DE69215638T2

DE69215638T2 - Tabakrekonstitutionsverfahren

Info

Publication number: DE69215638T2
Application number: DE69215638T
Authority: DE
Inventors: Edward J Sohn; Harvey J Young
Original assignee: RJ Reynolds Tobacco Co
Current assignee: RJ Reynolds Tobacco Co
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1992-09-18
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2012-09-19
Also published as: ES2096728T3; JPH05292935A; DK0535834T3; DE69215638D1; EP0535834B1; US5501237A; JP3320462B2; EP0535834A1; GR3022600T3; ATE145794T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Behandlung von Pflanzenmaterialien, und zwar insbesondere mit einem Verfahren zum Erzeugen eines rekonstituierten Pflanzenmaterials, wie z. B. eines rekonstituierten Tabakmaterials.
Zigaretten sind populäre Raucherartikel, welche eine im wesentlichen zylindrische, stabförmige Struktur haben und eine Charge von Tabakmaterial enthalten, welches von einer Hülle, wie z. B. Papier, umgeben ist, wobei auf diese Weise eine sogenannte "Tabakstange" gebildet wird. Es ist wünschenswert geworden, eine Zigarette mit einem zylindrischen Filter herzustellen, welches stirnseitig fluchtend an dem Ende der Tabakstange angeordnet ist. Typischerweise umfaßt ein Filter Zelluloseacetat, welches von einer Filterhülle umgeben und an der Tabakstange unter Verwendung eines die Elemente umgebenden Hüllen- bzw. Tippingmaterials befestigt ist (vergleiche Baker in der Zeitschrift "Prog. Ener. Combust. Sci.", Band 7, 1981, Seiten 135 - 153).
Typische Zigaretten enthalten Mischungen verschiedener Tabake, wie z. B. mit Rauchgas behandelter Tabake, Burley-, Maryland- und Orienttabake. Zigarettenmischungen können auch gewisse Mengen an bearbeiteten und rekonstituierten Tabakmaterialien enthalten. Rekonstituierte Tabakmaterialien werden häufig aus Tabakstengeln, Staub und Abfällen unter Anwendung von Papierherstellungsprozessen hergestellt (vergleiche die Druckschrift "Tobacco Encyclopedia" von Voges, TJI (1984), Seiten 389 - 390 und die US-PSe 4 962 774 (Thomasson et al.) und 4 987 906 (Young et al.); vergleiche auch die US-PS 4 421 126 (Gellatly)).
Es wäre wünschenswert, einen effizienten und effektiven Prozeß zur Schaffung eines Rekonstitutionsprozesses für ein Pflanzenmaterial, wie z. B. ein Tabakmaterial, anzugeben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines rekonstituierten Pflanzenmaterials, wie z. B. eines rekonstituierten Tabakmaterials. Das Verfahren umfaßt das Extrahieren von Komponenten aus einem Pflanzenmaterial (beispielsweise Tabakmaterial) unter Verwendung eines Lösungsmittels mit einem wässrigen Charakter. Als solches werden ein wässriger Tabakextrakt und ein wasserunlöslicher Tabakanteil erzeugt. Mindestens ein Teil des wässrigen Extrakts wird von dem unlöslichen Anteil getrennt. Der unlösliche Anteil (d. h. das Tabakmaterial nach der Extraktion), welcher einen hohen Feuchtigkeitsgehalt hat, wird dann mit einem Wirkstoff in Kontakt gebracht, der in der Lage ist, Alkalierdmetallbindungen von Pektinen zu zerstören, die nach der Extraktion in dem Tabakmaterial vorhanden sind (d. h. ein Pektin-Freigabemittel oder ein Mittel zur Zerstörung von Querverbindungen bzw. Vernetzungen), und zwar unter solchen Bedingungen, daß die Pektine aus dem Tabakmaterial nach der Extraktion freigegeben werden, um auf diese Art den Pektinen die Fähigkeit oder Möglichkeit zu vermitteln, eine Bewegung durch das Tabakmaterial zu erfahren. Gemäß einem bevorzugten Aspekt wird der unlösliche Anteil in eine gewünschte Form ausgeformt (beispielsweise in eine blattartige Form), ehe er in Kontakt mit dem Pektin-Freigabemittel gebracht wird; das Tabakmaterial kann nach der Extraktion aber auch vor dem Ausformen in die vorgegebene Form in Kontakt mit dem Pektin- Freigabemittel gebracht werden. Der unlösliche Anteil wird dann in Kontakt mit einem Wirkstoff gebracht, der in der Lage ist, bezüglich der freigesetzten Pektine eine Vernetzung zu verursachen, oder wird andernfalls Bedingungen unterworfen, die ausreichen, um zu veranlassen, daß die Pektine, welche freigegeben wurden, eine Vernetzung erfahren. Das Mittel, welches in der Lage ist, bezüglich der freigegebenen Pektine eine Vernetzung herbeizuführen, ist besonders bevorzugterweise eine Quelle von Alkalierdmetallionen, wie z. B. Kalziumionen. Gemäß einem besonders bevorzugten Aspekt ist der Tabakextrakt eine geeignete Quelle für derartige Alkalierdmetallionen. Der wässrige Tabakextrakt, der in einer Form erzeugt wird, in der er bezüglich des bei der Extraktion gebildeten unlöslichen Bestandteils angewandt werden kann, wird dann auf den geformten unlöslichen Anteil angewandt, und die dabei erhaltene Tabakzusammensetzung wird dann bis auf den gewünschten Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, um auf diese Weise ein rekonstituiertes Tabakmaterial zu schaffen.
Das resultierende rekonstituierte Tabakmaterial kann unter Anwendung von aus dem Stand der Technik bekannter Techniken verwendet werden. Beispielsweise kann das rekonstituierte Tabakmaterial in blattförmiger Gestalt mit einer Dicke bereitgestellt werden, welche diejenige von Tabakblattlamellen annähert. Weiterhin kann das Material mit den anderen Tabakmaterialien gemischt und auf die gewünschte Größe geschnitten werden und als rauchbarer geschnittener Füller für die Herstellung von Zigaretten verwendet werden.
Rekonstituierte Tabakmaterialien, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden, haben hervorragende Raucheigenschaften und zeigen, wenn sie geraucht werden, die erwünschten sensorischen Eigenschaften. Die rekonstituierten Tabakmaterialien zeigen außerdem eine gute Festigkeit im nassen Zustand.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 und 2 zeigen schematische Diagramme von Schritten, die für die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung repräsentativ sind.

DETAILBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Gemäß Fig. 1 kann das Tabakmaterial 10 die Form von Stengeln, Staub, Abfällen, Streifen oder dergleichen haben. Eines oder mehrere der vorstehend als Beispiele erwähnten Tabakmaterialien können separat oder in Form von Mischungen derselben zugeführt werden. Das Tabakmaterial kann klassiert (gesiebt) werden - Schritt 12 - oder in anderer Weise behandelt werden, um Verunreinigungen (beispielsweise Sand) aus demselben zu entfernen. Die Techniken zum Entfernen bestimmter Verunreinigungen aus bestimmten Tabakmaterialien können in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren variieren, wie z. B. der Form des zu verarbeitenden Tabakmaterials; und diese Techniken sind für den gut ausgebildeten Fachmann zugänglich.
Das Tabakmaterial 10 wird mit Leitungswasser 14 unter solchen Bedingungen in Kontakt gebracht, daß die wasserlöslichen Komponenten des Tabaks von dem Wasser extrahiert werden. Die Mischung - Schritt 15 - bei der es sich um eine wässrige Tabakschlämme handelt, wird Trennbedingungen - Schritt 16 - unterworfen, um in einer wässrigen Phase - Schritt 18 - Tabakextraktkomponenten zu erzeugen (d. h. Wasser und Extrakt) sowie einen für Wasser unlöslichen Tabakrückstand 20. Die Art der Trennung des flüssigen Extrakts von dem unlöslichen Rest kann variieren. Typischerweise umfassen die Trenntechniken ein Zentrifugieren, das Anwenden eines oder mehrerer Durchläufe des Gemisches durch eine Schneckenpresse oder dergleichen. Wenn es erwünscht ist, kann der flüssige Extrakt gefiltert oder zentrifugiert werden, um einen flüssigen Extrakt zu erzeugen, in dem unlösliche Materialien und Präzipitate im wesentlichen fehlen.
Der wasserunlösliche Rückstand 20 (d. h. das Tabakmaterial nach der Extraktion) kann unter Verwendung von Refinern für die Papierherstellung, wie z. B. Refinerscheiben, konischen Refinern oder dergleichen, raffiniert werden - Schritt 22. Der dabei erhaltene Rückstand wird dann einem Schritt zur Reduzierung der (Partikel-)Größe unterworfen und auf dieser Weise zu einer Pulpe 24 zur Verwendung bei der anschließenden Herstellung eines rekonstituierten Tabakproduktes gemacht. Die raffinierte Pulpe 24 wird zu einer Formmaschine 26 übertragen, die besteht aus einem Auflaufkasten 28, einem kontinuierlichen Riemen 32 aus Stoff oder einem Drahtgewebe und einer Reihe von Pressen 34. Eine derartige Formmaschine ist in der Papierindustrie üblich. Die Auswahl und Arbeitsweise einer Formmaschine sind für den gut ausgebildeten Fachmann offensichtlich. Die Pulpe wird auf dem Riemen 32 aus Stoff oder Drahtgewebe abgelegt (beispielsweise nach dem Ablegen auf einem Form- bzw. Siebzylinder) und dadurch in eine blattartige Form gebracht. Überschüssiges Wasser wird aus der Pulpe unter Verwendung einer Reihe von Pressen 34 entfernt, nachdem zunächst eine Entwässerung auf dem Riemen aus Stoff oder Draht stattgefunden hat. Vorzugsweise wird das Formwasser, welches aus der Pulpe mit Hilfe des Stoff- bzw. Drahtriemens entfernt wird, zu dem Auflaufkasten zurückgeführt, um dadurch in erwünschter Weise eine verdünnte Pulpe zu erhalten, welche ihrerseits auf dem Riemen abgelegt wird. Auf diese Art wird eine geformte Pulpe erzeugt - Schritt 35.
Inzwischen wird der flüssige Extrakt 18 durch Erhitzen oder ein anderes derartiges Verfahren (beispielsweise einen Verdampfer mit erzwungener Zirkulation) konzentriert - Schritt 38 -, um eine gewünschte Menge des Wassers zu verdampfen. Beispielsweise kann der Extrakt über mit Dampf gefüllte Rohre oder durch Rohre mit Dampfmantel geleitet werden. Nach Wunsch wird der konzentrierte Extrakt 40 gefiltert - Schritt 42 - (beispielsweise unter Anwendung eines Siebverfahrens, einer Hochdruck-Keramikscheibenfiltrationseinheit oder dergleichen), um Feststoffe zu entfernen, die in dem flüssigen Extrakt suspendiert sind. Ein derartiger flüssiger Extrakt 40 zeigt normalerweise einen pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 5,5.
Der flüssige Extrakt 18 oder der konzentrierte flüssige Extrakt 40 können wahlweise weiteren Verarbeitungsschritten 43 unterworfen werden, um einen behandelten flüssigen Extrakt zu gewinnen - Schritt 44. Diese Verarbeitungsschritte können umfassen (i) eine Wärmebehandlung des flüssigen Extrakts, (ii) das Inkontaktbringen des flüssigen Extrakts mit Additiven und/oder (iii) das Inkontaktbringen des flüssigen Extrakts mit einem anderen Tabakextrakt.
Es wird ein die Vernetzungen zerstörendes Mittel 50 vorgesehen, welches in der Lage ist, die Pektine freizusetzen, die in dem Tabakmaterial 20 nach der Extraktion vorhanden sind. Ein bevorzugtes Mittel 50 zur Zerstörung von Vernetzungen ist Diammoniumhydrogenorthophosphat. Das die Pektine freigebende Mittel 50 wird in Form einer wässrigen Lösung 52 zugeführt, und die Lösung wird - gemäß Schritt 53 - bezüglich der geformten Pulpe 35 eingesetzt, um eine behandelte Pulpe zu bilden. Das die Pektine freigebende Mittel wird bezüglich der geformten Pulpe vorzugsweise mittels Sprühverfahren oder Schlichtepreßverfahren angewandt. Typischerweise wird auf die Pulpe eine ausreichend wässrige Lösung 52, welche Diammoniumhydrogenorthophosphat als die Pektine freigebendes Mittel enthält, angewandt, um hinsichtlich der Pulpe, bezogen auf das Trockengewicht derselben, einen Zusatz von etwa 2 % bis etwa 5 % des Pektinfreigabemittels zu erreichen. Zu den bevorzugten Techniken gehört das Eindringenlassen des die Vernetzung zerstörenden Stoffes in die geformte Pulpe in der Weise, daß sich zwischen der Tabakpulpe und dem Mittel zum Zerstören der Vernetzungen ein inniger Kontakt ergibt. Insofern umfaßt das bevorzugte Kontaktierverfahren mechanische Kräfte (die beispielsweise durch Pressen oder Quetschen erzeugt werden oder durch ein unter Druck stehendes bzw. atomisiertes Spray), derart, daß das physische Durchmischen des Pektinfreigabemittels und der Tabakpulpe so intensiv wie möglich ist.
Der flüssige Extrakt 40 oder der bearbeitete flüssige Extrakt 44 werden dann - Schritt 55 - bezüglich der geformten, behandelten Pulpe 54 auf dem Stoff- oder Drahtgitterriemen 32 eingesetzt, wobei mit der Sprühtechnik oder ähnlichen Anwendungseinrichtungen gearbeitet wird (beispielsweise nach dem Leimpreßverfahren). Beispielsweise wird der flüssige Extrakt auf die Pulpe aufgesprüht, und die Auswahl und Arbeitsweise einer bestimmten Sprühvorrichtung ergeben sich ohne weiteres für den befähigten Fachmann.
