DE2727018C3 - Verfahren zur Behandlung von Rauchmaterial - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von RauchmaterialInfo
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Description
35
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Rauchmaterial zwecks Verbesserung seiner Wasserfestigkeit,
wobei man Naturtabakmaterial und/oder verbrennbares und gesundheitsunschädliches organi- *o
sches oder anorganisches Material mit Natriumcarboxymethylcellulose
abmischt und das Gemisch zu blatt- oder stabartigen Formen ausformt, wärmebehandelt,
um ein übliches Rauchmaterial herzustellen, und der Feuchtgehalt des wärmebehandelten Rauchmaterials
auf dem Gleichgewichtswert eingestellt wird.
»Rauchmaterial« bezeichnet hier den sogenannten rekonstituierten Tabak oder Tabakersatz, der durch
Abmischen von Naturtabakmaterial und/oder verbrennbarem und gesundheitsunschädlichem organi- so
sehen oder anorganischen Material mit Bindematerialien,
Feuchtereguliennitteln, Brennregulatoren, Verstärkungsmitteln, Duft- und ähnlichen Mitteln und Ausformen
ues erhaltenen Gemisches zu blatt- oder stabförmigen Erzeugnissen hergestellt wird. Prozent- und
Teilangaben sind hierbei Gewichtsteile und -prozente.
Verfahren zur Behandlung solcher Rauchmaterialien oder rekonstituierten Tabake sind bekannt, in welchen
Naturtabakmaterial wie Tabakblatt, Tabakstaub, Tabakabfall oder Tabakpulver als Hauptrohmaterial
verwendet wird. Entsprechend der heutigen Bevorzugung von weniger Nikotin und Teer enthaltenden Rauch
erzeugenden Zigaretten sind Präparationen für Tabakersatzmaterialien vorgeschlagen worden, in denen
verbrennbare und gesundheitsunschädliche organische und/oder anorganische Materialien teilweise oder
vollständig an die Stelle des Naturtabakmaterials getreten sind und rekonstituierten Tabak bilden. Diese
rekonstituierten Tabake werden zur Herstellung von Zigaretten, Pfeifentabaken und Zigarren (»Rauchprodukte«)
verwendet, wobei die Materialien etwas gefeuchtet und mit wäßrigen Lösungen geeigneter
Zusätze versetzt werden, um ihre Verarbertbarkeit und
organoleptisehen Eigenschaften zu verbessern.
In der DE-AS 2103 669 wird ein Verfahren zur
Volumenvergrößerung von Tabak beschrieben, der feucht zugeführt, dann erwärmt und anschließend
abgekühlt wird, wobei die Wärmezufuhr zu dem intensiv befeuchteten Tabak so kurzzeitig erfolgen soll, daß
fediglich die Randzone an der Oberfläche eines Tabakteils gegenüber seinem Innenbereich nennenswert
getrocknet wird, so daß beim folgenden beschleunigt durchzuführenden Abkühlen die Formbeständigkeit
des Tabakteils erhalten bleibt und der Randbereich eine festere Konsistenz als der Innenbereich erhält.
Das Rauchmaterial sollte Wasserfestigker zeigen, so
daß seine äußere Form nicht bei Feuchtung und Versatz mit wäßrigen Lösungen der Zusätze zusammenbricht.
Diese Wasserfestigkeit des Rauchmaterials ist von den physikalischen Eigenschaften der dabei verwendeten
Bindematerialien abhängig. Andererseits sollten die Bindematerialien wegen der Vererbeitbarkeit etwas
wasserlöslich sein. Wegen dieser gegenläufigen Erfordernisse haben die mit solchen Bindemitteln hergestellten
Rauchmaterialien im allgemeinen eine relativ geringe Wasserfestigkeit, was den Feuchtungsschritt
und weitere Herstellungsschritte für Rauchprodukte beeinträchtigt.
Die Wasserlöslichkeit der Bindematerialien, wie Cellulosederivate (Äthylcellulose, Methylcellulose, Hydroxycellulose
und Carboxymethylcellulose) und Stärkederivate (Methylstärke, Äthylstärke, Carboxymethylstärke,
Hydroxystärke) hängt hauptsächlich vom Polymerisationsgrad (D. P.) und Substitutionsgrad durch
Äthergruppen (D. S.) ab. Natriumcarboxymethylcellulose
(=CMC-Na) gilt als ein besonders geeignetes Bindematerial, jedoch hat Rauchmaterial, das unter
Verwendung von CMC-Na hergestellt ist, den Nachteil, daß seine Wasserfestigkeit geringer ist als die
der mit anderen Bindematerialien hergestellten Rauchmaterialien.
