JP7177237B2 - タバコ中骨刻みの溶出処理装置及びその処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、新規な喫煙具の分野に属し、タバコ中骨刻みの溶出処理装置及びその処理方法に関する。

近年、喫煙者の紙巻きタバコの品質向上への追求に伴い、設計者は紙巻きタバコの細部の最適化を開始し、紙巻きタバコの灰の白色度はその一つである。一般的には、タバコ灰の白色度は大体２つに分類され、１つは灰柱の白色度、即ち、紙巻きタバコを燃焼させた後に現れる柱状の灰の外表面の白色度であり、もう一つは、タバコ刻みの灰の白色度、即ち、内部のタバコ刻みを燃焼させた後に、タバコ巻紙の灰を剥離した後に現れるタバコ刻みの燃焼灰の白色度である。紙巻きタバコの灰柱の白色度は、主にタバコ巻紙の燃焼特性及びタバコ巻紙とタバコ刻みとの適合性に関わるが、タバコ刻みの灰の白色度は、主にタバコ刻みの配合成分及び添加剤に依存する。

機能性添加剤をタバコ刻みに添加することによりタバコ刻みの灰の白色度を改善することができるが、予測不可能な安全性の懸念をもたらすため、ほとんど使用されない。

また、中骨刻みは、構造が緻密であり、燃焼時に破裂しやすく、紙巻きタバコの灰収斂性に影響を与えるため、一般的にタバコ刻みの配合成分として直接使用されることがない。膨化中骨刻みは、破裂を大幅に抑制することができるが、含まれるペクチンなどの非燃焼成分の含有量が依然として高いため、燃焼灰が黒くて、紙巻きタバコの灰も黒くなり、喫煙者の喫煙体験に影響を与えてしまう。

上記の問題点を解消するために、本発明を提出する。

本発明は、中骨刻みに対して溶出や修復などの処理を行うことで、中骨刻みの原因で紙巻きタバコの灰が黒くなるという問題を解消することができる、タバコ中骨刻み（即ち裁刻された膨化中骨刻み）の溶出処理装置を提供する。

本発明では、灰凝固指数とは、タバコ巻紙の灰のひび割れ部分の面積と全体の面積との比に１００を乗じた値を指す。灰のひび割れ部分の面積が全体の面積の５．０％を占めると、灰凝固指数は５．０である。つまり、灰凝固指数が高いほど、タバコ巻紙の灰収斂性が悪くなる。

本発明の第１態様は、溶出アセンブリ１と、気流乾燥アセンブリ２と、減圧平衡アセンブリ３とを備え、
溶出アセンブリ１は、第１供給口１３、排水口１４及び第１排出口１８を有するとともに、内部に上下にスライド可能な孔付き搬送濾過プレート１１を有する中骨刻み溶出室１７を備え、中骨刻み溶出室１７の下方に第１ヒーター１５を有し、
気流乾燥アセンブリ２は、通気性の気流乾燥搬送ベルト２４と、その下方に位置する第２ヒーター２１とを備え、第２ヒーター２１の下方に送風機２２を有し、
減圧平衡アセンブリ３は、側壁に第２供給口３２、通風口３３及び減圧口３４を有する減圧平衡室３６を備え、減圧口３４には圧力を制御する計器盤３５が接続され、減圧平衡室３６の内部に中心回転軸３１を有し、減圧平衡室３６が中心回転軸３１の駆動により回転するタバコ中骨刻みの溶出処理装置を提供する。

好ましくは、中骨刻み溶出室１７の内部には、孔付き搬送濾過プレート１１の上方に位置する固定係止部材１２をさらに有し、孔付き搬送濾過プレート１１が固定係止部材１２の位置まで上方にスライドするときに、固定係止部材１２により中骨刻み溶出室１７内に固定される。

好ましくは、中骨刻みが前工程終了後に次工程にスムーズに入るように、第１排出口１８、気流乾燥搬送ベルト２４、第２供給口３２の水平高さの関係が、第１排出口１８≧気流乾燥搬送ベルト２４≧第２供給口３２である。

