DE2931313C2

DE2931313C2 - Rekonstituiertes veredeltes Tabakmaterial und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2931313C2
Application number: DE2931313A
Authority: DE
Inventors: Andrew T. Richmond Va. Lendvay
Original assignee: Philip Morris Inc
Current assignee: Philip Morris Products Inc
Priority date: 1978-08-02
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1983-04-21
Also published as: US4244381A; DE2931313A1; CH643122A5

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Raucherwaren. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Veredelung bzw. Aufwertung von Tabak-Nebenproduktmaterial, insbesondere von Tabakstengeln bzw. -Stämmen 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. Die Erfindung betrift auch das dabei erhalte.ie rekonstituierte veredelte Tabakmaterial.

Beim Entrippen von Blattabak bei der Bearbeitung für dessen Anwendung als Zigarrenumhüllungen oder Füllmaterial, Zigaretten- und Rauchtabak, werden Tabak-Nebenprodukte, 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 dergleichen wurden ebenfalls beim Transport und bei der Handhabung von Tabak gewonnen. Zwar wurden in der Vergangenheit Versuche gemacht, diese Tabak-Nebenprodukte wirtschaftlich zu verwerten durch Bildung von »rekonstituiertem« Tabak daraus (vergleiche beispielsweise die US-PS 34 09 026 und 33 86 449) jedoch hat sich ein derartiger rekonstituierter Tabak häufig wegen seiner Herbheit, der schlechten aromatischen Qualitäten und des unangenehmen Geschmacks des durch dieses Material erzeugten Rauchs 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 Tabakblattmataerial. 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 grauähnlichschwarze Färbung an. Derartige Techniken werden beispielsweise in den US-PS 38 61401, 38 61402 und 40 19 521 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 etwa 30% führt, so behält das Materia! seine Flexibilität und seinen Feuchtigkeitsgehalt vergleichbar mit anderen Teilen des Tabakfüllmaterials, mit dem es vermischt werden soll, bei.

Aus der DE-OS 23 10 544 ist ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Produktes für Rauchgemische bekannt, bei welchem man einen Tabak einem katalysierten Abbauverfahren bei einer Temperatur von mindestens 100°C unterwirft, bis das Gewicht des abgebauten Materials weniger als 90 Gew.-% des ursprünglichen Tabaks beträgt. Dieses Verfahren kann auch auf minderwertiges Tabakmaterial angewandt werden. Dem abgebauten Tabak werden dann Fremdstoffe zugesetzt, wie beispielsweise Bindemittel, um den abgebauten Tabak zu einer Folie zu formulieren. Dieses Verfahren umfaßt somit ebenfalls die nachteilige Verwendung von Fremdmaterialien. In der Offenlegungsschrift

wird weiterhin darauf hingewiesen, daß man zwar Tabak auch in Abwesenheit eines Katalysators erhitzen kann, und daß dabei ebenfalls ein Gewichtsverlust auftreten kann, daß aber dabei erhaltene Rückstände keinen verbesserten Rauchgeschmack aufweisen, sondern einen wesentlich schlechteren Rauchgeschmack als wenn katalytisch abgebaut wird.

In der südafrikanischen Patentanmeldung Nr. 73/ 5353 wird wie in der obengenannten Offenlegungsschrift bestätigt, daß der thermische Abbau von Kohlenhydratmaterial in Anwesenheit eines Katalysators zu vollständig anderen Produkten führt, als wenn man den thermischen Abbau in Abwesenheit eines Katalysators durchführt Mit anderen Worten wird auch hier davon abgeraten, den Abbau in Abwesenheit eines Katalysators durchzuführen.

Aus der US-PS 35 12 536 ist ein Verfahren zur Herstellung von Rauchmaterialien aus zellulosischem Material bekannt, bei dem man das zellulosische Material mit Stickstoffdioxid oxidiert und vorher oder nachher mit einem flüssigen organischen Lösungsmittel zur Entfernung von gelöstem Fremdmaterial einschließlich Ölen, Wachsen, Latices usw. behandelt. Nach der Oxidation kann auch eine Waschung mit Wasser erfolgen. Eine gezielte wäßrige Extraktion mit großem Überschuß an Wasser wird dort nicht erwähnt.

