JPH06209752A - タバコを含浸し、膨張する方法 - Google Patents
タバコを含浸し、膨張する方法Info
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- JPH06209752A JPH06209752A JP5343913A JP34391393A JPH06209752A JP H06209752 A JPH06209752 A JP H06209752A JP 5343913 A JP5343913 A JP 5343913A JP 34391393 A JP34391393 A JP 34391393A JP H06209752 A JPH06209752 A JP H06209752A
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- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/18—Other treatment of leaves, e.g. puffing, crimpling, cleaning
- A24B3/182—Puffing
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- Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
- Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Saccharide Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 タバコを二酸化炭素で含浸し、膨張させる方
法及び装置にある。 【構成】 タバコを、シリンダーを順次四つのステーシ
ョンを通って運ぶ割送りロータリーテーブル（２）によ
って運ばれるシリンダー（４）に供給する。第二ステー
ションでタバコをピストン（１３）で圧縮する。第三ス
テーションでタバコバッチを圧力容器（１４）に運び、
バッチを通して二酸化炭素ガスを流すことによって冷却
する。次に出口（３２′）を閉じ、ガスの圧力を上昇さ
せて含浸を行う。初期冷却は、二酸化炭素の制御された
量がタバコ上で凝縮するようにする。次に圧力を開放
し、ガスの膨張及び液体二酸化炭素の蒸発が含浸された
タバコを冷却する。第四ステーションでタバコを（１
７）で放出し、続いて加熱により膨張させる。
法及び装置にある。 【構成】 タバコを、シリンダーを順次四つのステーシ
ョンを通って運ぶ割送りロータリーテーブル（２）によ
って運ばれるシリンダー（４）に供給する。第二ステー
ションでタバコをピストン（１３）で圧縮する。第三ス
テーションでタバコバッチを圧力容器（１４）に運び、
バッチを通して二酸化炭素ガスを流すことによって冷却
する。次に出口（３２′）を閉じ、ガスの圧力を上昇さ
せて含浸を行う。初期冷却は、二酸化炭素の制御された
量がタバコ上で凝縮するようにする。次に圧力を開放
し、ガスの膨張及び液体二酸化炭素の蒸発が含浸された
タバコを冷却する。第四ステーションでタバコを（１
７）で放出し、続いて加熱により膨張させる。
Description
【０００１】本発明はタバコの体積を膨張させる方法及
びこの方法を実施するための装置に関する。特に本発明
は二酸化炭素を用いてタバコを膨張させる方法に関す
る。
びこの方法を実施するための装置に関する。特に本発明
は二酸化炭素を用いてタバコを膨張させる方法に関す
る。
【０００２】タバコ技術では、タバコの嵩又は体積を増
大させるため、タバコを膨張させることが望ましいこと
が長い間認められて来た。タバコを膨張させるためには
幾つかの理由があった。タバコを膨張させる以前からの
目的の一つには、タバコ養生（curing）法によって生ぜ
しめられる重量の損失を補うことを含んでいた。別の目
的は特定タバコ成分、例えばタバコの茎の喫煙特性を改
良することであった。又より密なタバコ充填物を有する
非膨張タバコから作られた匹敵する喫煙製品よりも、低
タール及びニコチンを送出し、かつ同じ堅さを有するシ
ガレットの如き喫煙製品を作るため、タバコの少量を要
求するようタバコの充填力を増大させることも望まれて
いる。
大させるため、タバコを膨張させることが望ましいこと
が長い間認められて来た。タバコを膨張させるためには
幾つかの理由があった。タバコを膨張させる以前からの
目的の一つには、タバコ養生（curing）法によって生ぜ
しめられる重量の損失を補うことを含んでいた。別の目
的は特定タバコ成分、例えばタバコの茎の喫煙特性を改
良することであった。又より密なタバコ充填物を有する
非膨張タバコから作られた匹敵する喫煙製品よりも、低
タール及びニコチンを送出し、かつ同じ堅さを有するシ
ガレットの如き喫煙製品を作るため、タバコの少量を要
求するようタバコの充填力を増大させることも望まれて
いる。
【０００３】タバコを膨張させるため種々の方法が提案
されており、これには加圧下ガスでタバコを含浸し、続
いて圧力を開放し、これによってタバコ細胞の膨張を生
ぜしめ、処理したタバコの体積を増大させることを含
む。使用され又は示唆されている他の方法には、タバコ
を種々の液体例えば水又は相対的に揮発性の有機又は無
機液体で処理し、それらでタバコを含浸し、その後液体
を追い出してタバコを膨張させることを含む。教示され
ている別の方法は、加熱されたとき分解してガスを生
じ、これがタバコを膨張させる作用をする固体材料での
タバコの処理を含む。他の方法はタバコをガス含有液
体、例えば二酸化炭素含有水で加圧下にタバコを処理し
てガスをタバコ中に導入し、含浸したタバコを加熱した
とき又は圧力を低下させたときタバコを膨張することを
含む。タバコ内に固体化学反応生成物を形成するため反
応するガスでタバコを処理し、次に固体反応生成物を熱
によって分解し、タバコ内でガスを生成し、これがそれ
らの放出時にタバコの膨張を生ぜしめる別の方法が開発
された。
されており、これには加圧下ガスでタバコを含浸し、続
いて圧力を開放し、これによってタバコ細胞の膨張を生
ぜしめ、処理したタバコの体積を増大させることを含
む。使用され又は示唆されている他の方法には、タバコ
を種々の液体例えば水又は相対的に揮発性の有機又は無
機液体で処理し、それらでタバコを含浸し、その後液体
を追い出してタバコを膨張させることを含む。教示され
ている別の方法は、加熱されたとき分解してガスを生
じ、これがタバコを膨張させる作用をする固体材料での
タバコの処理を含む。他の方法はタバコをガス含有液
体、例えば二酸化炭素含有水で加圧下にタバコを処理し
てガスをタバコ中に導入し、含浸したタバコを加熱した
とき又は圧力を低下させたときタバコを膨張することを
含む。タバコ内に固体化学反応生成物を形成するため反
応するガスでタバコを処理し、次に固体反応生成物を熱
によって分解し、タバコ内でガスを生成し、これがそれ
らの放出時にタバコの膨張を生ぜしめる別の方法が開発
された。
【０００４】米国特許第１７８９４３５号には、タバコ
の葉の養生中生じた体積の損失を補うためタバコの体積
を膨張するための方法及び装置が記載されている。この
目的を達成するため、養生し、状態調節したタバコを、
加圧下に空気、二酸化炭素又は水蒸気であることができ
るガスと接触させ、次いで圧力を開放し、タバコを膨張
させる。この特許には、その方法によってタバコの体積
は約５〜１５％程度まで増大させうることを記載してい
る。
の葉の養生中生じた体積の損失を補うためタバコの体積
を膨張するための方法及び装置が記載されている。この
目的を達成するため、養生し、状態調節したタバコを、
加圧下に空気、二酸化炭素又は水蒸気であることができ
るガスと接触させ、次いで圧力を開放し、タバコを膨張
させる。この特許には、その方法によってタバコの体積
は約５〜１５％程度まで増大させうることを記載してい
る。
【０００５】米国特許第３７７１５３３号は、タバコを
二酸化炭素及びアンモニアガスで処理することを含み、
これによってタバコはこれらのガスで飽和され、カルバ
ミン酸アンモニウムがその場で形成される。その後カル
バミン酸アンモニウムは熱によって分解してタバコ細胞
内でガスを放出し、タバコの膨張を生ぜしめる。
二酸化炭素及びアンモニアガスで処理することを含み、
これによってタバコはこれらのガスで飽和され、カルバ
ミン酸アンモニウムがその場で形成される。その後カル
バミン酸アンモニウムは熱によって分解してタバコ細胞
内でガスを放出し、タバコの膨張を生ぜしめる。
【０００６】米国特許第４２５８７２９号には、二酸化
炭素が実質的にガス状態のままで残るような条件の下
で、ガス状二酸化炭素でタバコを含浸させ、タバコの体
積を膨張させるための方法が記載されている。含浸工程
前にタバコを予備冷却するか又は含浸中外部手段によっ
てタバコ床を冷却することは、二酸化炭素を著しい程度
に凝縮するのを防ぐため制限を受ける。
炭素が実質的にガス状態のままで残るような条件の下
で、ガス状二酸化炭素でタバコを含浸させ、タバコの体
積を膨張させるための方法が記載されている。含浸工程
前にタバコを予備冷却するか又は含浸中外部手段によっ
てタバコ床を冷却することは、二酸化炭素を著しい程度
に凝縮するのを防ぐため制限を受ける。
【０００７】米国特許第４２３５２５０号には、二酸化
炭素が実質的にガス状態のままでいるような条件の下に
タバコをガス状二酸化炭素で含浸させるタバコの体積を
膨張させる方法が記載されている。圧力降下中に二酸化
炭素の幾らかがタバコ内にて部分的に凝縮した状態に変
換される。この特許では二酸化炭素エンタルピーが二酸
化炭素凝縮を最小にするような方法で制御されることを
教示している。
炭素が実質的にガス状態のままでいるような条件の下に
タバコをガス状二酸化炭素で含浸させるタバコの体積を
膨張させる方法が記載されている。圧力降下中に二酸化
炭素の幾らかがタバコ内にて部分的に凝縮した状態に変
換される。この特許では二酸化炭素エンタルピーが二酸
化炭素凝縮を最小にするような方法で制御されることを
教示している。
【０００８】米国再発行特許第３２０１３号には、タバ
コを液体二酸化炭素で含浸し、液体二酸化炭素をその場
で固体二酸化炭素に変換し、次いで固体二酸化炭素を蒸
発させ、タバコを膨張させるタバコの体積を膨張する方
法及び装置が記載されている。
コを液体二酸化炭素で含浸し、液体二酸化炭素をその場
で固体二酸化炭素に変換し、次いで固体二酸化炭素を蒸
発させ、タバコを膨張させるタバコの体積を膨張する方
法及び装置が記載されている。
【０００９】１９９１年６月１８日付出願の米国特許出
願０７／７１７０６４及び１９９２年１２月２３日に０
５１９６９６Ａ１として公開になった対応するヨーロッ
パ特許出願９２３０５５３４．７には、二酸化炭素でタ
バコを含浸し、次いでタバコを膨張させる方法が記載さ
れている。その記載された方法は、ガス状二酸化炭素と
タバコを接触させる工程及び処理条件を制御して二酸化
炭素の制御された量をタバコ上に凝縮させる工程を含
む。
願０７／７１７０６４及び１９９２年１２月２３日に０
５１９６９６Ａ１として公開になった対応するヨーロッ
パ特許出願９２３０５５３４．７には、二酸化炭素でタ
バコを含浸し、次いでタバコを膨張させる方法が記載さ
れている。その記載された方法は、ガス状二酸化炭素と
タバコを接触させる工程及び処理条件を制御して二酸化
炭素の制御された量をタバコ上に凝縮させる工程を含
む。
【００１０】ガス状二酸化炭素含浸法を用いると、含浸
を成功させるようタバコのために、方法の終りで（最高
圧力から二酸化炭素のガス抜き後）、充分に低い出口温
度を達成しなければならない、ガス抜き中逃散する二酸
化炭素はタバコ床の温度を低下する。
を成功させるようタバコのために、方法の終りで（最高
圧力から二酸化炭素のガス抜き後）、充分に低い出口温
度を達成しなければならない、ガス抜き中逃散する二酸
化炭素はタバコ床の温度を低下する。
【００１１】制御された凝縮を用いずに、ガス状二酸化
炭素を用いるタバコを含浸するための先行技術の方法
は、冷却がガス膨張のみによって達成されるため、高い
嵩密度のタバコ床の充分な冷却を達成できない。タバコ
床の嵩密度が増大するに従って、冷却されるべきタバコ
の質量が増大し、タバコ床内に残る容積又は空隙及び冷
却のための利用しうるガスが減少する。充分な冷却をし
ないと、含浸されたタバコの許容できる前膨張安定性を
達成することができない。
炭素を用いるタバコを含浸するための先行技術の方法
は、冷却がガス膨張のみによって達成されるため、高い
嵩密度のタバコ床の充分な冷却を達成できない。タバコ
床の嵩密度が増大するに従って、冷却されるべきタバコ
の質量が増大し、タバコ床内に残る容積又は空隙及び冷
却のための利用しうるガスが減少する。充分な冷却をし
ないと、含浸されたタバコの許容できる前膨張安定性を
達成することができない。
【００１２】ゆるく充填したタバコ床は、典型的に、タ
バコのカラムの重量による圧縮効果により、床に向って
大なる嵩密度を有するタバコ嵩密度勾配を示す。ガス状
二酸化炭素を用い、比較的低い嵩密度のゆるく充填した
タバコ床を用いるタバコ膨張法は、タバコの不均−冷却
を生ぜしめることがあり、従ってタバコの不均−安定性
及び膨張を生ぜしめることがある。
バコのカラムの重量による圧縮効果により、床に向って
大なる嵩密度を有するタバコ嵩密度勾配を示す。ガス状
二酸化炭素を用い、比較的低い嵩密度のゆるく充填した
タバコ床を用いるタバコ膨張法は、タバコの不均−冷却
を生ぜしめることがあり、従ってタバコの不均−安定性
及び膨張を生ぜしめることがある。
【００１３】深いタバコ床の底での嵩密度は、深く床の
底でのタバコが、ガス膨張冷却により効率的に冷却され
るには大きすぎる嵩密度を有することがあるため、ガス
のみによる膨張では限られた要因である。結果としてガ
ス状二酸化炭素を用いるタバコ膨張法は比較的小さいか
又は浅いタバコ床に限定される。かかる小さい床は実験
的開発のために使用されているが、それらは通常の工業
的な実行可能ではなかった。
底でのタバコが、ガス膨張冷却により効率的に冷却され
るには大きすぎる嵩密度を有することがあるため、ガス
のみによる膨張では限られた要因である。結果としてガ
ス状二酸化炭素を用いるタバコ膨張法は比較的小さいか
又は浅いタバコ床に限定される。かかる小さい床は実験
的開発のために使用されているが、それらは通常の工業
的な実行可能ではなかった。
【００１４】高嵩密度はガス状二酸化炭素を用いる従来
の膨張法の使用成功を妨害するが、二酸化炭素ガスの制
御された凝縮を用いるＥＰ０５１９６９６Ａ１の方法は
高嵩密度で、特に初めに圧縮したタバコに使用できるこ
とをここに見出した、これはより大なる処理量を与える
方法の利点を有する。
の膨張法の使用成功を妨害するが、二酸化炭素ガスの制
御された凝縮を用いるＥＰ０５１９６９６Ａ１の方法は
高嵩密度で、特に初めに圧縮したタバコに使用できるこ
とをここに見出した、これはより大なる処理量を与える
方法の利点を有する。
【００１５】圧縮はタバコのバッチの真直ぐに圧縮又は
切断の如き処理工程によって行うとよい。
切断の如き処理工程によって行うとよい。
【００１６】本発明の方法においては、タバコは１６
０．２kg／ｍ3 （１０lb／ft3 ）以上の嵩密度に圧縮す
る。嵩密度は３２０．４kg／ｍ3 （２０lb／ft3 ）を越
えないのが好ましい。１９２．２〜２５６．３kg／ｍ3
（１２〜１６lb／ft3 ）、好ましくは２０８．２〜２４
０．３kg／ｍ3 （１３〜１５lb／ft3 ）の嵩密度が有利
である。圧縮したタバコはそれをＯＣ2 ガスで加圧下に
含浸する前に冷却する。この冷却はタバコ中にＣＯ2 ガ
スを流すことによって行うことができる。含浸段階にお
いて、ＣＯ2 ガスは飽和もしくはそれに近く、それがタ
バコと接触するとき、ＣＯ2 の充分な量がタバコ上で凝
縮し、次いで圧力を開放したとき二酸化炭素ガスの膨張
及び凝縮した二酸化炭素の蒸発が含浸されたタバコの温
度を−３７．４〜−６．７℃（−３５〜２０°Ｆ）の範
囲の温度を下げる。
０．２kg／ｍ3 （１０lb／ft3 ）以上の嵩密度に圧縮す
る。嵩密度は３２０．４kg／ｍ3 （２０lb／ft3 ）を越
えないのが好ましい。１９２．２〜２５６．３kg／ｍ3
（１２〜１６lb／ft3 ）、好ましくは２０８．２〜２４
０．３kg／ｍ3 （１３〜１５lb／ft3 ）の嵩密度が有利
である。圧縮したタバコはそれをＯＣ2 ガスで加圧下に
含浸する前に冷却する。この冷却はタバコ中にＣＯ2 ガ
スを流すことによって行うことができる。含浸段階にお
いて、ＣＯ2 ガスは飽和もしくはそれに近く、それがタ
バコと接触するとき、ＣＯ2 の充分な量がタバコ上で凝
縮し、次いで圧力を開放したとき二酸化炭素ガスの膨張
及び凝縮した二酸化炭素の蒸発が含浸されたタバコの温
度を−３７．４〜−６．７℃（−３５〜２０°Ｆ）の範
囲の温度を下げる。
【００１７】続いて含浸したタバコを通常の方法、例え
ば大気圧で加熱することによって膨張させる。
ば大気圧で加熱することによって膨張させる。
【００１８】本発明により含浸されたタバコは、少ない
エネルギーを用いて膨張させることができる、例えば液
体二酸化炭素を使用する条件下で含浸させたタバコより
も、匹敵する滞留時間で、著しく低い温度のガス流を使
用できる。
エネルギーを用いて膨張させることができる、例えば液
体二酸化炭素を使用する条件下で含浸させたタバコより
も、匹敵する滞留時間で、著しく低い温度のガス流を使
用できる。
【００１９】更に本発明は、過去において実施されてい
るよりも大なる温度範囲で膨張を行うことができること
により、最終タバコ製品中の化学的及び香味成分、例え
ば還元糖及びアルカロイドの大なる制御を提供する。
るよりも大なる温度範囲で膨張を行うことができること
により、最終タバコ製品中の化学的及び香味成分、例え
ば還元糖及びアルカロイドの大なる制御を提供する。
【００２０】更に本発明による含浸及び膨張タバコは、
排出前の二酸化炭素の凝縮を生ぜしめない条件の下でガ
ス状二酸化炭素を用いる方法よりも大なる処理量を達成
できる。本発明によれば、凝縮した二酸化炭素の蒸発が
充分な冷却を与え、従って実質的に高い嵩密度のタバコ
でさえも効率良く含浸し、膨張させることができる。こ
の蒸発冷却は、含浸されたタバコの安定性を確実にする
に充分に低い後排気タバコ温度を達成するため高嵩密度
タバコ床におけるのが好ましい。
排出前の二酸化炭素の凝縮を生ぜしめない条件の下でガ
ス状二酸化炭素を用いる方法よりも大なる処理量を達成
できる。本発明によれば、凝縮した二酸化炭素の蒸発が
