RU2374953C1

RU2374953C1 - Reconstituted tobacco production method

Info

Publication number: RU2374953C1
Application number: RU2008120975/12A
Authority: RU
Inventors: Олег Иванович Квасенков (RU); Олег Иванович Квасенков
Original assignee: Олег Иванович Квасенков
Priority date: 2008-05-28
Filing date: 2008-05-28
Publication date: 2009-12-10

Abstract

FIELD: tobacco industry.

SUBSTANCE: invention relates to tobacco refuse processing technology. The method involves extracting anise with liquid carbon dioxide and separating a respective miscella, mixing up the tobacco material with a non-polar liquefied gas, extracting and shredding the material by relieving periodically the pressure in the extraction mixture below the extractant saturated vapour pressure at extraction temperature, separating the miscella and meal, suspending the meal in an aqueous solution of an acid salt of an edible polybasic acid, introducing an edible polyatomic alcohol into the suspension, forming the suspension, its drying to a residual humidity of 13-15%, cutting and treating with the gas-liquid tobacco extract and separated CO₂ miscella by raising simultaneously the pressure, then relieving the pressure to atmospheric one by freezing simultaneously the soaked carbon dioxide and subliming the latter to obtain a target product in the residue.

EFFECT: technique enables reduction of the technological process duration and production of reconstituted tobacco characterised by improved organoleptic properties.

Description

Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов.The invention relates to a technology for processing tobacco waste.

Известен способ получения восстановленного табака, предусматривающий измельчение табачного материала, его экстрагирование водой с отделением экстракта от шрота, суспендирование шрота в водосодержащей жидкости, в качестве которой используют собственно воду или водные растворы спиртов или сахаров, воздействие на суспензию для высвобождения пектиновых веществ путем введения в нее кислых солей фосфорной кислоты или иного гидролизующего пектин реагента, формование суспензии, введение в нее табачного экстракта и сшивающего пектин реагента в виде водорастворимой соли щелочноземельных металлов, предпочтительно кальция, и сушку (US 5339838, 1994).A known method of producing reconstituted tobacco, comprising grinding the tobacco material, extracting it with water to separate the extract from the meal, suspending the meal in an aqueous liquid, using water itself or aqueous solutions of alcohols or sugars, exposing the suspension to release pectin by introducing into it acid salts of phosphoric acid or other pectin hydrolyzing reagent, suspension formation, introduction of tobacco extract and pectin cross-linking into it that as a water soluble salt of alkaline earth metals, preferably calcium, and drying (US 5339838, 1994).

Недостатками данного способа являются получение восстановленного табака с заведомо ухудшенными органолептическими свойствами по отношению к исходному материалу, что ограничивает его использование в составе курительных изделий, и неоправданно увеличенная продолжительность технологического процесса.The disadvantages of this method are the production of reconstituted tobacco with obviously impaired organoleptic properties with respect to the starting material, which limits its use in the composition of smoking articles, and unreasonably increased duration of the process.

Техническим результатом изобретения является улучшение органолептических свойств восстановленного табака и сокращение продолжительности технологического процесса.The technical result of the invention is to improve the organoleptic properties of reconstituted tobacco and reduce the duration of the process.

Этот результат достигается тем, что способ получения восстановленного табака предусматривает экстрагирование аниса жидкой двуокисью углерода с отделением соответствующей мисцеллы, смешивание табачного материала с неполярным сжиженным газом, его экстрагирование и измельчение при периодическом сбросе давления в экстракционной смеси ниже давления насыщенных паров экстрагента при температуре экстрагирования, разделение мисцеллы и шрота, выделение из мисцеллы экстракта, суспендирование шрота в водном растворе кислой соли многоосновной пищевой кислоты, введение в суспензию пищевого многоатомного спирта, ее формование, сушку до остаточной влажности 13-15%, резку, пропитку газожидкостным экстрактом табака и отделенной CO₂-мисцеллой с одновременным повышением давления, сброс давления до атмосферного с одновременным замораживанием впитанной двуокиси углерода и ее возгонку с получением в остатке целевого продукта.This result is achieved in that the method for producing reduced tobacco involves extracting anise with liquid carbon dioxide to separate the corresponding miscella, mixing the tobacco material with non-polar liquefied gas, extracting it and grinding it with periodic pressure relief in the extraction mixture below the pressure of saturated vapor of the extractant at the extraction temperature, separation miscella and meal, isolation of the extract from miscella, suspension of meal in an aqueous solution of acid salt is polybasic edible acid, the introduction into the suspension of edible polyhydric alcohol, its molding, drying to a residual moisture content of 13-15%, cutting, impregnation with a gas-liquid tobacco extract and separated CO ₂ micelle with a simultaneous increase in pressure, depressurization to atmospheric pressure with simultaneous freezing of the absorbed carbon dioxide and its sublimation to obtain the residue of the target product.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Анис экстрагируют жидкой двуокисью углерода с отделением соответствующей мисцеллы по любой известной технологии.Anise is extracted with liquid carbon dioxide with separation of the corresponding miscella by any known technology.

