JP2011188804A - 非燃焼たばこ材料の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】添加剤を添加した後の乾燥工程を省略することができ、もって無煙たばこ製品の製造効率の向上が図れる非燃焼たばこ材料の製造方法を提供する。
【解決手段】非燃焼たばこ材料の製造方法は、たばこの葉を細かく粉砕し、たばこ粒を生成する粉砕工程と、粉砕工程により得られたたばこ粒に添加剤及び香料を混合するブレンド工程とを備えており、このブレンド工程は、混合室２５内に投入されたたばこ粒に添加剤及び香料を順次添加し、混合室２５に回転揺動を加えながら、この混合室内のみで行われ、たばこ粒に加水する加水プロセスと、加水されたたばこ粒に加熱処理する熱処理プロセスと、加熱処理後のたばこ粒を室温まで冷却する冷却プロセスと、冷却後のたばこ粒に固体粉末状の添加剤を添加し、たばこ粒と添加剤とを混合した混合物を生成する添加剤混合プロセスと、この混合物に、香料を添加して混合し、非燃焼たばこ材料を生成する加香プロセスとを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、非燃焼たばこ材料の製造方法に関する。

たばこ製品には、たばこ材料に着火することなく用いられる無煙たばこ製品がある。これら無煙たばこ製品にはスヌースや無煙吸引パイプ等が知られている。スヌースは、パウチ内にたばこの葉を裁刻又は細かく粉砕して得られるたばこ粒を含む粉状のたばこ材料を充填したもので、使用者の口腔内にて用いられる。無煙吸引パイプはその内部に前記たばこ材料を充填した通気性のカートリッジを有し、使用者はたばこ材料に着火せず、カートリッジを通じて空気を吸い込むことで、たばこ材料の香味を味わうことができる。

このような無煙たばこ製品に用いられる非燃焼たばこ材料は、通常、たばこ粒に水を添加してたばこスラリーとし、このスラリーに消臭及び殺菌等のための加熱処理を施して冷却した後、添加剤（香味料、香味補強剤等）及び香料を順次添加して得られる（例えば、特許文献１等）。
ここで、添加剤は、添加剤を水に溶解させて得た液状添加剤としてたばこスラリーに添加されるのが一般的である。

国際公開第２００７／１２６３６１号公報

ところで、液状添加剤が添加されたたばこスラリーは、多くの水分を含んでいるので、この後、乾燥工程を経てたばこ材料とする必要がある。
ここで、スヌースには、水分量が多いウェットタイプや、水分量が比較的少ないドライタイプのたばこ材料が使用されているが、無煙吸引ホルダに使用されたたばこ材料は、比較的水分量が少ないドライタイプである。このように、無煙たばこ製品の種類によって、たばこ材料に含ませるべき水分量が異なるため、上記乾燥工程にて、たばこ材料の水分量を目標値に精度良く一致させる必要があり、たばこスラリーの乾燥処理に手間がかかる。

また、水への溶解性が低い添加剤が使用される場合には、たばこスラリーに多量の液状添加剤が添加されるため、たばこスラリーの水分量も必然的に多くなり、その乾燥工程には長時間を要する。
以上のように、乾燥工程の実施には、手間がかかる上、長時間を要することもあるので、乾燥工程は無煙たばこ製品の製造効率を低下させる要因の一つとなっていた。
本発明は、上記の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、乾燥工程を省略することができ、もって無煙たばこ製品の製造効率の向上が図れる非燃焼たばこ材料の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の非燃焼たばこ材料の製造方法は、たばこの葉を細かく粉砕し、たばこ粒を生成する粉砕工程と、前記たばこ粒に添加剤及び香料を混合するブレンド工程とを備えた非燃焼たばこ材料の製造方法において、前記ブレンド工程は、混合室内に投入された前記たばこ粒に添加剤及び香料を順次添加し、前記混合室に回転及び揺動を加えながら、前記混合室内のみで行われ、前記たばこ粒に加水する加水プロセスと、前記加水されたたばこ粒を消臭及び殺菌のために加熱処理する熱処理プロセスと、前記加熱処理後の前記たばこ粒を室温まで冷却する冷却プロセスと、冷却後の前記たばこ粒に固体粉末状の添加剤を添加し、前記たばこ粒と前記添加剤とを混合した混合物を生成する添加剤混合プロセスと、前記混合物に、香料を添加して混合し、非燃焼たばこ材料を生成する加香プロセスとを含むことを特徴とする（請求項１）。