より好ましくは、第１排出口１８の水平高さが気流乾燥搬送ベルト２４の水平高さよりも高く、第１排出口１８から搬出された中骨刻みが自然重力により気流乾燥搬送ベルト２４に入り、気流乾燥搬送ベルト２４の水平高さが第２供給口３２の水平高さよりも高く、気流乾燥搬送ベルト２４における中骨刻みが自然重力により第２供給口３２を介して減圧平衡室３６内に入る。

好ましくは、気流乾燥搬送ベルト２４の材質が通気可能な金属搬送ベルトである。

本発明の第２態様は、中骨刻み及び溶出液を溶出アセンブリ１に注入し、１回以上溶出した後、気流乾燥搬送ベルト２４において気流乾燥するとともに減圧平衡アセンブリ３内に搬送し、修復剤を添加して減圧修復を行って所望の中骨刻み製品を得る本発明の第１態様に記載のタバコ中骨刻みの溶出処理装置の処理方法を提供し、
具体的には、
排水口１４を閉じ、中骨刻みを中骨刻み溶出室１７における孔付き搬送濾過プレート１１に入れた後、第１供給口１３を介して、溶出液１６に中骨刻みが完全に浸漬するまで溶出液１６を添加し、その後第１ヒーター１５をオンにし、溶出液１６を加熱して中骨刻みを溶出し、高さが第１排出口１８の水平高さになるように、孔付き搬送濾過プレート１１を上昇して、０．５～１分間保持し、中骨刻み中の溶出液１６を中骨刻み溶出室１７の底部に戻し、排水口１４を開き、溶出液１６を排出するステップａと、
中骨刻みの溶出が終了した後、孔付き搬送濾過プレート１１の搬送機能を起動し、第１排出口１８を介して溶出後の中骨刻みを気流乾燥搬送ベルト２４に搬送するとともに、第２ヒーター２１及び送風機２２をオンにし、気流乾燥搬送ベルト２４における中骨刻みを気流乾燥するステップｂと、
中骨刻みが気流乾燥搬送ベルト２４により搬送され、第２供給口３２を介して減圧平衡室３６に入った後、第２供給口３２を介して所定量の修復剤を添加するとともに、第２供給口３２及び通風口３３を閉じ、中心回転軸３１の回りに減圧平衡室３６を１０～３０秒回転させた後、圧力を制御する計器盤３５により減圧を開始し、減圧平衡室３６全体を回転させ続けて、減圧拡散を行うステップｃと、
平衡が終了した後、通風口３３を開き、外気を減圧平衡室３６に導入し、内外の気圧が等しくなると、第２供給口３２を開き、処理済みのタバコ中骨刻みを取り出すステップｄとを備え、
ステップａは複数回繰り返されてもよい。

本発明の第２態様の好ましい実施形態では、ステップａにおいて、溶出液１６が水又は有機溶媒であり、有機溶媒は、エタノールなどの従来技術でよく使用される洗浄溶媒であり、ステップｃにおいて、修復剤がグリセロール又はプロピレングリコール修復剤である。

本発明の第２態様の好ましい実施形態では、ステップａにおいて、溶出温度が４０～６０℃であり、溶出時間が２０～４０分である。溶出液の温度が高すぎるか又は浸漬時間が長すぎると、中骨刻みの構造がひどく破損し、後続工程における破砕率が大幅に上昇し、溶出液の温度が低すぎるか又は浸漬時間が短すぎると、溶出が不十分となり、白色度の改善に限界がある。

本発明の第２態様の好ましい実施形態では、ステップｂにおいて、中骨刻みが減圧平衡室３６に入るときに、中骨刻みの含水率を２０％以内にするように、気流乾燥搬送ベルト２４の搬送速度、第２ヒーター２１の温度及び送風機２２の送風速度が調整可能である。より好ましくは、気流乾燥後の中骨刻みの含水率を８～１０％の範囲にする。通常の乾燥気流温度が１００～１２０℃である。

