KR100369942B1 - 담배처리방법 - Google Patents

Abstract

7 kPa 이하의 감압을 가하고, 70 내지 90℃의 온도에서 담배의 셀 구조를 이소펜탄 증기로 함침시키고 최소 400 kPa의 압력에서 30분 이상 담배와 증기를 접촉시키며, 단열적으로 압력 변화를 일으켜 과다 증기를 진공화시키며, 함침된 담배를 증기로 처리하여 담배 셀 구조를 팽창시킨 다음, 팽창된 담배를 진공 재배열시키는 단계를 포함하는 방법으로 담배를 처리하여 팽창시킨다. 본 방법에 의해 달성된 팽창 정도는 종래의 팽창 방법을 사용하여 달성된 것과 유사하거나 이보다 클 수 있다.

Description

담배 처리 방법

수확 후, 담배잎은 건조 공정을 겪게 된다. 건조 공정동안 수분의 손실로 인해, 잎은 다양한 수축을 받게 된다. 시가 또는 궐련 제조용으로 의도된 건조된 담배를 취급하는 담배 산업계에는 충진 용량을 증가시켜 수축을 회복시키는 종래의 실습법이 존재한다. 일반적으로, 이러한 방법으로 담배를 처리함으로써 건조된 담배잎의 셀 구조가 건조되기 전에 잎에서 발견되는 것과 유사한 상태로 팽창되는 것으로 생각된다.

본 발명은 담배를 처리하는 방법에 관한 것이다. 좀더 특히, 본 발명은 충진 용량을 증가시키기 위해 담배를 팽창시키는 방법에 관한 것이다.

다수의 공정은 담배의 충진 용량을 증가시키기 위한 것이다. 이들은 건조후에 생성물의 회복을 달성하기 위해 산업계내에서 널리 사용된다. 본 발명은 종래에 사용된 팽창 방법에 의해 달성된 것과 유사하고 때로는 이보다 나은 충진기 팽창 수준 및 따라서 회복이 주의 깊게 통제된 공정에서 이소펜탄을 증기상의 팽창 매질로 사용함으로써 달성될 수 있다는 발견에 기초한다.

따라서, 본 발명은 하기의 일련 단계를 포함하는 담배 처리 방법을 제공한다:

(1) 챔버에서 담배에 70 mbar(7 kPa) 이하의 감압을 가하고,

(2) 70 내지 90℃ 범위의 온도에서 담배의 셀 구조를 이소펜탄 증기로 함침시키고 최소 4 bar(400 kPa)의 압력에서 30분 이하 담배를 이소펜탄 증기와 접촉시킨 상태로 유지시켜 담배 구조의 함침을 야기시키며,

(3) 압력 변화가 단열적으로 일어나는 챔버를 배기시켜 함침된 담배로부터 과다 이소펜탄 증기를 제거하며,

(4) 함침된 담배를 증기와 접촉시켜 담배를 팽창시킨 다음,

(5) 팽창된 담배를 진공 재배열시킨다.

본 발명의 방법애 따라 처리된 담배는 전형적으로는 전체 건조된 잎의 트레싱, 플레일링 또는 슬라이싱에 의해 수득된 건조된 담배 잎의 조각 형태로 존재할 것이다. 담배는 전체 잎으로부터 절단된 스트립 또는 파편화된 잎의 형태로도 존재할 수 있다. 처리하고자 하는 담배는 가공실의 바스켓에 배열될 것이다.

본 발명에 따라 건조된 담배는 70 mbar(7 kPa) 이하의 감압을 받게 된다. 이러한 처리법에 의해, 가공실의 공기와 이소펜탄 증기에 의해 셀 구조의 후속 함침을 방해하게 될 담배잎 조가사이의 포켓 또는 셀 구조내에 보유된 공기를 제거한다. 70 mbar 이상의 감압을 사용하면 담배내에 흡장된 공기를 충분히 제거하지 못하고, 이로 인해, 이소펜탄 증기에 의해 담배 셀 구조의 후속 함침을 손상시킨다. 바람직하게는, 챔버내의 압력을 가능한한 70 mbar(7 kPa) 이하로 감소시키며 물론, 이에 관해서는 사용된 배기 및 회복 시스템의 성능에 의해 지시된다. 본 발명자는40 내지 70 mbar (4 내지 7 kPa)범위의 압력이 본 방법을 일관되게 실행될 수 있도록 해주고 좋은 결과를 제공해 줌을 발견했다.

