NO123830B

NO123830B -

Info

Publication number: NO123830B
Application number: NO166022A
Authority: NO
Inventors: R Zygmunt
Original assignee: Philip Morris Inc
Priority date: 1965-12-17
Filing date: 1966-12-16
Publication date: 1972-01-24
Also published as: CH451782A; US3409027A; NL135860C; NL6617504A; BE691215A; GB1160770A; SE322155B; FI47714C; FI47714B; DE1532083A1; ES334578A1; DK121747B; FR1506660A

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en fylling Method for producing a filling

for et tobakksprodukt. for a tobacco product.

Denne oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til fremstil-l ling av en fylling for et tobakksprodukt. This invention relates to a method for producing a filling for a tobacco product.

Det er funnet at tobakksstenger og kraftige bladnerver kan innarbeides i en bane eller plate av tobakk som deretter hakkes opp og benyttes som sigarettfylling. Forbedringer er blitt fore-slått av det slag som omfatter ekspandering eller "svelling" av stenglene ved hjelp av forskjellige anordninger for å gi.dem ka-rakteristika lik de naturlige tobakksbladers. Por eksempel be-skriver U.S. patent 2.739.599 og D.S. patent nr. 2.344.106. slik svelling. Ifølge tysk patent nr. 138.741 utsettes den ytre del av stengler og nerver for vanndamp eller vann for å gjøre dem myke, for at de lettere kan deformeres. It has been found that tobacco rods and strong leaf nerves can be incorporated into a web or plate of tobacco which is then chopped up and used as a cigarette filling. Improvements have been proposed which include expanding or "swelling" the stems by means of various devices to give them characteristics similar to those of natural tobacco leaves. For example, describe the U.S. patent 2,739,599 and D.S. Patent No. 2,344,106. such swelling. According to German patent no. 138,741, the outer part of stems and nerves is exposed to steam or water to make them soft, so that they can be deformed more easily.

Svellete tobakksstenger kan. imidlertid fremvise en alvorlig ulempe, som ikke har vært erkjent tidligere. Det er oppdaget at de svellete stengler- som ble tillatt å stå bare litt lenger enn en kort.stund etter behandling begynte å gå tilbake til sin nor-male størrelse, det vil si de krympet fra de ekspanderte eller svellete dimensjoner og inntok tilslutt de usvellete ■stenglers dimensjoner. Dersom ingen ytterligere behandling blir gitt- disse svellete stengler, blir således mange"av de fordeler som kan oppnås ved svelling gjort til intet. Det er derfor et formål med den foreliggende.-oppfinnelse som vil bli beskrevet i det etterføl-gende, å behandle stenglene straks etter svelling for å holde på deres fordelaktige egenskaper. Puffy tobacco sticks can. however, present a serious disadvantage, which has not been recognized previously. It has been discovered that the swollen stems - which were allowed to stand only a little longer than a short time after treatment - began to return to their normal size, that is, they shrunk from their expanded or swollen dimensions and finally assumed the unswollen ones ■dimensions of stems. If no further treatment is given to these swollen stems, many of the advantages that can be obtained by swelling are thus nullified. It is therefore an object of the present invention, which will be described in the following, to treat the stems immediately after swelling to retain their beneficial properties.

Mikroskopiske undersøkelser av usvellete og' svellete tobakksstengler har vist at.det er mesofyllcellene som sveller når stenglene behandles ved en av de fremgangsmåter som er skissert i det forangående. Mesofyllcellene fyller ut rommet meller; lig-ninvevet 'og stengelens overhud. På samme måte er det mesofyllcellene som medvirker til de svellete stenglers såmmenkrymping dersom de tillates å ligge etter svelling uten ytterligere behandling. Microscopic examinations of unswollen and swollen tobacco stems have shown that it is the mesophyll cells that swell when the stems are treated by one of the methods outlined above. The mesophyll cells fill the space between; the lig-nine tissue 'and the epidermis of the stem. In the same way, it is the mesophyll cells that contribute to the swollen stems' seed shrinkage if they are allowed to lie after swelling without further treatment.

