DE3522311A1

DE3522311A1 - Expansionsmittel fuer tabak sowie verfahren zum expandieren von tabak

Info

Publication number: DE3522311A1
Application number: DE19853522311
Authority: DE
Inventors: Ian Campbell Winchester Brown; Roger William Milford-on-Sea Lymington Hedge
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 1984-06-23
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1986-01-02
Also published as: AU4387285A; ZA854273B; CH661641A5; AU557031B2; FR2566237A1; MX162575A; GB2160408B; NL8501780A; DK281485A; NL183434C; NL183434B; IT8521176A0; DE3522311C2; GB2160408A; PH22216A; DK281485D0; GB8416084D0; BE902725A; ES8706407A1; ES544422A0

Description

SCHWABh SANDMAIR MARX

ST0N1.:i)TRASSL Ib 8'X'U MUUUiEN Bü Ου/Ζ J Il

Anwaltsakte 34 446 X

British-American Tobacco Company Limited Westminster House, 7 Millbank London SW1P 3JE, England

Expansionsmittel für Tabak sowie Verfahren zum Expandieren von Tabak

OR!G!NAL [M2FECT-D

(089)988272-74 Telekopierer. (089)983049 Bankkonten- Bayer. Vereinsbank München 453100(BLZ70020270)

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Expansionsmittel für Tabak sowie ein Verfahren zum Expandieren von Tabak.

In der Tabakindustrie ist es etablierte Praxis den Tabak einem Verfahren zu unterwerfen, das eine Erhöhung der Füllfähigkeit des Tabaks bewirkt. Ein l/erfahren dieser Art wird cft als Tabakexpansionsverfahren bezeichnet. In früher vorgeschlagenen Tabakexpansionsverfahren wird das Tabakblatt oder der Tabakstiel mit einem Expansionsmittel imprägniert. Anschließend kann der Tabak einem Erwärmungsschritt ausgesetzt werden, der üblicherweise aus einem Kontakt zwischen dem Tabak und einem Eruärmungsmittel besteht, uie zum Beispiel warmer Luft und/oder warmer Dampf. Der Erwärmungsschritt bewirkt die Entfernung des Expansionsmittels aus dem Tabak. In einigen dieser Expansionsverfahren findet die Expansion des Tabaks während des Erwärmungsschrittes statt.

Als Alternative zu einem Erwärmungsschritt kann der Tabak, anfänglich unter erhöhtem Druck und Temperatur stehend, einer plötzlichen Druckreduzierung ausgesetzt werden. Eine weitere Alternative ist das Gefriertrocknen.

Unter den in früheren Verfahren verwendeten Expansionsmitteln befinden sich Uasser, Dampf, Luft, Stickstoff, Kohlendioxid,

ORIGIMAL INSPECTED - 2 -

Schwefeldioxid, Ammoniak, Kohlenwasserstoffe und halogenisrte Kohlenwasserstoffe.

Gemäß dem in der GB -PS 955 679 beschriebenen Expansionsverfahren uird der Tabak einem Lösungsmittel in flüssiger Form ausgesetzt, das ausgewählt uird aus der Gruppe, die sich aus aliphatischen Kohlenuasserstoffen, zyklischen Kohlenwasserstoffen, aromatischen Kohlenuasserstoffen, Alkoholen, Ketonen Ether, Estern, chlorierten Lösungsmittel und mischbaren Kombinationen aus der eben aufgeführten Gruppe uon Lösungsmitteln, zusammensetzt. Das flüssige Lösungsmittel wird zum Beispiel durch Durchblasen von Luft durch den Tabak, entfernt.

In der US-PS 3 693 631 uird ein Tabakexpansionswerfahren beschrieben, in dem eine flüchtige organische Verbindung oder Verbindungen verwendet uird/uerden, um den Tabak zu imprägnieren. Gemäß der Lehre dieser Patentschrift sind bevorzugte organische Verbindungen, nicht-oxygenierte Verbindungen, die relativ unpolar und relativ bzu. beträchtlich mit Wasser nicht mischbar sind.

In der US-PS 3 425 425 uird ein Verfahren zur Expansion von Tabakstielen beschrieben, in dem die Stiele mit einer Lösung, bestehend aus einem oder mehreren Zuckern und einem oder mehreren Natrium- oder Kaliumsalzen einer anorganischen oder organischen Säure, einer mono- oder dibasischen Säure oder Natrium oder Kaliumhydroxid, behandelt werden.

