JP2694253B2 - 塩基性材料の除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抽出法に関し、特に植物製品から塩基性材料
の選択除去のための方法に関する。本発明は広い範囲に
わたる植物製品から特定の物質の選択抽出に使用でき
る。しかしながら本発明は煙草からニコチンを抽出する
のに特に適用できる、従つてそれに関連して説明する。 煙草からニコチンを除去するために種々な方法が提案
されている。しかしながらこれらの方法の大部分はニコ
チンに対して充分に選択性でなく、煙草から他の成分を
除去する。これらの他の成分の除去は煙草の望ましいフ
レーバーと芳香性に悪影響を有する。他の方法は一般に
それらの範囲および有効性に制限があることが見出され
ており、しばしば実施するのが複雑で費用がかかる。 ニコチンは、ニコチン塩の中和をしまたはせずに有機
溶媒を用いて煙草から抽出されている。代表的なかかる
方法には米国特許第678362号（フローリング）、第1196
184号（ビリアース・スチユアート）、第2048624号（ロ
セリウス）、第2128043号（ガーナー）、第2227863号
（ローデス）、および第3096773号（プリー等）に記載
されている方法がある。ニコチンはまたニコチン塩の中
和をしまたはせずに水性溶液から煙草からも抽出されて
いる。代表的なかかる方法には米国特許第2822306号
（ビユエル等）、第2582075号（セベリ）、および第387
4392号（ド・ブルン等）に記載されている方法がある。
ニコチンは煙草抽出物の溶液から分離され、ニコチン減
損溶媒は煙草に返戻されている。代表的なかかる方法に
は、米国特許第283622号（リープライヒ等）、第802437
号（ヴインマー）、第2805667号（ホン・ベトマン）、
第3046997号（ヒンド）、および第3139435号（ステイリ
ー等）に記載されている方法がある。ニコチンはまた煙
草抽出物の溶液から分離され、他の成分で飽和された減
損溶媒は抽出容器に再循環されている。代表的なかかる
方法には米国特許第1294310号（セイヤー等）、第15777
68号（スミス）、第1813333号（アンドリウス）、第339
6735号（ホン・ベトマン）および第3612066号（ジヨン
ズ）に記載されている方法がある。 米国特許第4215706号（ラーソン）に記載されている
如く、酸で処理された基質と煙草を緊密に接触させるこ
とによつて溶媒を使用せずにニコチンは煙草から基質へ
と移されている。この方法は加熱をしまたはせずに実施
できる。 米国特許第4153063号（ローズリウス）には、煙草を
超臨界状態で抽出溶媒と接触させて煙草からニコチンを
除去する方法が記載されている。単一工程抽出法におい
ては、湿つた煙草を超臨界状態で溶媒で抽出する。その
後溶媒は蒸発せしめられる。この単一工程抽出法におい
ては芳香成分がニコチンと共に除去されるため、多工程
法が教示されている。第一工程で乾燥煙草を超臨界状態
で溶媒で抽出して芳香成分を除く。第二工程において煙
草を湿潤させ、再び超臨界状態で溶媒で抽出してニコチ
ンを除去し、これは溶媒を蒸発させるか、酸と別の容器
で溶媒を接触させるか、あるいは活性炭カラムでニコチ
ンを吸収させるかによつて分離される。第三工程におい
て、第一工程から分離され貯蔵された芳香成分を超臨界
溶媒中に再溶解し、煙草に戻される。この多工程抽出法
は費用がかかり、時間を消費する。更に長時間にわたる
芳香成分の取り扱いはそれらの性質に悪影響を与える。 本発明は所望の芳香発生成分の除去なしに煙草からニ
コチンを除去するための方法を提供する。煙草は超臨界
状態または液体状態の何れかで溶媒で抽出する。その後
抽出溶媒に可溶性でない非揮発性酸を含有するトラツプ
中に溶媒を通して富化溶媒からニコチンを選択的に除去
する。トラツプは支持媒体上に含有させてもよい。ニコ
チンが減損し、他の成分において富化された溶媒は次い
でニコチンを抽出するため煙草へ再循環される。 あるいは煙草は、周囲条件下に煙草成分と著しくは反
応しなくてむしろ抽出法の条件下で抽出しうるニコチン
の量を増大させるのに有効である化学的に塩基性（アル
カリ性）の化合物で前処理するとよい。塩基性化合物で
の煙草の前処理はニコチン塩を中和し、抽出法をおだや
かな条件下で実施することを可能にする。 本発明は別の捕捉容器を用いまたは用いずに単一工程
抽出法を用いて煙草中のニコチンの濃度を選択的に減少
