WO2007119790A1 - 膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置及びその製造方法 - Google Patents

膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置及びその製造方法 Download PDF

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carbon dioxide
container
water
extraction
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PCT/JP2007/058087
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Hiromi Uematsu
Yukio Nakanishi
Original Assignee
Japan Tobacco Inc.
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B15/00—Chemical features or treatment of tobacco; Tobacco substitutes, e.g. in liquid form
    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes
    • A24B15/24—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by extraction; Tobacco extracts

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing a flavor for a puffed tobacco raw material used as one of cigarette tobacco filling materials, and a method for producing the same.
  • This type of expanded tobacco raw material is obtained by impregnating the structure of the tobacco raw material with a liquid expanded auxiliary agent, and then rapidly heating and drying the raw material. At this time, the expansion aid impregnated in the tobacco raw material is instantaneously expelled from the tobacco raw material and expands the tobacco raw material.
  • Patent Document 2 there is also known a method (Patent Document 2) in which only a water-soluble part in a tobacco component is absorbed in water from a tobacco raw material and this water-soluble part is extracted. As a flavor, it can be added to expanded tobacco raw materials.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3014704
  • Patent Document 2 Japanese Patent No. 3223058
  • the aforementioned fat-soluble portion of the tobacco component is particularly effective in increasing the amount of mainstream smoke.
  • the flavor of Patent Document 1 can sufficiently impart the flavor and taste inherent to the tobacco material to the expanded tobacco material. I can't.
  • Patent Document 2 since the flavor of Patent Document 2 is only a water-soluble part in the tobacco component, in this case as well, it is possible to sufficiently give the puffed tobacco material the flavor and taste inherent to the tobacco material. I can't.
  • the water-soluble portion of the tobacco component is extracted by circulating the high-pressure carbon dioxide through the water in the extraction container after being absorbed in the high-pressure carbon dioxide. For this reason, the contamination of high-pressure carbon dioxide progresses during the circulation of high-pressure carbon dioxide. Such dirt reduces the absorption capacity of the water-soluble part of high-pressure carbon dioxide and lengthens the time required for extraction of the water-soluble part from the tobacco component.
  • An object of the present invention is to separately collect a fat-soluble part and a water-soluble part in a tobacco component from a tobacco raw material, and generate a flavor suitable for the expanded tobacco raw material from the fat-soluble part and the water-soluble part.
  • the flavor manufacturing apparatus of the present invention includes an extraction container for storing tobacco raw materials, and carbon dioxide in a supercritical state by supplying supercritical carbon dioxide into the extraction container.
  • a connected branch path, an absorption container provided in the branch path, in which pure water is stored, and a closed circulation path including an extraction container and an absorption container are selected from the first recovery path and the branch path.
  • Means and tobacco A second recovery passage for recovering the pure water-soluble portion of the component is absorbed from the absorption vessel as absorption water, at least while the carbon dioxide circulating in the circulation path, the carbon dioxide Absorption container force as viewed in the flow direction Equipped with purification means for purifying carbon dioxide between tobacco raw materials in the extraction container.
  • the tobacco component in the extraction container is brought into contact with carbon dioxide in a supercritical state to dissolve the tobacco component of the tobacco material in carbon dioxide.
  • This is a circulation process in which carbon dioxide is circulated at an equal pressure to absorb the water-soluble part of tobacco components dissolved in carbon dioxide with respect to the pure water in the absorption container.
  • a recycle process that includes a purification process that purifies carbon dioxide in the process of powering the tobacco material, and a second recovery process that recovers pure water that has absorbed water-soluble parts from the absorption container as absorbed water.
  • the switching unit forms a closed circulation path from the first recovery path and the separation path, and supercritical carbon dioxide is circulated by the circulation means in this circulation path.
  • the carbon dioxide circulation here is carried out in a state where the temperature of the extraction container is maintained higher than the temperature of the absorption container and the carbon dioxide is maintained at an equal pressure. Therefore, when carbon dioxide in the supercritical state is circulating, the carbon dioxide in which the tobacco component is dissolved passes through the pure water in the absorption container, and at this time, the water-soluble part in the tobacco component is the pure water in the absorption container.