この構成によれば、たばこ粒に添加剤を固体粉末状の形態で添加するので、粉体同士の混合となり、たばこ粒と添加剤とを精度良く混合できる。しかも、混合した後に乾燥する必要がないので、乾燥工程を省略できる。

また、前記添加剤は、香味補強剤であり（請求項２）、具体的には、塩化ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムの何れかの粉末又はこれらの混合粉末であることが好ましい（請求項３）。
この構成によれば、たばこ粒の集合体に対し香味補強剤を均一に混合することができ、たばこの味を良くすることができる。

好ましくは、前記添加剤の粒径が２５０μｍ〜５００μｍである構成とする（請求項４）。
この構成によれば、たばこ粒と添加剤の混合物が、団塊状になることを防止でき、均一に混合することができる。

また、前記添加剤混合プロセスは、前記たばこ粒に対して前記香味補強剤を５〜１０重量％添加し、前記たばこ粒のｐＨを７．５〜９．５に調整することが好ましい（請求項５）。
この構成によれば、たばこの味を良くするとともに味の安定化を図ることができる。

更に、前記たばこ粒の粒度は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである構成とすることが好ましい（請求項６）。
この構成によれば、混合精度を一定にすることができる。

また、前記加水プロセスは、前記たばこ粒の水分を１０〜１５重量％に調整することが好ましい（請求項７）。
この構成によれば、得られる非燃焼たばこ材料が低水分であるので、品質が安定化する。

本発明に係る非燃焼たばこ材料の製造方法によれば、添加剤を水溶液の形態ではなく、固体粉末状の形態でたばこ粒と混合されるので、乾燥工程を省略することができ、無煙たばこの製造効率向上に寄与する。

本発明の非燃焼たばこ材料の製造方法に用いられる回転揺動式混合機の構成を一部切り欠いて示す正面図である。 図１のII−II線断面図である。 本発明の非燃焼たばこ材料の製造方法の作業手順を示す概略構成図である。

本発明に係る非燃焼たばこ材料の製造方法について説明する前に、まず、図１及び図２を参照し、本発明の製造方法で使用する回転揺動式混合機（以下、単にミキサという）２を説明する。

ミキサ２は、前述のたばこ粒を収容するカプセル４を備え、このカプセル４は、カプセルボディ８を備え、このカプセルボディ８は二重構造をなし、外シェル１４及び内シェル１６を有する。これら外シェル１４及び内シェル１６は両端が閉塞された円筒形状をなし、外シェル１４と内シェル１６の間に空洞部すなわち、ジャケット２０が形成され、このジャケット２０は内シェル１６を全体的に覆っている。このジャケット２０には、導入口２２及び導出口２４が設けられており、これら導入口２２及び導出口２４を介し、蒸気、温水、冷水のうちの１つをジャケット２０内を通じて流すことができる。

内シェル１６はその内部に混合室２５を形成し、そして、内シェル１６の内面には、４枚の撹拌フィン２６が設けられている。これら撹拌フィン２６はカプセルボディ８の軸線回りに等間隔を存して配置され、軸線に向けて径方向内側に延びている。
ここで、内シェル１６の内面及び撹拌フィン２６の表面には、フッ素樹脂コーティングが施されている。
カプセルボディ８の一端からは、たばこ粒の入出部１０が同軸にして突設されている。この入出部１０は、円筒形状をなし、外シェル１４及び内シェル１６を貫通して、混合室２５に接続されている。即ち、入出部１０は混合室２５に臨んで開口した内端２７及びカプセルボディ８の外側にて開口した外端２８を有し、この外端２８は蓋３０によって開閉可能である。

