ES2328119T3 - Nanoparticulas de oxidante/catalizador para reducir el monoxido de carbono en el humo de la corriente principal de un cigarrillo. - Google Patents

Nanoparticulas de oxidante/catalizador para reducir el monoxido de carbono en el humo de la corriente principal de un cigarrillo. Download PDF

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Abstract

Una composición de carga a base de tabaco cortado que comprende tabaco y al menos un aditivo capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas y comprende un óxido metálico.

Description

Nanopartículas de oxidante/catalizador para reducir el monóxido de carbono en el humo de la corriente principal de un cigarrillo.
Campo de la invención
La invención se refiere, de forma general, a métodos para reducir la cantidad de monóxido de carbono en el humo de la corriente principal de un cigarrillo al fumar. Más específicamente, la invención se refiere a composiciones de carga a base de tabaco cortado, cigarrillos, métodos de elaboración de cigarrillos y métodos para fumar cigarrillos, que implican el uso de aditivos en forma de nanopartículas, capaces de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono.
Antecedentes
Se han propuesto diversos métodos para reducir la cantidad de monóxido de carbono en el humo de la corriente principal de un cigarrillo al fumar. Por ejemplo, la Patente británica Nº 863.287 describe métodos para tratar el tabaco antes de la elaboración de los artículos de tabaco, de forma que los productos de la combustión incompleta se retiren o se modifiquen al fumar los artículos de tabaco. Se dice que esto se va a llevar a cabo añadiendo al tabaco un óxido de calcio o un precursor del óxido de calcio. Se menciona también el óxido de hierro como un aditivo del tabaco.
Se han propuesto cigarrillos que comprenden absorbentes, generalmente en una boquilla de filtro, para absorber físicamente algo del monóxido de carbono, pero estos métodos no son completamente eficaces. En la Patente de EE.UU. reeditada, Nº RE 31.700, se describe un filtro de cigarrillo para separar subproductos no deseados formados al fumar, donde el filtro del cigarrillo comprende algas verdes secas y activas, opcionalmente con un adsorbente inorgánico poroso, como por ejemplo el óxido de hierro. En la Patente británica Nº 973.854 se describen otros materiales filtrantes y filtros para separar subproductos gaseosos no deseados, tales como el cianuro de hidrógeno y el sulfuro de hidrógeno. Estos filtros y materiales filtrantes contienen gránulos absorbentes de un material absorbente de los gases, impregnado con óxidos tanto de hierro como de cinc, finamente divididos. En otro ejemplo, en la Patente de EE.UU. Nº 4.193.412, se describe un aditivo para fumar productos del tabaco, y sus elementos filtrantes, que comprende una mezcla íntima de al menos dos óxidos metálicos u oxihidratos metálicos muy dispersos. Se dice que un aditivo semejante tiene una capacidad de absorción de las sustancias tóxicas del humo del tabaco sinérgicamente aumentada. La Patente británica Nº 685.822 describe un agente filtrante que se dice que oxida el monóxido de carbono del humo del tabaco a ácido carbónico gaseoso. Este agente filtrante contiene, por ejemplo, dióxido de manganeso y óxido cúprico, y cal desmenuzada. Se dice que la adición de óxido férrico en pequeñas cantidades mejora la eficacia del
producto.
Se ha descrito la adición al filtro de una sustancia oxidante que reacciona, o de un catalizador, como una estrategia para reducir la concentración de monóxido de carbono que llega al fumador. Los inconvenientes de semejante aproximación, que usa un catalizador convencional, incluye las grandes cantidades de oxidante que, con frecuencia, se necesita que sean incorporadas al filtro para conseguir una reducción considerable del monóxido de carbono. Además, si se tiene en cuenta la ineficacia de la reacción heterogénea, la cantidad del oxidante requerido será incluso más grande. Por ejemplo, la Patente de EE.UU. Nº 4.317.460 describe catalizadores soportados para usar en filtros de productos para fumar para la oxidación a baja temperatura del monóxido de carbono a dióxido de carbono. Semejantes catalizadores incluyen mezclas estaño o de compuestos de estaño, por ejemplo, con otros materiales catalíticos, sobre un soporte microporoso. En la Patente suiza 609.217 se describe otro filtro para artículos para fumar, donde el filtro contiene un pigmento de tetrapirrol que contiene un hierro en forma de complejo (por ejemplo, hemoglobina o clorocruoína), y opcionalmente un metal o una sal u óxido de un metal, capaz de fijar el monóxido de carbono o convertirlo en dióxido de carbono. En otro ejemplo, la Patente británica Nº 1.104.993 se refiere a un filtro del humo del tabaco hecho de gránulos absorbentes y resina termoplástica. Aunque el carbono activado es el material preferido para los gránulos absorbentes, de dice que los óxidos metálicos, tales como el óxido de hierro, se pueden usar en vez de, o además de, el carbono activado. Sin embargo, tales catalizadores tienen inconvenientes porque, bajo condiciones normales para fumar, los catalizadores se desactivan rápidamente, por ejemplo, mediante diversos subproductos formados al fumar y/o mediante el calor. Además, como resultado de esta actividad catalítica localizada, estos filtros, con frecuencia, se calientan al fumar hasta temperaturas inaceptables.
Los catalizadores para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono están descritos, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. números 4.956.330 y 5.258.330. Una composición catalizadora para la reacción de oxidación del monóxido de carbono y el oxígeno para formar dióxido de carbono está descrita, por ejemplo, en la Patente de EE.UU. Nº 4.956.330. Además, la Patente de EE.UU. Nº 5.050.621 describe un artículo para fumar que tiene una unidad catalítica que contiene un material para la oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono. El material catalizador puede ser óxido de cobre y/o dióxido de manganeso. El método de elaboración del catalizador está descrito en la Patente británica Nº 1.315.374. Finalmente, la Patente de EE.UU. Nº 5.258.340 describe un catalizador de óxido de metal de transición mixto para la oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono. Se dice que este catalizador va a ser útil para su incorporación en artículos para fumar.