させる方法を提供することにある。 本発明の別の目的は一つの煙草基体（葉材料または再
構成した葉）から、第二煙草基体（葉材料、再構成葉材
料または煙草茎）へまたは非煙草基体へとニコチンを移
行させる方法を提供することにある。 本発明の別の目的は一つの煙草基体（葉材料または再
構成葉）から、第二の煙草基体（葉材料、再構成葉材料
または煙草茎）へまたは非煙草基体へフレーバーおよび
芳香成分（ニコチンと共にまたはニコチンなしで）を移
行させる方法を提供することにある。 本発明の別の目的はフレーバーまたは芳香物質の減少
または除去をする方法を提供することにある。 更に本発明の目的はニコチンの選択除去を容易にする
ため吸着媒体（完全フレーバー煙草フイラー、再構成葉
材料、煙草茎、木綿布、セルロース、炭素、ココアシエ
ル、他の植物副製品、多孔性セラミツク、多孔性金属
等）を用いる方法を提供することにある。 更に別の本発明の目的はニコチンの選択除去を容易に
するため水性吸着媒体（水、水性酸、水性塩等）を用い
る方法を提供することにある。 更に別の本発明の目的は比較的おだやかな条件の下で
煙草からニコチンの抽出をする方法を提供することにあ
る。 本発明のこれらのおよび他の目的は以下の説明から明
らかになるであろう。 第１図は煙草および煙草ブレンドからニコチンを除去
するための一つの好ましい装置を示す。抽出容器１には
煙草の試料を充填させる、そして捕捉容器２および３に
は酸含浸支持媒体また水、好ましくは若干の酸を含有す
る水を充填させる。抽出溶媒はポンプ４および質量流量
計５に接続された容器１に供給する。容器内の圧力はポ
ンプ（図示せず）で制御し、温度は熱交換器６によつて
制御する。抽出溶媒は抽出容器１の頂部で入り、試料中
を下方に向つて通過し、容器の底で出る。試料中を通る
間に、抽出溶媒は試料の成分で富化される。溶媒は次い
で捕捉容器２または３、または両方を通つて再循環さ
れ、再び頂部から導入され、次いで下方に向つて通過
し、底で出る。捕捉時間は捕捉容器２と３の間で分けて
もよい。捕捉容器（一つまたは複数）を通過中、溶媒中
のニコチンは酸と反応し、その中で捕捉されるようにな
る、一方溶媒中に残つている芳香成分は自由に捕捉容器
中を通過する。ニコチンが減少し、他の成分で富化され
た溶媒は次いでそれを抽出容器に再循環させることによ
つてサイクルに戻される。 抽出容器は溶媒の半径流または軸流の形に設計するの
が好ましい。捕捉容器は半径流または軸流に共に設計す
るのが好ましい、しかし抽出容器と同じ設計にする必要
はない。溶媒の半径流は容器中の固体材料の緻密化を最
小にし、各容器内の圧力降下を小さくできる。当業者に
は多くの流れの方向、例えば底から頂部へ、頂部から底
へ、または各容器中に放射状に内側へもしくは外側へ向
う流れが有効であることは認められるのであろう。また
当業者にはポンプをこの系中の任意の幾つかのラインに
置くことができることは認められるであろう。 特に好ましい方法は、同じ抽出容器中に煙草試料およ
び比較的小容量の捕捉材料の両者を含有することができ
るようにする。この方法において捕捉材料は抽出容器の
底部分中に置き、多孔性板を捕捉容器の頂部上に置き、
煙草は多孔性板によつて支持されその上部で抽出容器中
に入れる。捕捉容器２および３はバルブ調整によつて流
れの系から離す。煙草試料の抽出は、前述した如く、抽
出容器の頂部中に溶媒を導入し、それが容器の底を出る
まで試料中を下方に向つて通すことによつて行われる。 この方法の一つの利点は、ニコチンを捕捉するため吸
着材料の比較的大量を含有させるため追加の容器を必要
としないことにある。単一容器で抽出を行うための能力
は上述した理由によつて、また溶媒対煙草比を著く減少
させることができるためより経済的な方法を生ぜしめ
る。また少ない溶媒を使用できることは芳香生成成分の
損失および分解を少なくし、従つて改良された煙草製品
をもたらす。 本発明の別の実施態様においては、煙草は、周囲条件
下で煙草成分と有意には反応せず、むしろ抽出法の条件
下で活性化される化学的に塩基性の化合物で前処理する
とよい。かくするとニコチンはその塩から遊離され、他
の塩基誘起化学が煙草内で開始する前に抽出溶媒中に取
り入れられる。選択した抽出溶媒中でニコチン遊離塩基
の溶解度は一般にニコチン塩の溶解度より大であるか
ら、抽出法をよりおだやかな条件下で実施できる。前処
理には塩基性化合物またはその好適な溶液で煙草を噴霧
するか浸漬することを含む。 当業者には、前記化学的に塩基性の化合物には処理条
