DE2931313A1

DE2931313A1 - Verfahren zur veredelung eines tabak- nebenproduktmaterials und das dabei erhaltene produkt

Info

Publication number: DE2931313A1
Application number: DE19792931313
Authority: DE
Inventors: Andrew T Lendvay
Original assignee: Philip Morris USA Inc
Current assignee: Philip Morris Products Inc
Priority date: 1978-08-02
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1980-02-14
Also published as: US4244381A; CH643122A5; DE2931313C2

Description

DR.-ING. WALTER ABITZ DR. DIETER F. MORF DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDER

Patentanwälte München, 1. August 1979

Postanschrift / Postal Address Postfach 86O1O9. 8OOO München

Pienzenauerstraße 28

Tetefon 98 32 22

Telegramme: Chemindus München

Telex: (O) 623993

Philip Morris Incorporated 100 Park Avenue New York V. St. A.

582-846

Verfahren zur Veredelung eines Tabak-Nebenproduktmaterials und das dabei erhaltene Produkt

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582-846

Philip Morris Incorporated
100 Park Avenue
New York
V. St. A.

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Raucherwaren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Veredelung bzw. Aufwertung von Tabak-Nebenproduktmaterial, insbesondere von Tabakstengeln bzw. -stammen bzw. -rippen (im folgenden zur Vereinfachung allgemein als "Stengel" bezeichnet)/ so dass es den ihm zu eigenen "holzartigen Geschmack" nicht mehr aufweist, mild ist und eine geringe stossartige Reizwirkung besitzt, so dass es in ein Rauchermaterial eingearbeitet werden kann.

Beim Entrippen von Blattabak bei der Bearbeitung für dessen Anwendung als Zigarrenumhüllungen oder Füllmaterialien, Zigaretten- und Rauchtabak, werden Tabaknebenprodukte, wie Stengel bzw. Stämme und Rippen, sowie Blatteile gewonnen. Diese Nebenprodukte waren bisher nicht zur direkten Einarbeitung in Raucherprodukte geeignet, obwohl einige zur Herstellung von Schnupftabak und von Mischungen mit Kautabak verwendet wurden. Tabakstaub und dgl. wurden ebenfalls beim· Transport und bei der Handhabung von Tabak gewonnen. Zwar wurden in der Vergan-

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genheit Versuche gemacht, diese Tabaknebenprodukte wirtschaftlich zu verwerten durch Bildung von "rekonstituiertem" Tabak daraus (vgl. beispielsweise die US-PSen 3 409 026 und 3 386 449) jedoch hat sich ein derartiger rekonstituierter Tabak häufig wegen seiner Herbheit, der schlechten aromatischen Qualitäten und des unangenehmen Geschmacks des durch dieses Material erzeugten Rauches selbst bei Kombination mit Naturblattabak und bei Verwendung in sehr geringen Mengen als ungünstig erwiesen. Dies gilt insbesondere, wenn versucht wurde, Burley-Tabak-Nebenprodukte zu verwenden.

Bisherige Techniken bedienten sich der thermischen Zersetzung oder "Pyrolyse" eines Kohlenhydrat- oder Cellulosematerials in einer inerten Atmosphäre für die anschliessende Einarbeitung in Tabakblattmaterial.Die Pyrolyse wurde so durchgeführt, dass das Cellulose- oder Kohlenhydratmaterial einem extremen thermischen Abbau unterzogen wird, derart, dass ein Gewichtsverlust von im allgemeinen etwa 60 % oder mehr in dem behandelten Material erhalten wird. Das pyrolysierte Material nimmt durch diese Behandlung eine grauähnlich-schwärze Färbung an. Derartige Techniken werden beispielsweise in den US-PSen 3 861 401, 3 861, 402 und 4 019 521 beschrieben.

Die vorstehenden Techniken weisen viele Nachteile auf. Insbesondere erfordern sie alle den Zusatz von Materialien, die für den Tabak fremd sind. Derartige Fremdmaterialien können der Verträglichkeit des Raucherprodukts, das solche Zusätze enthält, abträglich sein und sie nachteilig beeinflussen.

Ausserdem ist die extreme thermische Zersetzung, die bei diesen Techniken durchgeführt wird, ungünstig, da das Material einen StrukturZusammenbruch erleidet, brüchig wird und unfähig wird, wieder Feuchtigkeit zu absorbieren und die notwendige Flexibilität beizubehalten. Unterzieht man das Material einer gesteuerten Wärmebehandlung, die zu einem Gewichtsverlust von

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etwa 30 % führt, so behält das Material asine Flexibilität und seinen Feuchtigkeitsgehalt vergleichbar mit anderen Teilen des Tabakfüllmaterials,mit dem es vermischt werden soll, bei.

Es wurde nunmehr ein Verfahren zur Aufwertung bzw. Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial, insbesondere von Stengeln gefunden, das wirtschaftlich und günstig in einem Rauchermaterial verwendet werden soll. Das Rauchermaterial, das das veredelte Tabak-Nebenproduktmaterial enthält, weist weder den unerwünschten "holzartigen Geschmack" , noch die Herbheit und die unerwünschten aromatischen Eigenschaften von bisherigen Produkten auf, die derartige Tabak-Nebenprodukte enthalten.