本発明の第２態様の好ましい実施形態では、ステップｃにおいて、圧力を４００ｍｂａｒ～８００ｍｂａｒにし、平衡時間を２０～４０分間にし、修復剤の添加量を中骨刻みの質量の５％～１５％にする。

修復剤の量は、少なすぎると、十分な修復効果が得られず、多すぎると、中骨刻みが湿潤しすぎて、後工程に不利となる。

減圧平衡拡散の圧力は、大きすぎると、グリセロール又はプロピレングリコール分子が十分に拡散できず、小さすぎると、霧化が発生しやすく、グリセロール又はプロピレングリコール分子の中骨刻みの内部への浸入に不利になる。

減圧平衡拡散時間は、短すぎると、拡散が不十分で、完全平衡になれず、長すぎると、平衡拡散がほぼ完了し、効果が小さく、時間及びエネルギーが無駄になる。

ここで、本発明の修復工程では減圧平衡拡散を用い、タバコ刻みよりも、中骨刻みは自体が硬く、構造が緻密であり、溶出や修復に不利であり、中骨刻みの表面のみに修復剤を散布して自然拡散させると、修復剤が中骨刻みの表面のみに留まり、中骨刻みの内部に入ることができず、中骨刻みの柔軟性の向上にあまり寄与できず、破砕率を効果的に低下させることができなくなり、自然拡散に比べて、減圧平衡拡散のほうは、破砕率の低下、紙巻きタバコの灰の白色度の向上に有利である。

以上のように、本発明は、修復工程に対して減圧平衡アセンブリを特別に設計して、具体的な減圧平衡拡散の圧力及び減圧平衡拡散の時間を提出した。

本発明の有益な効果は以下の通りである。
１、通常の中骨刻みに比べて、この装置により処理された中骨刻みを用いて製造された紙巻きタバコは、標準的な方法により測定した結果、灰の白色度を全般的に１５～３０単位向上させ、灰凝固指数を全般的に１～２単位低下させることができる。
２、本発明では、減圧平衡アセンブリを用いるので、短時間で修復剤を中骨刻みの表面に迅速に拡散浸透させることができ、製造された製品が均一で安定性に優れる。
３、本発明は、中骨刻みに対して溶出や修復などの処理を行うことで、中骨刻みの原因で紙巻きタバコの灰が黒くなるという問題を解消することができる、タバコ中骨刻みの溶出処理装置を提供する。具体的には、本発明は、溶出、乾燥及び修復が一体化された装置であり、作業者が中骨刻みの処理における複数のステップを容易に一括して行うことができ、容易に行え、汎用性が高く、普及しやすい。
４、本発明では、中骨刻みを浸漬溶出した後、耐加工強度を回復させて破砕率を大幅に低下させるように修復処理し、本発明の処理方法により紙巻きタバコの灰の白色度を向上させる方法は、破砕率を１０～２０％以内に抑えて、製造コストを節約することができる。本発明は、中骨刻みに対して具体的な溶出修復方法を提供し、タバコ刻みよりも、中骨刻みは自体が硬く、構造が緻密であり、溶出や修復に不利であり、特に修復に不利であるので、本発明は、中骨刻みに修復剤を散布した後、所定時間の減圧平衡拡散を行う。減圧平衡拡散の圧力を４００ｍｂａｒ～８００ｍｂａｒにし、圧力が大きすぎると、修復剤分子が十分に拡散できず、圧力が小さすぎると、霧化が発生しやすく、修復剤分子の中骨刻みの内部への浸入に不利となる。減圧平衡拡散時間が２０～４０分であり、時間が短すぎると、拡散が不十分で、修復剤が中骨刻みの内部へ浸入することができず、時間が長すぎると、平衡拡散がほぼ完了し、効果が小さく、時間及びエネルギーが無駄になる。この条件では、中骨刻みの耐加工強度を著しく向上させることができるだけではなく、中骨刻みの内部の化学成分に影響を与えることを防止し、中骨刻みの耐加工性を修復した後に化学成分に応じて微調整することを防止することができる。単に散布して自然拡散させることに比べて、本発明の方法により中骨刻みを修復して紙巻きタバコの灰の白色度を向上させる方法は、破砕率が低く、紙巻きタバコの灰の白色度が著しく向上される。単に散布して自然拡散させて紙巻きタバコの灰の白色度を向上させる方法の破砕率は約２０～３０％である。中骨刻みの表面のみに修復剤を散布して自然拡散させると、修復剤が中骨刻みの表面のみに留まり、中骨刻みの内部に入ることができず、中骨刻みの柔軟性の向上にあまり寄与できず、破砕率を効果的に低下させることができなくなる。自然拡散に比べて、減圧平衡拡散のほうは、破砕率の低下、紙巻きタバコの灰の白色度の向上に有利である。
５、減圧拡散前の中骨刻みの含水率を２０％以内にし、好ましくは、気流乾燥後の中骨刻みの含水率を２０～３０％の範囲にする。これは、含水率が高すぎると、減圧拡散後の中骨刻みが湿潤しすぎて、更に水分を除去しなければ使用できず、含水率が低すぎると、前の乾燥の際に大量の破砕物が発生するためである。

