ES2891378T3 - Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides y artículo formador de aerosol que comprende un componente preparado a partir de este - Google Patents

Abstract

Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, dicho método que comprende: - formar una mezcla que comprende partículas de un material que contiene alcaloides y almidón, y una cantidad de un primer aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, en donde la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 0,1 por ciento y aproximadamente el 50 por ciento en peso del peso total de la mezcla; - aplicar a la mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatios-hora por kilogramo de la mezcla; - combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión, en donde la cantidad de agua está entre aproximadamente el 55 y aproximadamente el 90 por ciento en peso del peso total de la suspensión; y - formar una lámina a partir de la suspensión.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides y artículo formador de aerosol que comprende un componente preparado a partir de este

La presente invención se relaciona con un método para producir una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, tal como material de tabaco homogeneizado.

Actualmente, en la fabricación de los productos de tabaco, además de las hojas de tabaco, se usa también el material de tabaco homogeneizado. Este material de tabaco homogeneizado se fabrica típicamente de partes de la planta de tabaco que son menos adecuadas para la producción de picadura, como, por ejemplo, tallos de tabaco o polvo de tabaco. Típicamente, el polvo de tabaco se crea como un único producto durante la manipulación de las hojas de tabaco durante la fabricación.

El material de partida para la producción de material de tabaco homogeneizado para el artículo generador de aerosol puede también ser principalmente la hoja de tabaco que tiene por tanto el mismo tamaño y propiedades físicas que el tabaco para la mezcla de picadura de relleno cortada.

Las posibles formas de material de tabaco homogeneizado incluyen lámina de tabaco reconstituido y hoja moldeada. El proceso para formar láminas de material de tabaco homogeneizado comprende comúnmente una etapa en la cual el tabaco molido y un aglutinante se mezclan para formar una suspensión. A continuación, la suspensión se utiliza para crear una lámina o trama de tabaco, por ejemplo, vertiendo una suspensión viscosa sobre una cinta metálica en movimiento para producir la denominada hoja moldeada. Alternativamente, una suspensión con baja viscosidad y alto contenido de agua puede usarse para crear tabaco reconstituido en un proceso que se asemeja a la fabricación del papel.

La lámina o trama de material de tabaco homogeneizado típicamente se manipula de una correa de metal en movimiento y luego se enrolla en bobinas, que deben ser desenrollados para ser procesado adicionalmente e incluido como un sustrato formador de aerosol en un artículo formador de aerosol.

Puede desearse mejorar o modificar el proceso para formar una lámina que incluya un material de tabaco homogeneizado en términos de su productividad.

De hecho, la lámina que incluye un material de tabaco homogeneizado puede ser difícil de manipular y almacenar debido a su consistencia, sensibilidad al calor, pegajosidad o baja resistencia a la tracción: podría romperse fácilmente y, si se usa una fuerza demasiado alta para manipular las láminas, la misma podría romperse. Por ejemplo, la lámina de material de tabaco homogeneizado puede ser difícil de quitar de una cinta de metal en movimiento donde se posiciona o de desenrollar cuando se enrolla en bobinas.

Adicionalmente, las bobinas que incluyen láminas de materiales de tabaco homogeneizados también pueden ser difíciles de transportar. Además, es preferente que se utilicen dentro de un período de tiempo muy corto, ya que de lo contrario los devanados de la lámina de materiales de tabaco homogeneizados pueden unirse y comprometer el desenrollado. En consecuencia, la creación de acciones de seguridad de tales bobinas también puede ser una tarea difícil.

Por tanto, existe la necesidad de un método para producir una lámina de material que contenga alcaloides que se extraiga fácilmente de una cinta en movimiento sobre la que se transporta. Existe la necesidad de un método para producir una lámina de material que contenga alcaloides que se desenrolle fácilmente de una bobina y que, por lo tanto, permita proporcionar una alimentación continua, constante y regular de material a un aparato corriente abajo de manera el resto de la línea de producción pueda aumentar la tasa de producción general, mejorando así la producción.

La invención puede satisfacer al menos una de las necesidades anteriores.

El documento US 4823817 sobre tabaco reconstituido proporciona un producto de partículas de tamaño de relleno de tabaco. Se alimentan tabaco en partículas, almidón, aglutinante y agua a una extrusora, las condiciones de funcionamiento son de manera que la forma de lámina el agua del extruida se evapora rápidamente, expandiendo así el extruido. Mientras está en la fase plástica, el extruido se somete a una etapa de extracción. A continuación, el extruido se corta al tamaño de partícula.

En un aspecto, la invención se refiere a un método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, comprendiendo dicho método: formar una mezcla que comprende partículas de un material que contiene alcaloides y almidón, y una cantidad de un primer aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, en donde la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 0,1 por ciento y aproximadamente el 50 por ciento en peso del peso total de la mezcla; aplicar a la mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatioshora por kilogramo de la mezcla; combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión, que comprende combinar la mezcla con una cantidad de agua comprendida entre aproximadamente 55 por ciento y aproximadamente 90 porcentaje en peso del peso total de la suspensión; y formar una hoja a partir de la suspensión.