Ifølge den foreliggende oppfinnelse er det funnet at krympin-gen av stenglene kan holdes fast i mesofyllcellene ved" at den ytre del av svellete tobakksstengeler fuktes og at stenglene fø-res mellom varme skil.leanordninger over en åpning på fra 0,5 - 1,25 mm for å deformere stenglene og bringe overhuden til å skilles fra vevet og mesofyllet. Når de spaltes, utover, får man en flat struktur som er ca. 0,5-10mm tykk. Denne flate struktur kan omdannes til fylling for tobakksprodukter såsom sigaretter og sammenliknes med fordel med naturlige tobakksblader. Denne fremgangsmåte kan tilpasses så den kan foregå kontinuerlig. According to the present invention, it has been found that the shrinkage of the stems can be kept firmly in the mesophyll cells by moistening the outer part of swollen tobacco stems and that the stems are guided between hot separation devices over an opening of from 0.5 - 1, 25 mm to deform the stems and cause the epidermis to separate from the tissue and mesophyll. When split, outwards, a flat structure is obtained which is about 0.5-10 mm thick. This flat structure can be converted into filling for tobacco products such as cigarettes and compares favorably with natural tobacco leaves.This process can be adapted to run continuously.

Mange fordeler oppnås ved å spalte svellete stengler utover øyeblikkelig etter svelling ifølge den foreliggende oppfinnelse. Den svellete stengel krymper ikke sammen til sin mindre usvellete størrelse. Den har derfor en fyllkraft.som er meget større enn de usvellete stenglers eller til de svellete stengler som er blitt tillatt å krympe. Det vil si at mindre fylling otter vekt kreves pr. sigarett dersom svellete stengler åpnes ifølge denne oppfinnelse. Den foreliggende oppfinnelse omfatter følgende trinn: Tobakksstehgler av en lys eller burleytype, men fortrinnsvis av den lyse type, lar mam komme i likevekt "med et fuktighets- innhold på fra ca. 8% til ca. 16$, fortrinnsvis 12% w Stenglene ekspanderes deretter eller "svelles opp" ved hjelp 'av en av de ovenfor nevnte anordninger. Many advantages are obtained by splitting swollen stems outward immediately after swelling according to the present invention. The swollen stem does not shrink to its smaller unswollen size. It therefore has a filling power which is much greater than that of the unswollen stems or of the swollen stems which have been allowed to shrink. This means that less filling by weight is required per cigarette if swollen stems are opened according to this invention. The present invention comprises the following steps: Tobacco stems of a light or burley type, but preferably of the light type, are allowed to equilibrate "with a moisture content of from about 8% to about 16%, preferably 12% w The stems are expanded then or "swelled up" by means of one of the above-mentioned devices.

Straks etter oppsvelling blir stenglene kondisjonert med vann eller vanndamp for å. fukte stengelens ytre del. Optimal behandling opptrer når stenglene utsettes for vanndamp fra 2 til ca. 60 sekunder, fortrinnsvis 20 sekunder. Alternativt kan de bløtlegges i vann ved værelsestemperatur i ca. 30 sekunder. Immediately after swelling, the stems are conditioned with water or steam to moisten the outer part of the stem. Optimal treatment occurs when the stems are exposed to water vapor from 2 to approx. 60 seconds, preferably 20 seconds. Alternatively, they can be soaked in water at room temperature for approx. 30 seconds.

Stenglene som er fuktet i det ytre, føres deretter gjennom valser eller skilleanordninger hvis åpninger er tilstrekkelig til å deformere overhuden og derfor skille den fra mesofyllet og vevet. Den minste brukbare åpningsstørrelse bestemmes av den avstand ved hvilken luft tvinges ut av de oppsvellete stengler og de faller sammen. Det er blitt funnet at den minste åpningsstør-relse som bevirker atskillelse uten sammenfall av den ekspanderte stengelstruktur er 0,5 mm, mens den maksimale åpningsstørrelse er 1,25 mm. Større åpningsstørrélser vil ikke skille overhuden fra vevet og mesofyllet i den normalt svellete stengel. Optimal åpningsstørrelse er en funksjon av størrelsen på og.hvilken type stengler som svelles opp.og varierer mellom de angitte grenser. En alternativ fremgangsmåte til å atskille stenglene som er fuktet i det ytre.er å føre dem gjennom et sett fortannete valser eller skilleanordninger, idet sterigelåksene holdes parallelle med valseaksene. Åpningsstørrelsen mellom, de ytterste tannflåtene er fra 0,5 til 1,25 mm. Idet tannflåtene går i inngrep med hverandre, utøver de et trykk i forskjellig retning på de svellete stengler, og skiller mesofyllet og overhuden fra ligninet. Det atskilte mesofyll går lett mellom tannflåtene uten å bli utsatt for en kraft som ville flattrykke eller knuse de svellete celler,"mens de større ligninformete delen delvis pulveriseres. The stems, moistened in the exterior, are then passed through rollers or separators whose openings are sufficient to deform the epidermis and therefore separate it from the mesophyll and tissue. The smallest usable opening size is determined by the distance at which air is forced out of the swollen stems and they collapse. It has been found that the smallest opening size which causes separation without collapsing of the expanded stem structure is 0.5 mm, while the maximum opening size is 1.25 mm. Larger opening sizes will not separate the epidermis from the tissue and mesophyll in the normally swollen stem. Optimum opening size is a function of the size and type of stems that swell and varies between the specified limits. An alternative method of separating the stems which are moistened on the outside is to pass them through a set of toothed rollers or separating devices, the sterilizing axes being kept parallel to the roller axes. The opening size between the outermost tooth rafts is from 0.5 to 1.25 mm. As the tooth rafts engage each other, they exert pressure in different directions on the swollen stems, separating the mesophyll and epidermis from the lignin. The separated mesophyll easily passes between the tooth rafts without being exposed to a force that would flatten or crush the swollen cells, while the larger lignin-shaped part is partially pulverized.

