SK10652003A3 - Spôsob úpravy tabaku - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu úpravy tabaku, zvlášť tabaku Burley, aplikáciou parfumovaním a následnou tepelnou úpravou.

Doterajší stav techniky

Použitie tak zvaného parfumovania tabaku je pri úprave listového tabaku pred rezaním obvyklý postup. Cieľom úpravy parfumovaním je zlepšenie spracovateľnosti aj chuťových vlastností tabakového materiálu. Normálnymi zložkami parfumovania sú zvlhčovadlá, ako napríklad glykoly alebo glycerol, cukor a prírodné látky pevného skupenstva, ako napríklad kakao alebo sladké drievko. Vysoká viskozita a obsah pevných zložiek v parfumačnom činidle vytvárajú namáhavejšie potrebné rovnomerné prenikanie parfumovania do tabakového výrobku. S cieľom zlepšiť penetráciu parfumovania do bunkovej štruktúry tabaku sa vykonáva aplikácia ohriateho parfumovania spoločne s vlhčením vodou a parou v jednotkách nazývaných parfumovacie bubny. Obvyklý spôsob aplikácie parfumovaním je opísaný v diele Voges, Tobacco Encyclopedia, Mainzer Verlagsanstalt und Druckerei Willi und Rothe GmbH & Co. KG, Mainz, 1984, s. 65 (kľúčové slovo Casing), s. 411, (sekcia Tobacco flavours and Casings), ss. 416 a 417 (sekcia The Production of cut Tobacco), kapitoly Special Tréatment for Burley a Casing.

V tabakoch Burley sa obvykle spájajú pomerne vysoké koncentrácie dusíkatých zlúčenín a nízke koncentrácie cukru. Z tohto dôvodu sa prijateľná chuť tabakového dymu môže často dosiahnuť len s použitím parfumovania s obsahom cukru v kombinácii s následnou tepelnou úpravou. Spolu s odstránením prchavých dusíkatých zlúčenín tepelnou úpravou sa môžu vytvoriť z cukrových a dusíkatých zložiek reakčné produkty, ako napríklad pyrazíny, ktoré prispievajú ku zlepšeniu senzorickej kvality. Obvykle sa na tepelnú úpravu tabaku Burley upraveného parfumovaním používajú takzvané pásové sušiarne vybavené niekoľkými sušiacimi a chladiacimi zónami, pričom sa tabak Burley suší pri počiatočnej vlhkosti približne 30 % na asi 5% obsah vlhkosti. Na ďalšie spracovanie, zvlášť na rezanie, sa tabak musí znovu vlhčiť na asi 16 % až 22 %.

Tento obvyklý spôsob má rad nedostatkov. V prvom rade nie je v prípade použitia parfumovacieho bubna penetrácia parfumovania do hmoty listu optimálna v dôsledku nízkeho prieniku pary. Ďalej je vysoká spotreba energií na intenzívne sušenie. Pásové sušiarne tiež zaberajú veľký priestor a v dôsledku svojej konštrukcie nedosahujú dostatočne homogénnu distribúciu vlhkosti. Ďalšou nevýhodou je, že značná lámavosť tabakového materiálu pri koncentráciách vlhkosti pod 10 %, ktorá má za následok veľké straty tabaku v dôsledku vzniku drobnej frakcie a prachu.

Z týchto dôvodov bolo opísaných niekoľko spôsobov, kde sa uvádza, že odstraňujú jednu alebo viac nevýhod obvyklých spôsobov úpravy.

Patent US 5 755 238 opisuje spôsob rýchleho sušenia, chladenia a privlhčovania s použitím sušiacej jednotky rozdelenej do niekoľkých úpravárskych pásiem a sektoru privlhčovania v parnom tunely. Obsah vlhkosti tabakového materiálu je asi 30 % pred sušením, asi 5 % pred parným tunelom a asi 15 % po privlhčovaní. Teplota horúceho vzduchu v sušiarni je asi 105 °C až 115 °C a celková doba priechodu zariadením je asi 60 sekúnd. Údajne sa docieli rovnomernejšia vlhkosť pri použití niekoľkých zón v sušiarni s fluidným lôžkom.

