JP2003289842A - 有害成分を低減させるたばこの葉の加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 たばこの葉の有害成分処理過程が噴霧及び加
熱により簡単になされることによりたばこの生産収率に
影響を与えない、有害成分を低減させるたばこの葉の加
工方法を提供する。 【解決手段】 たばこの葉の加工方法は、食品添加物で
ある炭酸塩系物質をたばこの葉に投与する段階と、たば
この葉を加熱する段階とを備える。このようなたばこの
葉加工方法によれば、炭酸塩系物質がたばこの葉に含有
された有害成分と強力に反応して収斂させた後蒸発によ
り分離除去されることにより、たばこの葉の有害成分を
低減させうる。また、たばこの葉の有害成分除去処理過
程を経てたばこの刺激性臭い成分が除去され以降の加香
条件を向上させる。そして、たばこの燃焼時たばこ特有
の香り及び味はそのまま維持され、間接喫煙の被害も最
小化でき、喫煙者の健康を損なうことを抑えることと共
に喫煙欲求を解消することができて、禁煙草などの機能
性たばこの製造が可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有害成分を低減させ
るたばこの葉の加工方法に係り、さらに詳しくは化学反
応によりたばこの葉の有害成分を除去処理するたばこの
葉の加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に紙巻たばこは農家で収穫乾燥した
葉たばこを加湿、加香などの工程により加工処理した後
切り刻んで刻草を製造し、再び刻草を巻きタバコ用紙で
巻いてフィルタのない巻きタバコを製造した後、ティッ
プペーパを用いてフィルタとフィルタのない巻きたばこ
とを連結して製造する。

【０００３】農家で収穫して乾燥した葉たばこは、普通
含水量が１６ないし１８％程に割合高くて不均一であ
り、茎葉の吸湿力が違って、そのまま熟成する際かびと
害虫の発生など腐敗、変質の恐れがあって、茎を除去し
乾燥した後たばこの製造時まで一時保管するために圧縮
させ所定サイズにパッキングして保管する。このように
乾燥状態に圧縮されパッキングされたたばこの葉集積体
はたばこの葉の解けが円滑になるよう集積体を適切なサ
イズに切断する第１切断工程、たばこの葉に適当な温度
と水分を加える加湿/加温工程、自然蒸発により含水量
を一定に維持させたばこの葉を熟成させる発酵工程、加
香工程、乾燥工程、刻草用として切断する第２切断工程
などの一連の後続工程を経て製造される。

【０００４】このような葉たばこの加工工程を経て通常
巻きタバコ形態に製造されるたばこは、炭化時発生する
煙に一酸化炭素、シアン化水素、アクロレイン、アセト
アルデヒド、フォルムアルデヒド、アセトニトリルなど
と共にニコチン、タールのような粒状の物質が含有され
ている。特に、ニコチンはたばこの代表的な中毒性有害
成分として知られている。このような有害成分は喫煙者
だけではなく、周りの人も直接及び間接喫煙により健康
を損なわせる。また、たばこ成分のうち臭いを発生する
成分は室内に吸着され不快感を与え、室内の壁紙などの
変色をもたらすなどの悪影響を与える。

【０００５】このようなたばこの有害特性を改善するた
め、ニコチンを除去または減少させるための多様な方法
が図られて来ており、最も一般的な方法としてはフィル
タによりニコチンを濾過させ喫煙時ニコチンの吸込量を
減らす方法がある。このようなフィルタ方式によるニコ
チン濾過率は通常２０ないし４０％程に、喫煙時濾過さ
れていないニコチンとタールを相当量喫煙者は吸込むよ
うになる。

【０００６】このようなフィルタ方式以外にも、たばこ
の葉以外の中和成分を有する物質をたばこの葉と共に混
合して製造する方式などが研究されているが、このよう
な方式は異物の混入によりたばこ固有の味を再現し難
く、たばこの葉それ自体に含有する有害成分をたばこの
葉から直接除去する方式でなくて、たばこの葉それ自体
の有害成分を根本的に除去できない短所がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前述したよう
な問題点を改善するために案出されたもので、その目的
はたばこの葉に含有された有害成分をたばこの葉から化
学反応処理により除去できるたばこの葉の加工方法を提
供するところにある。