Insbesondere wurde nunmehr ein Verfahren gefunden, durch das im wesentlichen sämtliche der vorstehend genannten Nachteile, die den bisherigen Techniken zu eigen sind, vermieden werden. So bestehen die veredelten Tabak-Nebenproduktmaterialien der Erfindung aus 100 % Tabakpflanzenmaterial und erfordern nicht die Anwesenheit von fremden Nichttabak-Materialen, z. B. von chemischen Reagentien oder behandelter Cellulose, um das gewünschte Ziel zu erreichen. Durch die Erfindung wird es möglich, Tabak-Nebenproduktmaterialien, insbesondere Stengel, wirtschaftlich zu verwerten, wobei gleichzeitig der unerwünschte "holzartige Geschmack",der normalerweise derartigen Materialien anhaftet, entfernt wird.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Aufwertung bzw. Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial derart, dass es anschliessend mit natürlichem Blattabak und/oder rekonstituiertem Tabak, unter Bildung eines rauchbaren Materials kombiniert werden kann. Insbesondere umfasst das Verfahren die Behandlung des Nebenproduktmaterials in einer Wärmebehandlungsstufe, derart, dass es einen Gewichtsverlust von mindestens 10 % erfährt und in einer Wasserextraktionsstufe derart, dass die in dem Nebenproduktmaterial enthaltenen wasserlöslichen

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Bestandteile daraus entfernt werden.

Da 100 % Tabakpflanzenmaterial anstelle von Fremdzusätzen verwendet wird, erhält man ein sehr günstiges Produkt/ nicht nur vom wirtschaftlichen Gesichtspunkt her, sondern auch vom Gesichtspunkt des Verbraucher-Marketings her.

Durch die Erfindung wird ein endgültiges rauchbares Material bereitgestellt, das niedrige Kosten bereitet, sogenannte Nebenprodukt-Materialien, unter Bildung eines im Handel brauchbaren Produkts verwendet und in einfacher und wirksamer Weise hergestellt wird.

Im folgenden wird die Erfindung genauer beschrieben:

Das Verfahren zur Herstellung der veredelten Tabak-Nebenprodukte der Erfindung wird allgemein wie folgt durchgeführt:

Zwar enthalten Tabak-Nebenproduktmaterialien im allgemeinen Tabakfeinstoffe, -stäube, -rippen bzw. -stengel und -stamme, jedoch ist das erfindungsgemässe Verfahren besonders vorteilhaft auf Tabakstengel bzw. -rippen und -stamme anwendbar, da gerade diese Materialien die unerwünschten Charakteristika von rekonstituiertem Tabak ergeben, wenn diese speziellen Materialien darin enthalten sind. Dieses Verfahren ist besonders geeignet für Burley-Stengel bzw. -Rippen bzw. -Stammaterialien.

Das Tabak-Nebenproduktmaterial wird zwei unabhängigen Behandlungsstufen unterzogen:

a) einer Wärmebehandlungsstufe und

b) einer Wasserextraktionsstufe.

Die Reihenfolge, in der diese beiden Stufen durchgeführt werden, ist für die Erfindung nicht kritisch. So kann gegebenen-

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falls die Wasserextraktionsstufe zuerst durchgeführt werden, worauf sich die Wärmebehandlungsstufe anschliesst. Alternativ kann die Warmebehandlungsstufe zuerst durchgeführt werden, woran sich die Wasserextraktionsstufe anschliesst. Vorzugsweise ist es aus rationellen Gründen günstig, die Stengel zunächst bis auf den gewünschten Grad zu extrahieren, worauf sie zerkleinert werden, und anschliessend die resultierenden zerkleinerten Stücke der Wärmebehandlung unterzogen werden.

Im allgemeinen wird das Tabak-Nebenproduktmaterial einer Wärmebehandlung unterzogen, indem man das Material einer milden thermischen Zersetzung bei einer Temperatur von etwa 150 bis 37O°C während Zeiträumen von 2 Sekunden bis 1 Stunde je nach der Behandlungstemperatur und dem gewünschten Gewichtsverlust unterzieht. Vorzugsweise liegt die Temperatur jedoch bei 175 bis 345°C.

Die Erwärmung des Tabak-NebenproduktmateriaLs kann in einer oxidierenden Atmosphäre, wie Luft, bis zu einer Temperatur von etwa 250 C erfolgen oder kann alternativ in einer inerten Atmosphäre wie Stickstoff, Kohlendioxid, Helium und dgl. durchgeführt werden. Vorzugsweise verwendet man beim Arbeiten über einer Temperatur von 250 C lediglich eine inerte Atmosphäre, um eine mögliche Selbstentzündung des Materials zu vermeiden. Falls jedoch die Dauer der Wärmebehandlung kurz genug ist, z. B. nur in der Grössenordnung von Sekunden, so kann die Anwendung einer Luftatmosphäre gegebenenfalls unter Verwendung von Dampf erfolgen. Dies dient dazu, sicherzustellen, dass die Oxidation oder das Verbrennen des Tabak-Nebenproduktmaterials nicht erfolgt, sondern ein milder thermischer Abbau erfolgt.

Anstelle der inerten Atmosphäre können die nicht-oxidierenden Bedingungen auch erzielt werden, wenn man die Wärmebehandlung unter Vakuumbedingungen durchführt.

Das Erwärmen für die Warmebehandlungsstufe kann mittels jegli-

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eher zweckmässigen Quelle erfolgen, wie beispielsweise durch Strahlungswärme, durch Ölheizung, Gasheizung, Dampf, Elektrizität, Mikrowellenenergie und dgl.