En el método de la invención, una mezcla que comprende partículas de un material que contiene alcaloides y almidón, y se forma una cantidad de un primer aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante. En esta mezcla, la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 0,1 por ciento y aproximadamente el 50 por ciento en peso del peso total de la mezcla. Se aplica a esta mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatios-hora por kilogramo de la mezcla. Sin estar limitado por la teoría, en estas condiciones, el primer aditivo puede interactuar y puede modificar el almidón contenido en el material que contiene alcaloides de manera que la mezcla resultante cuando combinado con el segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión puede conducir a una lámina que muestre características mejoradas con respecto a consistencia, sensibilidad al calor, pegajosidad o resistencia a la tracción.

Como se usa en la presente descripción, el término “lámina” denota un elemento laminar que tiene una longitud y una longitud sustancialmente mayor que su grosor. El ancho de una lámina es preferentemente mayor de l0 milímetros aproximadamente, con mayor preferencia aproximadamente mayor de 20 milímetros o 30 milímetros. Aún con mayor preferencia, el ancho de la lámina comprende entre aproximadamente 100 milímetros y 300 milímetros. Un “material que contiene alcaloides” es un material que contiene uno o más alcaloides. Los alcaloides pueden comprender nicotina. La nicotina puede encontrarse, por ejemplo, en el tabaco. El material que contiene alcaloides es preferentemente tabaco.

Los alcaloides son un grupo de compuestos químicos naturales que contienen principalmente átomos básicos de nitrógeno. Este grupo incluye además algunos compuestos relacionados con propiedades neutras e incluso ligeramente ácidas. Algunos compuestos sintéticos de estructura similar también se denominan alcaloides. Además del carbono, hidrógeno y nitrógeno, los alcaloides también pueden contener oxígeno, azufre y, más raramente, otros elementos como cloro, bromo y fósforo.

Los alcaloides se producen por una gran variedad de organismos que incluyen las bacterias, los hongos, las plantas y los animales. Pueden purificarse a partir de extractos crudos de estos organismos por extracción ácido-base. La cafeína, la nicotina, la teobromina, la atropina, la tubocurarina son ejemplos de alcaloides.

Como se usa en la presente descripción, "almidón" es una parte del material que contiene alcaloides. También se puede agregar de forma independiente.

El almidón es un carbohidrato polimérico que consta de un gran número de unidades de glucosa unidas por enlaces glicosídicos. La mayoría de las plantas verdes producen almidón como almacenamiento de energía. Es el carbohidrato más común en la dieta humana y se encuentra en plantas como la papa, el trigo, el maíz (maíz), el arroz y el tabaco. Consiste en dos tipos de moléculas poliméricas: la amilosa lineal y helicoidal y la amilopectina ramificada, que se dispone en la planta en gránulos semicristalinos. Como se usa en la presente descripción, el término "suspensión" denota un material líquido, viscoso o pastoso que puede comprender una emulsión de diferente material similar a líquido, viscoso o pastoso y que puede contener una cierta cantidad de partículas en estado sólido, siempre que la suspensión todavía muestre un comportamiento similar a líquido, viscoso o pastoso. Como se usa en la presente, el término “material de tabaco homogeneizado” denota un material que se forma por aglomeración de tabaco en partículas, que contiene la nicotina alcaloide. Por tanto, el material que contiene alcaloides puede ser un material de tabaco homogeneizado.

Las formas más comúnmente usadas de material de tabaco homogeneizado son la lámina de tabaco reconstituido y la hoja moldeada. El proceso para formar láminas de material de tabaco homogeneizado comprende comúnmente una etapa en la que el polvo de tabaco y un aglutinante, se mezclan para formar una suspensión. La suspensión entonces se usa para crear una lámina de tabaco. Por ejemplo, al moldear una suspensión viscosa sobre una cinta de metal móvil para producir la llamada hoja moldeada. Alternativamente, una suspensión con baja viscosidad y alto contenido de agua puede usarse para crear tabaco reconstituido en un proceso que se asemeja a la fabricación del papel.

El material tipo lámina de tabaco puede referirse a un material tipo lámina reconstituido y formado mediante el uso de tabaco en forma de partículas (por ejemplo, tabaco reconstituido) o una mezcla de partículas de tabaco, un humectante y un solvente acuoso para formar la composición de tabaco. Esta composición de tabaco puede entonces moldearse, extruirse, enrollarse o prensarse para formar un material tipo lámina a partir de la composición del tabaco. La lámina de tabaco puede formarse al utilizar un proceso húmedo, donde las picaduras finas de tabaco se usan para fabricar un material similar al papel; o un proceso de hoja moldeada, donde las picaduras finas de tabaco se mezclan junto con un material aglutinante y se moldean sobre una cinta móvil para formar una lámina. La lámina de material de tabaco homogeneizado puede entonces enrollarse en bobinas, las cuales necesitan desenrollarse con el fin de que se procesen más, para ser parte, por ejemplo, de un artículo formador de aerosol, que va a incluirse en el sustrato formador de aerosol del artículo formador de aerosol. En un artículo generador de aerosol “calienta, pero no quema”, un sustrato formador de aerosol se calienta a una temperatura relativamente baja, con el fin de formar un aerosol pero evitar la combustión del material de tabaco. Además, el tabaco presente en la lámina de tabaco homogeneizado es típicamente el único tabaco, o incluye la mayoría del tabaco, presente en el material de tabaco homogeneizado de tal artículo generador de aerosol “calienta, pero no quema”. Esto significa que la composición del aerosol que se genera por tal artículo generador de aerosol “calienta, pero no quema” se basa sustancialmente sólo en el material de tabaco homogeneizado.