充分な冷却を与え、従って実質的に高い嵩密度のタバコ
でさえも効率良く含浸し、膨張させることができる。こ
の蒸発冷却は、含浸されたタバコの安定性を確実にする
に充分に低い後排気タバコ温度を達成するため高嵩密度
タバコ床におけるのが好ましい。
【００２１】本発明を実施するとき、後排気タバコ温度
はタバコ嵩密度とは実質的に無関係であることが判っ
た。本発明は大きな及び小さなバッチ操作に適用でき
る。
はタバコ嵩密度とは実質的に無関係であることが判っ
た。本発明は大きな及び小さなバッチ操作に適用でき
る。
【００２２】含浸前のタバコの圧縮又は緊密化は望まし
い高嵩密度を生ぜしめるばかりでなく、床全体にわたる
より均一な密度も与える。これにより更なる二酸化炭素
含浸の均一性を確実にすることに加えて、この方法の処
理量を増大させることができる。
い高嵩密度を生ぜしめるばかりでなく、床全体にわたる
より均一な密度も与える。これにより更なる二酸化炭素
含浸の均一性を確実にすることに加えて、この方法の処
理量を増大させることができる。
【００２３】工程処理量は、本発明の好ましい一実施態
様により、高いタバコ嵩密度に含浸器を充填することに
よって増大させることもできる。又圧縮したタバコ床は
含浸器中での望ましからぬ空隙を作ることのあるガス流
又は重力による沈降がゆるいタバコ床より少ない。更に
タバコ１ポンドについて少ない容量のガスが圧縮される
ため少ない圧縮熱が発生する。加圧化の後の段階でタバ
コ上での凝縮した二酸化炭素は圧縮熱の局在化を避け
る。充分に低い後排気温度が達成されるため、本発明方
法は、高嵩密度のタバコを用いてさえも含浸後許容しう
る二酸化炭素保留及び安定性を達成する。
様により、高いタバコ嵩密度に含浸器を充填することに
よって増大させることもできる。又圧縮したタバコ床は
含浸器中での望ましからぬ空隙を作ることのあるガス流
又は重力による沈降がゆるいタバコ床より少ない。更に
タバコ１ポンドについて少ない容量のガスが圧縮される
ため少ない圧縮熱が発生する。加圧化の後の段階でタバ
コ上での凝縮した二酸化炭素は圧縮熱の局在化を避け
る。充分に低い後排気温度が達成されるため、本発明方
法は、高嵩密度のタバコを用いてさえも含浸後許容しう
る二酸化炭素保留及び安定性を達成する。
【００２４】増大して素材処理量に原因する増大した工
程処理量が、生産における大きな原価節約を達成し、又
は加工装置の大きさを減少させることによって投資原価
の節約も可能にする。更に小さいバッチ、短いサイクル
加工は、後述する好ましい装置で行われる本質的な連続
法として作業する。
程処理量が、生産における大きな原価節約を達成し、又
は加工装置の大きさを減少させることによって投資原価
の節約も可能にする。更に小さいバッチ、短いサイクル
加工は、後述する好ましい装置で行われる本質的な連続
法として作業する。
【００２５】高められた嵩密度で要求される二酸化炭素
ガスの減少した量は、少ないガスがタバコ１ポンドにつ
いて大気中に排出されるため環境上の有利性も達成す
る。
ガスの減少した量は、少ないガスがタバコ１ポンドにつ
いて大気中に排出されるため環境上の有利性も達成す
る。
【００２６】本発明の前記及び他の目的及び利点は添付
図面との関係における以下の詳細な説明及び実施例から
明らかになるであろう。
図面との関係における以下の詳細な説明及び実施例から
明らかになるであろう。
【００２７】図１は二酸化炭素に対する標準温度−エン
トロピー図である。
トロピー図である。
【００２８】図２（Ａ）はＥＰ−Ａ０５１９６９６に記
載されたタバコを膨張するための方法の簡略化したブロ
ック図である。
載されたタバコを膨張するための方法の簡略化したブロ
ック図である。
【００２９】図２（Ｂ）は本発明の一例によるタバコを
圧縮し、含浸し、膨張するための方法を示す図２（Ａ）
の改変図である。
圧縮し、含浸し、膨張するための方法を示す図２（Ａ）
の改変図である。
【００３０】図３は、約１２％，１４％，１６．２％及
び２０％のＯＶ含有率を有するタバコのための後含浸時
間に対する１７２３．５kpa （２５０psia）及び−１８
℃で含浸したタバコから放出された二酸化炭素重量％の
プロットである。
び２０％のＯＶ含有率を有するタバコのための後含浸時
間に対する１７２３．５kpa （２５０psia）及び−１８
℃で含浸したタバコから放出された二酸化炭素重量％の
プロットである。
【００３１】図４は３種の異なるＯＶタバコのための後
排気時間に対するタバコ中に保持された二酸化炭素重量
％のプロットである。
排気時間に対するタバコ中に保持された二酸化炭素重量
％のプロットである。
【００３２】図５は約１２％及び約２１％のＯＶ含有率
を有するタバコに対する膨張前の保持時間に対する膨張
したタバコの平衡ＣＶのプロットである。
を有するタバコに対する膨張前の保持時間に対する膨張
したタバコの平衡ＣＶのプロットである。
【００３３】図６は約１２％及び約２１％のＯＶ含有率
を有するタバコに対する膨張前の保持時間に対する膨張
したタバコの比体積のプロットである。
を有するタバコに対する膨張前の保持時間に対する膨張
したタバコの比体積のプロットである。
【００３４】図７は膨張塔出口ＯＶ含有率に対する膨張
したタバコ平衡ＣＶのプロットである。
したタバコ平衡ＣＶのプロットである。
【００３５】図８は膨張塔出口ＯＶ含有率に対するタバ
コ還元糖における減少％のプロットである。
コ還元糖における減少％のプロットである。
【００３６】図９は膨張塔出口ＯＶ含有率に対するタバ
コアルカロイドの減少％のプロットである。
コアルカロイドの減少％のプロットである。
【００３７】図１０は排気後タバコ床全体にわたる各種
の点でのタバコ温度を示す含浸容器の略図である。
の点でのタバコ温度を示す含浸容器の略図である。
【００３８】図１１は膨張前含浸後の保持時間に対する
膨張したタバコ比体積のプロットである。
膨張したタバコ比体積のプロットである。
【００３９】図１２は膨張前含浸後の保持時間に対する
膨張したタバコの平衡ＣＶのプロットである。
膨張したタバコの平衡ＣＶのプロットである。
【００４０】図１３は、８００psigで含浸したタバコに
対する適切な安定性（例えば膨張前約１時間の後排気保
持）に要する予備冷却の量を示すタバコＯＶに対するタ
バコ温度のプロットである。
対する適切な安定性（例えば膨張前約１時間の後排気保
持）に要する予備冷却の量を示すタバコＯＶに対するタ
バコ温度のプロットである。
【００４１】図１４は本発明による高嵩密度タバコにつ
いて短サイクル法を行うための装置の一例の上面図であ
る。
いて短サイクル法を行うための装置の一例の上面図であ
る。
【００４２】図１５は図１４の装置の断面立面略図であ
る。
る。
【００４３】図１６は、図１５と本質的に同じ方向で見
た図１５の加工容器の拡大断面図である。
た図１５の加工容器の拡大断面図である。
【００４４】図１７は本発明の装置の別の例の図１４と
同様の上面図である。
同様の上面図である。
【００４５】図１８は図１７の装置の図１５と同様の断
面立面略図である。
面立面略図である。
【００４６】図１９は図１８の装置の図１６と同様の図
である。
である。
【００４７】本発明は容易に入手でき、相対的に費用が
かからず、非燃焼性でかつ非毒性の膨張剤を用いタバコ
を膨張させるための方法に関する。更に詳細には、本発
明は、加圧下タバコを飽和ガス状二酸化炭素及び制御さ
れた量の凝縮液体二酸化炭素で含浸させ、圧力を急速に
開放し、そしてタバコを膨張させることによって作っ
た、実質的に低下した密度及び増大した充填力の膨張タ
バコ製品の製造に関する。膨張は、二酸化炭素含浸剤を
急速に膨張させる熱、放射線エネルギー又は同様のエネ
ルギー発生条件に含浸したタバコを暴露することによっ
て達成できる。
かからず、非燃焼性でかつ非毒性の膨張剤を用いタバコ
を膨張させるための方法に関する。更に詳細には、本発
明は、加圧下タバコを飽和ガス状二酸化炭素及び制御さ
れた量の凝縮液体二酸化炭素で含浸させ、圧力を急速に
開放し、そしてタバコを膨張させることによって作っ
た、実質的に低下した密度及び増大した充填力の膨張タ
バコ製品の製造に関する。膨張は、二酸化炭素含浸剤を
急速に膨張させる熱、放射線エネルギー又は同様のエネ
ルギー発生条件に含浸したタバコを暴露することによっ
て達成できる。
【００４８】本発明の方法を実施するため、養生したタ
バコの葉、切断又は細断した形のタバコ、又はタバコの
茎の如きタバコの選択した部分又は再構成タバコさえも
処理できる。細い形では、含浸すべきタバコは好ましく
は約６０〜約１００メッシュの粒度を有し、更に好まし
くはタバコは約３０メッシュより小さくない粒度を有す
る。ここで使用するとき、メッシュは米国標準篩を参照
し、これらの値は一定の大きさの粒子の９５％より多く
が一定のメッシュ値の篩を通過する能力を表わす。
バコの葉、切断又は細断した形のタバコ、又はタバコの
茎の如きタバコの選択した部分又は再構成タバコさえも
処理できる。細い形では、含浸すべきタバコは好ましく
は約６０〜約１００メッシュの粒度を有し、更に好まし
くはタバコは約３０メッシュより小さくない粒度を有す
る。ここで使用するとき、メッシュは米国標準篩を参照
し、これらの値は一定の大きさの粒子の９５％より多く
が一定のメッシュ値の篩を通過する能力を表わす。
【００４９】ここで使用するとき、水分％は、タバコ重
量の約０．９％以下が水以外の揮発物であることから、
オーヴン揮発含有率（ＯＶ）に等しいと考えることがで
きる。オーヴン揮発物測定は、１００℃（２１２°Ｆ）
で制御された循環空気オーヴン中で３時間暴露後のタバ
コ重量損失の簡単な測定である。初期重量の百分率とし
ての重量損失がオーヴン揮発物含有率である。
量の約０．９％以下が水以外の揮発物であることから、
オーヴン揮発含有率（ＯＶ）に等しいと考えることがで
きる。オーヴン揮発物測定は、１００℃（２１２°Ｆ）
で制御された循環空気オーヴン中で３時間暴露後のタバ
コ重量損失の簡単な測定である。初期重量の百分率とし
ての重量損失がオーヴン揮発物含有率である。
【００５０】一般に処理すべきタバコは少なくとも約１
２％で約２１％未満のＯＶ含有率を有する。好ましくは
処理すべきタバコは約１３％〜約１６％のＯＶ含有率を
有するであろう。約１２％ＯＶ未満ではタバコは容易に
破砕されすぎ、大量のタバコ微粉末を生ぜしめる。約２
１％ＯＶより上では、許容しうる安定性を達成するのに
過剰量の予備冷却を必要とし、非常に低い後排気温度を
必要とし、容易に破砕される脆いタバコを生ぜしめる。
２％で約２１％未満のＯＶ含有率を有する。好ましくは
処理すべきタバコは約１３％〜約１６％のＯＶ含有率を
有するであろう。約１２％ＯＶ未満ではタバコは容易に
破砕されすぎ、大量のタバコ微粉末を生ぜしめる。約２
１％ＯＶより上では、許容しうる安定性を達成するのに
過剰量の予備冷却を必要とし、非常に低い後排気温度を
必要とし、容易に破砕される脆いタバコを生ぜしめる。
【００５１】本発明によればタバコ床全体にわたっての
より均一な密度又は望ましい高嵩密度、又は高嵩密度と
より均一なタバコ床の両者を達成するため、タバコはそ
れを二酸化炭素で含浸する前に圧縮又はコンパクトにす
る。タバコは、それを圧力容器内に置く前にコンパクト
にするとよく、かくすると圧力容器中での形成された嵩
密度は本質的に均一であり、代表的なゆるい充填タバコ
の嵩密度より実質的に大である。
より均一な密度又は望ましい高嵩密度、又は高嵩密度と
より均一なタバコ床の両者を達成するため、タバコはそ
れを二酸化炭素で含浸する前に圧縮又はコンパクトにす
る。タバコは、それを圧力容器内に置く前にコンパクト
にするとよく、かくすると圧力容器中での形成された嵩
密度は本質的に均一であり、代表的なゆるい充填タバコ
の嵩密度より実質的に大である。
【００５２】バッチ式含浸法に対しては、タバコ含有圧
力容器は好ましくは二酸化炭素ガスでパージする、パー
ジ操作は一般に約１分〜約４分かかる。タバコの嵩密度
を含む好ましい例において、パージ要件は減少させても
よい、何故なら空隙は最小にすることができるからであ
る、そして容器にタバコ１ポンドについて小さくてよい
からである。図１４〜図１６を参照して後述する例は５
秒のパージ工程のみで操作する。パージ工程は省略する
ことができ、最終製品に害はない。パージすることの利
点は、二酸化炭素回収を妨害することのあるガスの除去
及び二酸化炭素の完全浸透を妨害することのある異質ガ
スの除去にある。
力容器は好ましくは二酸化炭素ガスでパージする、パー
ジ操作は一般に約１分〜約４分かかる。タバコの嵩密度
を含む好ましい例において、パージ要件は減少させても
よい、何故なら空隙は最小にすることができるからであ
る、そして容器にタバコ１ポンドについて小さくてよい
からである。図１４〜図１６を参照して後述する例は５
秒のパージ工程のみで操作する。パージ工程は省略する
ことができ、最終製品に害はない。パージすることの利
点は、二酸化炭素回収を妨害することのあるガスの除去
及び二酸化炭素の完全浸透を妨害することのある異質ガ
スの除去にある。
【００５３】本発明方法で使用するガス状二酸化炭素
は、一般に約２７５８〜約７２３９kpa （約４００〜約
１０５０psig）の圧力で飽和液体の形で保持される供給
タンクから得られる。供給タンクは圧力容器から送出さ
れる再圧縮ガス状二酸化炭素で供給できる。追加の二酸
化炭素は、一般に約１４８２〜約２１０３kpa （約２１
５〜約３０５psig）の圧力及び約−２８．９〜約−１
７．８℃（約−２０〜約０°Ｆ）の温度で液体の形で保
たれた貯蔵容器から得ることができる。貯蔵容器からの
液体二酸化炭素は再圧縮ガス状二酸化炭素と混合し、供
給タンク中で貯蔵できる。或いは貯蔵容器からの液体二
酸化炭素は、例えば供給ラインをとりまく好適な加熱コ
イルにより予備加熱し、圧力容器中に導入する前に約２
０６８〜約６８９４kpa （約３００〜約１０００psig）
及び約−１７．８〜約２９℃（約０〜約８４°Ｆ）の温
度にすることができる。二酸化炭素を圧力容器に導入し
た後、処理すべきタバコを含む容器の内側は、一般に二
酸化炭素ガスを飽和状態で又は実質的に飽和状態で保つ
に充分な圧力及び約−６．７〜約２６．７℃（約２０〜
約８０°Ｆ）の温度である。
は、一般に約２７５８〜約７２３９kpa （約４００〜約
１０５０psig）の圧力で飽和液体の形で保持される供給
タンクから得られる。供給タンクは圧力容器から送出さ
れる再圧縮ガス状二酸化炭素で供給できる。追加の二酸
化炭素は、一般に約１４８２〜約２１０３kpa （約２１
５〜約３０５psig）の圧力及び約−２８．９〜約−１
７．８℃（約−２０〜約０°Ｆ）の温度で液体の形で保
たれた貯蔵容器から得ることができる。貯蔵容器からの
液体二酸化炭素は再圧縮ガス状二酸化炭素と混合し、供
給タンク中で貯蔵できる。或いは貯蔵容器からの液体二
酸化炭素は、例えば供給ラインをとりまく好適な加熱コ
イルにより予備加熱し、圧力容器中に導入する前に約２
０６８〜約６８９４kpa （約３００〜約１０００psig）
及び約−１７．８〜約２９℃（約０〜約８４°Ｆ）の温
度にすることができる。二酸化炭素を圧力容器に導入し
た後、処理すべきタバコを含む容器の内側は、一般に二
酸化炭素ガスを飽和状態で又は実質的に飽和状態で保つ
に充分な圧力及び約−６．７〜約２６．７℃（約２０〜
約８０°Ｆ）の温度である。
【００５４】タバコ安定性、即ち最終膨張工程前圧力除
去後含浸したタバコを貯蔵でき、しかもなお満足できる
膨張ができる時間の長さは、初期タバコＯＶ含有率、即
ち予備含浸ＯＶ含有率、及び圧力容器の排気後のタバコ
温度に依存する。高初期ＯＶ含有率を有するタバコは、
同程度の安定性を達成するために低初期ＯＶ含有率を有
するタバコよりも、低いタバコ後排気温度を必要とす
る。
去後含浸したタバコを貯蔵でき、しかもなお満足できる
膨張ができる時間の長さは、初期タバコＯＶ含有率、即
ち予備含浸ＯＶ含有率、及び圧力容器の排気後のタバコ
温度に依存する。高初期ＯＶ含有率を有するタバコは、
同程度の安定性を達成するために低初期ＯＶ含有率を有
するタバコよりも、低いタバコ後排気温度を必要とす
る。
【００５５】１７２３．５kpa （２５０psia）及び−１
８℃で二酸化炭素ガスで含浸したタバコの安定性につい
てのＯＶ含有率の効果は、代表的には約６０〜約７０ｇ
のブライトタバコの秤量した試料を、３００ccの圧力容
器中に置くことによって測定した。次に容器を−１８℃
に設定した温度制御浴中に浸漬した。容器が浴で熱平衡
に達した後、容器を二酸化炭素ガスでパージした。次に
容器を約１７２３．５kpa （約２５０psia）に加圧し
た。ガス相含浸は、−１８℃で二酸化炭素飽和圧力未満
で少なくとも１３７９〜２０６８kpa （２０〜３０psi
）の二酸化炭素圧力を保つことによって確実にした。
タバコを約１５〜約６０分間加圧下浸透させた後、圧力
容器を、大気に排気することによって約３〜約４秒間で
大気圧まで急速に減圧した。排気バルブを直ちに閉じ、
タバコは約１時間−１８℃で温度制御浴中に浸漬した圧
力容器中に保持した。約１時間後、タバコ中に残ってい
る二酸化炭素を遊離させるため約２時間にわたって容器
温度を約２５℃に上昇させた。容器圧力及び温度は、La
boratories Technologies Corp. より入手したＬＡＢＴ
ＥＣＨバージョン４のデータ収集ソフトウエアを備えた
ＩＢＭ互換性コンピュータを用いて連続的に監視した。
一定温度で時間に対するタバコによって放出された二酸
化炭素の量は、時間に対する容器圧力を基準にして計算
できる。
８℃で二酸化炭素ガスで含浸したタバコの安定性につい
てのＯＶ含有率の効果は、代表的には約６０〜約７０ｇ
のブライトタバコの秤量した試料を、３００ccの圧力容
器中に置くことによって測定した。次に容器を−１８℃
に設定した温度制御浴中に浸漬した。容器が浴で熱平衡
に達した後、容器を二酸化炭素ガスでパージした。次に
容器を約１７２３．５kpa （約２５０psia）に加圧し
た。ガス相含浸は、−１８℃で二酸化炭素飽和圧力未満
で少なくとも１３７９〜２０６８kpa （２０〜３０psi
）の二酸化炭素圧力を保つことによって確実にした。
タバコを約１５〜約６０分間加圧下浸透させた後、圧力
容器を、大気に排気することによって約３〜約４秒間で
大気圧まで急速に減圧した。排気バルブを直ちに閉じ、
タバコは約１時間−１８℃で温度制御浴中に浸漬した圧
力容器中に保持した。約１時間後、タバコ中に残ってい
る二酸化炭素を遊離させるため約２時間にわたって容器
温度を約２５℃に上昇させた。容器圧力及び温度は、La
boratories Technologies Corp. より入手したＬＡＢＴ