Zur Verbesserung der Wasserfestigkeit von Rauchmaterial
ist die Verwendung von vernetzenden Mitteln wie Glyoxal, Dimethylolharnstoff-Formaldehyd-Harz,
Melamin-Formaldehyd-Harz, Dialdehydstärke, Metallsalze
organischer Säuren oder Halogenide zusammen mit den Cellulosederivaten oder Stärkederivaten
vorgeschlagen worden. Diese abgewandelten Materialien sind hinsichtlich ihrer organoleptisehen Eigenschaften
und unter dem Gesichtspunkt des »gesunden Rauchens« unzureichend und unerwünscht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Rauchmaterial zwecks
Verbesserung seiner Wasserfestigkeit anzugeben, bei dem man Naturtabakmaterial und/oder verbrennbares
und gesundheitsunschädliches organisches oder anorganisches Material mit Natriumcarboxymethylcellulose
abmischt und das Gemisch zu blatt- oder stabartigen Formen ausformt und wärmebehandelt, um ein übliches
Rauchmaterial herzustellen, mit dem nicht nur die Wasserfestigkeit des Rauchmaterials für einen gewissen
Zeitraum verbessert, sondern auch hierzu bedeutend einfachere und billige Arbeitsgänge angewendet werden
können, um ein Rauchmaterial zu schaffen, das ohne weiteres und ohne Materialverlust anschließend zu
Rauchprodukten verarbeitet werden kann. Trotz der
überlegenen Wasserfestigkeit sollte das Rauchmaterial in den anderen physikalischen und organoleptischen
Eigenschaften den herkömmlichen und in dieser Hinsicht zufriedenstellenden Materialien gleichwertig
sein. .
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs bezeichneten Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Rauchmaterial auf eine Temperatur von 110 bis 2400C
erhitzt und sein Feuchtegehalt dabei auf 1% oder darunter herabgesetzt wird.
Hierdurch kann die Wasserfestigkeit des Rauchmaterials für gewisse Zeiträume ohne Beeinträchtigung
anderer physikalischer und organoleptischer Eigenschaften verbessert werden.
Es wird zunächst Rauchmaterial in herkömmlicher Weise hergestellt (im folgenden mit dem Begriff
»herkömmliches Rauchmaterial« umschrieben). Das heißt Naturtabakmaterial und/oder verbrennbares
Material, das als gesundheitsunschädlich gilt, werden zu
Feinmaterialien pulverisiert, das Feinmaterial wird mit CMC—Na und aeöeren gemischt und dann zu einer
blattartigen oder stabarugen Form gegossen, gefolgt von der Trocknung der so gegossenen Produkte. Als
»Gieß«-Verfahren für das Gemisch aus den Hauptrohmaterialien mit CMC—Na und anderen unter Formung
blattartiger oder stabartiger Gebilde können die sogenannten Extrusions-, Aufschlämniungs-, Papier-,
Mikroflakemethoden und dergl. angewendet werden. Das Trocknen des Blatts oder Stabs wird im
allgemeinen bei einer Temperatur unter 100° C bewirkt,
so daß der Feuchtegehalt des Blattes oder Stabes entweder auf 7 — 12-70 gesenkt wird, dies ist der
allgemeine Gleichgewichtsfeochtegeh'Jt desselben in
der Atmosphäre, oder auf etwa 5%, wenn nach dem Trocknen die Feuchtigkeitskonditicnientr-g zur Anwendung
gelangt
Nach dem erfindungsgemäßen Behandlungsverfahren wird das wie oben bereitete herkömmliche
Rauchmaterial weiter auf eine Temperatur im Bereich von 110 bis 24O0C, vorzugsweise zwischen 150 und
2000C, vorzugsweise 120—5 Minuten, insbesondere 60—10 Minuten, erhitzt, um den Feuchtegehalt des
Rauchmaterials auf 1% und niedriger herabzusetzen; der Zustand mit diesem Feuchtegehalt von 1% und
darunter kann im allgemeinen als eine erschöpfend getrocknete Rauchmasse angesehen werden. Wärmequellen
des obenerwähnten Erhitzungsverfahrens der Rauchmasse können sein Wasserdampf, Heißluft,
Infrarotstrahlung, Hochfrequenzwelle oder Mikrowelle.
Bezüglich der wechselseitigen Beziehung zwischen Temperatur und Zeit des Erhitzungsverfahrens des
Rauchmaterials benötigt man im vorliegenden Verfahren eine lange Zeit bei Anwendung niedriger Temperatur,
während die Zeit abgekürzt werden kann, wenn man hohe Temperaturen anwendet Im Falle der Anwendung
von Temperaturen unter 1100C wird die Verbesserung der Wasserfestigkeit des Rauchmaterials unzureichend,
während im Falle einer Temperatur über. 240"C Zersetzung des CMC—Na hervorgerufen wird, wodurch
eine Verbesserung der Wasserfestigkeit nicht erreicht werden kann.
