PL101300B1 - Sposob wytwarzania srodka tytoniozastepczego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania srodka tytoniozastepczego.

Opisano dotychczas wiele mieszanek, stanowiacych srodki zastepujace liscie tytoniu w artykulach do palenia, takich jak papierosy, cygara, tyton fajkowy itp. Szerokie zastosowanie handlowe znajduje obecnie tak zwany tyton rekonstytuowany „sucha metoda", blona z pylu tytoniowego z dodatkiem nieznacznej ilosci, to jest 5% odpowiedniego spoiwa. Inne znane srodki zastepcze sa to w zasadzie srodki syntetyczne, chociaz w celu nadania im zapachu i wygladu, zblizonego do tytoniu, mozna dodawac tytoniu w malej ilosci to jest 30—40%.- Syntetyczne srodki zastepcze zawieraja na ogól palny skladnik wraz z modyfikatorami spalania, zazwyczaj zwiazkami nieorganicznymi, które daja szybkosc spalania palnego skladnika, zblizona do szybkosci spalania liscia tytoniu. Jako palne skladniki znane sa na przyklad takie, jak alfa-celuloza lub utleniona celuloza (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3461879), termicznie zdegradowana celuloza (opis patentowy kanadyjski nr 822969), pektyny i alginaty (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3529602) oraz naturalnie wystepujace gumy i zywice roslinne, takie jak guma guarowa, guma z ziaren drzewa swietojanskiego, guma tragankowa, arabska i karagenowa.

W opisie patentowym brytyjskim nr 1244441 opisano szczególnie pozadane srodki tytoniozastepcze, zawierajace takie palne skladniki jak skrobia i pochodne skrobi i celulozy oraz ich sole. Zwiazki te posiadaja powtarzalna czasteczke bezwodnej glikozy o ogólnym wzorze, przedstawionym na rysunku, w którym co najmniej jeden z podstawników R oznacza nizsza grupe alkilowa, nizsza grupe hydroksy-alkilowa, nizsza grupe karboksy-alkilowa lub grupy mieszane, a pozostale R oznacza wodór. Korzystnie jest, gdy R oznacza grupe CH2COOM, CH2CH2OH iCH3, w której M oznacza nietoksyczny kation lub atom wodoru, a najlepiej gdy oznacza metal alkaliczny lub metal ziem alkalicznych, atom glinu, zelaza lub wodoru. Przecietny stopien podstawienia atomami wodoru dla takich zwiazków wynosi zazwyczaj od okolo 0,2 do okolo 3,0 grup Rna czasteczke, a najlepiej od okolo 0,4 do okolo 1,2 takich grup na czasteczke. Mozna stosowac równiez mieszaninyHakich zwiazków.

Szczególnie uzytecznymi skladnikami. palnymi jest karboksymetyloceluloza, karboksyetyloceluloza, hydroksyetyloceluloza, karboksymetylohydroksyetyloceluloza, metyloceluloza, karboksymetyloskrobia, analogi7 101 300 takich zwiazków, jak etyloceluloza, hydroksypropylocelulozj, karboksyetyloskrobia i ich sole.

Mieszanki do palenia mozna równiez przygotowywac przy uzyciu wymienionych powyzej srodków tytoniozastepczych.

Znane jest wiele modyfikatorów spalania, nadajacych sie do modyfikacji szybkosci spalania znanych dotychczas skladników palnych. Jako modyfikatory spalania stosuje sie na ogól nietoksyczne zwiazki nieorganiczne, tzn. nieczynne farmakologicznie w sensie wywolywania znacznego efektu przeciwnego, zwiazane¬ go z doustnym przyjmowaniem substancji jako takiej lub produktówjej spalania. Odpowiednimi modyfikatorami spalania sa równiez zwiazki organiczne i pierwiastki.

Stosunek palnego skladnika do modyfikatora spalania (termin zamiennie stosowany z terminem, wypelniacz) powinien wynosic od okolo 15:85 do 85:15, a najlepiej od okolo 25:75 do 75:25.

Opisane dotychczas modyfikatory spalania nadaja sie równiez do opisywanych w wynalazku mieszanek i uzyte w róznych ilosciach moga sluzyc jako wypelniacze, zmniejszajace ogólna ilosc produktów spalania.