Nach der Behandlung mit der Lösung werden die Stiele getrocknet und dann auf eine Temperatur, won zum Beispiel 300⁰C, erhitzt.

Ein Tabakexpansionsverfahren, in dem der Tabak mit Ammoniak und Kohlendioxid behandelt uird, uird in der US-PS 3 771 533 beschrieben. Der mit Ammoniak und Kohlendioxid behandelte Tabak uird anschließend eruärmt und/oder vermindertem Druck ausgesetzt. Im Veröffentlichungsdokument Nr. 107 932 der europäischen Patentanmeldung Nr. B3305989.2 findet sich eine Beschreibung eines Tabakexpansionsverfahrens, in dem der Tabak mit einem Expansionsmittel in der Gasphase, bei erhöhten Temperatur- und Druckbedingungen, behandelt uird. Anschließend uird der Druck reduziert. Die bevorzugten Expansionsmittel sind leichte Kohlenuasserstoffe, Ethan, Propan, Propylen, n-Butan, Isobutan, Dichlordifluormethan und Monochlordifluormethan. Es uird beschrieben, daß Mischungen der Expansionsmittel in zufriedenstellender Weise angewendet werden können.

Obuohl in der Patentliteratur die Veruendung von Expansionsmitteln, die aus zuei oder mehr Bestandteilen bestehen, in Tabakexpansionsverfahren eruähnt uurde, findet sich dort, soweit bisher bekannt ist, keine Lehre bezüglich der Bereitstellung eines Tabakexpansionsmittels, das aus einer ersten und einer zueiten Komponente besteht, und das in der Lage ist, einen synergistischen Effekt in Form einer Erhöhung der Tabakfü.ll·= fähigkeit, bei Anuendung in einem Tabakexpansionsverfahren zu erzeugen. Für ein Zueikomponentenexpansionsmittel, das eine

synergistische Wirkung zeigen soll, müßte die durch das Mittel bewirkte Erhöhung der Füllfähigkeit größer sein, als die Erhöhung, die man auf Basis von linearen, proportionalen Erhöhungen für jede der einzelnen Komponenten erwartet.

Ziel der Erfindung ist es Tabakexpansionsmittel, die synergistische Wirkung zeigen, zur Verfügung zu stellen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Tabakexpansionsmittel zur Verfügung zu stellen, die aus ersten und zweiten Komponenten bestehen, wobei bei der Verwendung der Mittel in Tabakexpansionsverfahren Erhöhungen hinsichtlich der Tabakfüllfähigkeit erreicht werden, die größer sind als die, die man erreichen würde bei Verwendung entweder der ersten oder der zweiten Komponenten alleine.

Die Erfindung stellt ein Tabakexpansionsmittel zur Verfugung, das als eine erste Komponente eine erste flüchtige, unpolare, in beträchtlicher Weise mit Wasser nicht mischbare , organische Verbindung und als zweite Komponente eine zweite, flüchtige, wasserlösliche, Sauerstoff enthaltende und eine größere Polarität als die erste Verbindung aufweisende, organische Verbindung enthält. Bevorzugterweise, ist die erste Verbindung mit der zweiten Verbindung mischbar, wenn sich beide in der flüssigen Phase befinden. Ein derartiges Expansionsmittel wird im folgenden als "Expansionsmittel, wie vorhin definiert", bezeichnet.

Die erste Verbindung ist vorzugsweise ein Kohlenwasserstoff, geeigneterweise einer, der in seiner molekularen Struktur

ORIüii'^L. ti w u.~ ■ -~'

1-8 C-Atome aufmeist;besser geeignet ist eine, die in ihrer molekularen Struktur 3-6 C-Atome aufweist. Ein als erste Verbindung verwendeter Kohlenwasserstoff kann geradkettig, verzweigt, gesättigt, ungesättigt,zyklisch oder substituiert sein.

Geeigneterweise ist die zweite Verbindung eine Verbindung, die 1-6 C-Atome in ihrer molekularen Struktur aufweist, besser geeignet ist eine, die 1-3 C-Atome aufweist. Die zweite Verbindung kann, zum Beispiel, ein Keton, ein Ester oder ein Alkohol sein, aber besser kein Aldehyd oder Ether sein.