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También se han incorporado a los cigarrillos, con diversos fines, óxidos metálicos tales como el óxido de hierro. Por ejemplo, en el documento WO 87/061104, se describe la adición de pequeñas cantidades de óxido de cinc o de óxido férrico al tabaco, con el fin de reducir o eliminar la producción de ciertos subproductos no deseados, tales como compuestos de nitrógeno-carbono, así como para quitar el "sabor posterior" a rancio, asociado a los cigarrillos. El óxido de hierro se proporciona en forma de partículas, de forma que bajo condiciones de combustión, el óxido férrico, o el óxido de cinc, presente en mínimas cantidades en forma de partículas se reduce a hierro. Se reivindica que el hierro disocia el vapor de agua en hidrógeno y oxígeno, y origina la combustión preferente del nitrógeno con el hidrógeno, en vez de con el oxígeno y el carbono, formando preferentemente por ello, amoníaco en vez de los no deseados compuestos de nitrógeno-carbono.
En otro ejemplo, la Patente de EE.UU. Nº 3.807.416 describe un material para fumar que comprende tabaco reconstituido y polvo de óxido de cinc. Además, la Patente de EE.UU. Nº 3.720.214 se refiere a una composición de un artículo para fumar que comprende tabaco y un agente catalizador que consiste esencialmente en óxido de cinc finamente dividido. Se describe esta composición como causante de una disminución en la cantidad de compuestos aromáticos policíclicos al fumar. Otra aproximación para reducir la concentración de monóxido de carbono está descrita en el documento WO 00/40104, que describe la combinación de tabaco con loes y, opcionalmente, con compuestos de óxido de hierro como aditivos. Los compuestos de óxido de los componentes del loes, así como los aditivos de óxido de hierro se dice que reducen la concentración de monóxido de carbono.
Además, también se ha propuesto al óxido de hierro para su incorporación en artículos de tabaco, para una diversidad de otros fines. Por ejemplo, se ha descrito el óxido de hierro como una carga inorgánica en forma de partículas (por ejemplo, las Patentes de EE.UU. números 4.197.861; 4.195.645; y 3.931.824), como un agente colorante (por ejemplo, Patente de EE.UU. Nº 4.119.104) y en forma de polvo como un regulador de la combustión (por ejemplo, Patente de EE.UU. Nº 4.109.663). Además, varias patentes describen el tratamiento de materiales de carga con óxido de hierro pulverizado para mejorar el sabor, color y/o el aspecto (por ejemplo, Patentes de EE.UU. números 6.95.152; 5.598.868; 5.129.408; 5.105.836 y 5.101.839). Sin embargo, los anteriores intentos para elaborar cigarrillos incorporando óxidos metálicos, tales como FeO y Fe_{2}O_{3}, no han conducido a la reducción eficaz del monóxido de carbono en el humo de la corriente principal.
A pesar de los desarrollos hasta la fecha, persiste la necesidad de métodos y composiciones mejoradas y más eficaces para reducir la cantidad de monóxido de carbono en el humo de la corriente principal de un cigarrillo al fumar. Preferiblemente, estos métodos y composiciones no implicarán etapas de elaboración y/o tratamiento caras o que necesiten tiempo. Más preferiblemente, será posible catalizar u oxidar el monóxido de carbono no sólo en la región del filtro del cigarrillo, sino también a lo largo de toda la longitud del cigarrillo al fumarlo.
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Resumen
La invención proporciona composiciones de carga a base de tabaco cortado, cigarrillos, métodos para elaborar cigarrillos y métodos para fumar cigarrillos que implican el uso de aditivos en forma de nanopartículas, capaces de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono.
Una realización de la invención se refiere a una composición de carga a base de tabaco cortado que comprende tabaco y al menos un aditivo capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, donde el aditivo está en forma de nanopartículas.
Otra realización de la invención se refiere a un cigarrillo que comprende una barrita de tabaco, en el que la barrita de tabaco comprende una carga a base de tabaco cortado que tiene al menos un aditivo capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas.
Una realización más de la invención se refiere a un método de elaboración de un cigarrillo, que comprende (i) añadir un aditivo a una carga a base de tabaco cortado, en el que el aditivo es capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas; (ii) proporcionar la carga a base de tabaco cortado que comprende el aditivo a una máquina de elaborar cigarrillos para formar una barrita de tabaco; y (iii) poner una envoltura de papel alrededor de la barrita de tabaco para formar el cigarrillo.
Otra realización más de la invención se refiere a un método para fumar el cigarrillo anteriormente descrito, que implica encender el cigarrillo para formar humo e inhalar el humo, en el que al fumar el cigarrillo, el aditivo actúa como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono.
En una realización preferida de la invención, el aditivo es capaz de actuar tanto como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, y como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono. El aditivo es, preferiblemente, un óxido metálico, tal como Fe_{2}O_{3}, CuO, TiO_{2}, CeO_{2}, Ce_{2}O_{3}, o Al_{2}O_{3}, o un óxido metálico dopado, tal como Y_{2}O_{3} dopado con circonio, o Mn_{2}O_{3} dopado con paladio. También se pueden usar mezclas de aditivos. Preferiblemente, el aditivo está presente en una cantidad eficaz para convertir al menos el 50% del monóxido de carbono en dióxido de carbono. El aditivo tiene un tamaño medio de partícula preferiblemente inferior a aproximadamente 500 nm, más preferiblemente inferior a aproximadamente 100 nm, incluso más preferiblemente inferior a aproximadamente 50 nm, y muy preferiblemente inferior a aproximadamente 5 nm. Preferiblemente, el aditivo tiene una superficie específica de aproximadamente 20 m^{2}/g a aproximadamente 400 m^{2}/g, o más preferiblemente de aproximadamente 200 m^{2}/g a aproximadamente 300 m^{2}/g.