Skilleandrdningen, enten fortannet^ ellér jevn, må oppvarmes, enten ved hjelp av en indre varmeanordning tilpasset til å opp-rettholde en temperatur på minst 10.0°C ved overflaten eller ved å rette en vanndampstråle mot spalteanordningens flater mens de roterer. Dersom fuktete stengler føres gjennom kalde valser, krymper de, mens tørre stengler er tilbøyelige til å "støve" eller å ødelegges. The separator, either toothed or smooth, must be heated, either by means of an internal heating device adapted to maintain a temperature of at least 10.0°C at the surface or by directing a jet of water vapor against the surfaces of the separator as they rotate. If moistened stems are passed through cold rollers, they shrink, while dry stems are prone to "dusting" or being destroyed.

Det antas at atskillelsen tjener til å stabilisere svellete stengler ved å 'skille det ekspanderte eller "svellete" mesofyll og overhud fra ligninet som eller ville virke omtrent som en spiralfjær for å føre stengelen tilbake til dens tidligere usvellete dimensjoner. It is believed that the detachment serves to stabilize swollen stems by 'separating the expanded or "swollen" mesophyll and epidermis from the lignin which or would act much like a coil spring to return the stem to its previously unswollen dimensions.

Følgende eksempler viser Oppfinnelsen: The following examples demonstrate the Invention:

Eksempel 1. Example 1.

Prøver som hver inneholdt 0,9 kg lyse stengler hie målt i en sylinder som var blitt.gradert for dette formål. Tredobbelte prøver ble svellet opp ved.hjelp av strålevarme, ved hjelp av "lavvarme"-vakuum og ved hjelp av mikrobølgeenergi. Svellingen med strålevarme ble gjennomført ved å utsette stenglene for to Samples each containing 0.9 kg of light stems were measured in a cylinder which had been graduated for this purpose. Triplicate samples were swollen by radiant heat, by "low heat" vacuum and by microwave energy. The swelling with radiant heat was carried out by exposing the stems to two

1000 watt G.E. kvartslamper' type T i 35 sekunder i en avstand på 7,5 cm. Svellingen ved hjelp av "lavvarme"-vakuum ble utført ved å behandle stenglene, i 15 minutter ved 150°C og et Preas labora-torietype vakuumkammer ved 25 mm Hg. Svellingen ved hjelp av mi-krobølger skjedde ved å behandle stenglene i en Raytheon type V magnetronovn i en avstand på 17,5 cm i 35 sekunder. Volumøknin-gen etter svelling ble målt i målesylinderen og stenglene ble 1000 Watt G.E. quartz lamps' type T for 35 seconds at a distance of 7.5 cm. The "low heat" vacuum swelling was performed by treating the stems, for 15 minutes at 150°C and a Preas laboratory type vacuum chamber at 25 mm Hg. The microwave swelling occurred by treating the stems in a Raytheon type V magnetron oven at a distance of 17.5 cm for 35 seconds. The increase in volume after swelling was measured in the measuring cylinder and the stems were

lagret ved 24°C og 70$ fuktighetsgrad og ved 24°C og 60$ fuktighetsgrad. Volumminskingen på grunn av krymping av den ekspanderte struktur ble målt I målesylinderen gjentatte ganger med forskjellige mellomrom. stored at 24°C and 70% humidity and at 24°C and 60% humidity. The volume reduction due to shrinkage of the expanded structure was measured in the measuring cylinder repeatedly at different intervals.