また、カプセルボディ８の他端からは同軸にして挿通管１２が突設され、この挿通管１２は外シェル１４及び内シェル１６を貫通し、混合室２５に臨んで開口した内端３１及びカプセルボディ８の外側にて開口した外端３２を有する。挿通管１２の外端３２にはシール部材３４を介してロータリジョイント３６が接続されている。より詳しくは、ロータリジョイント３６は、挿入管１２の軸線方向にシール部材３４側から順次並ぶロータ４０及びステータ４２からなり、このようなロータリジョイント３６を貫通して供給配管３８が挿入管１２と同軸に配置されている。この供給配管３８は、挿入管１２内を通じて混合室２５内に延び、その先端はカプセルボディ８の軸線方向でみて混合室２５の中央に位置付けられている。また、供給配管３８の先端には、噴霧ノズル５４が下向きにして取り付けられている。

供給配管３８はステータ４２から突出した基端３９を有し、この基端３９にユニバーサルジョイント４４を介して接続管４５が接続されている。この接続管４５は切替弁４６に接続されており、この切替弁４６に水配管４８、スチーム配管５０及び香料配管５２がそれぞれ接続されている。これら水配管４８、スチーム配管５０及び香料配管５２は、水、蒸気及び液状香料の供給源にそれぞれ接続されており、切替弁４６は水配管４８、スチーム配管５０及び香料配管５２の何れかを接続管４５、即ち、供給配管３８に接続する切替位置と、接続管４５を閉じる閉位置とを有する。

一方、ロータ４０からは流体導入配管５４及び流体導出配管５６がそれぞれ延び、これら流体導入配管５４及び流体導出配管５６は、上述した導入口２２及び導出口２４にそれぞれ接続されている。一方、ステータ４２からも流体導入配管５８及び流体導出配管６０が延び、これら流体導入配管５８及び流体導出配管６０は蒸気、温水、冷水の供給源に選択して接続可能となっている。そして、ロータリジョイント３６はそのロータ４０の回転に拘わらず、流体導入配管５４，５８同士、また、流体導出配管５６，６０同士を常時接続状態に維持する内部流路構成を有する。

なお、ロータリジョイント３６には、混合室２５内の温度等を測定する各種センサ及び混合室２５内の圧力が所定値（大気圧）を超えることを防ぐ安全弁が配設されている（共に図示せず）。
上述したカプセル４は揺動台６４を介して架台６２に支持されている。
詳しくは、揺動台６４は、カプセル４が載置される４つの回転車輪６８を備え、これら回転車輪６８はカプセル４の両端部に一対ずつ配置され、各対の回転車輪６８はカプセル４の周方向に互いに離間している。また、揺動台６４には各回転車輪６８を回転駆動する回転駆動装置（図示せず）が内蔵されている。

一方、揺動台６４は架台６２に対し、カプセル４の両端部を交互に昇降させるべく揺動自在に取り付けられ、架台６２には揺動台６４の揺動装置（図示せず）が内蔵されている。
次に、上述のミキサ２を使用する非燃焼たばこ材料の製造方法について説明する。
まず、粉砕工程にて、国産バーレ種のたばこの葉を粉砕した後に分級し、粒度が０．５〜２．０ｍｍのたばこ粒を得る。ここで、必要であれば、たばこ粒に香味付加のため、たばこの葉には発酵ラミナが少量混合されていることが好ましい。

次に、得られたたばこ粒を計量し、所定量のたばこ粒をブレンド工程に送り、たばこ粒に添加剤及び香料を添加してブレンド処理する。以下に、ブレンド工程について詳しく説明する。
まず、粉砕工程から送られてきたたばこ粒は、図３（ａ）に示すように、ホッパ７０からミキサ２の入出部１０を通じて、その混合室２５に投入される。このとき、カプセル４は、入出部１０側を斜め上方に向けた姿勢にされているとともに、入出部１０の蓋３０は予め開けられており、そして、カプセル４は揺動台６４における各回転車輪６８の回転に伴い、一方向に回転されている状態にある。
たばこ粒の投入が終了したら、図２（ｂ）に示すように、入出部１０を蓋３０で閉じ、この後、揺動台６４を介してカプセル４の揺動を開始させる。