Aus der bereits obenerwähnten US-PS 40 19 521 ist es bekannt, zellulosisches Material oder Kohlenhydratmaterial bei einer Temperatur von 150° bis 75O⁰C in einer nichtoxidierenden Atmosphäre ausreichend lange zu erhitzen, bis ein Gewichtsverlust von wenigstens 60%, jedoch nicht mehr als 90% eingetreten ist. Es handelt sich hierbei um einen nichtkatalytischen Abbau. Jedoch ist ein auf diese Weise abgebautes Zellulosematerial nicht zufriedenstellend für die Verwendung von Tabakmaterialien, da die Verminderung des Teer- und Nikotingehaltes nicht ausreichend ist, und außerdem die Geruchs- und Aromaeigenschaften nicht zufriedenstellend sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial, insbesondere von Stengeln, zu schaffen, das wirtschaftlich und günstig in einem rauchbaren Material verwendet werden kann. Das rauchbare Material, das das veredelte Tabak-Nebenproduktmaterial enthält, sol! dabei weder den unerwünschten holzartigen Geschmack, noch die Herbheit und die unerwünschten aromatischen Eigenschaften von bisherigen Produkten aufweisen, die derartige Tabak-Nebenprodukte enthalten. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß ein Verfahren geschaffen werden soll, welches in der Lage ist, Tabak-Nebenproduktmaterial so zu behandeln, daß eine Verbesserung der Raucheigenschaften des Tabak-Nebenproduktmaterials erreicht wird. Es sollen dabei keine Fremdstoffe verwendet werden.

Es wurde nunmehr ein nichtkatalytisches Verfahren zur Aufwertung bzw. Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial, insbesondere von Stengeln gefunden, das wirtschaftlich und günstig in einem Rauchermaterial verwendet werden kann. 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-Materialien, z. B. von chemischen Reager.tien, wie Katalysatoren, 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.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 150 bis 370° C während eines Zeitraumes von 5 Stunden bis 2 Sekunden, derart, daß es einen Gewichtsverlust von mindestens 10% erfährt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Tabak-Nebenproduktmaterial vor oder nach der Wärmebehandlungsstufe einer Wasser-Extraktionsstufe unterzieht, derart, daß wasserlösliche Bestandteile, die in dem Nebenproduktmaterial enthalten sind, daraus entfernt werden, wobei dem Tabak-Nebenproduktmaterial während der Wasser-Extraktionsstufe eine Wassermenge im bereich von etwa dem 5- bis 40fachen des Gewichts des Tabak-Nebenproduktmaterials zugesetzt wird.

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 ist es möglich, auf einfache und billige Weise ein endgültiges rauchbares Material herzustellen, wobei sogenannte Nebenprodukt-Materialien unter Bildung eines im Handel brauchbaren Produktes verwendet werden.

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 gegebenenfalls die Wasserextraktionsstufe zuerst durchgeführt werden, worauf sich die Wärmebehandlungsstufe anschließt. Alternativ kann die Wärmebehandlungsstufe 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 unierzogen werden.

Im allgemeinen wird das Tabak-Nebenprodnktinate-

rial einer Wärmebehandlung unterzogen, indem man das Material einer milden thermischen Zersetzung bei einer Temperatur von etwa 150 bis 370° C während Zeiträumen von 2 Sekunden bis 5 Stunden, vorzugsweise 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 ider kann alternativ in einer inerten Atmosphäre wie Stickstoff, Kohlendioxid, Helium u. dgl. oder im Vakuum durchgeführt werden. Vorzugsweise verwendet man beim Arbeiten über einer Temperatur von 25O⁰C 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.

An Stelle der inerten Atmosphäre können die nichtoxidierenden Bedingungen auch erzielt werden, wenn man die Wärmebehandlung unter Vakuumbedingungen durchführt.