Los cigarrillos producidos según la invención, preferiblemente, tienen aproximadamente 5 mg de aditivo en forma de nanopartículas por cigarrillo a aproximadamente 100 mg de aditivo por cigarrillo, y más preferiblemente de aproximadamente 40 mg de aditivo por cigarrillo a aproximadamente 50 mg de aditivo por cigarrillo.
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Breve descripción de los dibujos
Lo anterior y otros objetos y ventajas de esta invención serán evidentes tras la consideración de la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos que la acompañan, en los que:
La Fig. 1 representa la dependencia de la temperatura en la energía libre de Gibbs y en la entalpía para la reacción de oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono.
La Fig. 2 representa la dependencia de la temperatura en el porcentaje de conversión de dióxido carbono en monóxido de carbono, mediante el carbono, para formar monóxido de carbono.
La Fig. 3 representa una comparación entre la actividad catalítica de las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} (NANOCAT® Superfine Iron Oxide (SFIO) de MACH I, Inc., King of Prusia, PA) que tienen un tamaño medio de partícula de aproximadamente 3 nm, frente al polvo de Fe_{2}O_{3} (de Aldrich Chemical Company) que tiene un tamaño medio de partícula de aproximadamente 5 \mum.
Las Figs. 4A y 4B representan la región de pirolisis (donde las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} actúan como un catalizador) y la zona de combustión (donde las partículas de Fe_{2}O_{3} actúan como un oxidante) en un cigarrillo.
La Fig. 5 representa un dibujo esquemático de un reactor de cuarzo de tubo de flujo.
La Fig. 6 ilustra la dependencia de la temperatura sobre la producción del monóxido de carbono, dióxido de carbono y oxígeno, cuando se usan nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como catalizador para la oxidación del monóxido de carbono con oxígeno para producir dióxido de carbono.
La Fig. 7 ilustra la producción relativa de monóxido de carbono, dióxido de carbono y oxígeno, cuando se usan nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como oxidante para la reacción de Fe_{2}O_{3} con monóxido de carbono para producir dióxido de carbono y FeO.
Las Figs. 8A y 8B ilustran los órdenes de reacción del monóxido de carbono y del dióxido de carbono con Fe_{2}O_{3} como catalizador.
La Fig. 9 representa la medida de la energía de activación y el factor pre-exponencial para la reacción del monóxido de carbono con oxígeno para producir dióxido de carbono, usando nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como catalizador de la reacción.
La Fig. 10 representa la dependencia de la temperatura en la tasa de conversión del monóxido de carbono, para caudales de 300 ml/minuto y 900 ml/minuto, respectivamente.
La Fig. 11 representa los estudios de contaminación y desactivación del agua, en la que la curva 1 representa la condición para un 3% de H_{2}O y la curva 2 representa la condición de sin H_{2}O.
La Fig. 12 representa la dependencia de la temperatura en las tasas de conversión, con las nanopartículas de CuO y de Fe_{2}O_{3} como catalizador, en la oxidación del monóxido de carbono con oxígeno para producir dióxido de carbono.
La Fig. 13 representa un reactor de tubo de flujo para simular un cigarrillo al evaluar diferentes catalizadores en forma de nanopartículas.
La Fig. 14 representa las cantidades relativas de la producción de monóxido de carbono y de dióxido de carbono sin un catalizador presente.
La Fig. 15 representa las cantidades relativas de la producción de monóxido de carbono y de dióxido de carbono con un catalizador presente.
Descripción detallada
La invención proporciona composiciones de carga a base de tabaco cortado, cigarrillos, métodos para elaborar cigarrillos y métodos para fumar cigarrillos que implican el uso de aditivos en forma de nanopartículas capaces de actuar como un oxidante en la conversión del monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador en la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono. Mediante la invención, se puede reducir la cantidad de monóxido de carbono en el humo de la corriente principal, reduciendo por ello también la cantidad de monóxido de carbono que llega al fumador y/o emitiéndolo como humo secundario.
La expresión humo de la "corriente principal" se refiere a la mezcla de gases que pasa por la barrita de tabaco y que se emite a través del extremo del filtro, es decir la cantidad de humo que se emite o que extrae del extremo de la boca de un cigarrillo al fumar el cigarrillo. El humo de la corriente principal contiene humo que se extrae a través tanto de la región encendida como a través de la envoltura de papel del cigarrillo.
La cantidad total de monóxido de carbono formado al fumar, procede de una combinación de tres fuentes principales: la descomposición térmica (aproximadamente el 30%), la combustión (aproximadamente el 36%) y la reducción del dióxido de carbono con el tabaco carbonizado (al menos el 23%). La formación de monóxido de carbono a partir de la descomposición térmica se inicia a una temperatura de aproximadamente 180ºC, y finaliza alrededor de los 1050ºC, y está muy controlada por las cinéticas químicas. La formación de monóxido de carbono y de dióxido de carbono durante la combustión está muy controlada por la difusión del oxígeno hacia la superficie (k_{a}) y la reacción en la superficie (k_{b}). A 250ºC, K_{a} y k_{b}, son aproximadamente iguales. A 400ºC, la reacción llega a estar controlada por la difusión. Finalmente, la reducción del dióxido de carbono con el tabaco carbonizado o con el carbón tiene lugar alrededor de 390ºC y por encima de ella. Además de los componentes del tabaco, la temperatura y la concentración de oxígeno son dos factores muy significativos que afectan a la formación y reacción del monóxido de carbono y del dióxido de carbono.