Resultatene er vist i tabellene 1 og 2. The results are shown in tables 1 and 2.

Etter den første krymping opptok de svellete stengler høyst 35$ mer volum og hadde ca. 35$ lavere tetthet enn de usvellete stengler ved alle fuktighetsgrader. Volumminskingen skjedde i løpet av den første tid for dannelsen av fuktighetslikevekt og undersøkelsen av dette fenomen førte til utviklingen av en prak-tisk fremgangsmåte til å hindre volumtapet, sem vil bli beskrevet i eksemplene 2, 3 og 4. After the first shrinkage, the swollen stems took up no more than 35$ more volume and had approx. 35$ lower density than the unswollen stems at all humidity levels. The volume reduction occurred during the first time for the formation of moisture equilibrium and the investigation of this phenomenon led to the development of a practical method to prevent the volume loss, which will be described in examples 2, 3 and 4.

Eksempel 2. Example 2.

4,5 kg-0 - 45 lys tobakk med stengler i blad ble svellet opp ved hjelp av ultrahøyfrekvent mikrobølgeenergi i en mikro-bølgeovn type V som beskrevet i eksempel 1. Det tørkete materiale ble behandlet med vanndamp i 15 sekunder for å fukte stengelens ytre flate og sjikt. Hele blad ble deretter atskilt med forskjellige avstander mellom skilleanordningene. Åpningsavstandene som ble benyttet var fra 0,5 til 1,25 mm. Strimmelen ble deretter skåret opp i fylling med. 14 kutt pr. cm. Ved riktig innstilling av avstanden mellom skilleanordningene ble blad som inneholdt en svellet stengel behandlet uten at bladdelen ble skadet. 4.5 kg-0 - 45 light tobacco with stems in leaf was swelled using ultra high frequency microwave energy in a microwave oven type V as described in Example 1. The dried material was treated with water vapor for 15 seconds to moisten the exterior of the stems surface and layer. Whole leaves were then separated with different distances between the separators. The opening distances used were from 0.5 to 1.25 mm. The strip was then cut up in filling with. 14 cuts per cm. By correctly setting the distance between the separators, leaves containing a swollen stem were treated without damaging the leaf part.

Den oppskårete fyllings oppførsel ved lagring.ved 24°G og 60$ fuktighetsgrad ble målt ved prøver- på 500,ml ved hjelp av den teknikk som ble beskrevet i eksempel 1. Målinger av volumet ble tatt med forskjellige mellomrom over et tidsrom på 7 dager. Det var ikke noe minsking i fyllingens volum. I'virkeligheten var det ved 24°G og 70$ fuktighetsgrad en økning i volumet med tiden på grunn av avspenningen av den oppskårete, svellete fylling. Sigaretter som ble fremstilt av fyllingen viste også at den svellete stengselstruktur var stabil ved lagring og ingen merkbar krymping skjedde. The storage behavior of the cut filler at 24°C and 60% humidity was measured on 500ml samples using the technique described in Example 1. Measurements of the volume were taken at various intervals over a period of 7 days. . There was no reduction in the volume of the filling. In reality, at 24°C and 70% humidity, there was an increase in volume with time due to the relaxation of the cut, swollen filling. Cigarettes produced from the filler also showed that the swollen fence structure was stable on storage and no noticeable shrinkage occurred.

Eksempel 3. Example 3.

31,5 kg lyse .stengler, svellet ved hjelp av strålevarme, 'lavvarme"-vakuum, og ultrahøyfrekvens mikrobølgeenergi som beskrevet i eksempel 1, ble fuktet i vanndamp i 20 sekunder og .behandlet mens , de var varme gjennom et sett skilleanordninger 0,48 mm og 0,75 mm fra hverandre. De resulterende, pressete, svellete stengler var noe tykkere enn avstanden mellom skilleanordningene. Pukteteknikken var avgjørende fordi høy fuktighet og temperatur under 100°C fikk stenglene til å krympe. De svellete stengler ble fuktet øyeblikkelig før noen nevneverdig krymping opptrådte. Vo-lumforandringene er vist i tabell 3 og 4. 31.5 kg of light stalks, swollen using radiant heat, "low heat" vacuum, and ultra high frequency microwave energy as described in Example 1, were wetted in water vapor for 20 seconds and processed while hot through a set of separators 0, 48 mm and 0.75 mm apart. The resulting pressed, swollen stems were somewhat thicker than the distance between the separators. The wicking technique was essential because high humidity and temperatures below 100°C caused the stems to shrink. The swollen stems were moistened immediately before some significant shrinkage occurred.The volume changes are shown in Tables 3 and 4.