Minimalny wymiar czasteczek takich modyfikatorów wynosi okolo 0,2 mikrona do okolo 1,0 mm, maksymalny okolo 0,25 mm, a najlepiej 0,10 mm.

Nieorganiczne zwiazki, stosowane jako modyfikatory spalania i wypelniacze, moga skladac sie z kationu, podanego w kolumnie A i anionu, wskazanego w kolumnie B tablicy 1.

Tablica 1 A B Ut Sód Potas Cez Magnez Wapn Stront Bar Mangan Glin Cer Kobalt Zelazo Molibden .Nikiel Rubid Krzem Pallad Cyna Cynk Tytan Cyrkon Miedz Tlenki Uwodnione tlenki Wodorotlenki Weglany Fosforany Gliniany Cyniany Cynkany Krzemiany Wegliki Najlepsze sa kationy nastepujacych metali: cynku, tytanu, magnezu, wapnia^glinu i zelaza. Pozadane jest, aby zwiazki z tymi kationami wystepowaly w formie weglanów, tlenków, wodorotlenków, siarczanów, fosforanów, glinianów, krzemianów i glinokrzemianów. Szczególnie korzystne jest zastosowanie tlenków, weglanów i wodorotlenków, gdyz w trakcie spalania aniony te rozkladaja sie na wegiel, wodór i tlen. Nadaja sie tu równiez zwiazki nieorganiczne, wystepujace w stanie naturalnym, takie jak kamien polny (zwlaszcza dolomit), ziemia okrzemkowa perlit, magnezyt, wermikulit itp.

Jak juz stwierdzono, jako wypelniaczy mozna takze stosowac pierwiastki. Najlepszymi pierwiastkami sa: wegiel, cynk, magnez, tytan, glin i zelazo.

Wypelniacze wystepuja zazwyczaj w formie granulowanej, lecz mozna je stosowac równiez w postaci wlókna. Latwo dostepnymi substancjami w postaci wlókna sa: wlókno szklane, mika, azbest, wlókna z metali i weglików metali. W sposobie wedlug wynalazku jako wlókna stosuje sie cienkie paski metabwe, jak np. skrawki aluminiowe. Przecietna dlugosc wlókien wynosi od okolo 1,0 mm do okolo 5 mm, a ich sredni wymiar minimalny zostal uprzednio podar y.

W celu uzyskania umiarkowanej szybkosci spalania mozliwe i czesto pozadane jest zastosowanie kilku wypelniaczy jednoczesnie. Stwierdzono, ze szczególnie odpowiednimi wypelniaczami do uzyskania pozadanej szybkosci spalania sa takie wypelniacze, jak dwutlenek tytanu, wegiel, tlenek magnezu, zeolit, silikazel, krzemian magnezu i ziemia okrzemkowa.

Opisane powyzej mieszanki do palenia (stosowany tu termin skrótowo oznacza rekonstytuowany tyton i srodki tytoniozastepcze, wytwarzane metoda sucha) sa uzyteczne wr znym stopniu oraz wykazuja równiez pewne wady. Najistotniejsze znaczenie ma tu fakt, ze substancje te calkowicie lub czesciowo zastepujace tyton w artykulach do palenia, daja dym, którego smak izapach moze w niewielkim stopniu draznic palaczy.

Uzytecznosc tych mieszanek bylaby znacznie wieksza, gdyby udalo sie usunac te wade.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanek dó palenia, podczas palenia których powstaje dym w minimalnym stopniu drazniacy palacza.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze smak i zapach mieszanek do palenia mozna znacznie poprawic przez wprowadzenie do nich niewielkiej ilosci, to jest od okolo 0,1 do okolo 5,0 a lepiej od okolo 1,0 do okolo 2,5% wagowych w przeliczeniu na mase mieszanki, protein lub produktu hydrolizy protein, z tym, ze co najmniej 80%101 300 3 wagowych tych protein pochodzi z alifatycznych aminokwasów lub heterocyklicznych aminokwasów Korzystne jest przy tym, zeby mniej niz 10% wagowych protein lub produktów ichhydrolizy pochodzilo z aminokwasów, zawierajacych atom siarki.

