DE2847860A1

DE2847860A1 - Rekonstituierter tabak und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2847860A1
Application number: DE19782847860
Authority: DE
Inventors: William A Selke
Original assignee: Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Corp
Priority date: 1977-11-04
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1979-05-10
Also published as: GB2007079A; IT7869411A0; BR7806998A; FR2407675A1; US4182349A; FR2407675B3; CA1083909A; IT1160877B; GB2007079B

Description

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Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf rekonstituierten Tabak, dessen Herstellung mit einem Verfahren erfolgt, wie es an sich von der Papierherstellung her bekannt ist. Wach diesem Verfahren wird natürlicher Tabak gemahlen, d.h. die Faserbestandteile des natürlichen Tabaks werden ausgesondert gemahlen und/oder gebrochen, um mit ihnen und den eigentlichen Blattanteilen eine schmiegsame, homogene papierförmige Folie anzufertigen. Das Mahlen begünstigt außerdem die hydrogene Bindung zwischen den Tabakfasern, die in der Folie den Zusammenhalt bewirkt.

Vor dem Mahlen wird der Tabak im allgemeinen in heißem Wasser eingewicht, um ihm die wasserlöslichen Bestandteile zu entziehen. Der wässrige Extrakt wird aufbewahrt, bis der faserige Tabakrest gemahlen und in die papierartige Folie umgewandelt ist, der dann der Extrakt wieder beigegeben wird.

Die einzelnen Teile einer Tabakpflanze, d.h. das eigentliche Blattlaminat, die Rippen der Blätter und die Stengel reagieren sehr unterschiedlich auf das Mahlen. Das eigentliche Blattlaminat neigt schon nach kurzem Mahlen zum Zerfall in kleiner und kleiner werdende Teile. Zum Anfertigen

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der papierförmigen Folie wird eine wässrige Schlämme aus dem rekonstituierten Tabak auf ein Drahtgeflecht oder ein Netz aufgetragen, das Wasser läuft durch das Netz ab und die vorher im Wasser enthaltenen faserigen Bestandteile bleiben auf dem Netz zurück, trocknen und verbinden sich zu der papierförmigen Folie. Werden nun die laminaren Blatt-Teile der Tabakpflanze zu fein gemahlen, so tritt ein großer Teil der zu fein gemahlenen Bestandteile mit dem Wasser durch das Netz hindurch und geht verloren. Außerdem führt ein zu ausgedehntes Mahlen der laminaren Blatt-Teile zu einer unzureichenden Festigkeit der Folie aus rekonstituiertem Tabak.

Die mit konventionellen Mahlvorrichtungen gemahlenen Rippen sind angemessen zerrieben und entwickeln die notwendigen Eigenschaften, um zu einer festen, papierartigen Folie miteinander sich zu verbinden, wenn sie zur Folie geformt und getrocknet sind. Das Maß des Mahlens, wie es für die Rippen erforderlich ist, ist glücklicherweise nicht wesentlich zu groß für die laminaren Blatt-Teile, so daß Blatt-Teile und Rippen zusammen gemahlen werden können, wenn das für eine einfache Arbeitsweise zweckmäßig ist.

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Die Beschaffenheit der Pflanzenstengel ist demgegenüber sehr verschieden von der Beschaffenheit der laminaren Blatt-Teile und der Rippen der Blätter der Pflanze. Die meisten Stengel sind nämlich ziemlich hart und verholzt.

Während einer üblichen Wachstumsperiode erreichen manche Stengelteile einen Durchmesser von bis zu 3 cm. Obwohl die Stengel hohl sind, beträgt ihre Wandstärke in den verholzten Teilen vielfach bis zu 5 mm. Stehen die einzelnen Pflanzen während ihres Wachstumes dicht beieinander, wie es bei der Anwendung heute gebräuchlicher landwirtschaftlicher Techniken möglich ist, so werden zwar sowohl die Dicke als auch die Wandstärke spürbar reduziert, die verholzten Teile haben aber immer noch eine Dicke über 3 mm. Die verholzten Pflanzenteile haben deshalb auch daan noch für das Mahlen ganz andere Voraussetzungen als die folienförmigen Blatt-Teile und die Rippen der Pflanzen«,

Sind aber die Stengel umzureichend veredelt„ so bilden sie holzige Splitter, die sich nicht in die Folie integrieren. Im Bereich von Anhäufungen solcher Splitter binden sich die Stengelfasern nicht aneinander {wie es die papierbildenden Pasern während des Mahleas tun), um zur Festigkeit der Folie beizutragen. Die Hinzufügung von Verstärkungsfasern, beispielsweise aus Flachs oder chemisch

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präpariertem Weichholz, erhöht zwar die Festigkeit im notwendigen Maße, die Notwendigkeit solcher Beigaben besteht jedoch nicht, wenn die Stengelfasern besser als bisher aufgeschlossen bzw. gemahlen werden.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit dem feineren Mahlen der Stengelanteile von Tabakpflanzen und soll dieses Mahlen so entwickeln, daß die Stengelanteile zur Erhöhung der Festigkeit der fertigen Tabakfolie beitragen, ohne daß die Blattanteile im Übermaß behandelt bzw. gemahlen werden müßten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der Patentansprüche.