ＥＣＨバージョン４のデータ収集ソフトウエアを備えた
ＩＢＭ互換性コンピュータを用いて連続的に監視した。
一定温度で時間に対するタバコによって放出された二酸
化炭素の量は、時間に対する容器圧力を基準にして計算
できる。
【００５６】図３は、前述した如く、−１８℃で２５０
psiaで二酸化炭素ガスで含浸した約１２％，１４％，１
６．２％及び２０％ＯＶブライトタバコの安定性を比較
する。約２０％のＯＶ含有率を有するタバコは−１８℃
で１５分後その二酸化炭素含浸量を約７１％失った、一
方約１２％のＯＶ含有率を有するタバコは６０分後にそ
の二酸化炭素含浸量の約２５％のみを失った。２５℃ま
で容器温度を増大させた後発生した二酸化炭素の合計量
は全二酸化炭素含浸量の指標である。このデータは、匹
敵する圧力及び温度での含浸のため、タバコＯＶ含有率
が増大すると、タバコ安定性が低下することを示してい
る。
psiaで二酸化炭素ガスで含浸した約１２％，１４％，１
６．２％及び２０％ＯＶブライトタバコの安定性を比較
する。約２０％のＯＶ含有率を有するタバコは−１８℃
で１５分後その二酸化炭素含浸量を約７１％失った、一
方約１２％のＯＶ含有率を有するタバコは６０分後にそ
の二酸化炭素含浸量の約２５％のみを失った。２５℃ま
で容器温度を増大させた後発生した二酸化炭素の合計量
は全二酸化炭素含浸量の指標である。このデータは、匹
敵する圧力及び温度での含浸のため、タバコＯＶ含有率
が増大すると、タバコ安定性が低下することを示してい
る。
【００５７】充分なタバコ安定性を達成するため、膨張
すべきタバコが約１５％の初期ＯＶ含有率を有すると
き、圧力容器の排気後、タバコ温度は約０°Ｆ〜約１０
°Ｆであるのが好ましい。匹敵しうる安定度を達成する
ため、約１５％より大なる初期ＯＶ含有率を有するタバ
コは約−１７．８℃未満から約−１２．２℃（約０°Ｆ
未満から約１０°Ｆ）までの後排気温度を有すべきであ
り、１５％より小さい初期ＯＶ含有率を有するタバコは
約−１７．８℃より大で約−１２．２℃（約０°Ｆより
大で約１０°Ｆ）までの温度で保つとよい。例えば図４
は、種々のＯＶ含有率でのタバコ安定性についてのタバ
コ後排気温度の効果を示す。図４は約２１％の高ＯＶ含
有率を有するタバコは、約−１７．８〜約−１２．２℃
（約０°Ｆ〜約１０°Ｆ）の後排気温度を有し、約１２
％の低ＯＶ含有率を有するタバコと比較して、時間に対
する二酸化炭素保持の同様の程度を達成するために、低
い後排気温度、約−３７．４℃（約−３５°Ｆ）を必要
とすることを示している。それぞれ図５及び図６は、図
示時間その図示後排気温度で保持した後、膨張したタバ
コの比体積及び平衡化したＣＶ時の後排気温度及びタバ
コＯＶ含有率の効果を示す。
すべきタバコが約１５％の初期ＯＶ含有率を有すると
き、圧力容器の排気後、タバコ温度は約０°Ｆ〜約１０
°Ｆであるのが好ましい。匹敵しうる安定度を達成する
ため、約１５％より大なる初期ＯＶ含有率を有するタバ
コは約−１７．８℃未満から約−１２．２℃（約０°Ｆ
未満から約１０°Ｆ）までの後排気温度を有すべきであ
り、１５％より小さい初期ＯＶ含有率を有するタバコは
約−１７．８℃より大で約−１２．２℃（約０°Ｆより
大で約１０°Ｆ）までの温度で保つとよい。例えば図４
は、種々のＯＶ含有率でのタバコ安定性についてのタバ
コ後排気温度の効果を示す。図４は約２１％の高ＯＶ含
有率を有するタバコは、約−１７．８〜約−１２．２℃
（約０°Ｆ〜約１０°Ｆ）の後排気温度を有し、約１２
％の低ＯＶ含有率を有するタバコと比較して、時間に対
する二酸化炭素保持の同様の程度を達成するために、低
い後排気温度、約−３７．４℃（約−３５°Ｆ）を必要
とすることを示している。それぞれ図５及び図６は、図
示時間その図示後排気温度で保持した後、膨張したタバ
コの比体積及び平衡化したＣＶ時の後排気温度及びタバ
コＯＶ含有率の効果を示す。
【００５８】図４，図５及び図６は実験４９，５４及び
６５からのデータに基づいている。これらの各実験にお
いて、全容積０．０９６ｍ3 （３．４立方フィート）の
圧力容器中にブライトタバコを入れその０．０６８ｍ3
（２．４立方フィート）をタバコで占有させた。実験５
４及び６５においては、圧力容器中に、２０％ＯＶタバ
コの約９．９７ kg （約２２lbs ）を入れた。このタバ
コは、二酸化炭素ガスで約５５１５kpa （約８００psi
g）に加圧する前に、約４〜５分間、それぞれ実験５４
及び６５に対して約２９０２kpa （約４２１psig）及び
約１０５５kpa （約１５３psig）で容器中に二酸化炭素
ガスを流して予備冷却した。
６５からのデータに基づいている。これらの各実験にお
いて、全容積０．０９６ｍ3 （３．４立方フィート）の
圧力容器中にブライトタバコを入れその０．０６８ｍ3
（２．４立方フィート）をタバコで占有させた。実験５
４及び６５においては、圧力容器中に、２０％ＯＶタバ
コの約９．９７ kg （約２２lbs ）を入れた。このタバ
コは、二酸化炭素ガスで約５５１５kpa （約８００psi
g）に加圧する前に、約４〜５分間、それぞれ実験５４
及び６５に対して約２９０２kpa （約４２１psig）及び
約１０５５kpa （約１５３psig）で容器中に二酸化炭素
ガスを流して予備冷却した。
【００５９】含浸圧力、タバコに対する二酸化炭素の質
量比、及びタバコの熱容量は、特定の状況の下で、凝縮
した二酸化炭素の蒸発から要求される冷却の量が、圧力
除去したとき二酸化炭素ガスの膨張によって与えられる
冷却に対して小であるような方法で計算できる。しかし
ながら二酸化炭素ガス対タバコの質量比が減少するに従
い、即ちタバコ嵩密度が増大するに従い、縮合した二酸
化炭素の蒸発から要求される冷却が増大する。増大した
処理量及びタバコを予備圧縮することによってより均一
なタバコ膨張を達成するため、凝縮した二酸化炭素の蒸
発及び制御された形成を達成することが必須である。
量比、及びタバコの熱容量は、特定の状況の下で、凝縮
した二酸化炭素の蒸発から要求される冷却の量が、圧力
除去したとき二酸化炭素ガスの膨張によって与えられる
冷却に対して小であるような方法で計算できる。しかし
ながら二酸化炭素ガス対タバコの質量比が減少するに従
い、即ちタバコ嵩密度が増大するに従い、縮合した二酸
化炭素の蒸発から要求される冷却が増大する。増大した
処理量及びタバコを予備圧縮することによってより均一
なタバコ膨張を達成するため、凝縮した二酸化炭素の蒸
発及び制御された形成を達成することが必須である。
【００６０】実験５４及び６５の各々において、約５５
１５kpa （約８００psig）の含浸圧力に達した後、系の
圧力は約５分間約５５１５pa（約８００psig）で保ち、
その後容器は約９０秒で大気圧まで急速に圧力除去し
た。冷却後圧力除去中にタバコ１lbについて凝縮した二
酸化炭素の質量を実験５４及び６５について計算し、下
記に報告する。含浸したタバコは、下記に示す温度及び
約５秒未満の間約４４．１ｍ／秒（約１３５ft／秒）の
速度で設定した水蒸気と接触させて７６．２mm（直径３
in）の膨張塔中でタバコが膨張されるまで、乾燥大気下
その後排気温度で保った。
１５kpa （約８００psig）の含浸圧力に達した後、系の
圧力は約５分間約５５１５pa（約８００psig）で保ち、
その後容器は約９０秒で大気圧まで急速に圧力除去し
た。冷却後圧力除去中にタバコ１lbについて凝縮した二
酸化炭素の質量を実験５４及び６５について計算し、下
記に報告する。含浸したタバコは、下記に示す温度及び
約５秒未満の間約４４．１ｍ／秒（約１３５ft／秒）の
速度で設定した水蒸気と接触させて７６．２mm（直径３
in）の膨張塔中でタバコが膨張されるまで、乾燥大気下
その後排気温度で保った。
【００６１】 表 １ 実 験 ５４ ６５ 供給原料ＯＶ％ ２０．５ ２０．４ タバコ重量（lbs ） ２２．５ ２１．２５ CO2 流通冷却圧力（psig） ４２１ １５３ 含浸圧力（psig） ８００ ７７２ 予備冷却温度（°Ｆ） １０ −２０ 後排気温度（°Ｆ） １０〜２０ −３５ 膨張塔ガス温度（°Ｆ） ５７５ ５７５ 平衡ＣＶ（cc／ｇ） ８．５ １０．０ ＳＶ（cc／ｇ） １．８ ２．５ 計算した凝縮CO2(lb/lb タバコ） ０．１９ ０．５８
【００６２】「シリンダー体積」なる語は、タバコの膨
張度を測定するための単位である。本明細書で使用する
とき、これらの語との関連において使用した値は、次の
如く測定した。
張度を測定するための単位である。本明細書で使用する
とき、これらの語との関連において使用した値は、次の
如く測定した。
【００６３】シリンダー体積（ＣＶ） 膨張していないときは２０ｇ、又は膨張したときには１
０ｇタバコ試料を、ドイツ国ハンブルグのHeiner. Borg
waldt Company （Heiner. Borgwaldt GmbH）によって設
計された６cm直径の密度計シリンダー、モデルNo. ＤＤ
−６０中に入れる。直径５．６cmの２Kgのピストンを、
３０秒間シリンダー中のタバコの上に置く。圧縮された
タバコの体積を読み、タバコ試料重量で割り、シリンダ
ー体積をcc／ｇとして表示する。試験は、タバコ充填物
の一定重量の見掛け体積を測定する。得られた充填物の
体積をシリンダー体積として報告する。この試験は７５
°Ｆ及び６０％ＲＨの標準環境条件下で行う、便宜上他
に特記せぬ限り、試料はこの環境で２４〜４８時間前条
件調節をする。
０ｇタバコ試料を、ドイツ国ハンブルグのHeiner. Borg
waldt Company （Heiner. Borgwaldt GmbH）によって設
計された６cm直径の密度計シリンダー、モデルNo. ＤＤ
−６０中に入れる。直径５．６cmの２Kgのピストンを、
３０秒間シリンダー中のタバコの上に置く。圧縮された
タバコの体積を読み、タバコ試料重量で割り、シリンダ
ー体積をcc／ｇとして表示する。試験は、タバコ充填物
の一定重量の見掛け体積を測定する。得られた充填物の
体積をシリンダー体積として報告する。この試験は７５
°Ｆ及び６０％ＲＨの標準環境条件下で行う、便宜上他
に特記せぬ限り、試料はこの環境で２４〜４８時間前条
件調節をする。
【００６４】比体積（ＣＶ） 「比体積」なる語は、理気体法則の基本原理を用い、固
体目的物、例えばタバコの真密度及び体積を測定するた
めの単位である。比体積は密度の逆数であり、cc／ｇと
して表わされる。そのままの、３時間１００℃で乾燥、
又は平衡化したタバコの秤量した試料を、Quantachrome
Penta−Pycnometer中のセル中に入れる。次いでセルを
ヘリウムでパージし、かつ加圧する。タバコによって置
換されたヘリウムの体積を、空の試料セルを満すために
要したヘリウムの体積と比較し、タバコ体積はアルキメ
デスの原理に基いて測定する。本明細書で使用するとき
他に特記せぬ限り、比体積は、ＯＶを測定するため使用
したのと同じタバコ試料、即ち１００℃で制御した循環
空気オーヴン中で３時間暴露後乾燥したタバコを用いて
測定した。
体目的物、例えばタバコの真密度及び体積を測定するた
めの単位である。比体積は密度の逆数であり、cc／ｇと
して表わされる。そのままの、３時間１００℃で乾燥、
又は平衡化したタバコの秤量した試料を、Quantachrome
Penta−Pycnometer中のセル中に入れる。次いでセルを
ヘリウムでパージし、かつ加圧する。タバコによって置
換されたヘリウムの体積を、空の試料セルを満すために
要したヘリウムの体積と比較し、タバコ体積はアルキメ
デスの原理に基いて測定する。本明細書で使用するとき
他に特記せぬ限り、比体積は、ＯＶを測定するため使用
したのと同じタバコ試料、即ち１００℃で制御した循環
空気オーヴン中で３時間暴露後乾燥したタバコを用いて
測定した。
【００６５】要求されるタバコ安定性度、従って所望さ
れるタバコ後排気温度は、圧力除去後そしてタバコの膨
張前の時間の長さを含む多くの要因によって決る。従っ
て所望の後排気温度の選択は要求される安定度よりみて
なすべきである。ここに示す本発明による方法の別の観
点によれば、含浸されたタバコを含浸工程と膨張工程の
間で処理して二酸化炭素のタバコの保持率を維持するよ
うにする。例えばタバコは絶縁されそして冷却されたコ
ンベヤによって搬送すべきであり、又水分含有空気から
絶縁すべきである。
れるタバコ後排気温度は、圧力除去後そしてタバコの膨
張前の時間の長さを含む多くの要因によって決る。従っ
て所望の後排気温度の選択は要求される安定度よりみて
なすべきである。ここに示す本発明による方法の別の観
点によれば、含浸されたタバコを含浸工程と膨張工程の
間で処理して二酸化炭素のタバコの保持率を維持するよ
うにする。例えばタバコは絶縁されそして冷却されたコ
ンベヤによって搬送すべきであり、又水分含有空気から
絶縁すべきである。
【００６６】所望されるタバコ後排気温度は、それを圧
力容器に導入する前のタバコの予備冷却、冷二酸化炭素
又は他の適当な手段でパージすることにより圧力容器中
のタバコのその場での冷却、又は二酸化炭素ガスの流通
によりその場で増強された真空冷却を含む好適な手段に
よって得ることができる。真空冷却はタバコの熱劣化を
伴うことなくタバコＯＶ含有率を減少する利点を有す
る。真空冷却は又容器から非凝縮性ガスも除去し、これ
によってパージ工程を省略することも可能にする。真空
冷却は約−１℃（約３０°Ｆ）という低い温度にタバコ
温度を下げるため有効的かつ実際的に使用できる。タバ
コは圧力容器中でその場で冷却するのが好ましい。
力容器に導入する前のタバコの予備冷却、冷二酸化炭素
又は他の適当な手段でパージすることにより圧力容器中
のタバコのその場での冷却、又は二酸化炭素ガスの流通
によりその場で増強された真空冷却を含む好適な手段に
よって得ることができる。真空冷却はタバコの熱劣化を
伴うことなくタバコＯＶ含有率を減少する利点を有す
る。真空冷却は又容器から非凝縮性ガスも除去し、これ
によってパージ工程を省略することも可能にする。真空
冷却は約−１℃（約３０°Ｆ）という低い温度にタバコ
温度を下げるため有効的かつ実際的に使用できる。タバ
コは圧力容器中でその場で冷却するのが好ましい。
【００６７】所望のタバコ後排気温度を達成するのに要
する予備冷却又はその場での冷却の量は、圧力除去中に
二酸化炭素ガスの膨張によって得られる冷却の量によっ
て決る。二酸化炭素ガスの膨張により冷却するタバコの
量は、タバコの質量、タバコの熱容量、最終含浸圧力、
及び系の温度に対する二酸化炭素ガスの質量の比の関数
である。従って一定の含浸に対して、タバコ供給量及び
系の圧力、温度及び容積を固定したとき、タバコの最終
後排気温度の制御は、タバコ上に凝縮することのできる
二酸化炭素の量を制御することによって達成できる。タ
バコからの凝縮した二酸化炭素の蒸発によるタバコ冷却
の量は、タバコの質量、タバコの熱容量、及び系の温度
及び圧力に対する凝縮した二酸化炭素の質量の比の関数
である。
する予備冷却又はその場での冷却の量は、圧力除去中に
二酸化炭素ガスの膨張によって得られる冷却の量によっ
て決る。二酸化炭素ガスの膨張により冷却するタバコの
量は、タバコの質量、タバコの熱容量、最終含浸圧力、
及び系の温度に対する二酸化炭素ガスの質量の比の関数
である。従って一定の含浸に対して、タバコ供給量及び
系の圧力、温度及び容積を固定したとき、タバコの最終
後排気温度の制御は、タバコ上に凝縮することのできる
二酸化炭素の量を制御することによって達成できる。タ
バコからの凝縮した二酸化炭素の蒸発によるタバコ冷却
の量は、タバコの質量、タバコの熱容量、及び系の温度
及び圧力に対する凝縮した二酸化炭素の質量の比の関数
である。
【００６８】凝縮した二酸化炭素の存在により、嵩密度
の変化は後排気温度に著しい影響を与えない。タバコを
二酸化炭素で含浸する前に圧縮するとき、より大なる嵩
密度が生じ、一定の含浸容器中に充填すべきタバコ質量
を大にすることができる。タバコ嵩密度の増大は、この
方法の生産速度を増大する。好ましい例では、ピストン
での機械的圧縮を含む大なる嵩密度を達成するための圧
縮工程の実行を記載しているが、タバコを圧縮するため
の別法、又は非機械的方法又は装置を利用することもで
きた。
の変化は後排気温度に著しい影響を与えない。タバコを
二酸化炭素で含浸する前に圧縮するとき、より大なる嵩
密度が生じ、一定の含浸容器中に充填すべきタバコ質量
を大にすることができる。タバコ嵩密度の増大は、この
方法の生産速度を増大する。好ましい例では、ピストン
での機械的圧縮を含む大なる嵩密度を達成するための圧
縮工程の実行を記載しているが、タバコを圧縮するため
の別法、又は非機械的方法又は装置を利用することもで
きた。
【００６９】必要なタバコ安定性は使用する含浸及び膨
張法の特別の設計によって決る。図１３は特定の方法設
計に対する関数として所望のタバコ安定性を達成するた
めに要するタバコ後排気温度を示す。下方の陰線部域２
００は二酸化炭素ガス膨張によって得られた冷却の量を
示し、上方部域２５０は必要な安定性を得るためタバコ
ＯＶの関数として二酸化炭素液体蒸発によって要求され
る追加冷却の量を示す。これらの例に対しては、適切な
タバコ安定性は、タバコ温度が安定線によって示される
温度又はその下であるとき達成される。タバコ後排気温
度を決定する工程可変要因には、限定するものではない
が、容器温度、容器質量、容器容積、容器形状、流れの
幾何学的な形、装置方向、容器壁への熱伝達速度及び含
浸と膨張の間の処理設計した滞留時間を含む前述した可
変要因及び他の可変要因を含む。
張法の特別の設計によって決る。図１３は特定の方法設
計に対する関数として所望のタバコ安定性を達成するた
めに要するタバコ後排気温度を示す。下方の陰線部域２
００は二酸化炭素ガス膨張によって得られた冷却の量を
示し、上方部域２５０は必要な安定性を得るためタバコ
ＯＶの関数として二酸化炭素液体蒸発によって要求され
る追加冷却の量を示す。これらの例に対しては、適切な
タバコ安定性は、タバコ温度が安定線によって示される
温度又はその下であるとき達成される。タバコ後排気温
度を決定する工程可変要因には、限定するものではない
が、容器温度、容器質量、容器容積、容器形状、流れの
幾何学的な形、装置方向、容器壁への熱伝達速度及び含
浸と膨張の間の処理設計した滞留時間を含む前述した可
変要因及び他の可変要因を含む。
【００７０】図１３に示した５５１５ kPa（８００psi
g）法にとって、約１時間の後排気保持時間で、１２％
ＯＶタバコに対して、要求される安定性を達成するため
に予備冷却は必要でない、一方２１％ＯＶタバコには約
−３７．４℃（約−３５°Ｆ）の後排気温度を達成する
