FR2478437A1 - Produit a fumer obtenu a partir de tiges, petioles, pedoncules et dechets de fabrication de tabac et procede pour sa preparation - Google Patents

Abstract

PROCEDE POUR PREPARER UN PRODUIT A FUMER A PARTIR DE TIGES, PETIOLES, PEDONCULES ET DECHETS DE TABAC ET PRODUIT OBTENU PAR CE PROCEDE. ON HUMIDIFIE UNIFORMEMENT UNE MASSE DE TIGES, PETIOLES, PEDONCULES ET DECHETS DE TABAC JUSQU'A UNE TENEUR GLOBALE EN HUMIDITE D'ENVIRON 30 A 60 UNIFORMEMENT REPARTIS DANS LA MASSE, ON ENVOIE LA MASSE MOUILLEE A UN DECHIQUETAGE MECANIQUE ENTRE DES SURFACES ETROITEMENT ESPACEES A PRESSION ATMOSPHERIQUE ET ON SECHE LA MATIERE DECHIQUETEE. LE PRODUIT PROSUIT OBTENU PEUT ETRE MELANGE AVEC DES LIMBES DE TABAC DECHIQUETES EN PROPORTIONS ALLANT JUSQU'A 50 EN POIDS POUR LA FABRICATION DE CIGARETTES PAR EXEMPLE.

Description

La présente invention se rapporte à un produit à fumer obtenu par

déchiquetage de tiges, pétioles, pédoncules et déchets de fabrication de tabac jusqu'à l'état fibreux et à un

procédé pour la préparation de ce produit.

A la fabrication des cigarettes, les feuilles de tabac sont traitées en vue de séparer les tiges des limbes. Ces derniers sont déchiquetés et mis sous la forme de cigarettes oud'autres articles à fumer. Les tiges ne peuvent pas être utilisées telles quelles à la fabrication des cigarettes en raison de leur diamètre relativement grand, de leur dureté et de leursmauvaises propriétés

de combustion.

Or, les tiges, pétioles et pédoncules de tabac constituent une proportion importante de la feuille habituellement d'environ 20 à 25 % de son poids, et contiennent des goudrons, de la nicotine et d'autres matières communes aux limbes. Par suite, on a déjà tenté antérieurement de traiter les tiges, pédoncules et pétioles en vue de les utiliser dans des articles à fumer; en

général, ces tentatives n'ont pas donné les résultats recherchés.

Un procédé antérieur qui a été adopté consiste à passer les tiges, habituellement après humidification à environ 30 % en poids d'humidité, entre des cylindres qui les broient et les forment en feuilles qu'on découpe et déchiquette pour mélange avec les limbes déchiquetés servant à la fabrication des articles à fumer. Le produit obtenu dans cette opération est couramment appelé

"eut rolled stem" (CRS) (tige laminée découpée). Le CRS a des incon-

vénients: il a une capacité de remplissage limitée, c'est-à-dire

une aptitude limitée à remplir un tube de cigarette, et,par consé-

quent, il faut plus de matière dans le tube de cigarette pour par-

venir à la même dureté de cette dernière.

Une variante de ce procédé de la technique antérieure consiste à tremper et à sécher rapidement le CRS; on obtient un produit appelé couramment "enhanced cut rolled stem" (CRS amélioré)

dont le pouvoir de remplissage est amélioré comparativement au CRS.

Un autre procédé de la technique antérieure est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 094 323 dans ce procédé, on conditionne d'abord les tiges à une température de 115 à 1700C sous pression, puis on les soumet à transformation en fibres et dilatation à l'aide d'un dêchiqueteur sous pression constitué de plateaux nervurés étroitement espacés tournant à contre-sens, à une température élevée, d'environ 115 à 170'C. Ce procédé donne une matière à base de tige transformée en fibres et dilatée présentant, comparativement au CRS et au CRS amélioré

un-pouvoir de remplissage nettement supérieur.

Toutefois, ce dernier procédé de la technique anté-

rieure donne également une proportion considérable de fines parti-

cules ou "poussière", qu'on mesure en faisant passe; sûr un taris

à ouverture de mailles de 1 mm; cette proportion est habituelle-

ment d'environ 30 7% en poids et cette poussière convient mal à l'utilisation directe dans la fabrication des cigarettes. La matière en particules peut être séparée des tiges transformées en fibres et dilatéesavant utilisation de ces dernières et peut être

utilisée pour reconstituer des feuilles de tabac, mais un tel pro-

cédé n'est pas toujours possible et-demande des traitements supplé-

mentaires. Les propriétés attribuées à la matière de tige transfor-

mée en fibres dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 094 323 précité ont été déterminées après séparation de la matière en fines particules. De surcrott, si la matière de tige transformée en fibres et dilatée a un pouvoir de remplissage nettement amélioré comparativement au CRS ou au CRS amélioré, d'autres propriétés donnent moins satisfaction du point de vue de l'utilisation. La

vitesse de combustion de la matière est nettement accrue compara-

tivement au CRS et au CRS amélioré, ce qui signifie que si, pour la même dureté globale de la cigarette, on peut utiliser un poids

combiné de limbesde tabac et de tiges de tabac déchiquetés infé-

rieur à celui d'un mélange de limtes de tabac d échiq uetés

et de CRS, l'augmentation de la vitesse de combustion de la ciga-

rette résultant de la moins forte proportion de tabac et de la

vitesse de combustion plus forte de la matière de tige déchi-

quetee et dilatée constitue un inconvénient.

