KR102615892B1 - 균질화 담배 물질, 및 균질화 담배 물질을 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 균질화 담배 물질의 제조 방법에 관한 것으로, 본 방법은,
o 약 0.2 mm 내지 약 4 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 섬유를 수득하도록 셀룰로오스 섬유를 펄프화 및 정제하는 단계;
o 하나 이상의 담배 유형들의 담배 배합물을 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자들로 분쇄하는 단계;
o 셀룰로오스 섬유를 담배 입자들 및 결합제와 조합해서 슬러리를 형성하는 단계;
o 슬러리를 균질화하는 단계;
o 아스파라기나제(asparaginase)를 슬러리에 첨가하는 단계; 및
o 슬러리로부터 균질화 담배 물질을 형성하는 단계를 포함하고,
여기서 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 결합제를 포함하고 있다.
o 약 0.2 mm 내지 약 4 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 섬유를 수득하도록 셀룰로오스 섬유를 펄프화 및 정제하는 단계;
o 하나 이상의 담배 유형들의 담배 배합물을 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자들로 분쇄하는 단계;
o 셀룰로오스 섬유를 담배 입자들 및 결합제와 조합해서 슬러리를 형성하는 단계;
o 슬러리를 균질화하는 단계;
o 아스파라기나제(asparaginase)를 슬러리에 첨가하는 단계; 및
o 슬러리로부터 균질화 담배 물질을 형성하는 단계를 포함하고,
여기서 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 결합제를 포함하고 있다.
Description
본 발명은 균질화 담배 물질 및 그 생산 공정에 관한 것이다. 또한 본 발명은 에어로졸 발생 물품, 예컨대, 궐련 또는 "가열 비연소(heat-not-burn)" 유형의 담배 함유 제품에서의 균질화 담배 물질의 사용에 관한 것이다.
오늘날, 또한 담배 제품의 제조에서는, 담배 잎 이외에도, 균질화 담배 물질이 사용된다. 이와 같은 균질화 담배 물질은 통상적으로 담배 줄기 또는 담배 가루 등과 같은 절단 필러의 제조에 덜 적합한 담배 식물의 부분으로 제조된다. 통상적으로, 담배 가루는 제조 동안에 담배 잎을 취급하는 동안 부산물로서 생성된다.
가장 보편적으로 사용되는 균질화 담배 물질의 형태는 재생 담배 시트(reconstituted tobacco sheet) 및 캐스트 리프(cast leaf)이다. 균질화 담배 물질 시트를 형성하는 공정은 보편적으로 담배 가루와 결합제를 혼합하여 슬러리를 형성하는 단계를 포함하고 있다. 그 다음, 슬러리를 사용하여 담배 웹을 생성한다. 예를 들어, 이동하는 금속 벨트 상으로 점성 슬러리를 캐스팅하여 소위 캐스트 리프를 제조한다. 대안적으로, 점도가 낮고 수분 함량이 높은 슬러리는 제지 공정과 유사한 공정에서 재생 담배를 생성하여 사용될 수 있다. 일단 제조되면, 균질화 담배 웹은 궐련 및 다른 흡연 물품, 특히 에어로졸 발생 물품에 적합한 담배 각초를 제조하기 위해 전체 잎담배와 유사한 방식으로 절단될 수 있다.
“가열 비연소” 유형의 가열된 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 기재로 사용하기 위한 균질화 담배 물질은 종래의 궐련에서 필러로 사용하기 위한 균질화 담배와 상이한 조성을 갖는 경향이 있다. 가열된 에어로졸 발생 물품에서, 에어로졸 형성 기재는 에어로졸을 형성하기 위해 비교적 낮은 온도로 가열된다. 균질화 담배 물질에 존재하는 담배는 통상적으로 유일한 "담배"이거나, 에어로졸 발생 물품 내에 존재하는 대부분의 담배를 포함한다.
균질화 담배 물질 및 가열될 때 거기에서 생성된 에어로졸에 존재하는 아크릴아미드의 양을 최소화하는 것이 바람직할 수도 있다. 아크릴아미드는 화학식 C3H5NO를 갖는 화합물이다. 그것의 IUPAC 명칭은 prop-2-enamide이다. 그것의 잠재적인 독성에 관한 우려가 제기되었다.
균질화 담배 물질 웹으로부터 균질화 담배 물질을 포함하는 에어로졸 발생 물품을 제조하는 동안에, 균질화 담배 웹은 통상적으로, 예를 들어, 웨팅, 이송, 건조 및 절단과 같은 일부 물리적 핸들링을 견뎌야 한다. 따라서, 최종 담배 물질의 품질에 영향을 주지 않거나 영향을 최소한으로 하면서 이러한 취급을 견디도록 구성된 균질화 담배 웹을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 균질화 담배 물질 웹이 완전한 또는 부분적인 파열(ripping)을 거의 보이지 않도록 하는 것이 바람직할 것이다. 파열된 균질화 담배 웹은 제조 동안에 담배 물질의 손실로 이어질 수 있다. 또한, 완전하게 또는 부분적으로 파열된 균질화 담배 웹은 머신 정지 또는 램프 업(ramp up) 동안에 머신 다운타임 및 시간낭비로 이어질 수 있다.
따라서, 공지된 균질화 담배 물질에 비해 동시에 아크릴아미드의 함량을 낮추는 이러한 가열된 에어로졸 발생 물품의 상이한 가열 특성 및 에어로졸 형성 요구에 적합한 "가열 비연소" 유형의 가열된 에어로졸 발생 물품에 사용하기 위한 균질화 담배 웹의 새로운 제조 방법이 필요하다. 이러한 균질화 담배 웹은 요구된 제조 공정을 견디도록 더 구성되어야 한다.
제 1 측면에 따르면, 본 발명은 균질화 담배 물질의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 펄프를 형성하도록 셀룰로오스 섬유를 펄프화 및 정제하는 단계 및 하나 이상의 담배 유형들의 담배의 배합물을 분쇄하는 단계를 포함하고 있다. 추가 단계에서, 슬러리는 상이한 담배 유형들의 담배 입자들을 셀룰로오스 펄프 및 결합제와 조합시킴으로써 형성된다. 아스파라기나제(asparaginase)를 슬러리에 추가로 첨가한다. 추가 단계는 슬러리를 균질화하는 단계, 및 상기 슬러리로부터 균질화 담배 물질을 형성하는 단계를 포함하고 있다. 본 발명에 따르면, 펄프화 및 정제 단계는 약 0.2 mm 내지 약 4 mm의 섬유 평균 크기를 갖는 셀룰로오스를 산출한다. 분쇄 단계는 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자들을 산출한다. 결합제는 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 양으로 슬러리 내에 첨가된다.
- 도 1은 본 발명에 따른 균질화 담배 물질을 제조하는 방법의 흐름도를 보여주고 있으며;
- 도 2는 도 1의 방법의 일 단계의 확대도를 보여주고 있으며;
- 도 3은 도 1의 방법의 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 4는 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 5는 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 6은 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 7은 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 8은 본 발명에 따라 실현된 상이한 샘플들 및 대조 샘플들에서 균질화 담배 물질에 존재하는 건조 중량 기준의 아스파라긴의 양을 보여주고 있으며;
- 도 9는 본 발명에 따라 실현된 상이한 샘플들 및 대조 샘플들에서 균질화 담배 물질에 존재하는 건조 중량 기준의 암모니아의 양을 보여주고 있으며;
- 도 10은 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가 열하여 생성된 에어로졸 내의 아크릴아미드의 양을 보여주고 있으며;
- 도 11은 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가열하여 생성된 에어로졸 내의 아세트아미드의 양을 보여주고 있으며;
- 도 12는 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가열하여 생성된 에어로졸 내의 피리딘의 양을 보여주고 있으며;
- 도 13은 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가열하여 생성된 에어로졸 내의 니코틴, 트리아세틴, 글리세린, 및 CO의 양을 보여주고 있으며; 그리고
- 도 14는 아스파라기나제로 처리된 샘플의 아스파르트산 함량을 산출량 대 측정량으로서 보여주고 있다.
- 도 2는 도 1의 방법의 일 단계의 확대도를 보여주고 있으며;
- 도 3은 도 1의 방법의 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 4는 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 5는 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 6은 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 7은 도 1의 방법의 다른 단계를 수행하기 위한 장치의 개략도를 보여주고 있으며;
- 도 8은 본 발명에 따라 실현된 상이한 샘플들 및 대조 샘플들에서 균질화 담배 물질에 존재하는 건조 중량 기준의 아스파라긴의 양을 보여주고 있으며;
- 도 9는 본 발명에 따라 실현된 상이한 샘플들 및 대조 샘플들에서 균질화 담배 물질에 존재하는 건조 중량 기준의 암모니아의 양을 보여주고 있으며;
- 도 10은 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가 열하여 생성된 에어로졸 내의 아크릴아미드의 양을 보여주고 있으며;
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- 도 12는 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가열하여 생성된 에어로졸 내의 피리딘의 양을 보여주고 있으며;
- 도 13은 본 발명에 따라 취득되지 않은 샘플로부터 및 본 발명의 균질화 담배 물질로부터 제조된 성분을 포함하는 취득된 에어로졸 형성 장치의 샘플을 가열하여 생성된 에어로졸 내의 니코틴, 트리아세틴, 글리세린, 및 CO의 양을 보여주고 있으며; 그리고
- 도 14는 아스파라기나제로 처리된 샘플의 아스파르트산 함량을 산출량 대 측정량으로서 보여주고 있다.
제2 측면에 따르면, 본 발명은 균질화 담배 물질의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 펄프를 형성하도록 셀룰로오스 섬유를 펄프화 및 정제하는 단계 및 하나 이상의 담배 유형들의 담배의 배합물을 분쇄하는 단계를 포함하고 있다. 추가 단계에서, 슬러리는 상이한 담배 유형들의 담배 배합물 분말을 상기 펄프 및 결합제와 혼합시킴으로써 형성된다. 아스파라기나제(asparaginase)를 슬러리에 추가로 첨가한다. 추가 단계는 슬러리를 균질화하는 단계, 및 상기 슬러리로부터 균질화 담배 물질을 형성하는 단계를 포함하고 있다. 본 발명에 따르면, 펄프화 및 정제 단계는 약 0.2 mm 내지 약 4 mm의 섬유 평균 크기를 갖는 셀룰로오스를 산출한다. 분쇄 단계는 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자들을 산출한다. 담배 입자는 건조 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 93%로 포함되는 양으로 첨가된다.
용어 "균질화 담배 물질"은 본 명세서 전반에 걸쳐 담배 물질의 입자들의 응집에 의해 형성된 임의의 담배 물질을 포함하기 위해 사용된다. 균질화 담배의 시트 또는 웹은 담배 잎몸(leaf lamina) 및 담배 잎자루(leaf stem) 중 하나 또는 양쪽 모두를 분쇄하거나 그렇지 않으면 분말화하여 얻어진 입자 담배를 응집시켜서 본 발명에서 형성될 수도 있다.
균질화 담배 물질은 담배의 처리, 취급 및 배송 동안에 형성된 담배 가루, 담배 미분 및 다른 입자 담배 부산물 중 하나 이상의 미량을 포함할 수 있다.