のに充分な予備冷却を必要とする。
g）法にとって、約１時間の後排気保持時間で、１２％
ＯＶタバコに対して、要求される安定性を達成するため
に予備冷却は必要でない、一方２１％ＯＶタバコには約
−３７．４℃（約−３５°Ｆ）の後排気温度を達成する
のに充分な予備冷却を必要とする。
【００７１】約−３７．４℃（約−３５°Ｆ）から約−
６．７℃（約２０°Ｆ）までの所望のタバコ後排気温度
は、含浸剤として液体二酸化炭素を用いるときの約−７
９℃（約−１１０°Ｆ）である後排気温度より著しく高
い。この高いタバコ後排気温度及び低いタバコＯＶは、
著しく低い温度で膨張工程を行うことを可能にし、少な
いこげ、及び少ない香味損失を有する膨張したタバコを
もたらす。更にタバコを膨張させるために少ないエネル
ギーを必要とする。更に存在しても非常に少ない固体二
酸化炭素が形成されるため、含浸したタバコの取り扱い
が簡単にされる。液体二酸化炭素のみで含浸したタバコ
とは異なり、本発明により含浸したタバコは、機械的に
破砕しなければならない塊を形成する傾向がない。従っ
てシガレットに使用するためには小さすぎるタバコ微粒
子を生ぜしめる塊破砕工程を省略できるため、より大な
る有用タバコ収率が達成される。
６．７℃（約２０°Ｆ）までの所望のタバコ後排気温度
は、含浸剤として液体二酸化炭素を用いるときの約−７
９℃（約−１１０°Ｆ）である後排気温度より著しく高
い。この高いタバコ後排気温度及び低いタバコＯＶは、
著しく低い温度で膨張工程を行うことを可能にし、少な
いこげ、及び少ない香味損失を有する膨張したタバコを
もたらす。更にタバコを膨張させるために少ないエネル
ギーを必要とする。更に存在しても非常に少ない固体二
酸化炭素が形成されるため、含浸したタバコの取り扱い
が簡単にされる。液体二酸化炭素のみで含浸したタバコ
とは異なり、本発明により含浸したタバコは、機械的に
破砕しなければならない塊を形成する傾向がない。従っ
てシガレットに使用するためには小さすぎるタバコ微粒
子を生ぜしめる塊破砕工程を省略できるため、より大な
る有用タバコ収率が達成される。
【００７２】更に、約−７９℃（約−１１０°Ｆ）での
ＯＶタバコとは異なり、約−３７．４℃（約−３５°
Ｆ）での約２１％ＯＶタバコから約−６．７℃（約２０
°Ｆ）での約１２％ＯＶタバコまでは、脆くなく、従っ
て最少の劣化で取り扱える。この性質は、正常な処理
中、例えば圧力容器からの取り出し中又は圧力容器から
膨張容器への搬送中、タバコが機械的に破砕されること
が少ないため、有用なタバコのより大なる収率を生ぜし
める。
ＯＶタバコとは異なり、約−３７．４℃（約−３５°
Ｆ）での約２１％ＯＶタバコから約−６．７℃（約２０
°Ｆ）での約１２％ＯＶタバコまでは、脆くなく、従っ
て最少の劣化で取り扱える。この性質は、正常な処理
中、例えば圧力容器からの取り出し中又は圧力容器から
膨張容器への搬送中、タバコが機械的に破砕されること
が少ないため、有用なタバコのより大なる収率を生ぜし
める。
【００７３】含浸したタバコの膨張中の化学的変化、例
えば加熱したときのアルカロイド及び還元糖の損失は、
出口でのタバコＯＶ、即ち膨張直後のタバコＯＶ含有率
を約６％ＯＶ又はそれ以上に増大させることによって減
少させることができる。これは膨張工程の温度を下げる
ことによって達成できる。タバコ出口ＯＶにおける増大
は、達成される膨張の量の減少と関連している。膨張の
量の減少は、タバコの出発供給ＯＶ含有率に強く依存す
る。タバコ供給原料ＯＶが約１３％に低下したとき、膨
張装置を出る約６％以上のタバコ水分含有率でさえも膨
張度における最小減少が見られる。従って供給原料ＯＶ
及び膨張温度を下げると、化学変化を最小にしながら驚
くべき良好な膨張を達成できる。これを図７，図８及び
図９に示す。
えば加熱したときのアルカロイド及び還元糖の損失は、
出口でのタバコＯＶ、即ち膨張直後のタバコＯＶ含有率
を約６％ＯＶ又はそれ以上に増大させることによって減
少させることができる。これは膨張工程の温度を下げる
ことによって達成できる。タバコ出口ＯＶにおける増大
は、達成される膨張の量の減少と関連している。膨張の
量の減少は、タバコの出発供給ＯＶ含有率に強く依存す
る。タバコ供給原料ＯＶが約１３％に低下したとき、膨
張装置を出る約６％以上のタバコ水分含有率でさえも膨
張度における最小減少が見られる。従って供給原料ＯＶ
及び膨張温度を下げると、化学変化を最小にしながら驚
くべき良好な膨張を達成できる。これを図７，図８及び
図９に示す。
【００７４】図７，図８及び図９は実験２２４１〜２２
４２及び２２４４〜２２５４からのデータに基づいてい
る。これら各実験において、ブライトタバコの測定量
を、実施例１に記載した容器と同様の圧力容器中に入れ
た。
４２及び２２４４〜２２５４からのデータに基づいてい
る。これら各実験において、ブライトタバコの測定量
を、実施例１に記載した容器と同様の圧力容器中に入れ
た。
【００７５】
【表１】
【００７６】
【表２】
【００７７】
【表３】
【００７８】実験No. ２２４１及び２２４２においては
タバコを含浸させるため、４３０psigで液体二酸化炭素
を使用した。タバコは、過剰の液体を排液する前に約６
０秒間液体二酸化炭素中に浸漬した。次いで容器を大気
圧まで急速に圧力除去し、その場で固体二酸化炭素を形
成した。次に含浸したタバコを容器から取り出し、形成
されている塊があるときは破砕した。次にタバコは、２
０３mm（８in）膨張塔中で、約４秒未満の間約２５．９
ｍ／秒（約８５ft／秒）の速度で表２に示した温度で設
定した７５％水蒸気／空気混合物と接触させて膨張させ
た。
タバコを含浸させるため、４３０psigで液体二酸化炭素
を使用した。タバコは、過剰の液体を排液する前に約６
０秒間液体二酸化炭素中に浸漬した。次いで容器を大気
圧まで急速に圧力除去し、その場で固体二酸化炭素を形
成した。次に含浸したタバコを容器から取り出し、形成
されている塊があるときは破砕した。次にタバコは、２
０３mm（８in）膨張塔中で、約４秒未満の間約２５．９
ｍ／秒（約８５ft／秒）の速度で表２に示した温度で設
定した７５％水蒸気／空気混合物と接触させて膨張させ
た。
【００７９】膨張前及び後のタバコのニコチンアルカロ
イド及び還元糖をBran Luebbe （以前はTechnicon と称
した）の連続フロー分析装置を用いて測定した。タバコ
からニコチンアルカロイド及び還元糖を抽出するため水
性酢酸溶液を使用した。抽出液は第一に透析を受けさせ
て、両測定の妨害物を除去する。還元糖は、ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸ヒドラジドと８５℃で塩基性媒体中で反応
させて発色させて測定する。ニコチンアルカロイドは、
芳香族アミンの存在下に、それらの塩化シアンとの反応
によって測定する。タバコのアルカロイド又は還元糖含
有率の減少はタバコの化学的及び香味成分の損失又は変
化の指標である。
イド及び還元糖をBran Luebbe （以前はTechnicon と称
した）の連続フロー分析装置を用いて測定した。タバコ
からニコチンアルカロイド及び還元糖を抽出するため水
性酢酸溶液を使用した。抽出液は第一に透析を受けさせ
て、両測定の妨害物を除去する。還元糖は、ｐ−ヒドロ
キシ安息香酸ヒドラジドと８５℃で塩基性媒体中で反応
させて発色させて測定する。ニコチンアルカロイドは、
芳香族アミンの存在下に、それらの塩化シアンとの反応
によって測定する。タバコのアルカロイド又は還元糖含
有率の減少はタバコの化学的及び香味成分の損失又は変
化の指標である。
【００８０】実験No. ２２４４〜２２５４は実施例１に
記載した方法により５５１５ kPa（８００psig）でガス
状二酸化炭素で含浸した。膨張温度の効果を測定するた
め、１回の含浸からのタバコを種々の温度で膨張させ
た。例えば１４７kg（３２５lbs ）のタバコを含浸さ
せ、次いで約１時間のコースにわたってとった３個の試
料を、２６０℃（５００°Ｆ），２８８℃（５５０°
Ｆ）及び３１５．５℃（６００°Ｆ）で（それぞれ実験
No. ２２４４，２２４５及び２２４６で示す）試験し、
膨張させた。ＯＶ含有率の効果を研究するため、約１３
％，１５％，１７％及び１９％のＯＶ含有率を有するタ
バコのバッチを含浸させた。実験番号の次の註の第１、
第２、又は第３は、特定含浸からタバコを膨張させた順
序を示す。含浸したタバコは、約４秒未満の間、約２
５．９ｍ／秒（約８５ft／秒）の速度及び表２に示した
温度で設定した７５％水蒸気／空気混合物と接触させて
２０３mm（８in）膨張糖で膨張させた。タバコのアルカ
ロイド及び還元糖含有率は前述したのと同じ方法で測定
した。
記載した方法により５５１５ kPa（８００psig）でガス
状二酸化炭素で含浸した。膨張温度の効果を測定するた
め、１回の含浸からのタバコを種々の温度で膨張させ
た。例えば１４７kg（３２５lbs ）のタバコを含浸さ
せ、次いで約１時間のコースにわたってとった３個の試
料を、２６０℃（５００°Ｆ），２８８℃（５５０°
Ｆ）及び３１５．５℃（６００°Ｆ）で（それぞれ実験
No. ２２４４，２２４５及び２２４６で示す）試験し、
膨張させた。ＯＶ含有率の効果を研究するため、約１３
％，１５％，１７％及び１９％のＯＶ含有率を有するタ
バコのバッチを含浸させた。実験番号の次の註の第１、
第２、又は第３は、特定含浸からタバコを膨張させた順
序を示す。含浸したタバコは、約４秒未満の間、約２
５．９ｍ／秒（約８５ft／秒）の速度及び表２に示した
温度で設定した７５％水蒸気／空気混合物と接触させて
２０３mm（８in）膨張糖で膨張させた。タバコのアルカ
ロイド及び還元糖含有率は前述したのと同じ方法で測定
した。
【００８１】図２を参照し、処理すべきタバコは乾燥機
１０に導入し、そこで約１９〜約２８％水分（重量）か
ら、約１２〜約２１％水分（重量）まで、好ましくは約
１３〜約１６％水分（重量）まで乾燥する。乾燥は任意
好適な手段で達成できる。この乾燥したタバコは次の含
浸及び膨張のためサイロ中にばらで貯蔵してもよく、或
いは好適な温度に調節後圧力容器３０に直接供給しても
よい。
１０に導入し、そこで約１９〜約２８％水分（重量）か
ら、約１２〜約２１％水分（重量）まで、好ましくは約
１３〜約１６％水分（重量）まで乾燥する。乾燥は任意
好適な手段で達成できる。この乾燥したタバコは次の含
浸及び膨張のためサイロ中にばらで貯蔵してもよく、或
いは好適な温度に調節後圧力容器３０に直接供給しても
よい。
【００８２】所望によっては、乾燥したタバコの測定す
る量を秤量ベルトによって測定し、含浸前に処理するタ
バコ冷却装置２０内のコンベヤベルト上に供給する。タ
バコは圧力容器３０中に供給する前に、冷蔵庫を含む任
意の通常の手段でタバコ冷却装置２０内で、−６．７℃
（約２０°Ｆ）未満、好ましくは−１７．８℃（約０°
Ｆ）未満に冷却する。
る量を秤量ベルトによって測定し、含浸前に処理するタ
バコ冷却装置２０内のコンベヤベルト上に供給する。タ
バコは圧力容器３０中に供給する前に、冷蔵庫を含む任
意の通常の手段でタバコ冷却装置２０内で、−６．７℃
（約２０°Ｆ）未満、好ましくは−１７．８℃（約０°
Ｆ）未満に冷却する。
【００８３】図２（Ｂ）のブロック図は図２（Ａ）のそ
れと同様の図であるが、タバコを本発明の改良された例
による二酸化炭素での含浸前に、タバコを圧縮するため
圧縮装置８０を追加して示してある。タバコは圧力容器
又は別の圧縮ステーション、又はその両方でその場で圧
縮する。例えば圧縮装置８０は、圧力装置３０とは独立
しているか又はそれと一体になっていてよく、適切な圧
縮装置及び搬送装置を含む。
れと同様の図であるが、タバコを本発明の改良された例
による二酸化炭素での含浸前に、タバコを圧縮するため
圧縮装置８０を追加して示してある。タバコは圧力容器
又は別の圧縮ステーション、又はその両方でその場で圧
縮する。例えば圧縮装置８０は、圧力装置３０とは独立
しているか又はそれと一体になっていてよく、適切な圧
縮装置及び搬送装置を含む。
【００８４】１５％ＯＶタバコを用い、圧縮装置８０
で、初めゆるい嵩密度から約１２〜約１６lb／ft3 、好
ましくは約１３〜約１５lb／ft3 の圧縮した嵩密度まで
タバコを圧縮する。約１５又は１６lb／ft3 より大まで
圧縮した１５％ＯＶタバコは、含浸容器から取り出した
後いくらかの凝集を示す。
で、初めゆるい嵩密度から約１２〜約１６lb／ft3 、好
ましくは約１３〜約１５lb／ft3 の圧縮した嵩密度まで
タバコを圧縮する。約１５又は１６lb／ft3 より大まで
圧縮した１５％ＯＶタバコは、含浸容器から取り出した
後いくらかの凝集を示す。
【００８５】小さい含浸容器にとっては（例えば約１立
方フィートの）、タバコの圧縮された嵩密度は、機械圧
縮したとき全タバコ床全体にわたって実質的に均一であ
る。大きな含浸容器にとっては、機械圧縮は、重力のみ
で達成できるよりも均一な嵩密度を与える。例えば２
０．５％ＯＶのブライトタバコを、高さ約６９in、直径
約２４inのシリンダー中にゆるく充填したとき、測定し
た嵩密度は、約２３〜約２５．５lb／ft3 の間で、床中
０inと約２０inの高さの測定点で本質的に均一であり、
高さ約３１．５inで約２１lb／ft3 に減少し、そして床
の頂部と約３１．５inの間で約２１〜約１４．５lb／ft
3 に本質的に直線的に減少した。タバコ床が少なくとも
限界嵩密度まで圧縮されると、重力圧縮効果は無視しう
るものであり、嵩密度は床全体にわたって実質的に均一
になる。
方フィートの）、タバコの圧縮された嵩密度は、機械圧
縮したとき全タバコ床全体にわたって実質的に均一であ
る。大きな含浸容器にとっては、機械圧縮は、重力のみ
で達成できるよりも均一な嵩密度を与える。例えば２
０．５％ＯＶのブライトタバコを、高さ約６９in、直径
約２４inのシリンダー中にゆるく充填したとき、測定し
た嵩密度は、約２３〜約２５．５lb／ft3 の間で、床中
０inと約２０inの高さの測定点で本質的に均一であり、
高さ約３１．５inで約２１lb／ft3 に減少し、そして床
の頂部と約３１．５inの間で約２１〜約１４．５lb／ft
3 に本質的に直線的に減少した。タバコ床が少なくとも
限界嵩密度まで圧縮されると、重力圧縮効果は無視しう
るものであり、嵩密度は床全体にわたって実質的に均一
になる。
【００８６】タバコ床中の異なる深さでの嵩密度を測定
するため下記の方法を使用した。予め秤量した量のタバ
コ、例えば５lbs の量をシリンダー中に続けて入れた。
それぞれ５lbs の量のタバコを入れた後シリンダー中に
マーカーを入れた。続けて５lbs 量のタバコ毎に置いた
マーカーを用い、シリンダーをタバコで充填したとき、
シリンダーを注意深くして取り出し、マーカーとタバコ
のカラムを立つように残した。各マーカーの高さを測定
し、続いて５ポンド量のタバコによって占められた容
積、及びその嵩密度を計算するために使用した。
するため下記の方法を使用した。予め秤量した量のタバ
コ、例えば５lbs の量をシリンダー中に続けて入れた。
それぞれ５lbs の量のタバコを入れた後シリンダー中に
マーカーを入れた。続けて５lbs 量のタバコ毎に置いた
マーカーを用い、シリンダーをタバコで充填したとき、
シリンダーを注意深くして取り出し、マーカーとタバコ
のカラムを立つように残した。各マーカーの高さを測定
し、続いて５ポンド量のタバコによって占められた容
積、及びその嵩密度を計算するために使用した。
【００８７】冷却し、詰めたタバコを圧力容器３０にタ
バコ入口３１を通して供給した。好ましくは圧力容器３
０が、容器３０の底に又はその近くに配置した二酸化炭
素供給入口及び容器３０の頂部に又はその近くに配置し
た二酸化炭素排出出口３２を有する垂直に延びた長軸を
有するシリンダーである。しかしながら排気は任意の好
都合な方向で、例えば垂直、水平、放射等の方向で達成
してもよい、何故なら本発明方法は、二酸化炭素の均一
に制御された凝縮により、タバコ床全体にわたって実質
的に均一な温度を達成するからである。更に床は本質的
に均質及び均一であり、どの方向でも均一なガス流を可
能にする。
バコ入口３１を通して供給した。好ましくは圧力容器３
０が、容器３０の底に又はその近くに配置した二酸化炭
素供給入口及び容器３０の頂部に又はその近くに配置し
た二酸化炭素排出出口３２を有する垂直に延びた長軸を
有するシリンダーである。しかしながら排気は任意の好
都合な方向で、例えば垂直、水平、放射等の方向で達成
してもよい、何故なら本発明方法は、二酸化炭素の均一
に制御された凝縮により、タバコ床全体にわたって実質
的に均一な温度を達成するからである。更に床は本質的
に均質及び均一であり、どの方向でも均一なガス流を可
能にする。
【００８８】次に圧力容器３０は次いでガス状二酸化炭
素でパージして容器３０から空気又は他の非凝縮性ガス
を除去する。或いは圧力容器は、真空ポンプを用いて排
気し、容器に二酸化炭素を導入する前に空気又は他のガ
スを除去してもよい。パージは容器３０内のタバコの温
度を著しく上昇させないような方法で行うことが望まし
い。好ましくはこのパージ工程の流出物は、再使用する
ための二酸化炭素を回収するのに好適な方法で処理す
る、或いはライン３４を介して大気中に排気してもよ
い。
素でパージして容器３０から空気又は他の非凝縮性ガス
を除去する。或いは圧力容器は、真空ポンプを用いて排
気し、容器に二酸化炭素を導入する前に空気又は他のガ
スを除去してもよい。パージは容器３０内のタバコの温
度を著しく上昇させないような方法で行うことが望まし
い。好ましくはこのパージ工程の流出物は、再使用する
ための二酸化炭素を回収するのに好適な方法で処理す
る、或いはライン３４を介して大気中に排気してもよ
い。
【００８９】パージ工程に続いて、二酸化炭素ガスは供
給タンク５０から圧力容器３０に導入し、そこは約２７
５８〜約７２３９ kPa（約４００〜約１０５０psig）で
保つ。容器３０の内圧が約２０６８〜約３４４７ kPa
（約３００〜約５００psig）に達したとき、二酸化炭素
出口３２を開き、容器３０の圧力を約２０６８〜約３４
４７ kPa（約３００〜約５００psig）で保ちながら、実
質的に均一な温度にタバコを冷却するタバコ床を通って
二酸化炭素を流れさせる。実質的に均一なタバコ温度に
達した後、二酸化炭素出口３２を閉じ、容器３０の圧力
を、二酸化炭素ガスの添加によって約４８２６〜約６８
９４ kPa（約７００〜約１０００psig）、好ましくは約
５５１５ kPa（約８００psig）に増大させる。次に二酸
化炭素入口を閉じる。この点で、タバコ床温度は大体二
