mit guten filmbildenden Eigenschaften erforderlich, um den prozentualen Tabakanteil gering zu halten.

Ein mit einer Tabakfolie nach vorliegender Erfindung hergestelltes Rauchprodukt besitzt einen Füllwert, der wesentlich höher ist als der einer herkömmlichen, mit Heißluft getrockneten Virginia-Tabakmischung, die keine Zusatzstoffe enthält Damit ist zur Herstellung von Zigaretten gleicher Festigkeit weniger additiver Schichtfüllsioff als Tabak erforderlich. Ferner enthalten die addijven Schichten weniger teerhaltiges Material als herkömmliche Tabakprodukte.

Bisher hat sich Tabakmaterial geringer Partikelgröße und Tabakabfall mit hohem Sandgehalt als schwierig zur Neuformung zu einer dünnen Schicht mit brauchbaren physikalischen Eigenschaften erwiesen, wobei als Tabak Tabakspreite, Mittelrippe, Hauptstiel oder Tabakabfälle und Tabakextrakte verstanden werden.

Die »innere Viskosität« hat die Funktion der Strukturviskosität welche ein Maß für die Änderung der Viskosität ist, die auftritt, wenn eine markomolekulare Substanz in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, und wird als der Grenzwert gemessen, wenn die Konzentration nach Null geht. Der vorstehend verwendete Ausdruck »innere Viskosität« ist die gleiche Funktion, jedoch bei einer bestimmten niedrigen Konzentration, und ist durch folgende Gleichung bestimmt:

- -¹- in
c

v.

wobei

Vi die innere Viskosität,
Vp die Viskosität des Pektins,

Vj die Viskosität des Lösungsmittels (üblicherweise Wasser) und

c die Konzentration von Pektin in Lösungsmittel — üblicherweise 0,1 Gew.-% (Gewicht in Gewichtskonzentration) — ist

Für Pektin werden innere Viskositäten bei Konzentrationen von etwa 0,1 Prozent gemessen.

Die Zusätze können einen Nikotinzusatz, z. B. Nikotin oder ein Nikotinsalz, und einen wasserunlöslichen anorganischen Füllstoff, z. B. eine Diatomeenerde oder ein komplexes Silikat aufweisen, wobei die Kombination des Pektins und des Füllstoffes so gewählt wird, daß der pH-Wert eines wässerigen Extraktes des Rauchproduktes kleiner als 6,5 ist, wodurch eine Stabilität von Nikotin im Rauchprodukt gewährleistet ist

Das Nikotinsalz ist vorzugsweise Nikotin-Pektinat

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Tabellen 1 bis 3 beschrieben. Alle Konzentrationen und Proportionen sind auf Trockengewichtsbasis angegeben.

Die Tabelle 1 gibt Anfangskonzentrationen von Tabak- und Zusatzstoff-Breien für die Verwendung nach vorliegender Erfindung an.

Tabelle 2 gibt die Proportionen wieder, in denen die Breie nach Tabelle 1 gemischt werden, damit additive dünne Schichten erhalten werden, die unterschiedliche Prozentanteile von Tabak enthalten.

Die Tabellen 3A und 3B zeigen Vergleichsanalysen und Raucheigenschaften von Zigaretten, die aus (a) den additiven dünnen Schichten nach Tabelle 2, (b) Tabakextrakten, die die Zusammensetzungen nach Tabelle 1 besitzen, (c) Blattabak, der keine Zusatzstoffe enthält und (d) einer Tabaksteuerung bestehen.

Die Typen von Tabakschichten, die in den Tabellen 2 und 3 angegeben sind, sind folgende:

Typ A enthält 5% Tabak und besteht aus Tabakresten oder -staub.

Typ B enthält 10% Tabak und besteht aus Tabakresten oder -siaub.

Typ C enthält 20% Tabak und besteht aus Tabakresten oder -staub.

Typ D enthält 40% Tabak und besteht aus Tabakresten oder -staub.

Typ E enthält 60% Tabak und busteht aus Tabakresten oder -staub.

