PL193410B1

PL193410B1 - Sposób obróbki tytoniu

Info

Publication number: PL193410B1
Application number: PL01365043A
Authority: PL
Inventors: Michael Intorp; Hans-Jürgen Nikulla
Original assignee: Reemtsma H F & Ph
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2007-02-28
Also published as: US7320326B2; RU2242147C1; CZ20032263A3; EP1353572A1; ES2231542T3; UA73842C2; MA26151A1; KR100737116B1; HUP0302739A2; CA2433412A1; JP2004516851A; AR032513A1; MY128741A; WO2002058490A1; BG65441B1; KR20030066807A; SK286542B6; HK1064261A1; SI1353572T1; JP3964789B2

Abstract

1. Sposób obróbki tytoniu, zwlaszcza tytoniu Burley'a, obejmujacy nastepujace etapy: - obróbka tytoniu, korzystnie tytoniu lisciastego, srodkiem o nazwie Casing, który korzystnie zawiera cukier, - obróbka cieplna nasycona para wodna tytoniu traktowanego srodkiem o nazwie Casing, znamienny tym, ze - przed obróbka para wilgotnosc tytoniu miesci sie w zakresie 15-25%, i ze - po obróbce para wilgotnosc tytoniu miesci sie w zakresie 15-25%, a temperatura tytoniu miesci sie w zakresie 80-115°C. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki tytoniu, zwłaszcza tytoniu Burley'a, drogą nanoszenia środka o nazwie Casing i następnej obróbki cieplnej.

Nakładanie tak zwanych środków Casing stanowi zwykły etap roboczy przy przetwarzaniu tytoniu liściastego przed krojeniem. Celem obróbki środkiem o nazwie Casing jest polepszenie przetwarzalności oraz właściwości smakowych materiału tytoniowego. Do zwykłych składników środka o nazwie Casing należą środki do utrzymywania wilgoci, takie jak np. glikole albo gliceryna, cukier oraz naturalne substancje stałe, takie jak przykładowo kakao albo środek o nazwie Lakritz. Wysoka lepkość oraz zawartość substancji stałych w środku o nazwie Casing utrudniają żądane, równomierne przenikanie składników środka o nazwie Casing przez materiał tytoniowy. Aby polepszyć wnikanie środka o nazwie Casing do komórkowej struktury tytoniu następuje podawanie ogrzanego środka o nazwie Casing razem z nawilżaniem wodą i parą do agregatów określanych jako bębny-Casing. Konwencjonalną technikę aplikowania środka o nazwie Casing opisano w Voges, Tobacco Encyclopedia, Mainzer Verlagsanstalt und Druckerei Willi und Rothe GmbH & Co KG, Moguncja, 1984, strona 65 (hasło Casing), strona 411 (rozdział Tobacco Flavours and Casings), strony 416 i 417 (rozdział The Production of Cut Tobacco, fragmenty Special Treatment for Burley i Casing).

Tytonie Burley'a z reguły wykazują stosunkowo wysokie zawartości związków azotowych przy jednocześnie niskich zawartościach cukru. Z tego powodu akceptowalny smak tytoniowy można uzyskać często dopiero po zastosowaniu zawierających cukier środków o nazwie Casing w połączeniu z następującą dalej obróbką cieplną. Obok usunięcia lotnych związków azotowych drogą obróbki cieplnej, ze składników cukrowych i azotowych mogą powstawać produkty reakcji, takie jak na przykład pirazyna, które przyczyniają się do polepszenia jakości sensorycznej. Z reguły przy obróbce cieplnej tytoniu Burley'a traktowanego środkiem o nazwie Casing stosuje się tak zwaną suszarkę taśmową z wieloma strefami suszenia i chłodzenia, w której tytoń o początkowej zawartości wilgoci 30% suszy się do zawartości wilgoci 5%. Do dalszego przetwarzania, a zwłaszcza do krojenia, tytoń następnie musi być ponownie nawilżony do zawartości około 16-22% wilgoci.