Durch das Erhitzungsverfahren für das Rauchmaterial gemäß vorliegender Erfindung wird die Wasserfestigkeh
des Materials für einen bestimmten Zeitraum bedeutend verbessert. Ausmaß und Zeitraum einer
solchen Verbesserung der Wasserfestigkeit hängt ab von der chemischen Struktur der verwendeten
Na—CMQ wie D. P. und D. S., als auch von Temperatur
und Zeit des Verfahrens zum Erhitzen des Rauchmaterials.
Tabelle 1 zeigt die Werte für die Wasserfestigkeit von
Blattmaterialien, die aus CMC—Na unter Verwendung verschiedener CMC—Na-Präparationen, die sich auf
dem Markt befinden und im allgemeinen zu Bindematerialien in kleinteiliger Form verarbeitet werden können,
hergestellt und zu entsprechenden blattförmigen Gebilden geformt wurden, gefolgt von der Wärmebehandlung
dieser Blätter in erfindungsgemäßer Weise. Einzelheiten der Testprozedur waren folgende:
l-5%ige wäßrige CMC—Na-Lösung wird entweder
direkt oder mittels einer Auftragvorrichtung für Dünnschichtchromatographie auf eine Glasplatte gesprüht
und bei 1000C in einem Heißlufttrockner bis zu einem Feuchtegehalt von etwa 7% getrocknet Das
blattförmige Material ?jjs CMC—Na, das sich auf der
Glasplatte bildet, wird abgezogen und dann zu Streifenformen von 1 cm Breite und 3 era Länge
geschnitten, um die Kontrollprobe zu erhalten. Die Kontrollprobe wird weiter bei einer Temperatur von
1800Cl Stunde in dem Heißlufttrockner wärmebehandelt,
um den Feuchtegehalt des Blattes auf 0,8% zu senken. Diese Kontrollprobe und wärmebehandelte
Probe werden an der Atmosphäre von 200C und bei einer Feuchtigkeit von 60% 1 Tag lang geliehen, um den
Feuchtegehalt derselben auf etwa 10% einzustellen, und dann dem Wasserfestigkeitstest unterzogen. Die Wasserfestigkeit
wird ausgedrückt durch die Zeit (Mittel auf 5 Probetests), bis die mit einem Gewicht von 2,3 g
belastete Probe, die in Wasser von 200C hängt, gerissen
bzw. geschnitten ist (nachfolgend Gewicht-Schnitt-Methode genannt). Bei diesem Test wurden die Kontrollproben
der entsprechenden CMC—Na-Präparationen allesamt sofort in 1 —2 Sekunden gerissen, so daß jene
Daten für die Kontrollproben hier nur in einer Spalte der Tabelle 1 angegeben sind.
Die Daten der Tabelle 1 zeigen, daß es erfindungsgemäß besonders bevorzugt ist, CMC—Na mit einem D. S.
unter 1,0 und einem D. P. von 200 — 1000 zu verwenden.
Tabelle 1 | D.S. | D. P. | Arbeitsbedingungen für | Wasserfestigkcit des |
CMC-Na | CMC-Na-Blattformung | CMC-Na-Blattes | ||
Konzentr. der Dicke des | ||||
Bindematerial | CMC-Na-Lösung geformten | |||
0,7-0,8 | 50 | CMC-Na-Blattcs | ||
0,7-0,8 | 100 | (%) (mm) | (see) | |
5,0 0,3 -0,4 | 9 | |||
Cellogen 5A | 5,0 0,3-0,4 | 9 | ||
Cellogen 6A | ||||
Fortseuuna
CMC-Na
Bindematerial
D.S.