  • the carbon dioxide that has been absorbed into the water and passed through the container is purified by the purification means, and then goes to the tobacco raw material in the extraction container.
  • the pure water that has absorbed the water-soluble portion of the tobacco component is recovered as absorption water from the absorption container through the second recovery path.
  • the fat-soluble part and the water-soluble part of the tobacco component recovered from the tobacco raw material are used to produce a flavor for the expanded tobacco raw material.
  • Activated carbon can be used for the purification means and the purification process. Specifically, the activated carbon forms a layer in the extraction vessel, and this activated carbon layer is positioned upstream of the tobacco raw material.
  • Absorbed water collected from the absorption container is preferably brought into contact with ozone or the power to receive ultraviolet irradiation.
  • the absorbed water is concentrated.
  • the fat-soluble part and the water-soluble part of the tobacco component are separately extracted from the tobacco raw material, so that the fat-soluble part and the water-soluble part can be efficiently extracted. it can. Therefore, the extracted fat-soluble part and water-soluble part are used to produce flavors for expanded tobacco ingredients, and when this flavor is added to the expanded tobacco ingredients, the original flavor and taste of the expanded tobacco ingredients are restored. can do.
  • the supercritical carbon dioxide circulates between the extraction container and the container while being purified, so that the carbon dioxide that passes through the tobacco raw material in the extraction container is the tobacco component. Solubility can be maintained. As a result, the time until the water-soluble part of the tobacco component is saturated in the pure water in the absorption container, that is, the extraction time of the water-soluble part can be shortened.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an apparatus for producing flavors from tobacco raw materials.
  • the manufacturing apparatus in FIG. 1 includes an extraction container 2.
  • the extraction container 2 is a pressure container that can be opened and closed, and includes a purification layer 4 at the bottom thereof.
  • This purification layer 4 is made of activated carbon.
  • the tobacco raw material A is accommodated above the purification layer 4.
  • the activated carbon forming the purification layer 4 accounts for 5 to 50% by weight with respect to the tobacco raw material A in the extraction container 2.
  • Tobacco raw material A may be tobacco leaf, but in this example, tobacco tobacco is chopped tobacco, and the moisture content of tobacco raw material A is in the range of 8-30% DB.
  • the extraction container 2 has a drain valve 6 at the bottom thereof. When the drain valve 6 is opened, the pressure in the extraction container 2 decreases at a predetermined rate.
  • the extraction container 2 is inserted into the first recovery path 8.
  • the first recovery path 8 has an upstream portion 8u, which extends from the bottom of the extraction vessel 2 and is supplied with liquid carbon dioxide (liquid C0).
  • a supply pump 10 and a heat exchanger 12 are sequentially interposed in the upstream portion 8u from the supply source side.
  • the supply pump 10 discharges liquid carbon dioxide from the supply source toward the heat exchanger 12.
  • the discharge amount of liquid carbon dioxide from the supply pump 10 is 10 to 100 kg / hr, preferably 25 to 50 kg / hr with respect to the tobacco raw material lkg_WM stored in the extraction container 2.
  • downstream portion 8 d of the first recovery path 8 extends from the top plate of the extraction container 2 and is connected to the separation container 14.
  • a pressure regulating valve 16 is interposed in the downstream portion 8d, and this pressure regulating valve 16 cooperates with the heat exchanger 12 to supercritical liquid carbon dioxide supplied from the supply pump 10 to the extraction vessel 2. Put it in a state.
  • the pressure in the extraction container 2 is maintained at 7.3 to 30 MPa (preferably 10 to 25 MPa), and the temperature in the extraction container 2 is 32 to 100 ° C (preferably 35 ⁇ 70 ° C).
  • the extraction container 2 has a thermometer 19, and the first recovery path 8 has a pressure gauge 20 and a flow meter 22.
  • a pressure gauge 20 is positioned between the extraction vessel 2 and the pressure regulating valve 16, and a flow meter 22 is positioned between the extraction vessel 2 and the heat exchanger 12.
  • the separation container 14 described above is a pressure container that can be opened and closed, and is surrounded by a water jacket (not shown).
