NO130176B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av

et råmateriale for røkeblandinger.

Denne oppfinnelse angår fremstilling av et forbedret røke-materiale ut fra tobakk.

I søkerens norske patent nr. 116 233 er det foreslått å

erstatte iallfall en del av tobakken i røkeblandinger med et modi-

fisert karbohydratmateriale fremstilt ved katalytisk nedbygning av karbohydrat ved 100-250°C inntil vekten av det nedbygde materi-

ale er mindre enn 90 vekt% av det opprinnelige karbohydrat.

Det er nå overraskende funnet at katalytisk termisk nedbyg-

ging av tobakk også gir forbedret tobakkaroma ved røking.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen til fremstilling av et

forbedret materiale egnet for røkeblandinger går hovedsakelig ut på at tobakken underkastes en katalytisk nedbyggingsprosess ved

en temperatur på minst 100°C, passende 100-300°c og fortrinnnsvis 100-250°C, spesielt 160-250°C, inntil vekten av det nedbygde materiale er mindre enn 90 vekt% av den opprinnelige tobakk. Vekten av det nedbygde materiale bør helst ikke være mindre enn 70% av den opprinnnelige tobakk.

Alle typer tobakk kan brukes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, innbefattende sigarett-tobakk så som røkmodnet Virginia (FCV)-tobakk såvel som sterkere tobakktyper, så som Burley- og Rus-tica-tobakk.

Katalysatoren som anvendes i foreliggende fremgangsmåte, kan være hvilket som helst stoff som fremskynder den termiske nedbygging av tobakk eller senker nedbyggingstemperaturen. Sure stoffer er spesielt effektive, og foretrukne katalysatorer er sterke syrer og salter av sterke syrer med svake baser. Mineralsyrer, eksempelvis svovelsyre, fosforsyre og saltsyre kan brukes, og egnede salter av svake baser innbefatter ammoniumsulfat, diammoniumhydro-genfosfat, ferriklorid og spesielt ammoniumsulfamat. Alkaliske stoffer er også effektive katalysatorer, f.eks. alkalihydroksyder, så som natriumhydroksyd, og alkalisalter av svake syrer, eksempelvis natriumkarbonat. Når det anvendes alkaliske katalysatorer, bør imidlertid det nedbygde materiale fortrinnsvis vaskes hovedsakelig fritt for katalysator før det anvendes for røking.

Katalysatoren brukes fortrinnsvis i mengder på 1-20 vekt%, fortrinnsvis 3-8 vekt% av tobakken.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres med tobakken i hvilken som helst passende form, f.eks. i form av blader, pulver eller ark. Andre stoffer som er inerte under nedbyggingsbetingel-sene, kan eventuelt tilsettes. Således kan nøytrale salter og inerte bindemidler anvendes om det ønskes.

Alle flyktige materialer gis anledning til å unnvike fra den sone hvor den termiske nedbygging finner sted. Fremgangsmåten har vist seg å ha en nedbyggende virkning på cellulose og andre karbohydratbestanddeler i tobakken, hvorunder vann og andre flyktige stoffer unnviker.

Prosessens varighet avhenger av temperaturen, katalysatoren, tobakkens fysikalske tilstand og den grad i hvilken virkningen ønskes oppnådd.

Fremgangsmåten forandrer tobakkens farge til mørk brun-sort. Ganske overraskende oppviser imidlertid det termisk nedbygde materiale forbedret tobakk-aroma ved røking, hvilket viser at aroma-stoffene som er tilstede har en uventet stabilitet under de anvendte betingelser.

Når tobakk oppvarmes i fravær av katalysator, kan den tape vekt, og når oppvarmingen fortsettes, kan man få et residuum som veier mindre enn 90% av den opprinnelige tobakk. Slike residuer har ikke forbedret røkaroma sammenlignet med den opprinnelige tobakk, og de har bestemt en dårligere røkaroma enn de materialer som fremstilles ifølge foreliggende fremgangsmåte. Det ligger innfor oppfinnelsens ramme å oppvarme tobakk i fravær av katalysator og deretter fortsette oppvarmingen i nærvær av en katalysator.

En ytterligere fordel ved foreliggende fremgangsmåte er at den gir en reduksjon i formaldehyd-avgivelse i røken fra produktene sammenlignet med den ubehandlede tobakk. Formaldehyd er som kjent en alvorlig ciliatoksisk bestanddel i tobakkrøk.

Når en syrekatalysator, f.eks. svovelsyre, er anvendt i foreliggende fremgangsmåte, er det fordelaktig å nøytralisere even-tuelle syrerester i det termisk nedbygde materiale ved tilsetning av ammoniakk.