【０００８】本発明の他の目的は、たばこの葉に含有さ
れた有害成分を除去し、たばこ固有の味は維持させうる
たばこの葉の加工方法を提供するところにある。

【０００９】本発明のさらに他の目的は、既存のたばこ
製造自動化工程に適用できるたばこの葉の加工方法を提
供するところにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明に係るたばこの葉の加工方法は、イ)炭酸
塩系物質をたばこの葉に投与する段階と、ロ)前記たば
この葉を加熱する段階とを備える。

【００１１】望ましくは、前記炭酸塩系物質は、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナ
トリウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、炭酸水素ナトリ
ウムのうちいずれか一つが適用される。

【００１２】前記炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カリウム
水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液に含有された炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウムまたは炭酸水素ナトリウムの濃
度は少なくとも１０％以上にして適用する。

【００１３】前記炭酸塩系物質投与段階は、圧縮された
たばこの葉集積体を所定サイズに切断する切断段階と、
切断された前記たばこの葉に所定の加香液を投与する加
香段階との間に行われることが望ましい。

【００１４】望ましくは、前記加熱段階時発生された有
害ガスが前記たばこの葉から分離排出されうるよう前記
たばこの葉に送風及び/または吸込により前記有害ガス
を分離除去する段階をさらに備える。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付した図に基づき本発明
の望ましい実施例によるたばこの葉の加工方法をさらに
詳述する。

【００１６】本発明の望ましい実施例では、既存のたば
この製造自動生産設備をそのまま活用し、かつ炭酸塩系
物質を用いてたばこの葉の有害成分除去処理が行える方
策として、既存のたばこの葉の加工工程で求められる加
湿/加温工程に炭酸塩系物質を投与する。

【００１７】このような加工工程の例が図１に示されて
いる。まず、農家で収穫された葉たばこから茎を除去
し、乾燥した後圧縮させ所定サイズ、例えば一辺の長さ
が数十センチメータほどになるようパッキングされたた
ばこの葉集積体を所定サイズに切断する(段階１１０)。

【００１８】それから、切断されたたばこの葉に炭酸塩
系物質である炭酸ナトリウム粉末、炭酸ナトリウム水溶
液、炭酸カリウム粉末、炭酸カリウム水溶液、炭酸水素
ナトリウム粉末、炭酸水素ナトリウム水溶液のうちいず
れか一つを投与し、蒸気でたばこの葉を加熱させる(段
階１２０)。ここで、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、
炭酸水素ナトリウムのうち少なくとも二つ以上の物質を
相互混合できることは勿論である。

【００１９】たばこの葉に印加される蒸気の温度及び噴
霧量は適切に調節される。例えば、蒸気の温度は２９０
℃以上に印加する。また、炭酸塩系物質を液状に投与す
る場合、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナト
リウムの含有濃度が少なくとも１０％以上になるよう高
濃度化して噴霧方式で投与する。

【００２０】炭酸塩系物質を液状に投与する場合、炭酸
ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムのうち
少なくとも一つを溶質とし、溶媒としては水または電気
分解処理により生成された強アルカリ性電解水を用い
る。

【００２１】溶媒として水を使用する場合より強アルカ
リ性電解水を適用した場合、たばこの葉の有害成分除去
能力が一層向上される。

【００２２】ここで、強アルカリ性電解水は、溶質と対
応する系列の添加剤を電解装置に投入して生成されたも
のを適用することが望ましい。例えば、添加剤として炭
酸ナトリウムを用いて電解処理して生成された強アルカ
リ性電解水は炭酸ナトリウムまたは炭酸水素ナトリウム
の溶媒として使用する。同様な方法で添加剤として炭酸
カリウムを用いて電解処理して生成された強アルカリ性
電解水は炭酸カリウムの溶媒として使用する。