件によつて必ずしも影響を受けず、それにも拘らず本発
明の方法によつて抽出できるニコチンの量を増大させる
のに有効であるものを含有する。 液体または気体相の形の両者で、ニコチンに対する溶
媒能力を有する多くの抽出溶媒を煙草のニコチン含有率
を減ずるために使用できる。超臨界状態での二酸化炭素
が本発明における好ましい溶媒である。他の有用な溶媒
には例えばCF₄、CHF₃、CClF₃、CBrF₃、CH₂＝CF₂、CF₃−
CF₂CF₃、CHClF₂、CCl₂F₂、CHCl₂F、CCl₃F、CBrF₃、CFCl
＝CF₂、CH₃−CF₃、オクタフルオロシクロブタンの如き
炭素原子約４以下を含有するハロゲン化炭化水素、およ
びプロパン、ブタン、ペンタンの如き炭素原子約５以下
を含む炭化水素を含む、他の有用な溶媒にはN₂O、SF₆お
よびアルゴンを含む。改良された溶媒特性を得るため、
溶媒の混合物または添加剤または共溶媒を使用できる。
更に水、アンモニアまたはアンモニア水を抽出溶媒と混
合でき改良された溶媒特性を得ることができる。二酸化
炭素が好ましい溶媒である、何故ならばそれは抽出され
た煙草中に非煙草残渣を残さず、天然に産する化合物で
あるからである。 超臨界状態での溶媒は充分に高い温度で気体相での溶
媒である。従つてそれは圧力増加によつて液化されな
い。臨界未満（subcritical）状態での溶媒は圧力の増
加によつて液化され得る溶媒である。 超臨界二酸化炭素は、その臨界温度以上、即ち31.3℃
以上であり、その臨界圧力以上即ち約70気圧以上である
二酸化炭素である。超臨界状態での二酸化炭素での抽出
は約70〜約1500気圧の範囲の圧力および臨界温度の丁度
上から約120℃までの範囲での温度で実施する。他の有
用な溶媒の超臨界状態のための温度および圧力の範囲は
一般に同じ大きさ台のものである。 本発明において使用する好ましい酸は、抽出条件下で
抽出溶媒に不溶性であり、非揮発性である酸である。有
用な酸には硫酸、リン酸および硝酸がある。他の有用な
酸にはポリカルボン酸例えば酒石酸、クエン酸、リンゴ
酸、マロン酸、コハク酸およびグルタミン酸を含む。上
述した酸のアルカリ金属塩の如き１価塩が一般に好まし
い、何故ならばこれらの塩は揮発性が少なく、溶媒に溶
解することが少ないからである。好ましい酸の塩はクエ
ン酸一カリウムである。上述した酸のモノアンモニウム
塩およびジアンモニウム塩も使用できる。上記酸の多価
塩も有用であるが、ニコチンを捕捉するに当つて効率が
劣る。 捕捉容器中での酸は、必ずしも必要ないが、溶媒の流
れを阻害しない支持媒体と接触状態であるのが好まし
い。酸は支持媒体に含浸させるか、付着させるか、さも
なければそれと接触状態にするとよい。有用な支持媒体
には、炭素、煙草フイラー、再構成葉材料、煙草茎、木
綿布、セルロース、ココアシエル、他の植物副製品、多
孔性セラミツク、多孔性金属等がある。煙草茎は長い
茎、細断し圧延され、切断され、拡げられ、処理されま
たは処理されないものであることができる。特に好まし
い支持媒体は細断された煙草茎およびココアシエルであ
る。 酸のための支持媒体は、溶媒が酸の水性溶液を通つて
泡立たされる場合における如く、水であることさえでき
る。好ましい捕捉材料はクエン酸の水性溶液である。特
に好ましい捕捉材料はクエン酸一カリウム塩の水性溶液
である。 酸対ニコチンの比は約10:1〜約1:1の範囲であること
ができ、約4.5:1〜1.5:1が好ましい。 支持媒体中の酸の濃度には厳密な規制はない。濃度は
容器内に要求される支持媒体の容量を最小にするに充分
に大であるべきであるが支持媒体を通る溶媒の流れ特性
を阻害することのないよう充分に低くすべきである。支
持媒体中の酸の濃度は変えることができるが、しかし煙
草茎の場合濃度は一般に約５重量％〜約40重量％の範囲
であり、好ましくは約15重量％である。より大なる酸濃
度、即ち飽和した形または微結晶質の形を排除するもの
ではない。 煙草を前処理するため本発明で使用するための化学塩
基は周囲条件下で煙草成分と有意に反応しない塩基であ
る。周囲条件下で煙草成分と有意に反応する化学塩基
は、煙草中で塩基触媒化学を開始し、煙草の黒化さもな
ければその喫煙特性に悪影響を与えることができる。む
しろ好ましい塩基はフレーバー成分の抽出を過度に増大
させることなく抽出されるニコチンの量を増大させるの
に有効であるものである。かかる塩基は抽出工程の条件
下に煙草中の成分と反応できる。この方法でニコチンは