Es ist wünschenswert, daß die ersten und die zweiten Verbindungen in der Lage sind^ein azeotropes Gemisch zu bilden. In dem Fall, daß die ersten und zweiten Verbindungen in der Lage sind,, ein azetropes Gemisch zu bilden, ist es vorzuziehen,Anteile der Verbindungen bei oder im Bereich der azeotropen Anteile zu verwenden .

Vorteilhaft ist es, wenn jede der ersten und zweiten Verbindungen als flüssige Phase bei oder nahe 2O⁰C und bei einem absoluten Druck von 1 bar (100 kPa) vorliegt. Es ist auch von Vorteil für die entsprechenden Siedepunkte bei Atmosphärendruck der ersten und zweiten Verbindungen,, wenn diese relativ nahe beieinander liegen, soll heißen, innerhalb von 50° C.

Es wurde auch gefunden, daß bei Anwendung der Erfindung Tabakexpansionsmittel zur Verfugung gestellt werden können, die

ORIGINAL !MOOTE - 6 -

-X-

einen synergistischen Tabakexpansionseffekt zeigen.

Außerdem wurde gefunden, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Expansionsmittel Erhöhungen der Tabakfüllfähigkeit erreicht werden können, die in beträchtlicher Ueise über den Erhöhungen der Füllfähigkeit liegen, die man bei Verwendung von bekannten organischen Ein-Komponenten-Expansionsmitteln erhält.

Die Erfindung stellt auch ein Tabakexpansionsverfahren zur Verfügung, in dem der Tabak mit einem Expansionsmittel, wie vorhin definiert, behandelt wird und der so behandelte Tabak einer Erwärmung und/oder einer Druckreduzierung unterworfen wird. Es ist innerhalb des Bereiches des erfinderischen Verfahrens ,die Verbindung der ersten und zweiten Komponenten unabhängig voneinander, dem Tabak zuzugeben und auf diese Ueise eine i_n_ situ Mischung der Verbindungen zu erreichen,um das Expansionsmittel darzustellen.

In vorteilhafter Ueise bewirkt der Erwärmungs-und/oder Druckreduzierungsschritt die Entfernung des Mittels aus dem Tabak.

Blatt- und/oder Stengeltabake können durch das erfindungsgemäße Verfahren expandiert werden.

Entsprechend einer Ausführungsform des Verfahrens, wird der Tabak, der mit dem Expansionsmittel behandelt wurde, in einem geschlossenen Druckbehälter erwärmt, so daß die Temperatur des Mittels in der flüssigen Phase im Tabak einen Temperaturwert

-7

oberhalb des Siedepunktes des Mittels erreicht, entsprechend einer geringeren Reduzierung des Druckes als der Druck im Gefäß bei der eben angeführten Temperatur. Anschließend wird das Druckgefäß zur Druckentlastung plötzlich belüftet. Geeigneterueise ist der Entlastungsdruck ein sub-atmosphärischer Druck, obwohl er auch in Übereinstimmung mit dem verwendeten Expansionsmittel ein atmosphärischer Druck,oder auch ein über-atmosphärischer Druck sein kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird der Tabak, der mit dsm Expansionsmittel behandelt wurde, in eine Röhre eingebracht, durch die ein gasförmiges Erwärmungsmedium strömt, beispielsweise Stickstoff bei erhöhter Temperatur ,oder überhitzter Wasserdampf. Die Tabakteile werden durch das gasförmige Medium im Rohr entlang transportiert und werden dann mittels eines Separators vom gasförmigen Medium getrennt.

Um die Erfindung durch ein Beispiel zu veranschaulichen, werden anschließend Tabakexpansionsverfahren beschrieben.

Figur 1 zeigt schematisch eine Tabakexpansionsvorrichtung, die man bei der Ausführung des Tabakexpansionsverfahrens nach Beispiel I verwendet. Eine ähnliche Vorrichtung wurde in den Beispielen II bis VII und XII bis XIX verwendet.

Figur 2 zeigt in einem Diagramm die Resultate, die nach dem Verfahren des Beispiels II erhalten wurden.

— 8 —

ORiGiNAL i.NSFECTHT

Figur 3 zeigt schematisch eineTabakexpansionsvorrichtung, die in den Beispielen Ulli bis XI verwendet uurde.