酸化炭素飽和温度である。７２３９kPa（１０５０psi
g）という高い圧力を経済的に使用でき、二酸化炭素の
臨界圧力、７２８７ kPa（１０５７psig）に等しい圧力
も許容できるが、タバコ上での超臨界二酸化炭素の効果
及び入手しうる装置の能力によって決ること以外に、有
用な含浸圧力範囲に知られている上限はない。
給タンク５０から圧力容器３０に導入し、そこは約２７
５８〜約７２３９ kPa（約４００〜約１０５０psig）で
保つ。容器３０の内圧が約２０６８〜約３４４７ kPa
（約３００〜約５００psig）に達したとき、二酸化炭素
出口３２を開き、容器３０の圧力を約２０６８〜約３４
４７ kPa（約３００〜約５００psig）で保ちながら、実
質的に均一な温度にタバコを冷却するタバコ床を通って
二酸化炭素を流れさせる。実質的に均一なタバコ温度に
達した後、二酸化炭素出口３２を閉じ、容器３０の圧力
を、二酸化炭素ガスの添加によって約４８２６〜約６８
９４ kPa（約７００〜約１０００psig）、好ましくは約
５５１５ kPa（約８００psig）に増大させる。次に二酸
化炭素入口を閉じる。この点で、タバコ床温度は大体二
酸化炭素飽和温度である。７２３９kPa（１０５０psi
g）という高い圧力を経済的に使用でき、二酸化炭素の
臨界圧力、７２８７ kPa（１０５７psig）に等しい圧力
も許容できるが、タバコ上での超臨界二酸化炭素の効果
及び入手しうる装置の能力によって決ること以外に、有
用な含浸圧力範囲に知られている上限はない。
【００９０】圧力容器の加圧中、飽和二酸化炭素ガスの
制御された量がタバコ上で凝縮できる熱力学的通路に従
う。図１は、本発明による一つの熱力学的通路を示すた
め画いた線Ｉ−Ｖを有する二酸化炭素に対する標準温度
（°Ｆ）−エントロピー（Btu ／lb°Ｆ）図である。例
えば約１８．３℃（約６５°Ｆ）でタバコを圧力容器に
入れ（Ｉで）、容器圧力を約２０６８ kPa（約３００ps
ig）に増大する（線Ｉ−IIで示す如く）。次に容器を約
２０６８ kPa（約３００psig）で二酸化炭素の流通冷却
により約−１７．８℃（約０°Ｆ）に冷却する（線II−
III に示す如く）。追加の二酸化炭素ガスを容器に導入
し、圧力を約５５１５ kPa（約８００psig）に、温度を
約１９．４℃（約６７°Ｆ）に上昇させる。しかしなが
ら、タバコの温度は二酸化炭素ガスの飽和温度未満であ
るから、二酸化炭素ガスの制御された量がタバコ上に均
一に凝縮する（線III −IVに示す如く）。所望の長さの
時間約５５１５ kPa（約８００psig）で系を保持した
後、容器は急速に圧力除去して大気圧にし、約−２０．
６℃〜約２３．３℃（約−５〜約−１０°Ｆ）の後排気
温度を生ぜしめる（線IV−Ｖに示す如く）。
制御された量がタバコ上で凝縮できる熱力学的通路に従
う。図１は、本発明による一つの熱力学的通路を示すた
め画いた線Ｉ−Ｖを有する二酸化炭素に対する標準温度
（°Ｆ）−エントロピー（Btu ／lb°Ｆ）図である。例
えば約１８．３℃（約６５°Ｆ）でタバコを圧力容器に
入れ（Ｉで）、容器圧力を約２０６８ kPa（約３００ps
ig）に増大する（線Ｉ−IIで示す如く）。次に容器を約
２０６８ kPa（約３００psig）で二酸化炭素の流通冷却
により約−１７．８℃（約０°Ｆ）に冷却する（線II−
III に示す如く）。追加の二酸化炭素ガスを容器に導入
し、圧力を約５５１５ kPa（約８００psig）に、温度を
約１９．４℃（約６７°Ｆ）に上昇させる。しかしなが
ら、タバコの温度は二酸化炭素ガスの飽和温度未満であ
るから、二酸化炭素ガスの制御された量がタバコ上に均
一に凝縮する（線III −IVに示す如く）。所望の長さの
時間約５５１５ kPa（約８００psig）で系を保持した
後、容器は急速に圧力除去して大気圧にし、約−２０．
６℃〜約２３．３℃（約−５〜約−１０°Ｆ）の後排気
温度を生ぜしめる（線IV−Ｖに示す如く）。
【００９１】加圧前約−１２．２℃（約１０°Ｆ）への
タバコのその場での冷却は、一般に飽和二酸化炭素ガス
の或る量の凝縮を可能にする。凝縮は一般にタバコ床全
体に液体二酸化炭素の実質的に均一な分布を生ぜしめ
る。排気工程中この液体二酸化炭素の蒸発は均一な方法
でタバコの冷却を助ける。均一な後含浸タバコ温度はよ
り均一な膨張タバコを生ぜしめる。タバコ上での二酸化
炭素の均一凝縮及び形成するタバコの均一冷却は、タバ
コを実質的に均一な嵩密度に予備圧縮してあるため促進
される。
タバコのその場での冷却は、一般に飽和二酸化炭素ガス
の或る量の凝縮を可能にする。凝縮は一般にタバコ床全
体に液体二酸化炭素の実質的に均一な分布を生ぜしめ
る。排気工程中この液体二酸化炭素の蒸発は均一な方法
でタバコの冷却を助ける。均一な後含浸タバコ温度はよ
り均一な膨張タバコを生ぜしめる。タバコ上での二酸化
炭素の均一凝縮及び形成するタバコの均一冷却は、タバ
コを実質的に均一な嵩密度に予備圧縮してあるため促進
される。
【００９２】この均一なタバコ温度を図１０に示す、図
１０は、排気後のタバコ床全体にわたる種々の位置での
温度（°Ｆ）を示す実験No. ２８で使用した含浸容器１
００の略図である。例えば断面１２０でのタバコ床温度
は、容器１００の頂部から９１４mm（３ft）で、約−１
１．７℃（約１１°Ｆ），−１４℃（７°Ｆ），−１４
℃（７°Ｆ）及び−１６℃（３°Ｆ）の温度を有するこ
とが判った。約１５％のＯＶ含有率を有するブライトタ
バコの約８１５kg（約１８００lbs ）を、内径１５２４
mm（５ft）及び高さ２５９１mm（８．５ft）の圧力容器
に入れた。容器を次いで約３０秒間二酸化炭素ガスでパ
ージし、次いで二酸化炭素ガスで約２４１３ kPa（約３
５０psig）に加圧した。次いでタバコ床は、約１２．５
分間２４１３ kPa（３５０psig）で流通冷却により−１
２．２℃（約１０°Ｆ）に冷却した。圧力容器を約５５
１５ kPa（約８００psig）に増大させ、約６０秒保持
し、次いで急速に約４．５分で圧力を除いた。種々の点
でのタバコ床の温度を測定し、図１０に示す如く実質的
に均一であることが判った。タバコ１lbについて約０．
２６lbs の二酸化炭素が凝縮したことが計算された。
１０は、排気後のタバコ床全体にわたる種々の位置での
温度（°Ｆ）を示す実験No. ２８で使用した含浸容器１
００の略図である。例えば断面１２０でのタバコ床温度
は、容器１００の頂部から９１４mm（３ft）で、約−１
１．７℃（約１１°Ｆ），−１４℃（７°Ｆ），−１４
℃（７°Ｆ）及び−１６℃（３°Ｆ）の温度を有するこ
とが判った。約１５％のＯＶ含有率を有するブライトタ
バコの約８１５kg（約１８００lbs ）を、内径１５２４
mm（５ft）及び高さ２５９１mm（８．５ft）の圧力容器
に入れた。容器を次いで約３０秒間二酸化炭素ガスでパ
ージし、次いで二酸化炭素ガスで約２４１３ kPa（約３
５０psig）に加圧した。次いでタバコ床は、約１２．５
分間２４１３ kPa（３５０psig）で流通冷却により−１
２．２℃（約１０°Ｆ）に冷却した。圧力容器を約５５
１５ kPa（約８００psig）に増大させ、約６０秒保持
し、次いで急速に約４．５分で圧力を除いた。種々の点
でのタバコ床の温度を測定し、図１０に示す如く実質的
に均一であることが判った。タバコ１lbについて約０．
２６lbs の二酸化炭素が凝縮したことが計算された。
【００９３】図２を参照して、圧力容器３０中のタバコ
は、約１秒〜約３００秒、好ましくは約６０秒間約５５
１５ kPa（約８００psig）での二酸化炭素圧の下で保
つ。二酸化炭素とのタバコ接触時間、即ち所望量の二酸
化炭素を吸収させるため、タバコを二酸化炭素ガスと接
触させて保持しなければならない時間の長さは、使用す
る含浸圧力及びタバコＯＶ含有率によって強く影響を受
ける。高い初期ＯＶ含有率を有するタバコは、特に低い
圧力で、匹敵する含浸度を達成させるため、低い初期Ｏ
Ｖ含有率を有するタバコよりも、一定の圧力で短い接触
時間を必要とする。高含浸圧力では、二酸化炭素と接触
時間についてのタバコＯＶの効果は減少する。これを表
３に示す。
は、約１秒〜約３００秒、好ましくは約６０秒間約５５
１５ kPa（約８００psig）での二酸化炭素圧の下で保
つ。二酸化炭素とのタバコ接触時間、即ち所望量の二酸
化炭素を吸収させるため、タバコを二酸化炭素ガスと接
触させて保持しなければならない時間の長さは、使用す
る含浸圧力及びタバコＯＶ含有率によって強く影響を受
ける。高い初期ＯＶ含有率を有するタバコは、特に低い
圧力で、匹敵する含浸度を達成させるため、低い初期Ｏ
Ｖ含有率を有するタバコよりも、一定の圧力で短い接触
時間を必要とする。高含浸圧力では、二酸化炭素と接触
時間についてのタバコＯＶの効果は減少する。これを表
３に示す。
【００９４】
【表４】
【００９５】タバコを充分に含浸させた後、圧力容器３
０を、容器の大きさによって約１秒〜約３００秒で大気
圧まで圧力除去する、これは二酸化炭素最初二酸化炭素
回収装置４０へ、次いでライン３４を通して大気に排気
することによって行う。タバコ上に凝縮した二酸化炭素
はこの排気工程中に蒸発し、タバコの冷却を助け、約−
３７．４℃（約−３５°Ｆ）から約−６．７℃（約２０
°Ｆ）へのタバコ後排気温度をもたらす。
０を、容器の大きさによって約１秒〜約３００秒で大気
圧まで圧力除去する、これは二酸化炭素最初二酸化炭素
回収装置４０へ、次いでライン３４を通して大気に排気
することによって行う。タバコ上に凝縮した二酸化炭素
はこの排気工程中に蒸発し、タバコの冷却を助け、約−
３７．４℃（約−３５°Ｆ）から約−６．７℃（約２０
°Ｆ）へのタバコ後排気温度をもたらす。
【００９６】タバコ中で凝縮した二酸化炭素の量は、タ
バコ１lbについて二酸化炭素０．１〜０．９lbの範囲で
あるのが好ましい。最良の範囲は１lbについて０．１〜
０．３lbであるが、１lbについて０．５又は０．６lb以
下が状況により好適である。
バコ１lbについて二酸化炭素０．１〜０．９lbの範囲で
あるのが好ましい。最良の範囲は１lbについて０．１〜
０．３lbであるが、１lbについて０．５又は０．６lb以
下が状況により好適である。
【００９７】圧力容器３０からの含浸されたタバコは、
任意の好適な手段、例えば膨張塔７０へ供給することに
よって直ちに膨張させることができる。或いは含浸した
タバコは、乾燥雰囲気下、即ち続く膨張のための後排気
温度以下の露点を有する雰囲気下にタバコ移送装置６０
中でその後排気温度で約１時間保持してもよい。膨張
後、そして所望なら再配列後、タバコはシガレットを含
むタバコ製品の製造に使用できる。
任意の好適な手段、例えば膨張塔７０へ供給することに
よって直ちに膨張させることができる。或いは含浸した
タバコは、乾燥雰囲気下、即ち続く膨張のための後排気
温度以下の露点を有する雰囲気下にタバコ移送装置６０
中でその後排気温度で約１時間保持してもよい。膨張
後、そして所望なら再配列後、タバコはシガレットを含
むタバコ製品の製造に使用できる。
【００９８】以下に実施例を示す。
【００９９】実施例 １ １５％のＯＶ含有率を有するブライトタバコ充填物の１
０９kg（２４０lb）の試料を、約−６．７℃（約２０°
Ｆ）に冷却し、次いで直径約６１０mm（約２ft）、高さ
約２４４０mm（約８ft）の圧力容器に入れた。次に容器
を二酸化炭素ガスで約２０６８ kPa（約３００psig）に
加圧した。容器圧力を約２０６８ kPa（約３００psig）
に保ちながら、タバコを約５分間飽和条件近くの二酸化
炭素ガスでフラッシングして約−１７．８℃（約０°
Ｆ）に冷却し、次いで二酸化炭素ガスで約５５１５ kPa
（約８００psig）に加圧した。圧力容器を約６０秒間約
５５１５ kPa（約８００psig）で保った。容器圧力を約
３００秒で排気することによって大気圧まで減じた、そ
の後タバコ温度は約−１７．８℃（約０°Ｆ）であるこ
とが判った。タバコ温度、系の圧力、温度、及び容積、
及びタバコ後排気温度に基づいて、タバコ１lbについ
て、約０．２９lbの二酸化炭素が凝縮したことが計算さ
れた。
０９kg（２４０lb）の試料を、約−６．７℃（約２０°
Ｆ）に冷却し、次いで直径約６１０mm（約２ft）、高さ
約２４４０mm（約８ft）の圧力容器に入れた。次に容器
を二酸化炭素ガスで約２０６８ kPa（約３００psig）に
加圧した。容器圧力を約２０６８ kPa（約３００psig）
に保ちながら、タバコを約５分間飽和条件近くの二酸化
炭素ガスでフラッシングして約−１７．８℃（約０°
Ｆ）に冷却し、次いで二酸化炭素ガスで約５５１５ kPa
（約８００psig）に加圧した。圧力容器を約６０秒間約
５５１５ kPa（約８００psig）で保った。容器圧力を約
３００秒で排気することによって大気圧まで減じた、そ
の後タバコ温度は約−１７．８℃（約０°Ｆ）であるこ
とが判った。タバコ温度、系の圧力、温度、及び容積、
及びタバコ後排気温度に基づいて、タバコ１lbについ
て、約０．２９lbの二酸化炭素が凝縮したことが計算さ
れた。
【０１００】含浸した試料は、二酸化炭素含浸による約
２％の重量増加を有していた。次に含浸したタバコを、
１時間にわたり、直径２０３mm（８in）の膨張塔中で、
約２秒未満の間約２５．９ｍ／秒（約８５ft／秒）の速
度及び約２８８℃（約５５０°Ｆ）での７５％水蒸気／
空気混合物と接触させて加熱に曝した。膨張塔を出る生
成物は約２．８％のＯＶ含有率を有していた。生成物を
約２４時間、２４℃（７５°Ｆ）及び６０％ＲＨの標準
条件で平衡化した。平衡化した製品の充填力を標準化し
たシリンダー容積（ＣＶ）試験によって測定した。これ
は、１１．４％の平衡水分含有率で９．４cc／ｇのＣＶ
値を与えた。非膨張対照例は、１２．２％の平衡水分含
有率で５．３cc／ｇのシリンダー体積を有することが判
った。従って処理後の試料は、ＣＶ法で測定したとき、
充填力において７７％の増大を有していた。
２％の重量増加を有していた。次に含浸したタバコを、
１時間にわたり、直径２０３mm（８in）の膨張塔中で、
約２秒未満の間約２５．９ｍ／秒（約８５ft／秒）の速
度及び約２８８℃（約５５０°Ｆ）での７５％水蒸気／
空気混合物と接触させて加熱に曝した。膨張塔を出る生
成物は約２．８％のＯＶ含有率を有していた。生成物を
約２４時間、２４℃（７５°Ｆ）及び６０％ＲＨの標準
条件で平衡化した。平衡化した製品の充填力を標準化し
たシリンダー容積（ＣＶ）試験によって測定した。これ
は、１１．４％の平衡水分含有率で９．４cc／ｇのＣＶ
値を与えた。非膨張対照例は、１２．２％の平衡水分含
有率で５．３cc／ｇのシリンダー体積を有することが判
った。従って処理後の試料は、ＣＶ法で測定したとき、
充填力において７７％の増大を有していた。
【０１０１】膨張したタバコＳＶ及び平衡化したＣＶに
ついての膨張前で含浸後の保持時間の効果を実験No. ２
１３２−１〜２１３５−２において研究した。これらの
実験No. ２１３２−１，２１３２−２，２１３４−１，
２１３４−２，２１３５−１及び２１３５−２の各々に
おいて、１５％ＯＶ含有率を有するブライトタバコの２
２５lbを実施例１に記載したのと同じ圧力容器に入れ
た。容器を二酸化炭素ガスで約１７２３ kPa（約２５０
psig）から約２０６８ kPa（約３００psig）に加圧し
た。次いでタバコを、実施例１に記載したのと同じ方法
で、約１７２３〜２０６８ kPa（約２５０〜３００psi
g）で容器圧力を保ちながら冷却した。次に容器を二酸
化炭素ガスで約５５１５ kPa（約８００psig）に加圧し
た。この圧力を約６０秒間保ち、次いで容器を約３００
秒で大気圧まで排気した。含浸したタバコは、膨張する
前にタバコ後排気温度未満の露点を有する環境で保っ
た。図１１は膨張したタバコの比体積についての含浸後
の保持時間の効果を示す。図１２は膨張したタバコの平
衡化したＣＶについての含浸後の保持時間の効果を示
す。
ついての膨張前で含浸後の保持時間の効果を実験No. ２
１３２−１〜２１３５−２において研究した。これらの
実験No. ２１３２−１，２１３２−２，２１３４−１，
２１３４−２，２１３５−１及び２１３５−２の各々に
おいて、１５％ＯＶ含有率を有するブライトタバコの２
２５lbを実施例１に記載したのと同じ圧力容器に入れ
た。容器を二酸化炭素ガスで約１７２３ kPa（約２５０
psig）から約２０６８ kPa（約３００psig）に加圧し
た。次いでタバコを、実施例１に記載したのと同じ方法
で、約１７２３〜２０６８ kPa（約２５０〜３００psi
g）で容器圧力を保ちながら冷却した。次に容器を二酸
化炭素ガスで約５５１５ kPa（約８００psig）に加圧し
た。この圧力を約６０秒間保ち、次いで容器を約３００
秒で大気圧まで排気した。含浸したタバコは、膨張する
前にタバコ後排気温度未満の露点を有する環境で保っ
た。図１１は膨張したタバコの比体積についての含浸後
の保持時間の効果を示す。図１２は膨張したタバコの平
衡化したＣＶについての含浸後の保持時間の効果を示
す。
【０１０２】実施例 ２ １５％ＯＶ含有率を有するブライトタバコ充填物の１９
lb試料を０．０９６ｍ3 （３．４ft3 ）の圧力容器に入
れた。次いで容器を二酸化炭素ガスで約１２７６ kPa
（約１８５psig）に加圧した。次いでタバコを、約１２
７６ kPa（約１８５psig）で容器圧力を保ちながら、約
５分間飽和条件近くの二酸化炭素ガスをフラッシングし
て約−３１．７℃（約−２５°Ｆ）に冷却し、次いで二
酸化炭素ガスで約２９６５ kPa（約４３０psig）に加圧
した。容器圧力を約５分間約２９６５ kPa（約４３０ps
ig）で保った。容器圧力を約６０秒間で排気して大気圧
まで低下させた、その後タバコ温度は約−３３．９℃
（約−２９°Ｆ）であることが判った。タバコ温度、系
の圧力、温度、及び容積を基準にして、タバコ１lbにつ
いて二酸化炭素約０．２３lbが凝縮したと計算された。
lb試料を０．０９６ｍ3 （３．４ft3 ）の圧力容器に入
れた。次いで容器を二酸化炭素ガスで約１２７６ kPa
（約１８５psig）に加圧した。次いでタバコを、約１２
７６ kPa（約１８５psig）で容器圧力を保ちながら、約
５分間飽和条件近くの二酸化炭素ガスをフラッシングし
て約−３１．７℃（約−２５°Ｆ）に冷却し、次いで二
酸化炭素ガスで約２９６５ kPa（約４３０psig）に加圧
した。容器圧力を約５分間約２９６５ kPa（約４３０ps
ig）で保った。容器圧力を約６０秒間で排気して大気圧
まで低下させた、その後タバコ温度は約−３３．９℃
（約−２９°Ｆ）であることが判った。タバコ温度、系
の圧力、温度、及び容積を基準にして、タバコ１lbにつ