Табачный материал подготавливают путем удаления из него посторонних примесей и смешивают с неполярным сжиженным газом. В полученной экстракционной смеси периодически сбрасывают давление до значения ниже давления насыщенных паров экстрагента при температуре экстрагирования при традиционных параметрах процесса (RU 2255788 С1, 2005). Как известно, это приводит к интенсивному разрушению экстрагируемого сырья и выходу в экстракт его клеточного содержимого (Журавская-Скалова Д.В., Квасенков О.И. Новая технология экстрагирования биологического сырья // Сборник материалов научно-практической конференции "Интеграция фундаментальных и прикладных исследований - основа развития современных аграрно-пищевых технологий". - Углич: РАСХН, 2007, с.111-112).Tobacco material is prepared by removing impurities from it and mixed with non-polar liquefied gas. In the obtained extraction mixture, the pressure is periodically dropped to a value below the pressure of the saturated vapor of the extractant at the extraction temperature under traditional process parameters (RU 2255788 C1, 2005). As you know, this leads to intensive destruction of the extracted raw materials and the release of its cellular contents into the extract (Zhuravskaya-Skalova D.V., Kvasenkov OI. New technology for the extraction of biological raw materials // Collection of materials of the scientific-practical conference "Integration of fundamental and applied research - the basis for the development of modern agricultural and food technologies. "- Uglich: RAAS, 2007, p.111-112).

Поскольку разрушение клеточной структуры сырья в данном случае происходит в экстрагенте, а не вне него, как в наиболее близком аналоге, ароматические вещества табачного материала не могут поступать в окружающую среду, что исключает их потери.Since the destruction of the cellular structure of raw materials in this case occurs in the extractant, and not outside it, as in the closest analogue, the aromatic substances of the tobacco material cannot enter the environment, which eliminates their loss.

Осуществление измельчения сырья в процессе его экстрагирования ожидаемо сокращает продолжительность технологического процесса. Помимо того, измельчение ударными волнами в жидкой среде в отличие от механического измельчения обеспечивает наиболее полное разрушение клеточных мембран табачного материала, что сокращает продолжительность собственно экстрагирования.The implementation of the grinding of raw materials in the process of extraction is expected to reduce the duration of the process. In addition, grinding by shock waves in a liquid medium, in contrast to mechanical grinding, provides the most complete destruction of the cell membranes of tobacco material, which reduces the duration of the extraction itself.

После завершения экстрагирования мисцеллу и шрот разделяют и выделяют из мисцеллы экстракт любыми известными методами.After the extraction is complete, the miscella and meal are separated and the extract is extracted from the miscella by any known methods.