Das Erwärmen für die Wärmebehandlungsstufe kann mittels jeglicher zweckmäßigen Quelle erfolgen, wie beispielsweise durch Strahlungswärme, durch Ölheizung, Gasheizung, Dampf, Elektrizität Mikrowellenenergie u. 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 Tabak-Nebenproduktmaterial zuerst mit Waser extrahiert, und anschließend der Wärmebehandlung unterzogen, so hängt das Ausmaß der Warmebehandlungsstufe 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 Wärmebehandlungsverfahren erhalten werden, zu entfernen. Eine derartige Entfernung organischer Materialien kann beispielsweise durch Vakuumeinrichiungen, Dampf, Wasser od. 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 gedruckt 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 beser-schmeckenden und aromatischen 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 verringern, führt man die Wärmebehandlung jedoch vorzugsweise kontinuierlich durch, wobei das Tabak-Nebenproduktmaterial 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 Tabak-Nebenproduktmaterial 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 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 Waser im Bereich von etwa 0,5 bis 99°C und besonders bevorzugt von 10 bis 8O⁰C zu halten.

Die dem Tabak-Nebenproduktmaterial für die Extraktionsstufe zugefügte Wassermenge liegt im Bereich von etwa dem 5- bis 40fachen 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 Nebenproduktmaterial 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 Ta-

bak-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 ist es für die Erfindung nicht kritisch, doch kann es auf diese Weise günstig sein, die Nitrate aus dem Wasserextraktionsmedium 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 38 47 164 und der US-PS 36 i6 801 beschrieben, auf die hier Bezug genommen wird. Nach der Entfernung der Nitrate wird das Wasermedium konzentriert.

Zur Wiedervereinigung der erwünschten wasserlöslichen Bestandteile mit dem Tabakmaterial werden erstere einfach auf den Tabak gesprüht. Andere 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 Wärmebehandlungsstufe überzogen, so sollten das Temperaturniveau sowie die Behandiungszeit 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 260⁰C und vorzugsweise etwa 110 bis 22O⁰C durchgeführt. Die Zeit für die Wärmebehandlung variiert von 2 Sekunden bis 5 Stunden je nach der speziellen Temperatur, die aufrecht erhalten wird.

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 anschließende;, NaSveriiiähien in seiner Größe verringert werden. Andere Methoden zur Zerkleinerung des Tabak-Nebenproduktmaterials auf eine geeignete Größe 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 — 30 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 rekonstruiertem Tabak hergestellt (vgl. beispielsweise die US-PS 34 09 026, auf die hier Bezug genommen wird).

Im allgemeinen bildet man die Tabakaufschlämmung dadurch, daß man zuerst Tabak-Nebenproduktmaterial, wie Staub, Feinteile u. dgl. vermahlt. Dieses vermahlene Tabakmaterial wird anschließend mit Wasser unter BiI-dung einer Aufschlämmung vermischt. Zu dieser Aufschlämmung werden die unbehandeltcn 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 34 15 253, 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 rekonstiiuierten Tabakrnateriais 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 zusätzlich das verbleibende Tabak-Nebenproduktmaterial, das normalerweise in der Aufschlämmung enthalten ist, ebenfalls behandelt wird. Dementsprechend wird das gesamte behandelte rekonstituierte Tabakmateria! 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 Tabak-Nebenproduktmaterial 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-Ausschusses 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 ein veredeltes Tabak-Nebenproduktmaterial bereitgestellt wird, das keine unerwünschten Fremdzusätze enthält und zu 100% aus Tabakpflanzenmaterial besteht.

Das veredelte Tabak-Nebenproduktmaterial kann anschließend mit rekonstituiertem Tabakblatt- bzw. Folienmaterial oder natürlichem Blättertabak vereint werden.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Teile und Prozentangaben 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 enthält. 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 260⁰C während 5'/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 einem üblichen Zigaretten-Füllmaterial in Mengen von 6 und 10% verwendet Kontrollzigaretten wurden ebenfalls hergestellt, ohne daß die wärmebehandelten Burley-Stengel zugesetzt wurden.

Die experimentelle Zigarette wurde geraucht und mit den üblichen Kontrollzigaretten verglichen. Der Rauch von den experimentellen 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 sauerstoffreien Atmosphäre durchgeführt werden konnte.

Nach der Wärmebehandlung wurden die Packungen in einen mit Trockeneis gefüllten Behälter eingefügt. Der Gewichtsverlust betrug 28 und 30%.

Die wärmebehandelten zerkleinerten Teile wurden anschließend mit warmem Wasser bei einer Temperatur von 50⁰C gewaschen, wobei 10 Gew.-Teile Wasser verwendet wurden, worauf getrocknet wurde. Das zerkleinerte Material wurde anschließend in übliche Zigaretten-Füllmaterialien in Mengen von 6 und 10% gemischt.