【００２３】このような炭酸塩系強アルカリ性電解水
は、電解装置の陽極室に炭酸塩系添加剤が稀釈された炭
酸塩系水溶液を加え、陰極室に原水、すなわち水を加え
て電解処理すれば、陰極室で生成される。望ましくは、
多段または循環電解処理するシステムを適用して強アル
カリ性電解水を生成する。

【００２４】図２は強アルカリ性電解水を生成するシス
テムの一例を示した図である。図を参照するに、電解水
生成システムは電解装置５０と、滞留貯水槽６０、７０
とを具備する。

【００２５】原水タンク１０は、原水を貯留するタンク
である。原水は水道物、淡水、海水、地下水などを使用
することができる。

【００２６】原水タンク１０に貯留された原水はポンプ
(Ｐ)１１とフィルタ２０を経て添加剤稀釈撹拌機４０及
び電解装置５０の陽極室５９ａに供給されるよう供給管
路が形成されている。

【００２７】添加剤投入装置３０と添加剤稀釈撹拌機４
０は電解装置５０に投入する炭酸塩系水溶液を生成する
装置である。

【００２８】添加剤投入装置３０は添加剤として炭酸塩
系物質である炭酸ナトリウム、炭酸カリウムまたは炭酸
水素ナトリウムを貯蔵して供給する。

【００２９】ここで、添加剤投入装置３０と原水タンク
１０から添加剤稀釈撹拌機４０にそれぞれ加えられる原
水と添加剤の混合比率は適切に決められる。例えば、添
加剤を原水に対して約５ないし１０パーセントの重量比
に添加する。

【００３０】電解装置５０は陽イオンだけ選択的に透過
させる陽イオン選択透過隔膜５４により陰極室５５ａと
陽極室５９ａとに分離形成されている。

【００３１】以下の説明において、陰極水は陰極室５５
ａで生成された電解水を指し、陽極水は陽極室５９ａで
生成された電解水を指す。

【００３２】陰極水滞留貯水槽７０は電解装置５０の陰
極室５５ａを経て生成された陰極水を貯水させ、貯水さ
れた陰極水を電解装置５０に再投入できるよう電解装置
５０と循環管路を通して連結されている。

【００３３】参照符号６２及び７２は電解水に含まれた
気体を外部に放出できるようにする気体除去装置であ
る。

【００３４】陰極水滞留貯水槽７０は電解装置５０を経
て生成された陰極水を３０秒以上滞留させることが望ま
しい。

【００３５】電解装置５０の陽極室５９ａを経て生成さ
れた陽極水は陽極水滞留貯水槽６０を通して陽極室に再
投入できるようになっている。

【００３６】電解水貯蔵タンク８０は滞留循環電解過程
を経て生成された陰極水を陰極水滞留貯水槽７０から流
入され貯留するためのものである。

【００３７】このような滞留循環式電解水生成システム
は、陰極水循環系統に沿って循環電解される陰極水を強
アルカリ性電解水に作る。

【００３８】ここで、滞留循環式電解水生成システムは
強アルカリ性電解水の生成のために求められる電解/滞
留次数に対応するよう処理される。

【００３９】一方、陰極水生成能力を高めるために複数
の電解装置５０を一つの滞留貯水槽と並列状に接続でき
ることは勿論である。

【００４０】また、水または図２のシステムにより生成
された強アルカリ性電解水を溶媒にして生成された炭酸
塩系水溶液、または粉末状の炭酸塩系物質をたばこの葉
に投与しつつ、蒸気加熱工程を行う加温/加湿装置の一
部が図３に示されている。

【００４１】図を参照するに、加温/加湿装置は筒状の
回転ドラム９１を備える。回転ドラム９１は、切断器
(図示せず)により切断されたたばこの葉を移送するコン
ベヤー９２と加湿/加温処理されたたばこの葉を発酵貯
蔵庫(図示せず)に移送するコンベヤー９３との間に設け
られる。

