JPWO2007119790A1 - 膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置は、たばこ原料Ａに超臨界状態の二酸化炭素を接触させ、この二酸化炭素にたばこ成分を溶解させる抽出容器（２）と、抽出容器（２）に接続され、二酸化炭素に溶解したたばこ成分から、たばこ成分の脂溶性部分を分離して回収する分離容器（１４）と、この後、抽出容器（２）と純水を蓄えた吸収容器（３８）との間にて超臨界状態の二酸化炭素を活性炭の浄化層（４）により浄化しながら循環させ、純水にたばこ成分の水溶性部分を吸収させる循環経路と、たばこ成分の水溶性部分を吸収した純水を吸収水として吸収容器（３８）から回収する回収容器（５２）とを有し、たばこ成分の脂溶性部分及び吸収水はフレーバとしての第１及び第２フレーバ要素の生成に使用される。

Description

本発明は、シガレットのたばこ充填材料の１つとして使用される膨化たばこ原料のためのフレーバ(flavor)を製造する装置及びその製造方法に関する。

この種の膨化たばこ原料は、たばこ原料の組織内に液状の膨化助剤を含浸させ、この後、原料を急速に加熱乾燥することによって得られる。この際、たばこ原料に含浸された膨化助剤はたばこ原料から瞬時に追い出され、たばこ原料を膨化させる。

上述の膨化処理はたばこ原料を加熱するため、たばこ原料は高温に晒される。このため、たばこ原料はその風味や味覚が劣化する。具体的には、膨化処理の前後にて、たばこ原料中の成分を分析した結果、以下のことが確認された。たばこ原料に含まれるジュバトルエンジオール(α-CBT)は膨化処理により５０％以上も低減され、また、ニコチンや糖等のたばこ成分もまた膨化処理により減少される。ジュバトルエンジオールは葉面脂質関連物質（Ｃ_２７Ｈ_５６〜Ｃ_３３Ｈ_６８程度の炭化水素）の一種であり、そして、ジュバトルエンジオール、ニコチン及び糖類はたばこ原料に固有のフレーバである。

膨化たばこ原料の風味や味覚の劣化を補償するため、たばこ原料に膨化助剤を含浸させたとき、膨化助剤に溶解したたばこ成分を膨化助剤から回収し、この後、回収したたばこ成分から脂溶性部分（ワックス）を除いて、膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置及び方法が知られている（特許文献１）。

一方、たばこ原料からたばこ成分中の水溶性部分のみを水に吸収させ、この水溶性部分を抽出する方法（特許文献２）もまた知られており、このような水溶性部分もまたフレーバとして、膨化たばこ原料に添加可能である。
特許第3014704号公報 特許第3223058号公報

シガレットの喫煙時、前述したたばこ成分の脂溶性部分は特に、主流煙の量感を増加させるうえで有効である。しかしながら、特許文献１のフレーバからはたばこ成分の脂溶性部分が除去されているため、特許文献１のフレーバは膨化たばこ原料に、たばこ原料が本来有する風味や味覚を十分に与えることができない。

一方、特許文献２のフレーバはたばこ成分中の水溶性部分のみであるから、この場合にも、膨化たばこ原料にたばこ原料に固有の風味や味覚を十分に与えることができない。また、特許文献２の場合、たばこ成分の水溶性部分は、高圧二酸化炭素中に吸収された後、この高圧二酸化炭素が抽出容器内の水を通じて循環することにより抽出される。このため、高圧二酸化炭素の循環中、高圧二酸化炭素の汚れが進行する。このような汚れは、高圧二酸化炭素が有する水溶性部分の吸収能力を低下させ、たばこ成分からの水溶性部分の抽出に要する時間を長くする。

本発明の目的は、たばこ原料からたばこ成分中の脂溶性部分及び水溶性部分を別々に回収し、これら脂溶性部分及び水溶性部分から、膨化たばこ原料に好適したフレーバを生成することかでき、フレーバの生成に要する時間の短縮を図ることができるフレーバの製造装置及びその製造方法を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明のフレーバの製造装置は、たばこ原料を収容するための抽出容器と、この抽出容器内に超臨界状態の二酸化炭素を供給して二酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解したたばこ成分中から脂溶性部分を回収する第１回収経路と、この第１回収経路から分岐され、抽出容器の下流及び上流にて第１回収経路にそれぞれ接続された分岐経路と、この分岐経路に設けられ、内部に純水が蓄えられた吸収容器と、第１回収経路及び前記分岐経路から抽出容器及び吸収容器を含み且つ閉じた循環経路を選択的に形成するための切換手段と、循環経路内にて超臨界状態の二酸化炭素を循環させて、二酸化炭素に溶解したたばこ成分中の水溶性部分を吸収容器内の純水に吸収させる循環手段と、たばこ成分の水溶性部分が吸収された純水を吸収水として前記吸収容器から回収する第２回収経路と、少なくとも二酸化炭素が循環経路を循環している間、二酸化炭素の流れ方向でみて吸収容器から抽出容器内のたばこ原料の間にて二酸化炭素を浄化する浄化手段と備える。