Die blattförmige Pulpe, auf die der flüssige Extrakt aufgebracht wurde, wird durch einen Trockner 56, wie z. B. einen Bandtrockner oder dergleichen, hindurchgeführt. Wenn es erwünscht ist, kann auf einer oder beiden Seiten der geformten Pulpe eine weitere Menge an flüssigem Extrakt 57 aufgebracht werden, und das so erhaltene Material kann durch einen weiteren Trockner 60 hindurchgeführt werden. Als Alternative kann das erhaltene Material mehr als einmal durch den oder die Trockner hindurchgeführt werden. Das getrocknete rekonstituierte Tabakmaterial 62, welches als Ergebnis erhalten wird, kann gesammelt werden - Schritt 64 - und wird nach Bedarf zur Verwendung als rauchbarer Füller für Zigaretten weiterbehandelt. Beispielsweise kann das rekonstituierte Tabakmaterial in einem Behälter behandelt und/oder an seiner Oberfläche aufbereitet werden, auf die gewünschte Größe geschnitten oder geschrotet werden, einer Wärmebehandlung unterzogen werden, hinsichtlich des Volumens expandiert werden oder auf andere Weise behandelt werden.
Gemäß Fig. 2 wird ein rekonstituiertes Tabakmaterial im wesentlichen in derselben Weise erzeugt wie dies anhand von Fig. 1 beschrieben wurde. Der wasserunlösliche Rückstand 20 wird jedoch in Kontakt mit einem Pektin-Freigabemittel 44 gebracht und dann der Formung zu einer blattförmigen Gestalt unterworfen. Im einzelnen wird der Rückstand 20 in Kontakt mit dem Pektin-Freigabemittel 50 gebracht - Schritt 66 -, der Rückstand wird raffiniert 22 und die raffinierte Pulpe 24, die dabei erhalten wird, wird an eine Formmaschine 26 weitergegeben, um die geformte, behandelte Pulpe 54 zu erzeugen. Das Pektin-Freigabemittel wird insofern vor dem Zeitpunkt der Ausformung der Tabakpulpe in die gewünschte Form bezüglich des Tabakmaterials nach der Extraktion angewandt, anstatt erst nach dem Zeitpunkt, zu dem die Pulpe in die gewünschte Form ausgeformt ist.
Die Pflanzenmaterialien, die bei dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können variieren. Ganz besonders bevorzugt sind die Pflanzenmaterialien Tabakmaterialien. Die Tabakmaterialien, die gemäß der vorliegenden Erfindung rekonstituiert werden, liegen in einer solchen Form vor, daß ein Teil derselben unter Extraktionsbedingungen in dem Extraktions-Lösungsmittel lösbar ist (d. h. von diesem extrahiert wird), während ein Teil des Pflanzenmaterials in dem Extraktions-Lösungsmittel unlösbar ist (d. h. von diesem nicht extrahiert wird). Der unlösliche Teil umfaßt polymere Materialien, wie z. B. Zellulosen, Pektine und dergleichen. Zu den Beispielen geeigneter Sorten von Tabaken gehören mit Rauchgas behandelte Tabake (flue-cured tobaccos), Orienttabake, Burley-Tabake und Maryland-Tabake, obwohl auch andere Tabaksorten verwendet werden können. Das Tabakmaterial ist im allgemeinen gealtert worden und kann in der Form von Lamellen (beispielsweise Streifen oder geschnittener Füller) und/oder von Stengeln vorliegen oder kann nach dem Formen verarbeitet werden (beispielsweise zuvor rekonstituierter oder hinsichtlich seines Volumens expandierter Tabak). Typischerweise ist das verwendete Tabakmaterial ein Abfallmaterial und/oder ein Verarbeitungs-Nebenprodukt, wie z. B. feine Reste, Stäube, Abfälle oder Stengel. Das Tabakmaterial kann vorab insgesamt oder teilweise in einem Behälter behandelt und/oder bezüglich seiner Oberfläche behandelt werden. Die vorstehend erwähnten Materialien können separat oder in Form von Mischungen dieser Materialien behandelt werden.
Das Tabakmaterial wird mit einem Lösungsmittel in Kontakt gebracht, welches einen wässrigen Charakter hat. Ein solches Lösungsmittel besteht in erster Linie aus Wasser, normalerweise mehr als 90 % Wasser, und kann unter gewissen Umständen im wesentlichen reines Wasser sein. Zu dem im wesentlichen reinen Wasser gehören entionisiertes Wasser, destilliertes Wasser und Leitungswasser. Das Lösungsmittel kann jedoch auch Wasser mit darin gelösten Substanzen, wie z. B. pH-Wert-Puffern oder dergleichen umfassen. Das Lösungsmittel kann auch eine Lösungsmittelmischung von Wasser und kleineren Mengen eines oder mehrerer damit mischbarer Lösungsmittel sein. Beispielsweise ist ein solches kombiniertes Lösungsmittel ein Lösungsmittel, welches aus 95 Teilen Wasser und 5 Teilen Ethanol besteht.
Die Menge an Tabakmaterial, welches mit dem Lösungsmittel in Kontakt gebracht wird, kann sich ändern. Typischerweise ist das Gewicht des Lösungsmittels bezüglich des Tabakmaterials größer als 4:1 und häufig größer als 5:1. Die Menge des Lösungsmittels bezüglich des Tabakmaterials hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z. B. der Art des Lösungsmittels, der Temperatur, bei der die Extraktion durchgeführt wird, der Art oder Form des Tabaks, an dem die Extraktion durchzuführen ist, der Art, in der der Kontakt zwischen dem Tabakmaterial und dem Lösungsmittel herbeigeführt wird, und von anderen derartigen Faktoren. Die Art, in der das Tabakmaterial und das Lösungsmittel in Kontakt miteinander gebracht werden, ist nicht besonders kritisch. Repräsentative Methoden für die Durchführung der Extraktion an Tabakmaterialien mit Lösungsmitteln sind in den US-PSen 5 005 593 (Fagg), 5 025 812 (Fagg et al.), 5 095 922 (Johnson et al.), 5 065 775 (Fagg), 5 131 415 (Munoz et al.) und 5 131 414 (Fagg et al.) beschrieben, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die Bedingungen, unter denen die Extraktion durchgeführt wird, können sich ändern. Typischerweise reichen die Temperaturen von etwa 10ºC (50ºF) bis etwa 79ºC (175ºF). Die Mischung aus Lösungsmittel und Tabakmaterial kann gerührt werden (beispielsweise gerührt, geschüttelt oder auf andere Weise gemischt), um die Geschwindigkeit zu erhöhen, mit der die Extraktion stattfindet. Typischerweise erfolgt eine angemessene Extraktion der Komponenten in weniger als etwa 60 Minuten und häufig in weniger als etwa 30 Minuten. Insofern wird eine wässrige Tabakschlämme geschaffen.
