DE2760171C2

DE2760171C2 - Rauchbares Tabakprodukt

Info

Publication number: DE2760171C2
Application number: DE2760171A
Authority: DE
Inventors: Earl E. Louisville Ky. Kohnhorst
Original assignee: Brown and Williamson Tobacco Corp
Current assignee: Brown and Williamson Holdings Inc
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1977-04-19
Publication date: 1986-04-30
Also published as: AU506295B2; FR2348659A1; GB1568629A; JPS5932110B2; JPS52137000A; AU2305977A; CA1059859A; FR2348659B1; US4074722A; BR7702489A; DE2717182C2; DE2717182A1; BE853418A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein rauchbares Tabakprodukt aus zwei unterschiedlich zerkleinerten Teilmen-

Bei den meisten Produktionsverfahren wird in der Regel eine vollständige Verwendung des Rohmaterials angestrebt In der Tabakindustrie verhält sich dies im Hinblick auf die hohen Kosten des Rohtabaks nicht anders. In den Verfahren zur Herstellung rauchbarer Tabakprodukte, d. h. Zigaretten, bilden das primäre Tabakblattdreschen und Streifenschneiden zwei einheitliche Operationen, bei denen wesentliche Verringerungen der Tabakteilchengröße auftreten. Gleichzeitig mit diesen Behandlungen zur Größenverringerung fallen wesentliche Mengen an Tabakkleinteilen an, die entweder verworfen oder unter beträchtlichen Kosten rekonstruiert werden.

Beim Herstellen von Tabakerzeugnissen wird der Rohtabak gedroschen und in Form von grob zerkleinertem Tabak oder groben Tabakstreifen oder Mengenstreifentabak gelagert Diese groben Tabakstreifen werden dann zur Verringerung ihrer Abmessungen zum Zwecke der Weiterbehandlung in Tabakproduktherstellungs- oder Tabakproduktformmaschinen in herkömmlicher Weise geschnitten. Ein wesentlicher Anteil dieses grobstreifigen Tabaks weist jedoch bereits nach dem Dreschen hinlänglich kleine Abmessungen und Form zur Weiterverarbeitung in Zigarettenherstellungsmaschinen auf. Ein weiteres Schneiden dieses Teils des grob zerkleinerten Tabaks führt lediglich zur Bildung zusätzlicher unerwünschter Tabakkleinteilchen und von Tabakstaub.

Jegliche Bestrebungen zur Änderung oder Modifizierung des Herstellungsverfahrens im Hinblick auf eine Verringerung des Anteils der Tabakkleinteile und von Tabakstab, welche, wie erwähnt, zwangsläufig während des Tabakschneidevorgangs und anderer einzelner Herstellungsvorgänge anfallen, können die physikalischen und chemischen Eigenschaften der sich einstellenden rauchbaren Tabakprodukte nicht außer Betracht lassen, im Gegenteil, diese sollten eigentlich verbessert werden. Die Aufnahme des rauchbaren Endproduktes durch die Tabakindustrie und die Verbraucher hängt von diesen physikalischen und chemischen Eigenschaften ab. Beispielsweise sind Produktkenngrößen, wie Festigkeit, lockere und/oder weiche Enden (Endenstabilität), Anteil von kleinen Tabakteilchen und Kleinteilchen, Nikotin, Teer, usw. im Produkt, Kohlezurückhaltung, Dichte, Druckabfall, Anzahl der Züge und anderer Charakteristika, überaus wichtig im Hinblick auf die Aufnahme und Verkäuflichkeit des Tabakproduktes. Somit müssen Anstrengungen unternommen werden, um eine bessere Verwendbarkeit des Tabakrohmaterials, ggf. durch Änderung des Herstellungsverfahrens, und gleichzeitig ein akzeptierbares sowie verbessertes rauchbares Tabakendprodukt zu erhalten.