Como se usa en la presente descripción, el término “material formador de aerosol” denota un material que es capaz de liberar compuestos volátiles hasta el calentamiento para generar un aerosol. El tabaco, junto con otros compuestos, puede clasificarse como un material formador de aerosol, particularmente una lámina de tabaco homogeneizado que comprende un formador de aerosol. Un sustrato formador de aerosol puede comprender o consistir de un material formador de aerosol.

Las propiedades del material de tabaco homogeneizado pueden influir en el proceso para formar una lámina que incluya este último.

De hecho, generalmente el material de tabaco homogeneizado es “pegajoso”, es decir, se pega a los objetos adyacentes y, al mismo tiempo, es bastante frágil con una resistencia a la tracción relativamente baja. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que tales propiedades pueden deberse a la presencia de un aglutinante y un formador de aerosol, tal como goma guar y glicerina, en el material de tabaco homogeneizado.

De acuerdo con el método de la invención, se produce una lámina de material que contiene alcaloides.

Se forma una mezcla de partículas de un material que contiene alcaloides y almidón y una cantidad de un primer aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante.

En esta mezcla, la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 0,1 por ciento y aproximadamente el 50 por ciento en peso del peso total de la mezcla. El peso del primer aditivo representa entre el 0,1 y el 50 por ciento del peso total de la mezcla.

Preferentemente, la relación en peso (es decir, la relación entre el peso del primer aditivo y el peso del almidón en la mezcla) entre la cantidad del primer aditivo y la cantidad de almidón del material que contiene alcaloides en la mezcla está comprendida entre aproximadamente de 2 y aproximadamente de 80.

Preferentemente, la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 5 por ciento y aproximadamente el 40 por ciento en peso del peso total de la mezcla, con mayor preferencia entre aproximadamente el 10 por ciento y el 30 por ciento.

La mezcla puede contener más de un primer aditivo del grupo mencionado anteriormente. Preferentemente, las partículas y el primer aditivo se mezclan con cualquier herramienta conocida.

Preferentemente, el primer aditivo es agua. La cantidad de agua en la mezcla en peso del peso total de la mezcla está comprendida preferentemente entre aproximadamente el 5 por ciento y aproximadamente el 30 por ciento, con mayor preferencia entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 20 por ciento, incluso con mayor preferencia entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 18 por ciento.

A esta mezcla se le aplica luego una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatios-hora por kilogramo de la mezcla.

La energía se aplica por cualquier medio conocido, por ejemplo, agitando, mezclando u otros.

En estas condiciones, el primer aditivo interactúa y posiblemente modifica el almidón contenido en el material que contiene alcaloides. Sin querer ceñirse a ninguna teoría específica, el primer aditivo puede interactuar con los polímeros de amilosa y amilopectina del almidón y puede modificar su estructura cristalina y granular.

De esta forma, el almidón modifica las características de la mezcla resultante que luego se combinado con un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión. Luego se forma una lámina a partir de la suspensión, la lámina que posiblemente muestre características de consistencia, sensibilidad al calor, pegajosidad o resistencia a la tracción que son óptimas para ser utilizadas como componente en un artículo generador de aerosol. En particular, la lámina puede tener una resistencia a la tracción mejorada, o una mejor resistencia al calor, o una pegajosidad más baja o una mejor consistencia en comparación con una hoja formada por la misma suspensión pero donde el componente de almidón del material que contiene alcaloides no ha interactuado bajo las condiciones específicas de energía mecánica aplicada con la cantidad específica del primer aditivo antes de la formación de la lámina.

Preferentemente, el segundo aditivo se agrega después de aplicar la energía mecánica a la mezcla.

Preferentemente, formar una suspensión incluye combinar la mezcla con una cantidad de agua comprendida entre aproximadamente el 55 por ciento y aproximadamente el 90 por ciento en peso del peso total de la suspensión. El agua puede ser el segundo aditivo o puede agregarse junto con un segundo aditivo adicional.

Preferentemente, la etapa de formar una suspensión incluye mezclar el segundo aditivo con la mezcla.

Además, la lámina puede mostrar mejores propiedades de superficie, como una superficie más lisa con menos defectos en comparación con una hoja formada por la misma suspensión, pero donde el material que contiene alcaloides no ha interactuado en las condiciones específicas de energía mecánica aplicada con la cantidad específica del primer aditivo antes de la formación de la hoja.

Además, la misma suspensión puede mostrar propiedades óptimas relacionadas con su viscosidad y densidad, que también pueden permanecer estables en el tiempo.

Preferentemente, las partículas del material que contiene alcaloides tienen un tamaño medio comprendido entre aproximadamente 0,02 milímetros y aproximadamente 0,3 milímetros. Con mayor preferencia, el tamaño medio está comprendido entre aproximadamente 0,05 milímetros y aproximadamente 0,2 milímetros.

El tamaño medio de entre aproximadamente 0,02 milímetros y aproximadamente 0,3 milímetros representa el tamaño al que las células de tabaco pueden destruirse al menos en parte. El uso de un material que contiene alcaloides que tiene un tamaño medio de este tipo conduce ventajosamente a una suspensión suave y uniforme en las etapas del procesamiento corriente abajo del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, el primer aditivo comprende agua.

Preferentemente, el primer aditivo comprende un aglutinante.