Typ F enthält 5% Tabak und besteht aus Tabakextrakt.

Typ G enthält 10% Tabak und besteht aus Tabakextrakt.

Typ H enthält 20% Tabak und besteht aus Tabakextrakt

Typ NTS enthält 100% Tabak und keine Zusätze.

Typ TC in Tabelle 3 ist eine Steuerzigarette, die aus herkömmlichen, mit Heißluft getrockneten Virginia-Tabakmischungen besteht

In Verbindung mit den Tabellen 1 und 2 wurde mit Heißluft getrockneter Tabakstaub (Abfall) mit hohem Siliziumoxyd zu einem Brei mit Wasser geformt, damit ein fester Gehalt von 7,8% w/w (Gewicht in Gewichtskonzentration) erzielt wurde. Dieser Brei wurde durch eine Zerkleinerungsvorrichtung geleitet und dann zweimal durch einen Homogenisator bei 210 kg/cm².

Der additive Teil des Produktes wurde durch Auflösen eines langsam setzenden Zitruspektin mit einem Methylisierungsgrad von 55 bis 70% und einer inneren Viskosität von 3 bis 6 Deziliter pro Gramm im Wasser von 5O⁰C hergestellt, wobei eine Lösung von 3,5% w/w erhalten wurde, und es wurde eine Lösung/ Dispersion von Kalziumhydroxyd, Kaliumkarbonat, Zitronensäure, eine feste Lösung von Dikalziumaluminat in Dikalziumsilikat, die ein wasserunlöslicher anorganischer Füllstoff ist, und Triäthylenglykol hinzugefügt, und zwar bei den Konzentrationen nach Tabelle 1 und in den Anteilen in Tabelle 2. Der Brei wurde dann unter Verwendung eines Schermixers gründlich gemischt
Die Nikotinverstärkungslösung wurde getrennt davon entsprechend den Konzentrationen nach Tabelle 1 hergestellt und zusammen mit dem Tabakbrei dem Gemisch aus Pektin und anorganischem Material nach den Anteilen in Tabelle 2 hinzugefügt Die Breigemische wurden dann unter Verwendung eines Schermixers umgerührt und auf einer Schichtherstellmaschine gegossen.

Für die Langzeitstabilität von Nikotin im Endprodukt ist es entscheidend, daß der pH-Wert eines wäßrigen Extraktes des Endproduktes den Wert von 6,5 nicht übersteigt und vorzugsweise einen kleineren Wert als 6 besitzt Die Kombination aus Bindemittel und anorganischem Füllstoff wird so gewählt, daß dieser pH-Wert erreicht wird.

Die Tabakextrakte nach Tabelle 3A (Typen F, G, H) wurden in der Weise hergestellt, daß 90,45 kg kommerziell zur Verfügung stehender Tabakmischung (mit Heißluft getrockneter Virginiatabak) 30 Minuten lang in 78,75 kg Wasser aufgeweicht gefiltert und der Tabak mit zwei Teilen von 49,5 kg Wasser erneut extrahiert wurde. Die kombinierten Extrakte wurden in zwei Durchläufen durch einen Kletterverdampfer konzentriert so daß ein Konzentrat entstand, das etwa 50% Feststoffe enthielt. Der konzentrierte Extrakt wurde dem hergestellten Brei aus Pektin und anorganisehen Materialien in den in Tabelle 2 angegebenen Anteilen hinzugefügt mit einem Schermixer gemischt und auf einer Schichtformmaschine gegossen.

Die nach den obigen Verfahren erzielten Schichttypen wurden bei 37 Schnitten pro inch auf einer Tabakschneidmaschine geschnitten und auf einer Zigarettenherstellmaschine zu Zigaretten mit Filterspitzen verarbeitet. Diese Zigaretten waren 70 mm lang und hatten einen Durchmesser von 25,3 mm sowie ein 10 mm Myria/6 mm Azetatdoppelfilter.