Aunque no se desea estar obligado por la teoría, se cree que los aditivos en forma de nanopartículas pueden tener como objetivo las diversas reacciones que tienen lugar en diferentes regiones del cigarrillo al fumar. Al fumar hay tres regiones distintas en el cigarrillo: la zona de combustión, la zona de pirolisis/destilación, y la zona de condensación/filtración. En primer lugar, la "región de combustión" es la zona en la que se quema el cigarrillo producida al fumar el cigarrillo, normalmente en el extremo encendido del cigarrillo. La temperatura de la zona de combustión varía desde aproximadamente 700ºC a aproximadamente 950ºC, y la velocidad de calentamiento puede elevarse hasta los 500ºC/segundo. En esta región, la concentración de oxígeno es baja, ya que se está consumiendo en la combustión del tabaco para producir monóxido de carbono, dióxido de carbono, vapor de agua y diversos compuestos orgánicos. Esta reacción es muy exotérmica y el calor generado en este caso es transportado por el gas a la zona de pirolisis/destilación. La baja concentración de oxígeno junto con la alta temperatura conduce a la reducción del dióxido de carbono a monóxido de carbono mediante el tabaco carbonizado. En esta región, el aditivo en forma de nanopartículas actúa como un oxidante para convertir el monóxido de carbono en dióxido de carbono. Como oxidante, el aditivo en forma de nanopartículas oxida el monóxido de carbono en ausencia de oxígeno. La reacción de oxidación comienza alrededor de 150ºC, y alcanza la actividad máxima a temperaturas superiores a aproximadamente
460ºC.
La "región de pirolisis" es la región detrás de la región de combustión, donde la temperatura varía desde aproximadamente 200ºC a aproximadamente 600ºC. Es decir, donde se produce la mayoría del monóxido de carbono. La principal reacción en esta región es la pirolisis (es decir, la degradación térmica) del tabaco que produce monóxido de carbono, dióxido de carbono, componentes del humo y carbón, que usan el calor generado en la zona de combustión. Hay presente en esta zona algo de oxígeno, y por eso el aditivo en forma de nanopartículas puede actuar como un catalizador para la oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono. Como catalizador, el aditivo en forma de nanopartículas cataliza la oxidación del monóxido de carbono por el oxígeno para producir dióxido de carbono. La reacción catalítica comienza a 150ºC y alcanza su actividad máxima alrededor de 300ºC. El aditivo en forma de nanopartículas, preferiblemente, retiene su capacidad oxidante después de haber sido usado como catalizador, de forma que también puede funcionar como un oxidante en la región de combustión.
En tercer lugar, está la zona de condensación/filtración, donde la temperatura varía desde la temperatura ambiente hasta aproximadamente 150ºC. El principal proceso es la condensación/filtración de los componentes del humo. Alguna cantidad de monóxido de carbono y de dióxido de carbono se difunde fuera del cigarrillo y algo de oxígeno se difunde hacia dentro del cigarrillo. Sin embargo, en general, el nivel de oxígeno no se recupera hasta el nivel atmosférico.
Como se mencionó anteriormente, los aditivos en forma de nanopartículas pueden funcionar como un oxidante y/o como un catalizador, dependiendo de las condiciones de reacción. En una realización preferida de la invención, el aditivo es capaz de actuar tanto como un oxidante para la conversión del monóxido de carbono en dióxido de carbono y como un catalizador para la conversión del monóxido de carbono en dióxido de carbono. En una realización semejante, el catalizador proporcionará el efecto más grande. También es posible usar combinaciones de aditivos para obtener este efecto.
Por "nanopartículas" se entiende que las partículas tienen un tamaño medio de partícula inferior al micrómetro. El aditivo preferiblemente tiene un tamaño medio de partícula inferior a aproximadamente 500 nm, más preferiblemente inferior a aproximadamente 100 nm, incluso más preferiblemente inferior a aproximadamente 50 nm, y muy preferiblemente inferior a aproximadamente 5 nm. Preferiblemente, el aditivo tiene una superficie específica de aproximadamente 20 m^{2}/g a aproximadamente 400 m^{2}/g, o más preferiblemente de aproximadamente 200 m^{2}/g a aproximadamente 300 m^{2}/g.
Las nanopartículas se pueden hacer usando cualquier técnica adecuada, o las nanopartículas se pueden adquirir de proveedores comerciales. Por ejemplo, MACH I, Inc., King of Prusia, PA, vende nanopartículas de Fe_{2}O_{3} con los nombres comerciales NANOCAT® Superfine Iron Oxide (SFIO) y NANOCAT® Magnetic Iron Oxide. El NANOCAT® Superfine Iron Oxide (SFIO) es óxido férrico amorfo, en forma de un polvo suelto, con un tamaño de partícula de aproximadamente 3 nm, una superficie específica de aproximadamente 250 m^{2}/g, y una densidad aparente de aproximadamente 0,05 g/ml. El NANOCAT® Superfine Iron Oxide (SFIO) se sintetiza mediante un procedimiento en fase vapor, que lo produce exento de las impurezas que puedan estar presentes, en los catalizadores convencionales, y es adecuado para usarlo en alimentación, fármacos y productos cosméticos. El NANOCAT® Magnetic Iron Oxide es un polvo suelto con un tamaño de partícula de aproximadamente 25 nm y una superficie específica de aproximadamente 40 m^{2}/g.
Preferiblemente, la selección de un catalizador apropiado en forma de nanopartículas y/o de un oxidante, tendrá en cuenta estos factores como la estabilidad y la conservación de la actividad durante las condiciones de almacenamiento, el bajo coste y la abundancia de suministro. Preferiblemente, el aditivo en forma de nanopartículas será un material propicio. Además, se prefiere que las nanopartículas no reaccionen o formen subproductos no deseados al
fumar.
Al seleccionar un aditivo en forma de nanopartículas, se pueden tener en cuenta diversas consideraciones termodinámicas para asegurar que la oxidación y/o la catálisis tengan lugar de forma eficaz, como será evidente para un experto. Por ejemplo, la Fig. 1 muestra un análisis termodinámico de la dependencia de la temperatura en la Energía libre de Gibbs (curva A), y en la Entalpía (curva B), para la oxidación del monóxido de carbono a dióxido de carbono. La Fig. 2 muestra la dependencia de la temperatura en el porcentaje de conversión de dióxido de carbono con carbono para formar monóxido de carbono.
