KR102269574B1 - Slurry production method and apparatus for homogenized tobacco material - Google Patents
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Abstract
균질화 담배 물질용 슬러리 제조 방법 및 장치는, 하나 이상의 담배 유형들의 담배를 선택하고, 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 1 온도 범위로 유지되는 분쇄기에서 담배를 거친 분쇄하고, 거친 분쇄된 담배를 배합하고, 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 2 온도 범위로 유지되는 미세 분쇄 스테이션에서 배합된 담배를 미세 분쇄한다.A method and apparatus for producing a slurry for homogenized tobacco material, selecting one or more types of tobacco, coarsely grinding the tobacco in a grinder in which the temperature of an interior space is maintained in a first temperature range by means of a cooling means supplied, and coarsely ground The tobacco is blended and the blended tobacco is finely ground in a fine grinding station where the temperature of the inner space is maintained in the second temperature range by the supplied cooling means.
Description
균질화 담배 물질용 슬러리 제조 방법 및 장치에 관한다.A method and apparatus for preparing a slurry for homogenized tobacco material.
최근, 담배 제품의 제조에는, 담배 잎 이외에도, 균질화 담배 물질이 사용된다. 이 균질화 담배 물질은 통상적으로 담배 줄기 또는 담배 가루 등과 같이 절단 필러의 제조에 덜 적합한 담배 식물의 부분으로 제조된다. 통상적으로, 담배 가루는 제조 중에 담배 잎을 취급하는 동안 부산물로서 생성된다.In recent years, in the manufacture of tobacco products, in addition to tobacco leaves, homogenized tobacco material is used. This homogenized tobacco material is usually made from tobacco stems or parts of tobacco plants that are less suitable for the manufacture of cut fillers, such as tobacco powder. Typically, tobacco powder is produced as a by-product during the handling of tobacco leaves during manufacture.
일반적인 균질화 담배 물질의 형태는 재생 담배 시트(reconstituted tobacco sheet) 및 캐스트 리프(cast leaf)이다. 균질화 담배 물질 시트를 형성하는 공정은 담배 가루와 결합제를 혼합하여 슬러리를 형성하고, 슬러리를 사용하여 담배 웹을 생성하며, 움직이는 금속 벨트 상으로 점성 슬러리를 주조하여 캐스트 리프를 제조한다. 대안적으로는, 점도가 낮고 수분 함량이 높은 슬러리를 사용하여 제지 공정과 유사한 공정에서 재구성한 담배를 생산할 수 있다. 균질화 담배 웹은 궐련 및 기타 흡연 물품에 적합한 담배 절단 필러를 제조하기 위해 전체 잎담배와 유사한 방식으로 절단될 수 있다. 통상적인 궐련에 사용하기 위한 균질화 담배의 기능은 충전력, 내인발성, 담배 막대의 견고함 및 연소 특성과 같은 담배의 물성에 실질적으로 제한된다.Common forms of homogenised tobacco material are reconstituted tobacco sheet and cast leaf. The process of forming a sheet of homogenized tobacco material mixes tobacco powder and a binder to form a slurry, uses the slurry to form a tobacco web, and casts the viscous slurry onto a moving metal belt to produce a cast leaf. Alternatively, a low viscosity, high moisture slurry can be used to produce reconstituted tobacco in a process similar to the papermaking process. Homogenized tobacco webs can be cut in a manner similar to whole leaf tobacco to make tobacco cutting fillers suitable for cigarettes and other smoking articles. The function of homogenized tobacco for use in conventional cigarettes is substantially limited in the properties of the tobacco, such as filling power, draw resistance, firmness of tobacco rods and burning properties.
한편, 재생 담배 시트를 위해 담배 잎을 사용하기 위해서는 분쇄(또는 글라인딩) 공정을 거쳐 일정한 크기의 입도를 만드는 것이 바람직하나, 분쇄기(또는 글라인더) 내부의 온도를 관리하지 않을 경우에는 분쇄기 내부의 높은 온도에 의한 담배 잎 성분의 변화가 초래될 수 있다는 문제가 있다.On the other hand, in order to use tobacco leaves for the regenerated tobacco sheet, it is preferable to make a particle size of a certain size through a grinding (or grinding) process, but if the temperature inside the grinder (or grinder) is not controlled, the grinder There is a problem that changes in tobacco leaf components may be caused by high internal temperature.
다양한 실시예들은 균질화 담배 물질용 슬러리 제조 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 본 개시가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.Various embodiments are directed to providing a method and apparatus for making a slurry for homogenized tobacco material. The technical problems to be achieved by the present disclosure are not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may be inferred from the following embodiments.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 일 측면에 따르면, 균질화 담배 물질용 슬러리 제조 방법은, 하나 이상의 담배 유형들의 담배를 선택하는 단계; 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 1 온도 범위로 유지되는 분쇄기에서, 상기 선택된 담배 유형들의 담배를 거친 분쇄하는 단계; 상기 거친 분쇄된 담배를 배합하는 단계; 및 상기 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 2 온도 범위로 유지되는 미세 분쇄 스테이션에서, 상기 배합된 담배를 미세 분쇄하는 단계를 포함한다.According to one aspect for solving the above-described technical problem, the method for preparing a slurry for homogenized tobacco material includes the steps of selecting one or more tobacco types of tobacco; rough grinding of cigarettes of the selected tobacco types in a grinder in which the temperature of the internal space is maintained in a first temperature range by the supplied cooling means; blending the coarsely ground tobacco; and finely grinding the blended tobacco in a fine grinding station in which the temperature of the inner space is maintained in the second temperature range by the supplied cooling means.
또한, 상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위 중 적어도 하나는, 100℃ 이하의 온도 범위이다.In addition, at least one of the first temperature range and the second temperature range is a temperature range of 100° C. or less.
또한, 상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위는 서로 동일하거나 또는 서로 다른 온도 범위들이다.In addition, the first temperature range and the second temperature range are the same or different from each other.
또한, 상기 냉각 수단은 질소 가스, 산소 가스, 수소 가스, 공기, 비활성 가스, 천연가스, 액체 질소, 액체 헬륨, 액체 산소, 액체 수소, 액화 공기 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the cooling means includes at least one of nitrogen gas, oxygen gas, hydrogen gas, air, inert gas, natural gas, liquid nitrogen, liquid helium, liquid oxygen, liquid hydrogen, and liquefied air.
또한, 상기 분쇄기 및 상기 미세 분쇄 스테이션의 온도를 모니터링하는 단계; 및 상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위를 유지시키기 위하여 상기 모니터링 결과에 따라 제어된 공급량으로 상기 냉각 수단을 공급하는 단계를 더 포함한다.In addition, monitoring the temperature of the grinder and the fine grinding station; and supplying the cooling means at a controlled supply amount according to the monitoring result to maintain the first temperature range and the second temperature range.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 측면에 따르면, 균질화 담배 물질용 슬러리 제조 장치는, 선택된 하나 이상의 담배 유형들의 담배를 수용하는 담배 수용 스테이션; 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 1 온도 범위로 유지되면서, 상기 선택된 담배 유형들의 담배를 거친 분쇄하는 분쇄기; 상기 거친 분쇄된 담배를 배합하는 배합기; 및 상기 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 2 온도 범위로 유지되면서, 상기 배합된 담배를 미세 분쇄하는 미세 분쇄 스테이션을 포함한다.According to another aspect for solving the above technical problem, the apparatus for producing a slurry for homogenized tobacco material includes: a tobacco receiving station for receiving tobacco of one or more types of tobacco selected; a grinder for coarsely pulverizing tobacco of the selected tobacco types while maintaining the temperature of the inner space in a first temperature range by the supplied cooling means; a blender for blending the coarsely ground tobacco; and a fine grinding station for finely grinding the blended tobacco while the temperature of the inner space is maintained in the second temperature range by the supplied cooling means.
또한, 상기 분쇄기 및 상기 미쇄 분쇄 스테이션 중 적어도 하나는 분쇄를 위한 내부 공간과 가장 외측의 분쇄기 자켓 사이의 틈 영역에 상기 냉각 수단이 공급된다.Further, at least one of the pulverizer and the pulverization station is supplied with the cooling means in a gap region between the inner space for pulverization and the outermost pulverizer jacket.
상기된 바에 따르면, 균질화 담배 물질을 제조하기 위한 담배 잎 분쇄 공정에서 분쇄기에서 발생하는 마찰열을 분쇄기 자켓에 질소를 공급하여 일정 온도 이하로 관리함으로써 담배 잎 초기의 내용성분을 최종 단계까지 유지시켜 원하는 담배 잎 내용성분과 입도 사이즈를 얻을 수 있다.According to the above, the frictional heat generated in the crusher in the tobacco leaf crushing process for producing a homogenized tobacco material is controlled below a certain temperature by supplying nitrogen to the crusher jacket, thereby maintaining the contents of the initial tobacco leaf to the final stage. The leaf content and particle size can be obtained.
도 1은 균질화 담배 물질용 슬러리를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 도 1의 방법의 변형예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 균질화 담배 물질 제조 방법의 블록도이다.
도 4는 도 1, 도 2 또는 도 3의 방법의 단계들 중 하나의 확대도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 도 1 및 도 2의 방법을 수행하기 위한 슬러리 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 분쇄기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 3의 방법을 수행하기 위한 장치이다.1 is a flowchart illustrating a method for preparing a slurry for homogenized tobacco material.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a modified example of the method of FIG. 1 .
3 is a block diagram of a method for producing a homogenized tobacco material;
4 is an enlarged view of one of the steps of the method of FIG. 1 , 2 or 3 ;
5 is a view for explaining a slurry manufacturing apparatus for performing the method of FIGS. 1 and 2 according to an embodiment.
6 is a view for explaining the structure of a grinder according to an embodiment.
7 is an apparatus for performing the method of FIG. 3 .
이하 첨부된 도면을 참조하면서 오로지 예시를 위한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명은 실시예들을 구체화하기 위한 것일 뿐 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 상세한 설명 및 실시예로부터 당해 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It goes without saying that the following description is only for specifying the embodiments and does not limit or limit the scope of the invention. What can be easily inferred by an expert in the art from the detailed description and examples is construed as belonging to the scope of the right.
본 명세서에서 사용되는 '구성된다' 또는 '포함한다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.As used herein, terms such as 'consisting' or 'comprising' should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, and some components or some steps thereof. It should be construed that they may not be included, or may further include additional components or steps.
본 명세서에서 사용되는 다양한 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. Various terms used herein have been selected as widely used general terms as possible while considering functions in the present invention, which may vary according to intentions or precedents of those of ordinary skill in the art, emergence of new technologies, and the like. In addition, in specific cases, there are also terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.