Bisher hat man im Grundsätzlichen über die Auswirkurgen der Abmessungen und der Form von geschnittenen oder geschnitzelten Tabakteilchen auf die Herstellungsverfahren sowie das Tabakendprodukt diskutiert, vgL US-PS 31 38 163. Die Wichtigkeit von Abmessung und Form der Tabakteilchen und der Mischung oder des Zusammenführen von Tabakteilchen unterschiedlicher geometrischer Klassifikation bezüglich des rauchbaren Tabakendproduktes, insbesondere in Verbindung mit der Beibehaltung sowie Verbesserung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Produktes, wurde bisher aber weder erkannt noch gewürdigt Gleiches gilt für den Gegenstand der US-PS 3219 042 in der ein Verfahren zur Tabakbehandlung vor der Zigarettenherstel lung beschrieben ist Es werden unbehandelte Tabakblätter geschnitten und im Hinblick auf eine möglichst vollständige Verwendung des gesamten Schneidgutes die Stengelteile von den Blatteilen getrennt Die Stengelteile werden sodann flachgepreßt, worauf diese flachen Teile zusätzlich geschnitten und den ebenfalls geschnitten vorliegenden Blatteilen zugemischt werden. Es soll eine möglichst rückstandsfreie Verarbeitung der Tabakblätter erzielt werden. Die ausgewalzten Stengelteile werden auf die gleichen Abmessungen zugeschnitten wie die Blatteile.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Tabakprodukt zu schaffen, welches hinsichtlich seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften gegenüber bisher bekannten Tabakprodukten verbessert ist, aber eine Einsparung von geschnittenem Tabak ermöglicht Das angestrebte Tabakprodukt soll verbesserte Festigkeit

Endenstabilität und Kohlerückhaltung ohne zusätzlichen Druckabfall und Benachteiligung der Rauchqualität aufweisen.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die eine Teilmenge geschnittener Tabak ist UEd die andere Teflmenge ungeschnittener gedroschener Tabak mit einer Teilchengröße, deren kurze Seite nicht langer als 12J mm ist, wobei die Form der Teilchen derart ist, daß das mittlere Verhältnis von Fläche zum Umfang im Quadrat etwa 0,049 beträgt und daß der ungeschnhtene gedroschene Tabak mit nicht weniger als 2 Gew.-% bezogen auf den Gesamttabakgehalt is dem Produkt vorhanden ist

Es hat sich, wie im folgenden noch dargelegt wird, überraschenderweise gezeigt, daß ein Tabakprodukt mit den erfindungsgemäßen Merkmalen die angestrebten Qualitätsverbesserungen hinsichtlich der physikalischen und chemischen Eigenschaften, Festigkeit, Endenstabilität und Kohlerückhaltung ohne zusätzlichen Druckabfall und Beeinträchtigung der Rauchqualitäten aufweist Zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Zigarette wird darüber hinau" ".och eine geringere Tabakmenge als bisher benötigt

Der im Verlauf der Beschreibung und der Patentansprüche verwendete Ausdruck »ungeschnittener gedroschener Tabak« nimmt somit Bezug auf Partikel oder Teilchen von gedroschenem Tabak, die durch spezifische Größe, Form und/oder Verteilung charakterisiert werden. Unter »grobem Tabak« ist solcher Tabak zu verstehen, der durch Dreschen von Rohtabak entsteht Er wird im vorliegenden Zusammenhang auch als »grob zerkleinerter Tabak« bezeichnet

Das erfindungsgemäße Tabakprodukt weist gegenüber herkömmlichen Zigaretten eine geringere Menge an TabakkJeinteilchen auf, hierdurch wird eine Verringerung der insgesamt zur Herstellung des Tabakprodukts erforderlichen Tabakmenge erreicht Die erfindungsgemäße Zigarette weist gegenüber herkömmlichen Tabak- 2<t produkten keine nachteilige Beeinflussung des Druckabfalls und der Rauchabgabe auf. Der Evüwert des Anteils an schmalstreifigem Tabak im erfindiuw*sgeniäßen Tabakprodukt ist derart, daß das Tabakeidprodukt die erwähnten verbesserten Eigenschaften aufweist