その塩から遊離され、他の塩基誘起化学が煙草内で開始
される前に直ちに抽出溶媒中に取り入れられる。ニコチ
ン遊離塩基の溶解度は抽出溶媒中でニコチン塩の溶解度
より大であるから、よりおだやかな条件の下で抽出処理
を行うことができる。この方法で首題の喫煙特性の品質
は保存される。周囲条件下で有意に反応せず、抽出処理
条件下で活性化される化学塩基には重炭酸アンモニウ
ム、炭酸もしくは重炭酸ナトリウムもしくはカリウム、
グリコシルアミン、アルドースのＮ−グリコシド、ケト
ースのＮ−グリコシド等を含む。 本発明を実施するに当つて有用な他の化学塩基にはア
ンモニア、アンモニア水、トリメチルアミンおよびトリ
エチルアミンがある、これらは抽出条件下で抽出できる
ニコチンの量を増大させうる。しかしある濃度でのかか
る化合物の幾つかは煙草の特性に悪影響を与えることが
ある。一般にニコチンの酸塩からニコチンを遊離する塩
基、特に約7.2より大で約10より小さいpKaを有する塩基
が本発明を実施するに当つて有効である。好適な塩基の
組合せも本発明の範囲内に入る。 本発明において有用なグリコシルアミンは下記式によ
つて示される： 式中Ｒは水素、メチルまたはメチロール置換基であ
る。 本発明のグリコシルアミンの化合物の例には１−アミ
ノ−１−デオキソグルコース（Ｒ＝CH₂OH）がある。他
のグリコシルアミンには１−アミノ−１−デオキシマン
ノース（モンノシルアミン）、１−アミノ−１−デオキ
シリボース（リボシルアミン）、１−アミノ−１−デオ
キシガラクトース（ガラクトシルアミン）、１−アミノ
−１−デオキシラムノース（ラムノシルアミン）、１−
アミノ−１−デオキシフコース（フコシルアミン）、１
−アミノ−１−デオキシキシロース（キシロシルアミ
ン）、１−アミノ−１−デオキシアラビノース（アラビ
ノシルアミン）、１−アミノ−１−デオキシリクソース
（リクソシルアミン）等を含む。 本発明に含まれるグリコシルアミン化合物は純粋な形
で、周囲温度で安定で無臭の化合物である。更にグリコ
シルアミン化合物は比較的低い熱分解温度（例えば200
〜300℃）で分解してアンモニア、ピラジンおよび関連
化合物を放出する。 非置換アミノ基（−NH₂）を有するアンモニア誘導グ
リコシルアミンは、アミノ基が置換されている（−NHR
または−NR₂）グリコシルアミンよりも安定である。ア
ミノ基がアミノ酸構造を有していると、自己接触アマド
リ転位がある、即ち室温で生ずる他の副反応に加えて、
アルドース糖のＮ−グリコシドの相当するケトンのアミ
ン誘導体への変換がある。 本発明の別の好ましい形態では、煙草を重炭酸アンモ
ニウムの水性溶液で噴霧して煙草を前処理することを含
む。重炭酸アンモニウムは、煙草の乾燥重量の約１％
（質量／質量）で付与するとき有用であり、煙草の乾燥
重量の３％までで付与できる。形成される煙草は抽出後
一般に前処理しない煙草よりも苦くない。 ニコチン塩の中和は、ニコチンの中和および抽出が同
時に起り、煙草内での有意な塩基誘導化学が開始されな
いよう超臨界抽出中に塩基源を同時に加えることによつ
て行うこともできる。 本発明の典型的な実施例において、酸含有捕捉容器は
拡げた煙草茎の如き支持体中にクエン酸一カリウムの如
き酸の溶液を含浸させることによつて作る。次いで捕捉
材料を抽出容器中に置き、酸含有捕捉材料の上に多孔性
板を置き、板の上に抽出されるべき煙草を充填する。容
器に溶媒を仕込み、圧力を260気圧にし、温度を70℃に
する。 抽出されるべき煙草は約25％のオーブン揮発成分含有
率を含有するように調整する。煙草中のオーブン揮発分
の百分率（OV％）は水分含有量と他の成分の少しの画分
の測度であり、次の如く測定される： 次いで煙草に超臨界状態での二酸化炭素の如き抽出溶
媒で横切らせ、抽出溶媒中にニコチンおよび他の成分を
溶解させる。富化された超臨界溶媒は次いで、溶媒がニ
コチンを含有しないように酸含有捕捉材料中に通す。ニ
コチンが減損し、他の成分が多くなつた超臨界溶媒は次
いで煙草へ再循環させる。芳香発生成分はサイクルの初
期の段階中にのみ煙草から抽出される、何故なら溶媒は
これらの成分で急速に飽和されるようになるからであ
る。ニコチンは溶媒から連続的に除去されるため、溶媒
を再循環させたとき煙草からニコチンの追加量を抽出す
ることができる。 この方法は煙草中のニコチン減少の所望の程度が達成
されるまで行う。この方法の利点は原則的にニコチンが
超臨界溶媒から除去され、芳香発生成分が実質的に保持