균질화 담배 물질은 담배 물질의 입자들의 응집에 의해 형성된 임의의 담배 물질을 포함하기 위해 사용된다. 균질화 담배 물질의 시트 또는 웹은 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎자루(leaf stem) 중 하나 또는 양쪽 모두를 연마하거나 그렇지 않으면 분쇄하여 얻어진 미립자 담배를 응집시켜서 형성된다. 또한, 균질화 담배 물질은 담배의 처리, 취급 및 배송 중에 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 기타 미립자 담배 부산물 중 하나 이상의 미량을 포함할 수 있다.Homogenized tobacco material is used to include any tobacco material formed by the agglomeration of particles of tobacco material. The sheet or web of homogenized tobacco material is formed by agglomeration of particulate tobacco obtained by grinding or otherwise grinding one or both of tobacco leaf lamina and tobacco leaf stem. In addition, the homogenized tobacco material may include traces of one or more of tobacco powder, tobacco fines, and other particulate tobacco by-products formed during the processing, handling and shipping of tobacco.
균질화 담배 물질은 담배 입자를 응집시키는데 도움이 되도록 하나 이상의 내인성 결합제, 하나 이상의 외인성 결합제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The homogenized tobacco material may include one or more endogenous binders, one or more exogenous binders, or a combination thereof to aid in agglomeration of the tobacco particles.
또한, 균질화 담배 물질은 담배 및 비담배 섬유, 에어로졸 형성제, 습윤제, 가소제, 가향제, 충전제, 수성 및 비수성 용매, 및 이들의 조합을 포함하는 기타 첨가제를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In addition, the homogenized tobacco material may include other additives including, but not limited to, tobacco and non-tobacco fibers, aerosol formers, wetting agents, plasticizers, flavoring agents, fillers, aqueous and non-aqueous solvents, and combinations thereof. .
가열식 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재로서 균질화 담배를 사용하고자 할 경우, 균질화 담배는 건조 중량 기준으로 약 5% 초과의 에어로졸 형성제 함량을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 바람직하게는, 가열 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화 담배는 건조 중량 기준으로 약 5% 내지 약 30% 사이의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다.If homogenised tobacco is to be used as the aerosol-forming substrate of a heated aerosol-generating article, it may be desirable for the homogenised tobacco to have an aerosol former content of greater than about 5% by dry weight. Preferably, homogenised tobacco for use in heated aerosol-generating articles may have an aerosol former content of between about 5% and about 30% by dry weight.
균질화 담배 물질 시트를 형성하기 위한 슬러리는 적절히 배합된 상이한 담배 유형의 담배 잎몸 및 줄기로 형성된다. 여기서, 담배 유형은 다양한 종류의 담배 중 하나를 의미할 수 있다. 예를 들어, 담배 유형은 밝은 담배, 어두운 담배 및 방향족 담배의 3가지 주요 그룹으로 구별될 수 있고, 이 3가지 유형의 구분은 담배 제품에서 추가 처리되기 전에 담배가 거치는 경화 공정에 기초한다.A slurry for forming a sheet of homogenised tobacco material is formed from the leaf blades and stems of different tobacco types suitably blended. Here, the cigarette type may mean one of various types of cigarettes. For example, tobacco types can be distinguished into three main groups: light tobacco, dark tobacco, and aromatic tobacco, and these three types of division are based on the curing process the tobacco undergoes before further processing in the tobacco product.
밝은 담배는 일반적으로 크고 밝은 색의 잎이 달린 담배이다. 밝은 담배는 연도 경화된(flue cured) 담배에 사용된다. 밝은 담배의 예는 중국 Flue-Cured, Flue-Cured 브라질, 버지니아 담배와 같은 미국 Flue-Cured, 인도 Flue-Cured, 탄자니아 Flue-Cured 또는 기타 아프리카 Flue- Cured이다. 밝은 담배는 설탕 대 질소 비율이 높은 특징이 있다. 밝은 담배는 경화 후에 강하고 활기찬 감각과 연관되는 담배 유형이다. 밝은 담배는 잎의 건조 중량을 기준으로 약 2.5% 내지 약 20%의 환원당 함량과 잎의 건조 중량을 기준으로 약 0.12% 미만의 총 암모니아 함량을 가진 담배이다. 여기서, 환원당은 예컨대 포도당 또는 과당을 포함하고, 총 암모니아는 예컨대 암모니아 및 암모니아 염을 포함한다.A light tobacco is usually a tobacco with large, brightly colored leaves. Light tobacco is used for flue cured tobacco. Examples of bright cigarettes are American Flue-Cured, such as Chinese Flue-Cured, Flue-Cured Brazilian, Virginia Cigarette, Indian Flue-Cured, Tanzanian Flue-Cured or other African Flue-Cured. Light cigarettes are characterized by a high sugar-to-nitrogen ratio. A light tobacco is a type of tobacco that is associated with a strong and energetic sensation after curing. A light tobacco is a tobacco having a reducing sugar content of from about 2.5% to about 20% by dry weight of the leaves and a total ammonia content of less than about 0.12% by dry weight of the leaves. Here, reducing sugars include, for example, glucose or fructose, and total ammonia includes, for example, ammonia and ammonia salts.
어두운 담배는 일반적으로 크고 짙은 색의 잎이 달린 담배이다. 어두운 담배는 공기 경화된 담배에 사용된다. 또한, 어두운 담배는 발효될 수 있다. 츄잉, 스너프, 시가 및 파이프 배합물 용으로 주로 사용되는 담배도 이 분류에 포함된다. 어두운 담배는 경화 후에 연기가 많이 나고 어두운 시가 타입의 감각과 연관되는 담배 타입이다. 어두운 담배는 설탕 대 질소 비율이 낮은 특징이 있다. 어두운 담배의 예는 Burley Malawi 또는 다른 African Burley, Dark Cured Brazil Galpao, Sun Cured 또는 Air Cured Indonesia Kasturi이다. 어두운 담배는 잎의 건조 중량을 기준으로 약 5% 미만의 환원당 함량과 잎의 건조 중량을 기준으로 최대 약 0.5%의 총 암모니아 함량을 가진 담배이다.Dark tobacco is usually a tobacco with large, dark-colored leaves. Dark tobacco is used for air cured tobacco. Also, dark tobacco can be fermented. Tobacco used primarily for chewing, snuffing, cigar and pipe formulations also falls into this category. A dark cigarette is a type of cigarette that smokes heavily after curing and is associated with a dark cigar-type sensation. Dark tobacco is characterized by a low sugar to nitrogen ratio. Examples of dark tobacco are Burley Malawi or other African Burley, Dark Cured Brazil Galpao, Sun Cured or Air Cured Indonesia Kasturi. A dark tobacco is a tobacco having a reducing sugar content of less than about 5% by dry weight of the leaves and a total ammonia content of up to about 0.5% by dry weight of the leaves.
방향족 담배는 흔히 작고 밝은 색의 잎이 달린 담배이다. 방향족 담배는 방향족 함량이 높은, 예컨대, 정유의 함량이 높은 기타 담배에 사용된다. 감각적인 관점에서 볼 때, 방향족 담배는 경화 후에 강하고 향기로운 감각과 연관되는 담배 유형이다. 방향족 담배의 예는 Greek Oriental, Oriental Turkey, Semi-oriental Tobacco뿐만 아니라, Perique, Rustica, US Burley 또는 Meriland와 같은 Fire Cured, US Burley이다.Aromatic tobacco is often a tobacco with small, brightly colored leaves. Aromatic tobacco is used in other tobaccos with a high aromatic content, for example, a high content of essential oils. From a sensory point of view, aromatic tobacco is a type of tobacco that is associated with a strong, aromatic sensation after curing. Examples of aromatic cigarettes are Greek Oriental, Oriental Turkey, Semi-oriental Tobacco, as well as Fire Cured, US Burley such as Perique, Rustica, US Burley or Meriland.
배합물은 소위 필러 담배를 포함할 수 있다. 필러 담배는 특정 담배 유형이 아니지만, 배합물에 사용된 다른 담배 유형을 보완하기 위해 주로 사용되며 최종 제품에 특정 특성의 향기 방향을 유도하지 않는 담배 유형을 포함한다. 필러 담배는 다른 담배 유형의 줄기, 주맥 또는 잎자루일 수 있고, 예들 들어 연도 경화된 브라질 하부 잎자루의 연도 경화된 줄기일 수 있다.The formulation may comprise so-called filler tobacco. Filler tobacco is not a specific tobacco type, but includes tobacco types that are primarily used to complement other tobacco types used in formulations and do not induce a specific characteristic aroma aroma in the final product. The filler tobacco may be the stem, stem or petiole of another tobacco type, for example the year-hardened stem of the year-hardened Brazilian lower petiole.
각각의 담배 유형 내에서, 담배 잎은 예컨대 원산지, 식물에서의 위치, 색상, 표면 질감, 크기 및 형상과 관련하여 더 등급이 정해진다. 담배 잎의 여타 특성은 담배 배합물을 형성하기 위해 사용된다. 담배 배합물은 담배 배합물이 응집된 특정 특성을 갖도록 동일하거나 상이한 유형에 속하는 담배들의 혼합물이다. 이 특성은 예컨대 가열되거나 연소될 때의 고유한 맛 또는 특정 에어로졸 조성일 수 있다. 배합물은 서로에 대해 주어진 비율로 특정 담배 유형들과 등급들을 포함한다.Within each tobacco type, tobacco leaves are further graded with respect to, for example, origin, location in the plant, color, surface texture, size and shape. Other properties of tobacco leaves are used to form tobacco formulations. Tobacco blends are mixtures of cigarettes belonging to the same or different types such that the tobacco blend has certain agglomerated properties. This property may be, for example, an intrinsic taste or a specific aerosol composition when heated or burned. The formulation contains specific tobacco types and grades in the proportions given to each other.
동일한 담배 유형 내의 상이한 등급들은 각 배합물 성분의 가변성을 감소시키기 위해 교차 배합될 수 있다. 상이한 담배 등급들은 미리 정해진 특정 특성을 가진 원하는 배합물을 실현하기 위해 선택된다. 예컨대, 배합물은 균질화 담배 물질의 건조 중량 당 환원당, 총 암모니아 및 총 알칼로이드의 목표치를 가질 수 있다. 총 알칼로이드는 예컨대 니코틴과, 노르니코틴, 아나타빈, 아나바신 및 미오스민을 포함한 소량의 알칼로이드이다.Different grades within the same tobacco type may be cross-blended to reduce the variability of each formulation component. Different tobacco grades are selected to realize a desired formulation with certain predetermined properties. For example, the formulation may have a target of reducing sugars, total ammonia and total alkaloids per dry weight of homogenised tobacco material. Total alkaloids are, for example, nicotine and minor amounts of alkaloids including nornicotine, anatabine, anabacin and myosmin.