Beispiel I

500 g Tabak, der aus einer 80:20 Geu.-% Mischung von entrippten Tabakblättern und Tabakstengeln besteht, uurde auf einen Naßgewicht-Feuchtigkeitsgehalt von 1B% gebracht. Ein Expansionsmittel, das aus 180 g n-Pentan und 145 g Aceton besteht, uurde zum Tabak zugegeben. Nach einer Äquilibrationszeit von 6 Stunden, uurde der Tabak durch ein geschlossenes Bandzuführungsgerät 1 (siehe Figur 1) in eine gerade Expansionsröhre 2, mit 5 cm inneren Durchmesser eingebracht, durch die ein Dampf mit einer Strörrnjngsgeschwindigkeit van 25 m sek. strömte. Der Dampf, der durch eine Zulaufleitung 3 von einem Dampferhitzer 4 eingebracht uurde, hatte eine Anfangstemperatur von 300⁰C. Nach einer Laufstrecke von 3 m innerhalb der Expansionsröhre, uurde der Tabak vom mitströmenden Dampf in einem Zyklontrenner 5 abgetrennt. Anschließend uurde der Tabak auf 12,5% Naßgeuicht-Feuchtigkeitsgehalt äquilibriert, und Messungen des Fülluertes und des spezifischen Partikelvolumens uurden durchgeführt. Die Erhöhung der Füllkraft des Tabaks verglichen mit nicht expandierten Tabak als Kontrolle, der gleichfalls auf 12,5% Naßgeuicht-Feuchtigkeitsgehalt äquilibriert uurde, betrug 130%,und die Erhöhung des spezifischen Partikelvolumens betrug 169%.

Uenn unter den selben Bedingungen n-Pentan alleine veruendet uurde, betrug die Erhöhung der Füllkraft und des spezifi-

sehen Partikeluolumens 64 bzw. 84%. Die entsprechenden Werte ^; für Aceton, wenn er alleine verwendet wurde, unter denselben Bedingungen, betrugen 65 und 91%. Eindeutig, ergab die Mischung aus n-Pentan und Aceton ein Expansionsmittel, das weit besser ist als jede seiner Komponenten, uenn diese alleine verwendet werden.

'. Die Messungen des Füllwertes und des spezifischen Partikelvolumens wurden unter Verwendung eines manuell betriebenen Füllwert/Widerstandversuchsinstrumentes,wie es in der GB-. PS 2 128 758 A beschrieben ist, durchgeführt.

Der Füllwert FU (filling value) wurde durch die folgende Beziehung erhalten.

- 77(3.25)² h

wobei:

3,25 der Radius des Zylinders des Testinstrumentes (cm), ist. h die Höhe der Tabaksäule (cm) ist, und U das Gewicht der Tabaksäule (g) ist.

Die nessungen des partikelspezifischen Volumens (PSU) wurden durch eine lineare Regression der Schüttdichte gegen die folgende Formel erhalten:

( 1.42p )

- 10 -

wobei:

D die Schüttdichte des Tabaks (ge ) ist, h die Höhe der Tabaksäule (cm) ist, ρ der Druckabfall durch die Tabaksäule (cm H₂O) ist, und

1.42 ein Korrekturfaktor für den Fluß durch die Säule ist.

Der Schnittpunkt mit der D-Achse ist ein Maß für die Partikeldichte, und der reziproke Wert davon ist das partikelspezifische Volumen

Beispiel II

Sechs Läufe eines Tabakexpansionsuerfahrens wurden durchgeführt, uobei die Verfahrensparameter für alle Läufe gleich uaren, ausgenommen, daß die Zusammensetzung des Expansionsmittels uie nachfolgend gezeigt, variiert uurde.

Lauf Nr.	n-Pentan (l/ol.-%J	Aceton (Vol.-SG)
1	100	0
2	90	10
3	80	20
4	75	25
5	50	50
6	0	100

Für jeden der Läufe uurde 500 g Tabak, eine Mischung ,die ausschließlich aus entrippten Tabakblättern bestand, mit einem Feuchtigkeitsgehalt won 22% Waßgeuicht mit 350 g Expansions-

mittel der Zusammensetzung n-Pentan/Aceton, speziell für jeden Lauf, behandelt.