En outre, la chute de pression le long d'une ciga-

rette préparée dans ces conditions est nettement plus forte que pour ene cigarette préparée à partir de CRS amëliorà, laquelle est elle-màme plus forte que pour une cigarette préparée à partir de CRS dans les mêmes conditions de fabrication. La chute de pression le long de la cigarette caractérise l'effort fait par le fumeur pour inspirer de la fumée de la cigarette dans sa bouche et,cn général, les faibles valeurs sont considérées comme oins satisfaisantes

que les f:rtes valeurs.

La demanderesse a cherché à obtenir une matière de tige déchiquetée présentant une vitesse de combustion amoindrie, comparativement au CRS, au CPS amélioré et aux tiges amnliordes par transformation en fibres et un pouvoir de remplissage amélioré comparativement au CRS et au CRS amélioré, sans amoindrissement

appr--ciable des caractéristiques de chute de pression comparative-

ment au CRS et en évitant la production de grandes quantités de matière en fines particules au cours de la formation des tiges déchiquetées. Conformément à un mode de réalisation de l'invention, celle-ci concerne une matière à base de tige de tabac déchiquetée à l'état pratiquement fibreux, qui se caractérise par une vitesse de combustion inférieure à ehviron 60 mg/min et, de préférence,

d'environ 40 à 60 mg/min.

L'expression "vitesse de combustion", telle qu'elle est utilisée dans la présence demande relativement au produit de l'invention et à d'autres matières de tiges traitées, désigne la vitesse de combustion de la matière mise à l'état de cigarette à un diamètre de 7,95 mm, une teneur en humidité de 12,5 % en poids

et une densité de 0,215 g/cm, enveloppée dans un papier à ciga-

rette au phosphate non poreux.

Lorsqu'on en forme une cigarette, la matière de tige selon l'invention conduit également à une teneur en oxyde de carbone

de la fumée s'élevant à 0,47 à 1,14 mg par bouffée, la détermina-

tion étant faite selon les modes opératoires des normes canadiennes

en laissant un bout non fumé de 30 mm.

La matière à base de tige de tabac déchiquetée selon l'invention présente également habituellement une chute de pression

spécifique et un pouvoir de remplissage caractéristique à la trans-

formation et cigarette. Habituellement, la matière de tabac déchi-

quetee selon l'invention présente, sur la partie tabac de la ciga-

rette, une chute de pression de 2,5 à 3," cm de colonne d'eau à un débit de 17,5 ml/s, une densité de la cigarette de 0,21-5 g/cm et une longueur de cigarette de 85 mm. Le pouvoir de remplissage d'une telle matière de tige est habituelle.nent de 5,2 à:.0 gcm3 La matière de tige déchiquetée selon l'invention est formée par une nouvelle technique de déchiquetage qui peut également être utilisée pour les petioles et pédonducles de tabac et pour les chutes de fabrication des machines à cigarettes, ce

procéde représentant un second mode de réalisation de l'invention.

Conformément à l'invention, donc, on traite une masse de tiges, pétioles, pédoncules ou déchets de fabrication de tabac par de l'eau qu'on répartit uniformément dans toute la masse de manière à tremper uniformément les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac et à parvenir à une teneur globale en humidité d'environ à 60 % en poids. Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets trempés sont soumis à déchiquetage mécanique entre des surfaces de déchiquetage étroitement espacees à pression atmosphérique, ce qui donne des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés à l'état pratiquement fibreux. La matière déchiquetee

est séchée à une teneur quelconque voulue en humidité.

Ce procédeé, donnant un produit de tige déchiqueté qui présente des caractéristiques nouvelles, donne également des quantités beaucoup plus faibles de matière en particules; ainsi, par exemple, la proportion de ce produit qui passe au travers d'un tamis à ouverture de mailles de 1 mm de côté représente couramment environ 20 % du poids de la matière passant au travers du même tamis dans le procéde de la technique antérieure décrit dans le

brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 0C94 323 précite. Cette pro-

portion nettement plus faible de fines particules permet d'utiliser toute la matière traitée sans séparer les fines, car la quantité et les caractéristiques de la matière en particules n'affecte pas dans une mesure appréciable les propriétés de la matière déchiquetée les propriétés spécifiees dans la présente demande sont celles de la totalité de la matière déchiquetée. Toutefois, on a trouvé que les propriétés de la matière déchiquetée, en particuler la vitesse

de combustion et le pouvoir de remplissage, étaient encore amé-

liorées lorsqu'on séparait la matière en fines particules de la matière déchiquetée. Cependant, la nécessité de rejeter ou de retraiter une proportion importante de la matière déchiquetée

n'existe plus, contrairement à ce qui était le cas dans le procédé-

de la technique antérieure du brevet des Etats-Unis d'Amérique

n0 4 094 323 précité.

Comme on l'a dit précédemment, l'invention, dans un mode de réalisation, concerne un nouveau produit à fumer à base de tige déchiquetée, à l'état pratiquement fibreux. Ce produit est unique en ce genre en ce qu'il possède une vitesse de combustion inférieure à environ 60 mg/min et, de préférence> d'environ 40 à

mg/min.

Cette vitesse de combustion est nettement inférieure à celle du CRS qui est couramment d'environ 80 mg/min, à celle du CRS améliore qui est couramment d'environ 75 mg/min et à celle des tiges transformées en fibres et dilatées du brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 094 323 précité, qui est couramment d'environ

82 mg/min. -

En général, la vitesse de combustion de la matière à base de tige de tabac déchiquetée selon l'invention est inférieure d'au moins 20 % environ et, de préférence, d'environ 30 à 50 7. à celle du CRS; inférieure d'au moins 10 % environ à celle du CRS amélioré préparé à partir du même type de matière de tige dans les

mêmes conditions de combustion de la cigarette.