Die Lösungsmittel- und Tabakextrakt-Komponenten werden von dem unlöslichen Rückstand getrennt. Die Art der Trennung der Komponenten der Schlämme kann sich ändern. Es ist jedoch bequem, konventionelle Trennmaßnahmen anzuwenden, wie z. B. die Filtration, das Zentrifugieren, das Pressen oder dergleichen. Im allgemeinen wird die Trennung der Komponenten der Schlämme durchgeführt, während die Schlämme auf einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur gehalten wird. Es ist wünschenswert, für die Lösung aus dem Lösungsmittel und den extrahierten Komponenten einen sehr niedrigen Pegel an suspendierten Feststoffen zu haben, während die überwiegende Menge des Lösungsmittels von dem unlöslichen Rückstand soweit wie möglich entfernt wird. Typischerweise erfolgt die Trennung der Komponenten der wässrigen Tabakschlämme in der Weise, daß (i) eine feuchte Pulpe und (ii) ein wässriger Extrakt erhalten werden, der die aus dem Tabak extrahierten Komponenten enthält. Vorzugsweise wird aus der feuchten Pulpe so viel Extrakt wie möglich entfernt. Der wässrige Extrakt kann für die weitere Verwendung konzentriert und aus Gründen der Lagerung und Handhabung einer Sprühtrocknung unterzogen werden und später in einem wässrigen Lösungsmittel wieder aufgelöst werden.
Die Pulpe wird zu einem Blatt oder einer anderen gewünschten Form ausgeformt. Normalerweise ist die Pulpe ein Tabakmaterial, welches einer Extraktion unterworfen wurde und einen niedrigen Gehalt an mit Wasser extrahierbaren Stoffen enthält. Häufig werden so viel wasserlösliche Stoffe aus der Pulpe entfernt, wie dies möglich ist, so daß im wesentlichen keine mit Wasser extrahierbaren Stoffe in Kontakt mit der Pulpe stehen. Die Pulpe ist normalerweise ein Tabakmaterial, welches nach der Extraktion häufig weniger als etwa 20 Gew.%, oft weniger als etwa 15 Gew.% und vorzugsweise weniger als etwa 10 Gew.% an mit Wasser extrahierbaren Stoffen enthält, bezogen auf das Trockengewicht. Das Entfernen einer erheblichen Menge der extrahierbaren Stoffe ist erwünscht, damit eine erhebliche Menge an wasserlöslichen Alkalierdmetallionen aus der Pulpe entfernt wird. Insofern werden Auswirkungen bzw. Beeinträchtigungen dieser Ionen während des Schrittes der Zerstörung der Alkalierdmetall-Vernetzungen auf ein Minimum reduziert oder vermieden. Insofern können geringe Mengen des Mittels zur Zerstörung der Vernetzungen benötigt werden, um die geforderte Freigabe von Tabakpektinen zu erreichen, was zu einer Flexibilität bei den Prozeßschritten führt sowie zu Einsparungen bezüglich der Zeit und der Verwendung des Vernetzungen zerstörenden Mittels. Typischerweise wird die Pulpe auf einen Stoff- oder Drahtgewebe-Riemen abgelegt, wobei bekannte Verfahren und Einrichtungen zur Papierherstellung verwendet werden. Häufig wird die feuchte Pulpe in Kontakt mit einer weiteren wässrigen Flüssigkeit gebracht, um eine Schlämme zu erhalten, die einen ausreichend niedrigen Feststoffgehalt hat, so daß die Pulpe in einer Form vorliegt, in der sie ohne weiteres auf einem Stoff, einem Sieb oder einem Drahtgeweberiemen zu einem Blatt ausgeformt werden kann. Die geformte Pulpe wird dann behandelt, um aus dieser überschüssiges Wasser zu entfernen, indem die Pulpe durch eine Reihe von Pressen, Trocknern, Unterdruckkammern oder dergleichen hindurchgeführt wird. Die Techniken zum Entfernen überschüssigen Wassers aus der geformten Pulpe liegen für den gut ausgebildeten Fachmann auf der Hand. Wenn es erwünscht ist, kann die Pulpe unter Anwendung von Gieß- oder Extrusionsverfahren oder dergleichen in die gewünschte Form gebracht werden.
Wenn es erwünscht ist, kann die Tabakpulpe mit anderen Materialien kombiniert werden, vorzugsweise vor dem Zeitpunkt, zu dem die Pulpe in die gewünschte Form gebracht wird. Beispielsweise können Holzpulpefasern, Flachsfasern oder andere Arten von organischen Materialien und/oder anorganischen Füllermaterialien mit der Tabakpulpe kombiniert werden (beispielsweise üblicherweise in einer Menge von weniger als etwa 20 % und häufig von weniger als etwa 10 % bezogen auf das Trockengewicht der Tabakpulpe). Außerdem kann die Tabakpulpe, wenn es erwünscht ist, einer physischen oder chemischen Behandlung unterworfen werden.
Die Bedingungen, unter denen das die Vernetzung zerstörende Mittel nach der Extraktion in Kontakt mit dem Tabakmaterial gebracht wird, können sich ändern. Nach der Extraktion hat das Tabakmaterial vorzugsweise einen relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt und ist vorzugsweise derart hydriert, daß (i) das Mittel zur Zerstörung der Vernetzungen ohne weiteres das nach der Extraktion vorhandene Tabakmaterial durchdringen kann und die Tabakpektine desselben veranlassen kann, freigegeben oder in anderer Weise aus der kreuzvernetzten Form befreit zu werden, und daß (ii) die Pektine eine Neigung zeigen können, eine Neuordnung zu erfahren oder in anderer Weise eine Bewegung zu erfahren, und zwar durch das zuvor der Extraktion unterworfene Tabakmaterial hindurch. Typischerweise ist der Feuchtigkeitsgehalt des Tabakmaterials nach der Extraktion größer als etwa 60 %, vorzugsweise größer als etwa 70% bezogen auf das Gewicht des Tabakmaterials und der wässrigen Flüssigkeit. Normalerweise liegt der Feuchtigkeitsgehalt des Tabakmaterials nach der Extraktion im Bereich von etwa 60 bis etwa 85 %, vorzugsweise von etwa 70 bis etwa 80 %, bezogen auf das Gewicht des Tabakmaterials und der wässrigen Flüssigkeit. Der pH-Wert der wässrigen Flüssigkeit, die nach der Extraktion in Kontakt mit dem Tabakmaterial steht, und zwar während der Periode, in der das zuvor der Extraktion unterworfene Tabakmaterial in Kontakt mit dem die Vernetzungen zerstörenden Mittel steht, hängt von der Wahl des jeweiligen, die Vernetzungen zerstörenden Mittels ab.