  • a return path 24 extends from the separation container 14, and this return path 24 is connected to the first recovery path 8 at a position upstream of the supply pump 10.
  • a pressure regulating valve 26 In the return path 24, a pressure regulating valve 26, a gas purification tower, and a heat exchanger are sequentially inserted from the separation container 14 side, but in FIG. 1, the gas purification tower and the heat exchanger are omitted. .
  • the pressure regulating valve 26 maintains the pressure in the separation container 14 at a pressure lower than the critical pressure of carbon dioxide, and the water jacket of the separation container 14 adjusts the temperature in the separation container 14 to the pressure regulating valve 26. At a pressure set by the above, the temperature is maintained at a temperature equal to or higher than the temperature at which the carbon dioxide in the separation container 14 becomes saturated. To achieve this purpose, the separation vessel 14 has a thermometer 28 and the return path 24 has a pressure gauge 30.
  • the return path 24 guides carbon dioxide gas from the separation vessel 14, and the carbon dioxide gas passes through the pressure regulating valve 26 and is purified by the gas purification tower.
  • the refined carbon dioxide gas is liquefied again when it passes through the heat exchanger, whereby the liquefied carbon dioxide is returned to the suction side of the supply pump 10.
  • a branch path 32 is branched from the first recovery path 8, and this branch path 32 has an upstream end and a downstream end connected to the downstream portion 8d and the upstream portion 8u of the first recovery path 8, respectively.
  • the upstream end of the branch path 32 is positioned between the extraction vessel 2 and the pressure regulating valve 16, and the downstream end of the separation path 32 is positioned between the supply pump 10 and the heat exchanger 12.
  • a directional control valve 34 is inserted between the upstream portion 8u and the downstream end of the branch path 32. The directional control valve 34 connects the supply pump 10 and the heat exchanger 12, while heat exchange. The first switching position that cuts off the connection between the heat exchanger 12 and the branch path 32, and the second switching that cuts off the connection between the supply pump 10 and the heat exchanger 12, while connecting the heat exchanger 12 and the branch path 32. Position.
  • a directional switching valve 36 is inserted between the downstream portion 8d and the upstream end of the branch path 32, and the directional switching valve 36 connects the extraction container 2 and the pressure regulating valve 16 with each other.
  • the first switching position for disconnecting the connection between the extraction container 2 and the branch path 32 and the connection between the extraction container 2 and the pressure regulating valve 16 are blocked while the connection between the extraction container 2 and the branch path 32 is disconnected. And a second switching position.
  • the branch path 32 When the directional control valves 34 and 36 are both in the first switching position, the branch path 32 is separated by the first recovery path 8 force. On the other hand, when both the direction switching valves 34 and 36 are switched from the first switching position to the second switching position, the branch path 32 cooperates with a part of the first recovery path 8 to form a closed circulation path. The extraction vessel 2 and the heat exchanger 12 are included in the circulation path.
  • an absorption container 38 is interposed in the branch path 32.
  • the absorption container 38 is also a pressure container, and the bottom of the absorption container 38 and the direction switching valve 36 are connected to each other by the upstream portion 32 u of the branch path 32, and the direction switching with the top plate of the absorption container 38 is performed.
  • Branch path with valve 34 32 Are connected to each other by a downstream portion 32d.
  • the absorption container 38 stores pure water therein, and this pure water is distilled water or ion-exchanged water.
  • the capacity of pure water stored in the absorption container 38 is 0.2 to 6 times the amount of the tobacco raw material A stored in the extraction container 2.
  • a circulation pump 40 and a heat exchanger 42 are interposed in the downstream portion 32d and the upstream portion 32u of the branch path 32, respectively.
  • the circulation pump 40 is driven.
  • the drive of the circulation pump 40 causes the supercritical carbon dioxide existing in the circulation path to circulate at an equal pressure through the extraction container 2 and the absorption container 38.
  • the heat exchanger 42 adjusts the temperature of the carbon dioxide toward the absorption container 38 and maintains the temperature in the absorber 38 to be lower than the temperature in the extraction container 2.
  • the relative solubility of water is in the range of 60-70%.
  • the absorption vessel 38 has a thermometer 44.