L'importance d'une vitesse de combustion moins forte réside en ce qu'une cigarette allumée contenant le produit de l'invention, habituellement en mélange d'environ 2 à 50 % en poids avec des limbes de tabac déchiquetés, brûle plus lentement qu'une cigarette contenant le même poids d'un mélange d'un autre type quelconque de matière de tige de la technique antérieure avec des limbes de tabac. Par conséquent, il faut moins de limbes de tabac pour parvenir à la même vitesse de combustion que dans les mélanges de la technique antérieure, ce qui permet une économie en tabac et une moins forte teneur en goudrorset en nicotine dans la fumée. En

outre, on a constaté que la vitesse de combustion m fin- forte cDndui-

sait également à une diminution de la formation de produits de combus-

tion, y compris les goudrons, la nicotine et, comme on le ve:ra plus en détail ci-après, l'oxyde de carbone. Par conséquer.t, on peut encore parvenir & une nouvelle diminution des teneurs en goudrcns.:u nico-

tine de la fumée de mélanges avec des limbes de tabac.

La matière de tige déchiquetée sellor. linr.entiDn, mise sous laforme d'une cigarette, donne dans la fumée une teneur

en oxyde de carbone nettement inférieure par bouffee à celle cnns-

tatée avec le CRS et le CRS amélioré. En général, la teea-ur en oxyde de carbone de la fumée est inférieure d'au moins 20 '< -:iro[i à celle

constatée avec le CRS.

Une pratique courante antérieurement consistaig a perforer le papier A cigarette afin de diluer l'oxyde de carbone

contenu dans la fumée du tabac par l'air aspiré au travers des.per-

forations, et à ajouter un parfum au tabac afin de compernser la

perte due à la dilution de la fumée.

Tenu compte de la plus faible teneur e-n oxyde de car-

bone de la fumée des cigarettes contenant la matière de tige déchi-

quetée selon l'invention, une telle manipulation est moins neces-

saire ou peut même être supprimée.

La teneur en oxyde de carbone de la fumée produite par une cigarette consistant en la matière de tige déchiquetde selon l'invention est de 0, 47 à 1,14 mg par bouffée, la détermination étant faite-comme décrit cidessus. Ces valeurs s à,nt à comparer avec une valeur courante d'environ 2,5 mg par bouffée pour le CRS et d'environ 1,9 mg par bouffée pour le CRS amélioré dans les mmtes

conditions de combustion.

Le produit selon l'invention présente ces avantages de vitesse de combustion moins forte et de teneur amoindrie en oxyde de carbone et autres produits de combustion dans la fumée, mais également un plus fort pouvoir de remplissage comparé au

CRS et au CRS amélioré et une plus faible chute de pression, compa-

rativement au CRS amélioré et à la matière de tige transformée en fibres et dilatée du brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 094 323 précité.

2 4 7843

Comme on l'a dit précédemment, le pouvoir de remplis-

sage d'une matière à cigarette présente de l'importance car ijY détermine la quantité de matière nécessaire pour conférer à la cigarette une dureté dcterminée. Plus fort est le pouvoir de remplissage et moins forte est la quantité de matière nécessaire

pour parvenir à la dureté voulue.

Les tiges déchiquetées selon l'invention ont un meilleur pouvoir de remplissage que le CRS et également que le CRS amélioré, lequel était luimême supérieur au CRS. Le meilleur pouvoir de remplissage de la matière de tige déchiquetée selon

l'invention, cependant, n'atteint,pas les valeurs trouvées couram-

ment pour la matière de tige transformée en fibres et dilatée du brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 094 323 précité. Cependant, le pouvoir de remplissage de ce dernier produit est atteint aux dépens d'une vitesse de combustion nettement accrue comparativement au CRS et d'une chute de pression accrue comparativement au même produit. Le meilleur pouvoir de remplissage du produit selon l'invention est accompagné d'une vitesse de combustion nettement diminuée comparativement au CRS et d'une chute de pression diminuée

comparativement au CRS amélioré. Par suite, le produit selon l'inven-

tion peut être utilisé pour diminuer la quantité totale, de tabac nécessaire à la fabrication d'une cigarette à la dureté voulue sans augmentation de la vitesse de combustion et au contraire avec une

diminution de cette vitesse.

Le pouvoir de remplissage du produit selon l'invention est de préférence d'environ 5,2 à 6,0 cm /g, comparativement à des valeurs courantes de 4,0 cm3/g pour le CRS, de 4,5 cm 3/g pour le CRS amélioré et de 6,6 cm /g pour les tiges transformées en fibres

et dilatées du brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 094 323 précité.

Ces indications de pouvoir de remplissage se rapportent à la tota-

lité de la matière déchiquetée. Si on élimine la matière en parti-

cules, le pouvoir de remplissage est augmenté d'environ 10 7e

La chute de pression constitue un autre facteur impor-

tant à l'égard du produit selon l'invention. La chute de pression

est mesurée en cm de colonne d'eau à un débit normalisé par l'indus-

2f 7 8 '4 3 7 trie du tabac qui est de 17,5 ml/s pour une cigarette comme décrit ci-dessus. Tenu compte du fait qu'une plus forte chute de pression signifie qu'un fumeur doit aspirer plus fortement sur la cigarette pour aspirer la fumée dans sa bouche et qu'une plus faible chute de pression permet d'accroître la dimension du filtre et, par conséquent, de diminuer la teneur en goudrons et nicotine des cigarettes, les valeurs les plus faibles de chute de pression

sont considérées comme préférables aux fortes chutes de pression.