Ten konwencjonalny sposób postępowania wykazuje wiele niedogodności. Przede wszystkim wnikanie środka o nazwie Casing do materiału liściastego nie jest optymalne przy aplikowaniu za pomocą bębna-Casing z powodu małej intensywności oddziaływania pary. Ponadto trzeba wydatkować wiele energii na silne wysuszenie. Suszarki taśmowe mają ponadto wysokie zapotrzebowanie przestrzenne i wskutek uwarunkowań konstrukcyjnych prowadzą do niejednorodnego rozdziału wilgoci. Dalsza niedogodność polega na wysokiej kruchości materiału tytoniowego przy wilgotnościach poniżej 10%, która prowadzi do strat wskutek tworzenia się okruchów i pyłu tytoniowego.

Z tego względu opisano szereg sposobów, które miały obejść jedną albo więcej niedogodności konwencjonalnych sposobów obróbki.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 5 755 238 znany jest sposób szybkiego suszenia, chłodzenia i ponownego nawilżenia za pomocą agregatu suszarniczego podzielonego na kilka stref obróbki i ponownego nawilżenia w oddzielnym tunelu parowym. Wilgotność materiału tytoniowego wynosi przed suszeniem około 30%, przed tunelem parowym około 5% i po ponownym nawilżeniu około 15%. Temperatura gorącego powietrza wynosi w suszarni około 105-115°C a całkowity czas przebiegu około 60 sekund. Dzięki stosowaniu kilku stref suszenia w złożu fluidyzacyjnym miało się uzyskać lepszą jednorodność wilgotności.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 4 004 594 jest znany sposób kondycjonowania tytoniu, zwłaszcza tytoniu Burley'a, w którym przewiduje się impregnowanie cząstek tytoniu środkiem o nazwie Casing, obróbkę cieplną w celu odpędzenia azotu względnie związków azotowych i nastawianie pożądanej zawartości wilgoci. Instalacja do obróbki składa się z urządzenia dozującego, bębna-Casing, urządzenia do wstępnego kondycjonowania parą i agregatów do ogrzewania, chłodzenia i ponownego nawilżania tytoniu. Wilgotności tytoniu wynoszą za urządzeniem dozującym 14-20%, zwłaszcza 18%, za bębnem-Casing 30-42%, zwłaszcza 32%, za urządzeniem do kondycjonowania wstępnego około 35%, za ogrzewaniem 4-7% i za ponownym nawilżaniem około 18-22%. W celu uzyskania lepszego wnikania środka o nazwie Casing do liści tytoniowych w urządzeniu do kondycjonowania wstępnego następuje obróbka parą nasyconą o ciśnieniu 0,25-0,35 MPa z wynikową temperaturą tytoniu około 70°C.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 3 402 497 jest znana tunelowa aparatura do transportu i do obróbki bogatego w azot tytoniu, ze strefami wstępnego suszenia, do ogrzewania tytoPL 193 410 B1 niu bez utraty wilgoci dzięki stosowaniu odpowiednio kondycjonowanego ośrodka oraz do chłodzenia obrobionego materiału. Wilgotność wejściowa materiału tytoniowego wynosi 40-50%, temperatura ośrodka za suszeniem wstępnym wynosi około 100°C, a wilgotność wyjściowa wynosi około 16-18%. Dzięki stosowaniu tego aparaturowo kosztownego sposobu w połączeniu z nadzwyczaj wysokimi wilgotnościami wejściowymi ma się uniknąć przesuszenia materiału tytoniowego i związanej z tym większej kruchości.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu obróbki tytoniu, zwłaszcza tytoniu Burley'a, drogą nanoszenia środka o nazwie Casing i następnej obróbki cieplnej, który to sposób eliminowałby niedogodności opisanych sposobów. W szczególności należałoby zmniejszyć liczbę koniecznych etapów procesu i obniżyć zapotrzebowanie energii oraz uzyskać równomierną jakość produktu.