El aglutinante utilizado como primer aditivo puede ser cualquiera de las gomas o pectinas que se describen a continuación en la presente descripción. Para una revisión descriptiva de las gomas, las cuales pueden usarse como un aglutinante, ver Gums and Stabilizers For The Food Industry, IRL Press (G.O. Phillip y otros ed. 1988); Whistler, Industrial Gums: Polysaccharides and Their Derivatives, Academic Press (2da ed. 1973); y Lawrence, Natural Gums For Edible Purposes, Noyes Data Corp. (1976).

Aunque se puede emplear cualquier aglutinante, los aglutinantes preferidos son pectinas naturales, tales como pectinas de frutas, cítricos o tabaco; gomas guar, tales como hidroxietil guar e hidroxipropil guar; gomas de algarrobo, tales como goma de algarrobo hidroxietilo e hidroxipropilo; alginato; almidones, como almidones modificados o derivatizados; celulosas, tales como metil, etil, etilhidroximetil y carboximetil celulosa; goma de tamarindo; dextrano; pululano; harina de konjac; goma xantana y similares. El aglutinante particularmente preferido para usar en el primer aditivo es guar.

Preferentemente, el primer aditivo comprende un formador de aerosol.

Los formadores de aerosol adecuados como primer aditivo se conocen en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: alcoholes monohídricos como mentol, alcoholes polihídricos, tales como trietilenglicol, 1,3-butanodiol y glicerina; ésteres de alcoholes polihídricos, tales como mono, di o triacetato de glicerol; y ésteres alifáticos de ácidos mono, di o policarboxílicos, tales como dodecanodioato de dimetilo y tetradecanodioato de dimetilo.

Los ejemplos de formadores de aerosol preferidos son la glicerina y el propilenglicol.

Preferentemente, la etapa de formar una mezcla incluye agregar un azúcar reductor en una cantidad comprendida entre aproximadamente 2 por ciento y aproximadamente 30 por ciento por peso en base de peso seco de la mezcla, con mayor preferencia, entre aproximadamente 5 por ciento y aproximadamente 25 por ciento por peso en base de peso seco de la mezcla, con mayor preferencia entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 15 por ciento por peso en base de peso seco de la mezcla, e incluso con mayor preferencia entre aproximadamente el 11 por ciento y aproximadamente el 14 por ciento por peso en base de peso seco de la mezcla.

El azúcar reductor puede modificar el material que contiene alcaloides cuando se aplica la energía mecánica a la mezcla, de manera que el material resultante tiene características diferentes al material que contiene alcaloides al que no se le ha agregado el azúcar reductor, en términos de composición del material que contiene alcaloides. Estas diferencias afectan las características finales de la hoja.

Posiblemente se produzca una reacción entre el azúcar reductor y el material que contiene alcaloides, particularmente si el amoníaco y los compuestos que contienen amonio están contenidos en este último. Esta reacción modifica la composición del material que contiene alcaloides, de manera que el material resultante tiene una menor cantidad de amoníaco o compuestos que contienen amonio en comparación con el material que contiene alcaloides al que no se le ha agregado el azúcar reductor de manera que el aerosol generado a partir de dicho material puede por lo tanto muestran características deseadas o diferentes, por ejemplo en términos de sabor. Esta cantidad de azúcar reductor demuestra ser óptima para obtener las características convenientes en el producto final. Por ejemplo, se puede obtener un nivel deseado de amoníaco.

Preferentemente, el azúcar reductor se selecciona de glucosa, fructosa, xilosa, ribosa, galactosa y mezclas de los mismos. Con mayor preferencia, el azúcar reductor es glucosa, fructosa y mezclas de los mismos.

Preferentemente, el azúcar reductor se mezcla con el material que contiene alcaloides en forma de polvo, en forma líquida o en forma de suspensión.

El material que contiene alcaloides puede estar en cualquier forma conveniente antes de mezclarlo con los azúcares reductores.

Preferentemente, la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 70 por ciento por peso en base de peso seco del componente de almidón del material que contiene alcaloides, con mayor preferencia entre aproximadamente el 20 por ciento y aproximadamente el 60 por ciento por peso en base de peso seco del componente de almidón del material que contiene alcaloides, incluso con mayor preferencia entre aproximadamente el 30 por ciento y aproximadamente el 50 por ciento en peso en base al peso seco del componente de almidón del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, se aplica a la mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 50 vatios-hora por kilogramo de la mezcla, con mayor preferencia de al menos aproximadamente 100 vatios-hora por kilogramo de la mezcla, con mayor preferencia de al menos aproximadamente 150 vatios-hora por kilogramo de la mezcla, más preferentemente comprendido entre aproximadamente 150 vatios-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 350 vatios-hora por kilogramo de la mezcla, más preferentemente entre aproximadamente 200 vatios-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 300 vatios-hora por kilogramo de la mezcla hora por kilogramo de la mezcla, e incluso con mayor preferencia entre aproximadamente 225 vatios-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 275 vatios-hora por kilogramo de la mezcla.

Preferentemente, la energía mecánica aplicada es inferior a aproximadamente 350 vatios-hora por kilogramo de la mezcla para evitar o minimizar la pérdida de nicotina.

Preferentemente, la etapa de aplicar a la mezcla una energía mecánica comprende: extruir la mezcla.

La extrusión es un proceso usado para crear objetos que empujan un material, en este caso la mezcla antes mencionada, a través de un troquel de la sección transversal conveniente. La mezcla en el troquel encuentra tensiones de compresión y cizallamiento. Por lo tanto, la mezcla se empuja desde una entrada a una salida de una extrusora mientras absorbe sustancialmente energía.