D. P.
Arbeitsbedingungen für
CMC-Na-Blattformung
Konzentr. der
CMC-Na-Lösung
Dicke des
geformten
CMC-Na-Blaltes
(mm)
Wasserfestigkeit des CMC-Na-Blattes
(see)
Cellogen PR 0,67
Cellogen WSA 0,75
Cellogen BSH-10 0,75
Cellogen EP 0,87
Cellogen FSV-400 0,61
Cellogen FSB 0,89
AG Gum LV Nr. I 0,94
AG Gum LV Nr. 2 0,81
AG Gum LV Nr. 3 0,76
Fine Gum SP-6 0,72
Fine Gum SP-IO 0,69
Fine Gum SP-150 0,62
Fine Gum NB-10D 0,60
Fine Gum HE-600 1,41
Fine Gum SH-50 1,50
Kontrollprobe
250 400 850 1000 750 400 500 250 ίΟΟ 5.00
300 600 450 450 250
5,0 5,0 1,0 1,7 5,0 5,0 2,5 5,0 5,0 5,0 5,0
3,3 5,0 5,0 5,0 0,3-0,4
0,3-0,4
0,1-0,2
0,3-0,4
0,1-0,2
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,1-0,2
0,3-0,4
0,1-0,2
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
0,3-0,4
18(XK
36(XK
360(K
36(XK
180(K
720
360(K
36OCK
9(XK
12(XK
9(XK
Der Zeitraum, für weichen die Verbesserung der Wasserfestigkeit des Rauchmaterials gemäßen erfindungsgemäßen
Verfahren hält, reicht über 2 bis 6 Monate. Je niedriger die Temperatur des Erhitzurigsverfahrens
ist (innerhalb des genannten Bereichs von 110-240°C), um so langer ist der Zeitraum der
Verbesserung der Wasserfestigkeit (innerhalb dieses Bereichs von 2—6 Monaten). Die folgende Tabelle 2
zeigt die Werte für die Wasserfestigkeit für das erfindungsgemäß wärmebehandelte Rauchmaterial,
wenn dieses Material 14 Wochen gelagert wird, wobei die Prozedur dieses Lagerungstestes wie folgt war:
Das in gleicher Weise wie in Beispiel 4 (folgt) hergestellte herkömmliche Rauchmaterial wird
Minuten auf 180° C erhitzt, um seinen Feuchtegehalt auf
0,8% zu reduzieren; nachdem der Feuchtegehalt auf etwa 7% eingestellt ist, wird dieses Material an der
Atmosphäre mit einer Temperatur von 20° C und Feuchtigkeit von 60% belassen, während die Wasserfestigkeit
des Materials in Intervallen von 1 Woche ermittelt wird. Die Ermittlung der Wasserfestigkeit wird
nach dem bereits beschriebenen Gewicht-Schnitt-Verfahren und nach dem Schüttelbrechverfahren durchgeführt,
in welchem die Wasserfestigkeit durch die Zeit (Mittel aus 5 Probetests) ausgedrückt wird, bis ein
kreisrundes Fragment von 3 cm Durchmesser, das aus der Probe hergestellt wird und in Wasser von 300C
taucht, bricht, während es periodisch jeweils 5 Sekunden pro Minute mit einer Amplitude von 2 cm und 1 Hz
geschüttelt wird.
0-456789
10
12
13
Kontrolle
(herkömmliches
Gewicht-Schnitt-Methode
Schüttel-Bruch-Methode
über 25 14 7 6 6 3 91 27 7 2 Sek.
60 Min. Min. Min. Min. Min. Min. Sek. Sek. Sek.
Min.
über 30 Min.
19 9 4 1,5 Min. Min. Min. Min.
Die Verbesserung der Wasserfestigkeit des Rauchmaterials, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
wärmebehandelt wurde, bleibt — wie bereits erwähnt — etwa 2 bis 6 Monate erhalten, wenngleich das
Rauchmaterial im allgemeinen nach Zubereitung entweder sofort oder innerhalb einer kurzen Zeitspanne dem
Blending mit anderem Tabakmaterial und folgend der Herstellung von Rauchprodukten wie Zigaretten oder
Pfeifentabaken unterzogen wird. Demzufolge können, wenn das erfindungsgemäß wärmebehandelte Rauchmaterial dieser Herstellung von Rauchprodukten
zugeführt wird, die Operationen glatt ohne Materialverlust, selbst im Humidifizierungsschritt und der bereits
erwähnten Schritte, ausgeführt werden.
Obwohl der Feuchlegehalt dieser wärmebehandelten Rauchmasse bald auf den Gleichgewichtswert zurückkehrt, wenn es an der Atmosphäre lagen, wird es
bevorzugt, den Feuchtegehalt des Materials positiv auf desi Gleichgewichtswert durch Feuchtung unmittelbar
nach Wärmebehandlung zu bringen. Bei Herstellung von Rauchprodukten unter Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Rauchmaterialien ist die
Anwendung der folgenden Reihenfolge erwünscht:
— Wärmebehandeln — Feuchten -» Schneiden
— Stutzen— Blending-· Rauchprodukte
oder
herkömmliches Rauchmaterial -► Trocknen
— Schneiden — Stutzen (Tip)
— Wärmebehandeln— Feuchten— Blending
— Rauchprodukte.
Das erfindungsgemäß wärmebehandelte und feuchtigkeitskonditionierte Rauchmaterial ist gleichwertig
dem herkömmlichen Rauchmaterial, das nicht wärmebehandelt worden ist, soweit die anderen physikalischen
Eigenschaften als Wasserfestigkeit, zum Beispiel Brechfestigkeit und Füllkapazität, und organoleptischen
Eigenschaften in Betracht gezogen werden.