Beispiel I

Dieser Versuch wurde gemacht, um die Probleme aufzuzeigen, die entstehen, wenn die Tabakpflanze als Ganzes behandelt wird.

Der verwendete Tabak stammte aus einem dichten Bestand von Virginiatabak oder war heißluftgetrocknet und vom Canadian Department of Agriculture experimentell typ-gezüchtet. Es

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wurde von diesem Tabak 1 kg als ein repräsentativer Querschnitt der verschiedenen Pflanzenteile genommen. Er wurde zunächst von Hand gebrochen, wobei die stärkeren Stücke mit einem Hammer zerschlagen wurden. Es entstanden dadurch Stücke von nicht mehr als 37,7 mm (1 1/2 inch).

Danach wurde das Material 30 Sekunden lang in 6 Liter Wasser mit einer Temperatur von 90° C eingeweicht. Der Extrakt wurde mit einer von Hand betätigten Saftpresse vom unlöslichen Rest getrennt und gesammelt. Dem Rest unlöslicher Bestandteile wurden vier Liter frisches Heißwasser hinzugegeben und darin blieb der Rest für weitere 30 Minuten eingeweicht. Es folgte ein erneutes Auspressen und der dabei gesammelte Extrakt wurde dem beim ersten Auspressen angefallenen Extrakt zugefügt. Der gesamte Extrakt wurde so weit eingedampft, daß er 35 Gewichts-% Feststoffe enthielt. Der so konzentrierte Extrakt wurde für den späteren Gebrauch aufbewahrt.

Der aus der Saftpresse entnommene faserige Rest wurde in einen Waring-Miseher mit einem Fassungsvermögen von etwa 3,8 1 (genau: 1 Gallone) eingegeben, Wasser wurde hinzugegeben, bis das Fasermaterial bedeckt war und der Mischer wurde für 5 Minuten zum Umlaufen bei der zweithöchsten Geschwindigkeit gebracht. Su diesem Zeitpunkt waren die größten Stengelteile etwa 1 cm lang und 1 oder 2 mm dick.

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Die wässrige Schlämme der unlöslichen Faserbestandteile des Tabaks wurde dann in einem Valley-Laboratoriums-Holländer mit einem Fassungsvermögen von etwa 680 g (genau 1 1/2 US-Pfund) eingegeben. Es wurde soviel Wasser hinzugegeben, bis der Feststoffanteil 3 % betrug. Der Holländer wurde nun zum Laufen gebracht. Von der Schlämme wurden 11/2 Stunden lang alle 15 Minuten Proben entnommen und diese Proben wurden für die Anfertigung von auszuwertenden Probefolien zur Seite getan.

Die Probefolien wurden in einer Handform von Noble and Wood in der Größe von etwa 2OO χ 200 mm (genau 8" χ 8")

angefertigt, wobei ein Basisgewicht von etwa 60 g/m angestrebt wurde. Es zeigten sich folgende Ergebnisse.

Zeit Ergebnis

15 min. die Folie war zu schwach, um vom Formnetz

geschält werden zu können. Stengelsplitter

waren deutlich erkennbar.

30 min. Teile der Folie waren vom Formnetz zu

lösen, die Folie war jedoch mit Splittern durchsetzt, und sie war zu schwach zur gefahrlosen Handhabung nach dem Trocknen.

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Zeit Ergebnis

min. die Folie war noch zu schwach zur Handhabung und Splitter waren erkennbar.

min. die Folie war schwach, Splitter waren erkennbar.

min. Die Stengel klebten auf dem Netz, Unmöglichkeit der Ablösung einer zusaromenhängenden Folie vom Netz. Das gestockte Gut

wurde durch Stochern und Kratzen vom Netz abgelöst, getrocknet und gewogen_a Obwohl 2,50 g Feststoffe zum Formen der Folie in die Form eingegeben wurden, hatte das abgelöste Material nur ein Gewicht von 1,78 g; durch das Formnetz waren also 29 % verlorengegangen. Immer noch waren einige Splitter erkennbar.

min. die Folie konnte nicht vom Formnetz abgelöst werden. Einige Splitter waren sichtbar.