されることにある。 バルブおよび計測ハードウエアを、（ａ）全容器へCO
₂流をバイパス、（ｂ）抽出容器から捕捉容器へのCO₂の
流れ、（ｃ）任意の容器での順流および逆流の両方のCO
₂流、（ｄ）急速な一循環時間、（ｅ）大および小の両
方のCO₂充填ポンプの使用および（ｆ）捕捉容器中の昇
降差圧力測定用圧降下計測を可能にするため配置しても
よい。CO₂の流れは上昇流の形で重力とは反対の方向で
あり、下降流の形で同じ方向である。 煙草の主観的喫煙特性の良好な保持のため、抽出容器
はCO₂充填中および加熱期間中バイパスさせてよく、CO₂
は捕捉容器を通るだけの方向に流してもよい。一時抽出
処理条件に達したら、CO₂の流れは抽出容器を通る方向
にする。抽出処理条件は急速に（４〜８分で）到達され
る。この方法を用いた実験において、各抽出実験の開始
は処理条件（温度、圧力）に達したときに数え、各実験
の終りはCO₂質量の必要量（抽出溶媒の質量／煙草の質
量、m/m）が煙草中を横切つたときに数える。 表１は吸着剤支持体として炭素を用いて行つた抽出実
験の結果を示す。 25％OV（オーブン揮発成分）で完全フレーバーアメリ
カンブレンド煙草を吸着剤として活性炭を用いて30分間
にわたつて抽出した（表１、実験16）。煙草のニコチン
含有率は97.2％減少した、煙草フレーバーは、主観試験
によつて判定したとき、より長い抽出時間処理を受けた
煙草に比較して改良された。 吸着剤支持体としてクエン酸カリウムで飽和した活性
炭を用いたとき、炭素対煙草比は炭素単独に対する2:1
から0.25:1へと著しく減少された。抽出されたニコチン
の程度は捕捉カラムを通るニコチンの漏出により少し低
かつた。煙草主観（subjectives）（芳香、フレーバー
および他の喫煙特性）は非常に悪かつた（表１、実験1
7,18）。 主観のみを抽出する計画において、前湿潤化せずに、
煙草を制御された条件下（260気圧、70℃、12％OV、30
分、150m/m）超臨界CO₂で抽出した。公開された特許文
献（米国特許第4153063号）とは反対に煙草からニコチ
ン94.4％が除去された（表１、実験21）。 表２は吸着剤支持体としてクエン酸カリウム処理した
茎を用いて行つた抽出実験からの結果を示す。 表２に集計した実験において全体的に最良の主観が、
細断した茎を吸着剤支持体として、茎対煙草重量比約1:
1、そしてクエン酸カリウム対ニコチンモル比8:1で用い
たとき得られた（表２、実験41）。捕捉材料を二つの捕
捉カラム間に等しく分けた。主観品質は未抽出対照例の
主観品質に近かつた、そしてニコチンの93.7％が煙草か
ら除去された。捕捉カラム中の茎の緻密化を最小にする
ため、低いCO₂流速で１時間の抽出時間を使用した。 表２はまた下記の結果も示す： 二重捕捉カラムの使用は、同じ量の捕捉材料を含有す
る単一捕捉カラムの使用よりも高いニコチン除去程度を
与える。 捕捉容器２および３のそれぞれにおいて、15分と45
分、または20分と40分の捕捉時間分割が、30分と30分の
時間分割よりも好ましい（ニコチン漏出プロフイルに基
づいて）。 高い茎対煙草比、例えば約2:1より高い比では抽出さ
れた煙草に「茎様」の特性を与える。 クエン酸カリウム添加量を最高にするため茎を予備乾
燥すると焼けた感じを生ずる。予備乾燥しない茎の使用
はより許容しうる製品を与える。 完全フレーバー煙草からの最高ニコチン除去は、
（１）茎上での高いクエン酸カリウム濃度、（２）吸着
剤支持体中の背景ニコチンの低濃度、および（３）二重
捕捉カラムの使用を必要とする。 細断した茎が吸着剤支持体のための好ましい茎の形で
ある。切断し、巻かれた茎は多分圧力降下問題を生ぜし
め、長い茎の使用は劣つたニコチン抽出を生ぜしめる。 表３は吸着剤支持体としてクエン酸カリウム処理した
完全フレーバーアメリカンブレンド煙草を用いた抽出実
験からの結果を示す。 主観では良好と判定された、しかし吸着剤支持体に既
に高濃度でニコチンが存在するため、ニコチン除去は83
％〜88％の範囲で低かつた（表３）。より大なるニコチ
ン除去程度には多分著しく大なるクエン酸カリウム添加
を必要とする。 抽出容器／捕捉容器の金属表面上のワツクス状被覆に
よつて証明されるように、完全フレーバー煙草主観の高
程度は抽出終了時にCO₂中に存在した。 表４は非煙草吸着剤支持体を用いた抽出実験からの結
果を示す。 煙草からニコチンを除去するためクエン酸カリウム処
理した純粋の100％木綿布を使用したとき、主観では、