Patent US 4 004 594 opisuje spôsob kondicionovania tabaku, zvlášť tabaku Burley, ktorým sa dosahuje impregnácia tabakových častíc parfumovaním, tepelná úprava pre vypudení dusíka alebo dusíkatých zlúčenín a úprava na potrebnú vlhkosť. Príslušné úpravárske zariadenie pozostáva z dávkovacej jednotky, bubna na parfumovanie, jednotky na predbežnú úpravu parou a z jednotiek na ohrev, chladenie a privlhčovanie tabaku. Obsah vlhkosti v tabaku je 14 % až 20 %, výhodne 18 % po priechode dávkovacou jednotkou, 30 % až 42 %, výhodne 32 % za bubnom na parfumovanie, asi 35 % po predbežnom kondiciona3 vaní, 4 % až 7 % po ohreve a asi 18 % až 22 % po privlhčení. V jednotke na predbežnú úpravu za účelom lepšej penetrácie parfumovania do tabakového listu prebieha úprava nasýtenou parou pri tlakoch 0,25 MPa až 0,35 MPa (2,5 až 3,5 barov), čo má za následok teplotu tabaku asi 70 °C.

Patent US 3 402 479 opisuje zariadenie na princípe tunela, ktoré zaisťuje dopravu a úpravu tabaku bohatého na dusík, a má zóny na predbežné sušenie, na ohrev tabaku bez strát vlhkosti v dôsledku použitia vhodne kondicionovaného média a na chladenie upraveného produktu. Obsah vlhkosti tabakového materiálu je pri vstupe do zariadenia 40 % až 50 %, teplota média je po predbežnom sušení asi 100 °C a vlhkosť na výstupe je asi 16 % až 18 %. Zámerom používania tohto spôsobu s vysokými investičnými nákladmi pri extrémne vysokých koncentráciách vlhkosti na vstupe je predísť nadmernému vysušeniu tabakového materiálu a s tým spojenému nárastu lámavosti.

Podstata vynálezu

Cieľom tohto vynálezu je vytvoriť spôsob úpravy tabaku, zvlášť tabaku Burley, s použitím parfumovania a následnou tepelnou úpravou, ktorý by sa vyhol nedostatkom opísaných spôsobov. Zvlášť je treba obmedziť počet nutných procesných stupňov, znížiť energetické nároky a dosiahnuť jednotnú kvalitu výrobku. Tento cieľ sa dosahuje spôsobom úpravy tabaku so znakmi uvedenými v nároku 1. Závislé nároky predstavujú výhodné verzie vynálezu.

V spôsobe podľa vynálezu sa na tabaku po vykonanej aplikácii parfumovania a s obsahom vlhkosti asi 15 % až 25 %, pričom obvykle ide o listový tabak, vykoná intenzívna úprava parou. Hneď po úprave vodnou parou je teplota tabaku v rozmedzí 80 % až 115 °C a obsah vlhkosti je 15 % až 25 %. Pri spôsobe podľa vynálezu sa nepoužíva medzistupeň, ktorého následkom je výrazné vyschnutie tabaku.

Úprava parou sa vykonáva tak, že sa tabak privedie do tesného kontaktu s úpravárskym médiom na dobu od 0,1 minúty do 10 minút.

Pomer hmotnostných prietokov pary a tabaku (v kg/hod) je výhodne v rozmedzí od 0,1 do 0,5.

Táto úprava sa výhodne vykonáva v takzvanom parnom tunely. Toto zariadenie je možné získať napríklad od firmy Sagemíiller GmbH, Bockhorn, alebo HAUNI Maschinenbau AG, Hamburk. Pri použití parného tunela sa výhodne používa nasýtená para pod tlakom pred vstupom do parného tunela 0,2 MPa až 1,2 MPa (2 bary až 12 barov), zvlášť výhodne s tlakom 0,4 MPa až 1,0 MPa (4 bary až 10 barov).

Prekvapujúco bolo preukázané, že pri spôsobe podľa vynálezu sa vďaka výhodnému použitiu parného tunela okrem zlepšenej penetrácie parfumovania môžu dosiahnuť ďalšie požadované účinky tepelnej úpravy, to znamená vypudenie prchavých dusíkatých zlúčenín a reakcia medzi cukrami a dusíkatými zložkami, a to v jedinom procesnom stupni.

Pri vykonávaní spôsobu podľa vynálezu sa počas parnej úpravy mení vlhkosť len o niekoľko percent v závislosti na voľbe procesných parametrov, ako je tlak pary a doba zdržania (doba expozície voči pare). Voľbou vhodnej vlhkosti suroviny na vstupe je možné takto priamo dosiahnuť vlhkosť potrebnú na rezanie.