Die Zigaretten wurden mechanisch auf einer Rauchmaschine mechanisch auf eine Stummellänge geraucht, die 3 mm Ip.nger war als das Filterumhüllungsmaterial, wobei ein Luftstoß von 35 ml mit zwei Sekunden Dauer pro Minute verwendet wurde. Das Rauchkondensat das sich an einem Cambridge-Glasfaserfilter absetzte, wurde nach aus Einzelteilen bestehenden Materialien und Nikotin analysiert, indem der feuchte Niederschlag auf jedem Filter gewogen, der Niederschlag auf Nikotingehalt durch automatische colorimetrische Analyse (Bromzyanverfahren) analysiert und der Niederschlag auf Wassergehalt durch Gaschromatographie untersucht wurde. Der Pegel für partikelförmiges Material ist somit wasser- und nikotinfrei.
Die Zigaretten wurden auch auf Festigkeit geprüft, ein wesentlicher Faktor, der die Wirtschaftlichkeit in der Herstellung und die Beliebtheit der Zigarette beim Verbraucher beeinflußt. Die Zigarettenfestigkeit kann als der Grad der Abflachung unter konstantem Zusammendrücken bezeichnet werden. Die Festigkeitsergebnisse werden als relatives Füllvermögen des Füllmaterials angegeben und dieser Wert wird dadurch erhalten, daß die mittlere Dichte einer experimentellen Zigarette durch die Dichte einer Steuerzigarette bei gleicher Abflachung dividiert und als Prozentangabe ausgedrückt wird. In diesem Fall war die Steuerzigarette eine Zigarette, die eine kommerziell zur Verfügung stehende Tabakmischung enthielt Analytische Ergebnisse sind in den Tabellen 3A und 3B gezeigt.

Tabelle 1

Gew.-%

l.Pektiniösung
Langsam setzendes Zitruspektin 3.5

2. Anorganische Dispersion/Lösung

Kalziumhydroxyd	0.6
Kalziumkarbonat	0.6
Celit (eine feste Lösung von Dicalcium-	14.7
aluminat in Dicalciumsilicat)
Zitronensäure	1.7
Trigol (Triäthylenglykol)	2.3
3.Nikotinverstärkungslösung
Geringes Methoxylpectin	5.0
Nikotin	1.25
4. Tabakbrei
Mit Heißluft vorgetrockneter Silizium	7.8
oxyd-Tabakstaub

Das Kalciumhydroxyd ist ein Pectin-Querverbindungsmittel, das Kaliumkarbonat + Zitronensäure ist ein Brenn/Schwel-Steuermittel und das Trigol ist ein Anfeuchten

Tabelle 2

	Schichtform	C	D	E	F	G	H
	A B
Bestandteil		26.0	19.5	13.0	30.87	29.25	26.0
Langsam setzende Zitronen-Pektinlösung	30.87 29.25	46.0	34.5	23.0	54.63	51.75	46.0
Anorganische Lösung/Dispersion	54.63 51.75	8.0	6.0	4.0	9.5	9.0	8.0
Nikotinverstärkungslösung	9.5 9.0	20	40	60	5	10	20
Tabakbrei	5 10

Alle Zahlenangaben in Tabelle 2 sind Prozentangaben und sind auf Trockengewichtsbasis jeder Gruppe von Bestandteilen nach Tabelle 1 ausgedrückt.

Tabelle 3A

	Schichtform und	4.92	B	4.92	Tabakgehalt (%)	4.50	D	4.70	E	4.94	F	4.93	G	4.95	H	4.92	NTS	TC
	A	2.13	10	2.23	C	2.16	40	2.04	60	1.90	5	2.15	10	2.26	20	2.16	100	100
	5	7.94		7.76	20	7.75		6.95		6.25		7.54		7.51		6.81
Analyse		0.627	0.654		0.785	1.006	1.031	0.645	0.696	0.668	5.44	5.40
pH wäßriges Extraktfüll material	3.8	4.0	5.0	5.0	6.0	4.2	4.3	4.0	1.84	1.97
% Nikotin in der Schicht	7.1	7.5	9.4	10.1	12.3	6.9	7.6	8.6	4.04	4.01
Füllwert, ccm/g						1.005	1.102
Zigarettengewicht, g	6.5	9.5
Mittlere Anzahl von Luftstößen/Zigarette	11.6	16.3
Nachgeben des partikel- förmigen Materials, mg/Zig.