Le produit selon l'invention présente une chute de pression inférieure à celle constatée avec le CRS amélioré et avec les tiges transformées en fibres et dilatées, qui sont à peu près identiques. La chute de pression est supérieure à celle constatée avec le CRS, mais pas au point d'être gênante, spécialement lorsqu'on

considère la chute de pression conjointement au pouvoir de remplis-

sage à l'égard duquel le produit selon l'ivention est nettement

supérieur à l'égard du CRS.

La matière de tige de tabac déchiquetée selon l'inven-

tion, mise à l'état de cigarette, présente de préférence une chute de pression de 2,5 à 3,5 cm de colonne d'eau à un débit de 17,5 ml/s, comparativement à une valeur typique d'environ 1,3 cm de colonne d'eau pour le CRS et d'environ 4,1 cm de colonne d'eau à la fois pour le CRS amélioré et pour les tiges transformées en fibres et

dilatées, dans les mêmes conditions.

La matière de tige déchiquetée selon l'invention est

pratiquement à l'état fibreux et présente par conséquent une combi-

naison de propriétés qu'on ne trouve pas dans aucune autre matière de tige traitée à la connaissance de la demanderesse; elle peut être utilisée avec plus de souplesse dans les mélanges avec des

limbes déchiquetés.

Comme on l'a dit précédemment, l'invention comprend également un procédé pour former des tiges, pétioles, pédoncules ou déchets de fabrication de tabac déchiquetés. Ce procédé comprend un traitement initial d'une masse des tiges, pétioles, pédoncules ou déchets de tabac par l'eau, le déchiquetage mécanique de la matière

traitée à pression atmosphérique et le séchage au niveau voulu.

(a) Traitement préliminaire des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac Dans ce premier stade du procédé, on traite par l'eau une masse de tiges, pétioles, pédoncules ou déchets de tabac, qu'on peut découper d'abord aux longueurs voulues, par exemple environ

12 à 150 mm.

Le traitement d l'eau est effectué de manière à ré-

partir l'eau uniformément dans toute la masse des tiges, pétioles, pédoncules et déchets et de les tremper uniformément à une teneur globale en humidité d'environ 30 à 60 %en poids etde préférence,

d'environ 50 à 60 % en poids.

Le procédé comprend le trempage de la masse de tiges, pétioles, pédoncules et déchets dans l'eau à pression atmosphérique de manière à éviter toute perte appréciable d'eau extractible de la masse. Onparvient à ce résultat en exposant d'abord la masse de tabac à l'eau pendant une durée d'environ 5 à 15 min de manière à

permettre un trempage complet de la masse.

L'eau a un volume suffisant pour permettre de

parvenir à la teneur voulue en humidité et peut être à une tem-

pérature quelconque appropriée allant jusqu'au point d'ébullition, par exemple à une température d'environ 15 à 900C; les températures

plus élevées accélèrent l'absorption de l'eau.

La masse traitée à l'eau est ensuite conservée dans un endroit confiné de manière à permettre la pénétration de l'eau d'imprégnation dans toute la masse et dans les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac, avec une répartition uniforme. Ce maintien en lieu confiné peut durer d'environ 15 min à 24 h et, de préférence, d'environ 1 à 4 h. On peut aussi exposer la masse de tabac à l'eau dans

un tambour de conditionnement approprié pendant une durée suffi-

sante pour parvenir à la teneur globale voulue en humidité.

(b) Déchiquetage mécanique des tiges, pétioles, pédoncules et déchets trempés La masse des tiges, pétioles, pédoncules et déchets trempés obtenus au stade préliminaire est soumise à déchiquetage mécanique entre des surfaces déchiqueteuses étroitement espacées

2 478 437

à pression atmosphérique; la masse des tiges, pétioles, pédoncules

et déchets est déchiquetée sous une forme pratiquement fibreuse.

Cette opération de déchiquetage mécanique est tout à fait différente de celle adoptée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 094 323 précité dans lequel on travaille sous pression et à haute température. Conformément à l'invention, on opère à pression atmosphérique et à température beaucoup plus basse, ce qui fait que l'appareillage nécessaire est plus simple et nécessite moins d'énergie. Les effets de ces différencessont très importants en ce que, conformément à l'invention on produit

une matière de tige déchiquetée dont les propriétés sont très dif-

férentes de celles des produits de la technique antérieure, et très supérieures à celles de ces produits comme on l'a vu en

détail ci-dessus, et en outre en ce que, conformément à lVinven-

tion et comparativement à la technique antérieure, on produit

moins de matière en particules.

L'appareillage convenant pour l'opération de déchi-

quetage mécanique est un raffineur à disques rotatifs du type fabriqué par les firmes Bauer Bros., Sprout-Waldron et American

Defibrator. Le raffineur à disques comprê% deux plateaux ana-

logues à des disques étroitement espacés et dont l'un au moins présente, sur une face, un relief conçua pour déchiqueter la matière

introduite entre les plateaux.