Das Tabakmaterial wird nach der Extraktion in Kontakt mit einem Mittel gebracht, welches in der Lage ist, die Alkalierdmetall-Vernetzungen des in dem Material vorhandenen Pektins zu zerstören. Ein derartiges Mittel wird üblicherweise als ein "Vernetzungszerstörungsmittel" oder als ein "Pektin- Freigabemittel" bezeichnet. Geeignete Mittel zum Zerstören der Vernetzung sind diejenigen, welche mit Kalziumionen einen Ksp-Wert zeigen, welcher kleiner ist als der Ksp-Wert, der von den Kalziumionen und den Funktionalitäten der Tabakpektine ausgeübt wird, welche die Vernetzungen der Pektine bilden, und zwar unter denjenigen Bedingungen, unter denen das die Vernetzungen zerstörende Mittel nach Durchführung der Extraktion in Kontakt mit dem Tabakmaterial gebracht wird. Derartige, die Vernetzung zerstörenden Mittel haben eine Neigung, in Wasser Salze niedriger Löslichkeit zu bilden (d. h. sie formen Präzipitate) oder als Geliermittel für Kalziumionen zu wirken. Zu den Beispielen der die Vernetzung zerstörenden Mittel gehören die Salze von PO&sub4;&supmin;³, HPO&sub4;&supmin;² und H&sub2;PO&sub4;&supmin;¹. Zu den repräsentativen, in Wasser löslichen Phosphatsalzen gehören Trinatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Mononatriumphosphat und Diammoniumhydrogenorthophosphat (vergleiche auch die Pektin-Freigabemittel, die in der US-PS 3 435 829 (Hind et al.) vorgeschlagen werden; diese Druckschrift wird durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung integriert). Normalerweise ist das die Vernetzung zerstörende Mittel in gelöster Form (beispielsweise eine Lösung mit etwa 1 Gew.% bis etwa 30 Gew.% in Wasser) vorgesehen und wird dann nach der Extraktion mit dem Tabakmaterial in Kontakt gebracht, um die Zerstörung der Alkalierdmetallionen-Vernetzungen der Pektine in diesem Tabakmaterial nach der Extraktion zu gewährleisten. Die Temperatur des Tabakmaterials nach der Extraktion und des die Vernetzung zerstörenden Mittels während des Kontakts kann sich ändern, liegt jedoch gewöhnlich bei etwa 20ºC bis etwa 80ºC, vorzugsweise bei etwa 25ºC bis 45ºC. Wenn es erwünscht ist, kann das die Vernetzung zerstörende Mittel in situ gebildet werden, indem man die Tabakpulpe in Kontakt mit separaten Komponenten bringt (beispielsweise können eine wässrige Lösung von Ammoniumhydroxid und eine wässrige Lösung von Phosphorsäure separat auf die Pulpe angewandt werden).
Die Menge des Vernetzungszerstörungsmittels, welches nach der Extraktion in Kontakt mit dem Tabakmaterial gebracht wird, kann variieren und kann von dem speziellen Vernetzungszerstörungsmittel abhängig sein. Typischerweise ist die Menge des Vernetzungszerstörungsmittels ausreichend, um mit den Alkalierdmetallionen, welche die Tabakpektine vernetzen, Präzipitate zu bilden. Die Menge des Vernetzungszerstörungsmittels sollte jedoch nicht so hoch sein, daß die Anwendung von übermäßigen Pegeln an Alkalierdmetallionen (wie z. B. Tabakextrakt und/oder wasserlösliche Alkalierdmetallsalze) auf die Pulpe erforderlich wären, um eine erneute Vernetzung der freigegebenen Tabakpektine zu bewirken. Dies bedeutet, daß es wünschenswert ist, der Pulpe eine ausreichende Menge an Pektin-Freigabemittel zuzusetzen, um die Pektine innerhalb der Pulpe freizusetzen; gleichzeitig ist es wünschenswert, die Verwendung einer übermäßig großen Menge an Pektin-Freigabemittel zu vermeiden, so daß der Tabakextrakt oder eine andere Quelle von Alkalierdmetallionen, welche in späteren Prozeßschritten angewandt wird, dazu dient, eine erneute Vernetzung der freigegebenen Tabakpektine herbeizuführen, anstelle in Wechselwirkung mit dem Pektin-Freigabemittel zu treten. Typischerweise reicht die Menge des Vernetzungszerstörungsmittels von etwa 1 % bis etwa 6 %, vorzugsweise von etwa 2 % bis etwa 5 %, bezogen auf das Trockengewicht der Tabakpulpe, bezüglich welcher das Mittel angewandt wird.
Vorzugsweise wird das Pektin-Freigabemittel mit dem Tabakmaterial, dessen Extraktion durchgeführt wurde, in Kontakt gebracht, nachdem dieses Tabakmaterial in die gewünschte (beispielsweise blattförmige) Gestalt gebracht ist. Das Pektin-Freigabemittel kann jedoch auch vor oder während der Zeit, in der das Tabakmaterial nach der Extraktion in die gewünschte Form gebracht wird, mit diesem in Kontakt gebracht werden. Beispielsweise können bei einem Papierherstellungsverfahren das Pektin-Freigabemittel und das Tabakmaterial, an dem die Extraktion durchgeführt wurde, während des Raffinierens der Pulpe kombiniert werden, während die Pulpe in den Auflaufkasten eintritt, während die Pulpe sich in dem Auflaufkasten befindet, während die Pulpe aus dem Auflaufkasten austritt, während die Pulpe in den Blattbildungsbereich der Papierherstellvorrichtung eingeführt wird, oder im Blattherstellungsbereich dieser Maschine oder im Auslaßbereich dieser Maschine (beispielsweise im Ansaugbereich der Vorrichtung), wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Pulpe geringer ist als 90 % bezogen auf das Gewicht von Tabakmaterial und wässriger Flüssigkeit.
Das Tabakmaterial wird nach der Extraktion Bedingungen unterworfen, die ausreichen, um eine Freigabe der Tabakpektine aus dem Tabakmaterial nach der Extraktion zu gestatten. Für gewisse Pektin-Freigabemittel umfassen diese Bedingungen typischerweise das Inkontaktbringen einer wässrigen Flüssigkeit mit der Pulpe bei einem pH-Wert, der ausreichend hoch ist, um der Pulpe einen pH-Wert von etwa 6 bis 10, vorzugsweise von etwa 7 bis 10, zu verleihen. Insofern kann der pH-Wert der wässrigen Flüssigkeit, die in Kontakt mit der Pulpe steht, ausreichend hoch gemacht werden, um die Freigabe der Pektine zu dem Zeitpunkt zu gestatten, zu dem das Tabakmaterial nach der Extraktion in Kontakt mit dem Vernetzungszerstörungsmittel gebracht wird. Alternativ kann der pH-Wert der wässrigen Flüssigkeit, die in Kontakt mit der Pulpe steht, ausreichend hoch gewählt werden, um eine Zerstörung der Alkalierdmetallvernetzungen der Pektine zu dem Zeitpunkt zu gestatten, zu dem das Tabakmaterial nach der Extraktion in Kontakt mit dem Vernetzungszerstörungsmittel gebracht wird; anschließend kann der pH-Wert der wässrigen Flüssigkeit, die in Kontakt mit der Pulpe steht, hoch genug gemacht werden, um eine Freigabe und ein Wandern der Pektine zu gestatten.
Der pH-Wert des Lösungsmittels wird durch Verwendung von pH-Wert-Einstellmitteln, wie z. B. Ammoniumhydroxid, wasserfreiem Ammoniak, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid und dergleichen, auf das gewünschte Niveau gebracht.
Der flüssige Extrakt wird konzentriert. Typischerweise wird die wässrige Phase verdampft, derart, daß der konzentrierte Extrakt mehr als etwa 20 % Tabakextraktkomponenten enthält, vorzugsweise etwa 24 bis etwa 27 % Tabakextraktkomponenten, bezogen auf das Gewicht der Extraktkomponenten und des Lösungsmittels. Der pH-Wert des flüssigen Extrakts liegt normalerweise in dem Bereich von etwa 4,5 bis etwa 5,5. Es ist wünschenswert, den flüssigen Extrakt unter Bedingungen bereitzustellen, unter denen die darin enthaltenen Alkalierdmetallionen (beispielsweise Kalziumionen) löslich sind und damit für eine Vernetzung mit den freigegebenen Pektinen in der Tabakpulpe zur Verfügung stehen.