クエン酸カリウム処理茎と同じ良好さでないと判定され
た、僅かなマウスコーテイングを有する薄いものと判定
された（表４、実験27）。 クエン酸処理した純粋なα−セルロースの使用は煙草
からのニコチンの低い除去を与えた、これは多分セルロ
ースの支持体上でのクエン酸カリウムの不均一分布によ
るものである。主観は許容し得ない苦く生の乾燥したそ
してアストリンジエントであると判定した（表４、実験
32）。 吸着剤支持体としてのココアシエルの使用は単一捕捉
カラムを使用して96.9％のニコチン除去を与えた。主観
ではマウスコーテイングのない、許容しうる煙草様の僅
かにこげたそして甘いとして特長付けられた（表４、実
験30）。 吸着剤支持体としてのココアシエルの使用はまた一つ
の天然物質（ココアシエル）から他（煙草）への望まし
いフレーバー特性への移行を可能にする。またバーレイ
煙草から膨張した茎支持体への望ましいフレーバーを移
すことができる。 表５は吸着剤支持体として未洗浄の粗い細断茎、未洗
浄の微細な細断茎および洗浄した微細な細断茎を用いて
行つた抽出実験からの結果を示す。 茎型および細断茎粒度の組合せを、抽出効率および製
品品質について試験した。最良の抽出効率は洗浄した微
細に細断したブライト茎を用いて得られた。 表６は洗浄した微細に細断したブライト茎を用いて行
つた多数の抽出実験の結果を示す。 96％より大なるニコチンの抽出が達成されなお製品は
喫煙特性において平均として主観的に格付けされた。 表７は煙草フイラーの２％重炭酸アンモニウム前処理
を利用して行つた抽出実験からの結果を示す。 下記計算値について試験した： 溶媒対煙草比を150m/mから130m/mに減じ、抽出時間を
60分から45分に短縮した、そして抽出処理温度を70℃か
ら55℃に下げた。主観は非常に良好と判定した、ニコチ
ン抽出は高く96％を越えた。 70℃、75m/mおよび30分で２％重炭酸アンモニウム前
処理した煙草の抽出はニコチン除去95.2％を与えた（表
５、実験51）。 更に抽出時間の短縮（30分）、および更に溶媒対煙草
比の低下（75m/m）をして55℃でニコチン除去94％の抽
出効率の低下を与えた（表５、実験57）。 表８は上昇流および下降流型式での単一容器設計を用
いて行つた抽出実験からの結果を示す。 上昇流型式においては、二酸化炭素の流れは重力に対
して反対方向であり、下降流型式においては重力と同じ
方向である。初期流動化速度は約1.1cm/secであり、圧
力降下は約1.6cm/secまで認められなかつた。上昇流で
約0.9cm/secで得られた煙草抽出データは下降流対照例
と有利に匹敵した（表８、実験41B対実験49B）。 表８はまたm/mと抽出時間の間の関係も示す。 溶媒対煙草比の重要性が、固定m/mで抽出時間を変え
ることによつて（30分から75分まで）二つの実験で証明
された。結果は、ニコチンの96％以上の抽出を達成する
ためには最小溶媒対煙草比が必要であることを示す（約
113m/m）。抽出時間は試験した範囲内では重要と考えら
れない（実験45〜30分；実験66〜45分；実験67〜75
分）。 ニコチンなしで、CO₂中の溶液中の煙草材料を完全フ
レーバーアメリカンブレンドフイラーから二つの実験で
集めた（表８、実験42,43）。煙草はクエン酸カリウム
で前処理してニコチンをその塩に変えた。煙草可溶物を
260気圧、55℃で超臨界CO₂で抽出した。 米国再発行特許第32013号および第32014号に記載され
ている如くドライアイス膨張煙草法から得られた、CO₂
中の溶液中で煙草材料を煙草フイラー上に付着させるた
めその方法を用いた（表８、実験45）。 抽出実験中広範なCO₂試料採取は、CO₂中のニコチン濃
度が最初の抽出オーダ速度に従うことを示した。 表の一般的な註 全実験は約260気圧、70℃、25％OV（オーブン揮発成
分）で行つた。 主観格付けは未抽出の完全フレーバーアメリカンブレ
ンド煙草に対する「０」の値を基準にした。正の値は改
良された格付を示す。 全実験は、充填および昇温時間中捕捉容器のバイパス
を介して昇温中抽出することなく行つた。 抽出容器中の煙草フイラーのオーブン揮発成分は、茎
のオーブン揮発成分25％および35％であつたとき減少し
た。茎のオーブン揮発成分が45％および55％であつたと
き結果は確定されなかつた。 クエン酸カリウム処理前の茎の前乾燥は下記実験（1
0,25,26,28,29,31,35〜39,41〜47）に対しては行わなか