また、上記目的を達成する本発明の製造方法は、抽出容器内のたばこ原料に超臨界状態の二酸化炭素を接触させて二酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解されたたばこ成分から脂溶性部分を回収する第１回収工程と、この後、抽出容器と純水を蓄えた吸収容器と間にて、抽出容器の温度を吸収容器の温度よりも高く維持しつつ二酸化炭素を等圧で循環させ、吸収容器内の純水に対して、二酸化炭素に溶解したたばこ成分中の水溶性部分を吸収させる循環工程であって、二酸化炭素が吸収容器から抽出容器のたばこ原料に向かう過程にて、二酸化炭素を浄化させる浄化プロセスを含む、循環工程と、吸収容器から水溶性部分を吸収した純水を吸収水として回収する第２回収工程とを備える。

上述した製造装置及び製造方法によれば、先ず、抽出容器内に超臨界状態の二酸化炭素が第１回収経路を通じて供給される。抽出容器内にて、二酸化炭素はたばこ原料に接触し、二酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分が溶解され、一方、二酸化炭素の一部はたばこ原料に含浸される。

この後、たばこ成分が溶解した二酸化炭素は抽出容器から第１回収経路を経て流出し、この過程にて、二酸化炭素からたばこ成分中の脂溶性部分が回収される。具体的には、ここでの回収には圧力分離法を採用することができる。

この後、切換手段は、第１回収経路及び分離経路から閉じた循環経路を形成し、この循環経路内にて、超臨界状態の二酸化炭素が循環手段により循環する。ここでの二酸化炭素の循環は、抽出容器の温度を吸収容器の温度よりも高く維持し且つ二酸化炭素を等圧に維持した状態で実施される。それ故、超臨界状態の二酸化炭素が循環しているとき、たばこ成分が溶解した二酸化炭素は吸収容器内の純水を通過し、この際、たばこ成分中の水溶性部分が吸収容器内の純水に吸収され、そして、吸収容器を通過した二酸炭素は浄化手段により浄化された後、抽出容器内のたばこ原料に向かう。

上述した水溶性部分の吸収が完了した後、たばこ成分の水溶性部分を吸収した純水は吸収水として吸収容器から第２回収経路を通じて回収される。

この後、たばこ原料から回収したたばこ成分の脂溶性部分及び水溶性部分は膨化たばこ原料のためのフレーバを生成するために使用される。

浄化手段及び浄化プロセスは活性炭を使用することができ、具体的には、活性炭は抽出容器内にて層を形成しており、この活性炭層はたばこ原料の上流に位置付けられている。

吸収容器から回収された吸収水は紫外線の照射を受けるか、又は、オゾンと接触されるのが好ましい。
具体的には、吸収水からフレーバを生成するには、吸収水は濃縮される。

本発明の製造装置法及び製造方法は、たばこ原料からたばこ成分の脂溶性部分及び水溶性部分を別々に抽出するので、これら脂溶性部分及び水溶性部分の抽出を効率良く行うことができる。それ故、抽出された脂溶性部分及び水溶性部分が膨化たばこ原料のためのフレーバの生成に使用され、このフレーバが膨化たばこ原料に添加されたとき、膨化たばこ原料その本来の風味及び味覚を回復することができる。

水溶性部分の抽出中、超臨界状態の二酸化炭素は浄化されながら抽出容器と吸収容器との間を循環するので、抽出容器のたばこ原料を通過する二酸化炭素はたばこ成分の溶解能を維持でき、この結果、吸収容器内の純水中にて、たばこ成分の水溶性部分が飽和するまでの時間、即ち、水溶性部分の抽出時間の短縮を図ることができる。

たばこ原料からフレーバを製造する装置を示した概略図である。

図１の製造装置は抽出容器２を備える。この抽出容器２は開閉可能な圧力容器であって、その底に浄化層４を含む。この浄化層４は活性炭から形成されている。抽出容器２内は、浄化層４の上側にたばこ原料Ａが収容されている。

浄化層４を形成する活性炭は、抽出容器２内のたばこ原料Ａに対して５〜５０重量％を占めている。たばこ原料Ａはたばこの葉でもよいが、この実施例の場合、たばこの葉を裁刻した刻たばこであり、たばこ原料Ａの水分量は８〜３０％DBの範囲にある。