Die Wärmebehandlung führt man bis zu einem Ausmass durch, dass das Tabak-Nebenproduktmaterial einen Gewichtsverlust von mindestens 10 %, jedoch von nicht mehr als 35 % erfährt. Vorzugsweise beträgt der Gewichtsverlust auf der Basis des Trockengewichts etwa 15 bis 30 %. Unter einem Gewichtsverlust von etwa 10 % entwickelt das so behandelte Material immer noch den unerwünschten "holzartig schmeckenden" Rauch. In ähnlicher Weise scheint über einem Gewichtsverlust von etwa 35 % zu viel der Kohlenhydratstruktur zusammenzubrechen, und das so behandelte Material neigt dazu, brüchig zu werden mit einem Flexibilitätsverlust nach Feuchtigkeitsabsorption. Es sei jedoch festgestellt, dass keine scharfe Trennlinie bei einem Gewichtsverlust von etwa 35 % besteht, da die Änderungen graduell sind. Wird ausserdem das Tabaknebenproduktmaterial zuerst mit Wasser extrahiert, und anschliessend der Wärmebehandlung unterzogen, so hängt das Ausmass der Wärmebehandlungstufe etwas von dem Ausmass der Wasserextraktion ab, d. h. der Menge der während der Wasserextraktionsstufe entfernten extrahierbaren Anteile. So ist die erfindungsgemässe Wärmebehandlung ähnlich einem "Toasten" des Tabak-Nebenproduktmaterials. Dieses führt zu einem goldbraunen aromatisch riechenden Material. Im Gegensatz hierzu erfolgt nach den bisherigen Verfahren der extremen thermischen Zersetzung eine vollständige "Pyrolyse" des Materials, was zu einem grauähnlich-schwarzen, bröseligen, carbonisierten Material ohne strukturelle Integrität führt, das selbst bei Anwendung eines leichten Druckes auseinanderfällt oder zerknackt.

Während der Wärmebehandlung kann es günstig sein, obwohl dies für die Erfindung keineswegs kritisch ist, flüchtige organische Materialien, die durch das Wärmebehahdlungsverf ahren erhalten werden, zu entfernen. Eine derartige Entfernung organischer

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Materialien kann beispielsweise durch Vakuumeinrichtungen, Dampf, Wasser oder dgl. erfolgen. Alternativ können die flüchtigen Anteile entfernt werden, wenn man die Wärmebehandlungskammer unter einem Überdruck hält, so dass die flüchtigen Materialien aus der Kammer gedrückt werden. Die Entfernung dieser flüchtigen Materialien verhindert die Möglichkeit von deren Rückkondensation auf das wärmebehandelte Tabak-Nebenproduktmaterial. Es wird angenommen, dass die Entfernung dieser flüchtigen organischen Materialien zur Erzielung eines besser-schmeckenden und aromatischeren Produkts beiträgt. Diese Stufe ist zwar günstig, jedoch für das erfindungsgemässe Verfahren nicht notwendig.

Das Tabak-Nebenproduktmaterial kann dem Wärmebehandlungsverfahren in Form eines Pulvers oder von diskreten Teilchen, wie Fetzen, unterzogen werden.

Bei einer ansatzweisen Durchführung wird das Material einfach in eine geschlossene Kammer beschickt, in der die speziellen Bedingungen der Wärmebehandlung geschaffen werden. Anschliessend wird das Material auf die zur thermischen Zersetzung gewünschte Temperatur erwärmt und für die gewünschte Zeitdauer

bei dieser Temperatur gehalten. Um die auftretenden Kosten zu I verringern, führt man die Wärmebehandlung jedoch vorzugsweise kontinuierlich durch, wobei das Tabaknebenproduktmaterial auf ein sich bewegendes Förderband gefügt wird, das durch die geschlossene geheizte Kammer in einer ausreichenden Geschwindigkeit läuft, um den gewünschten Grad der milden thermischen Zersetzung zu erzielen.

Die vorstehend diskutierte Wasserextraktionsstufe kann entweder vor oder nach der Wärmebehandlungsstufe durchgeführt werden und wird durchgeführt, um unerwünschte wasserlösliche Bestandteile aus dem Tabaknebenproduktmaterial zu entfernen. Derartige unerwünschte wasserlösliche Bestandteile, insbesondere Nitratsalze, und ganz besonders Kaliumnitrat, sind in dem endgültigen Raucherprodukt im allgemeinen unerwünscht, da sie zu einem herberen

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Geschmack, der bei der Freisetzung stärker reizt, führen.

Die Wasserextraktionsstufe führt man im allgemeinen durch einfaches Waschen oder Tauchen des Tabak-Nebenproduktmaterials in üblicher Weise durch. Im allgemeinen kann die Wasserextraktionsstufe in einem ansatzweisen oder kontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden, z. B. durch Gegenstromextraktion usw. was dem Fachmann geläufig ist. Die Temperatur und die verwendete Wassermenge können je nach der Menge der in Wasser löslichen Anteile, die entfernt werden sollen, variieren. Insbesondere ist es, unabhängig davon, ob die Wasserextraktionsstufe vor oder nach der Wärmebehandlung durchgeführt wird, günstig, das Wasser im Bereich von etwa 0,5 bis 99°C und besonders bevorzugt von 10 bis 80 ⁰C zu halten.

Im allgemeinen liegt die zu dem Tabak-Nebenproduktmaterial zugefügte Wassermenge für die Extraktionsstufe im Bereich von etwa dem 5- bis 4Ofachen des Gewichts des Nebenproduktmaterials auf Trockengewichtsbasis. Vorzugsweise liegt das Verhältnis von Flüssigkeit zu Feststoff auf Gewichtsbasis im Bereich von 10:1 bis 30:1.