Nach einer Aquilibrationszeit won 4 Stunden uurde der Tabak durch ein geschlossenes Zubringerband in eine gerade Expansionsröhre mit einer Beschickungsrate von 200 g/min eingebracht. Die Expansionsröhre uar 12 m lang_/und der innere Durchmesser betrug 5 cm. Die Strömungsgeschuindigkeit des Dampfes in der Röhre betrug 50 m sek. _f und die anfängliche Dampftemperatur betrug 350⁰C. Am Auslaßende der Röhre uurde der Tabak vom begleitenden Dampf in einem Separator abgetrennt.

Der so expandierte Tabak uurde auf 12,5% Naßgeuicht Feuchtigkeitsgehalt,bevor die Messungen des Fülluertes und des spezifischen Partikelvolumens durchgeführt uurden, äquilibriert. Die Bestimmungen der VF und des PSV uurden unter Veruendung eines Instrumentes, ähnlich dem der Patentschrift Nr. 2 128 758, durchgeführt, jedoch uar das Instrument mit einem automatisch arbeitenden Kolben ausgestattet. Die Erhöhungen der FV und PSV, verglichen zum nicht expandierten , äquilibrierten Kontrolltabak, uurden, uie unten aufgeführt, gefunden.

Lauf Nr.	FV Erhöhunq (%)	PSV Erhöhunq (%)	ORIGINAL
1	77	126
2	108	161
3	118	177
4	110	169
5	96	172
6	36	59

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Plan kann sehen, daß für die Läufe 2 bis 5, in denen das Expansionsmittel aus n-Pentan und Aceton bestand, die FV und PSV Erhöhungen größer waren, als für den Lauf 1, in dem n-Pentan alleine verwendet wurde, sowie für den Lauf 6, in dem Aceton alleine verwendet wurde. Ueiters kann man sehen, daß der Lauf, der die größten Erhöhungen bezüglich des FV und PSV Wertes ergab, der Lauf 3 war. Das Expansionsmittel, das im Lauf 3 verwendet wurde, bestand aus 80% n-Pentan und 20% Aceton. Diese Anteile entsprechen annähernd den azeotropen Anteilen für n-Pentan und Aceton. Daraus kann man ableiten, daß für ein Expansionsmittel, das diese beiden Komponenten beinhaltet, ein optimaler Synergismus erhalten werden kann, wenn man die beiden Komponenten bei oder nahe ihren azeotropen Anteile verwendet.

Die Ergebnisse der FV Erhöhung werden graphisch in Figur 2 gezeigt, in der die Α-Achse den Prozentwert n-Pentan in dem Expansionsmittel und die B-Achse den Prozentwert FV Erhöhung bezeichnet.

Beispiele III - VII

Wiederum wurde unter Verwendung eines ausschließlich aus entrippten Tabakblättern bestehenden Gemisches das Expansionsverfahren aus Beispiel II fünfmal wiederholt, wobei jedesmal einanderes Zweikomponenten-Expansionsmittel verwendet wurde. Das Gesamtgewicht des Expansionsmittels, das in jedem Lauf verwendet wurde, betrug 350 g,und in jedem Lauf waren die beiden

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Komponenten in gleichen Geuichtsteilen vorhanden. Die FU und PSU Ergebnisse, angegeben als Prozenterhöhung, sind in Tabelle gezeigt. Uie man aus den Ergebnissen sehen kann, uar für jedes Expansionsmittel der FU Prozentwert (Spalte 4) größer als der, den man erhält, uenn man die einzelnen Komponenten alleine (Spalte 5 und 6) verwendet. In ähnlicher Weise ergaben alle Expansionsmittel PSU Prozentuerterhöhungen (Spalte 7) die größer sind als die der entsprechenden Komponenten, uenn jede alleine verwendet wurde (Spalte 8 und 9).

ORiGiNAL ii\iSFEOTD\>

Tabelle 1

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1	2	3	4	5	6	7	8	9
Beispiel	Komponente 1	Komponente 2	FU (1+2)"	FU (1)	FU (2)	PSU (1+2)	PSU (1)	PSU (2)
III	n-Hexan	Aceton	55	36	36	84	49	59
IU	n-Pentan	Methylformiat	85	77	33	147	126	55
U	n-Pentan	Methylacetat	80	77	30	143	126	59
UI	n-Hexan	Methylformiat	52	36	33	82	49	55
Uli	Freon*-11	Aceton	83	71	36	119	110	59

* Freon ist eine Handelsmarke
(Freon-11 ist Trichlorfluormethan)

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cn	*"· ι"** "I
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OO	.'λ!