Vďaka malému vlhkostnému gradientu pri tomto spôsobe má tabak upravený týmto spôsobom podľa vynálezu zreteľne homogénnejšiu distribúciu vlhkosti, než tabak upravený v pásovej sušiarni podľa obvyklého spôsobu.

V súlade s dnešným stavom techniky je možné na tabak upravený podľa vynálezu použiť po parnej úprave a ochladení stredne prchavé aromatické látky vo forme takzvaného top dressíngu prevažne alkoholickej povahy.

Potom sa tabak privádza na stupeň rezania buď samotný alebo v zmesi s inými druhmi tabaku, bez toho aby sa realizovali ďalšie stupne privlhčenia alebo sušenia.

Z nasledujúcich príkladov uskutočnení je možné spoznať ďalšie podrobnosti o uskutočnení a účinkoch spôsobu podľa vynálezu. Predovšetkým treba poznamenať, že je možné konštatovať zníženie všetkých aminokyselín a čpavku zhodné so znížením pri obvyklom spôsobe, čo je možné považovať za príklad požadovaných účinkov tepelnej úpravy. To potvrdzujú výsledky senzorického hodnotenia tabakového dymu.

Ďalej je možné z týchto uskutočnení vypozorovať, že účinky sekundárnej úpravy je možné meniť zmenami doby expozície voči pare a tiež zvyšovaním teploty úpravy alebo tlaku pary bez toho, aby sa tým vo väčšom rozsahu ovplyvnil obsah vlhkosti na výstupe (to znamená vlhkosť tabaku po parnej úprave). Hlavne je možné takto vykonať úpravu obsahu dusíka v tabakovom materiáli, keď je potrebné vypudiť menšie množstvo prchavých dusíkatých zlúčenín, napríklad pri spracovaní tabaku s nízkym obsahom dusíka, než pri spracovaní tabaku s vysokým obsahom dusíka, čo môže mať za následok zlepšenie senzorických charakteristík.

Prednosti spôsobu podľa vynálezu v porovnaní so známymi spôsobmi spočívajú v ekonomickejšej výrobnej realizácii vďaka nižším investičným nákladom a energetickým nárokom. Pretože nedochádza k nadmernému vysušeniu sú straty tabaku minimálne. V porovnaní s konvenčnými spôsobmi sa dosahuje aj zlepšená homogenita vlhkosti finálneho výrobku. To má spolu s dobrou penetráciou parfumovania za následok výrazné zníženie tvorby škvŕn na papieri cigariet vyrábaných z tabakov upravených podľa vynálezu.

Príklady uskutočnení vynálezu

PRÍKLAD 1 (Obvyklý spôsob)

Vysoko kvalitný kórejský tabak Burley s obsahom nikotínu 3,1 % a lacný taliansky tabak Burley ako tak zvané plnivo s obsahom nikotínu 1,5 % (oboje vztiahnuté na sušinu) boli v teste použité ako surovina. Na oba druhy tabaku sa použil vodný roztok čiastočne invertovanej sacharózy v rovnakom množstve a kvalite a tabak sa tepelne upravoval dvoma spôsobmi (príklad 1 a príklad 2) v zhodných poloprevádzkových jednotkách. Pred tepelnou úpravou bol obsah všetkého cukru 10 %.

Takzvaná sušiareň s fluidným lôžkom predstavuje v príklade 1 aplikáciu obvyklého spôsobu a zakladá sa na princípe vibračného dopravníka s otvormi v spodnej doske, nad ktorou prechádza horúci vzduch cez upravovaný výrobok. Počiatočná vlhkosť listového tabaku po vstupe do jednotky bola rovnomerne 22 %.

Sušenie tabakových vzoriek po dobu 3 hodín v otvorených hliníkových nádobách s použitím kalibrovanej sušiacej komory s obehovým vzduchom pri teplote 80 °C slúžilo na stanovenie vlhkosti tabaku rovnako ako vo všetkých nasledujúcich príkladoch.

Tabuľka 1 ukazuje použité teploty horúceho vzduchu, zodpovedajúce doby zdržania a obsahy vlhkosti listového tabaku po opustení jednotky (to znamená obsahy vlhkosti tabaku po úprave v sušiarni s fluidným lôžkom).