Die Verweilzeit für die Wasserextraktionsstufe, d. h. die Zeitmenge, während der sich das Nebenproduktmateriäl in Kontakt mit dem Wasserextraktionsmedium befindet, wird durch quantitative Analyse des Wasserextrakts und/oder des behandelten Materials bestimmt, bis die gewünschte Extraktion erzielt wird.

Während in der Wasserextraktionsstufe die unerwünschten wasserlöslichen Bestandteile aus dem Tabak-Nebenproduktmaterial entfernt werden, werden gleichzeitig auch einige wasserlösliche Bestandteile entfernt,die günstig zur Erzielung eines Tabakprodukts mit gutem Geschmack und Aroma sein können, z. B. Nikotin, Zucker, geschmacks- bzw. aromagebende Mittel usw. Zwar

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ist es für die Erfindung nicht kritisch, doch kann es auf diese Weise günstig sein, die Nitrate aus dem Wasserextraktionsmediunt nach der Entfernung des Nebenproduktmaterials daraus, insbesondere das Kaliumnitrat, zu entfernen, derart, dass die günstigen wasserlöslichen Bestandteile anschliessend mit dem Tabak-Nebenproduktmaterial wieder vereint werden. Im allgemeinen werden die Nitrate aus dem Wassermedium durch Kristallisieren oder mikrobiologisch entfernt. Eine derartige Technik wird beispielsweise in der US-PS 3 847 164 und der US-PS 3 616 801 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Nach der Entfernung der Kitrate wird das Wassermedium konzentriert.

Zur Wiedervereinigung der erwünschten wasserlöslichen Bestandteile mit dem Tabakmaterial werden erstere einfach auf den Tabak gesprüht. Ändere Methoden zur Wiedervereinigung des denitrierten Wasserextraktionsmediums mit dem Tabak-Nebenproduktmaterial liegen im Bereich des fachmännischen Könnens. Es versteht sich selbstverständlich, dass auch andere geschmacks- oder aromagebende Mittel zu dem Tabakmaterial gefügt werden können, falls dies gewünscht wird.

Gegebenenfalls kann das bereits extrahierte Tabak-Nebenproduktmaterial mit einer üblichen Tabakumhüllung überzogen werden, entweder vor oder nach der Wärmebehandlungsstufe. Wird jedoch das Tabakmaterial mit der Umhüllung vor der Wärraebehandlungsstufe überzogen, so sollten das Temperaturniveau sowie die Behändlungszeit während der Wärmebehandlung entsprechend modifiziert werden. Wurde so das Tabak-Nebenproduktmaterial mit der Umhüllung vor der Wärmebehandlungsstufe versehen, so wird die Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von etwa 95 bis 26O°C und vorzugsweise etwa 110 bis 220⁰C durchgeführt. Die Zeit für die Wärmebehandlung variiert von 2 Sekunden bis 5 Stunden je nach der speziellen Temperatur, die aufrecht erhalten wird.

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Nach den vorstehend diskutierten Wärmebehandlungs- und Wasserextraktionsstufen des Tabak-Nebenproduktmaterials wird dieses anschliessend zerfetzt oder zerkleinert auf eine gewünschte Form zur Einarbeitung in ein rauchbares Material. Es versteht sich, dass das Tabakmaterial zerkleinert werden kann, bevor es den verschiedenen Behandlungsstufen unterzogen wird. Wird beispielsweise das Tabak-Nebenproduktmaterial nach seiner Wärmebehandlung in kaltem Wasser gekühlt, so kann es durch anschliessendes Nassvermahlen in seiner Grosse verringert werden. Andere Methoden zur Zerkleinerung des Tabak-Nebenproduktmaterials auf eine geeignete Grosse sind bekannt und lassen sich vom Fachmann leicht ermitteln.

Das veredelte Tabak-Nebenproduktmaterial kann nunmehr direkt als Ersatz für entrippten Tabak in üblichem Tabak-Füllmaterial ohne jeglichen unerwünschten "holzartigen" Geschmack verwendet werden. Im allgemeinen liegt die Menge des behandelten Tabak-Nebenproduktmaterials die mit üblichem Füllmaterial vereint werden kann, im Bereich von 1-45 Gew.-% und vorzugsweise etwa 4 - 3O Gew.-%.

Gemäss einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können unbehandelte Stengelmaterialien zu einer üblichen Aufschlämmung zur Herstellung von rekonstituiertem Blatt- bzw. Folienmaterial gefügt werden, und anschliessend kann die Kombination dieser Materialien einer Wärmebehandlungs- und Wasserextraktionsstufe gemäss der vorliegenden Erfindung unterzogen werden.

Die zur Bildung des rekonstituierten Tabakblatts oder der rekonstituierten Tabakfolie verwendete Aufschlämmung wird nach einem beliebigen bekannten bzw. üblichen Verfahren zur Herstellung von rekonstituiertem Tabak hergestellt Cvgl. beispielsweise die US-PS 3 409 026, auf die hier Bezug genommen wird).