예컨대, 밝은 담배는 등급 A의 담배, 등급 B의 담배 및 등급 C의 담배를 포함할 수 있다. 등급 A의 밝은 담배는 등급 B 및 등급 C의 밝은 담배와 약간 상이한 화학적 특성을 갖는다. 향기 담배는 등급 D의 담배 및 등급 E의 담배를 포함할 수 있으며, 여기서 등급 D의 향기 담배는 등급 E의 향기 담배와 약간 상이한 화학적 특성을 갖는다. 예시를 위한, 담배 배합물의 가능한 목표치는, 예컨대 총 담배 배합물의 건조 중량 기준으로 약 10%의 환원당 함량을 가질 수 있다. 선택된 목표치를 달성하기 위해, 70% 밝은 담배 및 30% 향기 담배를 선택함으로써 담배 배합물을 형성할 수 있다. 70% 밝은 담배는 등급 A의 담배, 등급 B의 담배 및 등급 C의 담배 중에서 선택되며, 30% 향기 담배는 등급 D의 담배 및 등급 E의 담배 중에서 선택된다. 배합물에 포함되는 등급 A, B, C, D, E의 담배 양은, 담배 배합물의 목표치를 충족하도록 하는 등급 A, B, C, D, E를 갖는 각 담배의 화학적 조성에 의존하게 된다.For example, light cigarettes may include grade A cigarettes, grade B cigarettes, and grade C cigarettes. Grade A light tobacco has slightly different chemical properties than grade B and grade C light tobacco. Fragrant tobacco may include Grade D tobacco and Grade E tobacco, wherein the Grade D flavored tobacco has slightly different chemical properties than Grade E flavored tobacco. For purposes of illustration, a possible target for a tobacco formulation may be, for example, a reducing sugar content of about 10% by dry weight of the total tobacco formulation. To achieve the selected target, a tobacco formulation can be formed by selecting 70% light tobacco and 30% flavored tobacco. The 70% light tobacco is selected from grade A tobacco, grade B tobacco and grade C tobacco, and the 30% flavored tobacco is selected from grade D tobacco and grade E tobacco. The amount of cigarettes of Grades A, B, C, D, and E included in the formulation will depend on the chemical composition of each cigarette of Grades A, B, C, D, E to meet the target of the tobacco formulation.
다양한 담배 유형은 일반적으로 잎몸과 줄기에서 입수할 수 있다. 균질화 담배 물질용 슬러리를 제조하기 위해, 선택된 담배 유형은 적절한 담배 크기, 예컨대, 슬러리를 형성하기에 적합한 담배 크기를 달성하기 위해 분쇄되어야 한다.A variety of tobacco types are generally available in leaf blades and stems. To prepare a slurry for homogenized tobacco material, the selected tobacco type must be ground to achieve an appropriate tobacco size, eg, a suitable tobacco size to form the slurry.
분쇄 공정 동안 사용되는 에너지를 최소화하기 위해, 분쇄 공정은 거친 분쇄 단계 및 미세 분쇄 단계의 두 단계들로 나누어질 수 있다. 거친 분쇄 단계는 담배 스트립을 가능한 한 가장 작은 크기로 분쇄하는 동시에 담배의 셀 구조가 실질적으로 손상되지 않는 상태를 유지하는 것을 포함한다. 따라서, 거칠게 분쇄된 담배 입자는 실질적으로 건조한 상태를 유지하게 된다. 이것은 건조 담배 입자가 예컨대 보관, 배합 및 다른 후속 공정과 같이 쉽게 취급될 수 있기 때문에 유리하다. 거친 분쇄 단계를 포함하는 것으로 인하여, 미세 분쇄 단계에서 에너지 소모가 약 30%만큼 유리하게 감소될 수 있다. 따라서, 미세 분쇄 단계에서의 에너지 소모 감소는, 에너지 소모가 거친 분쇄 없이 동일한 레벨로 유지될 경우에 미세 분쇄 단계를 통해 가능한 처리량을 증가시키는데 사용할 수 있다. 유리하게는, 이로 인하여 미세 분쇄된 담배 분말의 제조에 요구되는 것보다도 덜 정교한 기계가, 거칠게 분쇄된 담배 입자를 제조하는데 이용될 필요가 있게 되기 때문에 생산 비용을 감소시키는 것이 또한 가능하게 된다.In order to minimize the energy used during the grinding process, the grinding process can be divided into two stages: a coarse grinding step and a fine grinding stage. The coarse grinding step involves grinding the tobacco strip to the smallest possible size while keeping the cell structure of the tobacco substantially intact. Accordingly, the coarsely ground tobacco particles remain substantially dry. This is advantageous because the dried tobacco particles can be easily handled, for example, for storage, compounding and other subsequent processing. Due to the inclusion of the coarse grinding step, the energy consumption in the fine grinding step can be advantageously reduced by about 30%. Thus, the reduction in energy consumption in the fine grinding step can be used to increase the throughput possible through the fine grinding step if the energy consumption is kept at the same level without coarse grinding. Advantageously, this also makes it possible to reduce production costs, since machines less sophisticated than those required for the production of finely ground tobacco powder will need to be used to produce the coarsely ground tobacco particles.
거친 분쇄 단계에서는, 담배가 거칠게 분쇄되며, 담배의 셀이 대체로 부서지거나 파괴되지 않게 되는 입자 크기로 감소된다. 거친 분쇄 단계에서의 결과물인 거칠게 분쇄된 담배는 건조한 상태로 남기 때문에, 점착성 또는 끈적거림이 방지될 수 있다.In the coarse grinding step, the tobacco is coarsely ground and reduced to a particle size such that the cells of the tobacco are generally not shattered or broken. Since the coarsely ground tobacco resulting from the coarse grinding step remains dry, stickiness or stickiness can be prevented.
거친 분쇄 단계 후에 추가적으로 수행되는 미세 분쇄 단계에서는, 담배가 슬러리 형성에 적합한 평균 입자 크기를 갖는 담배 분말로 분쇄된다. 이러한 미세 분쇄 단계에서는, 담배의 셀이 어느 정도까지 또는 완전히 파괴된다.In the fine grinding step further performed after the coarse grinding step, the tobacco is ground into a tobacco powder having an average particle size suitable for forming a slurry. In this fine grinding step, the cells of the tobacco are destroyed to some extent or completely.
담배 분말 평균 크기를 감소시킴으로써, 균질화 담배 웹을 형성하는데 있어 보다 적은 결합제가 필요하게 될 수 있다. 담배를 더욱 미세한 분말 크기로 미세 분쇄함으로써, 담배 셀 내의 물질이 예컨대 펙틴, 니코틴, 정유 및 다른 향료와 같은 담배 셀로부터 용이하게 방출될 수 있다.By reducing the tobacco powder average size, less binder may be required to form the homogenized tobacco web. By fine grinding the tobacco to a finer powder size, substances within the tobacco cell can be easily released from the tobacco cell, such as, for example, pectin, nicotine, essential oil and other flavorings.
담배의 거친 분쇄는 예를 들어, 배합에 사용되는 각 담배 유형에 대한 공정 라인과 함께 병행적으로 수행될 수 있다. 이 경우는 상이한 담배 유형이 거친 분쇄 중에 상이한 처리를 필요로 하는 경우에 바람직하다. 또는, 대안적으로, 담배의 거친 분쇄와, 배합에 사용되는 각 담배 유형에 대한 공정 라인이 연속적으로 수행될 수도 있다.Coarse grinding of tobacco can be performed, for example, in parallel with processing lines for each type of tobacco used in the formulation. This case is preferred when different tobacco types require different treatments during coarse grinding. Or, alternatively, the coarse grinding of the tobacco and the processing line for each type of tobacco used in the compounding may be performed continuously.
원하는 배합물을 얻기 위해 선택된 상이한 담배 유형의 배합은, 거친 분쇄 이전에(즉 잎몸과 줄기의 수준에서) 또는 거친 분쇄 이후에 수행될 수 있다. 바람직하게는, 이 배합 단계는 거친 분쇄 단계 이후에 수행된다. 이 단계에서는, 거칠게 분쇄된 담배 물질의 취급이 여전히 용이하다. 동시에, 이 때문에 단일 제조 설비에서의 직렬형 배합이 가능하게 된다. 또한, 배합된 담배 잎 또는 스트립을 중간에 박싱(boxing)하거나 보관하는 공정이 필요하지 않게 된다. 바람직하게는, 담배 분말용으로 선택된 담배가 담배 잎 표준 선적 상자로, 거칠게 분쇄된 담배 입자가 제조되는 설비에 전달될 수 있다. 거칠게 분쇄된 담배 입자가 제조되는 설비의 출구에서는, 거칠게 분쇄된 담배 입자가 미세 분쇄 및 주조 기계로 직렬형으로 운반될 수 있다. 대안적으로는, 거칠게 분쇄된 담배 입자가 패킹(packing)되어서 미세 분쇄 및 주조 기계를 구비한 설비로 운송될 수도 있다. 바람직하게는, 미세 분쇄 및 주조 기계는 미세 분쇄 이후 담배 분말의 물리적 특성 때문에(예컨대, 내인성 결합제의 방출을 야기하는 담배의 보호 셀 구조 파괴 때문에) 동일한 위치에 있게 된다.The blending of the different tobacco types selected to obtain the desired blend can be carried out either before coarse grinding (ie at the level of leaf and stem) or after coarse grinding. Preferably, this compounding step is carried out after the coarse grinding step. At this stage, handling of the coarsely ground tobacco material is still easy. At the same time, this allows serial compounding in a single manufacturing facility. Also, intermediate boxing or storage of the compounded tobacco leaves or strips is not required. Preferably, the tobacco selected for the tobacco powder can be delivered in tobacco leaf standard shipping cartons to the facility where the coarsely ground tobacco particles are produced. At the exit of the facility where the coarsely ground tobacco particles are produced, the coarsely ground tobacco particles can be conveyed in series to the fine grinding and casting machine. Alternatively, coarsely ground tobacco particles may be packed and transported to a facility equipped with a fine grinding and casting machine. Preferably, the fine grinding and casting machine is co-located because of the physical properties of the tobacco powder after fine grinding (eg, due to the destruction of the protective cell structure of the tobacco causing release of the endogenous binder).
대안적으로는, 배합이 미세 분쇄 단계 이후에 구현될 수 있으며, 이에 따라 상이한 담배 유형 또는 등급으로 제조된 담배 분말이 배합된다.Alternatively, blending can be implemented after the fine grinding step, whereby tobacco powders made from different tobacco types or grades are blended.
바람직하게는, 선택된 담배를 미세하게 분쇄하는 단계는 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 크기를 갖는 담배 분말로, 담배를 미세하게 분쇄하는 것을 포함한다. 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 크기는 담배 셀이 분쇄에 의해 적어도 부분적으로 파괴되는 크기를 나타낸다. 또한, 이 평균 크기의 담배 분말을 사용하여 얻어진 슬러리는 부드럽고 균일하다. 담배 분말(tobacco powder)이라는 용어는, 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 평균 크기를 갖는 담배를 나타내는 것을 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Preferably, the step of finely grinding the selected tobacco comprises finely grinding the tobacco into a tobacco powder having an average size of about 0.03 mm to about 0.12 mm. An average size of about 0.03 mm to about 0.12 mm represents the size at which the tobacco cells are at least partially destroyed by grinding. In addition, the slurry obtained using this average size tobacco powder is smooth and uniform. The term tobacco powder may mean, but is not limited to, tobacco having an average size of about 0.03 mm to about 0.12 mm.
바람직하게는, 거친 분쇄 단계는 약 0.25 mm 내지 약 2.0 mm의 평균 크기, 보다 바람직하게는 약 0.3 mm 내지 약 1.0 mm의 평균 크기 및 가장 바람직하게는 약 0.3 mm 내지 약 0.6 mm의 평균 크기를 갖는 담배 입자를 얻기 위해 담배 잎을 거칠게 분쇄하는 것을 포함한다. 약 0.25 mm 내지 약 2 mm 크기에서는, 담배의 셀이 계속하여 실질적으로 손상되지 않으며, 이에 따라 거칠게 분쇄된 담배의 취급이 상대적으로 용이하게 된다. 특히, 이 크기에서는, 담배 입자가 본질적으로 건조하며 비점착성을 유지하게 된다. 미세 분쇄 공정에 할당되는 에너지의 양은 입자 크기에 반비례한다. 즉, 거친 분쇄 단계에서의 입자의 크기가 작을수록, 거친 분쇄 공정에 대하여 더 많은 에너지가 할당될 수 있다. 따라서, 후속하는 미세 분쇄 공정에 필요한 에너지 양이 유리하게 감소될 수가 있다. 여기서, 담배 입자(tobacco particles)는 약 0.25 mm 내지 약 2.0 mm의 평균 크기를 갖는 담배를 의미할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Preferably, the coarse grinding step has an average size of about 0.25 mm to about 2.0 mm, more preferably an average size of about 0.3 mm to about 1.0 mm and most preferably an average size of about 0.3 mm to about 0.6 mm. It involves coarsely grinding tobacco leaves to obtain tobacco particles. At a size of about 0.25 mm to about 2 mm, the cells of the tobacco remain substantially undamaged, thus making handling of coarsely ground tobacco relatively easy. In particular, at this size, the tobacco particles remain essentially dry and non-tacky. The amount of energy allocated to the fine grinding process is inversely proportional to the particle size. That is, the smaller the particle size in the coarse grinding step, the more energy can be allocated to the coarse grinding process. Accordingly, the amount of energy required for the subsequent fine grinding process can be advantageously reduced. Here, tobacco particles (tobacco particles) may mean a cigarette having an average size of about 0.25 mm to about 2.0 mm, but is not limited thereto.
한편, 거친 분쇄 이전에, 약 2 mm 내지 약 100 mm의 평균 크기를 갖는 담배 스트립을 얻기 위해 담배를 세단(shredding)하는 단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, prior to coarse grinding, the method may further include shredding the tobacco to obtain a tobacco strip having an average size of about 2 mm to about 100 mm.
담배 입자 크기 감소를 복수의 개별 단계로 나누면, 각각의 개별 감소 단계 동안에 전체 에너지 소모가 더욱 감소된다. 따라서, 바람직하게는, 잎몸 및 줄기 크기로부터 약 0.3 mm 내지 약 2 mm의 입자 크기로 담배를 분쇄하는 단계가 2개의 하위 단계, 즉 담배가 수 센티미터의 평균 크기로 세단되는 처음의 세단 단계 및 그 후의 약 0.3 mm 내지 약 2 mm의 원하는 크기까지의 거친 분쇄 단계를 포함한다. 초기의 세단 공정이 입자 크기를 약 2 mm 미만으로 감소시키는 경우에는, 후속하는 거친 분쇄 단계가 입자 크기를 더 작은 범위로 더 감소시키게 된다.Dividing the tobacco particle size reduction into a plurality of discrete steps further reduces the overall energy consumption during each discrete reduction step. Thus, preferably, grinding the tobacco to a particle size of from about 0.3 mm to about 2 mm from the leaf body and stem size is performed in two sub-steps, namely the first shredding step in which the tobacco is shredded to an average size of several centimeters and the and subsequent coarse grinding to the desired size of about 0.3 mm to about 2 mm. If the initial shredding process reduces the particle size to less than about 2 mm, a subsequent coarse grinding step will further reduce the particle size to a smaller extent.
하나 이상의 담배 유형의 담배를 선택하는 단계는 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 적어도 약 30%의 밝은 담배를 선택하고, 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%의 어두운 담배를 선택하고, 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%의 향기 담배를 선택하는 것을 포함한다. 제조된 균질화 담배 물질이 에어로졸 형성 물품에 사용되는 경우, 그 장치에 의해 생성되는 에어로졸의 향, 맛 및 화학적 조성은, 그 후에 균질화 담배 물질로 변형되는 슬러리로 존재하는 화합물로부터 거의 완전하게 나오게 된다. 슬러리로 존재하며 그 후에 균질화 담배 물질로 존재하는 담배 배합물은 기타 담배 제조 공정들의 잔여물을 소량만 포함하게 되며, 예컨대 배합물 내 담배 총량의 건조 중량 기준으로 약 5% 미만을 포함하게 된다. 담배 배합물은 궐련 배합 공정에서와 유사한 방식으로 얻어지는 상이한 담배 유형 및 등급의 배합물이다. 특히, 이것은 몇몇 특정한 미리 정해진 특성을 갖게 되는 원하는 특정 배합물을 얻기 위해서, 상이한 유형의 담배가 선택된다는 것을 의미한다. 예를 들어, 선택되는 특성은 담배 배합물 내 환원당, 총 암모니아 및 총 알칼로이드 중 하나 이상일 수 있다.The step of selecting tobacco of one or more tobacco types comprises selecting at least about 30% light tobacco by dry weight of the total amount of tobacco in the formulation and from about 0% to about 40% dark tobacco by dry weight of the total amount of tobacco in the formulation. and selecting from about 0% to about 40% of aromatic tobacco by dry weight of the total amount of tobacco in the formulation. When the produced homogenised tobacco material is used in an aerosol-forming article, the aroma, taste and chemical composition of the aerosol produced by the device is almost completely derived from the compounds present as a slurry that is then transformed into the homogenised tobacco material. A tobacco blend that is present as a slurry and thereafter as homogenized tobacco material will contain only minor amounts of residues of other tobacco manufacturing processes, such as less than about 5% by dry weight of the total amount of tobacco in the blend. Tobacco blends are blends of different tobacco types and grades obtained in a manner similar to that in the cigarette blending process. In particular, this means that different types of tobacco are selected in order to obtain the desired specific formulation which will have some specific predetermined properties. For example, the property selected may be one or more of reducing sugars, total ammonia and total alkaloids in the tobacco formulation.
제조 공정은 균질화 담배 물질의 건조 중량 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 상이한 담배 유형의 배합물에 결합제를 첨가하는 단계를 포함한다. 제조 공정에서 사용되는 담배 분말의 크기를 조절하는 것 이외에, 담배 분말이 균질화 담배 웹 전체에 걸쳐 분산된 상태를 유지하는 것을 보장하기 위해, 고무진 또는 펙틴 중 임의의 것과 같은 결합제를 첨가하는 것은 또한 유리하다. The manufacturing process includes adding a binder to the blend of different tobacco types from about 1% to about 5% by dry weight of the homogenised tobacco material. In addition to controlling the size of the tobacco powder used in the manufacturing process, it is also advantageous to add a binder, such as any of gum gum or pectin, to ensure that the tobacco powder remains dispersed throughout the homogenised tobacco web. Do.
임의의 결합제가 사용될 수 있지만, 바람직한 결합제는 과일, 감귤 또는 담배 펙틴과 같은 천연 펙틴; 히드록시 에틸구아 및 히드록시프로필구아와 같은 구아 고무진; 히드록시에틸 및 히드록시프로필 로커스트 콩 고무진과 같은 로커스트 콩 고무진; 알지네이트; 개질되거나 유도된 전분과 같은 전분; 메틸, 에틸, 에틸히드록시메틸 및 카르복시메틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스; 타마린드 고무진; 덱스트란; 풀론; 곤약 가루; 크산탄 고무진 등이다. 예를 들어, 바람직한 결합제는 구아일 수 있다.Although any binder can be used, preferred binders include natural pectins such as fruit, citrus or tobacco pectin; guar gum gins such as hydroxy ethyl guar and hydroxypropyl guar; locust soybean gums such as hydroxyethyl and hydroxypropyl locust soybean gums; alginate; starches such as modified or derived starch; celluloses such as methyl, ethyl, ethylhydroxymethyl and carboxymethyl cellulose; tamarind gum; dextran; fullon; konjac powder; Xanthan gum, etc. For example, a preferred binder may be guar.
유리하게는, 제조 공정은 에어로졸 형성제를 슬러리의 건조 중량으로 약 5% 내지 약 30%의 상이한 담배 유형의 배합물에 첨가하는 단계를 포함한다.Advantageously, the manufacturing process comprises adding an aerosol former to the blend of from about 5% to about 30% by dry weight of the slurry of different tobacco types.
균질화 담배 물질의 웹용 슬러리에 포함시키기 위한 적절한 에어로졸 형성제는 당해 기술분야에 공지되어 있으며, 멘톨과 같은 일가 알코올, 트리에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올 및 글리세린과 같은 다가 알코올; 글리세롤 모노-, 디- 또는 트리아세테이트와 같은 다가 알코올의 에스테르; 및 디메틸 도데칸디오에이트(dimethyl dodecanedioate) 및 디메틸 테트라데칸디오에이트(dimethyl tetradecanedioate)와 같은, 모노-, 디- 또는 폴리카르복실산의 지방족 에스테르를 포함하고 있다. 다만, 이에 제한되지 않는다.Suitable aerosol formers for inclusion in slurries for webs of homogenised tobacco material are known in the art and include monohydric alcohols such as menthol, polyhydric alcohols such as triethylene glycol, 1,3-butanediol and glycerin; esters of polyhydric alcohols such as glycerol mono-, di- or triacetate; and aliphatic esters of mono-, di- or polycarboxylic acids, such as dimethyl dodecanedioate and dimethyl tetradecanedioate. However, the present invention is not limited thereto.