Termin „alifatyczne aminokwasy" oznacza kwasy jednoaminokarboksylowe, takie jak glicyna, alanina, walina, leucyna, izoleucyna, seryna i treonina, kwasy jednoaminodwukarboksylowe, takiejak kwas asparaginowy, asparagina, kwas glutaminowy i glutamina oraz aminokwasy zasadowe, takie jak lizyna, hydroksylizyna, arginina i histydyna. Termin„heterocykliczne aminokwasy" oznacza tryptofan, proline i hydroksyproline.

Odpowiednimi proteinami sa na przyklad bialko jajka, zelatyna, kolagen, proteiny fasoli sojowej, kazeina, zeina iglindyna.

Proteiny te wprowadza sie zazwyczaj do mieszanek do palenia przez bezposrednie zmieszanie w postaci roztworu z innymi skladnikami tych mieszanek. Wprowadza sie je przed lub po dodaniu wody, a nastepnie formuje sie z nich blone w fazie wodnej. Mieszanka do odlewania zawiera na ogól 65 do 95% wody. Grubosc formowanej blony wynosi w stanie suchym od okolo 5 do okolo 15 mm.

Nizej podany przyklad ilustruje sposób wedlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.

Pr zyk l ad.

Nastepujace skladniki miesza sie w wodzie na mase o konsystencji ciasta (ilosci podano w czesciach wagowych) : 11,0 czesci soli sodowej karboksymetylocelulozy, 16,0 czesci dolomitu, 12,0 czesci ziemi okrzemkowej, 0,6 czesci gliceryny, 0,25 czesci wegla, 0,22 czesci srodków barwiacych, 0,7 czesci srodków zapachowych i 0,8 czesci kolagenu.

Mase- te odlewa sie na blone i suszy, blone rozdrabnia sie i wytwarza sie z niej papierosy o dlugosci 85 mm, srednicy 8 mm i o ciezarze 1,2 g. Dym z takich papierosów jest lagodny i wyraznie mniej drazniacy, niz dym z papierosów, wytwarzanych z takich samych srodków tytoniozastepczych, lecz bez dodatku kolagenu.

Przygotowane w ten sposób papierosy spalano równiez do niedopalków o dlugosci 30 mm w aparacie, który pobiera 35 mililitrowe porcje dymu w okresach co 2 sekundy w cyklu 60 sekund. Zawartosc smól okresla sie, przeciagajac dym przez filtr (Cambridge), który zatrzymuje co najmniej 98% substancji stalych i wazac wkladke filtrujaca przed i po spaleniu papierosa. Z papierosów wytwarzanych z opisanego powyzej srodka tytoniozastepczego, otrzymuje sie tylko 4,7 mg smól z jednego papierosa podczas gdy ze wszystkich papierosów z tytoniem o tym samym ciezarze uzyskiwano 28,0 g.

Okreslono takze sklad fazy gazowej dymu papierosowego. Wyniki wraz z danymi dla papierosów z tytoniem o tym samym ciezarze podano w tablic y 2.

Jak z przykladu wynika, okreslone w nim mieszanki moga oprócz palnego skladnika, tytoniu i/lub modyfikatorów spalania zawierac i inne skladniki. Do takich dodatkowych substancji naleza: modyfikatory popiolu, takie jak wlókno szklane i wlókna organiczne, modyfikatory smaku i zapachu.

Skladnik Aldehyd octowy (g/dmuch) Aceton (g/dmuch) Acetonitryl (g/dmuch) Akroleina (g/dmuch) Benzen (g/dmuch) Furan (g/dmuch) Aldehyd izomaslowy (g/dmuch) Fenole (g/papieros) Aldehyd propionowy (g/dmuch) Tlenek wegla (% objetosciowy) Cyjanowodór (g/papieros) Benzo (/piren/ g/100 papierosów) takie jak ekstrakty tytoniowe, syntetyczne srodki zapachowe, nikotyna i cukry, srodki barwiace, takie jak wegiel, barwniki pozywienia i nieorganiczne pigmenty, plastyfikatory i substancje pochlaniajace wilgoc, takie jak glikol butylenowy, gliceryny i glikol propylenowy oraz srodki nawilzajace.

Artykuly do palenia mozna wytwarzac calkowicie ze srodków tytoniozastepczych lub w polaczeniu z dowolna iloscia tytoniu, tytoniu rekonstytuowanego lub innymi srodkami tytoniozastepczymi.