本発明のタバコ中骨刻みの溶出処理装置の構造概略図である。

以下、具体的な実施形態により本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲は以下の実施例のみに限定されると理解されるべきではない。本発明の上記方法の思想から逸脱することなく、本分野の通常の技術知識及び慣用手段によってなされる様々な置換や変更は、いずれも本発明の範囲に含まれるものである。

中骨刻みの製造装置の全体は図１に示される。
また、本実施例における紙巻きタバコの灰の白色度は、通常の粉末白色度測定方法により測定して得られ、灰凝固指数は、上記方法により算出される。

実施例１
図１に示すように、膨化中骨刻みの処理方法は、具体的には、
排水口１４を閉じ、中骨刻みを中骨刻み溶出室１７における孔付き搬送濾過プレート１１に入れた後、第１供給口１３を介して、中骨刻みが完全に浸漬するまで水を添加し、その後第１ヒーター１５をオンにし、溶出液１６を加熱して中骨刻みを溶出し、高さが固定係止部材１２に達するように、孔付き搬送濾過プレート１１を上昇して、０．５～１分間保持し、中骨刻み中の溶出液１６を中骨刻み溶出室１７の底部に戻し、排水口１４を開き、溶出液１６を排出するステップａと、
実際の必要に応じて、再度排水口１４を閉じて、孔付き搬送濾過プレート１１の高さを下降させた後に、上記の溶出工程を繰り返してもよく、
溶出温度が４０℃であり、溶出時間が３０分であり、
中骨刻みの溶出が終了した後、孔付き搬送濾過プレート１１の搬送機能を起動し、第１排出口１８を介して溶出後の中骨刻みを気流乾燥搬送ベルト２４に搬送するとともに、第２ヒーター２１及び送風機２２をオンにし、気流乾燥搬送ベルト２４における中骨刻みを気流乾燥するステップｂと、
中骨刻みが減圧平衡室３６に入るときに、中骨刻みの含水率を約８％にするように、気流乾燥搬送ベルト２４の搬送速度、第２ヒーター２１の温度及び送風機２２の送風速度が調整可能であり、
十分な量の中骨刻みが気流乾燥搬送ベルト２４により搬送され、第２供給口３２を介して減圧平衡室３６に入った後、第２供給口３２を介して所定量のグリセロール修復剤を添加するとともに、第２供給口３２及び通風口３３を閉じ、中心回転軸３１の回りに減圧平衡室３６を２０秒回転させた後、圧力を制御する計器盤３５により減圧を開始し、減圧平衡室３６全体を回転させ続けて、減圧拡散を行うステップｃと、
圧力を４００ｍｂａｒにし、平衡時間を４０ｍｉｎにし、グリセロールの添加量を中骨刻みの質量の５％にし、
平衡が終了した後、通風口３３を開き、外気を減圧平衡室３６に徐々に導入し、内外の気圧が等しくなると、供給口３２を開き、処理済みの中骨刻みである中骨刻み製品を取り出すステップｄとを備え、
ステップａは２回繰り返される。