La extrusión es una forma preferida de aplicar energía mecánica a la mezcla y puede contribuir a mejorar la interacción del primer aditivo con el componente de almidón del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, la etapa de extrusión se realiza a una temperatura menor o igual a aproximadamente 190 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 30 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius. Con mayor preferencia, la temperatura máxima alcanzada durante la etapa de aplicar energía es entre aproximadamente 140 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, incluso con mayor preferencia entre aproximadamente 175 grados Celsius y aproximadamente 185 grados Celsius.

La temperatura de extrusión puede influir en la interacción entre el primer aditivo y el almidón contenido en el material que contiene alcaloides. Esta temperatura de extrusión en la extrusora ha demostrado ser óptima para obtener una interacción entre el primer aditivo y el almidón contenido en el material que contiene alcaloides.

Otras condiciones de procesamiento, como el tiempo de extrusión de la extrusión, también pueden ser factores relevantes, ya que también pueden influir en la interacción entre el primer aditivo y el almidón del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, la etapa de aplicar energía mecánica se realiza durante un tiempo de aplicación comprendido entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 80 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 60 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 15 segundos y aproximadamente 50 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 20 segundos y aproximadamente 30 segundo e incluso con mayor preferencia entre aproximadamente 22 segundos y aproximadamente 27 segundos.

En el método de la invención, el segundo aditivo puede ser el mismo o diferente del primer aditivo.

Preferentemente, el segundo aditivo comprende agua.

Preferentemente, el segundo aditivo comprende un aglutinante. Preferentemente, el aglutinante usado en el segundo aditivo puede ser cualquiera de las gomas o pectinas descritas anteriormente con respecto al primer aditivo. El aglutinante particularmente preferido para usar en el segundo aditivo es guar.

Preferentemente, el segundo aditivo comprende un formador de aerosol. Preferentemente, el formador de aerosol utilizado en el segundo aditivo puede ser cualquiera de los formadores de aerosoles descrito anteriormente con respecto al primer aditivo. Ejemplos de formadores de aerosol preferidos en el segundo aditivo son glicerina y propilenglicol.

Preferentemente, la cantidad del segundo aditivo está comprendida entre aproximadamente 200 por ciento y aproximadamente 550 por ciento por peso en base de peso seco de la suspensión, con mayor preferencia entre aproximadamente el 200 por ciento y aproximadamente el 500 por ciento por peso en base de peso seco de la suspensión.

Preferentemente, la suspensión comprende de aproximadamente 45 por ciento a aproximadamente 93 por ciento en base de peso seco de las partículas del material que contiene alcaloides. Con mayor preferencia, la suspensión comprende de aproximadamente 65 por ciento a aproximadamente 83 por ciento en base de peso seco de las partículas del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, la suspensión comprende de aproximadamente 1 por ciento a aproximadamente 10 por ciento en base de peso seco del aglutinante. Con mayor preferencia, la suspensión comprende de aproximadamente 4 por ciento a aproximadamente 8 por ciento en base de peso seco del aglutinante.

Preferentemente, la suspensión comprende de aproximadamente 5 por ciento a aproximadamente 30 por ciento en base de peso seco del formador de aerosol. Con mayor preferencia, la suspensión comprende de aproximadamente 15 por ciento a aproximadamente 25 por ciento en base de peso seco del formador de aerosol.

Preferentemente, la suspensión comprende entre aproximadamente 150 por ciento y aproximadamente 500 por ciento en base de peso seco de agua.

Preferentemente, la suspensión tiene un contenido de agua de entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 90 por ciento por peso, con mayor preferencia entre aproximadamente el 20 por ciento y aproximadamente el 80 por ciento por peso, incluso más preferiblemente entre aproximadamente el 40 por ciento y aproximadamente el 80 por ciento por peso, incluso más preferiblemente entre aproximadamente el 60 por ciento y aproximadamente el 80 por ciento antes de la etapa de formación de la lámina.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de formar una suspensión comprende: homogeneizar la suspensión.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de homogeneizar la suspensión se realiza a una temperatura entre aproximadamente 20 grados Celsius y aproximadamente 60 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 25 grados Celsius y aproximadamente 55 grados Celsius.

Preferentemente, el método de la invención comprende añadir fibras celulósicas al material que contiene alcaloides. Pueden introducirse fibras celulósicas en la suspensión. La introducción de las fibras celulósicas en la suspensión aumenta típicamente la resistencia a la tracción de la trama del material que contiene alcaloides, que actúa como un agente de fortalecimiento. Por lo tanto, la adición de fibras celulósicas puede aumentar la resiliencia del material que contiene alcaloides.

Las fibras celulósicas para incluir a un material que contiene alcaloides tal como el material de tabaco homogeneizado se conoce en la técnica e incluyen, pero no se limita a: fibras de madera suave, fibras de madera dura, fibras de yute, fibras de lino, fibras de tabaco y sus combinaciones. Además de desfibrado, las fibras celulósicas pudieran someterse a los procesos adecuados tales como el refinado, el desfibrado mecánico, el desfibrado químico, el blanqueado, el desfibrado con sulfato y sus combinaciones.