균질화 담배 물질에 존재하는 담배는 담배의 대부분, 또는 심지어 에어로졸 발생 물품에 존재하는 실질적으로 담배의 총량을 구성할 수 있다. 에어로졸의 향미와 같은 에어로졸의 특성에 미치는 영향은 균질화 담배 물질로부터 우세하게 도출될 수 있다. 담배의 사용을 최적화하도록 균질화 담배 물질 내에 존재하는 담배로부터의 물질의 방출이 단순화되는 것이 바람직하다. 담배 입자의 적어도 일부는 담배 셀 구조와 동일한 크기 또는 그 아래의 입자를 가질 수 있다. 약 0.05 mm까지의 미세 분쇄 담배가 유리하게는 담배 셀 구조를 개방하며 이로써 담배 자체로부터의 담배 물질의 에어로졸화가 개선될 수도 있다고 사료된다. 그러한 담배 물질에는 펙틴, 니코틴, 정유(essential oil) 및 기타 향미가 포함될 수도 있다. 이하에서, 용어 "담배 분말" 또는 “담배 입자”는 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배를 말하는데 본 명세서에서 사용된다.
약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자들은 슬러리의 균질도를 개선할 수 있다. 너무 큰 담배 입자들, 즉 약 0.15 mm보다 큰 담배 입자들은 슬러리로부터 형성된 균질화 담배 웹 내에 결합 및 취약 영역의 원인이 될 수 있다. 균질화 담배 웹에 있어서의 결함은 그 균질화 담배 웹의 인장 강도를 감소시킬 수 있다. 감소된 인장 강도는 에어로졸 발생 물품의 제조에서 균질화 담배 웹의 후속 취급에 곤란을 초래할 수 있으며, 예컨대, 기계 정지를 야기할 수 있다. 또한, 불균일한 담배 웹은 동일한 균질화 담배 웹으로부터 제조된 에어로졸 발생 물품들 간에 에어로졸 전달에 있어서 의도하지 않은 차이를 유발할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 에어로졸 발생 물품을 위해 허용 가능한 균질화 담배 물질을 획득하기 위해서는, 슬러리를 형성하는 출발 담배 물질로서 상대적으로 작은 평균 입자 크기를 갖는 담배가 바람직하다. 너무 작은 담배 입자는 그들의 크기 감소를 위한 공정에서 이러한 추가 감소에 대해 이점을 추가하지 않으면서 이러한 공정에서 요구되는 에너지 소모량을 증가시킬 수도 있다.
감소된 담배 입자 평균 크기는 또한 담배 슬러리의 점도를 감소시키는데 효과가 있어서 유리할 수도 있으며, 이로써 보다 양호한 균질성을 가능하게 한다. 그러나, 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 크기에서, 담배 물질 내의 담배 셀룰로오스 섬유는 실질적으로 파괴될 수도 있다. 따라서, 담배 물질 내의 담배 셀룰로오스 섬유는 결과적인 균질화 담배 웹의 인장 강도에 단지 매우 작게 기여할 수 있다. 통상적으로, 이는 결합제를 추가하여서 보상될 수도 있다. 그럼에도, 슬러리 및 이로써 균질화 담배 물질 내에 존재할 수도 있는 결합제의 양에 대해서는 실제적 한계치가 존재할 수도 있다. 이는 결합제가 물과 접촉하게 될 때에 결합제가 겔로 되는 경향성 때문이다. 겔화는 슬러리의 점도에 강한 영향을 주는데, 이러한 점도는 예를 들어, 캐스팅과 같은 후속 웹 제조 공정에 대한 슬러리의 중요한 파라미터이다. 따라서, 균질화 담배 물질 내에서 상대적으로 낮은 양의 결합제를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에 따르면, 하나 이상의 담배 유형들의 배합물에 첨가되는 결합제의 양은 슬러리의 건조 중량의 약 1% 내지 약 5%이다. 슬러리 내에 사용되는 결합제는 본 명세서에서 기술되는 고무진 또는 펙틴 중 임의의 것일 수 있다. 결합제는 담배 분말이 균질화 담배 웹에 걸쳐서 실질적으로 분산되게 유지되는 것을 보장할 수 있다. 고무진에 대한 기술적인 검토를 위해서는, IRL Press (G.O. Phillip 외. eds. 1988); Whistler, Industrial Gums: Polysaccharides And Their Derivatives, Academic Press (2d ed. 1973); 및 Lawrence, Natural Gums For Edible Purposes, Noyes Data Corp. (1976)를 참조하라.
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. 본 발명에 사용하기에 특히 바람직한 결합제는 구아이다.
한편으로, 상대적으로 작은 담배 입자 평균 크기 및 결합제의 감소된 양은 매우 균질한 슬러리를 산출하며 이로써 매우 균질한 균질화 담배 물질을 산출할 수도 있는데, 다른 편에서는, 이러한 슬러리로부터 획득되는 균질화 담배 웹의 인장 강도는 상대적으로 낮으며 잠재적으로는 공정 동안에 균질화 담배 물질에 작용하는 힘을 적절하게 견디는데 불충분할 수 있다.
셀룰로오스 섬유가 슬러리 내에 도입된다. 슬러리 내에 셀룰로오스 섬유를 도입하면, 통상적으로 강화제로서 작용하는 담배 재료 웹의 인장 강도가 증가하게 될 수도 있다. 따라서, 셀룰로오스 섬유를 첨가하면, 균질화 담배 물질 웹의 탄성력을 증가시킬 수 있다. 이는 에어로졸 발생 물품의 제조 동안에 균질화 담배 물질의 매끄러운 제조 공정 및 후속 취급을 지원할 수도 있다. 결국, 이는 에어로졸 발생 물품 및 기타 흡연 물품의 제조의 생산 효율, 비용 효율, 재현 가능성 및 제조 속도의 증가로 이어질 수 있다.
균질화 담배 물질용 슬러리에 포함되는 셀룰로오스 섬유는 관련 기술 분야에 공지되어 있고, 이에 한정되는 것은 아니지만, 연질목 섬유, 경질목 섬유, 황마(jute) 섬유, 아마 섬유, 담배 섬유 및 이들의 조합을 포함한다. 펄프화 이외에, 첨가된 셀룰로오스 섬유는 정제, 기계적 펄프화, 화학적 펄프화, 표백, 황산염 펄프화 및 이들의 조합과 같은 적합한 공정을 거칠 수 있다.
셀룰로오스 섬유는 담배 줄기 물질, 잎자루 또는 다른 담배 식물 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 목재 섬유와 같은 셀룰로오스계 섬유는 낮은 리그닌 함량을 포함하고 있다. 대안적으로, 식물 섬유와 같은 섬유가 상기 섬유와 함께, 또는 대안적으로, 대마 및 대나무를 포함하여, 사용될 수 있다.
셀룰로오스 섬유에서 하나의 관련 인자는 셀룰로오스 섬유 길이이다. 셀룰로오스 섬유가 너무 짧은 경우, 섬유는 제조된 균질화 담배 물질의 인장 강도에 효율적으로 기여하지 못할 것이다. 셀룰로오스 섬유가 너무 긴 경우, 셀룰로오스 섬유는 슬러리의 균질성에 영향을 미칠 것이고, 결국, 균질화 담배 물질, 특히 얇은 균질화 담배 물질, 예컨대, 수백 마이크로미터의 두께를 가진 균질화 담배 물질에 불균질성 및 다른 결함을 생성할 수 있다. 본 발명의 제1 측면에 따르면, 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자 및 슬러리의 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%의 양의 결합제를 포함하는 슬러리 내에서, 셀룰로오스 섬유의 길이는 유리하게는 약 0.2 mm 내지 약 4 mm이다. 바람직하게는, 셀룰로오스 섬유의 중량 당 평균 길이는 약 1 mm 내지 약 3 mm이다. 바람직하게는, 이러한 추가 감소는 정제 단계에 의해서 획득된다. 본 명세서에서, 섬유 길이는 섬유의 주요한 치수를 의미한다. 또한, 바람직하게는, 본 발명에 따르면, 셀룰로오스 섬유의 양은 슬러리의 총 중량의 건조 중량에서 약 1% 내지 약 7%로 포함된다. 슬러리 성분들의 이 값들은 균질한 담배 웹의 인장 강도를 다루기 위해 결합제에만 의존하는 균질화 담배 물질과 비교하여 균일화된 담배 물질의 고도의 균질성을 유지하면서 향상된 인장 강도를 나타내었다. 동시에, 약 0.2 mm 내지 약 4 mm의 평균 크기를 가진 셀룰로오스 섬유는 균질화 담배 물질이 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 발생 기재로서 사용되는 경우 미세 분쇄된 담배 분말로부터 물질의 방출을 현저하게 억제하지 않는다. 본 발명에 따르면, 균질화 담배 웹의 비교적 신속하고 신뢰성 있는 제조 공정이 획득될 뿐만 아니라, 재현 가능성이 높은 에어로졸을 방출하도록 구성된 기재도 획득될 수 있다.
본 발명의 방법은 아스파라기나제를 첨가하는 단계를 포함하고 있다. 아스파라기나제는, 이하의 반응에 따라 아스파라긴의 아스파르트산으로의 가수분해를 촉진시키는 효소이다.
아스파라기나제는, 고세균, 균류 같은 미생물에 의해 발현되고 생산되는 효소이며, 이러한 유기체에 의해 자연적으로 유도되거나 재조합으로 생산될 수 있다. 미생물 공급원으로는, 특히, 사카로미세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae), 에르비니아 카르토보라(Erwinia carotovora), 대장균(Escherichia coli), 아스퍼질러스 오르자에(Aspergillus oryzae), A.니게르(A.niger), 에르비니아 크리산테미(Erwinia chrysanthemi), 및 엔터로박터 에어로게네스(Enterobacter aerogenes)가 있다.
아스파라기나제 또는 콜라스파제(Colaspase)는, 그들이 촉진시키는 화학 반응에 기초하여, 효소에 대한 수치 분류 체계인 Enzyme Commission 번호(EC 번호)에서 EC 3.5.1.1로 분류된다. 아스파라기나제는 예를 들어 Megazyme(ASNEC, 대장균 유도) 및 Novozyme(Acrylaway®)에 의해 시판되고 있다.
아스파라기나제를 포함하는 본 발명에 따른 균질화 담배 물질을 가열하여 생산되는 에어로졸의 아크릴아미드의 양이 현저히 감소될 수 있다. 발명자들은, 이것이 본 발명의 방법에 따른 아스파라기나제의 첨가로 인한 것이라고 생각한다.
