DE2509336C3

DE2509336C3 - Tabakersatzmaterial

Info

Publication number: DE2509336C3
Application number: DE2509336A
Authority: DE
Inventors: Roger William Milford-on-Sea Lymington Hampshire Hedge
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1974-03-12
Filing date: 1975-03-04
Publication date: 1982-03-25
Also published as: BR7501461A; GB1475315A; NO145676C; ES435499A1; NO145676B; FI750703A; NL182194C; CA1047241A; FR2263711B1; ZA751294B; BE826600A; DE2509336A1; IT1046198B; BE826000A; FI59705B; IN139632B; SE426435B; NO750791L; NL7502817A; DK97775A

Description

Die Erfindung betrifft ein Tabakersatzmaterial, das entweder allein oder zusammen mit Tabak oder rekonstituiertem Tabak oder anderen Rauchmaterialien verwendet werden kann.

Aus der DE-OS 19 00 491 ist ein Tabakersatzmaterial bekannt, das als brennbares Gut Stärke und/oder Cellulose-Verbindungen, die mit niedrigen Alkyl-, Hydroxyalkyl- und/oder Carboxyalkylresten substituiert sind, und die als Füllstoff feinteilige, die Verbrennung aufrechterhaltende Füllmaterialien haben.

Aus der US-PS 35 28 434 ist ein Verfahren zum Rekonstituieren von Tabak bekannt, bei dem an ein thermogelierbares Harz, das Methylcellulose sein kann, in einer Aufschlämmung einbringt, die eine normale Menge an gelöster Luft enthält.

Die Aufschlämmung wird gerührt, wobei man aber so rührt, daß keine freie Luft in das System eingebracht wird. Anschließend wird die erhaltene Masse in eine gewünschte Form gebracht und durch Mikrowellenenergie getrocknet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tabakersatzmaterial zu zeigen, das eine niedrige Dichte hat. Diese Aufgabe wird durch ein Tabakersatzmaterial gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Der Ausdruck »thermogelierbare substituierte Cellulose« bedeutet ein Material, welches in Wasser eine thermogelierbare Lösung bildet, d. h. eine Lösung, deren Viskosität stark mit steigender Temperatur in einem besonderen Temperaturbereich abhängig von der Verbindung zunimmt. Die thermogelierbare substituierte Cellulose, die verwendet wird, kann eine Methylcellulose und/oder eine zusätzlich substituierte Methylcellulose sein, die mindestens den zuvor beschriebenen Substitutionsgrad besitzt. Eine derartige Methylcellulose kann im Gemisch entweder mit einer Methylcellulose mit niedrigerem Methoxygehalt oder mit einer nichtgelierbaren substituierten Cellulose, wie Natriumcarboxymethylcellulose, verwendet werden.
Der Ausdruck »zusätzlich substituierte Methylcellulose« bedeutet eine Methylcellulose, die einen Anteil von Carboxymethyl oder ähnlichen Substituenten enthält. Ein für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ausreichend hoher Methoxygehalt ist im allgemeinen ein Substitutionsgrad, der von den Herstellern solcher Produkte als »hoch« bezeichnet wird. Dieser Substitutionsgrad liegt üblicherweise im Bereich von 1,5 bis 2,4 Methoxyeinheiten pro Anhydroglukoseeinheit. Wegen der Natur dieser Produkte, die wegen ihrer Natur variabel sind, kann der genaue Substitutionsgrad nicht immer angegeben werden, sondern nur ein Bereich, innerhalb dessen die geeigneten Eigenschaften auftreten.

Durch das Dispergieren und Einschließen von Luft durch Abmischen mit hoher Scherkraft unter Einleiten einer kontrollierten Menge an Luft erhält man ein geschlossenzelliges Material.

Es ist vorteilhaft, wenn das Bindemittel zusätzlich zu der thermogelierbaren Cellulose mit hohem Substitutionsgrad eine thermogelierbare Cellulose mit einem niedrigen Substitutionsgrad oder eine nicht-thermogelierbare substituierte Cellulose enthält. Vorzugsweise soll aber wenigstens ein Zehntel des Bindemittels eine thermogelierbare substituierte Cellulose mit einem Substitutionsgrad von mindestens 1,5 Methoxylgruppen pro 1 Hydroglucoseeinheit sein.

Geeignete anorganische Verdünnungsmittel sind beispielsweise Calciumcarbonat in Form von Kreide oder Schlemmkreide sowie auch Calciumsulfat (Gips), Calciumphosphat, Aluminiumtrihydrat oder Aluminate.

Wesentlich ist, daß diese Füllstoffe in Wasser unlöslich sind.

Die Masse kann ebenfalls einen Gehalt an Karamel oder Tabakextrakt enthalten. Karamel dient dazu, Tabakextrakt, der als Bestandteil von Tabakersatz bekannt ist, teilweise oder vollständig zu ersetzen. Die Masse kann weiter einen Gehalt an Befeuchtungsmittel, wie Glyzerin, aufweisen. Die Masse muß keine weiteren Bestandteile enthalten.

Das Bindemittel macht 5 bis 15Gew.-% und vorzugsweise 7 bis 13 Gew.-% aus.