【００４２】回転ドラム９１は多数の通孔を有するよう
形成され、ハウジング９６内に傾斜して回転自在に配さ
れ駆動源(図示せず)により回転される。

【００４３】回転ドラム９１の内側壁にはたばこの葉の
前進力を強化させるために螺旋状の溝９１ａが形成され
ている。

【００４４】蒸気発生装置(図示せず)から発生された蒸
気は蒸気供給管９４ａ及びノズル９４ｂを通して通孔を
有する回転ドラム９１内に印加される。

【００４５】炭酸塩系物質は液状または粉末状かにより
対応噴射できるよう炭酸塩系物質投与装置(図示せず)が
具備される。

【００４６】示されている例では、炭酸塩系水溶液を回
転ドラム９１内に投与できるよう炭酸塩系水溶液供給管
路９５ａ及びエア噴出管路９５ｂが相互集中するようノ
ズル９５ｃと連結されている。

【００４７】参照符号９８は炭酸塩系水溶液と加熱され
たたばこの葉との反応時発生する有害ガスを収集して排
出するためのガス排出システムである。ガス排出システ
ムは回転ドラム９１が収納されたハウジング９６内にも
設けられることは勿論である。

【００４８】望ましくは、炭酸塩系水溶液と加熱された
たばこの葉との反応時発生する有害ガスの収集及び排出
効率を高めるため送風機(図示せず)に強制にたばこの葉
に送風させながら発生された有害ガスを集めるようガス
排出システムが構築される。この場合、たばこの葉の冷
却効果も兼ねて有害ガスの除去率をさらに高められる。

【００４９】このような加湿/加温装置を用いたたばこ
の葉加工方法によれば、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸カ
リウム水溶液または炭酸水素ナトリウム水溶液をノズル
９５ｃを介して噴射するよう適用する場合、既存のたば
こ自動化製造工程上に設けられた加湿/加温装置をその
まま用いられる。すなわち、供給管路９５ａを介して既
存の水を供給する装置に水の代りに炭酸ナトリウム水溶
液、炭酸カリウム水溶液または炭酸水素ナトリウム水溶
液を加えて供給すれば炭酸塩系物質投与装置として使用
できる。

【００５０】このような加湿/加温装置による噴霧/蒸気
加熱過程を通して熱に極めて安定的な性質を有している
炭酸塩系物質は、たばこの葉と反応してたばこの葉に含
有された成分のうち人体に有害なトータルアルカロイド
及び揮発性塩基などの有害成分及び刺激性臭い成分を強
力に吸着及び揮酸させ除去する。

【００５１】炭酸塩系物質により処理されたたばこの葉
はＰＨがアルカリ性に調節され、炭酸成分は強い浸透力
及び組織の膨化を促進させ蒸気に高温で加熱されるたば
この葉の有害成分除去反応を促進させ、以降のたばこ熟
成反応を活性化させる。

【００５２】実験によれば、このようなたばこ加工工程
を通して炭酸塩系物質により処理されたたばこの葉につ
いて各種の有害成分含量を分析した結果、ニコチン、タ
ール、ベンゾピレン、一酸化炭素などのような有害成分
が相当量減った。

【００５３】特に、たばこの葉に加えられる蒸気の温
度、投与量、炭酸塩の稀釈率、炭酸塩物質のたばこの葉
に対する噴射量調節によりたばこの種類別ニコチン、タ
ールなどの含量を制御できて、たばこの葉を原料とする
禁煙草を製造することができる。

【００５４】高濃度の炭酸塩系粉末または水溶液をたば
この葉に処理すれば喫煙者にたばこ特有の味を提供しか
つ人体に有害な成分が低減されたたばこを提供すること
ができる。また、実験結果、たばこの葉の味と香りを出
す成分はほぼ影響を与えず、炭酸塩により処理したたば
この葉は不愉快な刺激性臭い成分の除去により一層良い
加香条件を提供する。