Im allgemeinen bildet man die Tabakaufschlämmung dadurch, dass man zuerst Tabak-Nebenproduktmaterial, wie Staub, Feinteile

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und dgl. vermählt. Dieses vermahlene Tabakmaterial wird anschliessend mit Wasser unter Bildung einer Aufschlämmung vermischt. Zu dieser Aufschlämmung werden die unbehandelten Stengel und Stämme bzw. Rippen gefügt. Vorzugsweise jedoch werden die Stengel bzw. Stämme und Rippen zunächst zerkleinert, so dass sie gleichmässiger über die Tabakaufschlämmung dispergiert werden können. Beispielsweise können etwa 0,1 bis 75 % und vorzugsweise etwa 0,8 bis 60 % Stengel bzw. Rippen und Stämme zu der Aufschlämmung gefügt werden, bezogen auf das Gewicht des in der Aufschlämmung verwendeten Tabakmaterials. Anschliessend wird die Aufschlämmung derart homogenisiert, dass eine sorgfältige Vermischung der Bestandteile unter Bildung eines gleichmässigen homogenen Gemischs erfolgt.

Die homogenisierte Aufschlämmung wird anschliessend unter Bildung des gewünschten Rauchermaterials verarbeitet. Insbesondere kann die Aufschlämmung direkt gegossen und getrocknet und zu einem teilchenförmigen Material geschnitten werden, das in seiner physikalischen Form üblichem Rauchtabak ähnlich ist. Alternativ kann die Aufschlämmung in Blöcke oder zu Fasern oder je nach Wunsch in andere Formen gegossen werden. Andere Techniken zur Bildung des rekonstituierten Tabakmaterials umfassen die Anwendung von Papierherstellungsverfahren, wie sie in der US-PS 3 415 253, auf die hier Bezug genommen wird, beschrieben werden. Diese Techniken sind dem Fachmann bekannt, so dass sich weitere Angaben erübrigen.

Das rekonstituierte Tabakmaterial wird anschliessend den vorstehend beschriebenen Wärmebehandlungs- und Wasserextraktionsstufen unterzogen. Wie vorstehend diskutiert, kann das rekonstituierte Material auch erneut mit den erwünschten wasserlöslichen Bestandteilen vereint werden, die durch die Wasserextraktionsstufe entfernt werden. Alle vorstehend, in bezug auf die Stengel, bzw. Rippen und Stämme allein beschriebenen Bedingungen sind auch auf die Behandlung des rekonstituierten Tabakmaterials

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anwendbar.

Die Technik der Einarbeitung des unbehandelten Stengel- bzw. Rippen- und Stammaterials in die vorstehend erwähnte Tabakaufschlämmung und der Behandlung des daraus hergestellten rekonstituierten Tabakmaterials mittels der Wärmebehandlungs- und der Wasserextraktionsstufe ist besonders günstig, da nicht nur das Stengel- bzw. Rippen- und Stamm-Material behandelt und verbessert werden, sondern zustätzlich das verbleibende Tabak-Nebenproduktmaterial, das normalerweise in der Aufschlämmung enthalten ist, ebenfalls behandelt wird. Dementsprechend wird das gesamte behandelte rekonstituierte Tabakmaterial durch diese Technik veredelt. Gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es auch möglich, zunächst die Stengel den vorstehend beschriebenen Wärmebehandlungs- und Wasserextraktionsstufen zu unterziehen und anschliessend diese behandelten Materialien einer Tabakaufschlämmung zuzufügen, die zur Herstellung des rekonstituierten Tabakmaterials verwendet wird.

Unabhängig davon, ob das Tabaknebenproduktmaterial allein behandelt und anschliessend als Ersatz für knappere und kostspieligere Sorten von Tabakmaterialien verwendet wird, oder ob es alternativ mit rekontistuiertem Tabakmaterial vereint wird, das mit einem Naturblattfüllstoff verwendet werden soll, ist die Rauchqualität des resultierenden Rauchermaterials derart, dass es keinen unerwünschten "holzartigen" Geschmack oder die Herbheit und unerwünschten aromatischen Eigenschaften bekannter Produkte aufweist, die derartige Tabaknebenprodukte verwenden. Auf der Basis subjektiver Bewertungen einiger Personen eines Geschmacks-Bewertungs-Äusschusses weisen die Rauchermaterialien unter Einarbeitung des veredelten Tabak-Nebenproduktmaterials der Erfindung einen besseren Geschmack und bessere Aromaqualitäten auf und sind milder, als Rauchermaterialien, die derartige behandelte Nebenprodukt-Materialien überhaupt nicht enthalten. Bedeutender jedoch ist die Tatsache, dass durch die Erfindung

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ein veredeltes Tabak-Nebenproduktmaterial bereitgestellt wird, das keine unerwünschten Fremdzusätze enthält und zu 100 % aus Tabakpflanzenmaterial besteht.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Teile und Proζentangaben beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

Burley-Tabakstengel wurden geglättet und anschliessend zu Lappen zerkleinert. Unter Verwendung von 10 % des zerkleinerten Materials vermischt mit einem üblichen Zigaretten-Füllmaterial wurden Zigaretten hergestellt. Rauchertests wurden durchgeführt, um den experimentellen Füllstoff mit der üblicherweise hergestellten Zigarette zu vergleichen, die kein derartiges Nebenprodukt-Material enthalt. Der Rauch der experimentellen Zigarette wurde als sehr herb, pfefferartig, heiss und mit einem unangenehmen Geschmack bezeichnet, der als "holzig" oder "stengelartig" bezeichnet wurde.

Beispiel 2

Burley-Tabakstengel wurden zerkleinert und in einem elektrischen Ofen in einer Atmosphäre eines Schutzgases, d. h. Stickstoff bei 26O°C während 5 1/2 Minuten erwärmt. Der Gewichtsverlust des Tabaks zeigte sich als etwa 28,6 Gew.-%. Das Stengelmaterial wurde nicht gewaschen.