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Patentansprüchen sowie anhand der schematischen Zeichnung, die eine typische Teilchengrößenverteilung ungeschnittener gedroschener und geschnittener Tabakteilchen ^emäß der Erfindung wiedergibt

In der DE-PS 27 17 182 ist ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Tabakproduktes ausgehend von durch Dreschen von Rohtabak erzeugtem, zerkleinertem Tabak beschrieben. Der ungeschnittene gedroschene Tabak kann beispielsweise dadurch gewonnen werden, daß er aus dem grob zerkleinerten Tabak abgetrennt wird, worauf dann die Restmenge des grob zerkleinerten Tabaks geschnitten und zur Herstellung des Tabakproduktes sodann mit dem ungeschnittenen gedroschenen Tabak wieder zusammengeführt wird. Bei dem geschnittenen Tabak im Sinne der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Tabak, welcher nach dem Dreschen und Abtrennen von Kleinteilen geschnitten wird

Beim Schneiden von grobem Tabak in einer Schneidemaschine mit beispielsweise 1,18 Schnitten pro nun erhält man noch kleinere Teilchen und KleinteUe, die wenig oder überhaupt nicht zur Qualität der Zigarette beitragen. Deshalb verringert ein Abtrennen von kleinteiligem Tabak vom groben Tabak vor dem Schneiden und Herumführen des kieinteiiigen Tabaks um die Schneidestufe die im Tabakendprodukt enthaltenen Kleinteile. Ungeschnittener gedroschener Tabak hat einen größeren Füllwert als geschnittener Tabak, wie dies unten in den Einzelheiten beschrieben werden wird. Dementsprechend füllt und festigt mit geschnittenem Tabajc vermischter ungeschnittener gedroschener Tabak das rauchbare Endprodukt stärker als dies geschnittener Tabak tut Im Ergebnis ist somit weniger Tabak zur Erreichung von mit herkömmlichen Zigaretten hinsichtlich physikalischer und chemischer Eigenschaften vergleichbarer Zigaretten erforderlich.

Infolge der unerwarteten Steigerung der Füllkraft des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks wird ein verbessertes rauchbares Tabakprodukt gemäß der Erfindung durch einfaches Zufügen von ungeschnitteiKm gedroschenem, kleinteiligem Tabak zu geschnittenem Tabak erreicht

Die verbesserten physikalischen und chemischen Eigenschaften des rauchbaren Tabakproduktes hängen grundsätzlich von den physikalischen und chemischen Charakteristika des Tabaks selbst ab. Insbesondere werden diese verbesserten Eigenschaften durch Zugabe von Tabakpartikeln solcher Abmessungen zum geschnittenen Tabak erhalten, bei denen die kurze Dimension nicht größer als etwa 12,7 mm ist Vorzugsweise weisen die ungeschpittenen gedroschener. Teile jedoch eine kurze Dimension von nicht mehr als etwa 93 mm so auf, und sie werden vom groben Tabak durch Sieben mittels eines Siebes entsprechender Maschenweite (24> Mesh) abgetrennt Weiterhin wurde gefunden, daß die verbesserten Eigenschaften durch Beigabe solchen ungeschnittenen gedroschenen Tabaks erhalten werden, der aus Partikeln einer arithmetischen gemittelten Größe von wenigstens 133 mm und einer geometrisch gen ittslten Größe von wenigstens 1,74 mm besteht Darüber hinars ist die Dichte des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks im wesentlichen gleich der von geschnittenem Tabak, und sie beträgt wenigstens 0,6603 Gramm pro Kubikzentimeter.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Größe der entnommenen Partikel der wesentliche Faktor ist und nicht das Verfahren oder die Vorrichtung, die zur Aussonderung oder Separiertnig der ungeschnittenen gedroschenen Partikel von den größeren Partikeln verwendet wird.