Beispiel VIII

20 g Tabak, auschließlich aus entrippten Tabakblättern bestehend, mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 20% Naßgeuicht
uurde in einen Korb 6, im Inneren eines 2 Liter Druckgefäßes 7 (siehe Figur 3) gegeben und ein Expansionsmittel, das aus 48 g Freon-11 und 20 g Aceton bestand, uurde über den Tabak gegossen. Nachdem der Kessel geschlossen worden uar, und nach Ablauf von einigen Minute^um die Äquilibration zu ermöglichen, uurde der Kessel, ohne daß er evakuiert uird, mittels eines Dampfmantels 8 erhitzt, um eine Temperatur von 16O⁰C an der Oberfläche der inneren Uand des Kessels zu erzeugen, uas zu einem absoluten
Druck von 700 kPa im Kessel führte. Nach Aufrechterhaltung dieser Bedingungen für eine Äquilibrationszeit von etua 5 Minuten
uurde der Druckkessel, durch Öffnung des Hahnes 9 in der Leitung 10, belüftet, um ein im uesentlichen konstantes Vakuum,
von 14 kPa absolut, im Kessel 11 zu erreichen. Es uurde festgestellt, daß die Füllfähigkeit des Tabaks nach Behandlung mit diesem Expansionsverfahren und nach Äquilibration auf 12,5% Naßgeuicht Feuchtigkeitsgehalt, um 71%, verglichen mit einem nicht expandierten, äquilibrierten Kontroll-Tabak erhöht uar, uährend für Freon-11 und Aceton, uenn jede Komponente allein veruendet uurde, die entsprechenden Erhöhungen der Füllfähigkeit 61 bzw. 30% betrugen. In diesem Fall uurde die Erhöhung der Füllfähigkeit in einem für kleine Proben geeigneten Zylinderfülluertversuch für kleine Proben gemessen, unter Veruendung von nur
5 g Tabak. Eine Bestimmung dieser Art uird anschließend durch

die Bezeichnung FP bezeichnet.

ORiGiNAL IKSFiICTrD

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Beispiel IX

20 g Tabak bei Raumtemperatur, wobei der Tabak v/on derselben Art uar, der irn Beispiel Ulli verwendete, jedoch einen Feuchtigkeitsgehalt von 25% Naßgeuicht aufwies, wurde in einen Korb 6 im ersten Druckgefäß 7 gegeben, das auf eine Temperatur an der inneren Oberfläche des Gefäßes 7 von 15O⁰C vorerhitzt worden war. Nachdem das Druckgefäß 7 geschlossen worden war, und ohne das Gefäß 7 zu evakuieren, wurde der Hahn 12 in der Leitung 13 geöffnet,um das Innere des Gefäßes 7 mit dem Inneren eines zweiten Druckgefäßes 14 in Uerbindung zu bringen. In das zweite Druckgefäß 14 war ein Expansionsmittel, bestehend aus einer 80% : 20% Mischung von n-Pentan und Aceton, gegeben worden. Das zweite Druckgefäß war dann mittels einer elektrischen Heizvorrichtung (nicht gezeigt) erwärmt worden, um im Inneren des zweiten Druckgefäßes 14 eine erhöhte Temperatur und einen Druck von etwa 800 kPa absolut zu erzeugen. Auf diese Weise war das Expansionsmittel, gleichzeitig,wenn ü&a Innere der beiden Gefäße 7, 14 in Uerbindung gebracht wurde, sowohl in der Dampf- als auch in der Flüssigphase im zweiten Druckgefäß 14 vorhanden. Das Expansionsmittel in der Dampfphase strömte in das Druckgefäß 7 aus dem Druckgefäß 14 und kondensierte im Kontakt mit dem Tabak im Druckgefäß 7.