更に、抽出容器２はその底にドレン弁６を有する。ドレン弁６が開かれたとき、抽出容器２内の圧力は所定の速度にて低下する。

抽出容器２は第１回収経路８に介挿されている。第１回収経路８は上流部分８ｕを有し、この上流部分８ｕは抽出容器２の底から延び、液体二酸化炭素（液体ＣＯ_２）の供給源（図示しない）に接続されている。上流部分８ｕには前記供給源側から供給ポンプ１０及び熱交換器１２が順次介挿されている。供給ポンプ１０は前記供給源から液体二酸化炭素を熱交換器１２に向けて吐出する。供給ポンプ１０からの液体二酸化炭素の吐出量は、抽出容器２内に収容されたたばこ原料１kg-WMに対し、１０〜１００kg/hr、好ましくは、２５〜５０kg/hrであるのが好ましい。

一方、第１回収経路８の下流部分８ｄは抽出容器２の天板から延び、そして、分離容器１４に接続されている。下流部分８ｄには圧力調整弁１６が介挿されており、この圧力調整弁１６は熱交換器１２と協働して、供給ポンプ１０から抽出容器２に供給される液体二酸化炭素を超臨界状態にする。

具体的には、抽出容器２内の圧力は７．３〜３０MPa（好ましくは１０〜２５MPa）に保持され、そして、抽出容器２内の温度は３２〜１００℃（好ましくは３５〜７０℃）に保持されている。抽出容器２内の温度及び圧力を管理するため、抽出容器２は温度計１９を有し、第１回収経路８は圧力計２０及び流量計２２を有する。圧力計２０は抽出容器２と圧力調整弁１６との間に位置付けられ、そして、流量計２２は抽出容器２と熱交換器１２との間に位置付けられている。

前述した分離容器１４は前述した抽出容器２と同様に、開閉可能な圧力容器であって、ウォータジャケット（図示しない）により囲繞されている。分離容器１４からは戻り経路２４が延びており、この戻り経路２４は供給ポンプ１０よりも上流位置にて第１回収経路８に接続されている。戻り経路２４には、分離容器１４側から圧力調整弁２６、ガス精製塔及び熱交換器が順次介挿されているが、図１中、ガス精製塔及び熱交換器は省略されている。

圧力調整弁２６は分離容器１４内の圧力を二酸化炭素の臨界圧力よりも低い圧力に維持し、分離容器１４のウォータジャケットは分離容器１４内の温度を圧力調整弁２６により設定された圧力にて、分離容器１４内の二酸化炭素が飽和状態となる温度以上に保持する。この目的を達成するため、分離容器１４は温度計２８を有し、戻り経路２４は圧力計３０を有する。

戻り経路２４は分離容器１４から二酸化炭素ガスを導き、この二酸化炭素ガスは圧力調整弁２６を通過した後、ガス精製塔により精製される。そして、精製された二酸化炭素ガスは熱交換器を通過したときに再びに液化し、これにより、液化二酸化炭素が供給ポンプ１０の吸い込み側に戻される。

更に、第１回収経路８からは分岐経路３２が分岐されており、この分岐経路３２は第１回収経路８の下流部分８ｄ及び上流部分８ｕにそれぞれ接続された上流端及び下流端を有する。より詳しくは、分岐経路３２の上流端は抽出容器２と圧力調整弁１６との間に位置付けられ、分離経路３２の下流端は供給ポンプ１０と熱交換器１２との間に位置付けられている。上流部分８ｕと分岐経路３２の下流端との間には方向切換弁３４が介挿されており、この方向切換弁３４は、供給ポンプ１０と熱交換器１２との接続をなす一方、熱交換器１２と分岐経路３２との接続を遮断する第１切換位置と、供給ポンプ１０と熱交換器１２との接続を遮断する一方、熱交換器１２と分岐経路３２と接続をなす第２切換位置とを有する。

また、下流部分８ｄと分岐経路３２の上流端との間に方向切換弁３６が介挿されており、この方向切換弁３６は、抽出容器２と圧力調整弁１６との接続をなす一方、抽出容器２と分岐経路３２との接続を遮断する第１切換位置と、抽出容器２と圧力調整弁１６との接続を遮断する一方、抽出容器２と分岐経路３２との接続をなす第２切換位置とを有する。

方向切換弁３４，３６が共に第１切換位置にあるとき、分岐経路３２は第１回収経路８から分離される。これに対し、方向切換弁３４，３６が共に第１切換位置から第２切換位置に切換られたとき、分岐経路３２は第１回収経路８の一部と協働し、閉じた循環経路を形成し、抽出容器２及び熱交換器１２は循環経路に含まれる。

更に、分岐経路３２には吸収容器３８が介挿されている。この吸収容器３８もまた圧力容器であって、吸収容器３８の底と方向切換弁３６とは分岐経路３２の上流部分３２ｕにより相互に接続されており、吸収容器３８の天版と方向切換弁３４とは分岐経路３２の下流部分３２ｄにより相互に接続されている。