いて二酸化炭素約０．２３lbが凝縮したと計算された。
【０１０３】含浸した試料は、二酸化炭素含浸による約
２％の重量増加を有していた。次に含浸したタバコは、
約２秒未満の間約４１ｍ／秒（約１３５ft／秒）の速度
及び約２７４℃（約５２５°Ｆ）で１００％水蒸気と接
触させて直径７６．２mm（３in）の膨張塔中に加熱に１
時間にわたってさらした。膨張塔を出る生成物は約３．
８％のＯＶ含有率を有していた。生成物を２４時間、２
４℃（７５°Ｆ）及び６０％ＲＨの標準条件で平衡化し
た。平衡した生成物の充填力を標準化したシリンダー容
積（ＣＶ）試験で測定した。これは、１１．０％の平衡
水分で１０．１cc／ｇの平衡化ＣＶ値を与えた。非膨張
対照試料は、１１．６％の平衡水分で５．８cc／ｇのシ
リンダー体積を有することが判った。従って処理後の試
料はＣＶ法で測定したとき充填力における７４％の増大
を有していた。
２％の重量増加を有していた。次に含浸したタバコは、
約２秒未満の間約４１ｍ／秒（約１３５ft／秒）の速度
及び約２７４℃（約５２５°Ｆ）で１００％水蒸気と接
触させて直径７６．２mm（３in）の膨張塔中に加熱に１
時間にわたってさらした。膨張塔を出る生成物は約３．
８％のＯＶ含有率を有していた。生成物を２４時間、２
４℃（７５°Ｆ）及び６０％ＲＨの標準条件で平衡化し
た。平衡した生成物の充填力を標準化したシリンダー容
積（ＣＶ）試験で測定した。これは、１１．０％の平衡
水分で１０．１cc／ｇの平衡化ＣＶ値を与えた。非膨張
対照試料は、１１．６％の平衡水分で５．８cc／ｇのシ
リンダー体積を有することが判った。従って処理後の試
料はＣＶ法で測定したとき充填力における７４％の増大
を有していた。
【０１０４】前述した如く本発明による方法は、比較的
小さいバッチでのタバコの短いサイクルでの含浸に有利
に適用できる、従ってこの方法は本質的に連続法にな
る。本発明による装置で実施するとき、かかる方法の好
ましい例を図１４〜図１９を参照して説明する。この例
は約１４lb／ft3 の嵩密度で、約５００lbs ／時間の生
産量で約１５％ＯＶタバコを含浸するための小さいバッ
チで短いサイクルでの含浸法及び装置の例である。
小さいバッチでのタバコの短いサイクルでの含浸に有利
に適用できる、従ってこの方法は本質的に連続法にな
る。本発明による装置で実施するとき、かかる方法の好
ましい例を図１４〜図１９を参照して説明する。この例
は約１４lb／ft3 の嵩密度で、約５００lbs ／時間の生
産量で約１５％ＯＶタバコを含浸するための小さいバッ
チで短いサイクルでの含浸法及び装置の例である。
【０１０５】図１４は本発明による好ましい方法を実施
するための装置の略図である。固定テーブル２′（図１
５参照）をフレーム１上に装着し、回転板２をテーブル
２′上に装着する。回転板２は実質的に垂直の軸Ａの回
りを時計とは反対の方向（矢印Ｒ）に回転する。上フレ
ーム１′は以下に説明する如く圧力容器３０を担持す
る。
するための装置の略図である。固定テーブル２′（図１
５参照）をフレーム１上に装着し、回転板２をテーブル
２′上に装着する。回転板２は実質的に垂直の軸Ａの回
りを時計とは反対の方向（矢印Ｒ）に回転する。上フレ
ーム１′は以下に説明する如く圧力容器３０を担持す
る。
【０１０６】回転板２は、駆動装置、例えばエアアクチ
ュエーター、モーター及びブロックできるギア列、又は
段付モーターにより実質的に９０°の段階で回転するよ
う（矢印Ｒ）駆動される、これらの装置は図示してない
が当業者には一般に理解されるであろう。以下に示す如
く回転板２には四個の同様のシリンダー状チューブが装
着されている、即ちチューブ４は供給もしくは充填位置
を示し、チューブ５は圧縮位置を示し、チューブ６は含
浸ステーション位置を示し、チューブ７は放出位置を示
す。駆動装置が９０°回転段階で回転板２を回転するに
従い、後述する如く各チューブ４，５，６及び７はそれ
ぞれ続く工程ステーションまで約４秒で回転し、そこで
約９６秒保持される。
ュエーター、モーター及びブロックできるギア列、又は
段付モーターにより実質的に９０°の段階で回転するよ
う（矢印Ｒ）駆動される、これらの装置は図示してない
が当業者には一般に理解されるであろう。以下に示す如
く回転板２には四個の同様のシリンダー状チューブが装
着されている、即ちチューブ４は供給もしくは充填位置
を示し、チューブ５は圧縮位置を示し、チューブ６は含
浸ステーション位置を示し、チューブ７は放出位置を示
す。駆動装置が９０°回転段階で回転板２を回転するに
従い、後述する如く各チューブ４，５，６及び７はそれ
ぞれ続く工程ステーションまで約４秒で回転し、そこで
約９６秒保持される。
【０１０７】図１５は図１４の装置のシリンダー縦断面
図である。回転する回転板２は、フレーム１上に支持さ
れている固定テーブル２′上に直接配置されている。通
常のベアリングが固定テーブル２´上の回転板２を支持
し、それらの相対回転運動をできるように設けられてい
る。チューブ４，５，６及び７はそれぞれ回転板２中の
対応する穴中に配置され、かくしてそれぞれのチューブ
が頂部及び回転板２を通る底から開かれている。ワイパ
ー８を、回転板２及びテーブル２′の間の空隙中にタバ
コが蓄積するのを防ぐため、テーブル２′に対して払拭
するよう各チューブの底にとりつけるとよい。
図である。回転する回転板２は、フレーム１上に支持さ
れている固定テーブル２′上に直接配置されている。通
常のベアリングが固定テーブル２´上の回転板２を支持
し、それらの相対回転運動をできるように設けられてい
る。チューブ４，５，６及び７はそれぞれ回転板２中の
対応する穴中に配置され、かくしてそれぞれのチューブ
が頂部及び回転板２を通る底から開かれている。ワイパ
ー８を、回転板２及びテーブル２′の間の空隙中にタバ
コが蓄積するのを防ぐため、テーブル２′に対して払拭
するよう各チューブの底にとりつけるとよい。
【０１０８】供給コンベヤ９が、本質的に連続流の形で
（矢印Ｆ）サージシュート又はサージチューブ１１中に
ゆるい嵩のタバコ（例えば１５％ＯＶタバコ）を送る。
例えばタバコは、供給コンベヤ９によって送られる前
に、図２（Ａ）に示した乾燥器１０及び冷却器２０によ
って前処理されている。タバコは、サージチューブ１１
及び開放スライドゲート１２を通って供給位置でのチュ
ーブ４中に落下する。タバコ供給速度は、約９６秒の１
回ステーションサイクル中に実質的に頂部まで充填され
るように制御する。次に回転板２は、一般に図２（Ｂ）
の圧縮装置８０に相当する図１５のチューブ５によって
占められた圧縮ステーションにチューブ４を移動させる
ため約４秒以内で回転する。
（矢印Ｆ）サージシュート又はサージチューブ１１中に
ゆるい嵩のタバコ（例えば１５％ＯＶタバコ）を送る。
例えばタバコは、供給コンベヤ９によって送られる前
に、図２（Ａ）に示した乾燥器１０及び冷却器２０によ
って前処理されている。タバコは、サージチューブ１１
及び開放スライドゲート１２を通って供給位置でのチュ
ーブ４中に落下する。タバコ供給速度は、約９６秒の１
回ステーションサイクル中に実質的に頂部まで充填され
るように制御する。次に回転板２は、一般に図２（Ｂ）
の圧縮装置８０に相当する図１５のチューブ５によって
占められた圧縮ステーションにチューブ４を移動させる
ため約４秒以内で回転する。
【０１０９】回転板２は前述した如く続く停止位置間で
回転するが、スライドゲート１２は閉じてゆるいタバコ
の流れを止め、次いで次のチューブ（例えばチューブ
７）がスライドゲート１２の下に位置するまでサージチ
ューブ１１中に備蓄する、そしてスライドゲート１２を
開く。
回転するが、スライドゲート１２は閉じてゆるいタバコ
の流れを止め、次いで次のチューブ（例えばチューブ
７）がスライドゲート１２の下に位置するまでサージチ
ューブ１１中に備蓄する、そしてスライドゲート１２を
開く。
【０１１０】各チューブは約２４inの長さであり、約１
４inの内径を有し、壁の厚さはタバコ上に作用する圧縮
力に耐えるのに適したものにする。充填されたチューブ
がチューブ５の圧縮位置にあるとき、圧縮ピストン装置
１３が賦活される。この装置は一般に図２（Ｂ）の圧縮
装置８０に相当し、例えば水圧駆動ピストン及びシリン
ダーであることができる。ピストン装置１３はタバコを
初めのゆるく充填した容積の約半分まで圧縮し、その初
めのゆるく充填した嵩密度の約２倍、即ち約１３lb／ft
3 に嵩密度を上昇させる。
４inの内径を有し、壁の厚さはタバコ上に作用する圧縮
力に耐えるのに適したものにする。充填されたチューブ
がチューブ５の圧縮位置にあるとき、圧縮ピストン装置
１３が賦活される。この装置は一般に図２（Ｂ）の圧縮
装置８０に相当し、例えば水圧駆動ピストン及びシリン
ダーであることができる。ピストン装置１３はタバコを
初めのゆるく充填した容積の約半分まで圧縮し、その初
めのゆるく充填した嵩密度の約２倍、即ち約１３lb／ft
3 に嵩密度を上昇させる。
【０１１１】タバコを圧縮した後、圧縮ピストン装置１
３は、約９６秒の一ステーションサイクル時間が満了す
る前に引込ませる。次に圧縮されたタバコを含有するチ
ューブは約４秒で回転して、チューブ６の含浸位置まで
回転し、テーブル２′の穴６１と一致する位置に来る。
圧力容器ピストン装置１４が、回転板２の下の破線で示
した位置から、穴６１及びチューブ６を通って動く。ピ
ストン装置１４はチューブ６から予備圧縮されたタバコ
を運び出し、圧力容器３０中に運ぶ。次にピストン装置
１４がタバコを更に圧縮して約１４lb／ft3 の嵩密度に
する。次にロッキングピン１５がピストン装置１４をそ
の場にロックし、圧縮されたタバコは、更に詳しく後述
する如く、圧力容器３０内で二酸化炭素によって含浸さ
れる。
３は、約９６秒の一ステーションサイクル時間が満了す
る前に引込ませる。次に圧縮されたタバコを含有するチ
ューブは約４秒で回転して、チューブ６の含浸位置まで
回転し、テーブル２′の穴６１と一致する位置に来る。
圧力容器ピストン装置１４が、回転板２の下の破線で示
した位置から、穴６１及びチューブ６を通って動く。ピ
ストン装置１４はチューブ６から予備圧縮されたタバコ
を運び出し、圧力容器３０中に運ぶ。次にピストン装置
１４がタバコを更に圧縮して約１４lb／ft3 の嵩密度に
する。次にロッキングピン１５がピストン装置１４をそ
の場にロックし、圧縮されたタバコは、更に詳しく後述
する如く、圧力容器３０内で二酸化炭素によって含浸さ
れる。
【０１１２】その後ロッキングピン１５は開錠位置に動
かされ、ピストン装置１４は圧力容器３０から引き出さ
れ、同時に排出ピン１６が下方に動かされてタバコの含
浸された床が完全に圧力容器から取り出されることを確
実にする。一度ピストン装置１４がチューブ６の底から
出て、ピストン１６がその開始位置に戻ると、チューブ
６は回転して含浸されたタバコを図１５のチューブ７の
放出ステーションに運ぶ。
かされ、ピストン装置１４は圧力容器３０から引き出さ
れ、同時に排出ピン１６が下方に動かされてタバコの含
浸された床が完全に圧力容器から取り出されることを確
実にする。一度ピストン装置１４がチューブ６の底から
出て、ピストン１６がその開始位置に戻ると、チューブ
６は回転して含浸されたタバコを図１５のチューブ７の
放出ステーションに運ぶ。
【０１１３】ピストンの如き放出装置３がチューブ７を
通って下方に動き含浸されたタバコがチューブ７から完
全に取り除かれ、次いで引込む。タバコはテーブル２′
中の穴７を通って落ち、放出ホッパー装置１７中に入
る。ホッパー装置１７は、タバコの二酸化炭素含浸を保
持するため、冷却した乾燥空気（タバコの後排出温度以
下の温度）で絶縁され、冷却される。ホッパー装置１７
はサージホッパー１８及び多数のピン付きドッファー又
はいわゆる開放ローラ１９を含む。ホッパー装置は、含
浸されたタバコの個々のバッチ（この例においては各々
約１４lbs ）をタバコの連続嵩流れＤに均一化し、膨張
装置を閉塞供給するのを防ぐためにタバコ流れＤの形を
再構成する。タバコは、当業界でバルキングタイムと称
される時間、ホッパー装置１７中で保持時間を受ける。
バルキングタイムの長さは、ホッパー装置１７が含浸器
からのタバコを受容する頻度によって決る。短い含浸サ
イクルはタバコの各バッチに対してバルキングタイムを
短縮し、タバコ内での二酸化炭素保持の安定要件を低下
させる。ＣＯ2 安定性はタバコの後排気出口温度と逆関
係を有するから、短いサイクルは低下した安定性で有効
な操作を提供するばかりでなく、長いサイクルよりも高
い後排気出口温度でもそうすることができる。
通って下方に動き含浸されたタバコがチューブ７から完
全に取り除かれ、次いで引込む。タバコはテーブル２′
中の穴７を通って落ち、放出ホッパー装置１７中に入
る。ホッパー装置１７は、タバコの二酸化炭素含浸を保
持するため、冷却した乾燥空気（タバコの後排出温度以
下の温度）で絶縁され、冷却される。ホッパー装置１７
はサージホッパー１８及び多数のピン付きドッファー又
はいわゆる開放ローラ１９を含む。ホッパー装置は、含
浸されたタバコの個々のバッチ（この例においては各々
約１４lbs ）をタバコの連続嵩流れＤに均一化し、膨張
装置を閉塞供給するのを防ぐためにタバコ流れＤの形を
再構成する。タバコは、当業界でバルキングタイムと称
される時間、ホッパー装置１７中で保持時間を受ける。
バルキングタイムの長さは、ホッパー装置１７が含浸器
からのタバコを受容する頻度によって決る。短い含浸サ
イクルはタバコの各バッチに対してバルキングタイムを
短縮し、タバコ内での二酸化炭素保持の安定要件を低下
させる。ＣＯ2 安定性はタバコの後排気出口温度と逆関
係を有するから、短いサイクルは低下した安定性で有効
な操作を提供するばかりでなく、長いサイクルよりも高
い後排気出口温度でもそうすることができる。
【０１１４】図１６は図１５の圧力容器装置の拡大断面
図であり、圧力容器ピストン１４が前圧縮したタバコ床
（図には明瞭に示してない）を圧力容器中に押した後、
更にタバコを圧縮し、ロッキングピン１５によりその場
でロックされている。圧力容器３０は内径１４inを有す
る Autoclave Engineering 又は Pressure ProductsIn
c. から入手できるシリンダーの如きシリンダー３４を
含む。シリンダー３４は、壁厚約０．１２５inを有する
熱絶縁ランナー３５で内張してあるのが好ましい。排出
ピストン装置１６は、シリンダー３４の頂部３６中の圧
力シール３７に設けた穴を通って矢印１６′の方向に動
くように配置されている。ピストン装置１６のシャフト
３８は、上方ガス分配器板３９ａ、上方ガス室板４１ａ
及び上方スクリーン４２ａを担持している。
図であり、圧力容器ピストン１４が前圧縮したタバコ床
（図には明瞭に示してない）を圧力容器中に押した後、
更にタバコを圧縮し、ロッキングピン１５によりその場
でロックされている。圧力容器３０は内径１４inを有す
る Autoclave Engineering 又は Pressure ProductsIn
c. から入手できるシリンダーの如きシリンダー３４を
含む。シリンダー３４は、壁厚約０．１２５inを有する
熱絶縁ランナー３５で内張してあるのが好ましい。排出
ピストン装置１６は、シリンダー３４の頂部３６中の圧
力シール３７に設けた穴を通って矢印１６′の方向に動
くように配置されている。ピストン装置１６のシャフト
３８は、上方ガス分配器板３９ａ、上方ガス室板４１ａ
及び上方スクリーン４２ａを担持している。
【０１１５】スクリーン４２ａ、板４１ａ及び板３９ａ
は、上方ガス分配器集成体５８ａを形成し、その寸法は
絶縁ライナー３５内に密着しているが動くことができる
嵌合されている寸法であり、ワイパー４３ａがスクリー
ン４２ａの周囲に配置されている。圧力容器３０の反対
端で、ピストン装置１４は、ワイパー４３ａ、下方ガス
室板４１ｂ及び下方ガス分配器板３９ｂを有する下方ス
クリーン４２ｂの同様の装置を含む。構成部材４２ｂ，
４１ｂ及び３９ｂは下方ガス分配器集成体５８ｂを形成
し、その寸法はシリンダー３４の内径内に滑りうるよう
嵌合された寸法、例えば約１４in以下である。
は、上方ガス分配器集成体５８ａを形成し、その寸法は
絶縁ライナー３５内に密着しているが動くことができる
嵌合されている寸法であり、ワイパー４３ａがスクリー
ン４２ａの周囲に配置されている。圧力容器３０の反対
端で、ピストン装置１４は、ワイパー４３ａ、下方ガス
室板４１ｂ及び下方ガス分配器板３９ｂを有する下方ス
クリーン４２ｂの同様の装置を含む。構成部材４２ｂ，
４１ｂ及び３９ｂは下方ガス分配器集成体５８ｂを形成
し、その寸法はシリンダー３４の内径内に滑りうるよう
嵌合された寸法、例えば約１４in以下である。
【０１１６】かくしてタバコ含有キャビティが、スクリ
ーン４２ａに頂部上でかつスクリーン４２ｂによる底部
上に、ライナー３５の内壁によって放射状に巻かれて形
成される。排出ピストン１６のシャフトの周りの圧力シ
ール３７及び圧力容器ピストン１４の上部の周りの圧力
シール４４は、含浸圧力で二酸化炭素ガスを閉じ込める
ための高圧シールである。低圧シール４５ａがガス分配
器板３９ａとシリンダー３４の頂部の間に配置され、低
圧シール４５ｂがシリンダー３４の内壁と下方ガス分配
器集成体５８の周囲との間に配置されている。低圧シー
ル４５ａ及び４５ｂは、Ｏリングシールであることがで
き、これは、それぞれガス分配器板、ガス室板、スクリ
ーン及びタバコ床を横切る低い圧力差に耐える必要があ
るだけである。これらのシール４５ａ及び４５ｂは、ガ
スが圧力容器の壁に沿って通過することなく、ガス分配
器集成体を通り、従ってタバコ床を通って適切に分配さ
れることを確実にする。
ーン４２ａに頂部上でかつスクリーン４２ｂによる底部
上に、ライナー３５の内壁によって放射状に巻かれて形
成される。排出ピストン１６のシャフトの周りの圧力シ
ール３７及び圧力容器ピストン１４の上部の周りの圧力
シール４４は、含浸圧力で二酸化炭素ガスを閉じ込める
ための高圧シールである。低圧シール４５ａがガス分配
器板３９ａとシリンダー３４の頂部の間に配置され、低
圧シール４５ｂがシリンダー３４の内壁と下方ガス分配
器集成体５８の周囲との間に配置されている。低圧シー
ル４５ａ及び４５ｂは、Ｏリングシールであることがで
き、これは、それぞれガス分配器板、ガス室板、スクリ
ーン及びタバコ床を横切る低い圧力差に耐える必要があ
るだけである。これらのシール４５ａ及び４５ｂは、ガ
スが圧力容器の壁に沿って通過することなく、ガス分配
器集成体を通り、従ってタバコ床を通って適切に分配さ
れることを確実にする。
【０１１７】二酸化炭素で圧縮したタバコを含浸するた