Das Innere des Druckgefäßes 7 wurde dann vom Inneren des Druckgefäßes 14 durch Schließen des Hahnes 12 abgetrennt. Nach

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ORIGINAL !Κ5ΓΞ;™Ώ

einer Äquilibrationsperiode von 5 Minuten, bei deren Ende die Temperatur der Uandoberflache des Gefäßes 7 16D⁰C betrug und der Druck im Druckgefäß 7 520 kPa absolut betrug, wurde das Druckgefäß 7 durch Öffnen des Hahnes 9 auf ein im wesentlichen konstantes Vakuum, von 14 kPa absolut, belüftet. Es wurde festgestellt, daß die FP Erhöhung des Tabaks, nach Äquilibration auf 12,5% Naßgeuicht—Feuchtigkeitsgehalt, 72%

betrug, während für n-Pentan und Aceton allein, die FP Erhöhungen 46% und 26% betrugen.

Beispiel X

Das Expansionsverfahren aus Beispiel IX wurde wiederholt, mit Ausnahme, daß, bevor die Innenräume der beiden Druckgefäße 7, 14 in Verbindung gebracht wurden, das Gefäß 7 auf einen Druck von 20 kPa absolut evakuiert wurde. Bei Beendigung der 5-minütigen Äquilibrationsperiode betrug die Uandtemperatur des Gefäßes 7, 16O⁰C und der Druck im Gefäß 7 betrug 500 kPa absolut. Die FP Erhöhung wurde mit 86% bestimmt.

Beispiel XI

Das Expansionsverfahren des Beispiels Ulli wurde wiederholt, mit Ausnahme, daß der anfängliche Naßgewicht -Feuchtigkeitsgehalt des Tabaks 25% betrug_/und der Tabak mit dem Expansionsmittel bevor er in das Druckgefäß 7 eingebracht wurde, behandelt wurde. Das zum Tabak zugegebene Expansionsmittel bestand aus 3 g

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n-Pentan und 8 g Aceton. Bei Beendigung der 5 Minuten Äquilibrationsperiode, betrug der Druck im Gefäß 7 305 kPa absolut. Die FP Erhöhung wurde mit 88% bestimmt.

Beispiele XII - XWII

Das Expansionsverfahren aus Beispiel II wurde sechsmal wiederholt, jedesmal unter Verwendung eines anderen Zweikomponenten-Expansionsmittels. Das Gesamtgewicht des Expansionsmittels, das in jedem Lauf verwendet wurde, betrug 350 g und in jedem Lauf waren diebeiden Komponenten in gleichen Gewichtsanteilen vorhanden. Der anfängliche Naßgewicht-Feuchtigkeitsgehalt des entrippten Blattgemisches betrug in jedem Lauf 24%.

Uie man aus Tabelle 2 sehen kann, waren die Erhöhungen des FV ^ und PSV Prozentwertes für jedes Expansionsmittel größer als jene, die man unter Verwendung der beiden Komponenten alleine (Spalte 5, 6 und 8, 9) erhält.

Tabelle 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9
Beispiel	Komponente 1	Komponente 2	FU (1+2)	FU (1)	FU (2)	PSU (1+2)	PSU (1)	PSU (2)
XII	Cyclopentan	Aceton	94	62	49	135	79	73
XIII	n-Hexen	Aceton	86	49	49	112	59	73
XIU	Methylpentan	Aceton	80	30	49	109	22	73
XU	n-Pentan	Aceton	105	76	49	138	84	73
XUI	n-Hexen	Ethanol	90	49	31	133	59	16
XUII	n-Hexen	Methylformiat	88	49	46	109	59	47

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Beispiele XVIII und XIX

Das Expansionsverfahren der Beispiele XII bis XUII uurde
zueimal uiederholt. Im ersten Versuch uaren beide Komponenten des Zueikomponenten-Expansionsmittels uom ersten Verbindungs-Typ. Im zueiten Versuch uaren beide Komponenten vom zweiten Verbindungs-Typ.

Uie man anschließend aus Tabelle 3 ersehen kann, sind die Prozentuerterhöhungen für jedes dieser Expansionsmittel sogar geringer, als man auf Basis von linearen, proportionalen Erhöhungen für jede einzelne Komponente erwarten uürde.