Las fibras celulósicas pueden incluir materiales de los tallos de tabaco, cañas u otro material de la planta del tabaco. Preferentemente, las fibras celulósicas tales como las fibras de madera comprenden un bajo contenido de lignina. Alternativamente las fibras, tales como las fibras vegetales, pueden usarse tanto con las fibras anteriores o como alternativa, que incluye cáñamo y bambú.

La longitud de las fibras celulósicas se encuentra ventajosamente entre aproximadamente 0,2 milímetros y aproximadamente 4 milímetros. Preferentemente, la longitud promedio por peso de las fibras celulósicas es de entre aproximadamente 1 milímetro y aproximadamente 3 milímetros.

Además, preferentemente, la cantidad de fibras celulósicas añadidas al material que contiene alcaloides además de las fibras celulósicas ya presente en este último se comprende entre aproximadamente 1 por ciento y aproximadamente 7 por ciento en base de peso seco del peso total de la suspensión.

Preferentemente, el método de la invención comprende la etapa de añadir a la suspensión un material adicional que contiene alcaloides.

Preferentemente, la etapa de formar a la lámina de la suspensión comprende: verter la suspensión en la lámina. Preferentemente, el método de la invención comprende la lámina de secar la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides.

Preferentemente, la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides tiene un contenido de agua de entre aproximadamente el 7 por ciento y aproximadamente el 15 por ciento en peso después del secado. Preferentemente, la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides comprende entre aproximadamente el 45 por ciento y aproximadamente el 93 por ciento en base al peso en seco de material que contiene alcaloides.

Preferentemente, el material que contiene alcaloides es un material de tabaco homogeneizado. En tal caso, los alcaloides contenidos en el material pueden comprender nicotina.

Los artículos formadores de aerosol pueden estar en forma de cigarrillos con filtro u otros artículos para fumar en los cuales se combustiona material de tabaco para formar humo. Se abarcan artículos en los cuales el material de tabaco se calienta para formar un aerosol, en lugar de combustionarse, y artículos en los cuales se genera un aerosol que contiene nicotina a partir de material de tabaco sin combustión o calentamiento.

Los artículos formadores de aerosol pueden ser artículos formadores de aerosol completos, conjuntos o componentes de artículos formadores de aerosol que se combinan con uno o más de otros componentes para proporcionar un artículo conjunto para producir un aerosol, tal como por ejemplo, la parte consumible de un dispositivo para fumar calentado.

Un artículo formador de aerosol puede ser un artículo que genera un aerosol que puede inhalarse directamente hacia los pulmones del usuario a través de la boca del usuario. Un artículo formador de aerosol puede parecerse a un artículo para fumar convencional, tal como un cigarrillo y puede comprender tabaco. Un artículo formador de aerosol puede ser desechable. Un artículo formador de aerosol alternativamente puede ser parcialmente reusable y puede comprender un sustrato formador de aerosol sustituible o reemplazable.

Un artículo formador de aerosol puede incluir, además, un cigarrillo combustible. En modalidades preferidas el artículo formador de aerosol puede ser de forma sustancialmente cilíndrica. El artículo formador de aerosol puede ser sustancialmente alargado. El artículo formador de aerosol puede tener una longitud y una circunferencia sustancialmente perpendicular a la longitud. El artículo formador de aerosol puede tener una longitud total de entre aproximadamente 30 milímetros y aproximadamente 100 milímetros. El artículo formador de aerosol puede tener un diámetro externo de entre aproximadamente sobre los 5 milímetros y aproximadamente sobre los 12 milímetros. En todos los aspectos de la invención, preferentemente, el material que contiene alcaloides es un material de tabaco homogeneizado. En tal caso, los alcaloides contenidos en el material pueden comprender nicotina.

La lámina de tabaco homogeneizada incluye partículas de tabaco trituradas de hojas de tabaco (por ejemplo, tallo y lámina de tabaco).

La lámina de tabaco homogeneizada puede comprender además una cantidad menor de uno o más de polvo de tabaco, fragmentos finos de tabaco y otros productos secundarios del tabaco en forma de partículas que se forman durante el tratamiento, la manipulación y el envío del tabaco.

El tabaco presente en el material de tabaco homogeneizado puede constituir la mayoría del tabaco, o incluso sustancialmente la cantidad total de tabaco presente en el artículo generador de aerosol.

Las modalidades específicas de la invención se describirán además, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales:

• La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de un método para la producción de una lámina que incluye un material de tabaco homogeneizado de conformidad con la invención;

• La Figura 2 muestra una vista lateral esquemática de una extrusora usada para producir una mezcla extruida; y

• La Figura 3 muestra un perfil térmico de una extrusora usada para producir una mezcla extruida.

Con referencia inicial a la Figura 1, se representa un método para producir una lámina de un material homogeneizado que contiene alcaloides de conformidad con la invención.

En un primer paso 100, se forma una mezcla de partículas de un material que contiene alcaloides, un azúcar reductor y un primer aditivo. El material que contiene alcaloides es un material de tabaco que contiene el alcaloide nicotina. Además, el tabaco contiene almidón. El azúcar reductor es la fructosa. El primer aditivo es el agua.

Preferentemente, la mezcla incluye (por ciento en peso de la mezcla total):

64-82 % de tabaco en polvo;

8-18 % de azúcar añadido;

10-18 % de agua añadida.