  • the discharge capacity of carbon dioxide by the circulation pump 40 is 80 to 500 kg / hr (preferably 150 to 400 kg / hr) with respect to the tobacco raw material lkg-WM, and the discharge capacity of the supply pump 10 described above is 3 ⁇ : 10 times.
  • a second recovery path 46 extends from the bottom of the absorption container 38, and the second recovery path 46 is connected to a concentrator 48.
  • the concentrator 48 any force of a freeze vacuum drying device, a centrifugal thin film vacuum evaporator, or a vacuum evaporator can be used, but it is preferable that the concentrator 48 operates at a low temperature and a low pressure.
  • an opening / closing valve 50, a collection container 52, an opening / closing valve 54, and a delivery pump 56 are sequentially interposed from the absorption container 38 side.
  • an ultraviolet irradiator 58 is connected to the collection container 52 via a circulation pipe 60, and the circulation pipe 60 has a circulation pump 62.
  • the ultraviolet irradiator 58 has a built-in ultraviolet lamp (not shown), and the ultraviolet light generated by the ultraviolet lamp has a wavelength band having a center wavelength of 365 nm.
  • an ozone generator 64 is connected to the recovery container 52, and the ozone generator 64 can continuously supply ozone to the recovery container 52.
  • the purification layer 4 is formed on the bottom in the extraction container 2, and then the tobacco raw material A is filled in the extraction container 2, and the tobacco raw material A is stacked on the upper side of the purification layer 4. At this time, the direction switching valves 34 and 36 are both switched to the first switching position.
  • the supply pump 10 is driven, and the supply pump 10 supplies liquid carbon dioxide to the upstream portion 8 u of the first recovery path 8. Accordingly, liquid carbon dioxide is supplied to the extraction vessel 2 through the heat exchanger 12.
  • the heat exchanger 12 raises the temperature of the liquid carbon dioxide to an extraction temperature above its critical temperature.
  • liquid carbon dioxide is discharged from the extraction container 2 to the downstream portion 8 d of the first recovery path 8 and reaches the pressure regulating valve 16.
  • the pressure regulating valve 16 keeps the pressure in the first collection path 8 upstream of the pressure regulating valve 16 at an extraction pressure equal to or higher than the critical pressure of the coal dioxide layer. Therefore, the carbon dioxide supplied to the extraction vessel 2 is in a supercritical state.
  • the supercritical carbon dioxide passes through the purification layer 4 and then contacts the tobacco raw material A. At this time, the tobacco component of tobacco material A is dissolved in carbon dioxide.
  • the pressure regulating valve 16 is temporarily opened. Therefore, surplus carbon dioxide in which the tobacco component is dissolved is supplied from the extraction container 2 to the separation container 14 via the pressure regulating valve 16. As described above, the pressure in the separation vessel 14 is maintained at a pressure lower than the critical pressure of carbon dioxide by the pressure regulating valve 26 in the return path 24, and the temperature of the separation vessel 14 is also lower than the critical temperature of carbon dioxide.
  • both the direction switching valves 34 and 36 are switched from the first switching position to the second switching position, and at the same time, the drive of the supply pump 10 is stopped, and the separation container 14 Is separated from the extraction vessel 2 on the high pressure side.
  • the tobacco component in the separation container 14 is dissolved or suspended in ethanol and recovered from the separation container 14 as the first flavor element.
  • Such first flavor element contains the fat-soluble portion of the tobacco component.
  • the second stage extraction process is performed in parallel with the recovery of the first flavor element described above.
  • the circulation pump 40 is driven.
  • both of the direction switching valves 34 and 36 are switched to the second switching position, the path including the extraction container 2 and the circulation pump 40 forms a closed circulation path, and the above-mentioned absorption path is included in this circulation path.
  • a container 38 is also included.
  • the carbon dioxide in the circulation path is kept in an isobaric state, and the driving of the circulation pump 40 circulates the supercritical carbon dioxide between the extraction vessel 2 and the absorption vessel 38, and as a result, The water-soluble part of the tobacco component dissolved in carbon dioxide is absorbed by the pure water in the absorption container 38.