또한, 슬러리에 아스파라기나제 효소를 첨가하면, 이렇게 취득된 균질화 담배 물질을 가열하는 사용자의 전체적인 흡연 경험 및 맛에 제한된 영향을 끼칠 수 있다고 밝혀졌다. 사용자의 흡연 감각과 맛을 형성하는 데 기여하는 요소들은, 특히, 균질화 담배 물질 및 균질화된 담배를 가열하여 생성된 에어로졸 모두에 있어서 니코틴, 환원 당, NO3, 및 총 알칼로이드의 양을 포함할 수도 있다. 이러한 모든 요소들은, 아스파라기나제의 슬러리로의 첨가 및 아스파라긴의 아스파르트산과 암모니아로의 유도 변환에 의해 실질적으로 변형되지 않는다. 또한, “양호한” 에어로졸의 제조를 위한 특성, 즉, 균질화 담배 물질 가열 될 때 에어로졸의 제조에 중요한 슬러리의 양태들, 예를 들면, 캐스팅 전의 슬러리의 수분, 및 에어로졸 형성 물질 또는 글리세롤 등의 보습제의 양은 아스파라기나제의 첨가에 의해 실질적으로 변화되지 않는다. 본 발명에 따라 제조된 균질화 담배 물질의 일부를 사용하여 제조된 흡연 물품은 바람직하게는 아스파라기나제의 첨가에 의해 현저히 변화되지 않으며, 사용자를 위한 맛 및 기타 감각적 양태는 현저하게 변화되지 않는다.
유리하게, 본 발명의 제2 측면 또는 제1 측면의 다른 특성에 따르면, 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 93%의 담배 입자를 포함하고 있다. 담배 배합물의 양은, 비교적 “고” 농도인 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 중량 당 약 50% 내지 약 93%로 포함된다. 균질화 담배 물질의 대부분은 담배 배합물에 의해 형성된다. 이러한 고 농도의 담배 및 이에 따른 아스파라긴이 존재하여도, 놀랍게도, 아스파라기나제를 균질화 담배 물질에 첨가함으로써, 바람직하게는, 본 발명의 방법에 따라 설명하는 바와 같이 슬러리 형성 동안 아스파라기나제를 첨가함으로써, 균질화 담배 물질의 일부를 가열하여 형성되는 에어로졸에 존재하는 아크릴아미드의 양을 감소시킬 수 있음이 밝혀졌다.
바람직하게는, 하나 이상의 담배 유형들의 담배를 분쇄하는 상기 단계는 다음의 담배들: 밝은 담배; 어두운 담배; 방향족 담배; 충전제 담배 중 하나 이상을 배합하는 단계를 포함하고 있다. 바람직하게는, 균질화 담배 물질은 적절히 배합된 상이한 담배 유형의 담배 잎몸 및 줄기로 형성된다. 용어 "담배 유형"은 다양한 종류의 담배 중 하나를 의미한다. 본 발명과 관련하여, 이들 상이한 담배 유형은 밝은 담배, 어두운 담배 및 방향족 담배의 3가지 주요 그룹으로 구별된다. 이들 3가지 그룹 간의 구별은 담배 제품에서 추가 처리되기 전에 담배가 겪는 경화 공정에 기초한다.
밝은 담배는 일반적으로 크고 밝은 색의 잎이 달린 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "밝은 담배"는 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. 감각적인 관점에서, 밝은 담배는 경화 후에 강하고 활기찬 감각과 연관되는 담배 유형이다. 본 발명에 따르면, 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. 환원당은 예컨대 포도당 또는 과당을 포함한다. 총 암모니아는 예컨대 암모니아 및 암모니아 염을 포함한다.
어두운 담배는 일반적으로 크고 짙은 색의 잎이 달린 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "어두운 담배"는 공기 경화 된 담배에 사용된다. 또한, 어두운 담배는 발효될 수 있다. 츄잉, 스너프, 시가 및 파이프 배합물 용으로 주로 사용되는 담배도 이 분류에 포함된다. 감각적인 관점에서, 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. 본 발명에 따르면, 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.
방향족 담배는 흔히 작고 밝은 색의 잎이 달린 담배이다. 본 명세서 전반에 걸쳐, 용어 "방향족 담배"는 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.
또한, 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 담배의 예는 다른 담배 유형의 줄기, 주맥 또는 잎자루이다. 구체적인 예는 연도 경화된 브라질 하부 잎자루의 연도 경화된 줄기일 수 있다.
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 화학 조성일 수 있다. 배합물은 서로에 대해 주어진 비율로 특정 담배 유형들과 등급들을 포함하고 있다.
본 발명에 따르면, 동일한 담배 유형 내의 상이한 등급들은 각 배합물 성분의 가변성을 감소시키기 위해 교차 배합될 수 있다. 바람직하게는, 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.
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. 방향족 담배는 등급 D의 담배 및 등급 E의 담배를 포함할 수 있으며, 여기서 등급 D의 방향족 담배는 등급 E의 방향족 담배와 약간 상이한 화학적 특성을 갖는다. 예시를 위한, 담배 배합물의 가능한 목표치는, 예컨대 총 담배 배합물의 건조 중량을 기준으로 약 10%의 환원당 함량을 가질 수 있다. 선택된 목표치를 달성하기 위해, 70% 밝은 담배 및 30% 방향족 담배를 선택함으로써 담배 배합물을 형성할 수 있다. 70% 밝은 담배는 등급 A의 담배, 등급 B의 담배 및 등급 C의 담배 중에서 선택되며, 30% 방향족 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.
선택된 담배의 배합물에 의해 주어진 맛은 통상적으로 슬러리에서 효소 아스파라기나제의 첨가에 의해 변하지 않는다는 것이 밝혀졌다.
바람직하게는, 슬러리는 아스파라기나제가 첨가되는 동안 약 20℃ 내지 약 60℃의 온도를 갖는다. 통상적으로 양호한 인장 강도와 비교적 적은 결함을 가진 슬러리를 얻기 위해서는, 결국 슬러리의 점도에 연결되는 슬러리의 온도도 관련 파라미터인 것이 관찰되었다. 슬러리에 대한 적절한 온도 범위는 약 20℃ 내지 60℃일 수도 있다. 이것은 통상적으로 아스파라기나제가 슬러리에 도입되는 순간부터 아스파라기나제의 효소 활성에 대한 최적 범위이기도 하다는 것이 밝혀졌다.
유리하게는, 슬러리는 아스파라기나제의 첨가와 균질화 담배 물질의 형성 사이에, 약 2 분 내지 약 60 분, 예를 들어 약 5 분 내지 약 30 분의 시간 간격 동안 약 20℃ 내지 약 60℃의 온도에서, 유지된다. 아스파라긴의 양을 매우 낮은 수준으로, 즉, 초기 함량의 약 95% 아래 수준으로 줄이는 데 효소 활성의 필요한 시간은 다소 빠를 수도 있다. 바람직하게는, 이 시간 간격 동안 또는 상기 시간 간격의 일부 동안, 슬러리가 혼합되어, 효소가 슬러리의 전체 부피 내에 분포되고, 효소가 전체 슬러리 부피에서 아스파르트산을 아스파라긴으로 가수분해를 촉매하여 아스파르트산에서 아스파라긴을 전환시킬 수 있다. 보다 바람직하게는, 일반적으로 탱크에 함유된, 슬러리는 물이 증발되지 않도록 덮히거나, 비교적 제한된 양에서만 증발되며, 일반적으로 가열을 필요로 하는 효소 활성이 일어난다. 바람직하게는, 슬러리의 습도는 바람직한 소정의 범위 내에서 유지된다. 바람직하게는, 슬러리는 캐스팅 전에, 약 60% 내지 약 80%의 물을 포함한다.
바람직하게는, 상기 슬러리는 아스파라기나제가 첨가되는 동안, 약 5 내지 약 7의 pH를 갖는다. 보다 바람직하게는, 상기 슬러리의 pH는 상기 아스파라기나제의 효소 활성 동안 이 범위 내에 있다. 아스파라기나제의 반응은 특히, 슬러리의 pH에 따라 달라질 수도 있다. pH 조절제를 슬러리에 첨가하여 pH를 개질시킬 수도 있다. 예를 들어, pH 조절제는 NaOH를 포함하여 슬러리의 pH 수준을 상승시킬 수도 있다. 당 기술분야에 공지된 다른 pH 개질제가 또한 사용될 수도 있다.
유리하게는, 본 방법은 에어로졸 형성제를 슬러리에 첨가하는 단계를 포함하고 있다. 균질화 담배 물질 용으로 슬러리에 포함시키기 위한 적절한 에어로졸 형성제는 본 기술분야에 공지되어 있고, 다음으로 한정되지 않지만, 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 포함한다. 예를 들면, 본 명세서에 따른 균질화 담배 물질이 가열식 에어로졸 발생 물품 내에서 에어로졸 형성 기재로서 사용하기 위해 의도되는 경우, 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 30%의 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있다. 가열 요소를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위해 의도되는 균질화 담배 물질은 바람직하게는 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 약 5% 내지 약 30%의 에어로졸 형성제, 바람직하게는 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 약 10% 내지 약 25%의 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 가열 요소를 갖는 전기 작동식 에어로졸 발생 시스템에서 사용하기 위해 의도되는 균질화 담배 물질의 경우, 에어로졸 형성제는 바람직하게는 글리세린일 수도 있다. 이러한 에어로졸 형성제의 양은 공지된 균질화 담배 물질에 존재하는 에어로졸 형성제의 양과 비교하여 다소 "높다"고 여겨진다. 바람직하게는 이렇게 높은 에어로졸 형성제의 양은 슬러리에 조합될 때 결합제를 물로부터 가능한 한 멀리 유지하기 위해 실질적으로 모든 결합제가 에어로졸 형성제 분자에 의해 둘러싸이도록 결합제로 현탁액을 제조하기 위해 사용된다. 결합제와 물은 겔을 형성할 수도 있다.
아스파라기나제는 예를 들어 글리세롤과 같은 에어로졸 형성제의 존재에 의해 그 활성이 감소될 수도 있다. 아스파라기나제는 글리세롤을 함유하는 완충 용액에 저장될 수도 있다. 일반적으로 사용하기 전에, 글리세롤을 투석해 내거나 희석시켜서 적절한 효소 활성을 보장하는 것이 권장된다. 놀랍게도, 슬러리에 존재하는 에어로졸 형성제의 "높은" 양에도, 본 발명의 균질화 담배 물질은 여전히 본 발명의 이점을 제공할 수 있음이 밝혀졌다.
바람직하게는, 상기 슬러리로 균질화 담배 물질을 형성하는 단계는, 슬러리의 웹을 캐스팅하는 단계; 및 상기 캐스팅된 웹을 건조하는 단계를 포함하고 있다.
균질화 담배 물질의 웹은 지지면 상에 전술한 바와 같이 제조된 슬러리를 캐스팅하는 단계를 일반적으로 포함하는 유형의 캐스팅 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 그 다음, 바람직하게, 캐스팅된 웹을 건조시켜 균질화 담배 물질의 웹을 형성한 다음, 이를 지지면으로부터 제거한다.
바람직하게, 캐스팅시 상기 균질화 담배 물질 웹의 수분은 캐스팅시 균질화 담배 물질 웹의 총 중량의 약 60% 내지 약 80%이다. 바람직하게는, 균질화 담배 물질을 제조하는 방법은 상기 균질화 담배 물질을 건조하고 상기 균질화 담배 물질을 권취하는 단계를 포함하고 있다. 바람직하게는, 권취 후 상기 균질화 담배 물질 웹의 수분은 균질화 담배 물질 웹의 건조 중량의 약 7% 내지 약 15%이다. 바람직하게는, 권취 시 상기 균질화 담배 물질 웹의 수분은 균질화 담배 물질 웹의 건조 중량의 약 8% 내지 약 12%이다.