Außerdem weist die Zusammensetzung der Rauchbestandteile, die durch Rauchen der Zigarette aus dem
erfindungsgemäß wärmebehandelten Rauchmaterial erzeugt werden, wenig Unterschiede zu derjenigen von
Rauchbestandteilen auf, die aus herkömmlichem Rauchmaterial erzeugt werden. Tabelle 3 zeigt die ermittelten
Mengen der Bestandteile, die im sogenannten Tabakhauptstromrauch enthalten und bisher als gesundheitsschädlich angesehen worden sind, wenn Zigaretten
geraucht werden, die entsprechend aus dem herkömmlichen Rauchmaterial (als Zigarette aus der Kontrollprobe bezeichnet) und aus dem wärmebehandelten
Rauchmaterial (als Zigarette aus der Probe der Erfindung) und zwar beide wie im folgenden Beispiel 4
hergestellt sind, wobei dieser Hauptstromrauch durch Rauchen der Zigarette in periodischer Folge von 2
Sekunden pro Minute (35 ml ein Zug) bis zur Stummellänge von 30 mm erzeugt wird.
Zigarette
gem. Kontrollprobe
Zigarette aus
Probe der
Erfindung
Zigarette | Zigarette aus | |
gem. Kon | Probe der | |
trollprobe | Erfindung | |
Teer, mg/Zig. | 4,3 | 4,4 |
Cyanid (als HCN), | 5,1 | 6,4 |
-.ig/Zig. | ||
Kohlenmonoxid, | 3,8 | 3,9 |
mg/Zig. | ||
Stickstoffoxid, | 18 | 11 |
Hg/Zig. | ||
Schwefelwasserstoff", | 96 | 75 |
:jLg/Zig. |
Ammoniak,
μg/Zig.
μg/Zig.
Benzo(a)pyren,
ίο ng/Zig.
8,3
13
8,2
Herkömmliches Rauchmaterial, das nach dem Verfahren der Erfindung wärmebehandelt werden soll, kann
is in üblicher Weise hergestellt werden. Die Menge des
hiermit abzumischenden CMC-Na als Bindematerial
beträgt, wenn Naturtabakmaterial als Hauptrohmaterial verwendet wird, 0,5-20,0% (bezogen auf das
gesamte Rohmaterial, einschließlich CMC-Na1 nach
folgend stets das gleiche), vorzugsweise 2- iö%,
während diese Menge erhöht wird, wenn andere Hauptrohmaterialien als Naturtabakmaterial verwendet werden. Insbesondere wenn anorganische Materialien als Hauptrohmaterial verwendet werden, liegen die
abzumischenden CMC-Na-Mengen bei 10-70%, vorzugsweise 15 — 50%.
Zur Herstellung von Rauchmaterial können auch andere Bindematerialien als CMC-Na zusammen mit
CMC —Na verwendet werden. Zu solchen anderen
Bindematerialien zählen Cellulosederivate wie Methylcellulose, Äthylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Methylhydroxyäthylcellulose und Äthylnydroxyäthylcellulose; Stärkederivate wie Methylstärke, Äthylstärke,
Hydroxyäthylstärke und Carboxymethylstärke, Dex
trän; Gummiharze wie Tragacanth-Gummi, Johannis
brotbaum-Gummi, Guargumme und Gummi arabicum, Alginatsäuren, Pektine und deren Salze und Polyvinylalkohol.
Außerdem können gemäß einer bevorzugten Ausge
staltung der Erfindung verschiedene Zusätze, die bisher
im allgemeinen zur Herstellung des herkömmlichen Rauchmaterials verwendet wurden, eingesetzt werden.
Zum Beispiel können verwendet werden die Feuchtmachungsmittel, einschließlich Glycerin, Sorbitol und
Glykole wie Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol,Tetraäthylenglykol, Propylenglykol und Butylenglykol; die Brennregulatoren, einschließlich Tonerde,
anorganische Salze wie Kaliumsalze (Kaliumnitrat, Kaliumphosphat, Kaliumcarbonat und dergl.), Ammoni-
umsalze und Calciumsalze. Als Verstärkungsmittel
können verwendet werden Pulpe, Glasfaser, KieselpH Kieselgur, Asbest oder Bentonit und als Geschmacksmittel werden verwendet Süßholzextrakt, Kakao-,
Tonkabohnen oder Fruchtextrakt Neben den oben
genannten können zur Verbesserung des Geschmacks
der aus den Rauchmaterialien hergestellten Rauchprodukte zugesetzt werden: Saccharide (Sucrose, Invertzucker, Glucose, Fructose, Lactose, Maltose und dergL),
organische Säuren (Äpfelsäure, Citronensäure, Wein-
säure, Essigsäure, Milchsäure und dergL), "Salze dieser
Säuren oder von Aminosäuren.
Einige der obenerwähnten Zusätze, insbesondere der
Duftstoffe und organischen Säuren können durch die Wärmebehandlung des Rauchmaterial verdampft oder
zersetzt werden. Diese Zusätze können jedoch dem Material zugegeben werden, nachdem das letztere nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelt v/orden ist.