Hieraus zeigt sich, daß mit einem relativ geringen Mahlen der Stengelanteil nicht entsprechend reduziert worden war. Deshalb enthielt die Folie Splitter und war schwach,

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weil das Fasermaterial nicht ausreichend aneinander gebunden wurde. Durch längeres Mahlen wurden die laminaren Teile überbehandelt und gingen durch das Formnetz verloren. Ebenso klebte die Folie am Formnetz fest.

Nach der vorliegenden Erfindung werden nun diese Probleme dadurch gelöst, daß die verholzten Teile der Tabakpflanzenstengel vom Laub getrennt werden, und diese verholzten Teile für sich und mehr als das Laub veredelt werden.

Beispiel II

Es wurde ein kg des gleichen Tabaks wie im Beispiel 1 verwendet, aber die verholzten Tabakstengel wurden von Hand vom Tabakrest getrennt. Die Stengel wurden zusammen mit Wasser in den Waring-Mischer gegeben und dieser 10 Minuten lang mit der zweithöchsten Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt. Dadurch wurde die Stengelgröße bzw. die Größe der Stengelstücke auf maximal 5 mm Länge und maximal 1 mm Durchmesser reduziert. Die Schlämme wurde in die Saftpresse gegeben und der Extrakt aus der Presse entfernt. Der feste Rückstand wurde in den Valley-Holländer gegeben und 60 Minuten lang gemahlen. Zu diesem Zeitpunkt waren sehr wenige splitterartige Stücke erkennbar.

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Der von den Stengeln befreite Tabakanteil, d.h. die
laminaren Teile, die Rippen und die Rinde der Stengel
wurde zweimal extrahiert und der Extrakt wie im Beispiel I gesammelt. Nach der zweiten Extraktion wurde der vom Extrakt befreite Tabakrest in den Valley-Holländer eingegeben,
der die bereits eine Stunde lang gemahlenen Stengel enthielt. Die so miteinander vereinigten Tabakanteile wurden
30 Minuten lang gemahlen, und dann wurde Material für
Probefolien, wie im Beispiel 1, entnommen. Die Probefolien konnten vom Formnetz abgenommen werden und wurden auf Schalen in einem Laboratoriumshandtrockner von Noble and Wood getrocknet .

Der Extrakt aus den Stengeln und dem Blattanteil wurde, wie im Beispiel I, gemischt und konzentriert. Die getrockneten Folien wurden durch Aufsprühen des Extraktes auf eine Folienseite imprägniert, in einem Ofen mit Zwangszirkulation bei 105° C getrocknet und gewendet, um das Imprägnieren und
Trocknen der anderen Folienseite durchzuführen. Die so erhaltenen Folien waren ziemlich geschmeidig und fest genug, um gehandhabt und gerollt werden zu können. Lediglich eine geringe Zahl feiner Stengelsplitter war erkennbar.

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Weil die Stengel beim Brennen nicht den gleichen wünschens werten Geschmack wie die Blätter ergeben, kann es zweckmäßig bzw. vorteilhaft sein, ein Teil der Stengel zu entfernen und nicht zu verwenden. Dadurch wird zwar bei einer bestimmten Anzahl von Tabakpflanzen die Ausbeute an Folien aus rekonstituiertem Tabak verringert, dies kann aber gegebenenfalls im Hinblick auf die bessere Tabakqualität hingenommen werden.

Beispiel III

Die Schritte des Verfahrens gemäß dem Beispiel II werden wiederholt bis zu dem Punkt, in dem die Extraktion der Blätter beendet ist. In diesem Punkt werden aus dem Holländer gut 60 % der geschlagenen Stengel entfernt, ehe der Blattanteil dem Rest in den Holländer zugegeben wird. Danach wird gemäß dem Beispiel II weiter verfahren mit der Ausnahme, daß der von den Stengeln erhaltene Extrakt entfernt wird und die Folien mit dem konzentrierten Extrakt aus laminaren und Stengel-Anteilen imprägniert werden. Die so erhaltenen Folien sind nicht so beanspruchbar wie die beim Besipiel II erhaltenen, können aber immer noch gehandhabt und gebogen werden.

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Erhöhte mechanische Festigkeit von Folien aus rekonstituiertem Zigarettentabak kann wirtschaftliche Bedeutung haben, indem sie die Fähigkeit einzelner Tabakschnitzel erhöht, den Beanspruchungen der Tabakfabrikation zu widerstehen, ohne in zu kleine Fragmente zu zerfallen, die die an eine Zigarette zu stellenden Anforderungen nicht erfüllen würden. Die Festigkeit von Tabakfolien bei deren Herstellung mit Verfahren der Papierherstellung kann in einfacher Weise dadurch erhöht werden, daß übliche Zellulosefasern_f wie sie bei der Papierherstellung verwendet werden, zugegeben werden.