め、二酸化炭素ガスがガス入口３３を通り、次いでガス
プレナム４６ｂ、板３９ｂ及び４１ｂを通って導入さ
れ、タバコ床を透過し、対応する上方構成部材４２ａ，
４１ａ，３９ａ，４６ａ及び３２を通って流れ出るよう
制御弁（図示せず）を開く。
め、二酸化炭素ガスがガス入口３３を通り、次いでガス
プレナム４６ｂ、板３９ｂ及び４１ｂを通って導入さ
れ、タバコ床を透過し、対応する上方構成部材４２ａ，
４１ａ，３９ａ，４６ａ及び３２を通って流れ出るよう
制御弁（図示せず）を開く。
【０１１８】二酸化炭素ガスが流入すると、空気はタバ
コ床から排出され、スクリーン４２ａ、板４１ａ及び３
９ａを通って逃散し、次いでガスプレナム４６ａを介し
てガス出口３２を通って制御弁（図示せず）に通る、こ
れによってガスは大気中に排出してもよく、又は回収装
置４０（図２）中で回収してもよい。好ましくは入口３
３をプレナム４６ｂの底又はその近くに配置して凝縮物
を排出させる、そして出口３２をプレナム４６ａの頂部
に又はその近くに配置して、捕捉された「熱スポット」
を形成せずに圧縮熱を排出できるようにする。
コ床から排出され、スクリーン４２ａ、板４１ａ及び３
９ａを通って逃散し、次いでガスプレナム４６ａを介し
てガス出口３２を通って制御弁（図示せず）に通る、こ
れによってガスは大気中に排出してもよく、又は回収装
置４０（図２）中で回収してもよい。好ましくは入口３
３をプレナム４６ｂの底又はその近くに配置して凝縮物
を排出させる、そして出口３２をプレナム４６ａの頂部
に又はその近くに配置して、捕捉された「熱スポット」
を形成せずに圧縮熱を排出できるようにする。
【０１１９】或いは空気又は他のガスは、容器に真空を
適用して圧力容器からパージしてもよい。真空パージは
本発明の圧力容器に特に適用しうる、何故ならそれは比
較的小さいガス容積を含み、約５秒間で充分な真空を達
成できるからである。
適用して圧力容器からパージしてもよい。真空パージは
本発明の圧力容器に特に適用しうる、何故ならそれは比
較的小さいガス容積を含み、約５秒間で充分な真空を達
成できるからである。
【０１２０】初めに上方制御弁を完全に開いて約５秒間
で空気パージができる。次に上方制御弁を絞り約２５０
psigの圧力にし、次いで圧力容器を、約２秒で約２５０
psigに圧力上昇させ、この間に上方制御弁を通して非常
に少量のガスを更に逃散させるとよい。本発明によりタ
バコを冷却するため、約２５０psigで飽和二酸化炭素ガ
スを約５６秒間床を通って流させる。タバコの床は均一
に冷却され、約２５０psigで二酸化炭素に対し飽和状態
になる（例えば図１参照）。
で空気パージができる。次に上方制御弁を絞り約２５０
psigの圧力にし、次いで圧力容器を、約２秒で約２５０
psigに圧力上昇させ、この間に上方制御弁を通して非常
に少量のガスを更に逃散させるとよい。本発明によりタ
バコを冷却するため、約２５０psigで飽和二酸化炭素ガ
スを約５６秒間床を通って流させる。タバコの床は均一
に冷却され、約２５０psigで二酸化炭素に対し飽和状態
になる（例えば図１参照）。
【０１２１】次に上方制御弁を絞って約８００psigに
し、次いで二酸化炭素を床中に流入し、約６秒間で約８
００psigまで圧力上昇させ、この間に非常に少量のガス
を更に上方制御弁を通して逃散させてもよい。圧力が増
大すると（床全体にわたって均一に）、ガスの飽和温度
は増大する（これも床全体にわたって均一に）、かくし
て二酸化炭素は床を通って均一に冷いタバコ上で凝縮す
る。凝縮がタバコを暖めるに従って、タバコ温度は二酸
化炭素ガスの増大する飽和温度に遅れて暖まる。従って
凝縮物は圧力が約８００psigに達するまで形成を続け
る。
し、次いで二酸化炭素を床中に流入し、約６秒間で約８
００psigまで圧力上昇させ、この間に非常に少量のガス
を更に上方制御弁を通して逃散させてもよい。圧力が増
大すると（床全体にわたって均一に）、ガスの飽和温度
は増大する（これも床全体にわたって均一に）、かくし
て二酸化炭素は床を通って均一に冷いタバコ上で凝縮す
る。凝縮がタバコを暖めるに従って、タバコ温度は二酸
化炭素ガスの増大する飽和温度に遅れて暖まる。従って
凝縮物は圧力が約８００psigに達するまで形成を続け
る。
【０１２２】約７５０psig以上の選択した圧力、約１５
％ＯＶタバコにとって、充分な含浸を達成させるために
その選択した高圧では追加の浸透時間は必要ないことが
判った。従って約８００psigの圧力が達成されたとき、
上方及び下方制御弁を両方開き、約１５秒間入口３３及
び出口３２（上方矢印及び下方矢印３２′）を通して二
酸化炭素を排気させて大気圧に戻すことができる。排気
に要する時間は、床を頂部及び底部の両方から排気する
ことによって短縮できる。約１４lb／ft3 密度で含浸し
たタバコを１時間について約５００lbs 作るこの短いサ
イクルの方法は、表４に集計して示す。本発明によるこ
の短いサイクル含浸法は約１００秒で完了できる、何故
ならパージ、加圧及び排工程は非常に早く行うことがで
き、圧縮熱を克服するための高圧浸漬時間と追加の工程
を省略できるからである。
％ＯＶタバコにとって、充分な含浸を達成させるために
その選択した高圧では追加の浸透時間は必要ないことが
判った。従って約８００psigの圧力が達成されたとき、
上方及び下方制御弁を両方開き、約１５秒間入口３３及
び出口３２（上方矢印及び下方矢印３２′）を通して二
酸化炭素を排気させて大気圧に戻すことができる。排気
に要する時間は、床を頂部及び底部の両方から排気する
ことによって短縮できる。約１４lb／ft3 密度で含浸し
たタバコを１時間について約５００lbs 作るこの短いサ
イクルの方法は、表４に集計して示す。本発明によるこ
の短いサイクル含浸法は約１００秒で完了できる、何故
ならパージ、加圧及び排工程は非常に早く行うことがで
き、圧縮熱を克服するための高圧浸漬時間と追加の工程
を省略できるからである。
【０１２３】 表 ４（操作順序） 大体の時間（秒） 操 作 ４ タバコを仕込むまでの圧力容器ピストン及び排出ピスト ンの上昇 ２ ロッキグピンのロック ５ 空気をパージするためのＣＯ2 の流れ ２ ２５０psigまでの圧力上昇 ５６ ２５０psigでのＣＯ2 の流通 ６ ８００psigへの圧力上昇 ０ ８００psigでの流通浸漬時間 １５ 排気 ２ ロッキングピンの開錠 ４ 含浸器からタバコを取出すため圧力容器ピストン及び排 出ピストンの降下 ４ テーブルを約９０°回転 １００ 大体のバッチサイクル
【０１２４】排気中、ガスの膨張によって幾らかの冷却
が得らるが、冷却の大部分は凝縮した二酸化炭素の蒸発
によって得られる。この例において冷却効果はタバコ床
温度を約０°Ｆに均一にもたらす。後排気温度は、タバ
コの予備冷却を制御し、加圧サイクルパラメーター、例
えば達成される凝縮量を制御するための流通圧力及び最
高圧力を制御することによって制御できる。従って均一
冷却、含浸及び後排気安定性は床密度に関係なく達成で
きる。
が得らるが、冷却の大部分は凝縮した二酸化炭素の蒸発
によって得られる。この例において冷却効果はタバコ床
温度を約０°Ｆに均一にもたらす。後排気温度は、タバ
コの予備冷却を制御し、加圧サイクルパラメーター、例
えば達成される凝縮量を制御するための流通圧力及び最
高圧力を制御することによって制御できる。従って均一
冷却、含浸及び後排気安定性は床密度に関係なく達成で
きる。
【０１２５】本発明による短いサイクルの含浸法の別の
利点は、約５００〜５２０lbs ／時間の本質的な連続生
産が、約１００秒の合計各バッチサイクル時間で、約１
４〜１５lbs のバッチ重量で前述した如く操作すること
に達成される（約１４lb／ft3 に圧縮した約１５％の初
期ＯＶタバコ）ことにある。事実上述した例は５００lb
s ／時間の定格生産を達成するために設計された。他の
生産速度は装置寸法及び工程可変要因を適切に再設計す
ることによって簡単に達成できる。
利点は、約５００〜５２０lbs ／時間の本質的な連続生
産が、約１００秒の合計各バッチサイクル時間で、約１
４〜１５lbs のバッチ重量で前述した如く操作すること
に達成される（約１４lb／ft3 に圧縮した約１５％の初
期ＯＶタバコ）ことにある。事実上述した例は５００lb
s ／時間の定格生産を達成するために設計された。他の
生産速度は装置寸法及び工程可変要因を適切に再設計す
ることによって簡単に達成できる。
【０１２６】図１７は、前述した装置の更に別の改変例
の上面略図である。この装置は前述したものと類似して
おり、一般に同じ方法で操作するが、充填位置と圧縮位
置が組合されている。
の上面略図である。この装置は前述したものと類似して
おり、一般に同じ方法で操作するが、充填位置と圧縮位
置が組合されている。
【０１２７】この例において、三つの同様のシリンダー
状チューブ、即ちチューブ４が供給又は充填位置を示
し、チューブ６が含浸ステーションの下で示してあり、
チューブ７が放出位置で示してある。駆動装置がターン
テーブル２を１２０°回転工程で回転させると、各チュ
ーブ４，６及び７が約４秒間で回転してそれぞれ次の処
理ステーションに行き、そこで以下に説明するように約
１０２秒間保持される。
状チューブ、即ちチューブ４が供給又は充填位置を示
し、チューブ６が含浸ステーションの下で示してあり、
チューブ７が放出位置で示してある。駆動装置がターン
テーブル２を１２０°回転工程で回転させると、各チュ
ーブ４，６及び７が約４秒間で回転してそれぞれ次の処
理ステーションに行き、そこで以下に説明するように約
１０２秒間保持される。
【０１２８】図１８は図１７の装置のシリンダー状立断
面図である。図１５についてした説明が一般に図１８に
適用される。しかしながら、ターンテーブル２中の対応
する穴中に三つのチューブ４，６及び７のみがそれぞれ
配置されている。チューブ４は上方チューブ４ａを含
み、これはターンテーブル上で回転し、又下方チューブ
４ｂも含み、これは固定テーブル２′上に装着されてい
る。ターンテーブル２が続く停止装置まで回転すると、
チューブ４ａ，６及び７は順次下方チューブ４ｂ上に並
ぶ。それぞれ圧縮スリーブ４′，６′及び７′が各チュ
ーブ４ａ，６及び７中に位置する。この例において、各
スリーブ４′，６′及び７′は、長さ約１３in内、内径
約１３．５in及び壁厚約０．２５inである。スリーブは
各チューブ４ａ，６又は７内に可動的に密着嵌合してい
る。各スリーブは熱絶縁性材料から作るのが好ましく、
以下に説明する如く幾つかの圧力平衡化孔で穴あけされ
ている。
面図である。図１５についてした説明が一般に図１８に
適用される。しかしながら、ターンテーブル２中の対応
する穴中に三つのチューブ４，６及び７のみがそれぞれ
配置されている。チューブ４は上方チューブ４ａを含
み、これはターンテーブル上で回転し、又下方チューブ
４ｂも含み、これは固定テーブル２′上に装着されてい
る。ターンテーブル２が続く停止装置まで回転すると、
チューブ４ａ，６及び７は順次下方チューブ４ｂ上に並
ぶ。それぞれ圧縮スリーブ４′，６′及び７′が各チュ
ーブ４ａ，６及び７中に位置する。この例において、各
スリーブ４′，６′及び７′は、長さ約１３in内、内径
約１３．５in及び壁厚約０．２５inである。スリーブは
各チューブ４ａ，６又は７内に可動的に密着嵌合してい
る。各スリーブは熱絶縁性材料から作るのが好ましく、
以下に説明する如く幾つかの圧力平衡化孔で穴あけされ
ている。
【０１２９】タバコの供給速度は、約９０秒でタバコの
所望量がチューブ４ｂ及びスリーブ４′中に充填される
より制御する。次にスライドプレート１２を閉じ、圧縮
支持プレート４８を動かして（矢印４８′）約２秒でチ
ューブ４ａの上で位置させるよう動かす。或いは構成部
材１２及び４８を一つの集成装置で組合せてもよい。そ
して圧縮機１３がタバコを約１０秒で圧縮する。圧縮機
１３の開始位置は、１回の仕込みについてタバコの所望
量によって調整できる。次にターンテーブル２を約４秒
内で回転して圧縮されたタバコで充填されたチューブ４
ａ及びスリーブ４′をチューブ６の含浸位置まで動か
す。
所望量がチューブ４ｂ及びスリーブ４′中に充填される
より制御する。次にスライドプレート１２を閉じ、圧縮
支持プレート４８を動かして（矢印４８′）約２秒でチ
ューブ４ａの上で位置させるよう動かす。或いは構成部
材１２及び４８を一つの集成装置で組合せてもよい。そ
して圧縮機１３がタバコを約１０秒で圧縮する。圧縮機
１３の開始位置は、１回の仕込みについてタバコの所望
量によって調整できる。次にターンテーブル２を約４秒
内で回転して圧縮されたタバコで充填されたチューブ４
ａ及びスリーブ４′をチューブ６の含浸位置まで動か
す。
【０１３０】圧力容器ピストン１４はテーブル２′の下
に破線で示した位置から、孔６１及びチューブ６を通っ
て動く。ピストン１４は圧縮スリーブ６′を有し、スリ
ーブ中に含有された予備圧縮されたタバコをチューブ６
から運び出し、圧力容器３０中に入れる。次いでロッキ
ングピン１５がピストン１４をその位置にロックし、圧
縮されたタバコは、前述した方法により圧力容器内の二
酸化炭素で含浸される。
に破線で示した位置から、孔６１及びチューブ６を通っ
て動く。ピストン１４は圧縮スリーブ６′を有し、スリ
ーブ中に含有された予備圧縮されたタバコをチューブ６
から運び出し、圧力容器３０中に入れる。次いでロッキ
ングピン１５がピストン１４をその位置にロックし、圧
縮されたタバコは、前述した方法により圧力容器内の二
酸化炭素で含浸される。
【０１３１】ロッキングピン１５が開錠された位置に動
き、ピストン装置１４が圧力容器から引き出され、同時
に突出ピン１６が下方に向って動き、圧縮スリーブ６′
及びタバコの含浸された床を圧力容器から完全に除去さ
れる。ピストン１４がチューブ６の底を清浄にし、ピス
トン１６がその出発位置に向って引き込まれたら、チュ
ーブ６は、チューブ６内に含浸されたタバコを含有する
スリーブ６′を図１８でのチューブ１７の放出ステーシ
ョンへ運ぶため回転できる。
き、ピストン装置１４が圧力容器から引き出され、同時
に突出ピン１６が下方に向って動き、圧縮スリーブ６′
及びタバコの含浸された床を圧力容器から完全に除去さ
れる。ピストン１４がチューブ６の底を清浄にし、ピス
トン１６がその出発位置に向って引き込まれたら、チュ
ーブ６は、チューブ６内に含浸されたタバコを含有する
スリーブ６′を図１８でのチューブ１７の放出ステーシ
ョンへ運ぶため回転できる。
【０１３２】図１９は、圧力容器ピストン１４が、予備
圧縮されたタバコ床（明確には図示していない）を含有
する圧縮スリーブ６′を圧力容器中に押し、その場でロ
ッキングピン１５によってロックされる。この例におけ
るシリンダー３４は熱絶縁ライナー３５で内張されてお
らず、絶縁スリーブ６′を受け入れる。
圧縮されたタバコ床（明確には図示していない）を含有
する圧縮スリーブ６′を圧力容器中に押し、その場でロ
ッキングピン１５によってロックされる。この例におけ
るシリンダー３４は熱絶縁ライナー３５で内張されてお
らず、絶縁スリーブ６′を受け入れる。
【０１３３】かくしてタバコ含有キャビティが、スクリ
ーン４２ａによる上及びスクリーン４２ｂによる底の上
にスリーブ６′の内壁によって放射状に巻かれる。低圧
シール４５ａが、ガス分配器集成体５８ａとシリンダー
３４の頂部との間に配置されている。分配器集成体５８
ａ上に装着されている。低圧シール５２ａは、集成体５
８ａとスリーブ６′の頂縁の間に配置されている。低圧
スリーブ５２ｂは集成体５８ａとスリーブ６′の底縁の
間に配置されている。集成体５８ａ上に装着された低圧
シール４５ａ及び５２ａ、及び集成体５８ｂ上に装置さ
れたシール４５ｂ及び５２ｂはＯリングシールであるこ
とができ、これは、各ガス分配器プレート、ガス室プレ
ート、スクリーン及びタバコ床を横切る低圧力差に耐え
る必要があるだけである。これらのシールは、ガスが圧
力容器の壁に沿って通過することなくスクリーンを通っ
て適切に分配されることを確実にする。スリーブ６′
は、圧力差がスリーブの壁を横切って存在しないことを
確実にするため穴６″によって穴あけされている。
ーン４２ａによる上及びスクリーン４２ｂによる底の上
にスリーブ６′の内壁によって放射状に巻かれる。低圧
シール４５ａが、ガス分配器集成体５８ａとシリンダー
３４の頂部との間に配置されている。分配器集成体５８
ａ上に装着されている。低圧シール５２ａは、集成体５
８ａとスリーブ６′の頂縁の間に配置されている。低圧
スリーブ５２ｂは集成体５８ａとスリーブ６′の底縁の
間に配置されている。集成体５８ａ上に装着された低圧
シール４５ａ及び５２ａ、及び集成体５８ｂ上に装置さ
れたシール４５ｂ及び５２ｂはＯリングシールであるこ
とができ、これは、各ガス分配器プレート、ガス室プレ
ート、スクリーン及びタバコ床を横切る低圧力差に耐え
る必要があるだけである。これらのシールは、ガスが圧
力容器の壁に沿って通過することなくスクリーンを通っ
て適切に分配されることを確実にする。スリーブ６′
は、圧力差がスリーブの壁を横切って存在しないことを
確実にするため穴６″によって穴あけされている。
【０１３４】この例において、出口３２がシリンダー３
４の頂部に配置されており、上方に排出する（矢印３
２′）。ガスプレナム４６ａが、上方分配器集成体５８
ａ内にキャビティとして形成されている。
４の頂部に配置されており、上方に排出する（矢印３
２′）。ガスプレナム４６ａが、上方分配器集成体５８
ａ内にキャビティとして形成されている。
【０１３５】含浸法は前述した方法と同様であり、表４
に集計して示す。しかしながらこの例において、約２５
０psigへの圧力上昇は約２秒で達成させ、約２５０psig
での流通は約６１秒行い、約８００psigへの圧力上昇は
約７秒で達成させた。従って全含浸サイクルは約１０２
秒を要する。
に集計して示す。しかしながらこの例において、約２５
０psigへの圧力上昇は約２秒で達成させ、約２５０psig
での流通は約６１秒行い、約８００psigへの圧力上昇は
約７秒で達成させた。従って全含浸サイクルは約１０２
秒を要する。
【０１３６】別の例において、圧縮したタバコを含浸し
たチューブは内径１２０mm（４．７２４in）及び高さ３
０５mm（１２in）を有し、３．４５cc（０．１２１７ft
3 ）の容積を与えた。約４：１の割合でのブライトタバ
コとバーレイタバコの混合物を、下記の表５に示す如く
異なる初期ＯＶ含有率でカットした。含浸チューブ中の
圧縮タバコは表５に示す如き種々の嵩密度であった。二
酸化炭素ガスを容器の底に導入し、圧力を１５８６〜１
７２３．５kPa （２３０〜２５０psig）に増大した、こ