Det termisk nedbygde materiale som fåes i foreliggende fremgangsmåte, kan om det ønskes blandes med andre materialer som er normale bestanddeler i røkeblandinger, eksempelvis tobakk, karbohydrater, modifiserte karbohydrater, spesielt termisk nedbygde karbohydrater (og i særdeleshet termisk nedbygget cellulose) fremstilt etter fremgangsmåten ifølge norsk patent nr. 116 233, eller andre røkproduserende materialer og om ønsket andre modifiserte stoffer som vanligvis anvendes i røkeblandinger.

Således kan f.eks. røkeblandinger inneholdende termisk nedbygget materiale fremstilt i henhold til foreliggende fremgangsmåte også inneholde glødefremmende katalysatorer, materialer som forbed-rer askestyrken eller fargen, nikotin, aromastoffer, fuktbevarende stoffer, medikamenter eller anorganiske fyllstoffer.

Som glødefremmende katalysatorer som virker til "å holde fyren" foretrekkes alkalimetallforbindelser.

Som materialer til å forbedre askens beskaffenhet kan man anvende ammonium-, alkalimetall- eller jordalkalimetall-salter, og av disse foretrekkes magnesium-, kalsium- eller ammoniumsalter. Bentonitt er et spesielt effektivt askestyrkende middel.

En rekke gunstige aromastoffer kan tilsettes blandingen. Disse innbefatter tobakkekstrakter, organiske estere, essensielle

oljer, mentol, tonkabønner eller vanillin.

Glycerol og glykoler som f.eks. etylenglykol og di-, tri-

og tetra-etylenglykol er hensiktsmessige fuktbevarende stoffer.

Anorganiske fyllstoffer innblandes med fordel for regu-

lering av blandigens forbrenningshastighet. Ved å avbalansere io-

ner som akselererer forbrenningen mot ioner som forsinker forbrenningen, jfr. britisk patent nr. 1.299.296, kan det oppnås aksep-

table forbrenningshastigheter selv når store mengder (eksempelvis 40% eller .mer) av fyllstoffer er innblandet. Karbonater, særlig kalsium- og magnesiumkarbonater er godt egnede fyllstoffer, spesi-

elt når de brukes i kombinasjon for oppnåelse av en tilfredstillende forbrenningshastighet. Porøse, inerte fyllstoffer kan lette forbrenningen, gi en mer åpen tekstur eller oppbygging av blandingen og derved lette tilgangen av oksygen.

Det er ønskelig at røkeblandingene simulerer tobakk, og

det termisk nedbygde materiale fremstilles derfor fortrinnsvis i form av ark, og, ved anvendelse til sigaretter eller pipefylling,

i opptrevlet form. For fremstilling av arkformede røkeblandinger kan det termisk nedbygde materiale, om det allerede foreligger i arkform, ganske enkelt behandles med de ønskede additiver og opp-trevles. Termisk nedbygget materiale i andre former eller i arkform som er altfor svakt til å la seg opptrevle på tilfredsstillende måte, kan findeles til pulver og omdannes til et ark ved de frem-gangsmåter som anvendes ved fremstilling av rekonstituert tobakk.

F.eks. kan materialet blandes med en oppløsning av bindemiddel så

som et vannoppløselig cellulosederivat, polyvinylalkohol, stivelse, pektin, gummi- eller slim-stoffer, dannet til en film og tørret. Vannoppløselig metylcellulose eller natriumkarboksymetylcellulose, fortrinnsvis av slik art at en 2% vandig oppløsning har en visko-

sitet på minst 150O centipoise ved 25°C kan med fordel anvendes som bindemiddel. Andre ingredienser kan anvendes sammen med det ter-

misk nedbygde materiale og bindemidlet. Oppløselige ingredienser kan om ønsket dusjes eller sprøytes på den arkformede blanding.

Til bruk i sigaretter eller piper blir den opptrevlede blanding fortrinnsvis kondisjonert i en fuktig atmosfære til et vanninnhold på 5-15 vekt%.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan med fordel anvendes

til å forbedre aromaen av tobakkmateriale av dårlig kvalitet

(f.eks. stilken eller stokken av tobakkplanten og fint pulver-

materiale) av den art som anvendes i rekonstituert tobakk.

De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen. Alle deler er angitt på vektbasis. Aromabestemmelsene som nevnes i eksemplene, ble foretatt av et panel av røkere som var spesielt utplukket fordi de gjennom lengre tid hadde vist en pålitelig og god dømmeevne når det gjelder tobakkaroma, og dessuten hadde lang erfaring med utprøvning av tobakksigaretters aroma.

Eksempel 1

Pulverisert, røkmodnet Virginia (RMV)-tobakk ble impreg-nert med en vandig oppløsning av ammoniumsulfamat og tørret til et pulv°r inneholdende 5% ammoniumsulfamat. Pulveret ble oppvarmet i 15 minutter ved 225°C i en ovn, hvorunder det tapte 20% av den opprinnelige vekt.