吸収容器３８はその内部に純水を蓄え、この純水は蒸留水又はイオン交換水である。吸収容器３８内に蓄えられた純水の容量は、抽出容器２内に収容されたたばこ原料Ａの量の０．２〜６倍である。

分岐経路３２の下流部分３２ｄ及び上流部分３２ｕには循環ポンプ４０及び熱交換器４２がそれぞれ介挿されている。方向切換弁３４，３６が第２切換位置に切換えられ、前述したように閉じた循環経路が形成されたとき、循環ポンプ４０は駆動される。循環ポンプ４０の駆動は、循環経路内に存在する超臨界状態の二酸化炭素を抽出容器２及び吸収容器３８を通じて等圧で循環させる。この際、熱交換器４２は吸収容器３８に向かう二酸化炭素の温度を調整し、吸収器３８内の温度が抽出容器２内の温度よりも低くなるように維持し、この結果、二酸化炭素に対する純水の相対溶解度は６０〜７０％の範囲に収められる。この目的を達成するため、吸収容器３８は温度計４４を有する。

循環ポンプ４０による二酸化炭素の吐出能力は、たばこ原料１kg-WMに対して８０〜５００kg/hr（好ましくは、１５０〜４００kg/hr）であり、前述した供給ポンプ１０の吐出能力３〜１０倍である。

更に、吸収容器３８の底からは第２回収経路４６が延びており、この第２回収経路４６は濃縮機４８に接続されている。ここでの濃縮機４８として凍結真空乾燥装置、遠心式薄膜真空蒸発装置又は真空式エバポレータの何れかを使用することができるが、濃縮機４８は低温及び低圧で作動するものが望ましい。

第２回収経路４６には吸収容器３８側から開閉弁５０、回収容器５２、開閉弁５４及び送出ポンプ５６が順次介挿されている。更に、回収容器５２には紫外線照射器５８が循環管路６０を介して接続されており、循環管路６０は循環ポンプ６２を有する。紫外線照射器５８は紫外線ランプ（図示しない）を内蔵しており、この紫外線ランプが発生する紫外線は３６５ｎｍの中心波長を有する波長帯域を有する。また、回収容器５２にはオゾン発生器６４も接続されており、このオゾン発生器６４は回収容器５２にオゾンを連続的に供給することができる。

次に、上述した装置を使用し、たばこ原料Ａからフレーバを製造する方法について説明する。

先ず、抽出容器２内の底に浄化層４が形成され、この後、抽出容器２内にたばこ原料Ａが充填され、このたばこ原料Ａは浄化層４の上側に積み重ねられる。このとき、方向切換弁３４，３６は共に第１切換位置に切り換えている。

このような状況にて、供給ポンプ１０が駆動され、供給ポンプ１０は第１回収経路８の上流部分８ｕに液体二酸化炭素を供給する。従って、液体二酸化炭素は抽出容器２に熱交換器１２を通じて供給される。ここで、熱交換器１２は液体二酸化炭素の温度をその臨界温度以上の抽出温度まで上昇させる。

一方、液体二酸化炭素は抽出容器２から第１回収経路８の下流部分８ｄに排出され、圧力調整弁１６に達する。圧力調整弁１６は圧力調整弁１６によりも上流側の第１回収経路８内の圧力を二酸化炭層の臨界圧力以上の抽出圧力に保持する。それ故、抽出容器２に供給された二酸化炭素は超臨界状態となる。

この結果、抽出容器２内において、超臨界状態の二酸化炭素は浄化層４を通過した後、たばこ原料Ａに接触する。この際、たばこ原料Ａのたばこ成分は二酸化炭素に溶解される。一方、圧力調整弁１６よりも上流側における第１回収経路８の部位の圧力が前述した抽出圧力以上に増加したとき、圧力調整弁１６は一時的に開かれる。それ故、たばこ成分が溶解した余剰の二酸化炭素が抽出容器２から圧力調整弁１６を介して分離容器１４に供給される。前述したように分離容器１４内の圧力は戻り経路２４の圧力調整弁２６により、二酸化炭素の臨界圧力よりも低い圧力に保持され、また、分離容器１４の温度もまた二酸化炭素の臨界温度よりも低く保持されている。それ故、分離容器１４内に超臨界状態の二酸化炭素が供給されたとき、分離容器１４内にて、二酸化炭素に溶解されていたたばこ成分は二酸化炭素から分離され、分離容器１４の底に回収され、一方、たばこ成分が分離された後の二酸化炭素は分離容器１４から戻り経路２４を通じて、供給ポンプ１０の上流に戻される。このような第１段の抽出工程は少なくとも３分以上継続され、第１段の抽出工程が占める時間は全抽出時間の１０〜５０％である。全抽出時間は後述の説明から明らかになる。