Wenn es erwünscht ist, können in den wässrigen Tabakextrakt gewisse Komponenten eingegeben werden. Beispielsweise können Verbindungen, wie z. B. Harnstoff, Propylenglykol, Glyzerin, Kaliumsorbat, Zuckersorten, Aminosäuren, Aromastoffe (beispielsweise Lakritze und Kakao), partikelförmige Stoffe (beispielsweise Kohlepartikel), organische Säuren (beispielsweise Zitronensäure, Maleinsäure und Levulinsäure), weitere Tabakextrakte (beispielsweise wärmebehandelte Tabakextrakte), und dergleichen sowie andere Komponenten für das Soßen (casing) und die Oberflächenbehandlung (top dressing) und partikelförmige Komponenten dem wässrigen Tabakextrakt zugesetzt werden.
Die geformte Pulpe wird dann Bedingungen unterworfen, die ausreichend sind, um zu bewirken, daß die freigegebenen Pektine eine Vernetzung erfahren. Vorzugsweise läßt man den wässrigen Tabakextrakt oder ein anderes Mittel, welches in der Lage ist, Alkalierdmetallionen zu erzeugen, wie z. B. Kalziumionen (beispielsweise eine wässrige Lösung von Kalziumchlorid), auf die geformte Pulpe einwirken. Bei den Kalziumionen handelt es sich um Kalziumionen in einer wasserlöslichen Form, die als Mischung des wässrigen Tabakextrakts und eines wasserlöslichen Kalziumsalzes bereitgestellt werden können. Die Menge an wasserlöslichen Alkalierdmetallionen, die in Kontakt mit der geformten Pulpe gebracht werden, ist mindestens ausreichend, um zu bewirken, daß die freigegebenen Pektine eine Alkalierdmetallvernetzung erfahren. Beispielsweise wird der wässrige Tabakextrakt unter Verwendung einer Anzahl von Sprühdüsen, einer Anzahl von Schlichtewalzen oder mittels anderer derartiger Einrichtungen gleichmäßig auf die in Blattform vorliegende Pulpe aufgebracht. Die Art und Weise, in der der wässrige Extrakt auf die Pulpe aufgebracht wird, ist jedoch nicht besonders kritisch. Die Menge des auf den Tabak nach der Extraktion aufgebrachten Extraktes kann sich ändern. Sie kann gleich der Menge des Extraktes sein, welche während der Extraktion aus dem Tabakmaterial entfernt wurde. Sie kann geringer sein als die Menge des Extraktes, die aus dem Tabakmaterial während der Extraktion entfernt wurde, oder sie kann größer sein als die Menge des Extraktes, welche aus dem Tabakmaterial während der Extraktion entfernt wurde (beispielsweise durch Mischen von Extrakten). Normalerweise ist der Feuchtigkeitsgehalt der Pulpe unmittelbar vor dem Zeitpunkt, zu dem man den wässrigen Tabakextrakt auf sie einwirken läßt, in dem Bereich von etwa 60 bis etwa 85 % bezogen auf das Gewicht von Pulpe und Feuchtigkeit; eine geformte Pulpe mit blattförmiger Gestalt ist ferner so ausgebildet, daß ihr Gewicht größer als etwa 20 g/m², vorzugsweise etwa 25 g/m² bis 55 g/m² und ganz besonders etwa 30 g/m² bis etwa 50 g/m² ist, bezogen auf das Trockengewicht. Die geformte Pulpe, auf die mit dem wässrigen Tabakextrakt eingewirkt wird, wird unter Verwendung von tunnelförmigen Trocknern oder dergleichen getrocknet, um die Feuchtigkeit aus derselben zu entfernen. Bezüglich der Pulpe kann das Aufbringen des wässrigen Tabakextrakts in einem oder mehreren Arbeitsgängen erfolgen. Das dabei erhaltene Tabakmaterial wird bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis etwa 15 Gew.%, vorzugsweise auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 bis etwa 13 Gew.%, getrocknet.
Wenn ein Phosphatsalz (beispielsweise Diammoniumhydrogenorthophophat) als Vernetzungszerstörungsmittel benutzt wird, dann hängt die Menge des Phosphatsalzes, welches in dem dabei erhaltenen rekonstituierten Tabakmaterial vorhanden ist, normalerweise von solchen Faktoren ab, wie z. B. (i) der Menge des Salzes, welches man auf die Tabakpulpe aufgebracht hat, und (ii) der Menge des Extraktes, welcher auf die Pulpe aufgebracht wird, um das resultierende rekonstituierte Tabakmaterial zu bilden, und (iii) der Aromacharakteristik des als Endprodukt erhaltenen Materials, die erwünscht ist. Das resultierende rekonstituierte Tabakmaterial zeigt normalerweise einen Phosphatgehalt von etwa 1 bis etwa 3,0 %, vorzugsweise von etwa 1,5 bis etwa 2,5 % (bezogen auf das Trockengewicht). Normalerweise ist ein solches, als Beispiel betrachtetes rekonstituiertes Tabakmaterial, welches unter Verwendung von Diammoniumhydrogenorthophosphat und Ammoniumhydroxid nach dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung gewonnen wird, ein Material, welches einen Ammoniakgehalt von etwa 0,4 bis etwa 1,2 % aufweist (bezogen auf das Trockengewicht).
Wenn es erwünscht ist, kann dem rekonstituierten Tabakmaterial Tabakstaub zugesetzt werden. Beispielsweise kann Tabakstaub (beispielsweise mit einer Partikelgröße von etwa 0,42 mm (US-Siebgröße 40 mesh) oder weniger) der Pulpe vor der Verformung derselben zu einem Blatt zugesetzt werden, wobei der geformten Pulpe vor dem Zeitpunkt des Aufbringens des wässrigen Tabakextraktes auf das geformte Blatt Luft zugeführt wird, wobei der geformten Pulpe nach dem Zeitpunkt, zu dem das geformte Blatt mit dem wässrigen Tabakextrakt behandelt wird, Luft zugeführt wird, wobei die Luft mit dem wässrigen Tabakextrakt gemischt und dem geformten Blatt zugeführt wird oder wobei der wässrige Tabakextrakt auf die geformte Pulpe als wässrige Schlämme aufgesprüht wird, und zwar vor, während oder nach der Zeit, zu der der wässrige Tabakextrakt auf das geformte Blatt aufgebracht wird. Typischerweise können bis zu etwa 15 % und häufig bis zu etwa 20 % des Fertig- Trockengewichts des fertigen rekonstituierten Tabakmaterials in Form von Tabakstaub vorgesehen werden.
Das rekonstituierte Tabakmaterial zeigt im nassen Zustand hervorragende Festigkeitseigenschaften. Das als Endprodukt erhaltene bzw. fertige rekonstituierte Tabakmaterial zeigt hervorragende sensorische Attribute (beispielsweise Geschmack, Aroma, Rauheit, Milde und Nachgeschmack). Dieses Material besitzt typischerweise ein Basistrockengewicht von etwa 90 g/m² bis etwa 120 g/m².
Die nachfolgenden Beispiele werden angegeben, um die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch weiter zu erläutern, sollten jedoch nicht so verstanden werden, daß sie den Schutzumfang der Erfindung einschränken. Soweit nichts anderes vermerkt wird, sind sämtliche Teile und Prozente Gewichtsteile bzw. -prozente.