El método incluye un paso adicional 101 en donde la mezcla está recibiendo energía, como por ejemplo en una extrusora 200 (representada en la Figura 2) que incluye una entrada 201 y una salida 202. En la extrusora 200, la mezcla se mueve a lo largo de una dirección de extrusión definida entre la entrada 201 y la salida 202 indicada en la Figura 2 por la flecha 203 y se somete a un tratamiento termomecánico.

Preferentemente, una energía mecánica se aplica entre aproximadamente 180 y aproximadamente 435 vatios-hora por kilogramo de la mezcla. Con mayor preferencia, la energía mecánica está entre aproximadamente 225 vatioshora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 275 vatios-hora por kilogramo de la mezcla.

Durante la aplicación de energía, por ejemplo en la extrusora, el azúcar reductor preferentemente experimenta una reacción con el amoníaco y los compuestos que contienen amonio del material de tabaco. Además, también el almidón presente en el tabaco experimenta una reacción con agua.

En la Figura 3 se muestra un perfil térmico esquemático a lo largo de la dirección de extrusión 203 de un proceso de extrusión del método de la invención. La extrusión es un posible ejemplo de aplicación energética.

La etapa 101 de la Figura 1 incluye una subetapa 301 en donde la mezcla se alimenta al extrusor 200.

Después de la subetapa 301, la etapa 101 incluye una subetapa adicional 302 de calentamiento de la mezcla presente en el interior de la extrusora 200 a una primera temperatura inferior o igual a aproximadamente 190 grados Celsius. Preferentemente, la primera temperatura está entre aproximadamente 90 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 140 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 175 grados Celsius y aproximadamente 185 grados Celsius. Preferentemente, el calentamiento se lleva a cabo en una primera parte 204 de la extrusora 200. Preferentemente, el tiempo de residencia en la primera parte de la extrusora está entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos.

Después de la subetapa 302 calentar la mezcla a una primera temperatura, otra subetapa 303 de enfriar la mezcla presente dentro de la extrusora 200 desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura menor o igual a aproximadamente 70 grados Celsius se realiza preferentemente. Preferentemente, la segunda temperatura está entre aproximadamente 30 grados Celsius y aproximadamente 70 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 50 grados Celsius, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 45 grados Celsius. Preferentemente, el enfriamiento se lleva a cabo en una segunda parte 205 de la extrusora 200, corriente abajo de la primera parte 204 de la extrusora 200 en la dirección de extrusión 203. Preferentemente, el tiempo de residencia en la segunda parte 205 de la extrusora está entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos.

Como se muestra en la Figura 3, la etapa de extrusión 101 puede incluir mantener la mezcla a la primera temperatura, preferentemente dentro de la primera parte 204 de la extrusora 200, durante un cierto tiempo de residencia antes de la etapa de enfriamiento de la mezcla. Preferentemente, este tiempo de residencia se comprende entre aproximadamente 6 segundos y aproximadamente 40 segundos. Con mayor preferencia, este tiempo de residencia está entre aproximadamente 7 segundos y aproximadamente 11 segundos.

Después de la subetapa 303 de enfriamiento de la mezcla de la primera temperatura a una segunda temperatura, se realiza una etapa adicional 304 que descarga la mezcla a la segunda temperatura del extrusor 200. De esta manera, una mezcla de tabaco que tenga una más baja cantidad de amoniaco y compuestos que contienen amonio en comparación con el material de tabaco antes del proceso de extrusión. Además, el almidón puede haber reaccionado con agua.

La mezcla extruida tiene preferentemente estas características: el polvo de tabaco permanece igual, sin embargo, la suspensión contiene (por ciento en peso)

5-8 % de agua

2-6 % de azúcar (han reaccionado con amoniaco).

Después de la etapa de extrusión 101, la mezcla extruida se usa en una etapa de preparación de suspensión subsiguiente 102.

Antes de o durante la etapa de preparación de la suspensión 102, el método de la invención puede incluir dos etapas adicionales: una etapa de preparación de pulpa 103 donde las fibras celulósicas 5 y el agua 6 se hacen pulpa para dispersar uniformemente y refinar las fibras en el agua, y una etapa de preparación de la suspensión 104, donde un formador de aerosol 7 y un aglutinante 8 se mezclan previamente. Preferentemente el formador de aerosol 7 incluye glicerol y el aglutinante 8 incluye goma guar. Ventajosamente, la etapa de preparación de la suspensión 104 incluye mezclar previamente la goma guar y el glicerol sin introducir agua.

La etapa de preparación de la suspensión 102 comprende preferentemente transferir la solución mezclada previamente del formador de aerosol y el aglutinante a un tanque de mezclado de la suspensión y transferir la pulpa al tanque de mezclado de la suspensión. Además, la etapa de preparación de la suspensión comprende dosificar el polvo de tabaco extruido que sale de la extrusora al tanque de mezcla de la suspensión con pulpa y la suspensión de guar - glicerol. También se puede agregar polvo de tabaco adicional. Con mayor preferencia, esta etapa incluye además el procesamiento de la suspensión con una mezcladora de cizallamiento alto para asegurar la uniformidad y homogeneidad de la suspensión.

Preferentemente, la etapa de preparación de la suspensión 102 incluye además una etapa de adición de agua, donde el agua se añade a la suspensión para obtener la viscosidad y humedad deseadas.