【００５５】一方、粉末状または水溶液状態の炭酸カリ
ウムは、炭酸ナトリウムに比べてたばこの葉の有害成分
を除去する能力がさらに高いことが確認された。

【００５６】本出願人の実験によれば、粉末状または水
溶液状態の炭酸カリウムを蒸気と共にたばこの葉に投与
すれば、炭酸ナトリウム粉末または炭酸ナトリウム水溶
液をたばこの葉に投与したものより、以降のたばこ製造
過程を経たたばこの葉に残留する比率がさらに低いこと
が確認された。すなわち、炭酸カリウムは炭酸ナトリウ
ムより有害成分除去能力が高く、及び除去対象物質に残
存する比率がさらに低い長所を有する。

【００５７】炭酸水素ナトリウムの場合も炭酸ナトリウ
ムより有害成分除去能力にさらに優れた特性を提供する
ことが確認された。

【００５８】特に、粉末状または水溶液状態の炭酸水素
ナトリウムは、炭酸カリウムまたは炭酸ナトリウム物質
を蒸気で加熱されるたばこの葉に投与する際アンモニウ
ム塩ガスの発生がなく製造上の高い安全性を提供し、６
５℃以上で炭酸、炭酸水、炭酸ナトリウムの機能が活性
化する長所を有する。

【００５９】再び図１に戻って、噴霧/蒸気加熱処理さ
れたたばこの葉を所定時間渋滞状態に維持して熟成させ
る発酵過程を行う(段階１３０)。噴霧/蒸気加熱過程を
通して殆んどの有害成分が除去されたたばこの葉は、発
酵過程においても残留した炭酸塩物質がニコチンを含ん
だ有害成分を後続して吸着して共に蒸発される過程が連
続される。

【００６０】以後、熟成処理された葉たばこについて１
次加香処理を施す(段階１４０)。

【００６１】１次加香処理は液状に調剤された加香液を
たばこの葉に噴霧及び加熱する。加香液は公知の物質、
例えば異性化糖、グリセリンなど適用しようとする香料
を所定比率に混合して水に溶融させて適用する。

【００６２】それから、２次加香及び有機酸処理を施す
(段階１５０)。２次加香及び有機酸処理は加香液と有機
酸、例えばクエン酸を共に混合してたばこの葉に噴霧す
る。この過程においてたばこの葉は中和される。

【００６３】その後、水分量が適切に、例えば約１７％
程に維持されるよう乾燥過程を行う(段階１６０)。

【００６４】次いで、巻きたばことして製造するための
後続工程が行われる(段階１７０)。すなわち、刻草用と
して再切断する切断工程、切断された刻草を巻きタバコ
用紙に巻いて巻きたばこを製造する工程がある。

【００６５】このようなたばこ加工工程において炭酸塩
系物質により処理されたたばこの葉はＰＨがアルカリ性
に変り、後続工程である加香及び有機酸処理工程におい
て有機酸、例えばクエン酸を香液に調剤してたばこの葉
に投与して中和処理すれば、たばこ固有の味と香りが向
上されることが喫煙実験を行ったところ確認された。

【００６６】一方、たばこの葉の有害成分除去率を高め
るため、加香工程以降または加香液の噴霧工程時加香液
と共に炭酸塩系物質をたばこの葉に投与及び加熱乾燥す
る工程をさらに追加することができることは勿論であ
る。

【００６７】以上の説明ではたばこの葉について蒸気に
よる加熱方式を適用して加熱及び加湿を共に行える例が
説明され、蒸気による加熱方式とは違う方式、例えば熱
風、輻射熱のような加熱方式が適用されうることは勿論
である。

【００６８】たばこの葉にこのような炭酸塩系物質を投
与した後蒸気、熱風、輻射熱などのような加熱方式によ
りたばこの葉に含有された有害成分を除去することは、
既存のたばこ製造工程に影響を与えず行われるため、た
ばこの製造工程順序または特定工程と関係なく適用でき
ることは勿論である。例えば、農家で栽培されたたばこ
の葉を保管するための前処理として、前述した炭酸塩系
物質をたばこの葉に投与し加熱処理した後保管できるこ
とは勿論である。