Der Gehalt an Karamel und/oder Tabakextrakt kann zwei bis 20 Gew.-% ausmachen und liegt vorzugsweise bei 8 bis 16%.
Mit Tabak kann das erfindungsgemäße Tabakersatzmaterial im Bereich von 1 bis 99 Gew.-% vermischt werden, wobei bevorzugt 5 bis 75 Gew.-% des Tabakersatzmaterials in der Gesamtmischung vorliegen.

B e i s ρ i e 1 1

0,5 Teile Glyzerin werden zu 51 Teilen Wasser gegeben und anschließend werden 1,6 Teile Natriumcarboxymethylcellulose mit einer Viskosität von 2300 ■ 10-³ Pa · s in 2%iger Lösung in Wasser bei 20°C entsprechend dem Verfahren von Brookfield, und einen durchschnittlichen Methoxylsubstitutionsgrad von 1,67, zusammen mit einem niedrigen nichtspezifierten Substitutionsgrad von Natriumcarboxymethylgruppen pro

Anhydroglukoseeinheit zugefügt Die Mischung wird lh gerührt, dann werden 15,2 Teile technische Schlämmkreide zugegeben (hochrein, 90% sind kleiner von 0,076 mm). Die Aufschlämmung wird dann weitere 2 h in der gleichen Mischvorrichtung gerührt und dann ΐ durch eine kontinuierliche automatische Mischvorrichtung mit hohen Scherkräften mit kontrollierbarer Luftinjektion geleitet Die Mischvorrichtung enthält Einrichtungen, um heißes Wasser, durch den Mantel des Vorderteils der Mischvorrichtung zu leiten. Die Rotorgeschwindigkeit der Mischvorrichtung und die Temperatur des zirkulierenden Wassers werden so eingestellt, daß die belüftete Aufschlämmung mit einer Temperatur von 42 bis 48° C zu einer Beschickungsvorrichtung abgegeben wird, und auf einem endlosen π rostfreien Stahlband wird die Mischung zu einem Bahnenmaterial vergossen, wobei das Band durch eine Reihe von Trockenkammern läuft, wie man sie üblicherweise bei der Herstellung von Tabik-Bahnenmaterial verwendet Die Lufttemperatur liegt im Bereich von 80 bis 110⁰C und es sind Möglichkeiten vorzusehen, um unter dem Band mit Dampf zu erwärmen. Die minimale Rotorgeschwindigkeit der Mischvorrichtung, bei der man geeignet kleine Luftblasen erhält, beträgt 250 Upm. Bei der maximalen Luftzufuhrgeschwindigkeit zu der Mischvorrichtung, bei der ein kohärentes Produkt bei diesem Beispiel gebildet werden kann, hat das gebildete Bahnenmaterial ein spezifisches Gewicht von 0,25, das sich auf 0,75 erhöht, wenn man die Luftinjektionsströmungsgeschwindigkeit progressiv vermindert

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 2,75 Teile der Natriumcarboxymethylmethylcellulose zugegeben werden. Nachdem man 1 h vermischt hat werden gleichzeitig 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Gegossene Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,3 bis 0,8.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 0,75 Teile der Natriumcarboxymethylmethylcellulose und dann 2 Teile Methylcellulose (Viskosität 2200 bis 2800 · 10-³Pa ■ s als 2%ige Lösung in Wasser bei 20⁰C gemäß dem Verfahren von Ostwald, mittlerer Methoxylsubstitutionsgrad durchschnittlich 1,5 bis 1,9 Methoxylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit) zugegeben werden. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden auf gleiche Weise wie im Beispiel 1 mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8 hergestellt.

Beispiel 4 _M

Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser gegeben werden. Anschließend werden 0,75 Teile Methylcellulose (Viskosität 2000 bis 3000 · 10-3 Pa ■ s als 2%ige Lösung in Wasser bei 20°C, spezifiziert mit einem hohen Methoxylsubstitutionsgrad mit durchschnittlich 1,8 Methoxylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit) und 2 Teile Methylcellulose zugefügt. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2^ Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8.

Beispiel 5

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser zugegeben werden, welches 1,25 Teile (Trockengewicht) wäßrige tabakextrahierbare Materialien enthält. Anschließend werden 0,75 Teile Natriumcarboxymethylmethylcellulose und dann 2 Teile Natriumcarboxymethylcellulose zugegeben. Nach 1 h Mischen werden 1,25 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden wie im Beispiel 1 mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,5 bis 0,9 hergestellt

Beispiel 6

Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 2 Teile der Natriumcarboxymethylmethylcellulose und 0,75 Teile Natriumcarboxymethylcellulose zugegeben werden. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,25 bis 0,7.

Beispiel 7

Man arbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 2 Teile der Natriumcarboxymethylmethylcellulose und 0,75 Teile Methylcellulose zugegeben werden. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugefügt. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,3 bis 0,7.

Beispiel 8

Man arbeitet, wie im Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 0,275 Teile der Natriumcarboxymethylmethylcellulose und 2,475 Teile Methylcellulose zugegeben werden. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8.