第１段の抽出工程が完了した後、方向切換弁３４，３６は共に第１切換位置から第２切換位置に切り換えられると同時に供給ポンプ１０の駆動が停止され、分離容器１４は高圧側の抽出容器２から分離される。この状態で、分離容器１４内のたばこ成分はエタノールで溶解又は懸濁され、分離容器１４から第１フレーバ要素として回収される。このような第１フレーバ要素はたばこ成分の脂溶性部分を含んでいる。

一方、第１段の抽出工程が完了した後、前述した第１フレーバ要素の回収と並行して第２の段抽出工程が実施される。この第２段抽出工程では、循環ポンプ４０が駆動される。このとき、方向切換弁３４，３６が共に第２切換位置に切り換えられているので、抽出容器２及び循環ポンプ４０を含む経路は閉じた循環経路を形成し、この循環経路には前述した吸収容器３８も含まれている。それ故、循環経路内の二酸化炭素は等圧状態に保持され、そして、循環ポンプ４０の駆動は超臨界状態の二酸化炭素を抽出容器２と吸収容器３８との間にて循環させ、この結果、二酸化炭素に溶解したたばこ成分の水溶性部分は吸収容器３８内の純水に吸収される。前述したように吸収容器３８内の温度は抽出容器２の温度よりも低く維持され、二酸化炭素に対する純水の相対溶解度が６０〜７０％であるので、たばこ原料Ａの水分は１４〜２０％DBとしておくことができる。

上述した第２段の抽出工程は少なくとも１０分以上、最長でも４時間の範囲で実施され、全抽出時間の５０〜１０％の範囲である。

第２段の抽出工程の実施中、超臨界状態の二酸化炭素は吸収容器３８を通過した後、循環ポンプ４０を経て抽出容器２に戻り、抽出容器２の浄化層４を通過する。浄化層４は活性炭から形成されているので、超臨界状態の二酸化炭素は浄化層４を通過する度に浄化される。それ故、抽出容器２内にて、たばこ原料Ａのたばこ成分は超臨界状態の二酸化炭素に良好に溶解することので、吸収容器３８内の純水に抽出されたたばこ成分の水溶性部分の濃度は速やかに平衡状態となる。この結果、第２段の抽出工程に要する時間は大幅に短縮される。

第２段の抽出工程が完了したとき、循環ポンプ４０の駆動は停止される。この後、第２回収経路４６の開閉弁５０が開かれ、吸収容器３８内の純水、即ち、たばこ成分の水溶性部分を吸収した吸収水は吸収容器３８から第２回収経路４６を通じて回収容器５２に移送される。

この後、循環ポンプ６２が駆動され、回収容器５２内の吸収水は、回収容器５２と紫外線照射器５８との間にて循環し、この際、紫外線照射器５８は吸収水に前述した紫外線を照射する。このような紫外線の照射の前、後又は紫外線の照射と同時に、オゾン発生器６４は回収容器５２にオゾンを供給することができ、これにより、オゾンが吸収水に接触される。

上述の紫外線処理及びオゾン処理が完了したとき、循環ポンプ６２の駆動は停止され、紫外線照射器５８及び循環管路６０内の吸収水は全て回収容器５２に回収される。この後、第２回収経路４６の開閉弁５４が開かれると同時に、送出ポンプ５６が駆動され、回収容器５２内の吸収水は濃縮機４８に供給される。この濃縮機４８は、吸収水における水溶性部分の濃度を所望のレベルまで濃縮し、これにより、第２フレーバ要素を生成する。

このような第２フレーバ要素及び前述した第１フレーバ要素は後述する膨化たばこ原料に噴霧、即ち、添加される。ここで、第１及び第２フレーバ要素は膨化たばこ原料に対して別々に添加されてよいし、又は、第１及び第２フレーバ要素の混合物からなるフレーバを生成した後、このフレーバが膨化たばこ原料に噴霧より添加されてもよい。

次に、膨化たばこ原料の製造について説明する。
前述した抽出容器２は、たばこ原料Ａに二酸化炭素を含浸させるのに十分な圧力及び温度をそれぞれ有するので、第１及び第２段の抽出工程が完了した後、抽出容器２内のたばこ原料Ａにはその膨化に必要な二酸化炭素が十分に含浸されている。それ故、抽出容器２内のたばこ原料Ａは抽出容器２から取り出され、気流乾燥機６６に直ちに供給される。気流乾燥機６６は、二酸化炭素が含浸されたたばこ原料Ａを急速に加熱して乾燥する。このような乾燥処理は、たばこ原料Ａ内の二酸化炭素を急速に気化させるので、気化した二酸化炭素はたばこ原料Ａから急速に追い出され、たばこ原料Ａを膨化させる。

このようにして得られた膨化たばこ原料Ａは添加処理機６８に供給され、この添加処理機６８にて、膨化たばこ原料Ａに第１及び第２フレーバ要素、又は、フレーバが添加される。