次に、混合室２５内のたばこ粒７２に対する加水プロセスに移行する。この加水プロセスでは、切替弁４６の切替位置が水配管４８を選択する位置に切り替えられ、これにより、供給配管３８を通じて噴霧ノズル５４に水が供給され、噴霧ノズル５４から混合室２５内に水が噴霧される。ここでの水の噴霧にて、たばこ粒７２の水分は１０〜１５重量％に調整される。このとき、カプセル４は回転しながら揺動されているので、たばこ粒７２に水分を良好に馴染ませることができる。本発明の加水プロセスで加えられる水の噴霧量は比較的少なく、たばこ粒７２はスラリー状とはならず、固体状態に保持されている。なお、加水工程に要する時間は約３０分間である。

この後、熱処理プロセスに移行する。この熱処理プロセスでは、前述した流体導入配管５４，５８を介してジャケット２０内を通じて蒸気を流す一方、切替弁４６の切替位置がスチーム配管５０を選択する位置に切り替えられることで、蒸気が供給配管３８を通じて噴霧ノズル５４に供給され、噴霧ノズル５４から混合室２５内に蒸気が噴霧される。それ故、混合室２５内はその内外から加熱され、その内部の温度が約３０分かけて１００℃まで上昇し、この後、混合室２５内の温度は約２時間１００℃に保持してたばこ粒７２を加熱処理する。ここで、混合室２５内の圧力が大気圧を超えると、前述した安全弁が作動し、混合室２５内を大気圧に戻す。なお、ミキサ２においては、ジャケット２０は混合室２５、即ち、内シェル１６を全体的に覆っているので、混合室２５の昇温速度は速く、従来の熱処理装置の半分の時間で目標温度の１００℃に到達することができる。

上述の熱処理は、最終製品としての非燃焼たばこ材料にロースト感を付与し、よって、たばこ粒７２の生臭さ等が低減され、また、たばこ粒７２の殺菌効果も得られる。
次いで、冷却プロセスに移行する。この冷却プロセスでは、ジャケット２０内に前述の蒸気に代えて水を導入して、混合室２５内の温度を下げ、たばこ粒７２を室温まで冷却する。このとき、混合室２５内の結露防止のため、ジャケット２０内に最初に４０℃の温水を導入し、混合室２５内の温度を４０℃程度にする。この後、ジャケット２０内に２０℃の水を導入し、混合室２５内の温度を室温まで低下させ、たばこ粒７２を冷却する。このようにジャケット２０内を流れる水の温度を段階的に低下させれば、混合室２５内の結露の発生を抑えつつ、混合室２５内のたばこ粒７２を１００℃から室温まで速やかに冷却することができる。この結果、冷却プロセスに要する時間は約４５分で済む。

冷却プロセス終了後、添加剤混合プロセスに移行する。この添加剤混合プロセスにおいては、まず、カプセル４の回転を維持した状態で、その揺動が停止され、そして、図２（ａ）に示すように、カプセル４を入出部１０側を斜め上方に向けた姿勢とする。この状態で、蓋３０を開け、ホッパ７０から入出部１０を通じて固体粉末状の添加剤を混合室２５内に投入する。ここで、添加剤は炭酸カリウムからなり、粒度は２５０μｍ以上５００μｍ以下であり、ここでの添加量はたばこ粒７２に対して５〜１０重量％である。この後、蓋３０を閉め、図２（ｂ）に示すように、カプセル４の揺動を再開させ、約３０分間、たばこ粒７２に対する添加剤の混合作業を行う。

なお、添加剤としては、炭酸カリウムに限定されるものではなく、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム等であってもよい。
添加剤の混合作業が終了した後、加香プロセスに移行する。この加香プロセスでは、切替弁４６の切替位置を香料配管５２を選択する位置に切り替え、供給配管３８を通じて噴霧ノズル５４に液状香料を供給する。これにより、噴霧ノズル５４から液状香料が混合室２５内に噴霧され、たばこ粒７２に香り付けを行い、最終製品である非燃焼たばこ材料を製造する。ここでの液状香料は、メンソール、コーヒー、果汁などの香料成分を含むことができ、そして、その溶媒には、水、アルコール、グリセリン、プロピレングリコール等を使用可能である。加香プロセスでの液状香料の添加量はたばこ粒に対し１０〜２０重量％である。