Cel ten osiąga się za pomocą sposobu obróbki tytoniu, zwłaszcza tytoniu Burley'a, obejmującego następujące etapy:

- obróbka tytoniu, korzystnie tytoniu liściastego, środkiem o nazwie Casing, który korzystnie zawiera cukier,

- obróbka cieplna nasyconą parą wodną tytoniu traktowanego środkiem o nazwie Casing, który to sposób polega według wynalazku na tym, że

- przed obróbką parą wilgotność tytoniu mieści się w zakresie 15-25%, i że

- po obróbce parą wilgotność tytoniu mieści się w zakresie 15-25%, a temperatura tytoniu mieści się w zakresie 80-115°C.

Korzystne dalsze postacie wykonania sposobu według wynalazku wyróżniają się według wynalazku tym, że:

-czas działania pary na tytoń mieści się w zakresie 0,1-10 minut;

- stosunek wagowy wprowadzonej pary do obrabianego tytoniu wynosi 0,1-0,5;

- obróbka cieplna ma miejsce w tunelu parowym;

- ciśnienie pary przed wprowadzeniem do tunelu parowego mieści sięw zakresie 0,2-1,2 MPa;

- ciśnienie pary przed wprowadzeniem do tunelu parowego mieści się korzystnie w zakresie 0,4-1 MPa;

-w dołączeniu do obróbki parą tytoń chłodzi się i w bębnie poddaje wykańczaniu powierzchniowemu.

W sposobie według wynalazku tytoń potraktowany środkiem o nazwie Casing i wykazujący około 15-25% wilgoci, występujący z reguły w postaci tytoniu liściastego, poddaje się intensywnej obróbce parą. Bezpośrednio po obróbce parą temperatura tytoniu mieści się w zakresie 80-115°C, natomiast wilgotność tytoniu wynosi 15-25%. W sposobie według wynalazku nie występuje etap pośredni, który prowadzi do silnego wysuszenia tytoniu.

Obróbkę parą wodną prowadzi się korzystnie w taki sposób, że tytoń w ciągu 0,1-10 minut jest doprowadzany do możliwie intensywnego zetknięcia z ośrodkiem obróbki.

Stosunek wagowego natężenia przepływu pary do tytoniu (w danym przypadku w kg/h) nastawia się korzystnie w zakresie 0,1-0,5.

Obróbkę prowadzi się korzystnie w tak zwanym tunelu parowym i tego rodzaju agregaty są dostępne np. w firmie Sagemϋller GmbH, Bockhorn, albo HAUNT Maschinen AG, Hamburg. Przy korzystaniu z tunelu parowego stosuje się korzystnie parę nasyconą o ciśnieniu (przed wprowadzeniem do tunelu parowego) 0,2-1,2 MPa, zwłaszcza 0,4-1,0 MPa.

Nieoczekiwanie okazało się, że w przypadku postępowania według wynalazku obok lepszego wnikania środka o nazwie Casing dzięki korzystnemu stosowaniu tunelu parowego można w pojedynczym etapie procesu uzyskać także żądane efekty obróbki cieplnej, awięc odpędzenie lotnych związków azotu i reakcję cukrów i składników azotowych.

W sposobie według wynalazku wilgotność tytoniu zmienia się w ciągu obróbki parą w zależności od doboru parametrów procesu, takich jak ciśnienie pary i czas przebywania (czas oddziaływania pary), zaledwie o kilka punktów procentowych. Przez dobór odpowiedniej wilgotności wejściowej można zatem osiągnąć bezpośrednio wilgotność wymaganą do krojenia tytoniu.

Dzięki małemu gradientowi wilgotności w toku procesu tytoń obrobiony sposobem według wynalazku wykazuje wyraźnie bardziej jednorodny rozkład wilgotności niż taki tytoń, który poddano obróbce konwencjonalnym sposobem za pomocą suszarki taśmowej.

Zgodnie ze stanem techniki można tytoń obrobiony według wynalazku po obróbce parą i chłodzeniu zadawać średniolotnymi substancjami aromatycznymi w postaci tak zwanego aromatycznego środka do wykańczania powierzchniowego, który jest korzystnie środkiem alkoholowym.

PL 193 410 B1

Następnie tytoń sam albo po zmieszaniu z innymi odmianami tytoniu doprowadza się bez dalszych etapów nawilżania albo suszenia do procesu krojenia.