膨化たばこ原料Ａに第１及び第２フレーバ要素が共に添加されれば、膨化たばこ原料Ａはそのたばこ原料本来の風味や味覚を回復することができる。それ故、膨化たばこ原料Ａがシガレットの製造に使用されたとき、製造されたシガレットの喫煙時、喫煙者はたばこ原料本体の風味や味覚を楽しむことができ、シガレットの品質は大幅に向上する。

なお、抽出容器２からたばこ原料Ａが取り出されるとき、抽出容器２内の圧力が急減に減少されれば、二酸化炭素の液化及び／又は固化を招くことから、たばこ原料Ａがドライアイスで固結してしまう場合ある。このようなたばこ原料Ａの固結を防止するため、抽出容器２内の液化二酸化炭素は前述したドレン弁６を通じて徐々に排出され、これにより、抽出容器２内の減圧は緩やかに実施される。

また、抽出に使用された浄化層４の活性炭は、無酸素の雰囲気中、１８０℃以上の温度にて加熱されることで再生されるか、又は、再活性処理により再使用可能となる。
次に、具体的な実施例について説明する。

先ず、抽出容器２内に３６０ｇの粒状の活性炭が充填され、抽出容器２の底に浄化層４が形成された。この後、抽出容器２内に1２００ｇの刻みたばこが充填された。充填された刻みたばこは米国産のバーレー種であって、１９％DBの水分量を有していた。一方、吸収容器３８内には１３００ｇの純水が収容された。

上述の状態で、供給ポンプ１０が駆動され、抽出容器２内に超臨界状態の二酸化炭素が５０kg/hrの供給量にて供給され、第１段の抽出工程が５分実施された。この際、抽出容器２の圧力及び温度はそれぞれ２５MPa、５０℃であり、分離容器１４の圧力及び温度はそれぞれ５MPa、３０℃であった。

第１段の抽出工程の完了後、循環ポンプ４０が駆動され、第２段の抽出工程が実施された。この第２段の抽出工程は、超臨界状態の二酸化炭素が４４０kg/hrの流量にて２時間に亘り前述した循環経路を循環した。

この後、抽出容器２から取り出されたたばこ刻は４％DBの二酸化炭素を含浸していた。
含浸済みのたばこ刻は気流乾燥により加熱乾燥されて、膨化された。ここでの気流乾燥の条件、即ち、乾燥気流の加熱温度、流速及び蒸気割合はそれぞれ、３５５℃、８．５m/s、８２vol%であった。この結果、得られた膨化たばこ刻は、２．５％DBの水分量を有していた。

この後、膨化たばこ刻は調湿処理され、ここでの調湿処理は、その内部の温度及び相対湿度がそれぞれ２２℃及び６０％に維持しれた室内に膨化刻みたばこを３日間に亘り保存することで実施された。

この後、調湿された膨化刻みたばこは、膨嵩性測定器（独国Borgwaldt社製のDD-60A型）を使用することにより、膨化たばこ刻の膨嵩性が測定された。ここでの測定結果は１１．７２cc/gであった。一方、前述した膨化処理を受けていない刻みたばこもまた同一の測定器で測定され、この測定結果は、５．２２cc/gであった。このことは、膨化刻みたばこが膨化未処理の刻みたばこに比べて、２倍以上の嵩容量を有し、シガレットに対して優れた充填効率を発揮することを示す。

一方、吸収容器３８内の吸収水は全量取り出され、吸収水の一部（１８０ｇ）に平板型の紫外線処理器を使用して紫外線が３時間照射された。ここで使用された紫外線照射器は、吸収水を蓄える水槽を含み、この水槽はその側壁を形成する２枚の石英ガラス板を有し、これらガラス板の板厚、幅及び長さはそれぞれ、５mm、２００ｍｍ、３００mmであった。そして、水槽内に１８０ｇの吸収水が入れられたとき、水槽内における吸収水の高さは約６５mmであった。

更に、紫外線照射器は水槽の両側に互いに対向し且つ水平に配置された２本の紫外線光源（電通産業社製FL287-BL-NHF-GLC,8W管）を含み、これら光源は波長帯域３５０〜４００nm（中心波長３６５nm）の紫外線を水槽内の吸収水にガラス板を通じて照射することができる。

上述した紫外線処理器による吸収水の処理後、水槽内の吸収水を通過する紫外線の強度が紫外線強度計（米国ＵＶＰ社製UVX-365）を使用して測定され、ここでの測定結果は０．３８mW/cm²であった。なお、空の水槽に対し、紫外線の強度が同様に測定されたとき、この測定結果は１．１mW/cm²であった。

この後、紫外線照射を受けた後の吸収水のうちの１２０ｇの吸収水が濃縮機としての真空凍結乾燥機にて濃縮され、そして、この濃縮物に水を加えることで１．３ｇの第２フレーバ要素が生成された。