Tablica 2 Papieros ze srodka tytonio¬ zastepczego 28,9 13,2 3,5 2,9 2,6 1,3 1,1 ,0 3,1 1,7 8,0 0,7 Papieros z tytoniu 52,8 28,0 ,0 4,9 ,6 1,9 2,6 9,8 4,2 3,6 216,0 2,84 101300 W opisie wynalazaku uzyto specyficznego przykladu, leczjest rzecza zrozumiala, ze mozna dokonac wielu modyfikacji sposobu wedlug wynalazku, nie odchodzac od jego mysli przewodniej.

Claims (8)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania srodka tytoniozastepczego, wydzielajacego dym, zawierajacego skladnik palny, dodatkowy skladnik bialkowy i ewentualnie tyton oraz modyfikator spalania, zna m ie nny tym, ze w srodku tytoniozastepczym wydzielajacym dym, rozprasza sie równomiernie dodatkowy skladnik bialkowy, uzyty w postaci rozpraszalnej, skladajacy sie z bialek lub hydrolizatów bialek, zawierajacych co najmniej 80% wagowych reszt aminokwasów alifatycznych i hetrocyklicznych, uzyty w ilosci 1-2,5% wagowych w stosunku do wagi srodka tytoniozastepczego, wydzielajacego dym. s

2. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny t y m., ze rozpraszalny dodatkowy skladnik bialkowy stosuje sie w postaci roztworu, który miesza sie z pozostalymi skladnikami mieszaniny.

3. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze stosuje sie skladnik bialkowy, w którym mniej niz 10% wagowych skladnika bialkowego pochodzi z aminokwasów, zawierajacych siarke.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, ze jako dodatkowy skladnik bialkowy stosuje sie bialko jaja, zelatyne, kolagen, bialko soi, zeine lub glindyne.

5. Sposób wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze jako srodek tytoniozastepczy, wydzielajacy dym, ' stosuje sie skladnik palny wraz z modyfikatorem spalania, przy czym oba te skladniki srodka tytoniozastepczego, wydzielajacego dym, wystepuja we wzajemnym stosunku ilosciowym od okolo 15:85 do okolo 85:15.

6. Sposób wedlug zastrz.,5, znamienny t y m, ze jako skladnik palny stosuje sie skrobie, pochodne skrobi i celulozy, w tym ich sole, zawierajace powtarzajaca sie reszte anhydroglukozy o wzorze, przedstawionym na rysunku, w którym co najmniej jeden z podstawników oznaczonych symbolem R, które moga byc jednakowe lub rózne stanowi nizsza grupe alkilowa, nizsza grupe hydroksyalkilowa, nizsza grupe karboksyalkilowa, a pozostale podstawniki, oznaczone symbolem R stanowia atomy wodoru, przy czym korzystnie R oznacza grupe CH2 COOM, CH2 CH2 OH lub CH3, w której M oznacza nietoksyczny kation lub atom wodoru.

7. Sposób wedlug zastrz. I, znamienny tym, ze stosuje sie równomiernie rozproszony pyl tytoniowy w ilosci nie wiekszej niz 40% wagowych w stosunku do wagi srodka tytoniozastepczego wydzielajace¬ go dym.

8. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny t y tm, ze jako skladnik palny stosuje sie karboksymetyloce- luloze, karboksyetyloceluloze, hydroksyetyloceluloze, karboksymetylohydroksyetyloceluloze, metyloceluloze, skrobie karboksymetylowana, etyloceluloze, hydroksypropyloceluloze, skrobie karboksyetylowana, ich sole i mieszaniny, a jako modyfikator spalania wapien, ziemie okrzemkowa, perlit, magnezyt, wermikulit i ich mieszaniny, przy czym skladnik palny i modyfikator spalania wystepuja we wzajemnym stosunki/ilosciowym od okolo 15:85 do okolo 85:15, oraz zawiera 1-2,5% wagowych rozpraszalnych bialek lub hydrolizatów bialka, zawierajacych co najmniej 80% wagowych reszt aminokwasów alifatycznych i heterocyklicznych i nie wiecej niz 10% wagowych reszt aminokwasów, zawierajacych siarke. ChLOR \ G — C H C- OR I H H >v t/ c-o OR Prac. Poligraf. UPPRL naklad 120+18 Cena 45 zl