제3 측면에 따르면, 본 발명은 셀룰로오스 섬유 및 물을 포함하는 균질화 담배 물질, 상이한 담배 유형들의 입자의 배합물, 및 결합제를 포함하며, 이들은 슬러리를 형성하도록 함께 혼합된다. 본 발명에 따르면, 담배 입자는 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 입자 크기를 가지며, 결합제의 양은 슬러리의 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 5%이며, 셀룰로오스 섬유는 슬러리의 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 7%의 양을 가지며, 섬유의 중량 당 평균 길이는 약 0.2 mm 내지 약 4 mm이다. 균질화 담배 물질은 아스파라기나제를 더 포함하고 있다.
제4 측면에 따르면, 본 발명은 셀룰로오스 섬유 및 물을 포함하는 균질화 담배 물질, 상이한 담배 유형들의 입자의 배합물, 및 결합제를 포함하며, 이들은 슬러리를 형성하도록 함께 혼합된다. 본 발명에 따르면, 담배 입자는 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 중량 당 평균 입자 크기를 가지며, 건조 중량을 기준으로 약 50% 내지 약 93%로 포함되며, 셀룰로오스 섬유는 슬러리의 건조 중량을 기준으로 약 1% 내지 약 7%의 양을 가지며, 섬유의 중량 당 평균 길이는 약 0.2 mm 내지 약 4 mm이다. 균질화 담배 물질은 아스파라기나제를 더 포함하고 있다.
바람직하게는, 약 1 mm 내지 약 3 mm의 중량 당 평균 길이를 갖는, 상기 셀룰로오스 섬유의 백분율은 상기 펄프 내의 상기 셀룰로오스 섬유의 크기의 표준 편차의 4 배와 동일하다. 섬유는 처리 공정 이전에 매우 다양한 범위의 길이들을 갖는 천연 제품일 수도 있다. 바람직하게는, 천연 섬유보다 좁은 범위가 정제 단계에 의해서 획득된다. 본 발명의 방법의 정제 단계로 인해서, 결과적인 섬유의 길이는 평균에 매우 근접하는 경향을 갖는다. 이는 셀룰로오스 섬유의 길이의 편차가 상대적으로 작음을 의미한다. 평균치보다 매우 긴 섬유에 의해서 초래되는 균질화 담배 물질 내의 불균질성 또는 결합의 위험이 최소화될 수 있다. 특히, 긴 섬유는 담배 웹 내의 확장된 불균질한 영역을 빈번하게 생성하는 이러한 드래거(dragger)를 캐스팅된 담배 웹 내에서 생성할 수 있다. 바람직하게는, 셀룰로오스 섬유는 목재 셀룰로오스 섬유이다. 이와 달리, 셀룰로오스 섬유의 소스는 예를 들어, 담배, 아마 또는 삼과 같은 다른 식물 재료이다. 아스파라기나제의 유리한 효과는 제1 측면에서 이미 기재되어 있다. 관련 장점들은 위의 본 발명의 방법과 관련하여서 이미 기술되었으며 단순성을 위해서 반복되지 않을 것이다.
바람직하게는, 균질화 담배 물질은 캐스팅 후에 실질적으로 고체의 물질 시트이다. 그런 다음 이 시트를 추가로 절단하고 선택적으로 하나 이상의 보빈에 권취시킨다. 두께와 같은, 시트의 치수는 얻어질 최종 제품에 따라 달라진다.
제3 또는 제4 측면에 따르면, 본 발명의 균질화 담배 물질은 하기 성분을 포함하고 있다:
- 담배 분말;
- 결합제:
- 아스파라기나제(Asparaginase); 및
- 셀룰로오스 섬유.
선택적으로, 에어로졸 형성제 또한 포함하고 있다.
유리하게는, 상기 열거된 성분 중 하나 이상은 본 발명의 균질화 담배 물질에서 다음의 중량비로 포함된다:
결합제 및 셀룰로오스 섬유는 바람직하게는 약 1:7 내지 약 5:1의 중량비로 포함된다. 더욱 바람직하게는, 결합제 및 셀룰로오스 섬유는 약 1:1 내지 약 3:1의 중량비로 포함된다.
결합제 및 에어로졸 형성제는 바람직하게는 약 1:30 내지 약 1:1의 중량비로 포함된다. 더욱 바람직하게는, 결합제 및 에어로졸 형성제는 약 1:20 내지 약 1:4의 중량비로 포함된다.
결합제 및 담배 입자는 바람직하게는 약 1:100 내지 약 1:10의 중량비로 포함된다. 더욱 바람직하게는, 결합제 및 담배 입자는 약 1:50 내지 약 1:15, 더욱더 바람직하게는, 약 1:30 내지 약 1:20의 중량비로 포함된다.
결합제 및 아스파라기나제는 바람직하게는 약 50:1 내지 약 4000:1의 중량비로 포함된다.
에어로졸 형성제 및 담배 입자는 바람직하게는 약 1:20 내지 약 1:1의 중량비로 포함된다. 더욱 바람직하게는, 에어로졸 형성제 및 담배 입자는 약 1:6 내지 약 1:2의 중량비로 포함된다.
에어로졸 형성제 및 셀룰로오스 섬유는 바람직하게는 약 1:1 내지 약 30:1의 중량비로 포함된다. 더욱 바람직하게는, 에어로졸 형성제 및 셀룰로오스 섬유는 약 5:1 내지 약 15:1의 중량비로 포함된다.
에어로졸 형성제 및 아스파라기나제는 바람직하게는 250:1 내지 25000:1의 중량비로 포함된다.
셀룰로오스 섬유 및 담배 입자는 바람직하게는 약 1:100 내지 약 1:10의 중량비로 포함된다. 더욱 바람직하게는, 셀룰로오스 섬유 및 담배 입자는 바람직하게는 약 1:50 내지 약 1:20의 중량비로 포함된다.
셀룰로오스 섬유 및 아스파라기나제는 바람직하게는 약 50:1 내지 약 6000:1의 중량비로 포함된다.
상기에서 언급한 균질화 담배 물질의 성분들의 중량비는 균질화 담배 물질에만 적용가능할 뿐만 아니라, 슬러리에 존재하는 다양한 성분의 중량비이기도 하다.
균질화 담배 물질의 웹은 담배 슬러리를 가동 금속 벨트 상에 캐스팅하는 단계를 일반적으로 포함하는 유형의 캐스팅 공정으로 형성되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 캐스팅된 웹을 건조시켜 균질화 담배 물질의 웹을 형성한 다음, 이를 지지면으로부터 제거한다.
유리하게, 상기 아스파라기나제는, 상기 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 중량 당 약 0.0012% 내지 약 0.02%로 포함된다. 더욱 바람직하게, 아스파라기나제의 양은, 균질화 담배 물질에 포함된 담배 입자 1킬로그램당 약 500 활성 단위 내지 21000 활성 단위로 포함된다. 첨가되는 아스파라기나제의 양은 바람직하게 아스파라긴의 양에 의존하며, 이러한 아스파라긴은 균질화 담배 물질에 존재하는 담배의 양에 의존한다. 또한, 아스파라기나제의 양은 아스파라기나제 자체의 부작용과 비용을 최소화하도록 선택된다.
유리하게, 아스파라기나제는, 순수한 효소가 아니라 아스파라기나제와 기타 성분들의 혼합물로서 슬러리에 첨가된다.
아스파라기나제를 첨가함으로써, 균질화 담배 물질은 아스파라기나제와 아스파라긴 간의 반응으로 인해 아스파르트산을 포함하고 있다. 아스파르트산이 존재한다는 것은 효소 반응을 확인한 것이다.
제3 측면과 제4 측면에 따른 본 발명의 이점은 제1 측면과 제2 측면을 참조하여 이미 설명되었으므로 여기서 반복하지 않는다.
제5 측면에 따르면, 본 발명은, 전술한 균질화 담배 물질로부터 제조되거나 본 발명의 방법에 따라 제조된 성분을 포함하는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
에어로졸 발생 물품은 에어로졸을 형성할 수 있는 휘발성 화합물을 방출할 수 있는 에어로졸 형성 기재를 포함하는 물품이다. 에어로졸 발생 물품은 비가연성 에어로졸 발생 물품일 수 있거나, 가연성 에어로졸 발생 물품일 수 있다. 에어로졸 발생 물품은 비가연성 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.
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.
균질화 담배 물질에서 아스파라긴 함량을 감소시키는, 아스파라기나제의 존재는 균질화 담배 물질을 가열하여 얻은 에어로졸에서 아크릴아미드의 양을 감소시킨다. 이러한 감소는 아스파라기나제의 첨가 없이 본 발명에 따라 실현된 균질화 담배 물질에 대하여 약 70% 초과일 수도 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예시하기 위한 목적으로 더욱 설명될 것이다:
먼저 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 슬러리의 제조 방법이 예시되어 있다. 본 발명의 방법의 제1 단계는 균질화 담배 물질을 제조하기 위해 담배 배합물에 사용되는 담배 유형 및 담배 등급의 선택(100)이다. 본 방법에 사용되는 담배 유형 및 담배 등급은 예컨대 밝은 담배, 어두운 담배, 방향족 담배 및 충전제 담배이다.
균질화 담배 물질의 제조에 사용되는 것으로 의도되는 선택된 담배 유형 및 담배 등급만이 본 발명인 방법의 하기 단계에 따른 가공을 거친다.
본 방법은 선택된 담배가 놓여지는 추가의 단계(101)를 포함하고 있다. 이 단계는 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.
또한, 배치 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.
또한, 담배 배치 단계(101)는 필요한 경우, 담배 잎들이 운송용 운송 박스들 내에서 통상적으로 묶음으로 압축되는 경우에 이 묶음을 슬라이싱하는 것을 포함할 수 있다.
아래에서 상세히 설명되는 바와 같이, 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, 본 발명에 따르면, 바람직하게도, 균질화 담배 웹을 형성하기 이전에, 배합된 담배 분말에 어떠한 케이싱도 추가되지 않는다.
또한, 본 발명의 방법은 담배 잎의 거친 분쇄 단계(102)를 포함하고 있다.
본 발명의 방법의 변형예에 따르면, 담배 배치 단계(101) 이후 및 담배 거친 분쇄 단계(102) 이전에, 도 1에 도시된 바와 같이, 추가의 세단(shredding) 단계(103)가 수행된다. 세단 단계(103)에서, 담배는 약 2 mm 내지 약 100 mm의 평균 크기를 갖는 스트립(strips)으로 세단된다.
바람직하게는, 세단 단계(103) 후에는, 스트립으로부터 비담배 물질을 제거하는 단계가 수행된다(도 1에는 도시되지 않음).
이어서, 세단된 담배는 거친 분쇄 단계(102)를 향해 반송된다. 담배 잎의 스트립을 거칠게 분쇄하는 밀(mill)로 보내는 담배의 흐름 속도는 바람직하게 제어 및 측정된다.