Det resulterende termisk nedbygde produkt, et mørkebrunt til sort pulver, ble oppslemmet i en vandig oppløsning av natriumkarboksymetylcellulose (SCMC) og de nedenfor angitte ingredienser, og oppslemmingen ble utstrøket til en film og tørret, hvoretter filmen hadde følgende sammensetning.

Filmen ble opptrevlet og sigaretter ble fremstilt. Ved røking hadde de tobakkaroma.

Eksempel 2

Dette viser at den termisk nedbygde RMV-tobakk hadde en bedre tobakkaroma enn en ubehandlet RMV-tobakk. 95 deler røkmodnet Virginiatobakk (RMV) ble oversprøytet med en 5% vandig oppløsning av ammoniumsulfamat. Tobakken ble lufttørret og deretter varmebehandlet ved 220-225°C i 20-25 minutter, hvilket ga 75 deler av et mørkebrunt materiale, som ble malt i en kulemølle og omdannet til et ark som følger. 4 deler natriumkarboksymetylcellulose ble oppløst i 160 deler vann under omrøring, og en vandig oppløsning av 5,6 deler glycerol, 2,0 deler kaliumcitrat og 1,6 deler sitronsyre i 40 deler vann ble tilsatt. En tørr blanding bestående av 4,0 deler kalsiumkarbonat og 22,8 deler av det mørkebrune materiale ble nå tilsatt. Den resulterende opplemning ble omrørt i minst 1 time og deretter støpt på en tørke til en film som på tørr basis veiet 48-52 g/m .

Filmen ble opptrevlet og sigaretter fremstilt. Disse sigaretter ble sammenlignet med tilsvarende sigaretter som inneholdt ubehandlet kulemøllemalt RMV-tobakk. Panelet foretrakk enstemmig sigaretten inneholdende den termisk nedbygde tobakk på grunn av dennes langt sterkere tobakkaroma.

Eksempel 3

Dette eksempel illustrerer bruken av svovelsyre som katalysator og viser igjen at man oppnår en bedre tobakkaroma med den termisk nedbygde RMV-tobakk enn med ubehandlet RMV-tobakk.

95 deler røkmodnet Virginia-tobakk ble oversprøytet med

en oppløsning av 5 deler konsentrert svovelsyre i 100 deler vann. Tobakken ble så lufttørret og deretter varmebehandlet ved 220-225°C i 20-25 minutter, hvilket ga 80 deler av et mørkebrunt materiale, som ble kulemøllemalt og omdannet til et ark som følger: 4,0 deler natriumkarboksymetylcellulose ble oppløst i 160 deler vann under omrøring, og en vandig oppløsning av 5,6 deler glycerol, 2,0 deler kaliumcitrat og 1,6 deler sitronsyre i 40 deler vann ble tilsatt. En tørr blanding inneholdende 4,0 deler kalsiumkarbonat og 22,8 deler av det mørkebrune materiale ble nå tilsatt. Den resulterende oppslemming ble omrørt i minst 1 time, deretter støpt på en tørke til en film som på tørr basis veiet 48-52 g/m 2.

Filmen ble opptrevlet og sigaretter fremstilt. Panelets vurdering av disse sigaretters aroma sammenlignet med tilsvarende sigaretter fremstilt av kulemøllemalt, ubehandlet tobakk viste at den behandlede tobakk hadde en bedre tobakkaroma enn den ubehandlede tobakk. Deltagerne i panelet var alle enige om dette.

Eksempel 4

Dette eksempel viser at termisk nedbygget Burley-tobakk hadde en forbedret aroma. 95 deler Burley-tobakk ble oversprøytet med 5 deler ammoniumsulfamat i 95 deler vann og oppvarmet ved 220-225°C i 20 minutter, hvorved man fikk 83,6 deler av et mørkebrunt materiale, som ble kulemøllemalt og omdannet til en film på følgende måte:

4,0 deler natriumkarboksymetylcellulose ble oppløst i

160 deler vann under omrøring, og en vandig oppløsning av 5,6 deler glycerol, 2,0 deler kaliumcitrat og 1,6 deler sitronsyre i 40 deler vann ble tilsatt. En tørr blanding inneholdende 4,0 deler kalsium-

karbonat og 22,8 deler av det mørkebrune materiale ble nå tilsatt.

Den resulterende oppslemning ble omrørt i minst 1 time og deretter støpt på en tørke til en film som på tørr basis veiet 48-52 g/m .

Filmen ble opptrevlet og sigaretter fremstilt. Et panel

av røkere ga enstemmig uttrykk for den mening at disse sigaretter oppviste forbedret tobakkaroma sammenlignet med lignende sigaretter som inneholdt kulemøllemalt Burley-tobakk som ikke var termisk nedbygget. Sigaretten av vanlig Burley-tobakk hadde bare en svak tobakk/treaktig aroma sammenlignet med en mer distinkt tobakkaroma av den sigaretten som inneholdt termisk nedbygget Burley-tobakk.

