EP0744904B1 - Verfahren zur herstellung eines rauchbaren tabakproduktes - Google Patents

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EP0744904B1
EP0744904B1 EP95907545A EP95907545A EP0744904B1 EP 0744904 B1 EP0744904 B1 EP 0744904B1 EP 95907545 A EP95907545 A EP 95907545A EP 95907545 A EP95907545 A EP 95907545A EP 0744904 B1 EP0744904 B1 EP 0744904B1
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tobacco
additives
strand
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approximately
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Friedrich Priehs
Dietrich Müller
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PRIEHS, FRIEDRICH
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Priehs Friedrich
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/14—Forming reconstituted tobacco products, e.g. wrapper materials, sheets, imitation leaves, rods, cakes; Forms of such products
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/10—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/12—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of reconstituted tobacco
    • A24B15/14—Chemical features of tobacco products or tobacco substitutes of reconstituted tobacco made of tobacco and a binding agent not derived from tobacco

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a smokable tobacco product.
  • DE-33 39 241 C1 describes a process for the production of revealed crimped pieces of fiber from recycled tobacco, for tobacco dust and / or tobacco waste with binders and possibly additives to a plasticizable mixture are processed.
  • a cylindrical extruder is used Strand from the plasticized mixture to a thin-walled, continuously expanding hollow body reshaped and in filamentary, ruffled intermediates divided that then cut into individual, crimped fiber pieces.
  • DE-38 19 534 C1 discloses a process for the production of pieces of tobacco foil from recycled tobacco.
  • Here becomes dusty tobacco waste and / or tobacco flour with binders and possibly additives mixed and the resultant Plasticized mixture in an extruder.
  • the plasticized Mixture is made into a straight line via flow paths of exactly the same length Number of mechanically / geometrically identical cylindrical Strands divided. Two adjacent, identical ones Strands are rolled into a film strip, which is then is cut into pieces of film.
  • Plasticizing the Mixtures in the extruder take place at temperatures from 90 to 120 ° C and pressures from 50 to 100 bar.
  • the cylindrical Strands have a diameter of 2 to 7 mm.
  • DE-40 05 656 A1 describes a method for producing a described tobacco-containing film with increased filling power.
  • the moist raw mass is then in an extruder with a temperature profile of approx. 30 ° C to approx. 160 ° C a pressure of approx. 10 to approx. 200 bar and extruded through pressed through a nozzle provided with an outlet gap, which creates the tobacco foil.
  • This tobacco foil will then Heavily heated on both sides, causing it to stick to the tobacco foil form largely gas impermeable cover layers.
  • Another strong supply of heat is the tobacco foil Any water present between the outer layers evaporates, causing bubble-shaped cavities arise.
  • the invention has for its object a novel smokable tobacco product or a process for its production to develop.
  • the generated by the introduction of water vapor in the mixed mass Channels remain longitudinal in the extruded strand and radial channels.
  • the same process takes place as with a conventional one manufactured tobacco rod with the difference that the Combustion air through the solidified air channels instead of through Gaps in the cut tobacco is sucked.
  • the strand produced according to the invention is permeable to air, that the combustion air when smoking is even is sucked through the strand cross-section and the strand length, where the tensile resistance given by the strand is one does not exceed the upper value.
  • the proportion of the binder advantageous is about 15% by weight.
  • Humectants can be added as additives, such as e.g. B. glycerin, molasses and / or other hygroscopic Fabrics.
  • Fire improvers can also be provided as additives e.g. B. organic acids to produce a white fire Ash and / or carbonates or wetting agents to improve the Smoldering ability.
  • flavors and / or flavorings can also be used as additives be provided such.
  • Advantageous additives are also film-forming additives biological basis.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PVAC polyvinyl acetate
  • the tobacco particles used for the mixed mass can be can produce by shredding mature tobacco leaves but also waste from conventional tobacco processing be. Tobacco particles are preferably in a sieve size from about 3 to 5 mm.
  • the mature tobacco packaged in the trade has a lengthy process undergone biochemical development: even before Leaf harvesting still occurs in the tobacco on the field, that after harvest with increasing yellowing, drying and Fermentation is continued.
  • the chemistry of ripening is depends essentially on the slowest possible water loss.
  • the initially relatively high concentrations in the vital state of starch and protein with a high water content up to about 80% by weight hydrolyzed and in soluble sugars and transferred nitrogen compounds. With a water content ⁇ 80% the ferments that trigger these processes become inactive; the so-called leaf death occurs.