Полученный шрот суспендируют в водном растворе кислой соли многоосновной кислоты, отнесенной к пищевым в соответствии с СанПиН 2.3.2.1293-03. Концентрацию соли выбирают по известным рекомендациям для обеспечения гидролиза протопектина (Донченко Л.В. Технология пектина и пектинопродуктов. Учебное пособие для студентов ВУЗов. - М.: ДеЛи, 2000, с.32-40). Соотношение фаз выбирают обеспечивающим текучесть суспензии. Время суспендирования и при необходимости выдержки суспензии задают таким, чтобы обеспечить гидролиз протопектина табака, рассчитывая его по известным закономерностям (Ильина И.А. Научные основы технологии модифицированных пектинов. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2001, с.88-156).The resulting meal is suspended in an aqueous solution of an acid salt of a polybasic acid classified as food in accordance with SanPiN 2.3.2.1293-03. The salt concentration is chosen according to well-known recommendations to ensure the hydrolysis of protopectin (Donchenko L.V. Technology of pectin and pectin products. A manual for university students. - M .: DeLi, 2000, p. 32-40). The phase ratio is chosen to ensure the fluidity of the suspension. The suspension time and, if necessary, the suspension is set so as to ensure the hydrolysis of tobacco protopectin, calculating it according to well-known patterns (I. Ilyina. Scientific principles of modified pectin technology. - Krasnodar: SKZNIISiV, 2001, p. 88-156).

Следует отметить, что суспендирование шрота в водном растворе гидролизующего агента исключает необходимость оказания на суспензию дополнительного воздействия для обеспечения гидролиза протопектина, что ожидаемо сокращает продолжительность технологического процесса. Помимо того, измельченное указанным выше методом сырье имеет более развитую поверхность твердой фазы, что дополнительно ускоряет гидролиз протопектина и соответственно сокращает продолжительность данной стадии и всего технологического процесса. Также следует отметить, что сокращение данной стадии позволяет сократить гидролиз собственно пектиновых веществ, сохранив их высокую молекулярную массу и снизив влияние продуктов глубокого гидролиза на органолептические свойства целевого продукта.It should be noted that the suspension of meal in an aqueous solution of a hydrolyzing agent eliminates the need for an additional effect on the suspension to ensure hydrolysis of protopectin, which is expected to reduce the duration of the process. In addition, the raw material ground by the method described above has a more developed surface of the solid phase, which additionally accelerates the hydrolysis of protopectin and, accordingly, reduces the duration of this stage and the entire technological process. It should also be noted that the reduction of this stage allows to reduce the hydrolysis of pectin substances proper, while maintaining their high molecular weight and reducing the effect of deep hydrolysis products on the organoleptic properties of the target product.

По достижении заданного содержания пектиновых веществ в суспензии, определяемого требуемыми физическими характеристиками целевого продукта, в суспензию вводят многоатомный спирт, отнесенный к пищевым в соответствии с СанПиН 2.3.2.1293-03, а затем формуют, сушат до остаточной влажности 13-15% и нарезают любыми известными методами.Upon reaching the specified content of pectin substances in the suspension, determined by the required physical characteristics of the target product, polyhydric alcohol, classified as food in accordance with SanPiN 2.3.2.1293-03, is introduced into the suspension, and then it is molded, dried to a residual moisture content of 13-15% and cut into any known methods.

Во время проведения перечисленных операций происходит эфирная сшивка свободных карбоксильных групп пектиновых веществ многоатомным спиртом с образованием каркасной системы, обеспечивающей сохранение целевым продуктом приданной формы.During the above operations, the ether crosslinking of the free carboxyl groups of pectin substances with polyhydric alcohol occurs with the formation of a skeleton system that ensures the preservation of the given product with the given shape.

Развитая при гидравлическом измельчении поверхность табачного материала обеспечивает ускоренное по сравнению с наиболее близким аналогом удаление влаги, что не только сокращает продолжительность технологического процесса, но и позволяет сократить термическое воздействие на целевой продукт, обеспечивая сокращение изменений нативных веществ табачного материала, влияющих на его органолептические свойства. Помимо того, замена реагента на стадии сшивки пектиновых веществ с соли щелочноземельного металла на многоатомный спирт позволяет сохранить ощущение нативного вкуса и крепости дыма целевого продукта.The surface of the tobacco material, developed during hydraulic grinding, provides moisture removal faster than the closest analogue, which not only reduces the duration of the process, but also reduces the thermal effect on the target product, providing a reduction in the changes in the native substances of the tobacco material that affect its organoleptic properties. In addition, the replacement of the reagent at the stage of crosslinking of pectin substances from an alkaline earth metal salt with a polyhydric alcohol allows you to maintain a sense of the native taste and strength of the smoke of the target product.

Остаточная влажность после сушки в указанных пределах обеспечивает необходимую для последующей обработки пластичность (US 5469872, 1995).The residual moisture after drying within the specified limits provides the plasticity necessary for subsequent processing (US 5469872, 1995).