균질화 담배 물질이 가열식 에어로졸 발생 물품 내에서 에어로졸 형성 기재로서 사용하기 위해 의도되는 경우, 균질화 담배 물질의 웹은 건조 중량 기준으로 약 5중량% 내지 약 30중량%의 에어로졸 형성제 또는 습윤제 함량을 가질 수 있다. 가열 요소를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위해 의도되는 균질화 담배 물질은 바람직하게는 5% 보다 많고 약 30%까지의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 가열 요소를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위해 의도되는 균질화 담배 물질의 경우, 에어로졸 형성제는 바람직하게는 글리세린일 수 있다.When the homogenised tobacco material is intended for use as an aerosol-forming substrate in a heated aerosol-generating article, the web of homogenised tobacco material may have an aerosol former or wetting agent content of from about 5% to about 30% by weight on a dry weight basis. have. Homogenised tobacco material intended for use in electrically operated aerosol-generating systems having a heating element may preferably comprise greater than 5% and up to about 30% aerosol former. In the case of homogenised tobacco material intended for use in electrically operated aerosol-generating systems having a heating element, the aerosol former may preferably be glycerin.
제조 공정은 결합제 및 에어로졸 형성제를 배합된 담배 분말에 첨가하기 전에, 결합제 및 에어로졸 형성제를 혼합하는 단계를 포함한다. 나머지 슬러리를 혼합하기 전에 결합제 및 에어로졸 형성제를 사전 혼합하는 것은, 그렇게 하지 않으면 결합제가 물과 접촉할 시에 결합제가 겔화될 수도 있기 때문이다. 겔화는 균질화 담배 물질을 제조하는데 사용되는 슬러리의 의도하지 않은 불균일 혼합을 초래할 수도 있다. 가능한 한 이러한 겔화를 회피 또는 지연시키기 위해, 결합제 및 에어로졸 형성제는 슬러리에 임의의 다른 화합물을 도입하기 전에 함께 혼합됨으로써 이들이 현탁액을 형성하는 것이 바람직하다.The manufacturing process includes mixing the binder and the aerosol former prior to adding the binder and the aerosol former to the formulated tobacco powder. Premixing the binder and aerosol former before mixing the rest of the slurry is because otherwise the binder may gel when it comes into contact with water. Gelling may result in unintentional non-uniform mixing of the slurry used to make the homogenized tobacco material. In order to avoid or delay such gelation as far as possible, the binder and aerosol former are preferably mixed together prior to introducing any other compounds into the slurry so that they form a suspension.
담배 분말 배합물은 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 약 20% 내지 약 93%를 형성한다. 보다 바람직하게는, 담배 분말 배합물은 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 90%를 형성한다. 바람직한 담배 분말의 양은 또한 담배 웹 형성 공정에 의존한다.The tobacco powder blend forms from about 20% to about 93% by dry weight of the homogenised tobacco material. More preferably, the tobacco powder blend forms from about 50% to about 90% by dry weight of the homogenized tobacco material. The desired amount of tobacco powder also depends on the tobacco web forming process.
제조 공정은 셀룰로오스 펄프를, 균질화 담배 물질의 건조 중량 기준으로 약 1% 내지 약 3%의 양으로 담배 분말의 분쇄된 배합물에 첨가하는 단계를 포함한다.The manufacturing process includes adding cellulosic pulp to the ground blend of tobacco powder in an amount from about 1% to about 3% by dry weight of the homogenized tobacco material.
셀룰로오스 펄프는 물과 셀룰로오스 섬유를 포함한다. 균질화 담배 물질용 슬러리에 포함되는 셀룰로오스 섬유는 관련 기술 분야에 공지되어 있으며, 이에 한정되는 것은 아니지만, 연질목 섬유, 경질목 섬유, 황마(jute) 섬유, 아마 섬유, 담배 섬유 및 이들의 조합을 포함한다. 펄프화 이외에, 셀룰로오스 섬유는 정제, 기계적 펄프화, 화학적 펄프화, 표백, 황산염 펄프화 및 이들의 조합과 같은 적절한 공정을 거칠 수 있다.Cellulose pulp contains water and cellulosic fibers. Cellulosic fibers included in slurries for homogenized tobacco material are known in the art and include, but are not limited to, softwood fibers, hardwood fibers, jute fibers, flax fibers, tobacco fibers, and combinations thereof. do. In addition to pulping, cellulosic fibers may be subjected to any suitable process such as refining, mechanical pulping, chemical pulping, bleaching, sulfate pulping, and combinations thereof.
섬유 입자는 담배 줄기 물질, 잎자루 또는 다른 담배 식물 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 목재 섬유와 같은 셀룰로오스계 섬유는 낮은 리그닌 함량을 포함한다. 섬유 입자는 캐스트 리프에 대한 충분한 인장 강도를 생성하고자 하는 의도에 기초하여 선택될 수 있다. 대안적으로, 식물 섬유와 같은 섬유가 상기 섬유와 함께, 또는 대안적으로, 대마 및 대나무를 포함하여, 사용될 수 있다.The fibrous particles may comprise tobacco stem material, petiole or other tobacco plant material. Preferably, the cellulosic fibers, such as wood fibers, comprise a low lignin content. The fiber particles may be selected based on the intention to create sufficient tensile strength for the cast leaf. Alternatively, fibers such as plant fibers may be used in conjunction with or alternatively, including hemp and bamboo.
슬러리로부터 에어로졸 발생 장치에서 절단되어 도입되는 최종 균질화 담배 물질로 가공하는 동안에, 균질화 담배 시트는 종종 습윤, 운반, 건조 및 절단에 견뎌낼 필요가 있다. 균질화 담배 웹이 최소한의 파손 및 결함 형성으로 혹독한 가공 환경을 견뎌내는 능력은, 담배 물질의 손실을 감소시키기 때문에 매우 바람직한 특성이다. 슬러리에 셀룰로오스 섬유를 도입하면, 강화제로서 작용하는 담배 물질 웹의 트랙션에 대한 인장 강도가 증가하게 된다. 따라서, 셀룰로오스 섬유 첨가는 균질화 담배 물질 웹의 회복력을 증가시키게 되며, 이에 따라 에어로졸 발생 장치 및 기타 흡연 물품의 제조 비용을 감소시킨다.During processing from the slurry into the final homogenised tobacco material which is cut and introduced in an aerosol-generating device, the homogenised tobacco sheet often needs to withstand wetting, conveying, drying and cutting. The ability of a homogenized tobacco web to withstand harsh processing environments with minimal breakage and defect formation is a highly desirable property as it reduces loss of tobacco material. Incorporation of cellulosic fibers into the slurry increases the tensile strength to traction of the tobacco material web, which acts as a reinforcing agent. Thus, the addition of cellulosic fibers increases the resilience of the web of homogenised tobacco material, thereby reducing the cost of manufacturing aerosol-generating devices and other smoking articles.
특히, 슬러리를 주조하여 균질화 담배 웹을 형성하는 단계 전의 슬러리 밀도는 웹 자체의 최종 품질을 결정하는데 중요하다. 적절한 슬러리 밀도 및 균질성은 결함의 수를 최소화하고 웹의 인장 강도를 최대화한다.In particular, the density of the slurry prior to the step of casting the slurry to form the homogenized tobacco web is important in determining the final quality of the web itself. Proper slurry density and homogeneity minimize the number of defects and maximize the tensile strength of the web.
제조 공정은 담배 분말의 배합물을 포함하는 슬러리를 형성하는 단계 및 슬러리의 웹을 연속적인 담배 웹으로 주조하는 단계를 포함한다.The manufacturing process includes forming a slurry comprising a blend of tobacco powder and casting the web of slurry into a continuous web of tobacco.
균질화 담배 물질은 캐스트 리프 담배일 수 있다. 캐스트 리프를 형성하기 위해 사용되는 슬러리는 담배 분말과, 바람직하게는 섬유 입자, 에어로졸 형성제, 향료 및 결합제 중 하나 이상을 포함한다. 담배 분말은 원하는 웹 두께 및 주조 간격에 따라 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm 정도의 평균 크기를 가진 분말 형태일 수 있다.The homogenised tobacco material may be a cast leaf tobacco. The slurry used to form the cast leaf comprises tobacco powder and preferably at least one of fiber particles, an aerosol former, a flavoring agent and a binder. Tobacco powder may be in powder form having an average size of about 0.03 mm to about 0.12 mm depending on the desired web thickness and casting interval.
균질화 담배 물질의 웹은 지지면 상에 전술한 담배 분말의 배합물을 포함하여 제조된 슬러리를 주조하는 단계를 일반적으로 포함하는 유형의 주조 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 그 다음, 바람직하게는, 주조된 웹을 건조시켜 균질화 담배 물질의 웹을 형성한 다음, 이를 지지면으로부터 제거한다.The web of homogenized tobacco material is preferably formed in a casting process of the type generally comprising the step of casting a slurry prepared comprising a blend of the aforementioned tobacco powder on a support surface. The molded web is then preferably dried to form a web of homogenised tobacco material, which is then removed from the bearing surface.
바람직하게는, 주조시 주조된 담배 물질 웹의 수분은 주조시 담배 물질의 총 중량의 약 60% 내지 약 80%이다. 바람직하게는, 균질화 담배 물질의 제조 방법은 주조된 웹을 건조하여 주조된 웹을 권취하는 단계를 포함하며, 권취시 주조된 웹의 수분은 담배 물질 웹의 건조 중량의 약 7% 내지 약 15%이다. 바람직하게는, 권취시 균질화 담배 웹의 수분은 균질화 담배 웹의 건조 중량의 약 8% 내지 약 12%이다.Preferably, the moisture of the as-cast tobacco material web at the time of casting is from about 60% to about 80% of the total weight of the tobacco material at the time of casting. Preferably, the method of making the homogenised tobacco material comprises drying the cast web and winding the cast web, wherein the moisture of the cast web upon winding is from about 7% to about 15% of the dry weight of the web of tobacco material. to be. Preferably, the moisture of the homogenised tobacco web upon winding is from about 8% to about 12% of the dry weight of the homogenised tobacco web.
에어로졸 발생 물품은 제조된 균질화 담배 물질의 일부를 포함할 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품으로서, 에어로졸 발생 물품은 비가연성 에어로졸 발생 물품일 수 있거나, 가연성 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 비가연성 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 형성 기재를 연소하지 않고, 예컨대, 에어로졸 형성 기재를 가열하여, 또는 화학 반응에 의해, 또는 에어로졸 형성 기재의 기계적 자극에 의해, 휘발성 화합물을 방출한다. 가연성 에어로졸 발생 물품은, 예를 들어, 종래의 궐련에서와 같이, 에어로졸 형성 기재의 직접적인 연소에 의해 에어로졸을 방출한다.The aerosol-generating article may comprise a portion of the manufactured homogenised tobacco material. An aerosol-generating article is an article comprising an aerosol-forming substrate capable of releasing a volatile compound capable of forming an aerosol, wherein the aerosol-generating article may be a non-combustible aerosol-generating article or may be a combustible aerosol-generating article. Non-combustible aerosol-generating articles release volatile compounds without burning the aerosol-forming substrate, eg, by heating the aerosol-forming substrate, or by a chemical reaction, or by mechanical stimulation of the aerosol-forming substrate. Combustible aerosol-generating articles release an aerosol by direct combustion of the aerosol-forming substrate, for example as in conventional cigarettes.
에어로졸 형성 기재는 에어로졸 휘발성 화합물을 형성할 수 있고 에어로졸 형성 기재를 가열 또는 연소함으로써 방출될 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있다. 균질화 담배 물질이 에어로졸 형성 발생 물품에 사용되기 위해서는, 에어로졸 형성제가 캐스트 리프를 형성하는 슬러리에 포함되는 것이 바람직하다. 에어로졸 형성제는 미리 정해진 특성 중 하나 이상에 기초하여 선택될 수 있다. 기능적으로, 에어로졸 형성제는 에어로졸 형성제의 특정 휘발 온도 이상으로 가열되는 경우에 휘발되어 에어로졸에 니코틴 및/또는 향이 전달되도록 하는 기작을 제공한다.The aerosol-forming substrate is capable of forming an aerosol volatile compound and releasing a volatile compound that can be released by heating or burning the aerosol-forming substrate. In order for the homogenized tobacco material to be used in an aerosol formation generating article, it is preferred that the aerosol former is included in the slurry forming the cast leaf. The aerosol former may be selected based on one or more of the predetermined properties. Functionally, the aerosol former volatilizes when heated above a certain volatilization temperature of the aerosol former, providing a mechanism for delivery of nicotine and/or flavor to the aerosol.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 제조 공정에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, the manufacturing process will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 균질화 담배 물질용 슬러리를 제조하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 2는 도 1의 방법의 변형예를 설명하기 위한 흐름도이다.1 is a flowchart for explaining a method for preparing a slurry for homogenized tobacco material, and FIG. 2 is a flowchart for explaining a modification of the method of FIG. 1 .
먼저 도 1을 참조하면, 슬러리의 제조 방법의 첫 번째 단계는 균질화 담배 물질을 제조하기 위해 담배 배합물에 사용되는 담배 유형 및 담배 등급의 선택 단계(100)이다. 예를 들어, 담배 유형 및 담배 등급의 선택은 밝은 담배, 어두운 담배, 향기 담배 및 충전제 담배일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Referring first to FIG. 1 , the first step in the method for preparing the slurry is the
균질화 담배 물질의 제조에 사용되는 것으로 의도되는 선택된 담배 유형 및 담배 등급을 이용하여 하기 단계들에 따른 가공이 수행될 수 있다.Processing according to the following steps may be carried out using the selected tobacco type and tobacco grade intended to be used in the manufacture of homogenised tobacco material.
선택된 담배가 놓여지는 담배 놓기 단계(101)가 수행된다. 담배 놓기 단계(101)는 제품 추적 및 추적성을 위해 예컨대 바코드 판독기에 의해 검증될 수 있는 등급 및 양과 같은 담배 무결성을 검사하는 단계를 포함할 수 있다. 수확 및 숙성 후에, 담배의 잎에는 예컨대 잎 자리(stalk position), 품질 및 색상을 나타내는 등급이 매겨진다.A
또한, 담배 놓기 단계(101)는 담배가 균질화 담배 물질의 제조를 위해 제조 공장으로 운송되는 경우, 담배 상자의 탈박스화(de-boxing) 또는 케이스 개방(case opening)하는 것을 포함할 수도 있다. 그 후, 탈박스화된 담배는 바람직하게는 중량을 측정하기 위해 중량 측정 스테이션으로 공급된다.The
또한, 담배 놓기 단계(101)는 필요한 경우, 담배 잎이 선적을 위하여 선적 상자 베일(bales)로 보통 압축될 때, 베일 슬라이싱(bale slicing)을 포함할 수도 있다.
한편, 다음의 단계들이 각 담배 유형에 대해 수행된다. 이러한 단계들은 하나의 생산 라인만이 필요하게 되도록 등급에 따라 나중에 수행될 수도 있다. 대안적으로, 상이한 담배 유형은 별도의 라인에서 가공될 수도 있다. 이것은 몇몇 담배 유형들에 대한 가공 단계들이 상이한 경우에 유리할 수 있다. 예를 들어, 종래의 기본적인 담배 가공에서는, 어두운 담배가 종종 추가 케이싱을 수용하기 때문에, 밝은 담배와 어두운 담배가 적어도 부분적으로는 별도의 과정에서 가공되었다. 그러나, 균질화 담배 웹을 형성하기 이전에, 배합된 담배 분말에 어떠한 케이싱도 추가되지 않을 수 있다.Meanwhile, the following steps are performed for each cigarette type. These steps may be performed later depending on the grade so that only one production line is required. Alternatively, the different tobacco types may be processed on separate lines. This may be advantageous if the processing steps for some tobacco types are different. For example, in conventional basic tobacco processing, light tobacco and dark tobacco have been processed, at least in part, in separate processes, as the dark tobacco often contains an additional casing. However, prior to forming the homogenized tobacco web, no casing may be added to the blended tobacco powder.
슬러리의 제조 방법은 담배 잎의 거친 분쇄 단계(102)를 포함한다.The method of making the slurry includes a
한편, 도 2에 도시된 변형예에 따르면, 담배 놓기 단계(101)와 담배 거친 분쇄 단계(102) 사이에, 추가적으로 세단(shredding) 단계(103)가 수행될 수 있다. 세단 단계(103)에서, 담배는 약 2 mm 내지 약 100 mm의 평균 크기를 갖는 스트립(strips)으로 세단된다.On the other hand, according to the modified example shown in Figure 2, between the
세단 단계(103) 후에는, 비록 도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 스트립으로부터 비담배 물질을 제거하는 단계가 수행될 수 있다.After the
이어서, 세단된 담배는 거친 분쇄 단계(102)를 향해 반송된다. 담배 잎의 스트립을 거칠게 분쇄하는 분쇄기(또는 밀(mill), 글라인더)로 보내는 담배의 흐름 속도는 바람직하게 제어 및 측정된다.The shredded tobacco is then returned towards the
거친 분쇄 단계(102)에서, 담배 스트립은 약 0.25 mm 내지 약 2 mm의 평균 입자 크기로 감소된다. 이 단계에서, 담배 입자는 여전히 셀(cell)들이 실질적으로 손상되지 않으며 결과물인 입자가 관련 이송 문제를 안고 있지 않다.In the
한편, 도 2에 도시된 변형예에 따르면, 거칠게 분쇄된 담배를 패킹하고 선적하기 위한 패킹/선적 단계(104)를 포함할 수 있다. 패킹/선적 단계(104)는, 거친 분쇄 단계(102) 및 후속 단계가 상이한 제조 설비에서 수행될 경우에 수행되는 선택적 단계에 해당한다.On the other hand, according to the variant shown in FIG. 2 , it may include a packing/
거친 분쇄 단계(102) 후에, 담배 입자는 예컨대 공압 이송(pneumatic transfer)에 의해서, 배합 단계(105)로 이송된다. 대안적으로, 배합 단계(105)는 거친 분쇄 단계(102) 이전에 또는 존재할 경우, 세단 단계(103) 이전에, 또는 대안적으로 세단 단계(103)와 거친 분쇄 단계(102) 사이에 수행 될 수 있다.After the
배합 단계(105)에서는, 담배 배합용으로 선택된 상이한 담배 유형의 모든 거칠게 분쇄된 담배 입자가 배합된다. 따라서, 배합 단계(105)는 모든 선택된 담배 유형에 대한 단일의 단계이다. 이것은, 배합 단계 후에는 모든 상이한 담배 유형에 대해 단일의 공정 라인만 있으면 된다는 것을 의미한다.In compounding
배합 단계(105)에서는, 다양한 담배 유형의 입자 혼합이 수행된다. 바람직하게는, 담배 배합물의 특성들 중의 하나 이상의 특성을 측정 및 제어하는 단계가 수행된다. 담배의 흐름은 미리 설정된 목표치 또는 미리 설정된 목표치들 따라 원하는 배합이 얻어지도록 제어될 수가 있다.In compounding
도 4는 도 1, 도 2 또는 도 3의 방법의 단계들 중 하나의 확대도로서, 배합 단계(105) 동안의 다양한 담배 유형의 도입이 도시되어 있다. 예를 들어 도 4를 참고하면, 배합물은 이 배합물 내 총 담배의 건조 중량 기준으로 적어도 약 30%의 밝은 담배(1)를 포함하며, 어두운 담배(2) 및 향기 담배(3)가 그 배합물 내 총 담배의 건조 중량 기준으로 약 0% 내지 약 40%, 예를 들어 약 35% 퍼센티지로 포함된다. 보다 바람직하게는, 또한 충전제 담배(4)가 배합물 내 총 담배의 건조 중량 기준 약 0% 내지 약 20%의 퍼센티지로 도입된다. 따라서, 다양한 담배 유형의 흐름 속도는 이러한 다양한 담배 유형의 비율이 얻어지도록 제어된다. 대안적으로, 사용된 상이한 담배 잎에 대하여 거친 분쇄 단계(102)가 후속적으로 행해지는 경우, 단계(102)의 시작에서의 중량 측정 단계는 흐름 속도를 제어하는 대신에 담배 유형 및 등급마다 사용되는 담배의 양을 결정한다.4 is an enlarged view of one of the steps of the method of FIG. 1 , 2 or 3 , showing the introduction of various tobacco types during the compounding
각각의 담배 유형 자체가 하위 배합물일 수 있다는 것을 이해해야 하며, 즉, 밝은 담배 유형(bright tobacco type)은 예를 들어 상이한 등급을 갖는 버지니아 담배와 브라질 황색종 담배를 혼합한 것일 수 있다.It should be understood that each tobacco type itself may be a sub-combination, ie a bright tobacco type may be, for example, a mixture of Virginia tobacco and Brazilian xanthine tobacco of different grades.
다시 도 1 또는 도 2를 참고하면, 배합 단계(105) 후에, 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 담배 분말 평균 크기까지로, 미세 분쇄 단계(106)가 수행된다. 이 미세 분쇄 단계(106)는 담배의 크기를 슬러리 제조에 적합한 분말 크기로 감소시킨다. 이러한 미세 분쇄 단계(106) 후에는, 담배의 셀이 적어도 부분적으로 파괴되어 담배 분말은 점착성이 될 수도 있다.Referring again to FIG. 1 or FIG. 2 , after the compounding
이렇게 수득된 담배 분말은 담배 슬러리를 형성하는데 즉시 사용될 수 있다. 대안적으로는, 예를 들어 적절한 용기에 담배 분말을 보관하는 추가 단계가 포함될 수도 있다(도시되지 않음).The tobacco powder thus obtained can be immediately used to form a tobacco slurry. Alternatively, an additional step may be included (not shown), for example storing the tobacco powder in a suitable container.