Preferentemente, la composición de la suspensión es la siguiente:

La mezcla que sale de la extrusora se mezcla con fibras celulósicas. La mezcla obtenida se mezcla con (goma guar premezclada con glicerina) y agua para obtener la siguiente suspensión (por ciento en peso):

- 15-30 % de la mezcla de tabaco fuera del proceso de extrusión;

- 65-75 % de agua;

- 0,5-1,5 % de fibras celulósicas añadidas;

- 0,1 - 1 % de goma guar;

- 2-7 % de glicerina.

Para formar la lámina que incluye el material de tabaco homogeneizado, preferentemente la suspensión formada de conformidad con la etapa 102 se moldea en una etapa de moldeado 105. Preferentemente, esta etapa de moldeado 105 incluye transportar la suspensión hacia una estación de moldeado y moldear la suspensión hasta obtener una lámina que tiene un grosor homogéneo y uniforme sobre un soporte. Preferentemente, durante el moldeado, el grosor, el contenido de agua y la densidad de la lámina de molde se controlan inmediatamente después del moldeado y con mayor preferencia se monitorean continuamente y se controlan por realimentación mediante el uso de dispositivos de medición de la suspensión durante todo el proceso.

La lámina de molde homogeneizada se seca luego en una etapa de secado 106 que comprende un secado uniforme y moderado de la lámina de molde, por ejemplo en un secador de cinta de acero inoxidable, en un sin fin. El secador de cinta de acero inoxidable, sin fin puede comprender zonas controlables individualmente. Preferentemente la etapa de secado comprende monitorear la temperatura de la lámina de molde en cada zona de secado para asegurar un perfil de secado moderado en cada zona de secado y calentar el soporte cuando se forma la trama moldeada homogeneizada. Preferentemente, el perfil de secado es un perfil de secado denominado TLC.

Al final de la etapa de secado de la trama 106, se ejecuta una etapa de monitoreo (no se muestra) para medir el contenido de humedad y el número de defectos presentes en la trama secada.

La lámina que incluye el tabaco homogeneizado que se ha secado hasta un contenido de agua objetivo, se extrae luego de la cinta de acero móvil y se enrolla preferentemente en una etapa de embobinado 107, para formar, por ejemplo, una única bobina maestra. Debido a las características mejoradas de la lámina que incluye el tabaco homogeneizado de conformidad con la invención, la misma se manipula fácilmente o luego se desenrolla de la bobina maestra sin rotura significativa de la lámina, lo que aumenta la productividad del proceso global. Esta bobina maestra puede usarse luego para realizar la producción de bobinas más pequeñas mediante el proceso de ranurado y de formación de bobinas pequeñas. La bobina más pequeña puede luego usarse para la producción de un artículo generador de aerosol (no se muestra).

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, dicho método que comprende:

- formar una mezcla que comprende partículas de un material que contiene alcaloides y almidón, y una cantidad de un primer aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, en donde la cantidad del primer aditivo está comprendida entre aproximadamente el 0,1 por ciento y aproximadamente el 50 por ciento en peso del peso total de la mezcla;

- aplicar a la mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatios-hora por kilogramo de la mezcla;

- combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión, en donde la cantidad de agua está entre aproximadamente el 55 y aproximadamente el 90 por ciento en peso del peso total de la suspensión; y

- formar una lámina a partir de la suspensión.

2. Método de conformidad con la reivindicación 1, en donde el segundo aditivo se añade después de aplicar la energía mecánica a la mezcla.

3. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde las partículas del material que contiene alcaloides tienen un tamaño medio comprendido entre aproximadamente 0,02 milímetros y aproximadamente 0,3 milímetros.

4. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de formar una mezcla incluye añadir un azúcar reductor en una cantidad comprendida entre aproximadamente 2 por ciento y aproximadamente 30 por ciento en peso en base de peso seco de la mezcla.

5. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de aplicar a la mezcla una energía mecánica comprende:

- extruir la mezcla.

6. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de aplicar a la mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatios-hora por kilogramo de la mezcla se realiza a una temperatura inferior o igual a aproximadamente 190 grados Celsius.

7. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de aplicar a la mezcla una energía mecánica de al menos aproximadamente 20 vatios-hora por kilogramo de la mezcla se realiza durante un tiempo de aplicación entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 80 segundos.

8. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión incluye agregar una cantidad del segundo aditivo comprendida entre aproximadamente 150 por ciento y aproximadamente 600 por ciento en peso en base de peso seco de la suspensión.

9. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión es de manera que la suspensión comprende de aproximadamente 45 por ciento a aproximadamente 93 por ciento en base de peso seco de las partículas del material que contiene alcaloides.

10. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión es de manera que la suspensión comprende de aproximadamente 1 por ciento a aproximadamente 10 por ciento en base de peso seco del aglutinante.

11. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión es de manera que la suspensión comprende de aproximadamente 5 por ciento a aproximadamente 30 por ciento en base de peso seco del formador de aerosol.

12. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde la etapa de combinar la mezcla con una cantidad de un segundo aditivo que comprende un componente seleccionado del grupo que consiste en agua, formador de aerosol y aglutinante, para formar una suspensión es de manera que la suspensión comprende de aproximadamente 150 por ciento y aproximadamente 500 por ciento en base de peso seco de agua.

13. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende:

- añadir fibras celulósicas al material que contiene alcaloides.

14. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, en donde el material que contiene alcaloides es un material de tabaco.

15. Método de conformidad con cualquier reivindicación anterior, que comprende la etapa de secar la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides.