ITMI962746A1

ITMI962746A1 - METHOD FOR TOBACCO EXPANSION

Info

Publication number: ITMI962746A1
Application number: IT96MI002746A
Authority: IT
Inventors: John R Wagner; Smith J E Howard
Original assignee: Scw Inc
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-06-24
Also published as: IT1290867B1

Description

"METODO PER LA ESPANSIONE DI TABACCO" "METHOD FOR TOBACCO EXPANSION"

Descrizione Description

Questa invenzione riguarda un metodo per espandere il volume del tabacco facendogli prima assorbire delle sostanze volatili con successiva condensazione e assorbimento per riempirne sostanzialmente gli spazi mesoporosi, permettendo cosi la diffusione negli spazi cellulari chiusi per realizzare un propellente e, successivamente riscaldare il propellente diffuso per espandere il tabacco. This invention relates to a method for expanding the volume of tobacco by first making it absorb volatile substances with subsequent condensation and absorption to substantially fill the mesoporous spaces, thus allowing diffusion into closed cell spaces to make a propellant and, subsequently heating the diffused propellant to expand tobacco.

La ricostituzione dei prodotti ,-di tabacco essiccato è stata praticata a lungo nell'industria del tabacco. The reconstitution of dried tobacco products has long been practiced in the tobacco industry.

Il brevetto USA 3144871 riconosce che il tabacco può essere parzialmente rigenerato riportandolo al suo volume precedente l'essìcazione esponendolo per un certo periodo di tempo ai vapori di un solvente organico e successivamente permettendo al solvente di evaporare. US patent 3144871 recognizes that tobacco can be partially regenerated by restoring it to its pre-drying volume by exposing it for a certain period of time to the vapors of an organic solvent and subsequently allowing the solvent to evaporate.

I brevetti USA n. 3524451 e 3534452 insegnano l'impregnazione con solventi liquidi sotto pressione seguita dalla espansione in una corrente di gas ad alta temperatura, che permette di raddoppiare il volume del tabacco. US patents no. 3524451 and 3534452 teach impregnation with liquid solvents under pressure followed by expansion in a high temperature gas stream, which allows to double the volume of the tobacco.

Come un'alternativa all'impregnazione con vapori o liquidi, il tabacco può essere espanso per mezzo di gas, come citato nei brevetti USA 1789435 o per mezzo di :componenti solidi che si decompongono per formare il gas, come nel brevetto USA 3771533. Gli sviluppi iniziali nei procedimenti di espansione del tabacco erano .effettuati in apparati di laboratorio relativamente poco sofisticati o, su scala commerciale, con un complesso descritto come facilmente disponibile o facilmente modificato, tramite procedimenti sostanzialmente semplici e rozzi. As an alternative to vapor or liquid impregnation, tobacco can be expanded by means of gas, as mentioned in US patents 1789435 or by means of: solid components which decompose to form gas, as in US patent 3771533. The Early developments in tobacco expansion processes were carried out in relatively unsophisticated laboratory sets or, on a commercial scale, with a complex described as readily available or readily modified, by substantially simple and crude processes.

Si erano ottenuti miglioramenti mediante l'impiego di volumi o quantità di materiali impregnanti uguali a quella del tabacco e ricorrendo a pressioni e temperature di procedimento estreme. Improvements had been achieved by using volumes or quantities of impregnating materials equal to that of tobacco and by resorting to extreme process pressures and temperatures.

Questi procedimenti sono stati successivamente oggetto di un estensivo studio e di miglioramenti negli anni successivi, con aumenti nei risultati e di tipo economico. These procedures were subsequently the subject of an extensive study and improvements in the following years, with increases in results and of an economic nature.

Tali sviluppi hanno dato vantaggi di ordine economico in termini di volume ma con sostanziali aumenti dei costi e considerevole detrimento alla qualità del tabacco, tale per cui la quantità di tabacco espanso utilizzata non superava il 10-30% nei prodotti per una combinazione^di limitazioni economiche ed organolettiche. These developments have given economic advantages in terms of volume but with substantial increases in costs and considerable detriment to the quality of the tobacco, such that the quantity of expanded tobacco used did not exceed 10-30% in the products due to a combination ^ of limitations. economic and organoleptic.

Più di recente ha avuto successo l'uso di clorofuorocarburi, che costituiscono la base di alcuni procedimenti dell'arte nota, e le tecniche commerciali sono ora incentrate su processi che utilizzano il C02. More recently, the use of chlorofuorocarbons, which form the basis of some processes of the prior art, has been successful, and commercial techniques are now centered on processes that use C02.

I precedenti procedimenti di espansione non sono più ecologicamente accettabili e molti dei procedimenti esistenti sono dannosi e richiedono energia, distruggono le proprietà organolettiche e chimiche preferite del tabacco e apportano un danno ecologico all'ambiente. Previous expansion processes are no longer ecologically acceptable and many of the existing processes are harmful and require energy, destroy the preferred organoleptic and chemical properties of tobacco and cause ecological damage to the environment.

Oltre a ragioni economiche, un incentivo addizionale e crescente per prodotti di tabacco di peso minimo è "la propensione a bruciare” delle sigarette che è causa di notevoli preoccupazioni sia per i produttori che per i consumatori. In addition to economic reasons, an additional and growing incentive for tobacco products of minimal weight is the "propensity to burn" of cigarettes which causes considerable concern for both producers and consumers.

Cosi con gli svantaggi e i problemi sopra menzionati associati con i metodi di espansione del tabacco dello stato dell'arte, è uno scopo specifico della presente invenzione fornire un procedimento di espansione per utilizzare tabacchi di ogni tipo, condizione o età e portare tali tabacchi ad una completa maturazione organolettica per gli usi successivi. Thus with the aforementioned disadvantages and problems associated with the state of the art tobacco expansion methods, it is a specific object of the present invention to provide an expansion process for using tobaccos of any type, condition or age and bringing such tobaccos to a complete organoleptic ripeness for subsequent uses.

E' anche un oggetto della presente invenzione produrre un prodotto di tabacco accettabile avente un grado di combustione normale quale una sigaretta con un minimo peso di tabacco. It is also an object of the present invention to produce an acceptable tobacco product having a normal burn rate such as a cigarette with a minimum weight of tobacco.

E' un altro oggetto della presente invenzione realizzare un procedimento di espansione per il tabacco con un minimo di manipolazione fisica e di maneggiamento del tabacco. It is another object of the present invention to provide an expansion process for tobacco with a minimum of physical handling and handling of the tobacco.

E' ancora un ulteriore oggetto della presente invenzione utilizzare una quantità minima di agente chimico di espansione per mantenere le richieste caratteristiche di gusto. It is still a further object of the present invention to use a minimum amount of chemical blowing agent to maintain the required taste characteristics.

E' un altro oggetto della presente invenzione fornire un procedimento che,sia relativamente economico da attuare. It is another object of the present invention to provide a process which is relatively cheap to carry out.

E' un altro oggetto della presente invenzione fornire un procedimento che non crei danno ecologico. It is another object of the present invention to provide a process which does not create ecological damage.

Un altro oggetto della presente invenzione è quello di realizzare un procedimento 'in cui il tabacco è dapprima spruzzato con una soluzione umidificante per regolare il contenuto volatile di tabacco approssimativamente al 22% in peso. Another object of the present invention is to provide a process in which the tobacco is first sprayed with a humectant solution to adjust the volatile tobacco content to approximately 22% by weight.

E' anche un oggetto della presente invenzione utilizzare un procedimento in cui dell'alcol etilico .è fornito al tabacco a una pressione fino a 9,9 310 Pa (70 mm. assoluti di mercurio) per evitare che una miscela azeotropica acqua-alcool venga in contatto con il tabacco, e in cui viene successivamente aggiunto un idrocarburo che agisce come propellente nel procedimento di espansione. It is also an object of the present invention to use a process in which ethyl alcohol is supplied to the tobacco at a pressure of up to 9.9 310 Pa (70 mm. Absolute mercury) to prevent an azeotropic water-alcohol mixture from being in contact with the tobacco, and in which a hydrocarbon is subsequently added which acts as a propellant in the expansion process.

Vari altri oggetti e vantaggi dell'invenzione appariranno chiari agli esperti dell'arte dalla descrizione completa che segue. Various other objects and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art from the complete description which follows.

Questi ed altri scopi vengono realizzati trattando il tabacco con soluzioni umidificanti contenenti .glicerina, glicole propilenico, o altri composti per regolare i liquidi presenti nel tabacco a un peso approssimativamente dal 14 a 24% del peso del tabacco. These and other objects are accomplished by treating the tobacco with humectant solutions containing glycerin, propylene glycol, or other compounds to adjust the liquids present in the tobacco to approximately 14 to 24 percent of the tobacco weight.

Il tabacco cosi trattato può essere praticamente di qualsiasi condizione o età, preventivamente conciato come comune nell'industria. The tobacco thus treated can be practically of any condition or age, previously tanned as common in the industry.

Il tabacco umidificato con le soluzioni umidificanti descritte è quindi posto in una camera stagna quale una convenzionale camera a vuoto e la camera è quindi svuotata da una macchina a vuoto quale una pompa, a una pressione di circa 1,330 Pa (10 mm. di mercurio assoluti). The tobacco humidified with the humidifying solutions described is then placed in a sealed chamber such as a conventional vacuum chamber and the chamber is then emptied by a vacuum machine such as a pump, at a pressure of approximately 1,330 Pa (10 mm. Of absolute mercury ).

Questa evacuazione fa vaporizzare e rimuove una parte dei liquidi residenti che sono stati aggiunti per condizionare il tabacco. Una volta che viene raggiunta la bassa pressione cosi come è descritto, la camera è isolata dalla sorgente a vuoto e l'alcool etilico viene fatto passare nella camera quando la pressione all'interno si innalza. This evacuation vaporizes and removes some of the resident liquids that have been added to condition the tobacco. Once the low pressure as described is reached, the chamber is isolated from the vacuum source and the ethyl alcohol is passed into the chamber as the pressure inside rises.

La pressione è controllata in modo che non superi i 9,310 Pa (70 mm. di mercurio assoluti) per evitare che si formi un composto azeotropico acqua-alcool. The pressure is controlled so that it does not exceed 9,310 Pa (70 mm. Of absolute mercury) to prevent the formation of a water-alcohol azeotropic compound.

L'alcool etilico viene aggiunto per aumentare la solubilità dell'idrocarburo che viene successivamente aggiunto per fare espandere il tabacco. Ethyl alcohol is added to increase the solubility of the hydrocarbon which is subsequently added to expand the tobacco.

La fonte di alcol etilico viene quindi isolata dalla camera ed è lasciato entrare nella camera un idrocarburo alifatico fino a quando la pressione atmosferica viene riportata al valore normale. L'idrocarburo alifatico agisce come propellente nel procedimento di espansione e viene lasciato un periodo di tempo perchè si diffonda nella struttura cellulare del tabacco. The source of ethyl alcohol is then isolated from the chamber and an aliphatic hydrocarbon is allowed to enter the chamber until the atmospheric pressure is brought back to normal. The aliphatic hydrocarbon acts as a propellant in the expansion process and a period of time is allowed for it to diffuse into the cellular structure of the tobacco.

Una volta che è trascorso il tempo di diffusione, il tabacco viene rimosso dalla camera sigillata e posto in un forno, su una superficie calda o su altri mezzi riscaldanti, tramite i quali viene applicato calore per aumentare la temperatura del tabacco fino a 54,4-60° C (130-140° F) per fare espandere il tabacco che quindi si espanderà fino a un volume di circa 1,6-1,7 volte il volume precedente al procedimento. Once the diffusion time has elapsed, the tobacco is removed from the sealed chamber and placed in an oven, on a hot surface or other heating medium, through which heat is applied to raise the temperature of the tobacco up to 54.4 -60 ° C (130-140 ° F) to make the tobacco expand which will then expand to a volume of approximately 1.6-1.7 times the volume prior to the process.

Il tabacco può quindi essere lavorato per realizzare sigarette o altri prodotti senza la necessità di miscelarlo con altri tabacchi per mantenere un adatto grado di combustione. Tobacco can therefore be processed to make cigarettes or other products without the need to mix it with other tobaccos to maintain a suitable degree of combustion.

Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings

La figura 1 illustra un complesso con camera di pressione utilizzato nel metodo dell'invenzione qui descritto; Figure 1 illustrates a plenum assembly utilized in the method of the invention described herein;

la figura 2 illustra il tabacco che viene spruzzato con una soluzione umidificante e Figure 2 illustrates the tobacco being sprayed with a humectant solution e

la figura 3 è un grafico con le curve della pressione della camera, e le temperature del tabacco secondo il presente procedimento. Figure 3 is a graph with the chamber pressure curves and the temperatures of the tobacco according to the present process.

Descrizione dettagliata e funzionamento della versione preferita dall 'invenzione. Detailed description and operation of the preferred version of the invention.

Per una migliore comprensione dell'invenzione e del suo metodo preferito, facendo riferimento ora ai disegni, la figura 1 illustra un contenitore a pressione 10 che ha un involucro 11, un coperchio amovibile 12 e un rivestimento 13 di regolazione della temperatura. For a better understanding of the invention and its preferred method, referring now to the drawings, Figure 1 illustrates a pressure vessel 10 which has a housing 11, a removable lid 12 and a temperature regulating liner 13.

L'ingresso 14 permette a un fluido riscaldato, aria calda o simili, di passare nel rivestimento 13 e l'uscita 15 permette all'aria o fluido raffreddato di uscire da esso. The inlet 14 allows a heated fluid, hot air or the like, to pass into the jacket 13 and the outlet 15 allows air or cooled fluid to exit therefrom.

All'interno dell'involucro 11 si vede un contenitore perforato 16 che contiene una carica di tabacco 17. Inside the wrapper 11 is seen a perforated container 16 which contains a charge of tobacco 17.

Come è ben chiaro, il tabacco 17 è tabacco lavorato che è stato conciato e tagliato in dimensioni adatte, quali 32-40 tagli per 2,54 cm. (1 pollice) che è lo standard nell'industria delle sigarette e degli altri prodotti di tabacco. As is clear, tobacco 17 is processed tobacco that has been cured and cut into suitable sizes, such as 32-40 cuts per 2.54 cm. (1 inch) which is the standard in the industry of cigarettes and other tobacco products.

Possono cosi essere trattati con risultati eccellenti tabacchi di varie condizioni e tipi. Tobacco of various conditions and types can thus be treated with excellent results.

Come inoltre illustrato in figura 1, l'involucro 11 racchiude una camera 18 che può essere pressurizzata o evacuata come richiesto, attraverso la valvola 19 che è collegata ad un'adatta pompa 40. Dei fluidi quali liquidi o gas possono essere diretti nella camera 18 attraverso il condotto d'ingresso 20 che è collegato allo scambiatore di calore 24 per vaporizzare i fluidi che passano attraverso di esso, a seconda delle necessità. As further illustrated in Figure 1, the casing 11 encloses a chamber 18 which can be pressurized or evacuated as required, through the valve 19 which is connected to a suitable pump 40. Fluids such as liquids or gases can be directed into the chamber 18 through the inlet duct 20 which is connected to the heat exchanger 24 to vaporize the fluids that pass through it, as needed.

Collegato allo scambiatore di calore 24 c'è un alimentatore di alcool sottoforma di un serbatoio 21 che contiene alcool etilico 22. Connected to the heat exchanger 24 is an alcohol feeder in the form of a tank 21 which contains ethyl alcohol 22.

La valvola 23 può essere utilizzata per regolare il flusso di alcool etilico all'ingresso 20A, attraverso il vaporizzatore, lo scambiatore di calore 24 e quindi attraverso il condotto di ingresso del gas 20. The valve 23 can be used to regulate the flow of ethyl alcohol to the inlet 20A, through the vaporizer, the heat exchanger 24 and then through the gas inlet duct 20.

Il serbatoio 25 serve quale, riserva di idrocarburo per l'idrocarburo 26 che può allo stesso modo essere diretto attraverso la valvola 27 al condotto d'ingresso del fluido 20A e nella camera 18 come richiesto. Reservoir 25 serves as a hydrocarbon reservoir for hydrocarbon 26 which may likewise be directed through valve 27 to fluid inlet conduit 20A and into chamber 18 as required.

Lo scambiatore di calore 24 innalza la temperatura dell'alcool etilico 22 e del pentano 26 e li vaporizza per farli passare nel condotto 20B e nella camera 18. The heat exchanger 24 raises the temperature of the ethyl alcohol 22 and of the pentane 26 and vaporizes them to pass them into the duct 20B and into the chamber 18.

Un rilevatore di pressione 28 mostra la pressione all'interno della .camera 18 e un rilevatore di temperatura 29 mostra la temperatura interna della camera 18 e la temperatura del tabacco, cosi come è necessario per il procedimento. A pressure detector 28 shows the pressure inside the chamber 18 and a temperature detector 29 shows the internal temperature of the chamber 18 and the temperature of the tobacco as needed for the process.

Un sensore di temperatura 50 determina la temperatura superficiale del tabacco 17 come indicato dall'ago 29A, mentre un sensore 50' rileva la temperatura interna del tabacco, come indicato dall'ago 29B. A temperature sensor 50 determines the surface temperature of the tobacco 17 as indicated by the needle 29A, while a sensor 50 'detects the internal temperature of the tobacco, as indicated by the needle 29B.

Il metodo preferito per espandere il tabacco per sigarette o altri prodotti consiste nel1 'umidificare dapprima una quantità di tabacco che è stata conciata e lavorata in modo noto (compresa la trinciatura) come si vede in figura 2. The preferred method of expanding cigarette tobacco or other products is to first humidify a quantity of tobacco that has been tanned and processed in a known manner (including shredding) as seen in FIG. 2.

Il tabacco lavorato 35 è stato tagliato nelle dimensioni desiderate, secondo lo standard nell'industria, ed è umidificato spruzzandolo con una soluzione umidificante 30 quale glicerina, glicole propilenico, glicol 1-3 butilenico o altri umidificanti e comprende eventualmente degli zuccheri. The processed tobacco 35 has been cut to the desired size, according to the industry standard, and is humidified by spraying it with a humectant solution 30 such as glycerin, propylene glycol, butylene glycol 1-3 or other humectants and optionally includes sugars.

L'esatta formulazione della soluzione umidificante dipenderà dai tabacchi impiegati e dagli usi specifici e dal gusto desiderati. La soluzione umidificante utilizzata per inumidire aumenterà la quantità di liquidi residenti nel tabacco fino a un peso di circa 14-24% del peso totale. The exact formulation of the humectant solution will depend on the tobaccos used and the specific uses and taste desired. The humectant solution used to moisten will increase the amount of liquids residing in the tobacco to a weight of approximately 14-24% of the total weight.

Successivamente il tabacco umidificato è posto in una camera a tenuta quale la camera 18 del contenitore a pressione 10. Subsequently, the humidified tobacco is placed in a sealed chamber such as the chamber 18 of the pressure container 10.

Come illustrato in figura 1, il contenitore 16 all'interno del contenitore a pressione 10 è poroso per permettere al fluido di passare attraverso di esso. As illustrated in Figure 1, the container 16 within the pressure container 10 is porous to allow fluid to pass therethrough.

Il coperchio 12 è applicato a tenuta, amovibilmente, sull'involucro 11 e viene applicata una pompa a vuoto 40 fino a che la pressione raggiunte all'incirca 1,330 Pa (10 min. di mercurio assoluti). The lid 12 is applied hermetically, removably, on the casing 11 and a vacuum pump 40 is applied until the pressure is reached approximately 1.330 Pa (10 min. Of mercury absolute).

Questa diminuzione nella pressione rimuove per bollitura una parte dell'umidità che è stata aggiunta al tabacco e una porzione dei liguidi residenti presenti nel tabacco che erano stati aggiunti per trattamento e per profumazione. This decrease in pressure removes by boiling some of the moisture that has been added to the tobacco and a portion of the resident liquids present in the tobacco that had been added for treatment and fragrance.

Successivamente il vapore di alcool etilico viene lasciato entrare nella camera 18, dopo che la camera 18 è stata isolata dalla sorgente di vuoto, per l'assorbimento, da parte del tabacco 17, del vapore di alcol che passa attraverso la valvola aperta 23 sul serbatoio 21. Subsequently the ethyl alcohol vapor is allowed to enter the chamber 18, after the chamber 18 has been isolated from the vacuum source, due to the absorption, by the tobacco 17, of the alcohol vapor passing through the open valve 23 on the tank. 21.

Il rilevatore di pressione 28 viene sorvegliato con cura per assicurarsi che la pressione non superi 9,310 Pa (70 mm. di mercurio assoluti). The pressure detector 28 is carefully monitored to ensure that the pressure does not exceed 9.310 Pa (70 mm. Of mercury absolute).

Permettendo alla pressione di rimanere a 9,310 Pa (70 mm. o un valore inferiore), non si verifica la formazione azeotropica fra l'alcool etilico 21 e l'acqua che può essere presente nella camera 18 o associata con il tabacco 17. By allowing the pressure to remain at 9.310 Pa (70 mm. Or less), there is no azeotropic formation between the ethyl alcohol 21 and the water which may be present in the chamber 18 or associated with the tobacco 17.

Le formazioni azeotropiche di alcool etilico e acqua tendono a diminuire la successiva diffusione dell'idrocarburo 26 nel tabacco e ad evitare o minimizzare la successiva espansione quando viene applicato il calore. The azeotropic formations of ethyl alcohol and water tend to decrease the subsequent diffusion of hydrocarbon 26 in the tobacco and to avoid or minimize subsequent expansion when heat is applied.

La quantità di alcool-etilico fornita,al tabacco 17 è all'incirca l'l% del peso del tabacco. The quantity of ethyl alcohol supplied to tobacco 17 is approximately 1% of the weight of the tobacco.

Inoltre il vapore dell'idrocarburo alifatico preferito, n-pentano, è diretto nella camera 18, provenendo dal serbatoio 25 illustrato in figura 1. Furthermore, the vapor of the preferred aliphatic hydrocarbon, n-pentane, is directed into the chamber 18, coming from the tank 25 illustrated in Figure 1.

L'n-pentano è lasciato espandere nella camera 18 fino a che nella camera 18 si raggiunge la pressione atmosferica. The n-pentane is allowed to expand in chamber 18 until atmospheric pressure is reached in chamber 18.

L'n-pentano e gli umidificanti precedentemente applicati sono utilizzati per penetrare nel tabacco 17 con l'aiuto dell'alcool etilico 22 che agisce come un coadiuvante di penetrazione per l'npentano. The n-pentane and previously applied humectants are used to penetrate tobacco 17 with the help of ethyl alcohol 22 which acts as a penetration aid for npentane.

Se è presente la forma azeotropica alcool-acqua, non avviene un’adeguata diffusione dell 'n-pentano nel tabacco e risulta diminuita l'espansione del tabacco in seguito al riscaldamento. La quantità di n-pentano 26 fornita alla camera 18 è all'incirca l'8% in peso del tabacco presente. If the alcohol-water azeotropic form is present, there is no adequate diffusion of n-pentane in the tobacco and the expansion of the tobacco after heating is decreased. The amount of n-pentane 26 supplied to chamber 18 is approximately 8% by weight of the tobacco present.

Come si potrà capire, in un procedimento alternativo l'n-pentano può essere aggiunto al tabacco 17 a una pressione maggiore, maggiore della pressione atmosferica, se è richiesta una condensazione addizionale di n-pentano e una espansione addizionale del tabacco. As will be appreciated, in an alternative process n-pentane can be added to tobacco 17 at a higher pressure, higher than atmospheric pressure, if additional condensation of n-pentane and additional expansion of the tobacco is required.

Delle versioni alternative dell'invenzione possono anche utilizzare isopentano, neopentano o una miscela di pentani commercialmente disponibili. Alternative versions of the invention may also use isopentane, neopentane or a commercially available mixture of pentanes.

Tuttavia si è trovato che riportando la camera 18 alla pressione atmosferica con n-pentano nel procedimento preferito, si raggiunge un fattore di espansione nel volume del tabacco di circa 1,6-1,7 valore che è soddisfacente per gli scopi richiesti e per l'economia desiderata. However, it has been found that by returning the chamber 18 to atmospheric pressure with n-pentane in the preferred process, an expansion factor in the volume of tobacco of about 1.6-1.7 is achieved which is satisfactory for the purposes required and for the desired economy.

Dopo che l'n-pentano è stato assorbito sul tabacco 17, avviene la condensazione sul tabacco e il riempimento dei pori del tabacco da parte dell'n-pentano. After the n-pentane has been absorbed onto the tobacco 17, condensation on the tobacco occurs and the n-pentane fills the pores of the tobacco.

Si è trovato che la diffusione negli spazi cellulari chiusi del tabacco può avvenire in un periodo da mezz’ora a due ore ma, per assicurare una completa diffusione da parte dell'n-pentano e dell'alcool, possono essere previsti periodi di tempo più lunghi. Le sperimentazioni hanno mostrato che periodi di tempo compresi da 2 a 48 ore, ed anche periodi di tempo più estesi, non si sono dimostrati dannosi per il tabacco così lavorato, sebbene sia stato determinato che 16 ore sono il tempo preferito per completare la diffusione dell'n-pentano e dell'alcool etilico qui descritta. Dopo che sono state completate le fasi di diffusione sopra discusse, il tabacco 17 viene rimosso dalla camera 18 e viene espanso tramite mezzi convenzionali quali un riscaldamento uniforme tramite radiazione, convezione, conduzione o una loro combinazione. It has been found that diffusion into closed cellular spaces of tobacco can occur in a period of half an hour to two hours but, to ensure complete diffusion by n-pentane and alcohol, longer periods of time can be envisaged. long. Trials have shown that time periods ranging from 2 to 48 hours, as well as longer time periods, have not been shown to be harmful to tobacco thus processed, although it has been determined that 16 hours is the preferred time to complete the spread of the 'n-pentane and the ethyl alcohol described herein. After the diffusion steps discussed above have been completed, tobacco 17 is removed from chamber 18 and expanded by conventional means such as uniform heating by radiation, convection, conduction or a combination thereof.

La temperatura del tabacco può venire elevata principalmente per conduzione e la temperatura non dovrebbe superare i 63° C (140° P). The temperature of the tobacco can be elevated mainly by conduction and the temperature should not exceed 63 ° C (140 ° P).

Il metodo preferito di riscaldamento del tabacco per farlo espandere consiste nel disporre il tabacco su una superficie calda come nel centro di un dispositivo a padella, agitandolo con movimento circolare. The preferred method of heating tobacco to expand it is to place the tobacco on a hot surface such as in the center of a pan device, shaking it in a circular motion.

Il tabacco raggiungerà una temperatura complessiva finale di 54,4-60" C (130-140" F) e richiederà approssimativamente un minuto per espandersi di un fattore di 1,6-1,7 volte il volume originale. Il tabacco può anche venire espanso riscaldandolo in una corrente di gas caldo o di vapore surriscaldato. The tobacco will reach an overall final temperature of 54.4-60 "C (130-140" F) and will take approximately one minute to expand by a factor of 1.6-1.7 times the original volume. Tobacco can also be expanded by heating it in a stream of hot gas or superheated steam.

Il tabacco così lavorato può essere utilizzato per la fabbricazione di sigarette senza la necessità di miscelarlo con tabacco non espanso per controllare il grado di combustione. The tobacco thus processed can be used for the manufacture of cigarettes without the need to mix it with unexpanded tobacco to control the degree of combustion.

Il grado di combustione del tabacco così come è lavorato generalmente mantiene le caratteristiche di combustione del tabacco non espanso, riducendo la quantità necessaria per formare una sigaretta solida. The degree of combustion of tobacco as processed generally maintains the combustion characteristics of unexpanded tobacco, reducing the amount required to form a solid cigarette.

Ad esempio, il tabacco veniva rimosso dalle sigarette di una miscela internazionale e sostituito con un uguale peso di tabacco simile espanso con il metodo dell'invenzione. For example, tobacco was removed from cigarettes of an international blend and replaced with an equal weight of similar expanded tobacco by the method of the invention.

Il confronto dei tempi di bruciatura statici dei campioni lavorati e delle sigarette di controllo mostrava un aumento del 13,9% nel tempo di combustione per il campione. Comparison of the static burn times of the processed samples and the control cigarettes showed a 13.9% increase in burn time for the sample.

Come si vede in figura 3, un grafico di temperatura e pressione del metodo preferito illustra l'aggiunta di vapore di alcool etilico 21 e di idrocarburo 26 consistente di n-pentano al tabacco 17. As seen in Figure 3, a preferred method temperature and pressure graph illustrates the addition of ethyl alcohol vapor 21 and hydrocarbon 26 consisting of n-pentane to tobacco 17.

La curva 43 illustra la temperatura superficiale del tabacco, la curva 41 la pressione della camera, e la curva 42 la temperatura generale del tabacco 17, riferita al tempo in minuti. Curve 43 illustrates the surface temperature of the tobacco, curve 41 the chamber pressure, and curve 42 the general temperature of the tobacco 17, referred to time in minutes.

Durante all'incirca i primi cinque minuti, la pressione nella camera 18 viene rapidamente ridotta in modo che una parte dei liquidi residenti e/o degli umidificanti sia vaporizzata e rimossa dalla camera 18. During approximately the first five minutes, the pressure in chamber 18 is rapidly reduced so that some of the resident liquids and / or humectants are vaporized and removed from chamber 18.