そして、加香プロセスは、たばこ粒７２と液状香料とを馴染ませるため、カプセル４の回転及び揺動運動を継続しながら約３０分間実施され、加香工程終了後の非燃焼たばこ材料のＨＯＶ(Hearson oven volatiles)及びｐＨをそれぞれ２０〜３０重量％、８．０〜９．０に調整する。ここで、ＨＯＶとは、非燃焼たばこ材料の湿度を示す指標であり、非燃焼たばこ材料を１００℃で６０分間乾燥した後、単位重量当たりの非燃焼たばこ材料中に含まれる水分量及び揮発成分量（香料）の合計量の割合である。

加香プロセスが終了した後は、混合室２５からの非燃焼たばこ材料の排出作業を行う。この排出作業では、まず、カプセル４の揺動を止め、図３（ｃ）に示すように、カプセル４を入出部１０が斜め下方に向く姿勢とする。この状態で、蓋３０を外し、混合室２５から入出部１０を通じて非燃焼たばこ材料を排出する。このとき、混合室２５、即ち、内シェル１６の内面や、撹拌フィン２６の表面は、フッ素樹脂コーティングが施されているので、非燃焼たばこ材料は、内シェル１６及び撹拌フィン２６に付着することなく円滑に排出される。このため、混合室２５内に非燃焼たばこ材料が残留することはなく、混合室２５の清掃作業も効率よく行える。

なお、本発明の製造方法に用いられるミキサ２は、大気圧条件下でたばこ材料のブレンド処理を行うことができ、加圧容器型の混合装置に比べて取り扱いが簡単であり、作業性に優れているので、効率よく非燃焼たばこ材料を製造できる。
排出された非燃焼たばこ材料は、密閉容器に一時蔵置され、その後、スヌースや無煙吸引パイプの製造工程に送られる。

本発明に係る非燃焼たばこ材料の製造方法によれば、固体粉末状の添加剤を固体状態のたばこ粒と精度良く混合するので、液状添加剤とたばこ粒とを混合する従来の製造方法では必須の乾燥工程を省略することができる。しかも、本発明の添加剤混合プロセスは、室温で行われるので、乾燥工程後の冷却工程をも必要とせず、室温で実施される加香工程に直ぐに移行できる利点がある。

また、本発明に係る非燃焼たばこ材料の製造方法により得られる非燃焼たばこ材料は、湿度（ＨＯＶ）が２０〜３０重量％と比較的低く、無煙吸引パイプやドライタイプのスヌースの製造にはそのまま使用可能となる。なお、ウェットタイプのスヌースを製造する場合にも、その製造工程にて非燃焼たばこ材料に水分を付加し、その水分量を調整すれば対応可能である。このように、本製造方法により得られる非燃焼たばこ材料は、ドライタイプ及びウェットタイプの両方に対応できるので、汎用性に優れる非燃焼たばこ材料を効率よく製造することができる。

（実施例）
国産バーレ種のたばこの葉を粉砕し、分級して粒度が０．５〜１．４ｍｍのたばこ粒を得た。このたばこ粒を７ｋｇ計量し、ミキサ２に投入してブレンド処理した。ブレンド処理に含まれる各プロセスは、以下の条件で行った。ここで、加水プロセスにおける水分量及び添加剤混合プロセスにおいて添加される添加剤（炭酸カリウム）の粒径を、表１に示すように変化させた非燃焼たばこ材料を複数製造し、得られた非燃焼たばこ材料につき評価を行った。

加水プロセス：水を供給しカプセル４を３０分間回転揺動した。
熱処理プロセス：カプセル４を回転揺動させながら室温より１００℃まで３０分かけて昇温し、１００℃で２時間保持後、１００℃から室温まで４５分かけて冷却した。なお、昇温、保持の過程で、噴霧ノズルより１０５℃の蒸気も併せて噴霧し、カプセル内からも加熱した。
添加剤混合プロセス：炭酸カリウムの粉末を添加し、カプセルを３０分間回転揺動した。
加香プロセス：メンソールのプロピレングリコール溶液を噴霧ノズルより噴霧し、カプセルを３０分間回転揺動した。

