-
Verfahren zum Entgiften und Veredeln von Tabakrauch Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Entgiftung und Geschmacksverbesserung des Tabakrauches
mittels Kiesels'äuregeleinlagen jeder Art, die in die Rauchkanäle von Zigarren,
Zigaretten, Pfeifen, Zigarren- und Zigarettenspitzen eingesetzt werden, laut welchem
nur ein Kieselsäuregel mit einer Benetzungswärme, die den tatsächlichen Rauchbedingungen
entspricht, Anwendung findet. Für das neue Verfahren kommt ein Kieselsläuregel in
Frage, :dessen Benetzungswärme gegen Wasser nicht größer als 28 cal/g und nicht
kleiner als 1q, cal/g .ist.
-
Es ist bekannt, Kieselsäuregel für :die Entgiftung und Geschmacksverbesserung
des Tabakrauches anzuwenden (deutsche Patentschrift 518 9o3). Nach diesem Verfahren
wurde in der Technik gearbeitet, ohne sich nähere Vorstellungen über die eigentliche
Wirkung des Kieselsäuregels gegenüber den zahlreichen einzelnen Bestandteilen eines
hochkomplizierten Gemisches, wie der Tabakrauch eines ist, zu machen. Allein war
man aus naheliegenden Überlegungen bestrebt, möglichst hochadsorbierende Kieselsäuregele
anzuwenden, also Gele mit einer möglichst großen Benetzungswärme gegenüber Wasser,
die weit über -den Grenzwert von 28 cal/g des neuen Verfahrens reicht, um -auf diese
Weise das Maximum der Adsorption der Tabakrauchgifte zu .erreichen. Bei diesem Verfahren
zeigen sich offenbare Mängel, deren Ursache nach den eingehenden Versuchen, die
zu der neuen Erfindung
führten, erst klar geworden ist. Man glaubte
daher, den sieh zeigenden Mängeln und Schwierigkeiten zu begegnen, indem man (vgl.
österreichische Patentschrift z32 q.82) den Vorschlag machte,- nun-. mehr möglichst-
weltporige 'K ieselsüuregele--älso solche Gele, die erfahrungsgen@äß eine möglichst
geringe Benetzüngswärme gegen Wasser zeigen, zu verwenden. Maßgebend dafür war .die
Ansicht; daß die hoehadsorbierenden -Kieselsäuregele mit engen Poren durch die -teerigen
Bestandteile des Taläkrauches verstopft und auf diese Weise dem Zugang des Rauches
und seiner Beeinflussung durch _ die Adsörption entzogen werden.- In folgerichtiger
Verfolgung dieses Zieles gelangt man dann zwangsweise zu der Anwendung von ',Gelen,';
deren Benetzungswärme über den durch ,die neue Erfindung erkannten niedrigsten Grenzwert
-von 1q: -cal/g_ ,gegenüber Wasser geht.
-
Gegenüber diesem Stand' der- Techriik; welcher keine weiteren Erkenntnisse
zu vermitteln vermochte, als allein die ursprünglich erkannte und unzweifelhafte
teilweise Entgiftung und Geschmacksbeeinflussungdes Tabakrauches durch Kveselsäruregel
allgemein, weist :das neue Verfahren den Fortschritt auf, däß es die Technik in
die Läge versetzt, nach genauen.zahlenn@äßgen- Anweisungen rüber die Art und die
Eigenschaften des jeweils anzuwendenden Kieselsäuregels entsprechend den Wünschen
für die bevorzugte Entfernung der höchinolekularen oder grobmolekularen: bzw. kolloide
Gifte-oder .den Geschmack beeinflussende Stoffe zu arbeiten und die gemäß dem neuen.
Verfahren unzuwendenden Kieselsäüregele zwischen .den Grenzwerten von 1q. cal/g
und 28 cal/g einzuengen. Die I<-eselsäsure dagegen, :welche riäch -den bisherigen,
wie -vorstehend beschriebenen Erkenntnissen in Vorschlag gebracht wurden, scheiden'aüs,
da sie für die, Verbesserung des Tabakrauches nicht finit Vorteil zu verwenden sind.
-
Für die Wahl des innerhalb. dieser Grenzwerte geeigneten Gels sind
allein maßgebend die Eigenschaften des Gels und die Zusammensetzung sowie die physikalisch-chemische
Beschaffenheit' des in Betracht kommenden Rauches. --Diese. beiden Faktoren sind
dann in eine zweckmäßige gegenseitige Abstimmung zu bringen. Es hat sich aus den
Versuchen ergeben, daß für die Verwendbarkeit eines aktiven Kieselsäuregels für
die Tabakräucha-dsorption_ die -Wärinetönung:` am Adso_rbens'.-(aktives Ki.eselsäuregel)
entscheidend ist. Bei gleichbleibenden Rauchbedingungen (Art und- Feuchtigkeit des
Tabaks; "Rauchgeschwindigkeit _ und Rauchvolumen je Zug, Rauchtemperatur am Adsorbens
u, m. a.) ergibt -die aus der Benetzungseäirme und AdsorptionsMärme intergriexte
e Wärmetönung-de Grenzen der Verwendbarkeit des Kieselsäüregels als Tabakrauchadsorptionsmittel.