Tabelle 3

2 3 4567

Beispiel Komponente Komponente FW (A₊B) TW (A) FU (B) PSU (A+B) PSV (A) PSV (B)

n-Pentane )A 76 84

XVIII ) 51 53

η-Hexan )B 46

Methylformi=3t)A 46 47

XIX ) 41 57

Aceton )B 49

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e e r s e i t e —

Claims

Patentansprüche

1. Tabakexpansionsmittel, das aus einer ersten und zweiten Komponente besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Komponente eine organische, flüchtige, unpolare und in beträchtlicher Weise wasserunlösliche Verbindung ist, und die zweite Komponente eine organische, flüchtige, wasserlösliche, Sauerstoff enthaltende und eine größere Polarität als die erste Verbindung aufweisende, Verbindung ist.

2. Expansionsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

z e'ichnet, daß die erste Verbindung und die zweite <

Verbindung miteinander mischbar sind, wenn sich jede in der I

flüssigen Phase befindet.

3. Expansionsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung ein Kohlenwasserstoff ist.

4. Expansionsmittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichne t , daß der Kohlenwasserstoff ein Kohlenwasserstoff ist, der in seiner molekularen Struktur 1 - 8 C-Atome aufweist.

5. Expansionsmittel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kohlenwasserstoff ein Kohlenwasserstoff ist, der in seiner molekularen Struktur 3-6 C-Atome aufweist.

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6. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn ζ e i c h η e t , daß die erste Verbindung bei oder nahe bei 20° C und einem Druck von 100 kPa absolut in der

I flüssigen Phase vorliegt.

7. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung n-Pentan ist.

8. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekenn ζ e i c h η e t , daß die zweite Verbindung eine Verbindung ist, die 1 bis 6 C-Atome in ihrer molekularen Struktur aufweist.

9. Expansionsmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung eine Verbindung ist, die 1 - 3 C-Atome in ihrer molekularen Struktur aufweist.

10. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch g e >* kennzeichnet, daß die zweite Verbindung bei oder

nahe bei 20° C und einem Druck von 100 kPa absolut in der flüssigen Phase vorliegt.

11. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 10, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung eine Verbindung ist, die ausgewählt wird aus einer Gruppe bestehend aus Ketone, Ester und Alkohole.

12. Expansionsmittel nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Verbindung eine Verbindung ist, die ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Aceton, Methylformiat und Ethanol.

13. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch g e -

-3-

kennzeichnet, daß die entsprechenden atmosphärischen Siedepunkte der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung innerhalb von 50°Cvoneinander liegen.

14. Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 13, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die erste Verbindung und die zweite Verbindung in der Lage sind, ein azeotropes Gemisch zu bilden.

15. Expansionsmittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der ersten Verbindung und der zweiten Verbindung beim oder im Bereich der azeotropen Anteile liegen.

16. Tabakexpansionsverfähren, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak mit einem Expansionsmittel nach Anspruch 1 bis 15 behandelt wird und der auf diese Weise behandelte Tabak einer Erwärmung und/oder einer Druckentlastung ausgesetzt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der Füllfähigkeit, die durch das Verfahren bewirkt wird, größer ist, als die, die erreichbar ist, wenn man entweder die Verbindungen der ersten oder zweiten Komponente des Mittels.alleine verwendet.

18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Erwärmungsschritt und/oder Druckentlastungsschritt die Entfernung des Mittels aus dem

Tabak bewirkt.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichne t , daß der mit dem Expansionsmittel behandelte Tabak in eine Röhre (2) eingebracht wird, durch die ein

gasförmiges Medium bei erhöhter Temperatur strömt und der Tabak anschließend von diesem Medium mittels eines Separators (5) abgetrennt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der mit diesem Expansionsmittel behandelte Tabak in einem geschlossenen Gefäß (7) erwärmt wird, so daß die Temperatur des Mittels in der flüssigen Phase im Tabak einen Temperaturwert oberhalb des Siedepunktes dieses Mittels erreicht, entsprechend einer Druckentlastung, die niedriger ist, als der Druck im Gefäß (7) bei diesem Temperaturwert,, und das Gefäß (7) anschließend zur Druckentlastung belüftet wird.

21. Verfahren nach Anspruch 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Tabaks mit der Verbindung der ersten Komponente des Expansionsmittels unabhängig ist von der Behandlung des Tabaks mit der Verbindung der zweiten Komponente des Mittels, dahingehend, daß man eine in situ Vermischung der beiden Verbindungen auf dem Tabak bewirkt, um dieses Mittel darzustellen.