上記方法を用いて得られた中骨刻みの破砕率が約１２．３％である。この中骨刻みを用いて元の配合割合でタバコ葉刻みと紙巻きタバコ（２＃）を製造し、元の紙巻きタバコ（１＃）と比較した結果は以下の通りである。

上の表からわかるように、元の紙巻きタバコサンプルと比較し、処理後の中骨刻みを用いて製造された紙巻きタバコの灰の白色度及び灰凝固指数はいずれも著しく改善された。

比較例１
実施例１で６０分間減圧平衡拡散させることを６０分間自然拡散させることに変更する以外は実施例１と同様にして行った。
上記方法を用いて得られた中骨刻みの破砕率が約２７．４％である。この中骨刻みを用いて元の配合割合でタバコ葉刻みと紙巻きタバコ（２＃）を製造し、元の紙巻きタバコ（１＃）と比較した結果は以下の通りである。

上の表からわかるように、元の紙巻きタバコサンプルと比較し、処理後の中骨刻みを用いて製造された紙巻きタバコの灰の白色度及び灰凝固指数はいずれも若干改善された。

上述した比較例１と比較して、本発明の方法により処理された中骨刻みは、紙巻きタバコの灰の白色度及び灰凝固指数への影響が著しく、これは、減圧拡散工程によりグリセロールを内部へ著しく浸透させることができるため、同じ量のグリセロールの中骨刻みにおける分布がより均一になり、結果として、一部の位置でグリセロールの濃度が高すぎるので、燃焼が不十分で、灰が黒くなり、灰凝固指数が不良になることを抑制するからであると考えられる。また、自然拡散に比べて、減圧平衡拡散のほうは破砕率の低下に有利である。

１：溶出アセンブリ
１１：孔付き搬送濾過プレート
１２：固定係止部材
１３：第１供給口
１４：排水口
１５：第１ヒーター
１６：溶出液
１７：中骨刻み溶出室
１８：第１排出口
２：気流乾燥アセンブリ
２１：第２ヒーター
２２：送風機
２３：熱気流
２４：気流乾燥搬送ベルト
３：減圧平衡アセンブリ
３１：中心回転軸
３２：第２供給口
３３：通風口
３４：減圧口
３５：計器盤
３６：減圧平衡室

Claims (9)