Dalsze dane odnośnie przeprowadzenia i efektów zastosowania sposobu według wynalazku można zaczerpnąć z niżej podanych przykładów wykonania. W szczególności należy zauważyć, że stwierdza się zmniejszenia całkowitych aminokwasów i amoniaku, odpowiadające konwencjonalnemu sposobowi, które można uważać za charakterystyczne dla żądanych efektów obróbki cieplnej. Potwierdza się to wynikami sensorycznej analizy palenia tytoniu.

Z przykładów wykonania można ponadto wnosić, że poprzez zmianę czasu oddziaływania pary lub też odpowiednio poprzez zwiększenie temperatury obróbki bądź ciśnienia pary mogą zmieniać się efekty obróbki następczej bez wywierania większego wpływu na wilgotność wyjściową (to jest wilgotność tytoniu po obróbce parą). W szczególności na tej drodze może następować dopasowanie do zawartości azotu w materiale tytoniowym, aby przykładowo w przypadku tytoniów ubogich w azot odpędzić mniejsze ilości niż w przypadku tytoniów bogatych w azot, co może znów prowadzić do lepszych wyników sensorycznych.

Zalety sposobu według wynalazku w porównaniu ze znanymi procesami polegają na ekonomiczniejszym prowadzeniu procesu przy mniejszych nakładach aparaturowych i zapotrzebowaniu energii. Ponieważ rezygnuje się z przesuszenia, to straty tytoniu są minimalne. W porównaniu z konwencjonalnym sposobem uzyskuje się lepszą jednorodność wilgoci w produkcie końcowym. W połączeniu z dobrym wnikaniem środka o nazwie Casing prowadzi to do wyraźnego zmniejszenia tworzenia się plam na papierze papierosów wytworzonych z udziałem tytoniu obrobionego zgodnie z wynalazkiem.

Przykład 1 (sposób konwencjonalny)

Jako materiał podstawowy do badań służył jakościowo wysokowartościowy tytoń Burley'a o zawartości nikotyny 3,1% i tani włoski tytoń Burley'a jako tak zwany wypełniacz o zawartości nikotyny 1,5%, każdorazowo w odniesieniu do suchej substancji. Obydwa badane tytonie traktowano w każdorazowo jednakowej ilości i jakości za pomocą wodnego roztworu częściowo zinwertowanej sacharozy i obrabiano cieplnie dwoma metodami (przykład 1, przykład 2) w odpowiednich instalacjach badawczych. Całkowita zawartość cukru wynosiła przed obróbką cieplną 10%.

Tak zwana suszarka fluidyzacyjna (przykład 1) reprezentuje zastosowanie konwencjonalnego sposobu i bazuje na idei przenośnika wstrząsowego z przelotowymi otworami w blasze dennej, przez które gorące powietrze przepływa przez obrabiany materiał. Wilgotność wejściowa (wilgotność wprowadzana) tytoniu liściastego wynosiła jednolicie 22%.

Do określania wilgotności tytoniu służyło, tak jak też we wszystkich niżej podanych przykładach, suszenie próbek tytoniu w niezamkniętych dozownikach aluminiowych za pomocą kalibrowanej suszarki z obiegiem powietrznym w temperaturze 80°C w ciągu 3 godzin.

W tabeli 1 przedstawiono stosowane temperatury gorącego powietrza, odpowiadające im czasy przebywania i wilgotności wyjściowe (to jest wilgotności tytoniu po obróbce w suszarce fluidyzacyjnej) tytoniu liściastego.

Tabela 1

Kombinacje parametrów w suszarce fluidyzacyjnej

Nr	Temperatura gorącego powietrza- (°C)	Czas przebywania (sek)	Wilgotność wejściowa (%)	Wilgotność wyjściowa (%)
1	130	15	22	6
2	150	30	22	3
3	200	40	22	< 1

PL 193 410 B1

P r z y k ł a d 2 (sposób według wynalazku)

Stosowano takie same tytonie podstawowe, potraktowane częściowo inwertowaną sacharozą, jak w przykładzie 1. Wilgotność wejściowa wynosiła tu jednolicie 18%.