得られたたばこ粒のｐＨをｐＨ計で測定し、ｐＨ変動率を測定した。この結果を表１に示す。ここで、ｐＨ変動率は、以下のようにして求めた。
まず、カプセル４を水平位置にて停止させ、入出部１０の内端２７の部分から手前側、中間部、奧側の３つのエリアにて、それぞれ、右側、中央、左側の計９箇所から非燃焼たばこ材料をそれぞれサンプリングした。得られたサンプルに対し、前処理として、純水を加えて振とう機にかけて振とうし、その後、溶液を抽出し、得られた抽出液についてｐＨ計を用いてｐＨを測定した。そして、得られた測定値の平均値、バラツキを求めて、ｐＨ変動率を算出した。

また、加香プロセス後の非燃焼たばこ材料をふるい機で選別し、ふるい網上に残るたばこ材料の重量とふるい網の下に落ちたたばこ材料の重量を測定して、たばこ材料の全体量からふるい網上に残るたばこ材料の割合を算出した。その結果を団塊の発生率として表１に示した。ここで、ふるい条件は、網目が1.18mmのふるい網を持つ振動ふるい機を用いた。なお、遠心式ふるい機を用いてもよい。

ここで、ｐＨ変動率が１％以下、団塊の発生率が０．１％以下のものを良（評価○）とし、ｐＨ変動率が１％を超え、団塊の発生率が０．１％を超えるものは不良（評価×）とし、その結果も併せて表１に示した。

表１の結果より、本製造方法において、非燃焼たばこ材料の水分量を１０〜１５重量％、添加剤の粒径を２５０〜５００μｍの条件としたとき、ｐＨ変動率及び団塊の発生率がともに低く、良好な品質の非燃焼たばこ材料を効率よく得られることがわかる。

２ 回転揺動式混合機（ミキサ）
４ カプセル
８ カプセルボディ
１４ 外シェル
１６ 内シェル
２０ ジャケット
２６ 攪拌フィン
３８ 供給配管
６２ 架台
６４ 揺動台
６８ 回転車輪
７２ たばこ粒

Claims (7)

1. たばこの葉を細かく粉砕し、たばこ粒を生成する粉砕工程と、
   前記たばこ粒に添加剤及び香料を混合するブレンド工程と
   を備えた非燃焼たばこ材料の製造方法において、
   前記ブレンド工程は、
   混合室内に投入された前記たばこ粒に添加剤及び香料を順次添加し、前記混合室に回転及び揺動を加えながら、前記混合室内のみで行われ、
   前記たばこ粒に加水する加水プロセスと、
   前記加水されたたばこ粒を消臭及び殺菌のために加熱処理する熱処理プロセスと、
   前記加熱処理後の前記たばこ粒を室温まで冷却する冷却プロセスと、
   冷却後の前記たばこ粒に固体粉末状の添加剤を添加し、前記たばこ粒と前記添加剤とを混合した混合物を生成する添加剤混合プロセスと、
   前記混合物に、香料を添加して混合し、非燃焼たばこ材料を生成する加香プロセスと
   を含むことを特徴とする非燃焼たばこ材料の製造方法。
2. 前記添加剤は、香味補強剤であることを特徴とする請求項１に記載の非燃焼たばこ材料の製造方法。
3. 前記香味補強剤は、塩化ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸ナトリウムの何れかの粉末又はこれらの混合粉末であることを特徴とする請求項２に記載の非燃焼たばこ材料の製造方法。
4. 前記添加剤の粒径が２５０μｍ〜５００μｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の非燃焼たばこ材料の製造方法。
5. 前記添加剤混合プロセスは、
   前記たばこ粒に対して前記香味補強剤を５〜１０重量％添加し、前記たばこ粒のｐＨを７．５〜９．５に調整することを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の非燃焼たばこ材料の製造方法。
6. 前記たばこ粒の粒度は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の非燃焼たばこ材料の製造方法。
7. 前記加水プロセスは、
   前記たばこ粒の水分を１０〜１５重量％に調整することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の非燃焼たばこ材料の製造方法。

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