도 3은 균질화 담배 물질 제조 방법의 블록도이다.3 is a block diagram of a method for producing a homogenized tobacco material;
도 3을 참조하면, 균질화 담배 웹의 제조를 방법이 도시되어있다. 미세 분쇄 단계(106)로부터의, 담배 분말이 후속 슬러리 제조 단계(107)에서 사용된다. 슬러리 제조 단계(107) 이전에 또는 그 동안, 2개의 추가 단계, 즉 셀룰로오스 섬유(5) 및 물(6)이 펄프화되어 섬유를 물에 균일하게 분산시키고 정제하는 펄프 제조 단계(108) 및 현탁액 제조 단계(109)(여기서 에어로졸 형성제(7) 및 결합제(8)가 사전 혼합됨)를 포함한다. 바람직하게는, 에어로졸 형성제(7)는 글리세롤(glycerol)을 포함하고, 결합제(8)는 구아(guar)를 포함한다. 유리하게는, 현탁액 제조 단계(109)는 물의 도입 없이 구아와 글리세롤을 사전 혼합하는 것을 포함한다.Referring to Figure 3, a method of making a homogenized tobacco web is shown. Tobacco powder from the
슬러리 제조 단계(107)는 바람직하게는 에어로졸 형성제 및 결합제의 사전 혼합 용액을 슬러리 혼합 탱크로 이송하고, 또한 펄프를 슬러리 혼합 탱크로 이송하는 것을 포함한다. 또한, 슬러리 준비 단계는 펄프 및 구아(글리세롤 현탁액)를 가진 슬러리 혼합 탱크에 담배 분말 배합물을 투여하는 것을 포함한다. 보다 바람직하게는, 이 단계는 또한 슬러리의 균일성 및 균질성을 보장하기 위해 고 전단 혼합기(high shear mixer)로 슬러리를 가공하는 것을 포함한다.The
바람직하게는, 슬러리 제조 단계(107)는 또한 물을 첨가하는 단계를 포함하며, 여기서 물을 슬러리에 첨가하여 원하는 점도 및 수분을 얻는다.Preferably, the
균질화 담배 웹을 형성하기 위해, 바람직하게는 슬러리 제조 단계(107)에 따라 형성된 슬러리를 주조 단계(110)에서 주조한다. 바람직하게는, 이러한 주조 단계(110)는 슬러리를 주조 스테이션으로 운반하고, 또한 슬러리를 지지체 상에 균질하고 균일한 막 두께를 갖는 웹으로 주조하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 이러한 주조 단계(110)는 슬러리를 주조 스테이션으로 운반하고, 또한 슬러리를 지지체 상에 균질하고 균일한 막 두께를 갖는 웹으로 주조하는 것을 포함한다.To form the homogenized tobacco web, the slurry formed according to the
균질화 캐스트 웹은 예컨대 무단(endless) 스테인리스 스틸 벨트 건조기에서의 주조 웹의 균일하고 온화한(gentle) 건조를 포함하는 웹 건조 단계(111)에서 건조된다. 무단 스테인리스 스틸 벨트 건조기는 개별적으로 제어 가능한 구역을 포함 할 수 있다. 바람직하게는 건조 단계는 각각의 건조 구역에서의 주조 잎 온도를 모니터링하여 각 건조 구역에서의 온화한 건조 프로파일을 보장하고, 또한 균질화 캐스트 웹이 형성되는 지지체를 가열하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 건조 프로파일은 소위 TLC 건조 프로파일이다.The homogenized cast web is dried in a
웹 건조 단계(111)의 종료시, 건조된 웹에 존재하는 수분 함량 및 결함 수를 측정하기 위해 모니터링 단계(도시되지 않음)가 수행된다.At the end of the
목표 수분 함량으로 건조된 균질화 담배 웹은 권취 단계(112)에서 권취되어, 예를 들어 단일의 마스터 보빈(master bobbin)을 형성한다. 그 다음, 이 마스터 보빈은 슬릿 형성 및 작은 보빈 형성 공정으로 더 작은 보빈의 제조를 수행하는데 사용될 수 있다. 그 다음, 더 작은 보빈은 에어로졸 발생 물품(미도시)의 제조에 사용될 수 있다.The homogenised tobacco web dried to a target moisture content is wound in a winding
도 5는 일 실시예에 따라 도 1 및 도 2의 방법을 수행하기 위한 슬러리 제조 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 1 또는 도 2에 따른 균질화 담배 물질용 슬러리 제조 방법은 도 5에 도시된 슬러리 제조를 위한 장치(200)를 사용하여 수행된다.5 is a view for explaining an apparatus for preparing a slurry for performing the method of FIGS. 1 and 2 according to an embodiment. The method for preparing a slurry for homogenized tobacco material according to FIG. 1 or FIG. 2 is carried out using the apparatus 200 for preparing a slurry shown in FIG. 5 .
장치(200)는 상이한 담배 유형의 축적, 탈-스태킹, 중량 측정 및 검사가 이루어지는 담배 수용 스테이션(201)을 포함한다. 선택적으로는, 담배가 카톤(carton)으로 수송된 경우, 수용 스테이션(201)에서 담배를 담고 있는 카톤의 제거가 수행된다. 담배 수용 스테이션(201)은 선택적으로 담배 베일 스플릿 유닛(tobacco bale splitting unit)을 또한 포함한다.The device 200 comprises a
한편, 도 5에는 하나의 유형의 담배에 대한 생산 라인만이 도시되어 있지만, 배합 단계가 수행되는 시기에 따라 균질화 담배 물질 웹에 사용된 각각의 담배 유형에 대해서 동일한 장비가 제공될 수 있다.On the other hand, although only a production line for one type of tobacco is shown in FIG. 5, the same equipment may be provided for each type of tobacco used in the homogenised tobacco material web depending on when the compounding step is performed.
담배는 세단 단계(103)를 위해서 세단기(shredder)(202)에 도입된다. 세단기(202)는 예를 들어 핀 세단기(pin shredder)일 수 있다. 세단기(202)는 바람직하게는 모든 크기의 베일을 취급하여, 담배 스트립을 풀고서 스트립을 더 작은 조각으로 세단하도록 구성된다. 각 생산 라인에서의 담배 조각들은 예컨대 공압 이송(203)에 의해서, 거친 분쇄 단계(102)를 위해 분쇄기(또는 밀)(204)로 이송된다. 바람직하게는, 담배 조각 내의 이물질을 제거하기 위해, 이송 동안에 제어가 행해진다. 예를 들어, 세단된 담배의 공압 이송에 따라, 스트링 제거 컨베이어 시스템, 중질 입자 분리기 및 금속 검출기가 제공될 수 있으며, 도 5에서는 이들 모두가 도면부호 205로 표시되어 있다.Tobacco is introduced into a
분쇄기(또는 밀)(204)은 약 0.25 mm 내지 약 2 mm의 크기까지 담배 스트립을 거칠게 분쇄하도록 구성된다. 분쇄기(또는 밀)(204)의 로터(rotor) 속도는 담배 세단 흐름 속도를 기준으로 제어 및 변경될 수가 있다.Grinder (or mill) 204 is configured to coarsely grind tobacco strips to a size of about 0.25 mm to about 2 mm. The rotor speed of the grinder (or mill) 204 may be controlled and varied based on the tobacco shredder flow rate.
바람직하게는, 균일한 질량 흐름 제어를 위한 버퍼 사일로(buffer silo)(206)가 거친 분쇄를 위한 분쇄기(또는 밀)(204) 다음에 위치된다. 또한, 바람직하게는 분쇄기(또는 밀)(204)은 안전상의 이유로 스파크 검출기 및 안전 차단 시스템(207)을 구비한다.Preferably, a
분쇄기(또는 밀)(204)로부터의, 담배 입자는 예를 들어 공압 이송(208)에 의해서 배합기(210)로 이송된다. 배합기(210)는 바람직하게는 적절한 밸브 제어 시스템이 존재하는 사일로를 포함한다. 배합기에서는, 미리 정해진 배합을 위해 선택된 모든 상이한 종류의 담배 입자가 도입된다. 배합기(210)에서는, 담배 입자가 균일한 배합물로 혼합된다. 배합기(210)로부터의, 담배 입자의 배합물은 미세 분쇄 스테이션(211)으로 운반된다.From the grinder (or mill) 204 , the tobacco particles are transported to the
미세 분쇄 스테이션(211)은 예를 들어 적절한 세목의 미세 담배 분말로, 즉 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 담배 분말로 제조하기에 적합한 설계 보조 장치를 갖는 충격 분류 분쇄기(또는 밀)이다. 미세 분쇄 스테이션(211) 이후에, 공압 이송 라인(212)은 슬러리 제조 공정이 이루어지는 하류 슬러리 배치 혼합 탱크로의 연속 공급을 위해, 미세 담배 분말을 버퍼 분말 사일로(213)에 이송하도록 구성된다.The fine grinding
한편, 거친 분쇄 단계(102)를 위한 분쇄기(또는 밀)(204) 및 미세 분쇄 단계(106)를 위한 미세 분쇄 스테이션(211)에서는, 분쇄 동안에 발생되는 내용물들 간의 마찰열로 인하여 온도가 상승될 수 있다.On the other hand, in the grinder (or mill) 204 for the
분쇄기(또는 밀)(204) 또는 미세 분쇄 스테이션(211)에서 분쇄기 내부 공간의 온도는 분쇄될 담배 잎 성분의 변화와 입도 사이즈에 많은 영향을 미칠 수 있다. 즉, 분쇄기 내부 공간의 온도가 지나치게 높아지는 경우, 분쇄된 담배 잎 성분의 예측하지 못한 변화가 초래되거나, 분쇄된 담배 잎의 입도 사이즈가 균일하지 않게 될 수 있다. 예를 들어, 분쇄기 내부 공간의 온도가 100℃ 이상 상승하는 경우, 수용성인 니코틴 성분은 수분과 함께 휘발될 수 있으므로, 슬러리에 포함될 니코틴 성분의 원하는 함량을 맞추기 어렵게 된다. 즉, 분쇄기 온도 상승은 제조 공정의 최종 산물인 슬러리의 품질에도 결국 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 거친 분쇄 단계(102) 및 미세 분쇄 단계(106)에서의 분쇄기(또는 밀)(204) 및 미세 분쇄 스테이션(211)에 대한 온도 제어를 통해 원하는 슬러리 품질이 유지될 수 있다.In the grinder (or mill) 204 or the fine grinding
일 실시예에 따르면, 분쇄기(또는 밀)(204)가 거친 분쇄 단계(102)를 위해 구동되는 동안 냉각 수단에 의한 온도 제어가 수행된다. 또한, 마찬가지로, 미세 분쇄 스테이션(211)가 미세 분쇄 단계(106)를 위해 구동되는 동안 냉각 수단에 의한 온도 제어가 수행된다.According to one embodiment, temperature control by cooling means is performed while the grinder (or mill) 204 is running for the
이때, 냉각 수단에 의해 제어되는 분쇄기 내부의 온도 범위는 분쇄기 내부에서의 수분 증발을 방지하기 위한 100℃ 이하일 수 있다. 즉, 분쇄기 내부의 온도 범위는 수분 증발 방지를 위해 0℃ 내지 100℃ 사이에서 바람직하게 선택된 임의의 온도 범위에 해당될 수 있다. 분쇄기 내부의 온도 범위는 분쇄기(또는 밀)(204) 또는 미세 분쇄 스테이션(211)의 작업 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 분쇄기(또는 밀)(204)에 대해 제어되는 온도 범위(제 1 온도 범위)와 미세 분쇄 스테이션(211)에 대해 제어되는 온도 범위(제 2 온도 범위)는 동일하거나 또는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 분쇄기(또는 밀)(204)는 상온 15℃ 내지 25℃ 정도의 온도 범위(제 1 온도 범위)로 내부 온도가 유지되도록 냉각 수단 공급을 통해 온도가 제어될 수 있고, 미세 분쇄 스테이션(211)은 보다 높은(또는 보다 낮은) 온도 범위(제 2 온도 범위)로 내부 온도가 유지되도록 냉각 수단 공급을 통해 온도가 제어될 수 있다.At this time, the temperature range inside the grinder controlled by the cooling means may be 100° C. or less to prevent moisture evaporation inside the grinder. That is, the temperature range inside the grinder may correspond to any temperature range preferably selected between 0° C. and 100° C. to prevent moisture evaporation. The temperature range inside the grinder may be variously changed according to the working environment of the grinder (or mill) 204 or the fine grinding
도 6은 일 실시예에 따른 분쇄기 구조를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining the structure of a grinder according to an embodiment.