Det var tydelig at med en gang stenglene var blitt atskilt ved de angitte åpningsstørrelser krympet de ikke mer. I virkelig-heten ble det observert at noen av de valsete stengler øket i volum når de ble lagret ved riktige temperatur- og fuktighetsbe-tingelser. Dette hadde sin årsak i avspenningen i de valsete, svellete-strukturer. På den annen side ble, dersom stenglene ble valset på vanlig måte eller atskilt i åpninger under 0,5 mm, ble trykket for stort. Den ekspanderende cellestrukturen brøt sammen. It was clear that once the stems had been separated at the specified opening sizes they did not shrink any further. In reality, it was observed that some of the rolled stems increased in volume when stored at the correct temperature and humidity conditions. This had its cause in the relaxation of the rolled, swollen structures. On the other hand, if the stems were rolled in the usual way or separated into openings less than 0.5 mm, the pressure was too great. The expanding cell structure collapsed.

Eksempel 4.<*>Example 4.<*>

45 kg stengler svellet ved hjelp av strålevarme, "lawarme"-vakuum og ultrahøyfrekvent mikrobølgeenergi som beskrevet i eksempel 1 ble behandlet1 til 6,7$ fuktighet i et G-uarderite-kammer. Stenglene ble øyeblikkelig atskilt, for å gi en flatgjort stengel med ca. 0,75 mm tykkelse. De atskilte stengler mistet ikke volum når de ble behandlet til 24$ fuktighet<p>g kunne bli skåret opp. i fylling egnet til sigarettfremstilling.. 45 kg of stalks swollen by means of radiant heat, low heat vacuum and ultra high frequency microwave energy as described in Example 1 was treated to 6.7% moisture in a G-uarderite chamber. The stems were immediately separated, to give a flattened stem with approx. 0.75 mm thickness. The separated stems did not lose volume when treated to 24$ moisture<p>g could be cut up. in filling suitable for cigarette manufacturing..

Eksempel 5. Example 5.

9 kg stengler som var svellet ved hjelp av strålevarme hie atskilt i store fahrikkvalser som benyttes til å knuse stengler på den konvensjonelle måte som benyttes i industrien. Skilleut-styret ble innstilt til en åpningsstørrelse på 0,5 mm. Stenglene ble dampet i sekker av polyetylen og atskilt øyeblikkelig. Selve valsene ble dampet før stenglene ble ført gjennom, og ble i vir-keligheten omdannet til en skilleanordning ifølge oppfinnelsen ved at det ble anvendt varme og den riktige innstilling av åp-ningsstørrelsen. De atskilte stengler hadde et tilfredsstillende utseende ved at de ikke var blitt valset til det hårde, blanke ikke-absorberende avfall som vanligvis fremkommer ved den typiske valsing av tobakksstengler. De atskilte, svellete stengler be-holdt fortsatt en absorpsjonsdyktig, svampaktig struktur som 9 kg of stems which had been swollen with the help of radiant heat were separated in large fahrik rollers which are used to crush stems in the conventional way used in the industry. The separation control was set to an opening size of 0.5 mm. The stems were steamed in polyethylene bags and separated immediately. The rollers themselves were steamed before the stems were passed through, and were in reality converted into a separating device according to the invention by using heat and the correct setting of the opening size. The separated stalks had a satisfactory appearance in that they had not been rolled into the hard, glossy, non-absorbent waste usually produced by the typical rolling of tobacco stalks. The separated, swollen stems still retained an absorbent, spongy structure which

hadde de fordeler som oppsto ved svelling. Disse spaltete, svellete stengler ble blandet med tobakksblad og skåret opp til fylling som ble bedømt som egnet for sigarettfremstilling. had the benefits that arose from swelling. These split, swollen stalks were mixed with tobacco leaves and cut up into fillings judged suitable for cigarette making.

Claims

1. Process for producing a filling for a tobacco product, characterized in that the outer part of swollen tobacco stalks is moistened and that the stalks are passed between hot separating devices over an opening of from 0.5 - 1.25 mm to deform the stalks and bring the epidermis to separated from the tissue and mesophyll.

2. Procedure in accordance with claim 1, characterized by. that the separating device is kept at a temperature of at least 100°C.