그리고 나서 이소펜탄 증기를 가공실로 펌핑시킨다. 본 발명에서는 액체 이소펜탄이 가공실로 유입되지 못하도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 가공실의 외측에 저장된 액체 이소펜탄이 가공실로 유입되어 담배와 접촉하기 전에 이를 완전히 기화시켜야 한다. 이소펜탄은 휘발성과 발화성이 높은 용매이기 때문에, 공정 및 회복 시스템의 공학적인 디자인은 조심스레 기획되어야 한다. 챔버로 유입되는 이소펜탄 증기의 온도는 70 내지 90℃ 범위일 것이다. 90℃ 이상의 온도를 가진 이소펜탄 증기는 후속 증기 팽창 처리를 손상시켜 담배의 충분한 팽창이 달성될 수 없도록 하기 때문에 본 발명에서는 사용되지 말아야 한다. 또한, 70℃ 이하의 온도에서 이소펜탄 증기를 생성하게끔 열 교환기를 세팅하면 액체 이소펜탄이 가공실을 통해 그 안으로 유입될 위험이 있다. 이러한 온도에서의 이소펜탄 증기는 챔버로 유입될 때, 챔버의 내용물에 의해 응축될 정도로 냉각될 수 있다. 액체 이소펜탄의 가공실로의 허용 효과는 본 공정을 파괴한다. 첫째, 챔버에 존재하는 임의의 액체 이소펜탄은 이들이 기화함에 따라 시스템 외부의 에너지를 취하게 된다. 둘째, 과다 이소펜탄 회복 과정의 에너지 요구도가 증가할 것이다.

담배잎 셀을 함침시키는 이소펜탄의 양은 가공실에서 생긴 이소펜탄의 증기압에 의해 조절된다. 내부 압력이 최소 4000 mbar(400 kPa), 바람직하게는 4000 내지 4500 mbar(400 내지 450 kPa) 범위에 도달할 때까지 이소펜탄 증기를 챔버로 주입시킨다. 이러한 압력값에 도달할 경우, 후에 챔버를 봉쇄하면 이소펜탄 증기의온도가 계속 증가함에 따라 내부 압력도 계속 증가(전형적으로는 약 5000 mbar (500 kPa)까지)할 것이다. 최소 4000 mbar(400 kPa)의 압력에서 30분 이하 담배와 이소펜탄 증기와의 접촉을 유지시켜 이소펜탄에 의한 담배잎 셀의 완전한 침투가 행해지도록 한다. 본 발명자는 약 30분간 고압을 유지시키면 담배의 최적 팽창이 이루어짐을 발견했다. 함침기 동안, 셀 구조내에 나타나는 이소펜탄이 압력하에 액상으로 압착되는 것으로 추정된다.

이러한 시간이 경과하자마자, 챔버내의 압력을 바람직하게는 대략 대기압으로 가능한 빨리 감소히켜 모든 과다 이소펜탄 증기를 챔버로부터 제거한다. 따라서, 압력 변화는 단열적이다. 압력의 단열 변화를 보장함으로써, 파국과 같은 셀구조의 파괴 및 손상이 피해진다. 본 발명자는 이러한 압력 감소가 15 내지 20분이하, 전형적으로는 약 15분 정도로 달성될 수 있음을 발견했다.

챔버의 배기에 이어, 담배를 증기와 접촉시킴으로써 함침된 담배의 온도를 빠르게 증가시킨다. 온도의 증가로 인해, 담배잎 셀 내에 결합된 이소펜탄 액체는 부피의 증가를 겪게되고 담배의 셀 구조를 팽창시키면서 방출된다. 전자 현미경은 이러한 처리로 인해 셀벽이 팽창됨을 보여준다. 또한, 잎의 표면은 거칠어 지는 것으로 보인다. 전형적으로는, 챔버로 증기를 도입시켜 압력을 1000 mbar(100 kPa) 내지 1400 mbar(140 kPa) 및 바람직하게는 1000 내지 1200 mbar (100 kPa 내지 120 kPa) 범위의 값으로 증가시킨다. 챔버 내부에 담배 팽창에 유해한 효과를 지닌 난류가 생기지 않도록 증기의 첨가에 주의를 기울여야 한다. 바람직하게는 배기 및 회복 시스템에 의해 챔버로부터 배출된 증기가 90 내지 95℃, 특히 약 94℃의 온도로 상승하였을 때 팽창 단계가 완전한 것으로 간주된다. 이 시점에서 증기의 도입을 중단한다. 증기 도입의 시작부터 이러한 배출 온도의 달성까지의 시간은 바람직하게는 4분 이하, 가능하다면 2분 이하여야 한다.

팽창 단계의 완료에 이은 즉시, 팽창된 담배는 최종 원하는 팽창 및 수분 함량을 달성하기 위해 증기화에 의한 재배열을 겪게 된다. 전형적으로, 담배의 최종 수분 함량은 가능한 공정 이전의 수준에 가까울 것이다. 일반적으로, 재배열은 팽창 단계 완료 후 뒤이어 180 내지 220 mbar(18 내지 22 kPa) 범위의 압력으로의 가공실의 배기에 의해 달성될 수 있다. 그 후, 압력을 등온적으로 대기압으로 되돌리고 팽창된 담배를 가공실로부터 제거한다.