Le raffineur à disques peut &tre du type comportant un plateau fixe et un plateau rotatif ou de préférence du type dans lequel les deux plateaux tournent en sens opposé. Dans le cas o

un seul plateau tourne, l'espace entre les plateaux est habituelle-

ment d'environ 25 à 250 microns, alors que, dans le cas o les deux plateaux tournent en sens inverse, l'espacement va d'environ 1,25 à 7,5 umm et, de préférence, de 3,25 à 4,5 mm. Les valeurs optimales d'espacement des plateaux et de relief, de vitesse de rotation et de durée opératoire sont facilement déterminées pour un mélange particulier de tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac et pour le type de raffineur à disques utilisé. Le produit obtenu après passage au raffineur a en général l'aspect et la dimension des limbes de tabac déchiquetés, c'est-à-dire la forme

? 78 43,-

de faisceaux de fibres emmêlées sans atre serrces.

Lors de l'opération de déchiquetage mécanique. en raison du frottement entre les nervures du plateau et le mélange des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac, il se produit une certaine augmentation de température. La masse imprégnée d'eau des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac peut être envoyée à l'opération de déchiquetage mécanique à une température

quelconque appropriée, jusqu'au point d'ébullition de l'eau.

L'effet de la chaleur sur le produit final consiste

dans une augmentation du pouvoir de remplissage et de la chute de-

pression et en une diminution simultanée de la vitesse de combus-

tion. Par conséquent, on peut utiliser la température de la masse

pour agir sur ces paramètres.

La température se situe habituellement entre 15 et 90'C environ. Si on désire opérer à basse température, on peut

maintenir la masse envoyée au déchiquetage mécanique à une tempé-

rature d'environ 10 à 350C et, de préférence, d'environ 15 à 250C.

(c) Séchage de la matière déchiquetée Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés sortant de l'opération de déchiquetage mécanique sont

séchés par un moyen quelconque voulu à la teneur voulue en humidité.

Habituellement, la teneur finale en humidité se situe dans l'inter-

valle d'environ 10 à 16 % en poids, de préférence d'environ 12 à

% en poids, car les produits à fumer et, par exemple, les ciga-

rettes ont des teneurs en humidité dans cet intervalle. Il n'est

pas nécessaire de séparer les particules au préalable.

Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac

déchiquetés peuvent être séchés à la teneur finale voulue en humi-

dité avant mélange avec les limbes de tabac déchiquetés, habituel-

lement à des proportions d'environ 2 à 50 % en poids de tiges, pétioles, pédoncules et déchets déchiquetés, le solde consistant en limbes de tabac déchiquetés; cependant, on peut aussi sécher partiellement à une teneur intermédiaire en humidité, mélanger

ensuite avec les limbes de tabac déchiquetés à une teneur ana-

logue en humidité, et sécher finalement le melange à-la teneur

voulue en humidité.

2 7843-7

Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la matière déchiquetée est déchargée directement du raffineur à disques dans un courant d'air qui maintient les fibres à l'état

pratiquement séparé. Cette action peut être combinée avec le refroi-

dissement de la matière déchiquetée si on travaille avec un courant d'air à une température inférieure à celle de la matière sortant de

déchiquetage et, par exemple, à une température d'environ 20 à 25'C.

Lorsqu'en maintient ainsi les fibres a l'état séparé, on évite les risques de prise en masse ou d'enmêlage et de torsion des fibres avec formation de masses analogues à des balles qu'on ne peut pas utiliser dans le produit final. Lorsque les fibres déchiquetées ont été déchargées du courant d'air, par exemple à l'aide d'un piège à air à enveloppe flexible, elles sont séchées, au début jusqu'à une teneur en humidité d'environ 19 à 35 %/ en

poids, dans un appareil quelconque classique de séchage de l'indus-

trie du tabac, par exemple un séchoir à tambour rotatif.

On sépare ensuite des fibres les "balles" par une technique quelconque classique de triage, par exemple par séparation à l'air, et on recycle les balles au raffineur. Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets déchiquetés peuvent alors être séchés à la teneur finale en humidité ou mélangés avec des limbes de tabac

déchiquetés, et le mélange séché à la teneur finale en humidité.

Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés à l'état pratiquement fibreux sans production appréciable de poussière

et sans faire appel à des fortes pressions et des hautes températures.

En outre,la.matière à base de tige de tabac déchiqueï.éeobtenue

conformément à l'invention> présente un ensemble de propriétés supé-

rieurt à ceux de tous les produits à base de tiges de tabac traités

de la technique antérieure.

Les exemples qui suivent illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée; dans ces exemples, les indications de parties et de pourcentages s'entendent en poids sauf mention contraire,

EXEMPLE 1

On place des tiges de tabac dans un cylindre de condi-

tionnement avec de l'eau pendan&t 8 min environ, puis on transfère dans un récipient dans lequel on laisse la matière reposer pendant 4 h environ au bout desquelles la teneur en humidité est d'environ %. La matière de tigetrempée est envoyée entre les disques tournant en sens inverse d'un raffineur à double disque tournant à 1200 tr/min et ouvert à l'atmosphère. Le raffineur est

l'appareil de la firme Bauer Bros., avec dessin des plateaux iden-

tifiés chez cette firme par les numéros 325 et 326; l'espacement entreles plateaux est de 3,5 mm. Après déchiquetage, la matière

est séchee jusqu'à teneur en humidité de 14,5 %.

On transforme un certain nombre d'échantillons de tabac en cigarettes de 850 mg; on utilise un mélange de limbes de tabac déchiquetés et des tiges de tabac déchiquetees obtenues comme décrit ci-dessus (tiges selon l'invention), les tiges déchiquetées seules, les limbes de tabac déchiquetés, le CRS amélioré et un mélange de limbes de tabac déchiquetés et de

CRS amélioré, et on détermine les vitesses de combustion des ciga-

rettes à des teneurs en humidité anormalement basses d'environ 9 %.

Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau I ci-dessous.

TABLEAU I

Echantillon de tabac Durée de combustion(1) Vitesse de,.

(min) combustion k) (mg/min) % de limbes 15,6 51 75 % de limbes + 25 % de 12,5 CRS amélioré 63 % de limbes + 25 % de tiges selon l'invention 13,5 58,9 % de CRS amélioré 9,1 87 100 % de tiges selon l'invention 11,8 67,4 Nota: (1) Moyenne de 3 essais (2) Ces résultats sont supérieurs à la normale pour

tous les échantillons en raison de la teneur re-

lativement faible en humidité.

Les résultats rapportés dans le tableau I ci-dessus montrent que le produit contenant les tiges déchiquetées selon l'invention a une vitesse de combustion inférieure à celle du

produit correspondant contenant le produit classique, CRS amélioré.

On a également observé que la cendre formée à la combustion des 2 t78 437 cigarettes contenant les tiges déchiquetées selon l'invention était beaucoup plus résistante que la cendre formée à la combustion des

autres cigarettes.

EXEMPLE 2

On prépare des cigarettes à partir de mélanges de 74 % de limbes, 26 % de tiges en utilisant dans un cas des tiges de CRS amélioré et, dans un autre cas, les tiges déchiquetées selon l'invention. Les cigarettes sont fumées et on procède à des déterminations des teneurs en goudrons, nicotine et oxyde de carbone dans la fumée. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau II ci-dessous.

TABLEAU II

Echantil- Goudrons Goudrons Nicotine Nicotine CO CO Nombre Ion (total par (total par (total paz de Img) bouffée mg) bouffée mg) bouffée bouffés Témoin avec 15,1 1,52 1,05 0,106 17,9 1,80 9,9 26 %L de CRS Cigarette

avec 26 7 -

de tiges 15,5 1,52 1,06 0,104 15,8 1,54 10,2

selon l'in-

vention Les résultats rapportés dans le tableau Il ci-dessus mettent en évidence une nette diminution de la teneur en oxyde de

carbone de la fumée avec une différence de 14,4 'c entre les échan-

tillons. Cette diminution de teneur en oxyde de carbone ne s'accom-

pagne pas, dans cet essai, d'une variation appréciable des teneurs

en goudrons-et nicotine de la fumée.

EXEMPLE 3

On prépare des cigarettes échantillons dans les conditions observées pour les mélanges de limbes et de tiges de l'exemple 2. Sur les échantillons utilisés dans l'exemple 2, on procède à un plus grand nombre d'essais. Les résultats obtenus

sont rapportés dans le tableau III suivant.

TABLEAU III

Echar Facteur Echar avec tiges selon l'invent Goudrons secs, mg/cigarette 15,3 Nicotine, mg/cigarette 1,03 CO, mg/cigarette 16,6 Nombre de bouffées/cigarette 10,8 CO/bouffée, mg 1,54 Goudrons/bouffée, mg 1,41 Nicotine/bouffée, mg 0,095 Poids - total, g 1,121 - tabac, g 0,965 filtre, g 0,156 Chute de pression - total, cm de colonne d'eau 11,4 tabac, cm de colonne d'eau 5,0 - filtre, cm de colonne d'eau 6,6 Diamètre du garnissage de tabac, mm 7,95 Combustion libre (min.s/40 mm) 10:40 Vitesse de combustion, mg/min 54,0 % de nicotine 1,58 % de nicotine/bouffée 0,146 % de sucre 18,3 % de sucre/bouffée 1>69 % de chlorure 1,39 % de chlorure/bouffée 0,128 ntillons avec CRS tion amélioré 14,3 0,81 19,7 9,5 2,07 1,50 0,085

1, 125

0,968 0,157 12,1 ,5 6,8 7,96 9:08 63,2 1,49 0,146 17,6 1,85 1,64 0,172 Les résultats rapportés dans le tableau ci-dessus confirment la supériorité des tiges selon l'invention dans les conditions de la préparation industrielle. On observe une moins forte vitesse de combustion et une plus faible teneur en oxyde carbone dans la fumée de cigarette, avec une chute de pression diminue.

EXEMPLE 4

On prépare à nouveau des échantillons de matièresde tiges déchiquetées par le mode opératoire de l'exemple 1, mais avec de l'eau qui est introduite dans le tambour de conditionnement à une température d'environ 70 C; certains échantillons imprégnés

2-4170043-,

J de

2 ú7u43-

]6 sent dchiquetÈs à température ambiante, d'autres à chaud, anviron

S0'C, et le séchage est effuctue dans un séchoir rotatif.

Les échantillons sont soumis à des essais de tamisage qui montrent qu'ernviron 20 ' de la matiAru passent au travers d'un tamis à ouverture de mailles de 1 mm de càtê. Cette matière en fines

* particules est censervëe avec les échantillons pour essai.

On prépare des cigarettes échaatillons contenant 865 mg de tabac sur une longueur de 67 mm dont on fume 40 mm; ces cigarettes contiennent les tiges selon l'invention préparées à température ambiante,les tiges selon l'invention préparées à chaud, du CRS amélioré, du CRS et des limbes de tabac déchiquetés. Les cigarettes sont fumées et on procède à dès déterminations sur la fume. Les résultats obtenus sont rapportés dans le tableau IV ci-dessou;.