En una realización preferida, se usan nanopartículas de óxido metálico. Se puede usar cualquier óxido metálico adecuado en forma de nanopartículas. Opcionalmente, se puede usar también uno o más óxidos metálicos como mezclas o en combinación, donde los óxidos metálicos pueden ser entidades químicas diferentes o diferentes formas del mismo óxido metálico.
Los aditivos preferidos en forma de nanoparticulas incluyen óxidos metálicos, tales como Fe_{2}O_{3}, CuO, TiO_{2}, CeO_{2}, Ce_{2}O_{3}, o Al_{2}O_{3}, u óxidos metálicos dopados, tal como Y_{2}O_{3} dopado con circonio, o Mn_{2}O_{3} dopado con paladio. También se pueden usar mezclas de aditivos. En particular, se prefiere Fe_{2}O_{3} porque no se conoce que produzca ningún subproducto no deseado, y simplemente se reducirá a FeO o a Fe después de la reacción. Además, cuando se usa Fe_{2}O_{3} como aditivo, no se convertirá en un material medioambientalmente peligroso. Además, se puede evitar el uso de un metal precioso, ya que las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} son económicas y se pueden conseguir fácilmente. En particular, se prefiere los aditivos NANOCAT® Superfine Iron Oxide (SFIO) y NANOCAT® Magnetic Iron Oxide, anteriormente descritos.
La Fig. 3 muestra una comparación entre la actividad catalítica de las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} (NANOCAT® Superfine Iron Oxide (SFIO), de MACH I, Inc., King of Prusia, PA) que tienen un tamaño medio de partícula de aproximadamente 3 nm (curva A), frente al polvo de Fe_{2}O_{3} (de Aldrich Chemical Company) que tiene un tamaño medio de partícula de aproximadamente 5 \mum (curva B). En cada ensayo, se cargaron 50 mg de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo. Se proporcionó oxígeno a una concentración de aproximadamente el 20,6% y se proporcionó monóxido de carbono a una concentración de aproximadamente el 3,4%, en helio. El caudal total de gas era de 1000 ml/minuto y la velocidad de calentamiento era de 12ºK/minuto. Las nanopartículas muestran un porcentaje mucho más alto de conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono que el Fe_{2}O_{3} que tiene un tamaño medio de partícula de aproximadamente 5 \mum.
Las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} son capaces de actuar tanto como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y como catalizador para la conversión del monóxido de carbono en dióxido de carbono. Como se muestra esquemáticamente en la Fig. 4A, las partículas de Fe_{2}O_{3} actúan como un catalizador en la zona 4 de pirolisis, y actúa como un oxidante en la región 6 de combustión. La Fig. 4B muestra diversas zonas de temperatura en un cigarrillo encendido, es decir la región 6 de combustión, la región 4 de pirolisis y la zona 2 de condensación/filtración. El monóxido de carbono se puede catalizar en presencia de Fe_{2}O_{3} según la reacción 2CO + O_{2} \rightarrow 2CO_{2}, y el monóxido de carbono se puede oxidar según la reacción CO + Fe_{2}O_{3} \rightarrow CO_{2} + 2FeO. El cambio de entalpía, \DeltaH, para la oxidación del CO que origina el Fe_{2}O_{3} es 8,5 kJ/mol, y -9,0 kJ/mol a 20ºC y 800ºC, respectivamente. La doble función oxidante/catalizador y el intervalo de la temperatura de reacción hacen de las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} un aditivo útil en los cigarrillos y en las mezclas de tabaco para la reducción del monóxido de carbono al fumar. También, al fumar el cigarrillo, las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} se pueden usar inicialmente como un catalizador (es decir, en la zona de pirolisis), y luego como un oxidante (es decir, en la región de combustión).
\newpage
Se realizaron diversos experimentos para estudiar más la termodinámica y las cinéticas de diversos catalizadores usando un reactor de cuarzo de tubo de flujo. La ecuación cinética que gobierna estas reacciones es como sigue:
1
donde las variables se definen como sigue:
x
= el porcentaje de monóxido de carbono convertido en dióxido de carbono
A_{0}
= el factor pre-exponencial, 5 \times 10^{-6} s^{-1}
R
= la constante de los gases, 1,987 \times 10^{-3} kcal/(mol\cdotºK)
E_{a}
= energía de activación, 14,5 kcal/mol
s
= sección transversal del tubo de flujo, 0,622 cm^{2}
l
= longitud del catalizador, 1,5 cm
F
= caudal, en cm^{3}/s
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En la Fig. 5 se muestra una representación esquemática de un reactor 100 de cuarzo de tubo de flujo, adecuado para llevar acabo estos estudios. Se puede introducir helio 10, mezclas de oxígeno/helio 12 y/o de monóxido de carbono/helio 14, en un extremo 16 del reactor. Se pone una lana de cuarzo espolvoreada con nanopartículas 20 de Fe_{2}O_{3} dentro del reactor y la lana 22 de cuarzo se sitúa aguas arriba y aguas abajo de la lana 20 de cuarzo espolvoreada. Los productos salen del reactor por el segundo extremo 18, que comprende un aspirador 24 y un tubo capilar 26 que va a un espectrómetro de masas cuadrupolo ("QMS") 28. Las cantidades relativas de los productos se pueden determinar así, para una diversidad de condiciones de reacción.