  • it is therefore desirable to dry to be completed within 100 hours; during this Time will raise the temperature from 32 ° C to 80 ° C and the relative humidity from 80% to 10% with increasing Increase the ventilation shutdown.
  • the invention will now be used proposed to manufacture the tobacco particles for the above
  • the mixed mass described has not yet matured tobacco leaves to use and crush, then the ripening of the tobacco in the extruded strand, i.e. in the almost finished product perform.
  • the manufactured according to the invention String sections in a ventilated, climate-controlled environment conditioned, i.e. in air-permeable containers in climate controlled chambers. This is where the conditioning takes place up to a final moisture content of about 10 to 13% at about 50 ° C. The transfer then takes place in this state in the last stage of production:
  • the so-called "aging” consists of storing the strand sections over a period of about 0.5 to 2 years 20 ° C and 60 to 75% humidity. Then the Final packaging instead.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rauchbaren Tabakproduktes.
In der DE-33 39 241 C1 ist ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten Faserstücken aus wiederaufbereitetem Tabak offenbart, bei dem Tabakstaub und/oder Tabakabfälle mit Bindemitteln und ggf. Additiven zu einem plastifizierbaren Gemisch verarbeitet werden. In einem Extruder wird ein zylindrischer Strang aus dem plastifizierten Gemisch zu einem dünnwandigen, sich kontinuierlich erweiternden Hohlkörper umgeformt und in fadenförmige, sich kräuselnde Zwischenprodukte aufgeteilt, die dann in einzelne, gekräuselte Faserstücke zertrennt werden.
Die DE-38 19 534 C1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Tabakfolienstücken aus wiederaufbereitetem Tabak. Dabei wird staubförmiger Tabakabfall und/oder Tabakmehl mit Bindemitteln und ggf. Additiven durchgemischt und das so erhaltene Gemisch in einem Extruder plastifziert. Das plastifizierte Gemisch wird über exakt gleichlange Fließwege in eine gerade Zahl von mechanisch/geometrisch identischen zylindrischen Strängen aufgeteilt. Jeweils zwei benachbarte, identische Stränge werden zu einem Folienband zusammengewalzt, das dann zu den Folienstücken zerschnitten wird. Das Plastifizieren des Gemisches im Extruder erfolgt bei Temperaturen von 90 bis 120 °C und Drücken von 50 bis 100 bar. Die zylindrischen Stränge weisen einen Durchmesser von 2 bis 7 mm auf.
In der DE-40 05 656 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer tabakenthaltenden Folie mit erhöhter Füllkraft beschrieben. Hier wird eine Rohmasse mit einem Tabakanteil von ca. 86 bis 98 Gew.% mit einem Anteil von Feuchthaltemitteln von ca. 1 bis ca. 6 Gew.% und einem Bindemittelanteil von ca. 1 bis ca. 8 Gew.% mit Wasseranteil im Verhältnis von 80:20 bis 60:40 vermischt. Die feuchte Rohmasse wird dann in einem Extruder mit einem Temperaturprofil von ca. 30 °C bis ca. 160 °C bei einem Druck von ca. 10 bis ca. 200 bar extrudiert und durch eine mit einem Austrittspalt versehene Düse hindurchgepreßt, wodurch die Tabak-Folie entsteht. Diese Tabak-Folie wird dann von beiden Seiten stark erhitzt, wodurch sich an der Tabak-Folie weitgehend gasundurchlässige Deckschichten bilden. Durch eine weitere starke Wärmezufuhr wird das in der Tabak-Folie befindliche Wasser zwischen den Deckschichten verdampft, wodurch blasenförmige Hohlräume entstehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges rauchbares Tabakprodukt bzw. ein Verfahren zu seiner Herstellung zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß unter Durchführung folgender Verfahrensschritte gelöst:
  • a) Herstellung einer Mischmasse aus Tabakteilchen, Stärke bzw. einem stärkehaltigen Produkt als Bindemittel und Additiven;
  • b) die Mischmasse wird durch thermische und mechanische Energieeinleitung in einem Extruder verdichtet und plastifiziert;
  • c) dabei wird unter Druck stehender Wasserdampf durch die Mischmasse kanalbildend hindurchgedrückt;
  • d) beim Extruderaustritt wird die plastifizierte, durch die Durchströmkanäle porös gestaltete Mischmasse durch Temperatur- und Druckabfall expandiert bzw. aufgeschäumt, als kontinuierlicher, poröser, zylindrischer Strang verfestigt und in gewünschten Längen abgelängt.