つた。 表の略示 AB:2％重炭酸アンモニウム ALPHA:α−セルロース CARBON:活性炭 COCOA:篩分けした微粉ココアシエル COT:木 綿 CRS:切断し巻いた茎 ETOH:エチルアルコール FF:完全フレーバーアメリカンブレンド煙草フイラー KC:クエン酸一カリウム（＋n.mKC＝捕捉支持体上に噴霧
したn.mモル数） LS:長い茎 LTAR:低タールブレンド煙草 M/M:二酸化炭素の質量／煙草の質量 PG:ポリプロピレングリコール SS:細断茎 STP:ストリツプブレンド煙草 UCSS:未洗浄粗い細断茎 UFSS:未洗浄微細細断茎 WFSS:洗浄微細細断茎 下記に実施例を示す。 実施例 １ 第１図の捕捉容器２および３の各々に、920.8gのクエ
ン酸一カリウムを含有する水溶液２で含浸させた2.2K
gの木綿布を充填した。抽出容器１中に12Kgの完全フレ
ーバーアメリカンブレンドシガレツトフイラー煙草（25
％OV）を入れた。 捕捉容器へのバルブを閉じ、超臨界CO₂を70℃および2
60バールにした。次に第一捕捉容器へのバルブを開き、
超臨界CO₂の流れを抽出容器および第一捕捉容器を通し
て15分間循環させた。この時間の終りに第二捕捉容器へ
のバルブを開き、第一捕捉容器へのバルブを閉じた。超
臨界CO₂の流れを第二捕捉容器へ更に15分間循環させ
た。合計30分間抽出時間完了後、循環を停止し、CO₂を
系から除去した。煙草ブレンドおよび捕捉材料を系から
取り出し、ニコチン分析に供した。77％の煙草ブレンド
のニコチン含有率の減少が得られた。煙草ブレンドは未
抽出ブレンドとは異ならない強力な特有の芳香を保持し
ていた。 喫煙時、未抽出煙草に匹敵する同様の煙草効果（impa
ct）が得られた。 実施例 ２ 膨張されたブライト煙草茎4.4Kgを、クエン酸一カリ
ウムの1.78で含浸して409.8gのクエン酸一カリウムを
含有する湿潤した茎支持体を作つた。この捕捉支持体を
抽出容器１の底部に入れた。多孔性板を捕捉材料の上に
置き、抽出容器中に3.52Kgのバーレー煙草（25％OV）を
入れた。第１図における捕捉容器２および３をバルブ調
整によつて流れの系から除いた。超臨界CO₂の流れを、
温度および圧力がそれぞれ70℃および260気圧にして抽
出容器中に循環させた。30分の抽出時間後、循環を停止
し、CO₂を系から除去した。煙草製品（バーレー）およ
び捕捉材料（膨張茎）を取り出し、ニコチン分析に供し
た。バーレー煙草製品は92.4％のニコチン含有率の減少
があつた。膨張茎捕捉材料の分析では相当するニコチン
含有率の増が生じたバーレー煙草製品は、未抽出バーレ
ー煙草とは主観的に異ならない強力な特長ある芳香を保
有していた。 抽出したバーレー煙草を喫煙したとき、未抽出煙草か
らの喫煙効果と匹敵する同様の煙草効果が得られた。

【図面の簡単な説明】 第１図は塩基性材料を除去するための装置を示す。 １……抽出容器、2,3……捕捉容器、４……ポンプ、５
……質量流量計、６……熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トニイ・エム・ハウエル アメリカ合州国ヴアージニア州23113、 ミドロシアン、ウインターフイールド、 ロード3130 (56)参考文献 特開 昭60−94079（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−107165（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−7796（ＪＰ，Ａ) 特公 昭45−12280（ＪＰ，Ｂ１) 特許179946（ＪＰ，Ｃ２)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．超臨界状態を含む抽出溶媒と植物製品を接触しなが
   ら植物製品から塩基性成分が誘導される、抽出溶媒から
   少なくとも一つの塩基性成分を選択除去する方法であっ
   て、その方法において充填された溶媒を抽出溶媒中に可
   溶性でない非揮発性酸と接触し、それによって塩基性成
   分を除去し、次いで溶媒を植物製品のさらなる抽出のた
   めに再循環する場合において、上記溶媒が50〜300気圧
   の圧力で液体状態の通常気体状溶媒であるか又は70〜15
   00気圧の圧力及び溶媒の臨界温度から120℃までの温度
   で超臨界状態の何れかであり、上記溶媒が植物製品から
   多数の物質を抽出すること、及び充填された材料が前記