In der Figur sind repräsentative Partikelgrößen-Verteilungskurven für ungeschnittene gedroschene Tabakpartikel sowie geschnittene Tabakpartikel gezeigt; die geschrittenen Tabakpartike! wurden durch das Schnei- || den des »Restes« erhalten.

iV^; Es ergibt sich, daß die Verteilungskurve für herkömmlich geschnittene Tabakteile nach links verschoben oder

?| abgeschrägt ist. Somit dominieren kleinere Teilchengrößen, und die Verteilung der geschnittenen Tabakpartikel

f * erbringt eine typische normal-logarithmische Kurve. Im Gegensatz dazu ist die Verteilungskurve der Teilchen

λ ungeschnittener, gedroschenen Tabaks eine im wesentlichen symmetrische, glockenförmige Kurve. Die Teil-

;:, chengrößenverteilung ungeschnittenen gedroschenen Tabaks ist somit in unerwarteter Weise etwa normal.

$ Ungeschnittener gedroschener Tabak wird nach seiner Form klassifiziert. Hierzu wird ein Formfaktor (A/P¹)

gewählt, bei dem A die Fläche des im wesentlichen planen Partikels und P sein Umfang ist. Die folgende Tabelle 1 gibt einen Vergleich der Verteilung des Formfaktors (A/P) für ungeschnittenen gedroschenen und geschnittenen Tabak im Hinblick auf deren mittleren Formfaktor, Standardabweichung, Abschrägung und Kurtosis wieder. 5

Tabelle I

ungeschnittener geschnittener Tabak

gedroschener Tabak (1,18 Schnitte/mm)

mittlerer Formfaktor (A/P¹) 0,049 0,034

Standardabweichung 0,012 0,015 Abschrägung —0,95 0,08

Kurtosis 4,07 2,35

Wie sich aus Tabelle I ergibt, weist ungeschnittener gedroschener Tabak im Unterschied zu geschnittenem Tabak einen mittleren Formfaktor (A/P¹) von wenigstens 0,049 auf. Auch kann von den Mittelwerten (A/P¹) nach Tabelle I die Form des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks als Rechtecke mit Seiten a und 038a angenähert werden, während geschnittene Tabakteilchen als Rechtecke mit Seiten a und 0.19a erscheinen. Die Standardab weichung nach Tabelle I verdeutlicht, daß die meisten ungeschnittenen gedroschenen Tabakteilchen als Recht ecke mit Seiten von a und 0,22a bis a und 0,73a erscheinen. Die meisten geschnittenen Tabakteilchen erscheinen jedoch demgegenüber in einem Bereich von a und 0,09a bis a und 0,37a. Der Abschrägungswert der Formfaktorverteilung ungeschnittener gedroschener Tabakteile aus Tabelle I zeigt, daß die (AZP¹YWerte solcher Partikel nach Rechtecken mit Seiten a und 037a und größer verschoben werden. Andererseits zeigt der Abschrägungs wert des geschnittenen Tabaks eine symmetrische Verteilung des Formfaktors (A/P) um den mittleren Form faktor.

Aus den Kurtosiswerten geht hervor, daß die Formfaktorea des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks und folglich die Formverteilung dieser Partikel wahrscheinlich in ersem engen Bereich von Werten zu finden sind, während die Formfaktoren des geschnittenen Tabaks und folglich die Formverteilung seiner Teilchen über einen weiten Bereich von Werten verstreut sind.

Die unten stehende Tabelle II gibt Bereiche des Formfaktors sowohl von geschnittenem als auch ungeschnittenem gedroschenem Tabak wieder.