Beispiel IV

Es wurde wie bei dem Verfahren gemäß dem Beispiel III vorgegangen mit der Ausnahme, daß der Schritt des Extrahierens des Stengelanteiles ausgelassen wurde und 50 g ungebleichte Weichholzfaser für Packpapier, wie sie unter dem Handelsnamen Domtar Q-90 von der Domtar Corporation auf den Markt gebracht wird, in den Holländer zu den Blatt- und Stengelanteilen zugegeben wurden. Die eo hergestellten Folien waren fester und besser handhabbar als die gemäß dem Beispiel III hergestellten Folien. Sie waren sehr den gemäß Beispiel II hergestellten Folien ähnlich, wiesen jedoch weniger und feine Splitterstücke der Stengel auf.

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Beispiel V

Die gemäß den Beispielen II, III und IV hergestellten
Folien wurden einzeln mit einem Himoff-Laboratorium-Tabak-Shredder geschnitten und in einem Bull-Burham-Zigarettenroller zusammen mit Zigarettenpapier zu Zigaretten verarbeitet. Diese Zigaretten wurden dazu bestimmt, durch eine Gruppe von fünf Rauchern auf ihren Geschmack hin beurteilt zu werden. Es ergab sich folgende Beurteilung, wobei die
Note 1 die beste Note sein sollte:

Muster	II	Benotung
Beispiel	III	3,0
Il	IV	1,4
II	1,6

Die Erfindung wurde vorstehend lediglich anhand bevorzugter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Diese Ausführungsformen können ohne weiteres im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung verändert werden. Es versteht sich deshalb von selbst, daß die Erfindung nicht durch die Ausführungsbeispiele begrenzt, sondern nur durch die Patentansprüche
definiert sein soll.

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Claims

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Anmelder; KIMBERLY CLARK CORPORATION,
Neenah, Wisconsin, USA

Titel: Rekonsticuierter Tabak und Verfahren zu seiner

Herstellung

Patentansprüche

M> Verfahren zum Herstellen von rekonstituiertem Tabak aus ganzen Tabakpflanzen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Separieren des holzigen Anteiles der Tabakpflanzenstengel von den blattförmigen Teilen der Pflanze.

b) Mahlen allein des holzigen Stengelanteiles, um diesen zu Stengelstücken zu zerkleinern, die zu einer papierartigen Folie zusammengefügt werden können.

c) Mahlen des Blattanteiles der Tabakpflanze in einem geringeren Umfang, als der holzige Stengelanteil gemahlen ist, um den Blattanteil zu Stücken zu zerkleinern, die wieder zu einer papierartigen Folie zusammengesetzt werden können.

d) Die Vereinigung der gemahlenen holzigen Stengelteile und der Blatt-Teile, um aus den zusammengefügten

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Teilen und untsr Verwendung einer bsi der Papierherstellung bekannten Technik eins papierartige Folie aus rekonstituierterr. Tabak zu. bilden.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,

daß die Blatt-Teile der Tsbakpflanse vor ihrem Mahlen extrahiert werden, um die Ela-ifc-Teile in einen gelösten Extrakt und einen faserigem Rest zu trennen, wobei der Extrakt der paplesrartigeii Folie wieder zugeführt vird_r

3. Verfahren nach Anspruch: Z, aefersli gansziassiohaetj daß die holzigen "terrslt^ili- -;'^ϊ? Tabcipflsinze vor ihrem Mahlen extrarii.c:"t ';s:li:ij air dis liolzigea. Stengelteile in »Insr. rj-ll-jts:: Iistrakt und einem. faserigen Rest zu trsnns.", uc'^zi. cl-sr Extrakt der papiei artigen Folie wieder nugefüjt "-;irdo

4. Verfahren nach Ansprucsh. S dadurch gekeanssichnetj daß das Mahlen durch SerscLlagen 5er BsstEnd-isile dar Tabakpflanze erfolgt,

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet_r daß ein nicht gemahlener Laubanteii der T-abakpflanse zu teilweise gemahlenem holzigem Stengeianteil nach dessen teilweisem Mahlen hinzugefügt wird_ff um

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danach die miteinander vereinigten Laub- und Stengelanteile gemeinsam zu Ende zu mahlen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des holzigen Stengelanteiles der Tabakpflanze vor der Vereinigung von Laub- und Stengelanteilen entfernt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß den vereinigten Laub- und Stengelanteilen vor der Folienherstellung Fasern zugefügt werden, wie sie als nicht aus Tabak bestehende Fasern bei der Papiererzeugung üblich sind.

8. Rekonstituierter Tabak, gekennzeichnet durch eine papierartige Folie aus Fasern, die aus den Stengel- und Blattanteilen einer Tabakpflanze gewonnen werden, wobei die Folie mit einem gelösten Tabakextrakt imprägniert wird.

9. Tabak nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie auch Fasern enthält, die nicht aus Tabak bestehen und wie sie in der Papierindustrie üblich sind.

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