Vitesse de combus-

tion, mg/min Goudrons/cigarette, mg Goudrons/bouffée, mg Nicotine/cigarette, mg Nicotine/bouffée, mg CO/cigarette, mg CO/bouffée, mg Nombre de bouffees/ci garette Chute de pression, cm de colonne d'eau Pouvoir de remplissag en vrac, cm3/g Augmentation de la

capacité de remplis-

sage par rapport au CRS classique, %

Augmentation du ren-

dement en cigarettes basée sur la fermeté de la cigarette

TABLEAU IV

Tige selon Tige selon l'invention l'invention (à froid) (à chaud)

54,3 60,7

,0 0,46 0,2 0,018 7,1 0,65 11 C 6,2 0,62 0,23 0,023 8,1 0,81 ,0 2,7 ,6 ,7 ,0 42,5 24,5 23,9 CRS amélioré CRS

76,5 86,0

7,3 8,1

0,99 1,26

0,16 0,16

0,022 0,021

14,5 15,3

1,96 2,39

7,4 6,4

4,3 1,3 4,4

4,5 4,0

12,5 -

16,3 -

Limbes de tabac 17, 6 1,72 1,36

0, 137

16,6 1,67 9,9 Les résultats rapportés dans le tableauIV ci-dessus mettent en évidence la combinaison supérieure de propriétés aussi bien

des tiges déchiquetées à température ambiante que les tiges déchi-

quetées à chaud, comparativement au CRS et au CRS amélioré. La vitesse de combustion est nettement diminuée, les teneurs en CO, goudrons et nicotine de la fumée sont nettement diminuées, la chute de pression est inférieure à celle observée avec le CRS amélioré,

quoique pas aussi basse qu'avec le CRS, et le pouvoir de remplis-

sage est nettement plus élevé.

Les tiges selon l'invention préparées à chaud pré-

sentent une plus forte vitesse de combustion avec de plus fortes teneurs en CO, goudrons et nicotine dans la fumée, une plus forte chute de pression et un plus fort pouvoir de remplissage que les tiges selon l'invention préparées à température ambiante, ce qui

illustre la possibilité d'une modification des remarquables pro-

priétés des tiges déchiquetées selon l'invention par variation de

la température de raffinage.

EXEMPLE 5

On prépare un certain nombre de cigarettes échan-

tillons de 85 mm de longueur avec du CRS classique et des tiges selon l'invention, préparées par alimentation à froid et à chaud dans le raffineur, comme décrit dans l'exemple 4. Les cigarettes

sont fumées et, dans chaque cas, ondétermine la vitesse de combus-

tion et la chute de pression. Les valeurs obtenues sont comparées entre elles et avec celles indiquées pour les mêmes facteurs dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 4 094 323 précité pour les

tiges transformées en fibres et dilatées et pour le CRS.

Les résultats sont rapportés dans le tableau V ci-dessous; la densité des cigarettes de tiges déchiquetées et de tiges transformées en fibres était de 0,215 g/cm, alors que celle des cigarettes

TABLEAU V

Tige selon l'invention Tige en fibres CRS classique à froid à chaud du brevet US brevet US mêmes Vitesse de n0 4 094 323 4 094 323 tiges combustion, 50,2 55,6 83,6 75,5 79,9 mg/min Chute de 2,6 3,2 4,1 4,1 3,8 pression, cmUg

278 437

Les résultats rapportés dans le tableau V ci-dessus montrent que l'on peut parvenir avec les tiges déchiquetées selon

l'invention, aussi bien envoyées à froid qu'à chaud dans le raffi-

neur à disques, à une vitesse de combustion beaucoup plus basse qu'avec les autres produits. La chute de pression pour la matière selon l'invention est inférieure à celle constatée avec le CRS amélioré et la matière en fibres dilatée préparée par le procédé du brevet des Etats-Unis

d'Amérique n0 4 094 323.

EXEMPLE 6

On détermine le pouvoir de remplissage de tiges

déchiquetées raffinées à froid et à chaud, comme décrit dans l'exem-

ple 4, à la fois sur des échantillons d'o l'on a éliminé la matière passant au tamis à ouverture de mailles de 1 mm de côté et sur la matière dans laquelle on a laissé ces particules. On compare ces matières à celles indiquées dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 094 323 pour les tiges transformées en fibres et dilatées à

une densité de 0,215 g/cm3 et avec celles correspondant au CRS clas-

sique, telles qu'indiquées dans le même brevet des Etats-Unis d'Amérique, produit à partir des mêmes tiges, è une densité de 0,293 g/cm Les résultats obtenus sont rapportés dans le

tableau VI ci-après.

TABLEAU VI

- Tige selon l'invention Tige en fibres CRS classique du brevet US

à froid à chaud na 4 094 323 brevet US mêmes-

4 094 323 tiges Capacité de remplissage, 6,07 6,24 6,65 4,4 4,0 cm3/g (matière tamisée) Augmentation

de la capa-

cité de rem- 51,7 56,0 51,1 - -

plissage par rapport au CRS classique, %

_2;'8437

TABLEAU VI (suite) Tige selon l1invention Tige en fibres CRS classique du brevet us brevet US mêmes à froid à chaud n0 4 094 323 4 094 323 Liges Capacité de remplissage, cm3/g (ma- 5,6 5,7 - - 4,0 tière non tamisée Augmentation

de la capa-

cité de rem- 40,0 42,5 - - -

plissage par rapport au CRS classique, % Les résultats rapportés dans le tableau VI ci-dessus

montrent que la séparation par tamisage des fines particules conte-

nues dans les tiges déchiquetées améliore le pouvoir de remplissage d'environ 10 %. L'augmentation en % du pouvoir de remplissage par rapport au CRS de base pour les tiges selon l'invention tamisées dépasse l'augmentation en 7/. du pouvoir de remplissage des tiges transformées en fibres, dilatées et tamisées du brevet des Etats-Unis

d'Amérique n0 4 094 323 par rapport au CRS décrit dans ce brevet.