80 Teile Tabakfeinteile, hergestellt durch Pulverisieren des Tabakblatts von Nicotiana tabacum var.
matsukawa bis zu einer Größe von 150 mesh und darunter, werden gemischt mit 20 Teilen Pulpe, 3 Teilen
CMC-Na mit einem D.S. von 0,7 und D. P. von 400, 1 Ti'..r Tabakextrakt, 0,5 Teilen hochwertigem Tangextrakt,
0,3 Teile Johannisbrotextrakt, 10 Teilen Propylenglykol und etwa 70 Teilen Wasser; nach Verkneten
wird das erhaltene Gemisch ausgebreitet durch Führen
zwischen zwei Walzen mit einer Oberflächentemperatur von 400C, um einen blattförmigen rekonstituierten
Tabak von 0,15 mm Dicke zu erhalten, der dann in einem Trockner vom Infrarotstrahlen-Tunnel-Typ getrocknet
wird, um den Feuchtegehalt desselben auf etwa 10% (nachfolgend Kontrollprobe genannt) herabzusetzen.
Ein Teil der Kontrollprobe wird weiter auf 170°C 20 Minuten erhitzt unter Verwendung eines Heißiuittrockners,
um den Feuchtegehalt auf 0,8% zu senken (nachfolgend Probe der Erfindung genannt).
Die Temperatur des Erhitzungsverfahrens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unter Verwendung
eines Kupfer-Konstantan-Thermoelements von etwa 0,5 mm Durchmesser gemessen, das zwischen zwei
Probenfragmente einer Größe von etwa je 2 cm χ 2 cm gesetzt und mit Klebstoff verbunden wurde; ein solches
Thermoelement wurde des weiteren in etwa die Mitte der zu erhitzenden Probe gesetzt.
Die Probe der Erfindung und Kontrollprobe werden h-uchtigkeitskonditioniert, indem sie an der Atmosphäre
mit einer Temperatur von 200C und einer Feuchtigkeit von 60% 3 Tage lang gehalten und dann
entsprechend der Ermittlung der Wasserfestigkeit unter Anwendung der bereits erwähnten Schüttel-Bruch-Methode
unterzogen wurden. Tabelle 4 zeigt die Testergehnisse.
Tabelle 4 |
Dicke
(mm) |
Wasserfestigkeit
(Min.) |
0,15 0,145 |
1,5 13,2 |
|
Kontrollprobe Probe der Erfindung Tabelle 6 |
||
Bruchfestigkeit und Füllkapazität dieser Probe wurden ebenfalls bestimmt, die Ergebnisse finden sich in
Tabelle 5.
Die Prozeduren der obigen Tests .waren wie folgt: j Etwa 10 g an rundem Fragment von 3 cm Durchmesser,
das aus der Probe geschnitten worden war, wurden durch den Bruchfestigkeitslester eins nach dem anderen
geschickt, die Probeteilchen, die den Bruchfestigkeitstester passierten, wurden 5 Minuten durch ein Sieb von
in 14 mesh in einer Siebmaschine des Ro-tap-Typs gesiebt.
Die Bruchfestigkeit ergibt sich als Gewichtsverhältnis der Probeteilchen, die im Sieb verblieben, zur Summe
dieser verbliebenen Probeteilchen plus der durchgelassenen Probeteilchen. Die Füllkapazität, die sich auf das
Gewicht an zerkleinertem Tabak, das in eine Zigarette einwickelbar ist, bezieht, wobei die Zigarette ein
Volumen von 3,135 cm3 hat (g/Zigarette) wird berechnet aus der Schüttdichte (g/cm3), die man mißt, wenn 15 g
zerkleinertem Tabak einer Dimension von 10 mm
:ό Länge und 0,8 mm Breite, geschnitten von der Probe, in
den Füllkapazitätstester gesetzt und nachfolgend diese unter einem Kompressionsdruck von 250 g/cm2 gepreßt
werden.
25 Tabelle 5 | Kontrollprobe Probe der Erfindung |
Bruchfestig
keit (%) |
Füllkapazität
(g/Zigarette) |
JO | 91 89 |
1,02 0,99 |
|
Des weiteren zeigt Tabelle 6 die Ergebnisse von Geschmackstests der Zigaretten, die entsprechend aus
der Kontrollprobe und der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelten Probe hergestellt
waren. Die Testprozeduren waren folgende: Zerkleinerter Tabak, in ähnlicher Weise wie der zur Bestimmung
der Füllkapazität hergestellt, wurde zu einer Zigarette von 7 cm Länge und 2,5 cm Peripherie (ohne Filterspitze)
gewickelt; Aroma, Geschmack und Milde dieser Zigaretten beim Rauchen wurden durch eine Gruppe,
bestehend aus 10 Personen bewertet, unter Anwendung des Paartestverfahrens. Die in Tabelle 6 enthaltenen
Zahlen stellen die Summe aus zweifachen Tests dar.