Tabuľka 1: Kombinácie parametrov sušiarne s fluidným lôžkom

Číslo	Teplota horúceho vzduchu (°C)	Doba zdržania (s)	Obsah vlhkosti na vstupe (%)	Obsah vlhkosti na výstupe (%)
1	130	15	22	6
2	150	30	22	3
3	200	40	22	<1

Ί

PRÍKLAD 2 (Spôsob podľa vynálezu)

Boli použité rovnaké tabakové suroviny upravené čiastočne konvertovanou sacharózou ako v príklade 1. V tomto prípade bol počiatočný obsah vlhkosti rovnomerne 18 %.

Ako úpravárska jednotka slúžil bežný parný tunel s vibračným dopravníkom, v ktorom horúca (nasýtená) para prúdiaca z otvorov v spodnej doske pôsobí na listový tabak; v parnom tunely v podstate prevažoval atmosférický tlak (otvorený systém). Tlak pary pred vstupom do parného tunela bol rovnomerne asi 0,7 MPa (7 barov) a hmotnostný pomer tabaku k pare 0,2. Tabuľka 2 ukazuje použitú kombináciu parametrov úpravy. Teplota tabaku po vyskladnení a obsah vlhkosti na výstupe znamenajú teplotu tabaku a obsah vlhkosti v tabaku hneď po úprave parou.

Tabuľka 2: Kombinácie parametrov v parnom tunely

Číslo	Teplota tabaku po vyskladnení (°C)	Doba zdržania (s)	Obsah vlhkosti na vstupe (%)	Obsah vlhkosti na výstupe (%)
4	106	3	18	18
5	108	6	18	17
6	112	9	18	15

Je zrejmé, že v parnom tunely tabak dosiahol pomerne rýchlo rovnovážny stav, v ktorom sa teplota tabaku a obsah vlhkosti v tabaku menili v priebehu úpravy parou iba málo.

Porovnanie

Obe tabuľky 3 a 4 porovnávajú pre prípady oboch testovaných tabakov výsledky dosiahnuté pri kombináciách parametrov 1 až 3 alebo 4 až 6 opísaných v tabuľkách 1 a 2. Zisťovali sa koncentrácie aminokyselín a čpavku pri týchto kombináciách vztiahnuté na sušinu (suš).

Tabuľka 3: Údaje z analýzy upraveného kórejského tabaku Burley

Číslo	Všetky aminokyseliny (mmol/kg suš.)	Čpavok (% suš.)
1	488	0,56
2	456	0,47
3	359	0,40
4	424	0,56
5	405	0,51
6	385	0,48

Tabuľka 4: Údaje z analýzy upraveného talianskeho tabaku Burley

Číslo	Všetky aminokyseliny (mmol/kg suš.)	Čpavok (% suš.)
1	549	0,82
2	498	0,68
3	420	0,55
4	502	0,77
5	478	0,68
6	423	0,59

Porovnanie koncentrácií všetkej aminokyseliny a čpavku ukazuje rovnocennosť spôsobu podľa vynálezu s bežným spôsobom.

Okrem analytického testovania sa upravené tabaky Burley rozrezali a spracovali na skúšobné cigarety, ktoré sa po dvojiciach vzájomne porovnávali komisiou znalcov. V oboch prípadoch porovnanie medzi spôsobom podľa vyná lezu a obvyklým spôsobom neukázalo významné rozdiely.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob úpravy tabaku, zvlášť tabaku Burley, vyznačujúci sa tým, že zahrňuje nasledujúce stupne:

   - úpravy tabaku, zvlášť listového tabaku, pomocou parfumovania výhodne obsahujúceho cukor,

   - tepelnej úpravy tabaku upraveného parfumovaním nasýtenou parou, pričom obsah vlhkosti tabaku pred úpravou parou je v rozmedzí od 15 % do 25 % a obsah vlhkosti tabaku, po úprave parou je v rozmedzí od 15 % do 25 % a teplota tabaku je v rozmedzí od 80 °C do 115 °C.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že doba expozície tabaku voči pare je v rozmedzí od 0,1 minút do 10 minút.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hmotnostný pomer privádzanej pary k upravovanému tabaku je 0,1 až 0,5.
4. 4. Spôsob podľa nároku 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že sa tepelná úprava vykonáva v parnom tunely.
5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že tlak pary je pred vstupom do parného tunela v rozmedzí od 0,2 MPa do 1,2 MPa (od 2 barov do 12 barov).
6. 6. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že tlak pary je pred vstupom do parného tunela v rozmedzí od 0,4 MPa do 1,0 MPa (od 4 barov do 10 barov).
7. 7. Spôsob podľa nároku 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že po úprave parou sa tabak ochladí a upravuje v bubne pomocou top dressíngu.