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 결과적인 입자가 관련 이송 문제를 안고 있지 않다.
바람직하게는, 거친 분쇄 단계(102) 후에, 담배 입자는 예컨대 공압 이송(pneumatic transfer)에 의해서, 배합 단계(104)로 이송된다. 대안적으로, 배합 단계(104)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.
배합 단계(104)에서는, 담배 배합용으로 선택된 상이한 담배 유형의 모든 거칠게 분쇄된 담배 입자가 배합된다. 따라서, 배합 단계(104)는 모든 선택된 담배 유형에 대한 단일의 단계이다. 이것은, 배합 단계 후에는 모든 상이한 담배 유형에 대해 단일의 공정 라인만 있으면 된다는 것을 의미한다.
배합 단계(104)에서는, 바람직하게 다양한 담배 유형의 입자 혼합이 수행된다. 바람직하게는, 담배 배합물의 특성들 중의 하나 이상의 특성을 측정 및 제어하는 단계가 수행된다. 본 발명에 따르면, 담배의 흐름은 원하는 배합이 얻어지도록 제어될 수가 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 배합물이 이 배합물 내 총 담배의 건조 중량을 기준으로 적어도 약 30%의 밝은 담배(1)를 포함하며, 어두운 담배(2) 및 방향족 담배(3)가 그 배합물 내 총 담배의 건조 중량을 기준으로 약 0% 내지 약 40%, 예를 들어 약 35%로 포함된다. 보다 바람직하게는, 또한 충전제 담배(4)가 배합물 내 총 담배의 건조 중량 기준 약 0% 내지 약 20%의 백분율로 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.
도 2에서, 배합 단계(104) 동안의 다양한 담배 유형의 도입이 도시되어 있다.
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 연도 경화된 담배를 혼합한 것일 수 있다.
배합 단계(104) 후에, 약 0.03 mm 내지 약 0.12 mm의 담배 분말 평균 크기까지로, 미세 분쇄 단계(105)가 수행된다. 이 미세 분쇄 단계(105)는 담배의 크기를 슬러리 제조에 적합한 분말 크기로 감소시킨다. 이러한 미세 분쇄 단계(105) 후에는, 담배의 셀이 적어도 부분적으로 파괴되어 담배 분말은 점착성이 될 수도 있다.
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).
도 1에 따른 균질화 담배 물질의 형성을 위한 담배 배합 단계(104) 및 담배 분쇄 단계(102, 105)는 도 3에서 개략적으로 도시된 담배 분쇄 및 배합 장치(200)를 사용하여 수행된다. 장치(200)는 상이한 담배 유형의 축적, 탈-스태킹, 중량 측정 및 검사가 이루어지는 담배 수용 스테이션(201)을 포함하고 있다. 선택적으로는, 담배가 카톤(carton)으로 수송된 경우, 수용 스테이션(201)에서 담배를 담고 있는 카톤의 제거가 수행된다. 담배 수용 스테이션(201)은 선택적으로 담배 묶음 분할 유닛(tobacco bale splitting unit)을 또한 포함하고 있다.
도 3에서는 하나의 유형의 담배에 대한 생산 라인만이 도시되어 있지만, 배합 단계가 수행되는 시기에 따라 본 발명에 따른 균질화 담배 물질 웹에 사용된 각각의 담배 유형에 대해서 동일한 장비가 제공될 수 있다. 또한, 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 묶음을 취급하여, 담배 스트립을 풀고서 스트립을 더 작은 조각으로 세단하도록 구성된다. 각 생산 라인에서의 담배 조각들은 예컨대 공압 이송부(203)에 의해서, 거친 분쇄 단계(102)를 위해 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, 첨부 도면에서는 이들 모두가 205로 표시되어 있다.
밀(204)은 약 0.25 mm 내지 약 2 mm의 크기까지 담배 스트립을 거칠게 분쇄하도록 구성된다. 밀의 로터(rotor) 속도는 담배 세단 흐름 속도를 기준으로 제어 및 변경될 수가 있다.
바람직하게는, 균일한 질량 흐름 제어를 위한 버퍼 사일로(buffer silo)(206)가 거친 분쇄기 밀(204) 다음에 위치된다. 또한, 바람직하게는 밀(204)은 안전상의 이유로 스파크 검출기 및 안전 차단 시스템(207)을 구비한다.
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 포함하고 있다. 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.
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 밀이다. 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.
도 1의 균질화 담배 물질의 제조 방법은 현탁액 제조 단계(106)를 더 포함하고 있다. 현탁액 제조 단계(106)는 현탁액을 형성하기 위해 에어로졸 형성제(5)와 결합제(6)를 혼합하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 에어로졸 형성제(5)는 글리세롤을 포함하고, 결합제(6)는 구아를 포함하고 있다.
에어로졸 형성제 내에 결합제를 현탁하는 단계(106)는 에어로졸 형성제(5)와 결합제(6)를 용기에 적재하는 단계와, 이 둘을 혼합하는 단계를 포함하고 있다. 바람직하게는, 생성된 현탁액을 슬러리에 도입하기 전에 저장한다. 바람직하게, 글리세롤은 2단계로 구아에 첨가되며, 제1 양의 글리세롤이 구아와 혼합된 다음, 제2 양의 글리세롤이 운반 파이프에 주입됨으로써, 글리세롤을 사용하여 라인 내부의 세척 곤란 지점을 피하면서 공정 라인을 세정한다.
본 발명의 에어로졸 형성제 내에 결합제를 현탁하는 단계(106)를 수행하도록 구성된 슬러리 제조 라인(300)이 도 4에 도시되어 있다.
슬러리 제조 라인(300)은 글리세롤과 같은 에어로졸 형성제의 벌크 탱크(301), 및 탱크(301)로부터 에어로졸 형성제(5)를 이송하고 그 유량을 제어하도록 구성된 질량 유동 제어 시스템(303)을 가진 파이프 이송 시스템(302)을 포함하고 있다. 또한, 슬러리 제조 라인(300)은 결합제 취급 스테이션(304)과, 스테이션 (304)에 수용된 결합제(6)를 운반하고 중량을 측정하기 위한 공압 이송 및 투입 시스템(305)을 포함하고 있다.
각기 탱크(301) 및 취급 스테이션(304)으로부터의 에어로졸 형성제(5)와 결합제(6)는 결합제(6)와 에어로졸 형성제(5)를 균일하게 혼합하도록 설계된, 슬러리 제조 라인(300)의 일부인, 혼합 탱크 또는 2개 이상의 혼합 탱크(306)로 이송된다.
균질화 담배 물질을 구현하는 방법은 셀룰로오스 펄프(107)를 제조하는 단계를 포함하고 있다. 펄프 제조 단계(107)는 물(8)과 셀룰로오스 섬유(7)를 농축된 형태로 혼합하는 단계, 이렇게 얻어진 펄프를 선택적으로 저장하는 단계, 및 그 다음, 슬러리를 형성하기 전에 상기 농축된 펄프를 희석하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 보드 또는 백 내의, 셀룰로오스 섬유는 펄프 제조기(pulper)에 적재된 다음, 물로 액화된다. 생성된 물-셀룰로오스 용액은 상이한 밀도로 저장될 수 있지만, 바람직하게, 단계(107)의 결과인 펄프는 "농축물"이다. 바람직하게는, “농축물”은 펄프 내의 셀룰로오스 섬유의 총 양이 희석 이전에 총 펌프 중량의 약 3% 내지 약 5%임을 의미한다. 바람직한 셀룰로오스 섬유는 연질목 섬유이다. 바람직하게, 건조 중량으로 슬러리 내의 셀룰로오스 섬유의 총량은 슬러리의 건조 중량으로 약 1% 내지 약 7%, 바람직하게는 약 1.2% 내지 약 2.4%이다.
바람직하게, 물과 셀룰로오스 섬유의 혼합 단계는 유리하게는 약 15℃ 내지 약 40℃의 온도에서 약 20 내지 약 60분 동안 지속된다.
펄프의 저장이 수행되는 경우, 저장 시간은 바람직하게 약 0.1 일 내지 약 7일 간에서 변한다.
유리하게, 농축된 펄프를 저장하는 단계 후에, 물 희석이 이루어진다. 셀룰로오스 섬유가 펄프 총 중량의 약 1% 미만이 되게 하는 양으로 농축된 펄프에 물이 첨가된다. 예컨대, 약 3 내지 약 20 배율의 희석이 발생할 수 있다. 또한, 농축된 펄프와 첨가된 물을 혼합하는 단계를 포함하는 추가적인 혼합 단계가 이루어질 수 있다. 추가적인 혼합 단계는 바람직하게는 약 15℃ 내지 약 40℃의 온도에서, 더 바람직하게는 약 18℃ 내지 약 25℃의 온도에서 약 120분 내지 약 180분 동안 지속된다.
셀룰로오스 섬유, 구아 및 글리세롤을 위한 모든 탱크 및 이송 파이프는 이송 시간을 단축하고, 폐기물을 최소화하며, 교차 오염을 피하고, 세척을 용이하게 하도록 가능한 한 최적으로 짧게 설계되는 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 섬유, 구아 및 글리세롤을 위한 이송 파이프는 신속하고 방해받지 않는 흐름을 허용하기 위해 가능한 한 직선인 것이 바람직하다. 특히, 에어로졸 형성제 내의 결합제 현탁액의 경우, 이송 파이프의 굴곡은 유량이 낮거나 심지어 정지하는 영역을 초래할 수 있으며, 이 영역은 결국 겔화가 발생할 수 있고 이송 파이프 내에서 잠재적으로 폐색되는 영역이 될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 폐색은 전체 제조 공정을 세척하고 정지시킬 필요성을 초래할 수 있다.
바람직하게, 펄프 제조 단계(107) 후에, 선택적인 섬유 피브릴화 단계가 수행된다(도 1에 도시되지 않음).
펄프 형성 방법 단계(107)를 수행하기 위한 장치(400)가 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 바람직하게는 보드/시트 또는 보풀이 있는 섬유와 같은 벌크 형태의 셀룰로오스 섬유(7)를 취급하도록 구성된 공급 시스템(401)과 펄프 제조기(402)를 포함하는 셀룰로오스 섬유 공급 및 제조 라인(400)을 개략적으로 도시하고 있다. 공급 시스템(401)은 셀룰로오스 섬유를 펄프 제조기(402)로 향하게 하도록 구성되고, 펄프 제조기는 수용된 섬유를 균일하게 분산시키도록 구성된다.
펄프 제조기(402)는 펄프 제조기 내의 온도가 주어진 온도 범위 내에 유지되도록 하는 온도 제어부(401a)와, 펄프 제조기(402) 내에 존재하는 임펠러(미도시)의 속도가 제어되어 바람직하게는 약 5 rpm 내지 약 35 rpm으로 유지되도록 하는 회전 속도 제어부(401b)를 포함하고 있다.