Eksempel 5

Dette eksempel illustrerer at den termisk nedbygde RMV-

tobakk hadde en bedre tobakkaroma enn RMV-tobakk som var blitt oppvarmet under lignende betingelser uten katalysator.

4,0 deler natriumkarboksymetylcellulose ble oppløst i 160 deler vann under omrøring, og en vandig oppløsning av 5,6 deler glycerol, 2,0 deler kaliumcitrat og 1,6 deler sitronsyre i 40 deler vann ble tilsatt. En tørr blanding inneholdende 4,0 deler kalsiumkarbonat og 22,8 deler av et materiale (malt slik at det passerte gjennom en 120 "B.S. Sieve") fremstilt ved oppvarming av røkmodnet finskåret Virginia-tobakk uten katalysator ved en temperatur på 220-225°C i 20-25 minutter med et 20% vekttap, ble nå tilsatt.

Den resulterende oppslemning ble omrørt i minst 1 time og deretter støpt på en tørke til en film som på tørr basis veiet 48-52 g/m 2.

Filmen ble opptrevlet og sigaretter fremstilt. Aroma-bedømmelse av disse sigaretter ved hjelp av et panel av eksperter og sammenligning med tilsvarende sigaretter fremstilt av den ter-

misk nedbygde RMV-tobakk (se eksempel 2) viste at panelet enstemmig foretrakk sigarettene som inneholdt den katalysator- og varmebehandlede tobakk.

Eksempel 6

Dette eksempel viser at den termisk nedbygde Burley-

tobakk har en bedre tobakkaroma enn Burley-tobakk som er blitt varmebehandlet på lignende måte uten katalysator.

Burley-tobakk ble oppvarmet uten katalysator ved en temperatur på 220-225°C i 20-25 minutter, hvorunder materialet tapte 13,4% av sin vekt. Dette materiale ble malt til et pulver og vide-rebehandlet som følger:

4,0 deler natriumkarboksymetylcellulose ble oppløst i

160 deler vann.under omrøring, og en vandig oppløsning av 5,6 deler glycerol, 2,0 deler kaliumcitrat og' 1,6 deler, sitronsyre i 40 deler vann ble tilsatt. En tørr blanding av 4,0 deler kalsiumkarbonat og 22,8 deler av den ovennevnte varmebehandlede Burley-tobakk ble så tilsatt. Den resulterende oppslemning ble omrørt i minst 1 time og deretter støpt på en tørke til en film som på tørr basis veiet 48-52 g/cm 2.

Filmen ble opptrevlet og sigaretter fremstilt. Bedømmelse av aromaen av disse sigaretter ved hjelp av et panel av eksperter og sammenligning med sigaretter inneholdende pulverisert termisk nedbygget Burley-tobakk fremstilt som beskrevet i eksempel 4,

viste at panelet enstemmig foretrakk sistnevnte sigaretter på grunn av deres bedre tobakkaroma. Sigarettene inneholdende Burley-tobakken som var oppvarmet uten katalysator, hadde hovedsakelig samme smak og aroma som brennende cellulose og meget lite tobakkaroma.

Eksempel 7

95 deler røkmodnet Virginia-tobakk ble oversprøytet med

en vandig oppløsning av 5 deler ammoniumsulfamat i 95 deler vann. Tobakken ble nå lufttørret og oppvarmet ved 180°C i 6 timer, hvilket resulterte i et vekttap på 20%. Produktet ble malt slik at det passerte en 120 "B.S. Sieve".

4,0 deler natriumkarboksymetylcellulose ble oppløst i

160 deler vann under omrøring, og en vandig oppløsning av 4,8 deler glycerol, 2,0 deler kaliumcitrat og 1,6 deler sitronsyre i 40 deler vann ble tilsatt. En tørr blanding av 4,0 deler kalsiumkarbonat og 22,8 deler av deri varmebehandlede RMV-tobakk fremstilt som beskrevet i det foregående avsnitt ble tilsatt. Den resulterende oppslemning ble omrørt i 1 time, deretter støpt på en tørke til en film som på tørr basis veiet 48-52 g/m 2. Filmen ble opptrevlet og sigaretter fremstilt.

Disse sigaretter ble sammenlignet med lignende sigaretter inneholdende kulemøllemalt RMV-tobakk, og panelet fant at røkens tobakk-karakter var øket i de sigaretter som inneholdt ammonium-sulf amat-katalysert varmebehandlet Virginia-tobakk.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til fremstilling av et forbedret materiale for anvendelse i røkeblandinger, karakterisert ved at tobakk underkastes katalysert nedbygging ved en temperatur på minst 100°C inntil vekten av nedbygget materiale er mindre enn 90% av vekten av den opprinnelige tobakk.