Aroma
Geschmack
Milde
Zahl der Personen, die die Zigarette nach der
Kontrollprobe lobten
Kontrollprobe lobten
Zahl der Personen, die die Zigarette nach der
Probe der Erf. lobten
Probe der Erf. lobten
Zahl der Personen, die keinen Unterschied zw.
beiden Zigaretten fanden
beiden Zigaretten fanden
15
14
Die Ergebnisse der Tabelle 4 — 6 zeigen, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelte
rekonstituierte Tabak dem herkömmlichen rekonstituierten Tabak hinsichtlich der Wasserfestigkeit bedeutend
überlegen und bezüglich der physikalischen Eigenschaften, ausgenommen die Wasserfestigkeit, wie
Bruchfestigkeit und Füllkapazität und auch der organoleptischen Eigenschaften gleichwertig ist
- Beispiel 2
4 Teile einer 50%igen Glyoxallösung (wäßrig) werden femer zu den gleichen Rohmaterialien des rekonstituierten
Tabaks wie denen in Beispiel 1 gegeben; der rekonstituierte Tabak wird nach gleichen Arbeitsweisen
wie in Beispiel 1 (d. h. Kontrollprobe) hergestellt.
Unter Verwendung der obigen Kontrollprobe und des in gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellten und
wärmebehandelten Tabaks (d. h. Probe der Erfindung) werden Wasserfestigkeit, Bruchfestigkeit und Füllkapazität
ermittelt und die organoleptischen Eigenschaften bewertet, jeweils wie in Beispiel 1 beschrieben. Die
Testergebnisse sind in den Tabelle 7 — 9 zusammengefaßt.
Dicke
(mm)
(mm)
Wasserfestiglceit (Min.)
Kontrollprobe 0,14 10,2
Probe der Erfindung 0,14 12,3
Bruchfestigkeit
Füllkapazität
(g/Zig.)
Kontrollprobe
Probe der Erfindung 1,03
0,98
0,98
Geschmack
Milde
Zahl der Personen, die die Zigarette aus Kontrollprobe lobten
Zahl der Personen, die die Zigarette aus Probe der Erfindung lobten
Zahl der Personen, die keinen Unterschied zwischen beiden Zigaretten fanden
Die Ergebnisse der Tabelle 7—9 zeigen, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelte
rekonstituierte Tabak gegenüber dem rekonstituierten Tabak überlegen ist; insbesondere ist die Wasserfestigkeit
verbessert, wenn man Glyoxal als Vernetzungsmitte! zusammen mit CMC —Na als Binder verwendet. Eine
Verbesserung in Wasserfestigkeit und organoleptischen Eigenschaften liegt vor, obwohl beide Tabake hinsieht-Hch
der physikalischen Eigenschaften, ausgenommen die Wasserfestigkeit, wie Bruchfestigkeit und Füllkapazität,
gleichwertig sind.
60 Teile Cellulose werden mit einer 6%igen wäßrigen Lösung von Ammoniumsulfamat getränkt und auf eine
Temperatur von 2000C etwa 3 Stunden in einem elektrischen Ofen erhitzt Es werden 20 Teile CMC - Na
mit einem D. S. von 0,5 und D. P. von 400, 25 Teile Magnesiumcarbonat, 20 Teile Calciumcarbonat, 5 Teile
Glycerin und etwa 300 Teile Wasser zugesetzt, um das Ganze in den Zustand einer Aufschlämmung zu bringen.
Die Aufschlämmung wird auf einer Stahlplatte zu einer Dicke von etwa 0,5 mm verteilt und dann bei einer
Temperatur von 1000C in einem Heißlufttrockner getrocknet, um den Feuchtegehalt auf etwa 8%
herabzusetzen; das verteilte Material wird von der Stahlplatte abgezogen, um den herkömmlicher. Tabakersatz
zu erhalten (d. h. Kontrollprobe). Ein Teil der
12
Kontrollprobe wird weiter auf 1800C 10 Minuten in dem
Heißlufttrockner erhitzt, um den Feuchtegehalt auf 0,5% herabzusetzen (d. h. Probe der Erfindung).
Die Probe der Erfindung und Kontrollprobe werden nach Feuchtigkeitskonditionierung den Tests auf Wasserfestigkeit,
Bruchfestigkeit, Füllkapazität und organoleptische Eigenschaften unterworfen; die Ergebnisse der
Tests finden sich in den Tabellen 10-12.