도 6을 참고하면, 분쇄기 구조(600)는 앞서 도면들에서 설명된 분쇄기(또는 밀)(204) 또는 미세 분쇄 스테이션(211)에 적용되는 구조로서, 개략적으로 도시되어 있다.Referring to FIG. 6 , the structure of the
분쇄기 구조(600)는 가장 외측에 분쇄기 자켓(610)이 감싸는 형태로서, 분쇄기 자켓(610)과 분쇄기 내부 공간(605) 사이의 틈 영역에는 냉각 수단(620)이 채워져 있다.The
냉각 수단(620)은 마찰열로 인해 상승된 분쇄기 온도를 낮추기 위한 수단으로서, 예를 들어 질소 가스, 산소 가스, 수소 가스, 공기, 비활성 가스, 천연가스 등과 같은 기체 종류이거나, 또는 액체 질소, 액체 헬륨, 액체 산소, 액체 수소, 액화 공기 등과 같은 액체 종류가 사용되거나. 또는 예시된 것들의 조합일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 다른 다양한 수단들이 이용될 수도 있다.The cooling means 620 is a means for lowering the temperature of the grinder raised due to frictional heat, for example, a gas type such as nitrogen gas, oxygen gas, hydrogen gas, air, inert gas, natural gas, or liquid nitrogen, liquid helium , liquid types such as liquid oxygen, liquid hydrogen, liquefied air, etc. are used. Or it may be a combination of the illustrated ones, but is not limited thereto, and other various means may be used.
냉각 수단 공급부(633)는 분쇄기 구조(600)로 냉각 수단(620)을 공급한다. 앞서 예로 든 바와 같이 냉각 수단(620)은 기체 종류 또는 액체 종류 등일 수 있고, 냉각 수단 공급부(633)는 분쇄기 구조(600)에 마련된 틈 영역에 냉각 수단을 채운다.The cooling means
온도 제어부(631)는 분쇄기 구조(600)의 온도(또는 분쇄기 구조(600)의 내부 공간(605)의 온도)를 모니터링한다. 온도 제어부(631)는 모니터링 결과에 따라, 원하는 냉각 온도 범위(예를 들어, 도 5에서 설명된 제 1 온도 범위 및 제 2 온도 범위) 내로 분쇄기 구조(600)의 온도(또는 분쇄기 구조(600)의 내부 공간(605)의 온도)가 유지되도록, 냉각 수단 공급부(633)에 의한 냉각 수단의 공급량을 제어한다.The
앞서 설명된 예와 같이, 온도 제어부(631)는 거친 분쇄 단계(102) 또는 미세 분쇄 단계(106)가 수행되는 동안, 분쇄기 구조(600)의 온도(또는 분쇄기 구조(600)의 내부 공간(605)의 온도)가 100℃ 이하인지를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라 냉각 수단 공급부(633)의 냉각 수단의 공급량을 조절하여 분쇄기 구조(600)의 온도(또는 분쇄기 구조(600)의 내부 공간(605)의 온도)를 제어한다.As in the example described above, the
이로써, 담배 잎 분쇄 공정에서 분쇄기에서 발생하는 마찰열을 일정 온도 범위로 관리함으로써 담배 잎 초기의 내용성분을 최종 단계까지 유지시켜 원하는 담배 잎 내용성분과 입도 사이즈를 얻을 수 있다.Accordingly, by managing the frictional heat generated in the grinder in the tobacco leaf crushing process within a certain temperature range, the contents of the initial tobacco leaf are maintained until the final stage, thereby obtaining the desired tobacco leaf contents and particle size.
앞서 도 1 내지 도 3에서 설명된 단계 106, 107 및 108에서 전술한 담배 분말을 사용하여 제조된 슬러리는, 바람직하게는 도 7에 도시된 바와 같은 주조 스테이션(300)에서 또한 주조된다.The slurry prepared using the tobacco powder described above in
도 7은 도 3의 방법을 수행하기 위한 장치이다.7 is an apparatus for performing the method of FIG. 3 .
도 7을 참고하면, 버퍼 탱크(도시되지 않음)로부터의 슬러리는 정밀한 흐름 속도 제어 측정을 갖는 적절한 펌프에 의해 주조 스테이션(300)으로 이송된다. 주조 스테이션(300)은 다음의 섹션들을 포함하는 것이 바람직하다. 적절한 웹 형성을 위해 필요한 균일성 및 두께를 갖는 스테인리스 스틸 벨트와 같은 지지체(303) 상에 슬러리가 주조되는 정밀 슬러리 주조 박스 및 블레이드 조립체(301)가, 펌프로부터의 슬러리를 수용한다. 건조 구역 또는 섹션을 갖는 주 건조기(302)가 주조된 담배 웹을 건조시키기 위해서 제공된다. 바람직하게는, 개별 건조 구역은 지지체 상의 가열된 공기 및 조절 가능한 배기 공기 제어로, 지지체 바닥면 상에서의 증기 가열을 갖는다. 주 건조기(302) 내의, 균질화 담배 웹은 지지체(303) 상에서 원하는 최종 수분으로 건조된다.Referring to FIG. 7 , the slurry from a buffer tank (not shown) is transferred to the casting
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Those of ordinary skill in the art related to the present embodiment will understand that it can be implemented in a modified form within a range that does not deviate from the essential characteristics of the above description. Therefore, the disclosed methods are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
Claims (7)
하나 이상의 담배 유형들의 담배를 선택하는 단계;
공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 1 온도 범위로 유지되는 분쇄기에서, 상기 선택된 담배 유형들의 담배를 거친 분쇄하는 단계;
상기 거친 분쇄된 담배를 배합하는 단계; 및
상기 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 2 온도 범위로 유지되는 미세 분쇄 스테이션에서, 상기 배합된 담배를 미세 분쇄하는 단계를 포함하고,
상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위 각각은 상기 분쇄기 및 상기 미세 분쇄 스테이션 각각에 대한 온도의 모니터링 결과에 따라 제어된 공급량으로 상기 냉각 수단을 공급함으로써 유지되는, 방법.A method for preparing a slurry for homogenized tobacco material, the method comprising:
selecting one or more tobacco types of cigarettes;
coarse grinding of cigarettes of the selected tobacco types in a grinder in which the temperature of the internal space is maintained in a first temperature range by the supplied cooling means;
blending the coarsely ground tobacco; and
In a fine grinding station in which the temperature of the inner space is maintained in a second temperature range by the supplied cooling means, the step of fine grinding the blended tobacco,
wherein each of the first temperature range and the second temperature range is maintained by supplying the cooling means at a controlled feed amount in accordance with a monitoring result of the temperature for each of the mill and the fine grinding station.
상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위 중 적어도 하나는, 100℃ 이하의 온도 범위인, 방법.The method of claim 1,
wherein at least one of the first temperature range and the second temperature range is a temperature range of 100° C. or less.
상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위는 서로 동일하거나 또는 서로 다른 온도 범위들인, 방법.The method of claim 1,
wherein the first temperature range and the second temperature range are the same or different temperature ranges.
상기 냉각 수단은
질소 가스, 산소 가스, 수소 가스, 공기, 비활성 가스, 천연가스, 액체 질소, 액체 헬륨, 액체 산소, 액체 수소, 액화 공기 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.The method of claim 1,
the cooling means
A method comprising at least one of nitrogen gas, oxygen gas, hydrogen gas, air, inert gas, natural gas, liquid nitrogen, liquid helium, liquid oxygen, liquid hydrogen, liquefied air.
선택된 하나 이상의 담배 유형들의 담배를 수용하는 담배 수용 스테이션;
공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 1 온도 범위로 유지되면서, 상기 선택된 담배 유형들의 담배를 거친 분쇄하는 분쇄기;
상기 거친 분쇄된 담배를 배합하는 배합기; 및
상기 공급된 냉각 수단에 의해 내부 공간의 온도가 제 2 온도 범위로 유지되면서, 상기 배합된 담배를 미세 분쇄하는 미세 분쇄 스테이션을 포함하고,
상기 제 1 온도 범위 및 상기 제 2 온도 범위 각각은 상기 분쇄기 및 상기 미세 분쇄 스테이션 각각에 대한 온도의 모니터링 결과에 따라 제어된 공급량으로 상기 냉각 수단을 공급함으로써 유지되는, 슬러리 제조 장치.An apparatus for preparing a slurry for homogenized tobacco material, the apparatus comprising:
a cigarette receiving station for receiving cigarettes of selected one or more types of cigarettes;
a grinder for coarsely grinding tobacco of the selected tobacco types while the temperature of the inner space is maintained in a first temperature range by the supplied cooling means;
a blender for blending the coarsely ground tobacco; and
and a fine grinding station for finely grinding the blended tobacco while the temperature of the inner space is maintained in a second temperature range by the supplied cooling means,
and each of the first temperature range and the second temperature range is maintained by supplying the cooling means at a controlled supply amount in accordance with a monitoring result of the temperature for each of the mill and the fine grinding station.
상기 분쇄기 및 상기 미쇄 분쇄 스테이션 중 적어도 하나는
분쇄를 위한 내부 공간과 가장 외측의 분쇄기 자켓 사이의 틈 영역에 상기 냉각 수단이 공급되는, 슬러리 제조 장치.7. The method of claim 6,
at least one of the grinder and the fine grinding station
and the cooling means is supplied to a gap region between the inner space for grinding and the outermost grinder jacket.
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