【００６９】その他、炭酸塩系の水溶液にたばこの葉を
所定時間浸漬させ有害成分を除去できることは勿論であ
る。

【００７０】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明に係るたばこの
葉の加工方法によれば、たばこの葉に炭酸塩系物質を投
与し加熱することにより、炭酸塩系物質がたばこの葉に
含有された有害成分と強力に反応して収斂させた後蒸発
により分離除去されたばこの葉の有害成分を低減させう
る。また、たばこの葉の有害成分除去処理過程を経てた
ばこの刺戟性臭い成分が除去され、以降の加香条件を向
上させる。そして、たばこの燃焼時たばこ特有の香り及
び味はそのまま維持されることにより、喫煙者の健康損
傷を抑制させかつ喫煙欲求を解消することができる。ま
た、たばこの葉の有害成分処理過程が噴霧及び加熱によ
り簡単になされるので、たばこの生産収率に影響を与え
ない長所を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の望ましい実施例によるたばこの葉の加
工過程を示したフローチャートである。

【図２】本発明に適用される炭酸塩系水溶液を生成する
ための溶媒を生成する電解水生成システムの一例を示し
た図である。

【図３】本発明のたばこの葉の加工方法に適用される加
湿/加温装置を概略的に示した図である。

【符号の説明】

１０ 原水タンク １１ ポンプ ２０ フィルタ ３０ 添加剤投入装置 ４０ 添加剤稀釈攪拌機 ５０ 電解装置 ５４ 陽イオン選択透過隔膜 ６０ 陽極水滞留貯水槽 ６２ 気体除去装置 ７０ 陰極水滞留貯水槽 ９１ 回転ドラム ９１ａ 溝 ９２、９３ コンベヤー ９４ａ 蒸気供給管 ９４ｂ ノズル ９５ａ 炭酸塩系水溶液供給管路 ９５ｂ エア噴出管路 ９６ ハウジング ９８ ガス排出システム

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 イ)炭酸塩系物質をたばこの葉に投与す
   る段階と、 ロ)前記たばこの葉を加熱する段階とを備えることを特
   徴とする有害成分を低減させるたばこの葉の加工方法。
2. 【請求項２】 前記炭酸塩系物質は、炭酸ナトリウム、
   炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムのうち少なくとも一
   つであることを特徴とする請求項１に記載の有害成分を
   低減させるたばこの葉の加工方法。
3. 【請求項３】 前記炭酸塩系物質は、炭酸ナトリウム、
   炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムのうち少なくとも一
   つを所定の溶媒に溶かして生成された炭酸塩系水溶液で
   あることを特徴とする請求項１に記載の有害成分を低減
   させるたばこの葉の加工方法。
4. 【請求項４】 前記溶媒は、炭酸ナトリウム、炭酸カリ
   ウム、炭酸水素ナトリウムのうち少なくとも一つを添加
   剤にして生成された水溶液を電解装置の陽極室に加え、
   陽イオン選択透過膜により前記陽極室と分離された前記
   電解装置の陰極室に原水を投入して少なくとも１回以上
   電解処理して、前記陰極室で生成された強アルカリ性電
   解水を用いることを特徴とする請求項３に記載の有害成
   分を低減させるたばこの葉の加工方法。
5. 【請求項５】 前記炭酸塩系水溶液に含有された溶質の
   濃度は、少なくとも１０％以上であることを特徴とする
   請求項４に記載の有害成分を低減させるたばこの葉の加
   工方法。
6. 【請求項６】 前記加熱する段階は、蒸気で前記たばこ
   の葉に印加することを特徴とする請求項１に記載の有害
   成分を低減させるたばこの葉の加工方法。
7. 【請求項７】 前記炭酸塩系物質の投与段階は、圧縮さ
   れたたばこの葉集積体を所定サイズに切断する切断段階
   と、切断された前記たばこの葉に所定の加香液を投与す
   る加香段階との間に行われることを特徴とする請求項１
   に記載の有害成分を低減させるたばこの葉の加工方法。
8. 【請求項８】 前記加熱段階時発生した有害ガスを排出
   できるよう前記たばこの葉に送風及び/または吸込によ
   り前記たばこの葉から前記有害ガスを分離除去する段階
   をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の有害
   成分を低減させるたばこの葉の加工方法。