45
50
Dicke | Wasserfestigkeit | |
(mm) | (Min.) | |
Kontrollprobe Probe der Erfindung |
0,11 0,10 |
3,2 26,3 |
Tabelle 11 | ||
Bruchfestig
keit |
Füllkapazität | |
(%) | (g/Zig.). |
Kontrollprobe 92
Probe der Erfindung 91
0,75 0,72
Geschmack
Milde
Zahl der Personen, die die Zigarette der Kontrollprobe lobten
Fortsetzung
Aroma
Geschmack
Milde
Zahl der Personen, die die Zigarette der Probe
der Erfindung lobten
der Erfindung lobten
Zahl der Personen, die keinen Unterschied zwischen beiden Zigaretten fanden
1
19
19
3
16
16
2 16
Aus den Ergebnissen der Tabelle 10—12 geht hervor,
daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wärmebehandelte Tabakersatz dem herkömmlichen
Tabakersatz bedeutend überlegen war hinsichtlich der
Wasserfestigkeit und beide Tabakersatzmaterialieii hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften, ausgenommen
die Wasserfestigkeit, wie Bruchfestigkeit und Füllkapazität, und auch der organoleptischen Eigenschaften
gleichwertig waren. ;s
30 Teile Dolomitpulver (Abmessung 200 mesh und darunter), 25 Teile Kieselgurpulver (3— 15 μ Durchmesser),
30 Teile einer Na-CMC mit einem D. S. von 0,48 und D. P. von 400,1 Teil aktivierter Kohlenstoff, 7 Teile
Glycerin und etwa 270 Teile Wasser wurden unter Bildung einer Aufschlämmung gemischt. Diese Aufschlämmung
wird auf einer Stahlplatte zu einer Dicke von etwa 0,5 mm verteil*, danach bei 800C in einem
Heißlufttrockner getrocknet, um den Feuchtegehalt auf etwa 9% herabzusetzen; das verteilte Material wird von
der Stahlplatte abgezogen, um einen Tabakersatz zu erhalten (d. h. Kontrollprobe). Ein Teil der Kontrollprobe
wird weiter auf 200°C 10 Minuten lang in dem Heißlufttrockner erhitzt, um den Feuchtegehalt auf
0,9% zu reduzieren (d. h. Probe der Erfindung).
Die Probe der Erfindung und Kontrollprobe werden nach Feuchtigkeitskonditionierung den Tests auf Wasserfestigkeit,
Bruchfestigkeit, Füllkapazität und organoleptische Eigenschaften unterworfen; die Testergebnisse
finden sich in Tabelle !3 bis 15.
Dicke | Wasscrfesligkeit | |
(mm) | (Min.) | |
Kontrollprobe Probe der Erfindung |
0,12 0.12 |
1,5 32.3 |
Tabelle 14 | ||
Bruchfestig
keit |
Füllkapazität | |
(%) | (g/Zig.) |
Kontrollprobe 82
Probe der Erfindung 84
1,07 1,04
Geschmack
Milde
Zahl der Personen, die die Zigarette ; us
Kontrollprobe lobten
Kontrollprobe lobten
Zahl der Personen, die die Zigarette s js Probe
der Erfindung lobten
der Erfindung lobten
Zahl der Personen, die keinen Unterschied zwischen beiden Zigaretten fanden
1 | 0 | 2 |
1 | 3 | 1 |
18 | 17 | 17 |
Aus den Ergebnissen der Tabelle 13—15 geht hervor, daß der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
wärmebehandelte Tabakersatz dem herkömmlichen Tabakersatz in der Wasserfestigkeit überlegen ist und
beide Tabakersatzmaterialien gleichwertig sind in ac. physikalischen Eigenschaften, ausgenommen die Wasse.-festigkeit,
wie Bruchfestigkeit und Füllkapazität und auch in den organoleptischen Eigenschaften.
Claims (1)
- Patentansprüche:I. Verfahren zur Behandlung von Rauchmaterial zwecks Verbesserung seiner Wasserfestigkeit, wobei Naturtabakmaterial und/oder verbrennbares und gesundheitsunschädliches organisches oder anorganisches Material mit Natriumcarboxymethylcellulose abgemischt wird, das Gemisch zu blatt- oder stabartigen Formen ausgeformt, wärmebehandelt, um ein übliches Rauchmaterial herzustellen, und der Feuchtegehalt des wärmebehandelten Rauchmaterials auf den Gleichgewichtswert eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchmaterial auf eine Temperatur von 110 bis 2400C erhitzt und sein Feuchtegehalt dabei auf 1% oder darunter herabgesetzt wird.Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wärmebehandlungszeit von 120 bis 5 Minuten angewendet wird.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchmaterial nach Schneiden zu Endstückformen wärmebehandelt wird.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumcarboxymethylcellulose mit einem Polymerisationsgrad von 200 bis 1000 und einem Grad an Äthergruppensubstitution unter 1,0 verwendet wird.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Natriumcarboxymethylcellulose zusammen mit weiteren Bindematerialien verwendet wird.
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