필요하다면, 이렇게-처리된 담배를 일반적인 방법으로 혼합한 다음, 필요에 따라 시가 또는 궐련 생산 장소로 운반한다.

하기 실시예에서 기술한 바와 같이 건조되고 트레싱된 시가 담배 제품의 충진가를 측정하기 위해, 필수적으로 직경 63 mm의 피스톤이 활주하는 직경 64 mm의 실린더로 이루어진 충진가 장치를 사용한다. 피스톤은 측면에 눈금 표시를 한 시일을 지니고 있다. 피스톤에 압력을 적용하고 주어진 담배 중량, 14.18g의 밀리리터 부피를 측정한다. 실험은 본 장치가 우수한 재현성과 함께 주어진 양의 트레싱된 시가 담배의 충진가를 정확하게 측정함을 보여주고 있다. 모든 실시예에서 피스톤에 의해 적용된 담배상의 압력은 10분 동안 적용된 12. 8 kPa이고 이 시점에서 충진가 판독치를 취한다. 담배의 수분 함량은 이러한 방법으로 측정된 충진가에 영향을 미치기 때문에, 유사한 수분 함량에서 비교 충진가가 수득된다.

실시예 1

앞서 지시한 과정에 의해 측정된 14 내지 14.5%의 수분을 함유하고 5. 08 cc/g의 충진가를 가진 150 ㎏의 건조된 트레싱된 시가 담배를 바스켓에 배열하고 본 발명의 방법에 따라 처리한다. 담배를 64 mbar (6.4 kPa)의 감압에 놓은 다음 70℃ 내지 90℃ 범위의 이소펜탄 증기를 가공실로 펌핑시켜 압력을 4300 mbar (430 kPa)로 증가시킨다. 압력이 4964 mbr로 증가된 시점의 마지막에, 담배와 이소펜탄과의 접촉을 30분간 유지시킨다. 약 6분에 걸쳐 압력을 1100 mbar (110 kPa)로 단열적으로 감소시켜 모든 과다 이소펜탄 증기를 챔버로부터 제거한다. 이러한 배기에 이어, 배기에 이해 챔버로부터 배출된 증기 및 회복 시스템이 104℃로 상승될 때까지 증기를 가공실로 주입한다. 결국 200 mbar (20 kPa)의 압력으로 챔버를 추가로 배기시켜 기화에 의한 재배열을 유도한 다음 대기압으로 복귀시키고 가공실로부터 팽창된 담배를 제거한다. 담배의 최종 충진가는 8. 14 cc/g이고 수분함량은 14 내지 14.5%이다.

담배의 추가 사이클에 실시예 1의 과정을 반복 수행하고 이 결과는 표 1에서 나타내고 있다. 실시예 2, 3 및 4에 대한 공정 파라미터는 달리 정해진 경우를 제외하고는 실시예 1과 동일하다. 실시예 1 내지 4에 따른 처리의 전 기간동안 가공실내에 적용된 압력값은 도 1 내지 4에서 그래프 형태로 각각 도시하고 있다.

[표 1]

Claims (6)

1. (1) 챔버에서 담배를 70 mbar(7 kPa) 이하의 감압에 두고,

   (2) 70 내지 90℃ 범위의 온도에서 담배의 셀 구조를 이소펜탄 증기로 함침시키고 최소 4 bar(400 kPa)의 압력에서 30분 이하 담배와 이소펜탄 증기와의 접촉을 유지시켜 담배의 함침을 야기시키며,

   (3) 챔버를 배기시킴으로써 함침된 담배로부터 과량의 이소펜탄 증기를 제거하며(여기에서, 압력 변화는 단열적으로 일어남),

   (4) 함침된 담배를 증기와 접촉시켜 담배를 팽창시킨 다음,

   (5) 팽창된 담배에 재배열 공정을 가하는 일련의 단계를 포함하는 담배 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, (1) 단계에서 담배를 40 배지 70 mbar(4 내지 7 kPa) 범위의 감압에 투입하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서, (2) 단계에서 담배를 4000 내지 4500 mbar(400 내지 450 kPa) 범위의 압력에서 약 30 분간 이소펜탄 증기와 접촉시킨 상태로 유지시키는 방법.
4. 제 1 창 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, (4) 단계에서 증기를 챔버로도입시켜 압력을 1000 내지 1400 mbar(100 내지 140 kPa)로 증가시키는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 챔버를 떠나도록 허용된 배출 증기의 온도가 90 내지 95℃, 특히 약 94℃에 도달한 경우에 챔버로의 증기 도입을 중단하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 재배열 공정이 180 내지 220 mbar(18 내지 22 kPa) 범위의 감압에서 팽창된 담배를 진공 건조시키는 것을 포함하는 방법.