Нарезанный материал пропитывают газожидкостным экстрактом табака и ранее отделенной СO₂-мисцеллой аниса. Время пропитки определяют по известным закономерностям массообмена (Космодемьянский Ю.В. Процессы и аппараты пищевых производств. Учебник для студентов техникумов. - М.: Колос, 1997, с.135-162). Как правило, оно не превышает 15 с. При этом происходит впитывание двуокиси углерода и насыщение материала ароматическими веществами аниса и табака, а давление автоматически повышается до значения, соответствующего давлению насыщенных паров двуокиси углерода при температуре пропитки. Затем давление сбрасывают до атмосферного с одновременным замораживанием впитанной двуокиси углерода, после чего ее возгоняют известными методами (Татарченко И.И., Мохначев И.Г., Касьянов Г.И. Технология субтропических и пищевкусовых продуктов. Учебное пособие для студентов ВУЗов. - М.: Академия, 2004, с.230) и удаляют с получением в остатке целевого продукта. Он представляет собой гранулы неправильной формы с развитой пористой структурой и обладает технологическими и органолептическими свойствами ароматизированного расширенного табака.The chopped material is impregnated with a gas-liquid tobacco extract and the previously separated CO ₂ anise micelle. Impregnation time is determined by the known laws of mass transfer (Kosmodemyansky Yu.V. Processes and apparatuses of food production. A textbook for students of technical schools. - M .: Kolos, 1997, p.135-162). As a rule, it does not exceed 15 s. In this case, carbon dioxide is absorbed and the material is saturated with aromatic substances of anise and tobacco, and the pressure automatically rises to a value corresponding to the pressure of saturated vapor of carbon dioxide at the temperature of impregnation. Then the pressure is released to atmospheric pressure with the simultaneous freezing of the absorbed carbon dioxide, after which it is sublimated by known methods (Tatarkhenko II, Mokhnachev IG, Kasyanov GI Technology of subtropical and food flavoring products. A textbook for university students. - M .: Academy, 2004, p.230) and removed to obtain the residue of the target product. It is a granule of irregular shape with a developed porous structure and has the technological and organoleptic properties of flavored expanded tobacco.

Максимальное сохранение в целевом продукте нативных ароматических веществ табака и его насыщение дополнительными ароматическими веществами исключает образование привкуса целлюлозы и жжение языка при его прокуривании, что позволяет использовать полученный по описанной технологии восстановленный табак в составе мешек курительных изделий в неограниченном количестве в качестве ароматизирующей добавки в соответствии с известными рекомендациями для получения курительных изделий с заданными органолептическими свойствами (RU 2280397 C1, 2006).The maximum preservation in the target product of native aromatic substances of tobacco and its saturation with additional aromatic substances excludes the formation of a cellulose taste and burning of the tongue when it is smoked, which makes it possible to use the reconstituted tobacco obtained in the described technology as a part of a bag of smoking articles in unlimited quantities as a flavoring additive in accordance with well-known recommendations for obtaining smoking products with desired organoleptic properties (RU 2280397 C1, 2006).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить восстановленный табак при сокращенной продолжительности технологического процесса и улучшить его органолептические свойства.Thus, the proposed method allows to obtain reconstituted tobacco with a shorter duration of the process and improve its organoleptic properties.

Claims

A method for producing reduced tobacco, which involves the extraction of anise with liquid carbon dioxide with separation of the corresponding miscella, mixing of tobacco material with non-polar liquefied gas, its extraction and grinding with periodic depressurization of the extraction mixture below the pressure of saturated vapor of the extractant at the extraction temperature, separation of miscella and meal, separation from miscella of the corresponding extract, suspension of meal in an aqueous solution of acid salt of polybasic food acid othy, the introduction into the suspension of edible polyhydric alcohol, its molding, drying to a residual moisture content of 13-15%, cutting, impregnation with a gas-liquid tobacco extract and separated CO ₂ micelle with a simultaneous increase in pressure, depressurization to atmospheric pressure with simultaneous freezing of the absorbed carbon dioxide and its sublimation to obtain the remainder of the target product.