一方、分離容器１４内のたばこ成分の脂溶性部分にエタノール１０ｇが加えられて第１フレーバ要素が生成され、この第１フレーバ要素はその全量が分離容器１４から取り出された。

この後、１２０．２ｇの膨化刻みたばこに、１．３ｇの第２フレーバ要素が噴霧より添加され、これに引き続いて２．２ｇの第１フレーバ要素が噴霧により添加された。膨化刻みたばこに対する第１及び第２フレーバ要素の添加量の比率は、抽出処理を受けるたばこ原料の重量、分離容器１４に回収されたたばこ成分の脂溶性部分の抽出量及び吸収容器３８内の純水中に吸収されたたばこ成分の水溶性部分の量に基づいて決定された。なお、水溶性部分の量は、第１段の抽出工程の完了後、吸収容器３８内の吸収水の重量と吸収容器３８に供給された純水の重量との差から求めることができる。

この後、第１及び第２フレーバ要素が添加された膨化刻みたばこは、その内部の温度及び相対湿度がそれぞれ２２℃、６０％に保持された室内に２日間に亘って保存され、膨化刻みたばこの調湿が実施された。この後、本発明の膨化刻みたばこはシガレット製造機によりシガレットの形態に製造された。

一方、特公昭56-50830号公報に記載の方法に準じて、比較対象となるシガレットが製造された。ここでは、含浸容器内にて、米国産バーレー種の刻みたばこ（水分２５．２％DB
）が圧力５MPaの液体二酸化炭素中に１分間浸漬された。この後、含浸容器内の圧力が５MPaに維持された状態で、含浸容器から液体二酸化炭素が排出された。更に、含浸容器内の圧力が同一の圧力に維持された状態で、含浸済みの刻みたばこは含浸容器内に２分間保持され、これにより、含浸済みの刻みたばこから余剰の液体二酸化炭素を重力作用により排出させた。この後、含浸容器内の圧力は大気圧まで減少され、そして、含浸容器から含浸済みの刻みたばこ刻が取り出された。

この後、含浸済みの刻みたばこは、前述した実施例の場合と同様な気流乾燥条件にて膨化処理され、膨化刻みたばこが生成された。このような膨化刻みたばこの水分量は２．４％DBであった。更に、膨化刻みたばこは前述した実施例の場合と同様な条件にて調湿処理を受け、同一の膨嵩性測定器により、その膨嵩性が測定された。ここでの測定結果は１１．６６cc/gであり、実施例での膨嵩性１１．７２cc/gと近似している。

この後、膨化刻みたばこはシガレット製造機により、比較対象のシガレットに成形された。一方、参考例のシガレットもまた製造され、参考例のシガレットは、その膨化刻みたばこに第１及び第２フレーバ要素が添加されていない点を除き、実施例のシガレットと同様である。

以下の表１は、比較対象のシガレットを基準として、実施例及び参考例のシガレットの品質に関して評価試験を行った結果を示す。

評価試験は専門の官能評価員５名により実施された。評価員は比較対象のシガレットを基準として、実施例及び参考例のシガレットの品質、即ち、吸い易さ、吸い応え及び悪癖の低減度のそれぞれを±３点法により採点し、表１は５名の評価員による採点結果の平均値を表す。

±３点法において、評価員は比較対象のシガレットとの比較において、実施例及び参考例のシガレットに差が無いと判定した場合には０点、やや差があると判定した場合には１点、明らかに差があると判定した場合には２点、極めて差があると判定した場合には３点とし、そして、採点の正負を比較対象のシガレットよりも改善されている場合を（＋）、逆に、比較対象のシガレットよりも悪い場合を（−）として採点した。

表１から明らかなように、実施例のシガレットは「吸い易さ」、「吸い応え（主流煙の量感）」及び「悪弊の低減度」の全ての評価項目に関し、参考シガレットに比べて著しく改善されている。

以下の表２は、実施例のシガレットに使用された膨化刻みたばこの適性を評価した結果を示す。ここで、膨化刻みたばこの適性とは、膨化刻みたばこが他の刻みたばこ材料と混合されてシガレットの製造に使用されたとき、膨化刻みたばこが製造されたシガレットの風味や味覚に悪影響を及ぼすことなく、膨化刻みたばこ刻の配合率を増加させ得る限界を表す。

表２中、ベース刻は、その中肋(midrib)を除いたたばこ葉を裁刻して得られた刻みたばこ材料、中肋刻は中肋を裁刻して得られた刻みたばこ材料、シート刻は再生シートたばこを裁刻して得られた刻みたばこ材料を示す。