Die resultierenden braunen Stengel wurden zur Vermischung mit

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einem üblichen Zigaretten'-.Füllmaterial in Mengen von 6 und 1O % verwendet. Kontrollzxgaretten wurden ebenfalls hergestellt, ohne dass die wärmebehandelten Burley-Stengel zugesetzt wurden.

Die experimentelle Zigarette wurde geraucht und mit den übli chen Kontrollzxgaretten verglichen. Der Rauch von den experi mentellen Zigaretten zeigte sich selbst bei einem Zusatz von 6 % als herb und bitter mit einem unangenehmen "stengelartigen" Geschmack. Dieser war der fehlenden Waschstufe zuzuschreiben.

Beispiel 3

Zerkleinerte Burley-Stengel wurden thermisch in einem elektrischen Ofen während 7 Minuten bei 243 C behandelt. Um exotherme Reaktionen zu vermeiden, wurden Anteile des zerkleinerten Materials in Aluminiumfolie eingepackt, so dass die Wärmebehandlung in einer fast sauerstofffreien Atmosphäre durchgeführt werden konnte.

Nach der Wärmebehandlung wurden die Packungen in einen mit Trockeneis gefüllten Behälter eingefügt. Der Gewichtsverlust betrug zwischen 28 und 3O %.

Die wärmebehandelten zerkleinerten Teile wurden anschliessend mit warmem Wasser bei einer Temperatur von 50°C gewaschen, wobei 1O Gew.-TelIe Wasser verwendet wurden, worauf getrocknet wurde. Das zerkleinerte Material wurde anschliessend in übliche Zigaretten-Füllmaterialien in Mengen von 6 und 1O % gemischt.

Beim Rauchen im Vergleich mit der Kontrolizigarette, die kein

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wärraebehandeltes gewaschenes Nebenproduktmaterial enthielt, wurde der Rauch der experimentellen Zigarette als milder als der der Kontrollzigarette bewertet, zeigte eine geringere Reizwirkung und wies keinen unangenehmen Geschmack auf, selbst wenn das Ausmass der Zugabe zu dem üblichen Zigaretten-Füllstoffmaterial 10 %betrug. Dieser Versuch zeigt die Bedeutung von sowohl der Wärmebehandlung als auch dem Waschen des Tabak-Nebenproduktmaterials, um den gewünschten erfindungsgemässen Effekt zu erzielen.

Beispiel 4

Burley-Stengel wurden zunächst gewaschen unter Verwendung von 20 Gew.-Teilen Wasser bei 50°C, um die wasserlöslichen Bestandteile daraus zu entfernen. Die gewaschenen Stengel wurden anschliessend geebnet und zu Lappen zerschnitten. Die Lappen wurden anschliessend auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 - 13 % getrocknet und anschliessend während 10 Minuten in einem Ofen bei 215°C behandelt. Der Gewichtsverlust des behandelten Materials erwies sich als insgesamt 32 %. Die"getoasteten" goldbraunen und gut riechenden Lappen wurden zunächst in einer Standardatmosphäre (75°CF, 6O % relative Feuchtigkeit) equilibriert und anschliessend wurden'sie in einem üblichen Zigarettenfüllstoff in Mengen von 5, 1O und 25 % verwendet.

Die Zigaretten wurden geraucht und mit dem Rauch üblicher Zigaretten verglichen. Die alle drei Mengen der wärmebehandelten Stengel enthaltenden Zigaretten erwiesen sich als mild im Geschmack ohne feststellbare Stenge1-Charakteristika im Rauch.

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Beispiel 5

Burley-Stengel wurden verwendet zur Herstellung eines Blattes bzw. einer Folie nach einer üblichen Verfahrensweise zur Herstellung einer rekonstituierten Tabakfolie. Die Folien wurden in eine Aluminiumfolie gepackt und 12 Minuten auf 240 C erwärmt. Sie wurden anschliessend gewaschen, getrocknet, einer Dreschbehandlung unterzogen und schliesslich mit entripptem Tabak in Mengen von 1O % und 2O % vermischt.

Die subjektive Bewertung des Rauchs der experimentellen Zigaretten zeigte, dass der Rauch milder war, als der der Kontrollzigaretten und keinen unangenehmen Geschmack aufwies.

Beispiel 6

Rekonstituierte Tabakfolie, bzw. Tabakblätter, zusammengesetzt aus 75 % Stengel und 25 % Tabakfeinstoffen wurden nach einem Papier-Herstellungsverfahren bereitet.

Die rekonstituierten Blätter wurden thermisch kontinuierlich behandelt, wobei man einen Erwärmungs-Wäsche-Trocknungs-Zyklus durchführte,worauf man das rekonstituierte Blattmaterial mit den löslichen Anteilen erneut vereinte, die vorher durch ein Waschverfahren entfernt worden waren.

Die thermische Behandlung wurde durch Änderung der Geschwindigkeit des Förderbands gesteuert, die das rekonstituierte Blattmaterial durch die Papier-Herstellungsvorrichtung führte, sowie durch Einstellen der Temperatur je nach der speziellen Bandgeschwindigkeit. Die Wärmebehandlung wurde zwischen zwei festen Metallbändern durchgeführt, die sich mit der gleichen Geschwindigkeit bewegten, mit der sich das Blattmaterial fortbewegte.