    • Die durch Einleitung von Wasserdampf in der Mischmasse erzeugten Kanäle bleiben im extrudierten Strang in Form longitudinaler und radialer Kanäle erhalten. Beim Abrauchen dieses Stranges spielt sich der gleiche Vorgang ab wie bei einem herkömmlich hergestellten Tabakstrang mit dem Unterschied, daß die Verbrennungsluft durch die erstarrten Luftkanäle anstatt durch Zwischenräume im Schnitttabak gesaugt wird. Jedoch ist auch der erfindungsgemäß hergestellte Strang dergestalt luftdurchlässig, daß die Verbrennungsluft beim Abrauchen gleichmäßig durch den Strangquerschnitt und die Stranglänge gesaugt wird, wobei der dabei durch den Strang gegebene Zugwiderstand einen oberen Wert nicht überschreitet.
    Als Bindemittel kann native und/oder modifizierte Stärke verwendet werden, wobei der Anteil der Bindemittel vorteilhaft bei etwa 15 Gew.% liegt.
    Als Additive können Feuchthaltemittel zugemischt werden, wie z. B. Glyzerin, Melassen und/oder andere hygroskopische Stoffe.
    Ferner können als Additive Brandverbesserer vorgesehen werden z. B. organische Säuren zur Erzeugung eines Weißbrandes der Asche und/oder Karbonate oder Netzmittel zur Verbesserung der Glimmfähigkeit.
    Schließlich können als Additive auch Aromen und/oder Würzen vorgesehen werden wie z. B. Aromapräkursoren, Extrakte und Wasserdampfdestillate aus gereiften Blättern anderer Pflanzen als Tabakpflanzen.
    Vorteilhafte Additive sind auch filmbildende Zusatzstoffe auf biologischer Basis. Zur Beschleunigung der Verarbeitung im Extruder kann der Mischmasse Polyvinylalkohol (PVA) oder Polyvinylacetat (PVAC) zugesetzt werden. Hierdurch ergibt sich eine bessere Aufschäumung mit guter Elastizität/Flexibilität der Mischmasse. Hinsichtlich der bevorzugten Anwendungsarten des PVA kann auf die Beschreibung in der DE-40 08 862 C1 verwiesen werden.
    Erfindungsgemäß können auch Zusatzstoffe aus gengestützter Produktion Verwendung finden.
    Zur Erzeugung der für das Abrauchen notwendigen Kanäle wird ein Wasserdampfdruck von 50 - 120 bar, vorzugsweise etwa 80 bar gewählt.
    Die für die Mischmasse verwendeten Tabakteilchen lassen sich durch Zerkleinerung ausgereifter Tabakblätter herstellen, können aber auch Abfälle aus der herkömmlichen Tabakverarbeitung sein. Dabei werden Tabakteilchen vorzugsweise in einer Siebgröße von etwa 3 bis 5 mm verwendet.
    Der handelsüblich verpackte ausgereifte Tabak hat eine langwierige biochemische Entwicklung durchgemacht: Schon vor der Blatternte tritt noch auf dem Acker ein Abbau im Tabak ein, der nach der Ernte mit zunehmender Vergilbung, Trocknung und Fermentation fortgesetzt wird. Der Chemismus der Reifung ist wesentlich von einem möglichst langsamen Wasserverlust abhängig. Die anfänglich im vitalen Zustand relativ hohen Konzentrationen von Stärke und Eiweiß werden bei noch hohem Wassergehalt bis etwa 80 Gew.% hydrolisiert und in lösliche Zucker und Stickstoffverbindungen überführt. Bei einem Wassergehalt < 80 % werden die diese Vorgänge auslösenden Fermente inaktiv; es tritt der sogenannte Blatt-Tod ein. Um die Reifung voll zur Wirkung kommen zu lassen, ist es daher erwünscht, die Trocknung innerhalb von 100 Stunden auszuführen; während dieser Zeit wird die Temperatur von 32 °C auf 80 °C herauf und die relative Luftfeuchtigkeit von 80 % auf 10 % bei zunehmender Erhöhung der Belüftung heruntergefahren.
    Da derartige Bedingungen bei Belassung der Tabakblätter in natürlichem Klima nur sehr selten verläßlich erreichbar sind, ist eine derartige Behandlung in der Regel nur in gesteuerter Umgebung möglich. Es ist ferner plausibel, daß die Wirksamkeit der künstlich angestrebten optimalen Reifungsbedingungen um so größer wird, je kleiner und feindisperser Oberfläche und Volumen der zu behandelnden Blattsubstanz sind.
    Ausgehend von diesen Erkenntnissen wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, zur Herstellung der Tabakteilchen für die vorstehend beschriebene Mischmasse noch nicht ausgereifte Tabakblätter zu verwenden und zu zerkleinern, um dann die Reifung des Tabaks im extrudierten Strang, also im fast fertigen Produkt durchzuführen. Hierfür werden die erfindungsgemäß hergestellten Strangabschnitte in belüfteter, klimagesteuerter Umgebung konditioniert, also in luftdurchlässigen Behältern in klimagesteuerten Kammern aufbewahrt. Dabei erfolgt die Konditionierung bis zu einer Endfeuchte im Strang von etwa 10 bis 13 % bei etwa 50 °C. In diesem Zustand findet dann die Überführung in die letzte Fertigungsstufe statt:
    Das sogenannte "aging" besteht in einer Lagerung der Strangabschnitte über einen Zeitraum von etwa 0,5 bis 2 Jahren bei 20 °C und 60 bis 75 %iger Luftfeuchtigkeit. Danach findet die Endverpackung statt.
    Ein Vorteil bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren liegt einmal darin, daß die Wasserdampfbehandlung die Tabakreifung wesentlich beeinflussen kann. Zum anderen aber kann der noch relativ hohe native Stärkegehalt im Aufbereitungsverfahren ausgenutzt werden. Schließlich eröffnet dieses Verfahren die Möglichkeit, ganze Pflanzen und nicht nur deren Blätter bei einem nur mittleren Reifegrad zu ernten, zu zerkleinern und dann dem erfindungsgemäßen Prozeß zu unterwerfen. Dabei kann auch der relativ höhere Wasservorrat der Ganzpflanze in Form der Quellungswässer vorteilhaft genutzt werden.
    Mit dem neuen Verfahren läßt sich die Herstellung völlig neuartiger Zigaretten praktisch vollständig mechanisieren von der Tabakpflanze bis zum Endprodukt.

    Claims (16)

    1. Verfahren zur Herstellung eines rauchbaren Tabakproduktes unter Durchführung folgender Verfahrensschritte:
      a) Herstellung einer Mischmasse aus Tabakteilchen, Stärke bzw. einem stärkehaltigen Produkt als Bindemittel und Additiven;
      b) die Mischmasse wird durch thermische und mechanische Energieeinleitung in einem Extruder verdichtet und plastifiziert;
      c) dabei wird unter Druck stehender Wasserdampf durch die Mischmasse kanalbildend hindurchgedrückt;
      d) beim Extruderaustritt wird die plastifizierte, durch die Durchströmkanäle porös gestaltete Mischmasse durch Temperatur- und Druckabfall expandiert bzw. aufgeschäumt, als kontinuierlicher, poröser, zylindrischer Strang verfestigt und in gewünschten Längen abgelängt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel native und/oder modifizierte Stärke verwendet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bindemittel mit einem Anteil von etwa 15 Gew.% verwendet werden.
    4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Tabakteilchen in einer Siebgröße von etwa 3 bis 5 mm verwendet werden.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Feuchthaltemittel zugemischt werden.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Brandverbesserer zugemischt werden.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Aromen und/oder Würzen zugemischt werden.
    8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive filmbildende Zusatzstoffe auf biologischer Basis zugemischt werden.
    9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschleunigung der Verarbeitung im Extruder der Mischmasse Polyvinylalkohol (PVA) oder Polyvinylacetat (PVAC) zugesetzt wird.
    10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Additive Zusatzstoffe aus gengestützter Produktion verwendet werden.
    11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampfdruck 50 - 120 bar, vorzugsweise etwa 80 bar beträgt.
    12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Mischmasse verwendeten Tabakteilchen durch Zerkleinerung ausgereifter Tabakblätter hergestellt und/oder aus der herkömmlichen Tabakverarbeitung stammende Abfälle sind.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Tabakteilchen noch nicht ausgereifte Tabakblätter zerkleinert werden, und daß die Reifung des Tabaks in dem extrudierten Strang durchgeführt wird.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Strangabschnitte zur Tabakreifung in belüfteter, klimagesteuerter Umgebung konditioniert werden.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konditionierung bis zu einer Endfeuchte im Strang von 10 bis 13 % bei etwa 50 °C erfolgt.
    16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Strangabschnitte nach ihrer Konditionierung 0,5 bis 2 Jahre bei etwa 20 °C und 60 bis 75 %iger Luftfeuchtigkeit gelagert werden.
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