1. 溶出アセンブリ（１）と、気流乾燥アセンブリ（２）と、減圧平衡アセンブリ（３）とを備え、
   前記溶出アセンブリ（１）は、第１供給口（１３）、排水口（１４）及び第１排出口（１８）を有するとともに、内部に上下にスライド可能な孔付き搬送濾過プレート（１１）を有する中骨刻み溶出室（１７）を備え、前記中骨刻み溶出室（１７）の下方に第１ヒーター（１５）を有し、
   前記気流乾燥アセンブリ（２）は、通気性の気流乾燥搬送ベルト（２４）と、その下方に位置する第２ヒーター（２１）とを備え、前記第２ヒーター（２１）の下方に送風機（２２）を有し、
   前記減圧平衡アセンブリ（３）は、側壁に第２供給口（３２）、通風口（３３）及び減圧口（３４）を有する減圧平衡室（３６）を備え、前記減圧口（３４）には圧力を制御する計器盤（３５）が接続され、前記減圧平衡室（３６）の内部に中心回転軸（３１）を有し、前記減圧平衡室（３６）が前記中心回転軸（３１）の駆動により回転する、ことを特徴とする、タバコ中骨刻みの溶出処理装置。
2. 前記中骨刻み溶出室（１７）の内部には、前記孔付き搬送濾過プレート（１１）の上方に位置する固定係止部材（１２）をさらに有し、前記孔付き搬送濾過プレート（１１）が前記固定係止部材（１２）の位置まで上方にスライドするときに、固定係止部材（１２）により前記中骨刻み溶出室（１７）内に固定される、ことを特徴とする、請求項１に記載のタバコ中骨刻みの溶出処理装置。
3. 前記第１排出口（１８）、前記気流乾燥搬送ベルト（２４）、前記第２供給口（３２）の水平高さの関係が、前記第１排出口（１８）≧前記気流乾燥搬送ベルト（２４）≧前記第２供給口（３２）である、ことを特徴とする、請求項１に記載のタバコ中骨刻みの溶出処理装置。
4. 前記気流乾燥搬送ベルト（２４）の材質が通気可能な金属搬送ベルトである、ことを特徴とする、請求項１に記載のタバコ中骨刻みの溶出処理装置。
5. 前記排水口（１４）を閉じ、中骨刻みを前記中骨刻み溶出室（１７）における前記孔付き搬送濾過プレート（１１）に入れた後、前記第１供給口（１３）を介して、溶出液（１６）に中骨刻みが完全に浸漬するまで溶出液（１６）を添加し、その後前記第１ヒーター（１５）をオンにし、前記溶出液（１６）を加熱して中骨刻みを溶出し、高さが前記第１排出口（１８）の水平高さになるように、前記孔付き搬送濾過プレート（１１）を上昇して、０．５～１分間保持し、中骨刻み中の前記溶出液（１６）を前記中骨刻み溶出室（１７）の底部に戻し、前記排水口（１４）を開き、前記溶出液（１６）を排出するステップａと、
   中骨刻みの溶出が終了した後、前記孔付き搬送濾過プレート（１１）の搬送機能を起動し、前記第１排出口（１８）を介して溶出後の中骨刻みを前記気流乾燥搬送ベルト（２４）に搬送するとともに、前記第２ヒーター（２１）及び前記送風機（２２）をオンにし、前記気流乾燥搬送ベルト（２４）における中骨刻みを気流乾燥するステップｂと、
   中骨刻みが前記気流乾燥搬送ベルト（２４）により搬送され、前記第２供給口（３２）を介して前記減圧平衡室（３６）に入った後、前記第２供給口（３２）を介して所定量の修復剤を添加するとともに、前記第２供給口（３２）及び前記通風口（３３）を閉じ、前記中心回転軸（３１）の回りに減圧平衡室（３６）を１０～３０秒回転させた後、圧力を制御する前記計器盤（３５）により減圧を開始し、前記減圧平衡室（３６）全体を回転させ続けて、減圧拡散を行うステップｃと、
   平衡が終了した後、前記通風口（３３）を開き、外気を減圧平衡室（３６）に導入し、内外の気圧が等しくなると、前記第２供給口（３２）を開き、処理済みのタバコ中骨刻みを取り出すステップｄとを備え、
   ステップａは複数回繰り返されてもよい、ことを特徴とする、請求項１に記載のタバコ中骨刻みの溶出処理装置の処理方法。
6. ステップａにおいて、前記溶出液（１６）が水又は有機溶媒であり、ステップｃにおいて、前記修復剤がグリセロール又はプロピレングリコール修復剤である、ことを特徴とする、請求項５に記載の処理方法。
7. ステップａにおいて、溶出温度が４０～６０℃であり、溶出時間が２０～４０分である、ことを特徴とする、請求項５に記載の処理方法。
8. ステップｂにおいて、中骨刻みが前記減圧平衡室（３６）に入るときに、中骨刻みの含水率を２０％以内にするように、前記気流乾燥搬送ベルト（２４）の搬送速度、前記第２ヒーター（２１）の温度及び前記送風機（２２）の送風速度が調整可能である、ことを特徴とする、請求項５に記載の処理方法。
9. ステップｃにおいて、圧力を４００ｍｂａｒ～８００ｍｂａｒにし、平衡時間を２０～４０分間にし、修復剤の添加量を中骨刻みの質量の５％～１５％にする、ことを特徴とする、請求項５に記載の処理方法。
   

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