Beispiel 9

Man arbeitet, wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 0,35 Teile der Natriumcarboxymethylmethylcellulose und 1,40 Teile Methylcellulose zugegeben werden. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8.

Beispiel 10

Man arbeitet, wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser und anschließend 0,275 Teile der Natriumcarboxymethyl-

methylcellulose und 2,475 Teile Natriumcarboxymethylcellulose zugegeben werden. Nachdem man 1 h gemischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8.

Beispiel 11

Man arbeitet, wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Schlämmkreide durch die gleiche Menge an Aluminiumtrihydrat ähnlicher Teilchengröße ersetzt wird. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8. ι ^

Beispiel 12

Man arbeitet, wie im Beispiel 3, mit der Ausnahme, daß die Schlämmkreide durch die gleiche Menge an Aluminiumtrihydrat ähnlicher Teilchengröße ersetzt wird. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8 hergestellt

Beispiel 13

Man arbeitet, wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß 0,5 Teile Glyzerin zu 60 Teilen Wasser zugegeben werden. Anschließend werden 2,75 Teile Methylcellulose (Viskosität 450 bis 550 - IO-³ Pa · s in l,5%iger jo Lösung in einer 80 :20 V/V Methylenchlorid : Methanol-Mischung bei 20⁰C, spezifiziert mit hohem Methoxylsubstitutionsgrad von durchschnittlich 1,5 bis 1,9 Methoxylgruppen pro Anhydroglukoseeinheil) zugegeben. Nachdem man 1 h vermischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,4 bis 0,8.

Beispiel 14

Man arbeitet, wie im Beispiel 1, mit der Ausnahme daß 0,5 Teile Glyzerin zu 80 Teilen Wasser und anschließend 2,75 Teile Methylcellulose, (Viskosität 3500 bis 5000 · ΙΟ-³ Pa · s in 2%iger Lösung in Wasser bei 20⁰C entsprechend dem Verfahren von Ubbelohde, mit einem durchschnittlichen Methoxylsubstitutionsgrad von 1,6 bis 1,85 Methoxylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit) zugegeben. Nachdem man 1 h vermischt hat, werden 2,5 Teile Karamel (65% Feststoffe) und 19,25 Teile Schlämmkreide zugegeben. Bahnenmaterialien werden, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit spezifischen Gewichten im Bereich von 0,5 bis 0,9 hergestellt.

Die Herstellung des Tabakersatzmatcrials wird nachfolgend anhand der Figur erläutert.

Wasser und Glyzerin und anschließend Bindemittel und anorganisches Verdünnungsmittel werden in der Umlaufmischvorrichtung 1 vermischt. Die Mischung wird dann zu einer kontinuierlichen Mischvorrichtung 2 mit hoher Scherkraft geleitet, die mit Vorrichtungen ausgerüstet ist, wie es bei 3 eingezeichnet ist, um Luft kontrolliert einzuleiten, wie es bei 4 angegeben ist, um durch den Vordermischteil ein fluides Material, dessen Temperatur durch eine Temperaturmeßvorrichtung 5 reguliert wird. Die Mischvorrichtung 2 beliefert eine Trichterbeschichtungsvorrichtung 6, wo die Mischung bei der kontrollierten Temperatur auf ein sich kontinuierlich bewegendes Stahlband 7 aufgebracht wird, worauf sie durch eine Reihe von Trockenkammern 8 geleitet wird. Die Gieß- und Trockenvorrichtungen können üblicher Bauart sein, wie sie bei der bekannten Herstellung von rekonstituierten Tabak-Bahnenmaterialprodukten verwendet werden.

Die Verwendung der Erfindung kann durch die Verordnung über Tabak und Tabakerzeugnisse vom 10. Februar 1972 (BGBL 1972, Teil 1. Seite 178 bis 183) beschränkt sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tabakersatzmateria!, enthaltend ein Bindemittel, das vollständig oder teilweise aus einer thermogelierbaren substituierten Cellulose mit einem hohen Substitutionsgrad besteht, sowie ein inertes wasserunlösliches anorganisches Verdünnungsmittel, wobei die Gewichtsteile an Bindemittel 5 bis 15% und an anorganischem Verdünnungsmittel 60bis90% betragen, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel eine substituierte Cellulose mit einem Substitutionsgrad von mindestens 1,5 Methoxylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit verwendet wird und in dem Material geschlossene Zellen durch Dispergieren und Einschluß von Luft durch Mischen mit hoher Scherkraft und unter Einleiten einer kontrollierten Menge an Luft gebildet worden sind.

2. Rauchmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zusätzlich zu der thermogelierbaren Cellulose mit hohem Substitutionsgrad eine thermogelierbare Cellulose mit einem niedrigen Substitutionsgrad oder eine nichtthermogelierbare substituierte Cellulose enthält.

3. Rauchmaterial nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Gehalt von bevorzugt 8 bis 16% Karamel und/oder Tabakextrakt besitzt.

4. Rauchmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Zehntel des Bindemittels eine thermogelierbare substituierte Cellulose ist mit einem Substitutionsgrad von mindestens 1,5 Methoxylgruppen pro Anhydroglukoseeinheit.