Da aber- die Werte- für diese Wärmetönung keine absoluten sind; kann man sie nur
durch vergleichende Messungen erhalten. Diese Messungen sind besonders schwierig:.-
Die Lösung der Aufgabe' für die . Anwendung in der Praxis- wurde.erleichtert; indem
es: sich gezeigt hat, daß paarallel zu diesen die Benutzungswärme des Gels.-gegenüber
Wasser verläuft und daß alsdann die Werte für diese Benetzungsw!ärme ein direktes
Maß für die Verwendbarkeit eines aktiven Kieselsäuregels für .die Tabakrauch#sdsorption
darstellen, in der Weise, daß grundsätzlich nur solche Kieselsäüregele dazu brauchbar
sind, deren Benetzungswärme gegenüber Wässer' von z8° nicht mehr als 28 cal/g und
nicht weniger als 14 cal/g für das bei r25° bis zur Gewichtskonstanz getrocknete
Gel von o,5 bis z mm Durchmesser beträgt. Die Verwendung von aktiven Kieselsäuregel-en
mit mehr als 28 cal/g ist schon aus dem Grunde ungeeignet, weil infolge der höheren
Wärmetönung Temperaturen entstehen welche sowohl geschmacklich als auch gesundheitlich
unerwünschte Zersetzungen im Tabakrauch in der Weise hervorrufen, daß die an sich
vorhandenen Teerprodukte und Brenz.öle vermehrt auftreten. und nicht mehr hinreichend
adsorbiert werden. Kölörimetrische Messungen der Chloroformschicht@ des firn 3o@ccm
verdünnter Schwefelsäure und 30 ccm Wasser aufgenommenen Tabakrauches aus
zwanzig-Zigaretten oder vier Zigarren =etwa zo g Tabak nach seiner Überleitung über
2 g@aktives Kieselsäuregel -das erste Mal von 30 cal/g und das zweite Mal
von etwa rä bis 2o,cal/g Benetzungswärme ergaben, daß der Gehalt des Tabakrauches
an Teerprodukten und Brenzölen ,im ersteren Fall etwa 2;5mal stärker war als beim
zweiten Versuch: Es entstehen wahrscheinlich infolge .der plötzlichen ,'starken
.:Wärmetänung bei der ersten Berührung des Rauches mit dem ersteren Gel auf der
Oberflätthe desselben Häute dieser Teere, welche das `weitere Eindringen in die
Gelkapillaren erschweren, v@ährend durch die starke Wärmetönung gleichzeitig eine
vermehrte Teerbildung begfünstigt wird.
-
Es hat sieh ferner gezeigt, däß die Gele mit einer Benetzungswärme
von 28 cal/g abwärts abnehmend wirksam- für- die Adsorption folgender Rauchbestandteile
sind: Nikotin, Pyridin, die weiteren Alkaloide der Nikotinreihe; Älkylamine, Pyrole;
während die Gele mit einer Benutzungswärme von z5 cal/g aufwiärts zunehmend für
die Adsörption `der Te-erprodükte und Brenzöle wirksam sind. Die Adsorption des-
Ammoniaks und; soweit die Bestimmungen einen Schluß ermöglichen, des Methylalkohols
bleibt bei allen Gelen gleichmäßig verteilt. Die Bestimmungen dieser Bestandteile
erfolgte je nachdem chemisch, stalagmometrisch oder kolorrnetrisch, Es. ergibt sich
nunmehr folgende Lehre über die Sorte-Kieselsäuregel; die jeweils Anwendung finden
soll. Diese Lehre -wird aufgestellt unter Berücksichtigung nicht nur der Entnikötinisierungg
und weiteren Tabakrauchentgiftung,-sondern auch der Geschmacksbeeinflussung. Kommen.
Tabake in Frage, -deren Rauch sehr stark teerhaltig ist, ferner Tabake, die ,mit
Tabaksoßen, behandelt wurden; so sind Gele mit einer . Benetzungswärrne gegenüber
Wasser' von .etwa. 2o bis - z4cal/g anzuwenden. Wenn diese Eigenschaften in stäirkerer
Form auftreten;- muß Gel mit geringerer Benutzungswärme, aber nicht unter 1q. cal/g,bevorzugt
werden. Zu diesen Tabaken gehören .die billigeren_Orientsorten,
die
mitteleuropäischen Tabake und die mittleren starken Tabake; ferner amerikanische
Zigaretten, wie Camel u. dgl., obwohl letztere zum Teil Virginiatabake sind. Dagegen
finden bei leichteren Tabaken, auch bei geschwefelten Tabaken, Gele mit einer Benetzungswärme
von 25 bis 28 cal/g, nicht aber darÜber hinaus Anwendung. Derartige Tabake sind
im allgemeinen die Virginiatabake und die feineren, aber nicht sehr aromatischen
Orienttabake sowie die leichten Zigarrentabake.
-
Man hat es daher in der Hand, je nach der durchschnittlichen Beschaffenheit
der jeweils den Markt beherrschenden Tabaksorten das entsprechende Kieselsäuregel
anzuwenden bzw. füir eine bestimmte Tabaksorte :das für die Geschmacksbeeinflussung
richtige Kieselsäuregel anzuwenden, unter weitgehender Berücksichtigung der Entgiftung.