Beim Rauchen im Vergleich mit der Kontrollzigarette, die kein wärmebehandeltes 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 50⁰C, 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 (24° C, 60% relative Feuchtigkeit) equilibriert und anschließend wurden sie in einem üblichen Zigarettenfüllstoff in Mengen von 5, 10 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 Stengei-Charakteristika im Rauch.

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 240⁰C erwärmt Sie wurden anschließend gewaschen, getrocknet, einer Dreschbehandlung unterzogen und schließlich mit entripptem Tabak in Mengen von 10% und 20% 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.

Die Erwärmung konnte von 20 Sekunden bei 350⁰C 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 im 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 thermobehandeiten 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 lOfachen 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 210°C 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 Feuchtigkeitsrekonditionieren 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 Kontrollzigaretten.

Beispiel 8

Burley-Stengel wurden extrahiert, unter Anwendung des 20fachen ihres Gewichts an Wasser von 60⁰C. Die extrahierten Stengel wurden geglättet und zu Lumpen geschnitten. Nach dem Trocknen betrug der Gewichtsverlust etwa 38%. Die Lumpen wurden anschließend einer 17'/2minütigen Wärmebehandlung bei 200°C in einem Wandofen mit gelegentlicher Infrarotbehandlung während dieser Zeit unterzogen. Die wärmebehandelten Lumpen wurden anschließend 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 330°C einer Wärmebehandlung unterzogen. Anschließend wurden die wärmebehandelten Lumpen mit 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 371 °C unterzogen wurden. Durch Vermischen eines Teils oder weniger dieses Produktes mit 3 Teilen üblichem Füllstoff wurden Zigaretten hergestellt, die angenehme Rauchcharakteristika aufwiesen.

Claims

Patentansprüche:

1. Rekonstituiertes veredeltes Tabakmaterial, erhalten durch Wärmebehandlung von Tabak-Nebenproduktmaterial be^: einer Temperatur von 150 bis 370⁰C während eines Zeitraums von 5 Stunden bis 2 Sekunden, derart, daß es einen Gewichtsverlust von mindestens 10% erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tabak-Nebenproduktmaterial vor oder nach der Wärmebehandlungsstufe einer Wasser-Extraktionsstufe unterzieht, derart, daß wasserlösliche Bestandteile, die in dem Nebenproduktmaterial enthalten sind, daraus entfernt werden, wobei dem Tabak-Nebenproduktmaterial während der Wasser-Extraktionsstufe eine Wassermenge im Bereich von etwa dem 5- bis 40fachen des Gewichts des Tabak-Nebenproduktmaterials zugesetzt wird.

2. Verfahren zur Veredelung von Tabak-Nebenproduktmaterial durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 150 bis 370"C während eines Zeitraums von 5 Stunden bis 2 Sekunden, derart, daß es einen Gewichtsverlust von mindestens 10% erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tabak-Nebenproduktmaterial vor oder nach der Wärmebehandlungsstufe einer Wasser-Extraktionsstufe unterzieht, derart, daß wasserlösliche Bestandteile, die in dem Nebenproduktmaterial enthalten sind, daraus entfernt werden, wobei dem Tabak-Nebenproduktmaterial während der Wasser-Extraktionsstufe eine Wassermenge im Bereich von etwa dem 5- bis 40fachen des Gewichis des Tabak-Nebenproduktmaterials zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärmebehandlungsstufe in einer inerten Atmosphäre, die beispielsweise aus Stickstoff, Kohlendioxid, Helium oder einem Vakuum besteht, durchführt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend an die Wasser-Extraktionsstufe in einer weiteren Stufe Nitratsalze aus dem Wasser entfernt und die verbleibenden wasserlöslichen Bestandteile mit dem Tabak-Nebenproduktmaterial erneut vereint.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wasser-Extraktionsstufe bei einer Temperatur im Bereich von 0,5 bis 99⁰C durchführt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 80°C arbeitet.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Wassermenge im Bereich von etwa dem 10- bis 30fachen des Gewichts des Tabak-Nebenproduktmaterials verwendet.