Nikotin im Rauch, mg/Zig. Filterzurückhaltung, % Relatives Füllvermögen, %

0.52 0.52 0.71 u.71 0.84 0.56 0.63 0.71 0.66

59

54.3 53.7 51.2 56

54

143 132 136.0 125.9 123 126 125

55 52.3
117 93.5

Tabelle 3B

Schichllbrm
C D

NTS TC

% Nikotin bei Her- 2.03 2.03 1.98 1.95 stellung der Schicht

% Nikotin nach 1.93 1.95 1.90 1.77 1.90

12monatiger Lagerung bei 61% relativer
Feuchtigkeit und
21 C in offenen
Behältern

Anders als bei Zitruspektinen, die einen Methyüsierungsgrad zwischen 55 und 70% sowie eine innere Viskosität zwischen 3 und 6 Deziliter pro Gramm aufweisen, können andere Pektine verwendet werden, beispielsweise Rübenpektine, die einen Methylisierungsgrad zwischen 30 und 75% und eine innere Viskosität zwischen 2 und 6,5 Deziliter pro Gramm besitzen.

Es können auch andere Nikotinsalze als Nikotinpektinat verwendet werden, z. B. Nikotinalginat oder NikotincitraL

Anstelle von Celit kann der anorganische Füller ein

komplexes Silikat sein, z. B. Fullererde, Kaolin oder Bentonit, vorausgesetzt, der pH-Wert des wäßrigen Extraktes des Rauchproduktes, der diesen Füller enthält, ist niedriger als 6,5, so daß die Stabilität des Nikotins im Produkt gewährleistet ist.

, Aus Tabelle 3 ergibt sich, daß ein Rauchprodukt nach vorliegender Erfindung ein Füllvermögen besitzt, das wesentlich höher ist als das einer herkömmlichen, mit Heißluft getrockneten Virginia-Tabakmischung, die

ίο keinen Zusatzstoff enthält. Daraus folgt, daß weniger additiver Schichtfüller als Tabak erforderlich ist, um Zigaretten äquivalenter Festigkeit zu der der Steuerzigarette zu erzielen. Ferner hat man festgestellt, daß das Nikotin in Proben des Rauchproduktes nach vorliegender Erfindung über eine Zeitperiode von 3 Monaten mindestens ebenso stabil war wie das Nikotin in einer 100%igen Tabakschicht oder Zigarette, die aus mit Heißluft getrockneten Virginia-Tabakmischungen hergestellt war.

Das Rauchprodukt hat sich als geeignet für die praktische Verwertung von Tabakabfällen herausgestellt, die einen hohen Siliziumgehalt haben, und ergibt einwandfreie Raucheigenschaften.
Ferner ergeben die additiven Schichten nach vorliegender Erfindung weniger partikelförmiges (d. h. Teer enthaltendes) Material als die herkömmliche Tabaksteuerung.

Claims

Patentansprüche:

1. Tabakfolie mit erhöhtem Füllwert, enthaltend Tabak, Pektin und gegebenenfalls einen anorganischen Füllstoff und einen Nikotinzusatz, dadurch gekennzeichnet, daß das Pektin einen Methylisierungsgrad zwischen 30 und 75% und eine innere Viskosität zwischen 2 und 6,5 Deziliter/Gramm aufweist und der Tabakanteil in Anteilen von 5 bis 60% im Produkt vorliegt

2. Tabakfolie nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

zeichnet, daß das Pektin ein langsam erstarrendes Zitruspektin mit einem Methylisierungsgrad zwischen 55 und 70% und einer inneren Viskosität zwischen 3 und 6 Deziliter/Gramm ist

3. Tabakfolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pektin ein Rübenpektin mit einem Methyiisierungsgrad zwischen 30 und 75% und einer inneren Viskosität zwischen 2 und 6,5 Deziliter/ Gramm ist