BEISPIEL 1

Es wird ein rekonstituiertes Tabakblatt erzeugt, und zwar unter Benutzung des Papierherstellungsprozesses, welcher allgemein unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde und unter Verwendung von Tabak-Nebenprodukten, die eine Mischung von Tabakarten umfassen. Die Mischung enthält etwa 65 Teile Burley- und flue cured (mit Rauch behandelte)-Tabakstengel und etwa 35 Teile von Staub und Abfällen der Tabakblatteile.
Der Tabak wird bei etwa 60ºC (140ºF) extrahiert, indem etwa 8 Teile Leitungswasser für jeden Teil des Tabakmaterials verwendet werden. Die dabei erhaltene Schlämme von Tabakmaterial läßt man für etwa 20 Minuten absitzen, und die dabei erhaltene Tabakpulpe unterwirft man einem Schroten und einem Faseröffnen, indem man die Schlämme durch einen Scheibenrefiner mit einer Scheibenöffnung von etwa 20 mm bis etwa 30 mm passieren läßt. Eine Schlämme, die etwa 136 kg (300 lbs) Tabakmaterial enthält, wird für eine Zeit von etwa 20 Minuten durch den Scheibenrefiner hindurchgeleitet. Der resultierende wässrige Tabakextrakt wird unter Verwendung einer Zentrifuge von der in Wasser unlöslichen Pulpe getrennt. Die Pulpe, welche einen sehr niedrigen Gehalt an restlichen, durch Wasser extrahierbaren Stoffen aufweist, wird als Schlämme in Wasser mit einem Feststoffgehalt von etwa 1,5 bis etwa 2,5 % bereitgestellt und in einem konischen Refiner auf einen kanadischen Standardfreiheitsgrad von etwa 125 bis etwa 175 ml eingestellt. Die raffinierte Pulpe wird unter Verwendung von aus dem Papierherstellungsprozeß zurückgewonnenem Formwasser verdünnt, um eine verdünnte Schlämme zu erhalten, die einen Feststoffgehalt von etwa 0,6 bis etwa 1,0 % hat. Die verdünnte Schlämme wird auf einem Stoffriemen einer Papiermaschine zu einem Blatt geformt, wobei der Betrieb der Papiermaschine für den informierten Fachmann auf der Hand liegt. Aus der Pulpe wird ein kontinuierliches Blatt geformt, welches ein Trockenbasisgewicht von etwa 40 bis 50 g/m² besitzt. An der Unterseite des Stoffriemens wird ein Unterdruck erzeugt, wie dies in der Papierindustrie üblich ist, um eine feuchte geformte Pulpe zu erzeugen, die einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 85 % hat. Die geformte Pulpe läßt man durch eine Walzenpresse passieren, um eine feuchte Pulpe zu erzeugen, die einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 70 bis etwa 75 % besitzt.
Eine Lösung von etwa 1,25 kg Diammoniumhydrogenorthophosphat, etwa 2,67 kg Ammoniumhydroxid (Konzentration von 29,5 % in Wasser) und etwa 26,1 kg Leitungswasser wird bei Umgebungstemperatur bereitgestellt. Die Lösung wird dann unter Verwendung eines Sprühgeräts mit 216 g Lösung/min oder etwa 0,28 g Pektin-Freigabemittel/g trockene Pulpe auf die geformte Tabakpulpe aufgesprüht. Die Pulpe bewegt sich auf dem Stoffriemen bzw. -band mit einer Geschwindigkeit von etwa 24,4 m (80 ft)/min, was 7,1 m² (76,6 ft²)/min der Pulpe oder etwa 319 g trockene Pulpe/min entspricht.
Der flüssige Extrakt wird unter Verwendung eines Verdampfers auf eine Konzentration von etwa 26 % Tabakextrakt und etwa 74 % Wasser konzentriert. Der flüssige Extrakt besitzt einen pH-Wert von etwa 5 und wird auf etwa 54ºC (130ºF) aufgeheizt.
Der flüssige Extrakt wird dann auf das Blatt gesprüht, welches aus der unlöslichen Pulpe gebildet ist, und zwar etwa 10 s nachdem die Pektin-Freigabelösung auf die Pulpe aufgesprüht wurde, derart, daß ein resultierendes Blatt mit einem Tabakextraktgehalt von etwa 41 % (auf der Basis des Trockengewichts) erzeugt wird. Das so vorbereitete Blatt wird in einem Tunneltrockner durch Anwendung von Wärme bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 bis etwa 13 % getrocknet. Das so erhaltene Blatt aus rekonstituiertern Tabak hat einen Phosphatgehalt von etwa 1,9 %, einen Ammoniakgehalt von etwa 0,65 % und eine Trockengewichtsbasis von etwa 109 g/m². Das so erhaltene Blatt zeigt bei Feuchtigkeit eine gute Festigkeit.

BEISPIEL 2

Das rekonstituierte Tabakblatt wird unter Verwendung eines Papierherstellungsverfahrens bereitgestellt, wie es allgemein unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben ist. Das Tabakmaterial wird bereitgestellt und einer Extraktion unter Verwendung von Wasser unterworfen, und die so erhaltene Tabakpulpe wird im wesentlichen wie in Beispiel 1 beschrieben in die Form eines kontinuierlichen Bandes oder Blattes gebracht. Das Blatt hat einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 70 bis etwa 75 %. Das Trockenbasisgewicht des Blattes, welches kontinuierlich erzeugt wird, beträgt etwa 42 g/m², die Breite des Blattes auf dem Stoffband beträgt etwa 29 cm (11,5 "), und das Stoffband (und damit das Blatt) wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 24,4 m (80 ft)/min bewegt.
Eine Lösung von etwa 30 g Diammoniumhydrogenorthophosphat, etwa 130 g Ammoniumhydroxid (Konzentration von 29,5% in Wasser) und etwa 470 g Wasser wird bei Umgebungstemperatur bereitgestellt. Die Lösung wird auf einen 5 cm (2 ") breiten Streifen des Blattes gesprüht, und zwar unter Verwendung einer sogenannten Chromist-Sprüheinheit der Firma Gelmen Instrument Co., während das Blatt mit einer Geschwindigkeit von etwa 24,4 m (80 ft)/min läuft, um einen behandelten Teil des Bandes zu erzeugen. Auf die restlichen 24 cm (9,5 ") der Breite des Blattes wird keine Lösung aufgesprüht, so daß ein unbehandelter Teil der Bahn erhalten wird.
Etwa 10 Sekunden nach dem Aufsprühen der Lösung auf das Blatt (d. h. etwas weiter stromabwärts in der Papiermaschine) wird der flüssige Tabakextrakt auf die gesamte Breite der kontinuierlichen Bahn aufgesprüht. Der flüssige Extrakt wird unter Verwendung eines Verdampfers auf eine Konzentration von etwa 24 % Tabakextrakt und etwa 76 % Wasser konzentriert, und zwar vor dem Anbringen auf der geformten Pulpe. Das so erhaltene Blatt wird durch Wärmebehandlung in einem Tunneltrockner auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 bis etwa 13 % getrocknet. Das resultierende Blatt besitzt auf dem unbehandelten Teil einen Tabakextraktgehalt von etwa 37 % (auf der Basis des Trockengewichts), einen Ammoniakgehalt von etwa 0,13 % und einen Phosphorgehalt von etwa 0,31 % und besitzt einen pH-Wert von etwa 5,3. Das rekonstituierte Tabakblatt besitzt in dem behandelten Teil einen Tabakextraktgehalt von etwa 34 % (auf der Basis des Trockengewichts), einen Ammoniakgehalt von etwa 0,7 % und einen Phosphorgehalt von etwa 0,75 % und besitzt einen pH-Wert von etwa 5,96. Das rekonstituierte Blatt, welches mit dem Vernetzungszerstörungsmittel behandelt wird, zeigt im nassen Zustand eine wesentlich höhere Festigkeit als das rekonstituierte Blatt, welches nicht mit dem Vernetzungszerstörungsmittel behandelt wurde.