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Die Erwärmung konnte von 20 Sekunden bei 35O°C bis 30 Minuten bei 180°C gesteuert werden, bevor die Waschstufe erreicht wurde. Nach dem Waschen wurde der Bogen getrocknet, und es wurden die übrigen Stufen durchgeführt, die normalerweise bei der Herstellung von rekonstituierten Blättern in Papiermaschinenverfahren angewendet werden.

Das so behandelte Material wurde anschliessend einem üblichen Zigaretten-Füllmaterial in Mengen von 5, 10 und 25 % zugesetzt. Kontrollzigaretten wurden in üblicher Weise mit dem gleichen Gehalt an rekonstituiertem Bogenmaterial hergestellt, das jedoch kein wärmebehandeltes gewaschenes Tabak-Nebenproduktmaterial enthielt. Die Zigaretten mit den thermobehandelten Zusätzen wurden beim Rauchen im Vergleich mit den nicht-thermobehandelten Zusätzen subjektiv als günstiger als die Vergleichszigaretten bewertet. Dies zeigte sich für alle drei verwendeten Zugabemengen.

Beispiel 7

Burley-Stengel wurden zerkleinert und anschliessend extrahiert unter Anwendung des 10fachen ihres Gewichts an Wasser von 50 C. Nach dem Trocknen auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 6 - 7 % zeigte das Material einen Gewichtsverlust von 23 Gew.-%. Das extrahierte Material wurde anschliessend während 15 Minuten bei 21O⁰C behandelt, was zu einem goldbraunen, aromatisch riechenden Produkt führte. Der Gewichtsverlust der Burley-Stengel, der durch die Wärmebehandlungsstufe erhalten wurde, erwies sich als 12 %. Die so behandelten Lappen wurden anschliessend nach Feuchtxgkextsrekonditionieren in Zigaretten-Füllstoffen verwendet, wo sie 5, 10, 15, 20, 25 und 30 % Tabakmaterial im Füllstoff ersetzten." Mit Ausnahme der Zigaretten mit einem 25- bis 30%igen Ersatz waren sie gleich oder milder als die

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Kontrollzigaretten.

Beispiel 8

Burley-Stengel wurden extrahiert, unter Anwendung des 20fachen ihres Gewichts an Wasser von 6O°C. Die extrahierten Stengel wurden geglättet und zu Lumpen geschnitten. Nach dem Trocknen betrug der Gewichtsverlust etwa 38 %. Die Lumpen wurden anschliessend einer 17 1/2minütigen Wärmebehandlung bei 200⁰C in einem Wandofen mit gelegentlicher Infrarotbehandlung während dieser Zeit unterzogen. Die wärmebehandelten Lumpen wurden anschliesend in Zigaretten in Mengen von 10, 17,5 und 25 % mit üblichem Füllmaterial verwendet. Alle Zigaretten wiesen einem milden Geschmack und angenehme Rauchcharakteristika auf.

Beispiel 9

Burley-Stengel wurden extrahiert, unter Anwendung des 30fachen ihres Gewichts an Wasser von 50 C und 1 Stunde lang einweichen gelassen. Die extrahierten Stengel wurden anschliessend abgetrennt, geebnet und zerkleinert. Der durch die Extraktionsbehandlung erzielte Gewichtsverlust betrug 42 %. Der flüssige Extrakt wurde auf etwa 45 % Feststoffe konzentriert und anschliessend gekühlt. Die überstehende Flüssigkeit wurde dann von den Kristallen von Kaliumnitrat, die auskristallisiert waren, abdekantiert. Die extrahierten Lumpen wurden schliesslich in einer übererhitzten Dampfatmosphäre während 5 Sekunden auf 33O°C einer Wärmebehandlung unterzogen. Anschliessend wurden die wärmebehandelten Lumpen mit

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dem denitratisierten flüssigen Konzentrat besprüht und equilibriert. Mit dem resultierenden veredelten Tabak-Nebenproduktmaterial in Mengen von 17,5, 25 und 32,5 % wurden Zigaretten hergestellt. Auch sie erwiesen sich als gleich wie oder bevorzugt gegenüber Kontrollzigaretten.

Beispiel 10

Burley-Stengel wurden extrahiert unter Verwendung des 20fachen ihres Gewichts von Wasser von 60°C. Nach einstündigem Einweichen wurden die Stengel in eine Presse gefügt, um die Flüssigkeit auszupressen. Die Stengel wurden anschliessend durch eine Reiss-Vorrichtung geleitet. Die Lumpen, sowie der flüssige Extrakt wurden wie im Beispiel 9 verarbeitet, wobei jedoch die Stengel einer Wärmebehandlung in einem Wärmeturm während 2 Sekunden bei 371⁰C unterzogen wurden. Durch Vermischen eines Teils oder weniger dieses Produktes mit 3 Teilen üblichem Füllstoff wurden Zigaretten hergestellt, die angenehme Rauchcharakteristika aufwiesen.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man das Nebenproduktmaterial einer Wärmebehandlungsstufe, derart, dass es einen Gewichtsverlust von mindestens 10 % erfährt und einer Wasser-Extraktionsstufe, derart, dass wasserlösliche Bestandteile, die in dem Nebenproduktmaterial enthalten sind, daraus entfernt werden, unterzieht, wobei jede dieser Stufen vor der anderen durchgeführt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Tabak-Nebenproduktmaterial auswählt aus der Gruppe von Tabakstengeln, -Stämmen bzw. -rippen, -staub, -feinteilen und Mischungen davon.