Pour résumer, l'invention comprend donc un nouveau produit à fumer constitué de tiges de tabac déchiquetées et qu'on peut.utiliser dans la fabrication de cigarettes et un procédé pour former des tiges, pétioles et pédoncules de tabac déchiquetés avec moins de déchets et dans des conditions opératoires relativement

ménagées.

Il est clair que l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation préférés décrits ci-dessus à titre d'exemples, mais que l'homme de l'art-peut y apporter des modifications sans pour

autant sortir de son cadre.

z;:' 8433

Claims (10)

R E V E N D I C A T I O N S _____________________________

1. Matière à base de tiges de tabac déchiquetées à l'état pratiquement fibreux, caractérisée en ce qu'elle présente une vitesse de combustion inférieure d'au moins 20 % à celle de la matière de tige laminée et découpée préparée à partir du même type de matière

en tige dans les mêmes conditions de combustion de la cigarette.

2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il présente une vitesse de combustion inférieure à 70 mg/min et une teneur en oxyde de carbone dans sa fumée de combustion qui est

de 0,47 à 1,14 mg/bouffée de fumée.

3. Produit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en outre en ce qu'il présente une chute de pression de 2,5 à 3,5 cm de colonne d'eau à un débit de 17,5 ml/s le long d'une cigarette

formée à partir de ce produit à une longueur de 85 mim et une den-

sité de 0,215 g/cm.

4. Produit selon l'une quelconque des revendications

1 à 3, caractérisé en ce qu'il présente en outre un pouvoir de

remplissage de 5,2 à 6,0 g/cm.

5. Procédé pour préparer le produit à fumer selon l'une

quelconque des revendications 1 à 3, à partir de tiges, pétioles,

pédoncules et déchets de fabrication de tabac qu'on soumet à déchi-

quetage, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes.

(a) on traite une masse de tiges, pétioles, pédon-

cules ou déchets de fabrication de tabac par l'eau,de manière à répartir uniformément cette dernière dans toute la masse et de tremper complètement les tiges, pétioles, pédoncules et déchets dans la masse, à une teneur globale en humidité d'environ 30 à 60 7/ en poids;

(b) on soumet la masse des tiges, pétioles, pédon-

cules et déchets trempés à déchiquetage mécanique entre des surfaces déchiqueteuses étroitement espacées à pression atmosphérique, formant ainsi des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés à l'état pratiquement fibreux; et (c) on sèche les tiges, pétioles, pédoncules et

déchets de tabac déchiquetés à la teneur voulue en humidité.

2478 437

6. Procéda selon la revendication 5, caractérisé en ce que le déchiquetage mécanique est effectué entre des surfaces de déchiquetage présentant la forme de disques tournant en sens contraire, espaces entre eux de 1,Z5 à 7,5 mm, à une température pouvant aller jusqu'au point d'ébullition de l'eau. 7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en

ce que le déchiquetage mécanique est effectué à une température ini-

tiale d'environ 10 à 300C, de préférence d'environ 15 à 250C.

8. Procédé selon-l'une quelconque des revendications 5

à 7, caractérise en ce que, dans le stade (a), (i) on expose la masse à base de tiges de tabac à l'eau à une température pouvant aller jusqu'au point d'ébullition de cette dernière, de préférence à une température d'environ 15 à 90C, à un volume suffisant pour permettre de parvenir à la teneur voulue en humidité, pendant une durée d'environ 5 à 15 min, de manière à provoquer l'imprégnation de la masse par l'eau, et (ii) on conserve la masse exposée dans un espace confiné pendant une durée d'environ 15 min à 24 h, de préférence d'environ 1 à 4 h, afin de permettre une pénétration complète de l'eau d'imprégnation dans la masse des tiges de tabac

et une répartition régulière de l'humidité.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5

à 8, caractérisé en.ce que la teneur en humidité est d'environ 50

à 60 % en poids.

, Procédé selon l'une quelconque des revendications 5

à 9, caractérisé en outre en ce que, après le stade (b), on décharge directement les tiges déchiquetées dans un courant d'air qui maintient les fibres à l'état pratiquement séparé et qui, le cas échéant, est e une température inférieure à celle des tiges déchiquetées de manière à pouvoir refroidir ces dernières au cours du passage dans le courant d'air, après quoi on sépare les tiges déchiquetées du

courant d'air.

11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en outre en ce que l'on sèche les tiges déchiquetées séparées jusqu'à une

teneur en humidité d'environ 10 à 35 % en poids, on sépare par tami-

sage les fragments lourds des tiges déchiquetées et on procède au séchage (c) sur les tiges retenues sur tamis jusqu'à une teneur en

humidité d'environ 10 à 16 % en poids.

12. Procéde selon la revendication 11, caractérisé en outre en ce que, après l'opération de tamisage, on mélange la

matière de tige retenue sur tamis avec des limbes de tabac déchi-

quetés dans des proportions d'environ 2 à 50 7 en poids de tiges retenues sur tamis et on sèche le mélange jusqu'à une teneur en

humidité d'environ 10 à 16 % en poids.