La Fig. 6 es una representación gráfica de la temperatura frente a la intensidad del QMS para un ensayo en el que se usan nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como catalizador para la reacción del monóxido de carbono con oxígeno para producir dióxido de carbono. En el ensayo, se cargaron aproximadamente 82 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo. Se proporcionó monóxido de carbono con una concentración del 4% en helio, con un caudal de aproximadamente 270 ml/minuto, y se proporcionó oxígeno a una concentración del 21% en helio, con un caudal de aproximadamente 270 ml/minuto. La velocidad de calentamiento fue de aproximadamente 12,1ºK/minuto. Como se muestra en esta representación gráfica, las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} son eficaces al convertir monóxido de carbono (curva A) en dióxido de carbono (curva (B) a temperaturas por encima de aproximadamente 225ºC. La intensidad del oxígeno se muestra mediante la curva C.
La Fig. 7 es una representación gráfica del tiempo frente a la intensidad del QMS para un ensayo en el que se estudiaron nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como un oxidante para la reacción del Fe_{2}O_{3} con monóxido de carbono para producir dióxido de carbono y FeO. En el ensayo, se cargaron aproximadamente 82 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo. Se proporcionó monóxido de carbono con una concentración del 4% en helio, con un caudal de aproximadamente 270 ml/minuto, y la velocidad de calentamiento fue de 137ºK/minuto hasta una temperatura máxima de 460ºC. Como se sugiere por los datos mostrados en las Figs. 5 y 7, las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} son eficaces en la conversión de monóxido de carbono (curva A) en dióxido de carbono (curva B) bajo condiciones similares a las que se dan al fumar un cigarrillo.
Las Figs. 8A y 8B son representaciones gráficas que muestran los órdenes de reacción del monóxido de carbono y del dióxido de carbono con Fe_{2}O_{3} como catalizador. Para los datos mostrados en la Fig. 8A, se cargaron aproximadamente 50 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo y se calentó a aproximadamente 218ºC. Se proporcionó oxígeno con una concentración del 11% en helio, con un caudal de aproximadamente 400 ml/minuto. Para los datos mostrados en la Fig. 8B, se cargaron aproximadamente 50 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo y se calentó a aproximadamente 255ºC. Se proporcionó monóxido de carbono con una concentración del 0,79% en helio, con un caudal de aproximadamente 500 ml/minuto. La Fig. 9 representa la medida de la energía de activación y el factor pre-exponencial para la reacción del monóxido de carbono (4% en He a 100 ml/minuto) con oxígeno (2% en He a 200 ml/minuto) para producir dióxido de carbono usando nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como catalizador para la reacción. Un ajuste por mínimos cuadrados (R = 0,99674) de los datos se da mediante la ecuación y = 13,837-7502,1x. En la Tabla 1 se proporciona un resumen de las energías de activación.
TABLA 1 Resumen de la Energía de activación y de los Factores pre-exponenciales
2
\vskip1.000000\baselineskip
La Fig. 10 representa la dependencia de la temperatura en la tasa de conversión del monóxido de carbono usando como catalizador 50 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo, usando aproximadamente 1,3% de monóxido de carbono y 1,3% de oxígeno para caudales de 300 ml/minuto (curva A) y de 900 ml/minuto (curva B), respectivamente.
La Fig. 11 representa estudios de contaminación y desactivación para el agua usando como catalizador 50 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo. Se proporcionó monóxido de carbono con una concentración del 3,4% en helio, y se proporcionó oxígeno con una concentración del 21% en helio. El caudal de gas total fue de 1000 ml/minuto y la velocidad de calentamiento fue de aproximadamente 12,4ºK/minuto. Como se puede ver a partir de la representación gráfica, si se compara con la curva 1 (sin agua), la presencia de hasta un 3% de agua (curva 2) tiene poco efecto en la capacidad de las nanopartículas de Fe_{2}O_{3} para convertir monóxido de carbono en dióxido de carbono.
La Fig. 12 ilustra una comparación entre la dependencia de la temperatura en la tasa de conversión para nanoparticulas de CuO (curva A) y de Fe_{2}O_{3} (curva B), usando 50 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} y 50 mg de nanopartículas de CuO como catalizador en el reactor de cuarzo de tubo de flujo, usando las mismas condiciones registradas en la Fig. 11. Aunque las nanopartículas de CuO tengan tasas de conversión más altas a temperaturas más bajas, a temperaturas más altas, el CuO y el Fe_{2}O_{3} tienen las mismas tasas de conversión.
La Fig. 13 muestra un reactor 600 de tubo de flujo para simular un cigarrillo al evaluar diferentes catalizadores en forma de nanopartículas. Se puede introducir una mezcla de 21% de O_{2} en He 62 en un extremo del reactor 66. Se coloca dentro del reactor la carga de tabaco 72 y el Fe_{2}O_{3} u otros óxidos espolvoreados sobre lana de cuarzo 74. Se coloca lana de cuarzo 76a y 76b aguas arriba y aguas abajo de la carga de tabaco 72 y la lana de cuarzo 74 espolvoreada. Se introduce gas en un extremo del reactor 66 y el gas puede pasar sobre la lana de cuarzo 76a y la carga de tabaco 72, o el gas puede rodear la lana de cuarzo 76a y la carga de tabaco 72 mediante un tubo 78 de acero inoxidable de 3,175 mm. Después de pasar sobre la lana de cuarzo 76b y la lana de cuarzo 74 espolvoreada, los productos salen del reactor por un segundo extremo 68, que comprende un aspirador 64 y un tubo que va a un espectrómetro de masas cuadrupolo ("QMS") 80. La cantidad relativa de productos se puede determinar así para una diversidad de condiciones de reacción. La Tabla 2 muestra una comparación entre la relación de monóxido de carbono respecto al dióxido de carbono, y el porcentaje de agotamiento de oxígeno cuando se usan nanopartículas de CuO, Al_{2}O_{3}, y Fe_{2}O_{3}.
TABLA 2 Comparación entre nanopartículas de CuO, Al_{2}O_{3}, y Fe_{2}O_{3}
3
En ausencia de nanopartículas, la relación de monóxido de carbono respecto a dióxido de carbono es de aproximadamente 0,51 y el agotamiento del oxígeno es de aproximadamente el 48%. Los datos en la Tabla 2 ilustran la mejora obtenida usando nanopartículas. La relación de monóxido de carbono respecto a dióxido de carbono cae a 0,40; 0,29 y 0,23 para nanopartículas de Al_{2}O_{3}, CuO y Fe_{2}O_{3}, respectivamente. El agotamiento del oxígeno aumenta al 60%, 67% y 100% para el Al_{2}O_{3}, CuO y Fe_{2}O_{3}, respectivamente.
La Fig. 14 es una representación gráfica de la temperatura frente a la intensidad del QMS en un ensayo que muestra las cantidades de monóxido de carbono (curva A) y la producción de dióxido de carbono (curva B) sin un catalizador presente. En el ensayo, se cargaron 350 mg de tabaco en el reactor de cuarzo de tubo de flujo. Se proporcionó oxígeno a una concentración del 21% en helio. El caudal total de gas fue de 1000 ml/minuto y la velocidad de calentamiento fue de aproximadamente 120ºK/minuto. La Fig. 15 es una representación gráfica de la temperatura frente a la intensidad del QMS en un ensayo que muestra las cantidades de monóxido de carbono (curva A) y la producción de dióxido de carbono (curva B) cuando se usan nanopartículas de Fe_{2}O_{3} como catalizador. En el ensayo, se cargaron 350 mg de tabaco y 50 mg de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} en el reactor de cuarzo de tubo de flujo. Se proporcionó oxígeno a una concentración del 21% en helio. El caudal total de gas fue de 1000 ml/minuto y la velocidad de calentamiento fue de aproximadamente 130ºK/minuto. Como se puede ver comparando la Fig. 14 y la Fig. 15, la presencia de nanopartículas de Fe_{2}O_{3} aumenta la relación de monóxido de carbono respecto al dióxido de carbono presente, y disminuye la cantidad de monóxido de carbono presente.
Los aditivos en forma de nanopartículas, según se describió anteriormente, se pueden proporcionar a lo largo de la longitud de la barrita de tabaco distribuyendo las nanopartículas de aditivo sobre el tabaco o incorporándolas en el tabaco cortado de la carga usando cualquier método adecuado. Las nanopartículas se pueden proporcionar en forma de polvo o en una solución en forma de dispersión. En un método preferido, los aditivos en forma de nanopartículas, en forma de un polvo seco, se espolvorean sobre el tabaco cortado de la carga. Los aditivos en forma de nanopartículas también pueden estar presentes en forma de una solución y rociarse sobre el tabaco cortado de la carga. Como alternativa, el tabaco puede estar recubierto con una solución que contenga los aditivos en forma de nanopartículas. El aditivo en forma de nanopartículas también se puede añadir a la materia prima del tabaco cortado de la carga suministrada a la máquina elaboradora de los cigarrillos o añadirse a una barrita de tabaco antes de envolver con papel para cigarrillos alrededor de la barrita del cigarrillo.
Los aditivos en forma de nanopartículas se distribuirán, preferiblemente, por toda la porción de la barrita de tabaco de un cigarrillo y, opcionalmente, por el filtro del cigarrillo. Proporcionando los aditivos en forma de nanopartículas por toda la barrita completa de tabaco, es posible reducir la cantidad de monóxido de carbono por todo el cigarrillo y, en particular, tanto en la región de combustión como en la zona de pirolisis.
La cantidad de aditivo en forma de nanopartículas se deberá seleccionar de forma que la cantidad de monóxido de carbono en el humo de la corriente principal se reduzca al fumar el cigarrillo. Preferiblemente, la cantidad del aditivo en forma de nanopartículas será desde aproximadamente unos pocos miligramos, por ejemplo 5 mg/cigarrillo, a aproximadamente 100 mg/cigarrillo. Más preferiblemente, la cantidad de los aditivo en forma de nanopartículas será de aproximadamente 40 mg/cigarrillo a aproximadamente 50 mg/cigarrillo.
Una realización de la invención se refiere a una composición de carga a base de tabaco cortado que comprende tabaco y al menos un aditivo, según se describió anteriormente, que es capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, donde el aditivo está en forma nanopartículas.
Se puede usar cualquier mezcla adecuada de tabaco para la carga a base de tabaco cortado. Los ejemplos de tipos adecuados de materiales del tabaco incluyen tabacos Burley, Maryland u Oriental, curados en atmósfera artificial, los tabacos excepcionales y especiales, y sus mezclas. El material de tabaco se puede proporcionar en forma de hojas de tabaco; materiales de tabaco tratado, como por ejemplo tabaco hinchado o expandido en volumen, tallos de tabaco tratados, como por ejemplo tallos enrollados y cortados o hinchados y cortados, materiales de tabaco reconstruido; o sus mezclas. La invención también se puede poner en práctica con sustitutos del tabaco.
En la elaboración de cigarrillos, el tabaco se emplea normalmente en forma de carga a base de tabaco cortado, es decir en forma de fragmentos o hebras cortados en anchuras que van desde 2,54 mm a 1,27 mm o incluso
0,625 mm. Las longitudes de la hebras varían entre aproximadamente 6,35 mm a aproximadamente 76,2 mm. Los cigarrillos pueden comprender además uno o más aromatizantes u otros aditivos (por ejemplo, aditivos que favorecen el quemado, agentes modificadores de la combustión, agentes colorantes, aglomerantes, etc.) conocidos en la técnica.
Otra realización de la invención se refiere a un cigarrillo que comprende una barrita de tabaco, en el que la barrita de tabaco comprende una carga a base de tabaco cortado que tiene al menos un aditivo, según se describió anteriormente, que es capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas. Una realización más de la invención se refiere a un método de elaboración de un cigarrillo, que comprende (i) añadir un aditivo a una carga a base de tabaco cortado, en el que el aditivo, como se describió anteriormente, es capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas; (ii) proporcionar, a una máquina para elaborar cigarrillos, la carga a base de tabaco cortado que comprende el aditivo para formar una barrita de tabaco; y (iii) poner una envoltura de papel alrededor de la barrita de tabaco para formar el cigarrillo.
Se conocen las técnicas para la elaboración de cigarrillos. Se puede usar cualquier técnica convencional o modificada para la elaboración de cigarrillos e incorporar los aditivos en forma de nanopartículas. Los cigarrillos resultantes se pueden elaborar en cualquiera de las especificaciones conocidas usando técnicas y equipos estándar, o modificados, para la elaboración de cigarrillos. Normalmente, la composición de la carga a base de tabaco cortado, de la invención, se combina opcionalmente con otros aditivos de los cigarrillos, y se proporcionan a una máquina para elaborar cigarrillos con el fin de producir una barrita de tabaco, que luego se envuelve en papel para cigarrillos y, opcionalmente se emboquilla con filtros.
Los cigarrillos de la invención pueden variar desde aproximadamente 50 mm a aproximadamente 120 mm de longitud. Generalmente, un cigarrillo regular tiene aproximadamente 70 mm de longitud, un "King Size" tiene aproximadamente 85 mm de longitud, un "Super King Size" tiene aproximadamente 100 mm de longitud, y un "Largo" tiene normalmente aproximadamente 120 mm de longitud. La circunferencia tiene desde aproximadamente 15 mm hasta aproximadamente 30 mm de circunferencia y, preferiblemente, alrededor de 25 mm. La densidad de empaquetamiento está normalmente en el intervalo entre aproximadamente 100 mg/cm^{3} a aproximadamente 300 mg/cm^{3} y, preferiblemente, 150 mg/cm^{3} a aproximadamente 275 mg/cm^{3}.
Otra realización más de la invención se refiere a un método para fumar el cigarrillo anteriormente descrito, que implica encender el cigarrillo para formar humo e inhalar el humo, en el que al fumar el cigarrillo, el aditivo actúa como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono.
"Fumar" un cigarrillo significa el calentamiento o la combustión del cigarrillo para forma humo, que se puede inhalar. Generalmente, fumar un cigarrillo implica encender un extremo del cigarrillo e inhalar el humo del cigarrillo a través del extremo de la boca del cigarrillo, mientras que el tabaco allí contenido sufre una reacción de combustión. Sin embargo, el cigarrillo también se puede fumar por otros medios. Por ejemplo, el cigarrillo se puede fumar calentando el cigarrillo y/o calentando usando medios de calefacción eléctricos, como se describe, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. comúnmente cedidas, números 6.053.176; 5.934.289; 5.591.368 ó 5.322.075.
Aunque la invención se ha descrito haciendo referencia a realizaciones preferidas, se entenderá que se puede recurrir a variaciones y modificaciones que serán evidentes para los expertos en la técnica. Tales variaciones y modificaciones se van a considera dentro de la competencia y del alcance de la invención, como se define mediante las reivindicaciones adjuntas.

Claims (19)

1. Una composición de carga a base de tabaco cortado que comprende tabaco y al menos un aditivo capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas y comprende un óxido metálico.
2. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según la reivindicación 1, en la que el aditivo es capaz de actuar tanto como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono.
3. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según la reivindicación 1 ó 2, en la que el aditivo se selecciona del grupo consistente en óxidos metálicos, óxidos metálicos dopados, y sus mezclas.
4. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene un tamaño medio de partícula inferior a 500 nm.
5. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene un tamaño medio de partícula inferior a 100 nm.
6. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene un tamaño medio de partícula inferior a 50 nm.
7. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene un tamaño medio de partícula inferior a 5 nm.
8. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene una superficie específica de 20 m^{2}/g a 400 m^{2}/g.
9. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene una superficie específica de 200 m^{2}/g a 400 m^{2}/g.
10. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo tiene una superficie específica de 300 m^{2}/g a 400 m^{2}/g.
11. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el aditivo tiene una superficie específica de 200 m^{2}/g a 300 m^{2}/g.
12. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo es amorfo.
13. Una composición de carga a base de tabaco cortado, según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que el aditivo comprende Fe_{2}O_{3}.
14. Una composición de carga a base de tabaco cortado según la reivindicación 13, en la que el aditivo comprende además CuO, TiO_{2}, CeO_{2}, Ce_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}, Y_{2}O_{3} dopado con circonio, Mn_{2}O_{3} dopado con paladio, o sus mezclas.
15. Un cigarrillo que comprende una barrita de tabaco, en el que la barrita de tabaco comprende una carga a base de tabaco cortado según cualquier reivindicación precedente.
16. Un cigarrillo según la reivindicación 15, en el que el cigarrillo comprende de 5 mg a 40 mg, o 40 mg a 100 mg del aditivo, por cigarrillo.
17. Un método de elaboración de un cigarrillo, que comprende:
añadir un aditivo a una carga a base de tabaco cortado, capaz de actuar como un oxidante para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y/o como un catalizador para la conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono, en el que el aditivo está en forma de nanopartículas de óxido de hierro que tienen un tamaño medio de partícula de 3 nm;
proporcionar la carga a base de tabaco cortado a una máquina elaboradora de cigarrillos para formar una barrita de tabaco; y
colocar una envoltura de papel alrededor del tabaco para formar un cigarrillo.
18. Un método según la reivindicación 17, en el que el cigarrillo producido comprende de 5 mg de aditivo por cigarrillo, a 100 mg del aditivo por cigarrillo.
19. Método según la reivindicación 17 ó 18, en el que el cigarrillo producido comprende de 40 mg de aditivo por cigarrillo, a 50 mg del aditivo por cigarrillo.
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