の圧力でＣＯ2 ガスをタバコ床の上部での温度が約−２
°Ｆになるまでタバコ中に流すことができた。容器の頂
部の出口を次に閉じ、圧力を４８２６〜５５１５kPa
（７００〜８００psig）に増大させた。最大圧力に達し
て１分以内に、容器の底部及び頂部の両方からガスを放
出させて圧力を抜いた。表５は、種々の初期嵩密度及び
ＯＶ含有率での幾つかの試験の結果を示す。流通割合は
タバコの重量に対する冷却のために使用したＣＯ2 の重
量の比を表す。流通終了温度は容器が冷却された温度で
ある。平均ＰＶＴは圧力を開放した後のタバコの後排気
温度であり、平均ＣＯ2 Ｒｅｔは、全重量の百分率とし
て表した排気後のタバコ中に保持されたＣＯ2 の重量で
ある。
たチューブは内径１２０mm（４．７２４in）及び高さ３
０５mm（１２in）を有し、３．４５cc（０．１２１７ft
3 ）の容積を与えた。約４：１の割合でのブライトタバ
コとバーレイタバコの混合物を、下記の表５に示す如く
異なる初期ＯＶ含有率でカットした。含浸チューブ中の
圧縮タバコは表５に示す如き種々の嵩密度であった。二
酸化炭素ガスを容器の底に導入し、圧力を１５８６〜１
７２３．５kPa （２３０〜２５０psig）に増大した、こ
の圧力でＣＯ2 ガスをタバコ床の上部での温度が約−２
°Ｆになるまでタバコ中に流すことができた。容器の頂
部の出口を次に閉じ、圧力を４８２６〜５５１５kPa
（７００〜８００psig）に増大させた。最大圧力に達し
て１分以内に、容器の底部及び頂部の両方からガスを放
出させて圧力を抜いた。表５は、種々の初期嵩密度及び
ＯＶ含有率での幾つかの試験の結果を示す。流通割合は
タバコの重量に対する冷却のために使用したＣＯ2 の重
量の比を表す。流通終了温度は容器が冷却された温度で
ある。平均ＰＶＴは圧力を開放した後のタバコの後排気
温度であり、平均ＣＯ2 Ｒｅｔは、全重量の百分率とし
て表した排気後のタバコ中に保持されたＣＯ2 の重量で
ある。
【０１３７】
【表５】
【０１３８】本発明による方法を、前述した如く本質的
に連続的に操作する装置での小さいバッチで短いサイク
ルでの含浸として行うとき、含浸容器は更に各サイクル
で冷却されてもよい。“雪球効果”が、所望される操作
条件の下で問題となるときには、図１６及び図１９に示
す如く、ヒーター３５ａ及び３５ｂ、又は熱絶縁をガス
プレナム中に配置できる。図１６の熱絶縁ライナー３５
及び図１９のスリーブ６′は、冷いタバコ床及びガスか
ら金属シリンダー３４を絶縁する同じ目的を果す。ヒー
ターは、常に増大する冷却及び結果として生ずる金属面
の霜降りを防ぐため、含浸サイクル間で賦活されるよう
に制御できる。或いは熱ガス、例えば約７０〜約１５０
°Ｆでの加熱空気を含浸サイクルの間で圧力容器に向け
て使用できる。
に連続的に操作する装置での小さいバッチで短いサイク
ルでの含浸として行うとき、含浸容器は更に各サイクル
で冷却されてもよい。“雪球効果”が、所望される操作
条件の下で問題となるときには、図１６及び図１９に示
す如く、ヒーター３５ａ及び３５ｂ、又は熱絶縁をガス
プレナム中に配置できる。図１６の熱絶縁ライナー３５
及び図１９のスリーブ６′は、冷いタバコ床及びガスか
ら金属シリンダー３４を絶縁する同じ目的を果す。ヒー
ターは、常に増大する冷却及び結果として生ずる金属面
の霜降りを防ぐため、含浸サイクル間で賦活されるよう
に制御できる。或いは熱ガス、例えば約７０〜約１５０
°Ｆでの加熱空気を含浸サイクルの間で圧力容器に向け
て使用できる。
【０１３９】説明した好ましい例ではロータリーターレ
ットを用いているが、装置の操作ステーションは、当業
者に明らかなように直線的に又は他の配置法で配置でき
る。
ットを用いているが、装置の操作ステーションは、当業
者に明らかなように直線的に又は他の配置法で配置でき
る。
【０１４０】本発明を特に好ましい実施態様を参照して
説明したが、当業者には本発明の範囲を逸脱せずに種々
の改変をなしうることは明らかであろう。例えばタバコ
を含浸するため使用する装置の大きさが変化するのと同
様、所望圧力に達するのに、又は排気又はタバコを冷却
するのに要する時間を変えられる。明細書及び図面の圧
力はゲージ圧である。
説明したが、当業者には本発明の範囲を逸脱せずに種々
の改変をなしうることは明らかであろう。例えばタバコ
を含浸するため使用する装置の大きさが変化するのと同
様、所望圧力に達するのに、又は排気又はタバコを冷却
するのに要する時間を変えられる。明細書及び図面の圧
力はゲージ圧である。
【図１】二酸化炭素に対する標準温度−エントロピー図
である。
である。
【図２】（Ａ）は本発明の一つの形でのタバコを膨張す
るためのブロック図であり、（Ｂ）は本発明の改良の一
例によるタバコを圧縮し、含浸し、膨張するための方法
を示す（Ａ）の改変図である。
るためのブロック図であり、（Ｂ）は本発明の改良の一
例によるタバコを圧縮し、含浸し、膨張するための方法
を示す（Ａ）の改変図である。
【図３】約１２％，１４％，１６．２％及び２０％のＯ
Ｖ含有率を有するタバコのための後含浸時間に対する１
７２３．５kPa （２５０psia）及び−１８℃で含浸した
タバコから放出された二酸化炭素重量％のプロットであ
る。
Ｖ含有率を有するタバコのための後含浸時間に対する１
７２３．５kPa （２５０psia）及び−１８℃で含浸した
タバコから放出された二酸化炭素重量％のプロットであ
る。
【図４】３種の異なるＯＶタバコのための後排気時間に
対するタバコ中に保持された二酸化炭素重量％のプロッ
トである。
対するタバコ中に保持された二酸化炭素重量％のプロッ
トである。
【図５】約１２％及び約２１％のＯＶ含有率を有するタ
バコに対する膨張前の保持時間に対する膨張したタバコ
の平衡ＣＶのプロットである。
バコに対する膨張前の保持時間に対する膨張したタバコ
の平衡ＣＶのプロットである。
【図６】約１２％及び約２１％のＯＶ含有率を有するタ
バコに対する膨張前の保持時間に対する膨張したタバコ
の比体積のプロットである。
バコに対する膨張前の保持時間に対する膨張したタバコ
の比体積のプロットである。
【図７】膨張塔出口ＯＶ含有率に対する膨張したタバコ
平衡ＣＶのプロットである。
平衡ＣＶのプロットである。
【図８】膨張塔出口ＯＶ含有率に対するタバコ還元糖に
おける減少％のプロットである。
おける減少％のプロットである。
【図９】膨張塔出口ＯＶ含有率に対するタバコアルカロ
イドの減少％のプロットである。
イドの減少％のプロットである。
【図１０】排気後タバコ床全体にわたる多種の点でのタ
バコ温度を示す含浸容器の略図である。
バコ温度を示す含浸容器の略図である。
【図１１】膨張前含浸後の保持時間に対する膨張したタ
バコ比体積のプロットである。
バコ比体積のプロットである。
【図１２】膨張前含浸後の保持時間に対する膨張したタ
バコの平衡ＣＶのプロットである。
バコの平衡ＣＶのプロットである。
【図１３】８００psigで含浸したタバコに対する適切な
安定性に要する予備冷却の量を示すタバコＯＶに対する
タバコ温度のプロットである。
安定性に要する予備冷却の量を示すタバコＯＶに対する
タバコ温度のプロットである。
【図１４】本発明による高嵩密度タバコについて短サイ
クル法を行うための装置の一例の上面図である。
クル法を行うための装置の一例の上面図である。
【図１５】図１４の装置の断面立面略図である。
【図１６】図１５と本質的に同じ方向で見た図１５の加
圧容器の拡大断面図である。
圧容器の拡大断面図である。
【図１７】本発明の装置の別の例の図１４と同様の上面
図である。
図である。
【図１８】図１７の装置の図１５と同様の断面立面略図
である。
である。
【図１９】図１８の装置の図１６と同様の図である。
２ ロータリーテーブル ４ シリンダー １３ ピストン １４ 圧力容器 １７ 開口 ３２′ 出口
フロントページの続き (72)発明者 トマス・ジェイ・クラーク アメリカ合衆国ヴァージニア州23226、リ ッチモンド、ウエストヒル、ロード 1726 (72)発明者 ジョゼフ・エム・ドブス アメリカ合衆国ヴァージニア州23227、リ ッチモンド、イー、セミナリー、アヴェニ ュー 4538 (72)発明者 ユージン・ビー・フィッシャー アメリカ合衆国ヴァージニア州23831、チ ェスター、ナイチンゲール、ドライヴ 12800 (72)発明者 ダイアン・エル・レスター アメリカ合衆国ヴァージニア州23234、リ ッチモンド、カラフェ、ドライヴ 4200 (72)発明者 ジョーズ・エム・ジー・ネポムセノ アメリカ合衆国ヴァージニア州23015、ビ ーヴァーダム、ルート ２、ボックス 163デイ４ (72)発明者 ウォルター・エー・ニコルス アメリカ合衆国ヴァージニア州23112、ミ ドロシアン、クエイル、ヒル、コート 3508 (72)発明者 ラヴィ・プラサド アメリカ合衆国ヴァージニア州23113、ミ ドロシアン、ヒンショウ、ドライヴ 10821
Claims (40)
- 【請求項１】 （ａ）二酸化炭素ガスが飽和状態又はそ
の近くにあるような温度及び約２７５８〜約７２８７kP
a （約４００〜約１０５７psig）の圧力で二酸化炭素と
タバコを接触させる工程、 （ｂ）タバコを二酸化炭素で含浸させるのに充分な時間
タバコを二酸化炭素と接触した状態で保たせる工程、 （ｃ）圧力を開放する工程、 （ｄ）その後タバコが膨張される条件にタバコを曝す工
程、及び （ｅ）工程（ａ）の前に、タバコを１６０．２kg／ｍ3
（１０lb／ft3 ）以上の嵩密度に圧縮し、工程（ｃ）で
圧力を開放後、約−３７．４〜約−６．７℃（約−３５
〜約２０°Ｆ）の温度にタバコを冷却するようにタバコ
上で二酸化炭素の制御された量を凝縮させるに充分な量
の熱をタバコから除去することを特徴とするタバコを膨
張する方法。 - 【請求項２】 タバコを２７５８〜７２８７kPa （４０
０〜１０５７psig）の圧力で二酸化炭素ガスで含浸し、
含浸中二酸化炭素ガスが飽和状態又はその近くにあるよ
うタバコ／二酸化炭素系を冷却し、その後圧力を開放
し、次いでタバコを加熱して二酸化炭素含浸物を放出さ
せ、これによってタバコを膨張させることを含むタバコ
を膨張する方法において、タバコを含浸前に１６０．２
kg／ｍ3（１０lb／ft3 ）以上の嵩密度に圧縮し、含浸
工程前に冷却を行い、含浸工程でタバコ上で二酸化炭素
を凝縮させるに充分にし、これによって圧力を開放した
とき、二酸化炭素ガスの膨張及び凝縮した二酸化炭素の
蒸発がタバコの温度を−３７．４〜−６．７℃（−３５
〜２０°Ｆ）の温度に下げることを特徴とする方法。 - 【請求項３】 タバコを１６０．２〜３２０．４kg／ｍ
3 （１０〜２０lb／ft3 ）の嵩密度に圧縮することを特
徴とする請求項１又は２の方法。 - 【請求項４】 タバコを２０８．２〜２４０．３kg／ｍ
3 （１３〜１５lb／ft3 ）の嵩密度に圧縮することを特
徴とする請求項１又は２の方法。。 - 【請求項５】 タバコを２０８．２〜２４０．３kg／ｍ
3 （１３〜１５lb／ft3 ）の嵩密度に圧縮することを特
徴とする請求項１又は２の方法。 - 【請求項６】 タバコが圧縮工程前に１３〜約１６％の
ＯＶ含有率を有することを特徴とする請求項１〜４の何
れか１項の方法。 - 【請求項７】 タバコの冷却をタバコ中に二酸化炭素ガ
スを流通させることによって行うことを特徴とする請求
項１〜６の何れか１項の方法。 - 【請求項８】 二酸化炭素ガスでの冷却中の圧力が３４
４７kpa （５００psig）以下であることを特徴とする請
求項７の方法。 - 【請求項９】 冷却後、二酸化炭素ガスの圧力を増大さ
せてタバコ上での二酸化炭素ガスの凝縮を行うことを特
徴とする請求項７又８の方法。 - 【請求項１０】 増大した圧力が５１７０〜６５４９kp
a （７５０〜９５０psig）の範囲にあることを特徴とす
る請求項９の方法。 - 【請求項１１】 冷却中の圧力が１３７８〜１７２３kp
a （２００〜２５０psig）の範囲であることを特徴とす
る請求項１０の方法。 - 【請求項１２】 二酸化炭素ガスでの冷却中の圧力が１
３７９kpa （２００psig）以下であり、次いで圧力を２
７５８kpa （４００psig）以下の増大させてタバコ上で
二酸化炭素ガスの凝縮を行うことを特徴とする請求項７
の方法。 - 【請求項１３】 接触工程中二酸化炭素ガスの凝縮を生
ぜしめるためタバコの冷却が、タバコを二酸化炭素ガス
と接触させる前に予備冷却を含むことを特徴とする請求
項１〜１２の何れか１項の方法。 - 【請求項１４】 予備冷却を、タバコに部分真空を受け
させることによって行うことを特徴とする請求項１３の
方法。 - 【請求項１５】 タバコが１５〜１９％の初期ＯＶ含有
率を有するが、二酸化炭素ガスとの接触前に、部分減圧
を受けてＯＶ含有率を減少し、タバコを冷却することを
特徴とする請求項１〜１２の何れか１項の方法。 - 【請求項１６】 タバコの冷却が、−１２．２℃（１０
°Ｆ）以下の温度であることを特徴とする請求項１〜１
５の何れか１項の方法。 - 【請求項１７】 タバコ上で凝縮する二酸化炭素の量が
タバコ１lbについて０．１〜０．６lbであることを特徴
とする請求項１〜１６の何れか１項の方法。 - 【請求項１８】 タバコ上で凝縮した二酸化炭素の量
が、タバコ１lbについて０．１〜０．３lbの範囲である
ことを特徴とする請求項１〜１６の何れか１項の方法。 - 【請求項１９】 接触工程を１〜３００秒間行うことを
特徴とする請求項１〜１８の何れか１項の方法。 - 【請求項２０】 接触工程後の圧力の開放を１〜３００
秒間を行うことを特徴とする請求項１〜１９の何れか１
項の方法。 - 【請求項２１】 圧力を開放し、膨張をする前の含浸し
たタバコを、圧力を開放した後のタバコの温度以下の露
点を有する雰囲気中で保つことを特徴とする請求項１〜
２０の何れか１項の方法。 - 【請求項２２】 タバコを、約０．１〜約５秒間、約１
４９〜約４２７℃（約３００〜約８００°Ｆ）の温度で
保った雰囲気中で加熱することによって膨張させること
を特徴とする請求項１〜２１の何れか１項の方法。 - 【請求項２３】 タバコを、４秒未満の間約１７７〜約
２８８℃（約３５０〜約５５０°Ｆ）を有する水蒸気又
は空気でそれを加熱することによって膨張させることを
特徴とする請求項１〜２１の何れか１項の方法。 - 【請求項２４】 圧力を開放した後のタバコの温度が１
２．２℃（１０°Ｆ）未満であることを特徴とする請求
項１〜２３の何れか１項の方法。 - 【請求項２５】 工程（ｅ）において、タバコを二酸化
炭素ガスで１０°Ｆ以下の温度に冷却し、次いで圧力を
飽和二酸化炭素ガスで４００〜１０５７psigの圧力に上
昇させ、これによってタバコ及び凝縮した二酸化炭素を
含む系を形成し、この系を、含浸を行うため加圧下の二
酸化炭素ガスと接触させて保ち、これによって工程
（ｃ）で圧力を開放したとき、凝縮した二酸化炭素の蒸
発及び二酸化炭素ガスによってタバコを冷却することを
特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項２６】 冷却を系を通して二酸化炭素ガスを流
すことによって行い、その後ガスの圧力を増大させて凝
縮及び含浸を行うことを特徴とする請求項２３の方法。 - 【請求項２７】 圧力の開放後、含浸されたタバコが二
酸化炭素１〜４重量％を保持することを特徴とする請求
項１〜２６の何れか１項の方法。 - 【請求項２８】 含浸工程のため圧力容器中に入れる前
に別の容器中で１６０．２kg／ｍ2 （１０lb／ft3 ）以
上の嵩密度にタバコを圧縮することを特徴とする請求項
１〜２７の何れか１項の方法。 - 【請求項２９】 タバコを更に圧力容器中で圧縮するこ
とを特徴とする請求項２８の方法。 - 【請求項３０】 タバコを、圧力容器中でタバコを通し
て二酸化炭素ガスを流すことによって冷却することを特
徴とする請求項２８又は２９の方法。 - 【請求項３１】 タバコを容器中に導入する充填ステー
ション、タバコバッチを圧力容器に運び、冷却し、含浸
し、容器に戻す含浸ステーション、及び含浸されたタバ
コバッチを容器から取り出す取り出しステーションを含
むステーションの順序で通過する容器中で、処理するた
めのタバコのバッチを保持することを特徴とする請求項
２８〜３０の何れか１項の方法。 - 【請求項３２】 タバコの圧縮を充填ステーションで行
うことを特徴とする請求項３１の方法。 - 【請求項３３】 含浸を行う圧力容器の容積が０．０７
ｍ3 （２．５ft3 ）以下であり、好ましくは０．０４２
ｍ3 （１．５ft3 ）未満であることを特徴とする請求項
１〜３２の何れか１項の方法。 - 【請求項３４】 請求項１〜３３の何れか１項の方法で
作った膨張したタバコを含有することを特徴とするタバ
コ製品。 - 【請求項３５】 タバコを保持し、タバコの含浸のため
加圧下に二酸化炭素ガスを受容するためのタバコ含浸容
器、タバコを含浸容器に入れる前にタバコを圧縮するた
めのタバコ圧縮器、圧縮器から含浸容器にタバコのバッ
チを運ぶための容器を有する輸送装置、及びタバコバッ
チを容器から含浸容器に運び、含浸後容器に戻すための
輸送装置を含むことを特徴とする二酸化炭素でタバコを
含浸する装置。 - 【請求項３６】 輸送装置が、各容器を順次複数のステ
ーション、即ち容器を充填する充填ステーション、含浸
器が置かれている含浸ステーション、及び含浸されたタ
バコを容器から取り出す取り出しステーションを移動さ
せることを特徴とする請求項３５の装置。 - 【請求項３７】 圧縮器が充填ステーションに置かれて
いることを特徴とする請求項３６の装置。 - 【請求項３８】 圧縮器が充填ステーションと含浸ステ
ーションの間の圧縮ステーションに置かれていることを
特徴とする請求項３６の装置。 - 【請求項３９】 含浸されたタバコバッチの取り出し後
含浸容器を温める装置を含むことを特徴とする請求項３
５〜３８の何れか１項の装置。 - 【請求項４０】 工程（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を累積
時間３００秒未満好ましくは１００秒未満で行うことを
特徴とする請求項１〜２５の何れか１項の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99244692A | 1992-12-17 | 1992-12-17 | |
| US992446 | 1992-12-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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