Tabelle W(AZP)-Formfaktorbereiche

geschnittener Tabak ungeschnittener

gedroschener Tabak

0,019-0,049 0,037-0,065

Diese Bereiche wurden mit Werten der Tabelle I berechnet, und 70 bis 80% der Partikel des ungeschnittenen

gedroschenen Tabaks und des geschnittenen Tabaks sind in den angegebenen Bereichen zu finden. Es sei darauf hingewiesen, daß der Formfaktor für geschnittenen Tabak am hohen Ende seines Bereiches einen Wert von 0,049 aufweist und daß dieser Wert identisch dem mittleren Formfaktor für ungeschnittenen gedroschenen

Tabak nach Tabelle I entspricht.

Im folgenden werden nunmehr die physikalischen und chemischen Eigenschaften von erfindungsgemäßen Tabakprodukten beschrieben. Die Proben ungeschnittener gedroschener Streifen nach der unten stehenden Tabelle III wurden oben beschrieben. In der Regel wurde grobstreifiger Tabak, wie er bei herkömmlichen Herstellungsverfahren verwendet wird, durch Sieben separiert Der ungeschnittene gedroschene Tabak wurde so beim Oberleiten des Materials über Siebe entfernt Der »Rest« des Siebvorganges wurde dann längs einer Bahn befördert un4 in herkömmlicher Weise durch die Schneidemaschine geführt Sodann wurde der ungeschr ittene gedroschene Tabak mit dem geschnittenen Tabak vermischt oder diesem zugegeben. Anschließend wurden Zigaretten hergestellt Verfahrensparameter wurden durch Ändern der Siebkennlinien variiert, d. h. die Abmessungen des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks wurden geändert Das Herstellungsverfahren wurde durch Einsatz zweier verschiedener Typen der Sundardmaschinen variiert Gleichzeitig wurden mit den Testproben Kontrollproben aus der gleichen Tabakcharge hergestellt

Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle HI wiedergegeben und zwar auf relativer Basis im Vergleich zu den Kontrollproben. Die dann folgenden Definitionen sind zur Erleichterung der Interpretation der Versuchsergebnisse aufgeführt

Tabelle III	Zigarettencode	B	C
Hauptverbesserungen in %')	Probe	7,26	9,27
Eigenschaft	A	(-3 Mesh)	(-2V₂ Mesh)
	5,46	6,7	7,3
	(-4 Mesh)	9,1	7.9
Maschenweite (mm)	3,1	16,7	25,0
	5,4	13,3	²)
an ungeschnittenem gedroschenem Tabak	19,4	18,2	10,9
Festigkeit	²)	20,0	-17.4³)
Endenstabilität	17,6	0	0
Kohlerückhaltevermögen	17,4	²)	0,8
% = 14 Mesh-Sieb (= 0,55 Drähte/mm)	0	0	0
% - 32 Mesh-Sieb (-1,26 Drähte/mm)	5,9	0	0
Tabaksektion-Druckabfall (TSPD)	0	0	0
TSPD-relative Standardabweichung	0
Züge	0
Teerabgabe
Nikotinabgabe
') bezüglich Kontrollproben.
²) keine Werte erhältlich.
³) offenbar Fehlmessung.

Tabaksektion-Druckabfall:

der Widerstand gegen Luftströmung in der Tabakstange, gemessen als Druckverlust in mm Wassersäule;

TSPD — relative Standardabweichung:

ein Maß des Bereichs der Druckabfallmessung im Vergleich zum Mittelwert;

Festigkeit:

das Vermögen der Zigarette, einer angelegten Druckkraft zu widerstehen;

Endenstabilität:

das Maß des Widerstands der Zigarette gegen die Bildung von leeren, lockeren oder weichen Enden;

Kohierückhaitungsvermögen:

das Vermögen der Zigarette ihre Kohle während einer bestimmten Versuchszeit zurückzuhalten.