셀룰로오스 섬유 공급 및 제조 라인(400)은 펄프 제조기(402) 내에 물(8)을 도입하도록 구성된 물 라인(404)을 더 포함하고 있다. 물 라인(404)에는 펄프 제조기(402) 내에 도입되는 물의 유량을 제어하는 유량 제어기(405)가 추가되는 것이 바람직하다.
셀룰로오스 섬유 공급 및 제조 라인(400)은, 긴 섬유와 내포된 섬유가 제거되고 균일한 섬유 분포가 얻어지도록, 섬유를 처리 및 피브릴화하는 섬유 정제기 시스템(403)을 더 포함할 수도 있다.
바람직하게는, 펌프화 및 정제 단계의 종료 시에 셀룰로오스 섬유의 평균 크기는 약 0.2 mm 내지 약 4 mm, 보다 바람직하게는 약 1 mm 내지 약 3 mm로 존재한다.
섬유 정제기 시스템(403)의 하류에서, 셀룰로오스 섬유 공급 및 제조 라인(400)은 시스템(403)으로부터 나오는 고농도 섬유 용액을 저장하기 위해 섬유 정제기 시스템(403)에 연결된 셀룰로오스 버퍼 탱크(407)를 포함할 수 있다.
셀룰로오스 섬유 공급 및 제조 라인(400)의 끝에서, 펄프가 희석되는 셀룰로오스 희석 탱크(408)가 존재하는 것이 바람직하고, 이 탱크는 셀룰로오스 버퍼 탱크(407)에 연결된다. 셀룰로오스 희석 탱크(408)는 후속 슬러리 혼합에 적합한 농도(consistency)의 셀룰로오스 섬유를 배치(batch) 처리하도록 구성된다. 희석용 물은 제2 물 라인(410)을 통해 탱크(408)로 도입된다.
본 발명에 따른 슬러리 형성 방법은 슬러리 형성 단계(108)를 더 포함하며, 본 슬러리 형성 단계에서는 단계(106)에서 얻어진 에어로졸 형성제 내의 결합제 현탁액(9), 단계(107)에서 얻어진 펄프(10) 및 단계(104)에서 얻어진 담배 분말 배합물(11)이 함께 혼합된다 (도 6 참조).
또한, 이 단계(108)에서 아스파라기나제를 함유하는 아스파라기나제 혼합물(12)이 슬러리에 도입된다. 선택적으로, pH 조절제(13) 또한 아스파라기나제 도입 단계 전에 첨가될 수 있다.
바람직하게, 슬러리 형성 단계(108)는 먼저 에어로졸 형성제 내의 결합제 현탁액(9) 및 셀룰로오스 펄프(10)를 탱크에 도입하는 단계를 포함하고 있다. 그 후, 담배 분말 배합물(11)도 도입한다. 바람직하게, 탱크에 도입되는 각각의 양을 조절하기 위해 현탁액(9), 펄프(10) 및 담배 분말 배합물(11)을 적절하게 투입한다. 슬러리는 그 성분들 간의 특정 비율에 따라 제조된다. 선택적으로, 물(8)도 첨가된다.
바람직하게, 슬러리 형성 단계(108)는 모든 슬러리 성분이 일정한 시간 동안 함께 혼합되는 혼합 단계를 더 포함하고 있다. 바람직하게, 제1 혼합 단계 후에 아스파라기나제 혼합물(12) 및 선택 사항인 pH 조절제를 첨가한 다음 제2 혼합 단계에서 혼합을 계속한다. 보다 바람직하게는, pH 조절제(13)를 슬러리를 희석하는 데 사용되는 물에 도입한 다음 슬러리 자체에 첨가한다.
바람직한 구현예에서, 슬러리 형성 단계(108)는, 또한, 아스파라기나제 혼합물(12)을 첨가하는 단계 전에 슬러리를 소정 온도, 바람직하게는 약 20℃ 내지 약 60℃로 가열하는 단계를 포함하고 있다. 원하는 온도에 도달한 후, 아스파라기나제 혼합물(12)을 첨가하는 단계를 행한다. 아스파라기나제 혼합물이 첨가된 후, 바람직하게, 선택된 온도는 약 20℃ 내지 60℃를 포함하고, 60℃가 약 2분 내지 약 60분 동안 유지된다. 유리하게, 원하는 온도를 유지하는 이 단계 동안, 제2 혼합 단계를 행하고 슬러리가 연속적으로 혼합된다. 슬러리가 혼합되고 온도가 원하는 값에 있는 이 단계에서, 아스파라기나제 혼합물에 포함된 아스파라기나제의 효소 활성이 발생한다.
바람직한 구현예에서, pH 조절제(13)가 또한 아스파라기나제 혼합물(12) 첨가 전에 첨가되어, 혼합물(12)에 포함된 아스파라기나제의 효소 활성을 최적화하도록 원하는 pH, 예를 들어 약 5 내지 약 7의 pH에 도달한다. 바람직하게, 슬러리에 첨가되는 아스파라기나제 혼합물의 양은, 슬러리의 건조 중량을 기준으로 중량당 아스파라기나제의 양이 약 0.0012 내지 약 0.02%로 포함되도록 한다.
또한, 슬러리 형성 단계(108)는, 후속 냉각 단계도 포함할 수 있어서, 원하는 효소 활성을 차단 또는 최소화하도록 그 원하는 효소 활성이 발생한 후에 슬러리가 냉각된다. 바람직하게, 이 냉각 단계 후에 슬러리에 의해 도달되는 온도는 약 9℃ 내지 약 11℃이다. 냉각 단계는, 후술하는 바와 같이 슬러리가 캐스팅 전에 저장되는 경우에 발생한다.
본 발명에 따른 방법의 추가 단계에서, 슬러리는 다음의 캐스팅 단계(109) 및 건조 단계(110)로 전달된다.
본 발명의 방법의 단계(108)를 구현하도록 구성된 슬러리 형성 장치(500)가 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 장치(500)는 셀룰로오스 펄프(10)와 에어로졸 형성제 내의 결합제 현탁액(9)이 도입되는 혼합 탱크(501)를 포함하고 있다. 또한, 배합 및 연마 라인으로부터의 담배 분말 배합물(11)은 슬러리를 제조하기 위해 미세하게 연마되어 특정 양으로 혼합 탱크(501)에 투입된다.
예컨대, 담배 분말 배합물(11)은 연속적인 상류 분말 작업을 보장하고 슬러리 혼합 공정의 수요를 충족시키기 위해 담배 미세 분말 버퍼 저장 사일로 내 수용될 수 있다. 담배 분말은 바람직하게는 공압 이송 시스템(미도시)에 의해 혼합 탱크(501)로 이송된다.
장치(500)는 필요한 양의 슬러리 성분을 투입하기 위한 분말 투입/중량 측정 시스템(또한 미도시)을 더 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, 담배 분말은 정밀한 투입을 위해 저울(미도시) 또는 중량 측정 벨트(미도시)에 의해 중량이 측정될 수 있다. 혼합 탱크(501)는 건식 및 액체 성분들을 혼합하여 균일한 슬러리를 형성하도록 특별히 설계된다. 슬러리 혼합 탱크는 혼합 탱크(501)의 외벽에 대한 수냉을 허용하기 위해 워터 재킷 벽체와 같은 냉각기(미도시)를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 혼합 탱크 내의 슬러리의 온도를 변화시키는 가열 수단(역시 보이지 않음)을 포함할 수도 있다. 슬러리 혼합 탱크(501)는 제어 및 모니터링 목적으로 레벨 센서, 온도 프로브 및 샘플링 포트와 같은 하나 이상의 센서(미도시)를 더 구비한다. 혼합 탱크(501)는 슬러리의 균일한 혼합을 보장하도록 구성된, 특히 탱크의 외벽으로부터 탱크 내부로 또는 그 반대로 슬러리를 전달하도록 구성된 임펠러(502)를 갖는다. 임펠러의 속도는 바람직하게 전용 제어부에 의해 제어될 수 있다. 또한, 혼합 탱크(501)는 제어된 유량으로 물(8)을 도입하기 위한 물 라인을 포함하고 있다. 바람직하게는, 물 라인(8)에서 pH 조절기(13)가 탱크(501)에 주입되기 전에 첨가된다. 아스파라기나제 혼합물(12)도 혼합 탱크에 첨가된다.
바람직하게, 혼합 탱크(501)는 슬러리의 흐름에서 하나가 다른 하나의 하류에 배치된 2개의 분리된 탱크를 포함하고, 하나의 탱크는 슬러리를 제조하기 위한 것이며, 제2 탱크는 캐스팅 스테이션으로 연속적으로 슬러리를 공급하기 위해 이송용 슬러리를 수용한다.
균질화 담배 웹을 제조하기 위한 본 발명의 방법은 단계(108)에서 제조된 슬러리를 지지대 상의 연속적인 담배 웹으로 캐스팅하는 캐스팅 단계(109)를 더 포함하고 있다. 캐스팅 단계(109)는 혼합 탱크(501)로부터 캐스팅 박스로 슬러리를 이송하는 단계를 포함하고 있다. 또한, 캐스팅 단계는 바람직하게는 캐스팅 박스 내의 슬러리의 수위 및 슬러리의 수분량을 모니터링하는 것을 포함하고 있다. 그 다음, 캐스팅 단계(109)는 바람직하게는 캐스팅 블레이드에 의해 슬러리를 스틸 컨베이어와 같은 지지대 상으로 캐스팅하는 단계를 포함하고 있다. 또한, 에어로졸 형성 물품에서 사용하기 위한 최종적인 균질화 담배 웹을 얻기 위해, 본 발명의 방법은 캐스팅된 균질화 담배 물질 웹을 바람직하게 건조시키는 건조 단계(110)를 포함하고 있다. 건조 단계(110)는 증기 및 가열된 공기로 캐스팅된 웹을 건조시키는 단계를 포함하고 있다. 바람직하게, 증기에 의한 건조는 지지대와 접촉하는 캐스팅된 웹의 측면에서 수행되는 반면, 가열된 공기에 의한 건조는 캐스팅된 웹의 자유면에서 수행된다.
캐스팅 단계(109) 및 건조 단계(110)를 수행하기 위한 장치(600)가 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 캐스팅 및 건조 장치(600)는 바람직하게는 유동 제어기를 가진 펌프와 같은 슬러리 이송 시스템(601)과, 펌프에 의해 슬러리가 이송되는 캐스팅 박스(602)를 포함하고 있다. 바람직하게는, 캐스팅 박스(602)는 균질화 담배 물질의 연속 웹 내로 슬러리를 캐스팅하기 위한 수위 제어부(603) 및 캐스팅 블레이드(604)를 구비한다. 캐스팅 박스(602)는 캐스팅된 웹의 밀도를 제어하기 위한 밀도 제어 장치(605)를 포함할 수도 있다.
스테인리스 스틸 벨트 컨베이어(606)와 같은 지지대는 캐스팅 블레이드(604)에 의해 캐스팅된 슬러리를 수용한다.
또한, 캐스팅 및 건조 장치(600)는 슬러리의 캐스팅된 웹을 건조시키는 건조 스테이션(608)을 포함하고 있다. 건조 스테이션(608)은 증기 가열부(609) 및 상단 공기 건조부(610)를 포함하고 있다.
바람직하게, 캐스팅 단계(109) 및 건조 단계(110)의 끝에서, 균질화 담배 웹이 지지대(606)로부터 제거된다. 건조 스테이션(608) 이후에 캐스팅된 웹을 적절한 수분 함량으로 조작하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 캐스팅된 담배 웹은 웹의 수분 함량을 더 제거하여 수분 목표치 또는 명세에 도달하도록 2차 건조 공정을 겪는다.
건조 단계(110) 후에, 캐스팅된 웹은 예컨대 단일 마스터 보빈을 형성하기 위해 권취 단계(111)에서 하나 이상의 보빈에 권취되는 것이 바람직하다. 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.
실시예
다음에 따르는 실시예들에서, 사용되는 아스파라기나제는 Novozymes U.K. Ltd.에 의해 생산되는 Acrylaway® L일 수 있다.
1. 참조 대조 예
참조 에어로졸 발생 물품을, 아스파라기나제 혼합물(12)을 슬러리에 첨가하지 않고, 전술한 방법의 단계들(101 내지 111)에 따라 구현되는 캐스팅 및 건조되고 균질화 담배 물질을 이용하여 제조한다. 이를 참조 대조 샘플로서 사용한다.
슬러리는, 표 1에 따른 조성물은 첨가하면서 아스파라기나제 혼합물(12)을 첨가하지 않고, 단계들(101 내지 108)에 따라 제조한다:
표 1의 조성을 갖는 슬러리를 항상 사용하여, 4개의 서로 다른 유형의 대조 샘플을 제조하였다.
a) 슬러리의 pH는 약 pH 5.2에서 유지된다. 슬러리의 온도는 약 28℃에서 유지된다. 이어서, 슬러리를 전술한 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅한다.
b) 슬러리의 pH는 약 pH 5.2에서 유지된다. 슬러리의 온도는 약 55℃로 상승되고, 이 온도는 약 60분 동안 유지된다. 이어서, 슬러리를 본 발명의 방법의 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅한다.
c) 슬러리의 pH는, pH 조절제(NaOH)에 의해 조절되며, 약 pH 6으로 상승된다. 슬러리의 온도는 약 60분 동안 약 55℃에서 유지된다. 이어서, 슬러리를 전술한 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅한다.
d) 슬러리의 pH는, pH 조절제에 의해 조절되며, 약 pH 6.5로 상승된다. 슬러리의 온도는 약 60분 동안 약 55℃에서 유지된다. 이어서, 슬러리를 전술한 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅한다.
2. 공정 대조 예
슬러리 제조 및 조성은, 비활성 아스파라긴 효소가 첨가된 슬러리를 제외하고는, 제1 대조 예와 동일하다. 효소를, 약 2 내지 3ml의 아스파라기나제 혼합물을 끓는 수조에 5분 동안 넣음으로써 비활성화된 아스파라기나제 혼합물에 포함시킨다. 비활성 아스파라기나제 혼합물이 첨가된 표 1에 따른 슬러리를 포함하는 두 개의 서로 다른 샘플을 제조하였다:
a) 슬러리의 pH를, pH 조절제(NaOH)의 의해 조절하며 약 pH 6으로 상승시킨다. 슬러리의 온도는 약 60분 동안 약 55℃에서 유지된다. 이어서, 슬러리를 전술한 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅한다.
b) 슬러리의 pH는 pH 조절제(NaOH)에 의해 조절하며 약 pH 6.5로 상승시킨다. 슬러리의 온도는 약 60분 동안 약 55℃에서 유지된다. 이어서, 슬러리를 전술한 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅한다.
3. 본 발명에 따른 균질화 담배 물질
단계(101 내지 108)에 따른 슬러리를 표 2의 성분에 따라 형성한다:
본 발명의 다음에 따르는 예들의 슬러리에 있어서, 아스파라기나제 혼합물은 아스파라기나제 4%를 포함하며, 이는 아스파라기나제의 0.0054kg에 해당한다.
사용되는 효소는, 3500 ASNU/g의 선언된 활성 및 1.17g/ml의 밀도를 갖는다.
전술한 아스파라기나제 혼합물을 사용하여, 균질화 담배 물질의 3개의 서로 다른 샘플을 제조하였다.
a) 슬러리는 가열되지 않으며(온도가 약 30℃에서 유지됨), pH는 변경되지 않는다(NaOH가 첨가되지 않으며 pH가 약 5.3임) 더욱 상세하게, 단계(101 내지 108)에 따라 약 800그램의 슬러리가 제조된다. 슬러리는 수조에서 약 30℃로 유지된다. pH는 조절되지 않는다. 약 850μl의 아스파라기나제 혼합물을, 약 0.5퍼센트 양의 건조 중량에서 교반하면서 첨가된다. 아스파라기나제가 첨가된 후, 슬러리가 교반 중에 약 60분 동안 30℃에서 유지된다. 슬러리는 반응을 중단하도록 얼음 조에 배치된다. 슬러리는 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅된다.
b) 약 0.5퍼센트 양의 건조 중량의 아스파라기나제 혼합물이 슬러리(총 슬러리 800ml)에 첨가된다. 또한, pH 조절제도 첨가되며, 이 경우, 약 10퍼센트의 NaOH(12.4g)의 양을 첨가하여 담배 슬러리의 pH를 약 5.39로부터 약 6.00으로 상승시킨다. NaOH는 슬러리 제조를 위해 사용되는 물에 첨가된다. 이것은, 또한, 담배가 슬러리 내로의 분산 전의 고 농도의 NaOH와 즉각적으로 접촉하는 것을 회피한다.
슬러리를 교반하는 동안 슬러리가 수조에서 약 55℃로 가열된다. 슬러리는, 가열되는 동안 물 손실을 최소화하도록 커버된다. 슬러리는 약 10분 동안 방치하여 온도가 약 55℃에 하게 하며, 이어서 교반 동안 약 850 μl 의 아스파라기나제 혼합물이 첨가된다. 아스파라기나제 혼합물이 첨가된 후, 슬러리는 교반 중에 특정 시간(약 10분) 동안 약 55℃에서 유지된다. 슬러리는 반응을 중단하도록 얼음 조에 배치된다. 슬러리의 pH가 측정된다. 슬러리는 단계(109 내지 111)에 따라 캐스팅된다.
c) 그러나, 3(b)에서와 같이, 슬러리는 아스파라기나제 첨가 후에 30분 동안 약 55℃에서 유지된다.
d) 그러나, 3(b)에서와 같이, 슬러리는 아스파라기나제 첨가 후에 60분 동안 약 55℃에서 유지된다.
e) 그러나, 3(d)에서와 같이, 첨가된 NaOH의 양은, 슬러리의 pH가 약 6.5로 변경되도록 조절된다.
모든 샘플인 참조 샘플들과 공정 샘플들, 그리고 본 발명에 따른 샘플들이 표 3에 요약되어 있다:
“명칭”은, 샘플의 명칭이다. 샘플(1a)은 예 1a에 따라 구현되는 샘플(대조 샘플)을 가리킨다. “pH 목표”은 슬러리의 목표 pH를 식별한다. “온도”는, 아스파라기나제 혼합물이 첨가되기 전에 도달되고 아스파라기나제 혼합물의 첨가 후에 분 단위의 “시간” 동안 유지되는 섭씨 온도를 가리킨다.
표 3의 전술한 예들에 따라 구현되는 슬러리를 사용하여 제조된 균질화 담배 물질을 분석하였으며, 균질화 담배 물질의 총 중량의 건조 중량(DWB)에 있어서 니코틴, 글리세린, 암모니아, 환원 당(RS), 및 총 알카로이드(TA)의 양에 대한 결과가 표 4에 열거되어 있다:
전술한 표 4는, 균질화 담배 물질의 (건조 중량(DWB))에 있어서) 니코틴, 환원 당, 및 총 알카로이드의 양이, 효소가 없는 또는 비활성 효소가 없으며 활성 효소가 있는 대조 샘플들에 있어서 실질적으로 동일하고(상당한 편차가 없거나 10% 미만의 편차) 이들이 아스파라기나제의 첨가에 따라 가변되지 않음을 나타낸다. 반면, 암모니아는, 전술한 예들(3)(a, b, c, d, e)에서와 같이 활성 형태의 아스파라기나제가 슬러리에 첨가되는 경우 증가한다. 암모니아는, 아스파라기나제가 비활성 형태로 도입되는 경우 증가하지 않는다.
암모니아의 양은, L-아스파라긴 + H2O - > L-아스파르테이트 + NH3인 효소 변환으로 인해 증가한다. 이러한 암모니아는, 아스파라기나제의 존재에 상관없이 담배에 항상 존재한다. 아스파라기나제 첨가로 인한 그 증가는 약 36퍼센트 내지 약 51퍼센트이다.
반응에 따르면, 다음과 같이 될 수 있다.
아스파라긴(Mol.wt =132.1g/mole) = 아스파르트산(Mol.wt =133.11g/mole) + NH3 (17.03g/mole)
변환된 1mg 아스파라긴 = 1.01mg의 아스파르트산 + 0.13mg NH3
활성 아스파라기나제가 사용되는 모든 샘플에서 형성된 암모니아와 아스파르트산의 양(mg)은 다음과 같이 산출될 수 있다.
형성되는 아스파르트산의 질량(mg) = 1.01*(아스파라기나제 처리된 담배 플러그 내의 아스파라긴 - 공정 대조에서의 아스파라긴의) 질량_mg
형성되는 암모니아(NH3)의 질량(mg) = 0.13*(아스파라기나제 처리된 담배 플러그 내의 아스파라긴 - 공정 대조에서의 아스파라긴의) 질량_mg
그 결과는, 본 발명에 따라 일부 참조/공정 및 샘플들에 있어서 니코틴, 글리세린, CO, 및 트리아세틴 유도물의 양에 대하여 도 13에 요약되어 있다. 도 13은, 참조 샘플(1a, 1b, 1c)의 슬러리 또는 공정 샘플(2a)과 본 발명(3a, 3d)의 샘플의 슬러리를 사용하여 캐스팅된 균질화 담배 물질을 사용하여 제조된 성분을 사용하여 제조된 에어로졸 발생 물품에 의해 형성되는 에어로졸 내에 존재하는 니코틴, 글리세린, CO, 및 트리아세틴의 양을 도시한다. 도시된 양은, “cig”당 밀리그램으로서, 즉, 단일 물품당 밀리그램으로 표시된다. 알 수 있는 바와 같이, 서로 다른 샘플들 간에 주목할만한 차이는 없다.
도 9는, 모든 예들(1a 내지 1c, 2a, 2b, 3a 내지 3e)의 균질화 담배 물질의 건조 중량의 암모니아 함량을 도시한다. 활성 아스파라긴 효소를 포함하는 본 발명의 샘플(3a 내지 3e)은 더욱 많은 암모니아 함량을 갖는다는 점이 명백하다.
(활성) 아스파라기나제가 첨가되는 또는 첨가되지 않는 균질화 담배 물질 간의 주요한 차이점은, 균질화 담배 물질 내에 존재하는 아스파르트산과 아스파라긴의 양에도 있다. 그 결과는 표 5에 요약되어 있다.
아스파라긴의 양은, 본 발명에 따라 구현되는 모든 예들(3a 내지 3e)에서 감소한다. 아스파라긴의 감소는, 비활성 효소가 있거나 없는 샘플에 존재하는 아스파라긴의 97% 이상이다. 아스파라긴의 편차는, 건조 중량으로 균질화 담배 물질의 그램당 밀리그램으로 되어 있는 아스파라긴의 양이 도 8에 도시되어 있다. 아스파라긴의 감소에 따라, 활성 아스파라기나제를 포함하는 그러한 샘플들에서 아스파르트산이 증가한다.
균질화 담배 물질의 아스파라긴 함량의 6% 감소는, 캐스트 리프의 제조 동안 발생한다. 아스파라기나제 효소가 첨가되지 않은 공정 대조 예에서도, 동일한 감소가 있으며, 이는 6/6.5로의 슬러리의 온도 또는 pH의 변화가 아스파라긴 이용에 어떠한 변화도 유도하지 않음을 나타낸다. 비활성 아스파라기나제가 있는 공정 대조예에서 유사한 감소가 관찰된다.
활성 아스파라기나제로 처리되는 모든 균질화 담배 물질 제조에 대하여, 캐스트 리프의 담배의 아스파라긴 함량에 있어서 약 97퍼센트 내지 약 99퍼센트의 감소가 관찰된다(도 8). 약 55℃의 슬러리 온도와 약 pH 6에서의 약 60분 동안의 효소 처리는 최고 감소를 나타낸다.
담배의 아스파르트산 함량의 변화는, 캐스트 리프의 제조 동안, 본 발명의 슬러리로 제조되는 균질화 담배 물질의 캐스팅 및 건조 동안 발생하지 않는다. 공정 대조 캐스트 리프에 있어서 현저한 변화는 관찰되지 않는다. 활성 아스파라기나제로 처리된 균질화 담배 물질 샘플의 아스파르트산 함량의 약 200퍼센트 증가가 관찰된다(도 14). 약 6 pH와 약 55℃의 슬러리 온도에서 약 60분 동안의 효소 처리는 최고 변환을 제공한다. 캐스트 리프의 아스파르트산의 증가는, L-아스파라긴 + H2O <=> L-아스파르테이트 + NH3인 통계적 변환에 의해 설명될 수 있다. 실제로, 도 14는, 전술한 통계적 변환을 이용하여, 본 발명에 따른 다양한 샘플(3a 내지 3e)의 아스파르트산의 측정값 대 산출량(좌측 컬럼)을 비교한다.
본 발명에 따른 균질화된 담배 시트를 사용하는 흡연 물품의 프로토타입도 제조 및 테스트하였다.
이러한 물품들에서, 다음에 따르는 특징들을 테스트하였다.
아크릴아미드 함량 참조 예들(아스파라기나제 없음)과 공정 대조 예들(비활성 아스파라기나제) 간의 아크릴아미드 함량의 현저한 편차는 관찰되지 않는다. 참조 샘플들에 비해 아스파라기나제 처리된 프로토타입으로부터 에어로졸의 아크릴아미드 함량에 있어서 약 71퍼센트 감소가 관찰된다(도 10). (예 3a와 3d에 도시한) 아스파라기나제 처리된 제품으로부터의 에어로졸의 잔여 아크릴아미드는, 흡연 진행 동안 펩티드로부터의 아스파라긴의 형성에 의해 또는 슬러리의 아크릴아미드에 대한 다른 전구체의 존재에 의해 설명될 수도 있다.
질소 함유 구성요소들, 특히, 아세트아미드 및 피리딘 함량 참조 및 공정 예들에 비해 공정 대조/아스파라기나제 처리된 프로토타입으로부터 에어로졸의 아세트아미드와 피리딘 함량에 있어서 현저한 편차는 관찰되지 않았다. (도 11 및 12) 아스파르트산 또는 암모니아의 증가는 이러한 구성요소들의 농도에 영향을 끼치지 않는다.
1: 밝은 담배
2: 어두운 담배
3: 방향족 담배
4: 충전제 담배
5: 에어로졸 형성제
6: 결합제
8: 물
9: 결합제 현탁액
10: 펄프
11: 담배 분말 배합물
12: 아스파라기나제 혼합물
13: pH 조절제
100: 담배 유형 및 담배 등급의 선택
101: 담배가 놓여지는 추가의 단계
102: 거친 분쇄 단계
103: 추가의 세단 단계
104: 배합 단계
105: 미세 분쇄 단계
106: 현탁액 제조 단계
107: 펄프 제조 단계
108: 슬러리 형성 단계
109: 캐스팅 단계
110: 건조 단계
200: 장치
201: 담배 수용 스테이션
202: 세단기
203: 공압 이송부
204: 밑
206: 버퍼 사일로
207: 안전 차단 시스템
208: 공압 이송
210: 배합기
211: 미세 분쇄 스테이션
212: 공압 이송 라인
213: 버퍼 분말 사일로
300: 슬러리 제조 라인
301: 탱크
302: 파이프 이송 시스템
303: 질량 유동 제어 시스템
304: 결합제 취급 스테이션
305: 투입 시스템
306: 혼합 탱크
400: 장치
401: 공급 시스템
402: 펄프 제조기
403: 시스템
404: 물 라인
407: 버퍼 탱크
408: 셀룰로오스 희석 탱크
410: 제2 물 라인
500: 슬러리 형성 장치
501: 혼합 탱크
502: 임펠러
600: 장치
601: 슬러리 이송 시스템
602: 캐스팅 박스
603: 수위 제어부
604: 캐스팅 블레이드
605: 밀도 제어 장치
606: 스틸 벨트 컨베이어
608: 건조 스테이션
609: 증기 가열부
2: 어두운 담배
3: 방향족 담배
4: 충전제 담배
5: 에어로졸 형성제
6: 결합제
8: 물
9: 결합제 현탁액
10: 펄프
11: 담배 분말 배합물
12: 아스파라기나제 혼합물
13: pH 조절제
100: 담배 유형 및 담배 등급의 선택
101: 담배가 놓여지는 추가의 단계
102: 거친 분쇄 단계
103: 추가의 세단 단계
104: 배합 단계
105: 미세 분쇄 단계
106: 현탁액 제조 단계
107: 펄프 제조 단계
108: 슬러리 형성 단계
109: 캐스팅 단계
110: 건조 단계
200: 장치
201: 담배 수용 스테이션
202: 세단기
203: 공압 이송부
204: 밑
206: 버퍼 사일로
207: 안전 차단 시스템
208: 공압 이송
210: 배합기
211: 미세 분쇄 스테이션
212: 공압 이송 라인
213: 버퍼 분말 사일로
300: 슬러리 제조 라인
301: 탱크
302: 파이프 이송 시스템
303: 질량 유동 제어 시스템
304: 결합제 취급 스테이션
305: 투입 시스템
306: 혼합 탱크
400: 장치
401: 공급 시스템
402: 펄프 제조기
403: 시스템
404: 물 라인
407: 버퍼 탱크
408: 셀룰로오스 희석 탱크
410: 제2 물 라인
500: 슬러리 형성 장치
501: 혼합 탱크
502: 임펠러
600: 장치
601: 슬러리 이송 시스템
602: 캐스팅 박스
603: 수위 제어부
604: 캐스팅 블레이드
605: 밀도 제어 장치
606: 스틸 벨트 컨베이어
608: 건조 스테이션
609: 증기 가열부
Claims (18)
- 균질화 담배 물질의 제조 방법으로서, 상기 방법은
0.2 mm 내지 4 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 섬유를 수득하도록 셀룰로오스 섬유를 펄프화 및 정제하는 단계;
하나 이상의 담배 유형들의 담배 배합물을 0.03 mm 내지 0.12 mm의 중량 당 평균 크기를 갖는 담배 입자들로 분쇄하는 단계;
상기 셀룰로오스 섬유를 상기 담배 입자들 및 결합제와 조합해서 슬러리를 형성하는 단계;
상기 슬러리를 균질화하는 단계;
아스파라기나제(asparaginase)를 상기 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 중량 당 0.0012% 내지 0.02%인 양으로 상기 슬러리에 첨가하는 단계; 및
상기 슬러리로부터 상기 균질화 담배 물질을 형성하는 단계를 포함하고,
여기서 상기 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 1% 내지 5%의 상기 결합제를 포함하고, 상기 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 50% 내지 93%의 상기 담배 입자들을 포함하는, 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 슬러리는 상기 아스파라기나제가 첨가되는 동안 20℃ 내지 60℃의 온도를 갖는, 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 슬러리는 상기 아스파라기나제의 첨가와 상기 균질화 담배 물질의 형성 사이에, 2 분 내지 60 분의 시간 간격 동안 20℃ 내지 60℃의 온도에서 유지되는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 슬러리는 상기 아스파라기나제가 첨가되는 동안, 5 내지 7의 pH를 갖는, 방법.
- 제1항에 있어서, 에어로졸 형성제가 상기 슬러리에 첨가되고 여기서 상기 균질화 담배 물질은 건조 중량을 기준으로 5% 내지 30%의 에어로졸 형성제를 포함하는, 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 슬러리로부터 균질화 담배 물질을 형성하는 상기 단계는,
상기 슬러리의 웹을 캐스팅하는 단계; 및
상기 캐스팅된 웹을 건조하는 단계를 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서,
상기 슬러리를 캐스팅하기 전에 상기 슬러리를 15℃ 아래의 온도로 냉각시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서, 하나 이상의 담배 유형들의 담배를 분쇄하는 상기 단계는 하기의 담배들 중 하나 이상을 분쇄하는 단계를 포함하는, 방법:
밝은 담배(Bright tobacco);
어두운 담배(Dark tobacco);
방향족 담배;
충전제 담배. - 삭제
- 삭제
- 균질화 담배 물질로서,
0.2 mm 내지 4 mm의 중량 당 평균 길이를 갖는, 건조 중량을 기준으로 1% 내지 7%의 셀룰로오스 섬유;
0.03 mm 내지 0.12 mm의 중량 당 평균 입자 크기를 가지고, 건조 중량을 기준으로 중량 당 50% 내지 93%의 양의 담배 입자;
건조 중량을 기준으로 1% 내지 5%의 결합제;
상기 균질화 담배 물질의 건조 중량을 기준으로 중량 당 0.0012% 내지 0.02% 양의 아스파라기나제; 및
물을 포함하는, 균질화 담배 물질. - 삭제
- 삭제
- 제12항에 있어서, 건조 중량을 기준으로 5% 내지 30%의 에어로졸 형성제를 포함하는, 균질화 담배 물질.
- 제12항에 있어서, 아스파르트산을 포함하는, 균질화 담배 물질.
- 제12항에 있어서, 고체이고 시트의 형태로 된, 균질화 담배 물질.
- 제12항 및 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항의 균질화 담배 물질로부터 또는 제1항 및 제3항 내지 제9항 중 어느 한 항의 방법으로부터 제조된 구성성분을 포함하는, 에어로졸 발생 물품.
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