A circa 5-9 minuti, l'aggiunta di alcool etilico fa aumentare la pressione della camera 18 a un massimo di 9,310 Pa (70 mm. HG) per evitare la formazione azeotropica (70 mm. HG) per evitare la formazione azeotropica acqua-alcool etilico. At about 5-9 minutes, the addition of ethyl alcohol increases the pressure of chamber 18 to a maximum of 9,310 Pa (70 mm. HG) to avoid azeotropic formation (70 mm. HG) to avoid water-azeotropic formation. ethyl alcohol.

Da circa 9 a 28 minuti viene aggiunto n-pentano fino a che viene riportata nella camera 18 la pressione atmosferica, e la pressione viene quindi mantenuta, per permettere una completa diffusione dell'n-pentano nel tabacco 17 quando la temperatura della massa si equilibra. From about 9 to 28 minutes n-pentane is added until atmospheric pressure is returned to chamber 18, and the pressure is then maintained, to allow complete diffusion of n-pentane into tobacco 17 when the temperature of the mass balances. .

Possono essere utilizzati vari altri alcool e idrocarburi dagli esperti del ramo e le descrizioni e le illustrazioni qui fornite a scopo esplicativo non devono intendersi come limitative dello scopo delle rivendicazioni allegate. Various other alcohols and hydrocarbons may be used by those skilled in the art and the descriptions and illustrations provided herein for explanatory purposes are not to be construed as limiting the scope of the appended claims.

Claims

CLAIMS 1. A method of expanding tobacco comprising the steps of: (a) arranging the tobacco having a plurality of resident liquids in an empty chamber; (b) depressurize the chamber to carry out the evaporation of said resident liquids; (c) partially repressurizing the chamber by vapor of ethyl alcohol while keeping the chamber at low pressure to avoid water-alcohol azeotropic formation; (d) further repressurizing the chamber with hydrocarbon vapor until atmospheric pressure is reached; (e) maintaining the atmospheric pressure in the chamber to allow diffusion of the hydrocarbon into the tobacco, e (f) subsequently heating the tobacco to expand it.

The method of claim 1, wherein depressurizing the chamber to effect the vaporization comprises depressurizing the chamber to about 1.330 Pa (10 mm. Hg absolute).

The method of claim 1, wherein the step of heating the tobacco to expand it comprises the step of heating the tobacco by heat conduction.

The method of claim 3 wherein heating the tobacco to expand it comprises the step of heating the tobacco which is in contact with a surface heating element.

5. The method of claim 1 wherein heating said tobacco to expand it comprises heating the tobacco to a maximum temperature of 50.4-60 ° C (130-140 ° F).

6. Method of claim 1 wherein the partial repressurization of the chamber with ethyl alcohol provides for maintaining the chamber at a pressure lower than 9.310 Pa (70 mm. Hg absolute).

The method of claim 1 wherein the step of further repressurizing the chamber comprises repressurizing the chamber with vaporized pentane.

8. The method of claim 7 wherein the repressurization of the pentane chamber comprises repressurization of the vaporized n-pentane chamber.

9. A method of expanding tobacco having resident liquids, comprising the steps of: to. humidifying the tobacco with a humectant solution to adjust the weight of resident tobacco liquids to approximately 14-24%; b. place the humidified tobacco in a sealed chamber; c. evacuate the chamber up to about 10 mm. (Hg. Absolute); d. place the chamber in communication with a source of ethyl alcohol until the chamber pressure reaches absolute values not exceeding 9,310 Pa (70 mm. Hg); And. isolate the chamber from the source of ethyl alcohol; f. placing the chamber in communication with a hydrocarbon source until the chamber is brought back to atmospheric pressure; And g. then heat the tobacco to expand it.

The method of claim 9, wherein humidifying the tobacco with a humectant solution involves spraying the tobacco with a glycerin-containing solution.

11. The method of claim 9 wherein the humidification of tobacco involves spraying the tobacco with a solution containing propylene glycol.

12. The method of claim 9 wherein the humidification of the tobacco involves spraying the tobacco with a solution of butylene glycol.

13. The method of claim 9 wherein the hydrocarbon source comprises a source of n-pentane.

14. The method of claim 9 wherein resident liquids are settled at 22%.

15. The method of claim 9 comprising the step of maintaining the tobacco at atmospheric pressure for at least two hours before heating the tobacco.

16. The method of claim 9 wherein the tobacco heating step comprises heating by a heated gas stream.

17. The method of claim 16 wherein heating the tobacco with a heated gas involves heating it with superheated steam.