   非揮発性酸と接触させた抽出から循環され、それによっ
   て溶媒が植物製品の抽出に再循環される前に、塩基性成
   分が他の成分を保持しながら溶媒から選択的に除去され
   ることを特徴とする方法。 ２．酸がポリカルボン酸またはその１価塩である特許請
   求の範囲第１項記載の方法。 ３．抽出溶媒が二酸化炭素、アルゴン、SF₆、N₂O、低級
   ハロゲン化炭化水素または低級炭化水素を含有する特許
   請求の範囲第１項または第２項記載の方法。 ４．非揮発性酸が水、酸、水性酸または水性塩溶液中に
   溶解または懸濁されている特許請求の範囲第１項、第２
   項または第３項記載の方法。 ５．酸が支持媒体上に含有されている特許請求の範囲第
   １項〜第４項の何れかに記載の方法。 ６．支持媒体が木綿布、煙草茎、炭素、セルロース、ま
   たは煙草フイラーである特許請求の範囲第５項記載の方
   法。 ７．塩基性成分がニコチンである特許請求の範囲第１項
   記載の方法。 ８．ニコチンが煙草の重量を基にして、少なくとも10重
   量％の水分の存在下に抽出することによって煙草から誘
   導される特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９．煙草の水分含有率が30重量％以下である特許請求の
   範囲第８項記載の方法。 １０．非揮発性酸がクエン酸一カリウムである特許請求
   の範囲第１項〜第４項の何れかに記載の方法。 １１．多数の物質がニコチンの酸塩の形を含み、抽出溶
   媒と接触する前に上記植物製品を先ず、上記塩基性成分
   の酸塩の形とまたは他の植物成分と周囲条件下で実質的
   に反応しないが抽出されるニコチンの量を増加するのに
   有効である化学塩基と接触する特許請求の範囲第７項〜
   第10項の何れかに記載の方法。 １２．化学塩基が7.2より大で10より小のpKaを有する特
   許請求の範囲第11項記載の方法。 １３．化学塩基が重炭酸アンモニウム、グリコシルアミ
   ン、アルドースのＮ−グリコシドまたはケトースのＮ−
   グリコシドである特許請求の範囲第11項または第12項記
   載の方法。 １４．化学塩基が炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、
   炭酸カリウム、重炭酸カリウム、アンモニア、水性アン
   モニア、トリエチルアミンまたはトリメチルアミンであ
   る特許請求の範囲第11項または第12項記載の方法。 １５．超臨界状態を含む溶媒と植物製品を接触する、塩
   基性成分の酸塩の形を含む多数の物質を含有する植物製
   品から塩基性成分を選択的に除去する方法において、上
   記植物製品を先ず、上記塩基性成分の酸塩の形とまたは
   他の植物成分と周囲条件下で実質的に反応しないが抽出
   工程の条件下で上記酸塩と反応できる化学塩基と接触す
   ること、及び植物製品を次いで、前記抽出中50〜300気
   圧の圧力で液体状態の通常気体状溶媒であるか又は70〜
   1500気圧の圧力及び溶媒の臨界温度から120℃までの温
   度で超臨界状態の何れかである溶媒と接触することを特
   徴とする方法。 １６．化学塩基が7.2より大で10より小のpKaを有する特
   許請求の範囲第15項記載の方法。 １７．化学塩基が重炭酸アンモニウム、グリコシルアミ
   ン、アルドースのＮ−グリコシドまたはケトースのＮ−
   グリコシドである特許請求の範囲第15項または第16項記
   載の方法。 １８．化学塩基が炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、
   炭酸カリウム、重炭酸カリウム、アンモニア、水性アン
   モニア、トリエチルアミンまたはトリメチルアミンであ
   る特許請求の範囲第15項または第16項記載の方法。 １９．抽出溶媒が二酸化炭素、アルゴン、SF₆、N₂O、低
   級ハロゲン化炭化水素または低級炭化水素である特許請
   求の範囲第15項〜第18項の何れかに記載の方法。 ２０．植物製品中の塩基性成分がニコチンである特許請
   求の範囲第15項記載の方法。 ２１．植物製品が煙草であり、煙草を、煙草の重量を基
   にして少なくとも10重量％の水分の存在下に抽出する特
   許請求の範囲第20項記載の方法。 ２２．煙草の水分含有率が30重量％以下である特許請求
   の範囲第21項記載の方法。