BEISPIEL 3

Es wird ein rekonstituiertes Tabakblatt unter Verwendung des Papierherstellungsprozesses bereitgestellt, wie er allgemein unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurde. Es wird ein Tabakmaterial bereitgestellt und unter Verwendung von Wasser einer Extraktion unterworfen, und die resultierende Tabakpulpe wird zu einer kontinuierlichen Bahn bzw. einem kontinuierlichen Blatt ausgeformt, im wesentlichen wie dies in Beispiel 1 beschrieben wurde. Die Bahn bzw. das Blatt besitzt einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 70 bis 75 %. Die Trockengewichtsbasis des Blattes, welches kontinuierlich geliefert wird, beträgt etwa 44 g/m² bis etwa 46 g/m², und die Breite des Blattes auf dem Stoffriemen beträgt etwa 29 cm (11,5 "). Bei konstanter Zuführgeschwindigkeit für die Pulpe an dem Auflaufkasten der Maschine zur Papierherstellung wird der Stoffriemen (und damit das Blatt) mit einer Geschwindigkeit von etwa 23 m (75 ft)/min bis etwa 30,5 m (100 ft)/min bewegt.
Eine Lösung von etwa 1,25 kg Diammoniumhydrogenorthophosphat, etwa 2,67 kg Ammoniumhydroxid (Konzentration von 29,5% in Wasser) und etwa 26,08 kg Leitungswasser wird bei Umgebungstemperatur bereitgestellt. Diese Lösung wird kontinuierlich auf das Stoffband aufgesprüht, welches das Blatt trägt. Die Lösung wird auf das Blatt derart aufgesprüht, daß es die Bahn bzw. das Blatt mit dem Vernetzungszerstörungsmittel durchtränkt. Die Sprühvorrichtung ist derart positioniert, daß sie für eine kontinuierliche, konstante und homogene Zuführung quer zu dem Stoffband sorgt. Die Auftragsgeschwindigkeit der Sprühvorrichtung auf das Blatt beträgt etwa 290 g der Lösung pro Minute. Die Lösung wird auf die Pulpe aufgesprüht, nachdem die Pulpe auf dem Stoffband abgelegt ist, eine Reihe von Pressen zur Entfernung von Wasser aus der Pumpe durchlaufen hat und anschließend auf ein Stoffband übertragen wurde, jedoch vor dem Zeitpunkt, zu dem die Pulpe einem Drehtrommeltrockner zugeführt wird, der auf etwa 93ºC (200ºF) eingestellt ist. Das resultierende Blatt der behandelten Pulpe zeigt eine verbesserte Naßfestigkeit und Flexibilität im Vergleich zu einem ähnlichen, jedoch unbehandelten Pulpeblatt.
Etwa 10 s oder weniger nachdem die Lösung auf das Blatt aufgesprüht ist (d. h. etwas stromabwärts in der Papierherstellungsmaschine) wird der flüssige Tabakextrakt auf die Gesamtbreite der kontinuierlichen Bahn aufgesprüht. Dieser flüssige Extrakt, der auf die behandelte Pulpe aufgesprüht wird, wurde zuvor unter Verwendung eines Verdampfers konzentriert, um einen wässrigen Tabakextrakt zu erhalten, der eine Konzentration von etwa 24 % Extrakt und etwa 76 % Wasser aufweist, ehe das Aufbringen auf die geformte Pulpe erfolgt. Das auf die beschriebene Weise erhaltene Blatt wird durch Wärmeanwendung in einem Tunneltrockner auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 12 bis etwa 13 % getrocknet. Das resultierende, behandelte, rekonstituierte Blatt hat einen Tabakextraktgehalt von etwa 37 % (auf der Basis des Trockengewichts).

BEISPIEL 4

Es wird ein rekonstituiertes Tabakblatt bereitgestellt, wie dies im wesentlichen in Beispiel 3 beschrieben wurde. Der Stoffriemen wird jedoch mit einer Geschwindigkeit von etwa 38 m (125 ft)/min bewegt, um ein Pulpeblatt mit einer Trockengewichtsbasis von etwa 37 g/m² zu erhalten. Die Pektin-Freigabelösung und der Tabakextrakt werden auf das Blatt mit derselben Geschwindigkeit aufgebracht wie in Beispiel 3 beschrieben.

BEISPIEL 5

Das rekonstituierte Tabakblatt wird im wesentlichen wie in Beispiel 3 beschrieben bereitgestellt. Der Stoffriemen wird jedoch mit einer Geschwindigkeit von etwa 48 m (150 ft)/min bewegt, um ein Pulpeblatt mit einer Trockengewichtsbasis von etwa 29 g/m² zu erzeugen. Die Pektin-Freigabelösung und der Tabakextrakt werden auf das Blatt mit derselben Geschwindigkeit aufgebracht wie dies in Beispiel 3 beschrieben wurde.

BEISPIEL 6

Das rekonstituierte Tabakblatt wird im wesentlichen wie in Beispiel 3 beschrieben bereitgestellt. Der Stoffriemen wird jedoch mit einer Geschwindigkeit von etwa 53 m (175 ft)/min bewegt, um ein Pulpeblatt mit einer Trockengewichtsbasis von etwa 24,5 g/m² zu erhalten. Die Pektin-Freigabelösung und der Tabakextrakt werden auf das Blatt mit derselben Geschwindigkeit aufgebracht wie dies in Beispiel 3 beschrieben wurde.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen eines rekonstituierten Pflanzenmaterials, wobei dieses Verfahren die (folgenden) Schritte umfaßt:

(a) das Extrahieren von Komponenten aus dem Pflanzenmaterial unter Verwendung eines Lösungsmittels, welches einen wässrigen Charakter besitzt, um auf diese Weise zu gewinnen: (i) ein Lösungsmittel, in welchem Pflanzenextraktkomponenten enthalten sind, und (ii) einen Pflanzenanteil, der in dem Lösungsmittel unlöslich ist;

(b) das Trennen mindestens eines Teils des Lösungsmittels und der darin enthaltenen Extraktkomponenten von dem unlöslichen Pflanzenanteil;

(c) das Inkontaktbringen des unlöslichen Pflanzenanteils, welcher in Schritt (b) gewonnen wird, mit einem Pektin-Trennmittel (-Freisetzmittel);

(d) das Ausformen des unlöslichen Pflanzenanteils, welcher in Schritt (c) gewonnen wird, in eine vorgegebene Form unter Anwendung eines Papierherstellungsverfahrens;

(e) das Unterwerfen des in Schritt (d) gewonnenen Pflanzenanteils unter Bedingungen, die ausreichend sind, um zu bewirken, daß die freigesetzten Pektine eine Kreuzvernetzung erfahren.

2. Verfahren zum Erzeugen eines rekonstituierten Pflanzenmaterials, wobei dieses Verfahren die (folgenden) Schritte umfaßt:

(a) das Extrahieren von Komponenten aus dem Pflanzenmaterial unter Verwendung eines Lösungsmittels, welches einen wässrigen Charakter besitzt, um auf diese Weise zu gewinnen: (i) ein Lösungsmittel, in welchem Pflanzenextraktkomponenten enthalten sind und (ii) einen Pflanzenanteil, der in dem Lösungsmittel unlöslich ist;

(c) das Ausformen des unlöslichen Pflanzenanteils, welcher in Schritt (c) gewonnen wird, in eine vorgegebene Form unter Anwendung eines Papierherstellungsverfahrens;

(d) das Inkontaktbringen des unlöslichen Pflanzenanteils, welcher in Schritt (b) gewonnen wird, mit einem Pektin-Trennmittel (-Freisetzmittel);

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Pflanzenmaterial ein Tabakmaterial ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem der Schritt (e) die (folgenden) Schritte umfaßt: (i) es wird eine Quelle von wasserlöslichen Alkalierdmetallionen und einem Lösungsmittel in einer Form bereitgestellt, welche auf den Pflanzenanteil gemäß Schritt (d) angewandt werden kann, und (ii) der Pflanzenanteil gemäß Schritt (d) wird in Kontakt mit dem Lösungsmittel und den Alkalierdmetallionen gemäß Schritt (i) gebracht.

5. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der in Schritt (e) gewonnene Pflanzenanteil bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 10 bis etwa 15 Gew.% getrocknet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Quelle der Alkalierdmetallionen ein Tabakextrakt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Feuchtigkeitsgehalt des in Schritt (c) gewonnenen Pflanzenanteils, bezogen auf das Gewicht des Pflanzenmaterials und des Lösungsmittels, kleiner als etwa 90 % ist.

8. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der in Schritt (b) gewonnene unlösliche Pflanzenanteil, bezogen auf das Trockengewicht, weniger als etwa 20 Gew.% an mit Wasser extrahierbaren Anteilen enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der unlösliche Pflanzenanteil in eine blattartige Gestalt geformt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Lösungsmittel und die Extraktkomponenten, die gemäß Schritt (b) gewonnen werden, in einer Form bereitgestellt werden, in der sie nach dem Schritt (d) auf den unlöslichen Pflanzenanteil angewandt werden können, und bei dem der Pflanzenanteil gemäß Schritt (d) in Kontakt mit dem Lösungsmittel und den Extraktkomponenten gebracht wird.