Die Tabelle III zeigt Trends in den Eigenschaften der resultierenden Zigarettenproben im Hinblick auf die Größe oder die Menge des Materials. Die Ergebnisse der Festigkeitsprüfungen zeigen Verbesserungen bei allen drei Proben. Das beste Ergebnis zeigt die Probe B mit 9,1%. Der Größentrend zeigt, daß das Material entsprechend der bei Probe B verwendeten Maschenweite die optimale Größe des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks ist

Weiterhin wurde die Endenstabilität aller drei Proben verbessert Eine Maximalverbesserung von 25% wurde bei der Probe C erhalten. Der Tabaksektion-Druckabfall wurde durch den Zusatz von ungeschnittenem gedroschenem Tabak in die Zigarettenproben nicht nachteilig beeinflußt In einigen Fällen waren die Testproben im Druckabfall etwas geringer als die Kontrollproben; dies war statistisch jedoch nicht von Belang. Unerwarterwe' se war die relative Variabilität des Druckabfalls in den Testproben niedriger als in den Kontrollproben.

Aus Tabelle III ergibt sich, daß keine wesentlichen Änderungen in bezug auf die Züge oder die Rauchabgabe zwischen den Versuchs- sowie den Kontrollproben vorlagen. Infolgedessen beeinflußt die Zugabe von ungeschnittenem gedroschenem Tabak die Raucheigenschaften der Zigaretten nicht nachteilig trotz der vorgenommenen wesentlichen Änderungen der physikalischen Eigenschaften dieser Zigaretten. Darüber hinaus ist die chemische Zusammensetzung dieser Tabakpartikel praktisch gleich der des geschnittenen Tabaks.

Der Anteil des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks bezüglich dem Gesamttabak in der Zigarettenstange ist ein wesentlicher Faktor im Hinblick auf das verbesserte rauchbare Tabakprodukt gemäß der Erfindung. Kleinteiliger Tabak, der in seinen Abmessungen dem erfindungsgemäßen ungeschnittenen gedroschenen Tabak entspricht, tritt auch bei herkömmlichen Zigaretten auf; sein Anteil bezüglich des Gesamttabaks beträgt dort etwa 1,0 Gew.-%. Die Zugabe von kleinteiligem, ungeschnittenem gedroschenem Tabak wurde bisher als eo nachteilig für die Produktqualität angesehen. Es wurde jedoch gefunden, daß ein Anteil dieses Tabaks bezüglich des gesamten Tabaks zwischen 2 bis 25% die oben beschriebenen vorteilhaften Resultate erbringt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Rauchbares Tabakprodukt aus zwei unterschiedlich zerkleinerten Teilmengen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Teilmenge geschnittener Tabak ist und die andere Teilmenge ungeschnittener gedroschener Tabak mit einer Teilchengröße, deren kurze Seite nicht langer als 127 nun ist, wobei die Form der Teilchen derart ist, daß das mittlere Verhältnis von Fläche zum Umfang im Quadrat wenigstens etwa 0,049 beträgt, und daß der ungeschnittene gedroschene Tabak mit nicht weniger als 2 Gew.-% bezogen auf den Gesamttabakgehalt in dem Produkt vorhanden ist

2. Tabakprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen des angeschnittenen gedroschenen Tabaks eine arithmetisch gemhtelte Größe von wenigstens 133 mm aufweisen.

3. Tabakprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks eine geometrisch gemhtelte Größe von wenigstens 1,74 mm aufweisen.

4. Tabakprodukt nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikel des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks eine Dichte von wenigstens 0,6603 g/cm³ aufweisen.

5. Tabakprodukt nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Umhüllung zur Aufnahme des geschnittenen und ungeschnittenen gedroschemn Tabaks aufweist und daß der ungeschnittene gedroschene Tabak im wesentlichen gleichförmig im geschnittenen Tabak verteilt ist

δ. Tabakprodukt nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Partikelgröße des ungeschnittenen gedroschenen Tabaks hinsichtlich ihrer kurzen Dimension nicht größer als 9,27 mm ist