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582-846 C\

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als Tabak-Nebenproduktmaterial Burley-Stengel-, -Stamm- bzw. -Rippen-Material verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmebehandlungsstufe derart durchführt, dass ein Verlust von etwa 10 - 35 % erzielt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmebehandlungsstufe bei einer Temperatur von 150 bis 37O°C und während einer Zeit von etwa 2 Sekunden bis 5 Stunden durchführt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erwärmungsquelle für die Wärmebehandlungsstufe von einer Strahlungsheizung, Gasheizung, Ölheizung, von Dampf, von elektrischer oder Mikrowellenenergie ableitet.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmebehandlungsstufe in einer inerten Atmosphäre durchführt. .

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass men eine inerte Atmosphäre von Stickstoff, Kohlendioxid, Helium oder einem Vakuum einsetzt.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ergebnis der Wasserextraktionsstufe Nitratsalze aus dem Tabak-Nebenproduktmaterial entfernt werden.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man Kaliumnitrat entfernt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer weiteren Stufe Nitratsalze aus dem Wasser anschliessend an die Wasserextraktionsstufe entfernt und die verbleibenden wasserlöslichen Bestandteile mit dem Tabak-Nebenproduktmaterial erneut vereint.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wasserextraktionsstufe bei einer Temperatur im Bereich von 0,5 - 99°C durchführt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man bei einer Temperatur im Bereich von 10 - 80 C arbeitet.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Tabak-Nebenproduktmaterial während der Wasserextraktionsstufe eine Wassermenge im Bereich von etwa dem 5- bis 40fachen des Gewichts des Tabak-Nebenproduktmaterials zusetzt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Wassermenge im Bereich vom etwa 10- bis 30fachen des Gewichts des Tabak-Nebenproduktmaterials verwendet.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das behandelte Tabak-Nebenproduktmaterial mit rekonstituier tem Tabakblatt- bzw. Folienmaterial vereint.

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17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das behandelte Tabak-Nebenproduktmaterial mit natürlichem Blättertabak vereint.

18. Veredeltes Tabak-Nebenproduktmaterial, erhalten nach dem Verfahren nach Anspruch 1.

19. Raucherprodukt, erhalten nach dem Verfahren des Anspruchs 16.

20. Raucherprodukt, erhalten nach dem Verfahren des Anspruchs 17.

21. Verfahren zur Herstellung eines veredelten rekonstituierten Tabakmaterials, dadurch gekennzeichnet, dass man

a) Burley-Stengel- bzw. bzw. -Stamm- bzw. -Rippen-Material einer Tabak-Nebenprodukt-Aufschlämmung zusetzt;

b) die Aufschlämmung in Blatt- bzw. Folienform giesst; und

c) das Blatt bzw. die Folie einer Wärmebehandlungsstufe, derart, dass sie einen Gewichtsverlust von mindestens 10 % erfährt und einer Wasserextraktionsstufe, derart, dass die in dem Burley-Stengel- bzw. -Stamm- bzw. -Rippen-Material und dem Tabak-Nebenproduktmaterial enthaltenen wasserlöslichen Bestandteile daraus entfernt werden, unterzieht.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass

man darüber hinaus die Nitratsalze aus dem Wasser anschliessend an die Wasserextraktionsstufe entfernt und die verbleibenden wasserlöslichen Bestandteile mit dem rekonstituierten Tabakmaterial erneut vereint.

Veredeltes rekonstituiertes Tabakmaterial, erhalten nach dem Verfahren von Anspruch 21.

24. Verfahren zur Herstellung eines veredelten rekonstituierten Tabakmaterials/ dadurch gekennzeichnet, dass man

a) ein Burley-Stengel- bzw. -Stamm- bzw. -Rippen-Material einer Wärmebehandlungsstufe, derart, dass es einen Gewichtsverlust von mindestens 10 % erfährt und einer Wasserextraktionsstufe, derart, dass die in dem Burley-Stengel- bzw. -Stamm- bzw. -Rippen-Material enthaltenen wasserlöslichen Bestandteile daraus entfernt werden, unterzieht;

b) das behandelte Burley-Stengel- bzw. -Stamm- bzw. -Rippen-Material zu einer Tabak-Nebenproduktaufschlämmung fügt;

c) die Aufschlämmung in Blatt- bzw. Folienform giesst; und

d) das resultierende veredelte rekonstituierte Tabakmaterial trockent und zerteilt.

25. Veredeltes rekonstituiertes Tabakmaterial, erhalten nach dem Verfahren des Anspruchs 24.

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26. Veredeltes Tabak-Nebenproduktmaterial, enthaltend ein wärmebehandeltes Material, ausgewählt aus der Gruppe von Tabakstengeln bzw. -stammen bzw. -rippen, -staub, -feinteilen und Gemischen davon, wobei aus dem Material die Nitratsalze entfernt worden sind und das Material einen thermischen Gewichtsverlust von mindestens 10 % erfahren hat.

27. Veredeltes rekonstituiertes Tabakblatt- bzw. Folienmaterial, enthaltend ein wärmebehandeltes Tabak-Nebenproduktmaterial, wobei aus dem Nebenproduktmaterial dessen Nitratsalze entfernt worden sind und das Nebenproduktmaterial einen thermischen Gewichtsverlust von mindestens 10 % erfahren hat.

28. Raucherartikel, enthaltend das veredelte Tabak-Nebenproduktmaterial, hergestellt nach dem Verfahren von Anspruch

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