表２中の判定は、５名の専門の官能評価員が合議により評価した結果を４段階（◎、○、△、×）にて示す。◎〜×の意味は以下の通りである。
◎：シガレットの風味及び味覚は優れている。
○：シガレットの風味及び味覚は十分に高い。
△：シガレットの風味及び味覚に支障なし。
×：シガレットの風味及び味覚に劣る。

表２から明らかなように、膨化たばこ刻の配合率が５０％まで高められても、シガレットの風味及び味覚は十分に高く、膨化刻みたばこは優れた適性を示す。

また、表２に示されているように中肋刻及びシート刻の配合率は一定である。それ故、これら中肋刻及びシート刻の配合率が更に低下されれば、膨化刻みたばこ刻の配合率を更に増加させることも可能となる。

一方、前述した特許文献１の実施例２の方法により得られた膨化刻みたばこを使用してシガレットが製造され、このシガレットを比較対象のシガレットとして実施例のシガレットが表１での場合と同様に評価された。ここでの評価結果は以下の表３に示されている。

表３から明らかなように実施例の膨化刻みたばこは、特許文献１の実施例２から得られる膨化刻みたばこ刻と比較しても、風味や味覚に優れるばかりでなく、吸い易さや吸い応えの他の品質についしも改善されている。

本発明は上述の実施態様に制約されず、種々の変形が可能である。
例えば、図１中に２点鎖線で示されるように分岐経路３２に浄化容器７０を浄化層４の代わりに介挿することもできる。この浄化容器７０は吸収容器３８の下流に位置付けられ、その内部に粒状の活性炭が充填されている。また、方向切換弁３４，３６のそれぞれは、一対の開閉弁に置き換え可能である。

Claims (10)

1. 膨化たばこ原料に添加されるべきフレーバを製造する装置であって、
   たばこ原料を収容するための抽出容器と、
   前記抽出容器内に超臨界状態の二酸化炭素を供給して前記二酸化炭素に前記たばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解したたばこ成分中から脂溶性部分を回収する第１回収経路と、
   前記第１回収経路から分岐され、前記抽出容器の下流及び上流にて前記第１回収経路にそれぞれ接続された分岐経路と、
   前記分岐経路に設けられ、内部に純水が蓄えられた吸収容器と、
   前記第１回収経路及び前記分岐経路から前記抽出容器及び前記吸収容器を含み且つ閉じた循環経路を選択的に形成するための切換手段と、
   前記循環経路内にて超臨界状態の二酸化炭素を循環させて、前記二酸化炭素に溶解した前記たばこ成分中の水溶性部分を前記吸収容器内の前記純水に吸収させる循環手段と、
   前記たばこ成分の前記水溶性部分が吸収された純水を吸収水として前記吸収容器から回収する第２回収経路と、
   少なくとも前記二酸化炭素が前記循環経路を循環している間、前記二酸化炭素の流れ方向でみて前記吸収容器から前記抽出容器内の前記たばこ原料の間にて前記二酸化炭素を浄化する浄化手段と
   を具備した装置。
2. 前記浄化手段は、前記抽出容器内にて前記たばこ原料の上流に位置して収容された活性炭層を含む、請求項１の装置。
3. 前記第２回収経路は、前記吸収水に紫外線を照射させる紫外線照射手段を含む、請求項１の装置。
4. 前記第２回収経路は、前記吸収水にオゾンを接触させるオゾン供給手段を含む、請求項１の装置。
5. 前記第２回収経路は、前記吸収中の水溶性部分を濃縮する濃縮手段を含む、請求項１の装置。
6. 膨化たばこ原料に添加されるべきフレーバを製造する方法であって、
   抽出容器内のたばこ原料に超臨界状態の二酸化炭素を接触させて前記二酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解されたたばこ成分から脂溶性部分を回収する第１回収工程と、
   この後、前記抽出容器と純水を蓄えた吸収容器と間にて、前記抽出容器の温度を前記吸収容器の温度よりも高く維持しつつ前記二酸化炭素を等圧で循環させ、前記吸収容器内の前記純水に対して、前記二酸化炭素に溶解した前記たばこ成分中の水溶性部分を吸収させる循環工程であって、前記二酸化炭素が前記吸収容器から前記抽出容器の前記たばこ原料に向かう過程にて、前記二酸化炭素を浄化させる浄化プロセスを含む、循環工程と、
   前記吸収容器から前記水溶性部分を吸収した前記純水を吸収水として回収する第２回収工程と
   を具備した製造方法。
7. 前記浄化プロセスは活性炭を使用する、請求項６の製造方法。
8. 前記第２回収工程は、前記吸収水に紫外線を照射させるプロセスを含む、請求項６の製造方法。
9. 前記第２回収工程は、前記吸収水にオゾンを接触させるプロセスを含む、請求項６の製造方法。
10. 前記第２回収工程は、前記吸収水中の水溶性部分を濃縮するプロセスを含む、請求項６の製造方法。