Jako agregat do obróbki służył konwencjonalny tunel parowy z przenośnikiem wstrząsowym, w którym gorąca para wypływająca z otworów przelotowych w blasze dennej (para nasycona) oddziaływuje na tytoń liściasty, a w tunelu parowym zasadniczo panuje ciśnienie atmosferyczne (układ otwarty). Ciśnienie pary przed wprowadzeniem do tunelu parowego wynosiło jednolicie około 0,7 MPa, a stosunek wagowy tytoniu do pary wynosił 0,2. Tabela 2 ukazuje stosowane kombinacje parametrów. Temperatura tytoniu na wyjściu oraz wilgotność wyjściowa stanowią temperaturę względnie wilgotność tytoniu bezpośrednio po obróbce parą.

Tabel a 2

Zestawienia parametrów w tunelu parowym

Nr	Temperatura gorącego powietrza (°C)	Czas przebywania (sek)	Wilgotność wejściowa (%)	Wilgotność wyjściowa (%)
4	106	3	18	18
5	108	6	18	17
6	112	9	18	15

Rozpoznaje się, że tytoń osiągał w tunelu parowym dość szybko stan stacjonarny, w którym temperatura i wilgotność tytoniu zmieniały się tylko nieznacznie wraz z trwaniem obróbki parą.

Porównanie

W obu tabelach 3 i 4 dla każdego z obu badanych tytoni bazowych porównuje się wyniki uzyskane z kombinacji parametrów 1-3 bądź 4-6, omówionych w tabeli 1 i 2. Badano zawartość całkowitych aminokwasów i amoniaku, każdorazowo w odniesieniu do substancji suchej (TS).

Tabel a 3

Dane analityczne obrobionych koreańskich tytoniów Burley'a

Nr	Aminokwasy całkowite (mmol/kg TS)	Amoniak (% TS)
1	488	0,56
2	456	0,47
3	359	0,40
4	424	0,56
5	405	0,51
6	385	0,48

Tabel a 4

Dane analityczne obrobionych włoskich tytoniów Burley'a

Nr	Aminokwasy całkowite (mmol/kg TS)	Amoniak (% TS)
1	549	0,82
2	498	0,68
3	420	0,55
4	502	0,77
5	478	0,68
6	423	0,59

Porównanie zawartości aminokwasów całkowitych i amoniaku wykazuje równocenność sposobu według wynalazku i sposobu konwencjonalnego.

PL 193 410 B1

Dodatkowo do badań analitycznych krojono obrobione tytonie Burley'a w celu przygotowania papierosów próbnych i przez gremium specjalistów porównywano je ze sobą parami. W obydwóch przypadkach porównywanie między sposobem według wynalazku i sposobem konwencjonalnym nie wykazało żadnych znaczących różnic.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób obróbki tytoniu, zwłaszcza tytoniu Burley'a, obejmujący następujące etapy:

- obróbka tytoniu, korzystnie tytoniu liściastego, środkiem o nazwie Casing, który korzystnie zawiera cukier,

- obróbka cieplna nasyconą parą wodną tytoniu traktowanego środkiem o nazwie Casing, znamienny tym, że

- przed obróbką parą wilgotność tytoniu mieści się w zakresie 15-25%, i że

-po obróbce parą wilgotność tytoniu mieści się w zakresie 15-25%, a temperatura tytoniu mieści się w zakresie 80-115°C.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że czas działania pary na tytoń mieści się w zakresie 0,1-10 minut.
3. Sposób według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że stosunek wagowy wprowadzonej pary do obrabianego tytoniu wynosi 0,1-0,5.
4. Sposób według jednego z zastrz. 1, znamienny tym, że obróbka cieplna ma miejsce w tunelu parowym.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ciśnienie pary przed wprowadzeniem do tunelu parowego mieści się w zakresie 0,2-1,2 MPa.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że ciśnienie pary przed wprowadzeniem do tunelu parowego mieści się w zakresie 0,4-1 MPa.
7. Sposób według jednego z zastrz. 1, znamienny tym, że w dołączeniu do obróbki parą tytoń chłodzi się i w bębnie poddaje wykańczaniu powierzchniowemu.