  • the temperature in the absorption container 38 is kept lower than the temperature in the extraction container 2 and the relative solubility of pure water in carbon dioxide is 60-70%. Can be left as
  • the second-stage extraction step described above is performed for at least 10 minutes or more, at most 4 hours, and is in the range of 50 to 10% of the total extraction time.
  • the supercritical carbon dioxide passes through the absorption vessel 38, returns to the extraction vessel 2 through the circulation pump 40, and passes through the purification layer 4 of the extraction vessel 2. Since the purification layer 4 is made of activated carbon, carbon dioxide in the supercritical state is purified every time it passes through the purification layer 4. Therefore, the tobacco component of tobacco raw material A dissolves well in the supercritical carbon dioxide in the extraction container 2, so that the water-soluble part of the tobacco component extracted into the pure water in the absorption container 38 The concentration quickly reaches equilibrium. As a result, the time required for the second extraction process is significantly reduced.
  • the circulation pump 62 is driven, and the absorbed water in the recovery container 52 becomes purple with the recovery container 52. It circulates between the external line irradiator 58, and at this time, the ultraviolet irradiator 58 irradiates the above-mentioned ultraviolet line to the absorbed water.
  • the ozone generator 64 can supply ozone to the recovery container 52 before, after, or simultaneously with the irradiation of the ultraviolet rays, so that the ozone comes into contact with the absorbed water.
  • the circulation pump 62 is stopped, and all the absorbed water in the ultraviolet irradiator 58 and the circulation conduit 60 is collected in the collection container 52. Thereafter, the opening / closing valve 54 of the second recovery path 46 is opened, and at the same time, the delivery pump 56 is driven, and the absorbed water in the recovery container 52 is supplied to the concentrator 48.
  • the concentrator 48 concentrates the concentration of the water-soluble part in the absorbed water to a desired level, thereby generating a second flavor element.
  • the second flavor element and the first flavor element described above are sprayed, that is, added to the 3 ⁇ tobacco material described later.
  • the first and second flavor elements may be added separately to the expanded tobacco raw material, or after producing a flavor consisting of a mixture of the first and second flavor elements, the flavor is expanded. ⁇ It may be added to the tobacco material by spraying.
  • the tobacco raw material in the extraction container 2 is completed after the first and second extraction steps are completed.
  • A is sufficiently impregnated with carbon dioxide necessary for its expansion. Therefore, the tobacco raw material A in the extraction container 2 is taken out from the extraction container 2 and immediately supplied to the air dryer 66.
  • the air dryer 66 rapidly heats and drys the tobacco material A impregnated with carbon dioxide. Such a drying process rapidly vaporizes the carbon dioxide in the tobacco raw material A, so that the vaporized carbon dioxide is rapidly expelled from the tobacco raw material A and the tobacco raw material A is expanded.
  • the swollen tobacco raw material A obtained in this way is supplied to the addition processing device 68, and in this addition processing device 68, the first and second flavor elements are added to the expanded processing tobacco raw material A, or Flavor is added.
  • the expanded tobacco source Ingredient A can restore the original flavor and taste of the tobacco material. Therefore, when the expanded tobacco raw material A is used for cigarette manufacture, the smoker can enjoy the flavor and taste of the tobacco raw material when smoking the manufactured cigarette, and the quality of the cigarette is greatly improved. improves.
  • the activated carbon of the purification layer 4 used for extraction can be regenerated by heating at a temperature of 180 ° C or higher in an oxygen-free atmosphere, or can be reused by reactivation treatment.
  • the supply pump 10 was driven, supercritical carbon dioxide was supplied into the extraction vessel 2 at a supply rate of 50 kg / hr, and the first stage extraction process was performed for 5 minutes. .
  • the pressure and temperature of the extraction vessel 2 were 25 MPa and 50 ° C., respectively, and the pressure and temperature of the separation vessel 14 were 5 MPa and 30 ° C., respectively.
  • the circulation pump 40 was driven, and the second stage extraction process was performed.
  • supercritical carbon dioxide was circulated through the circulation path described above for 2 hours at a flow rate of 440 kg / hr.
  • the impregnated tobacco was heat-dried by airflow drying and then hatched. Air drying here
  • the drying conditions that is, the heating temperature, the flow rate, and the steam ratio of the drying air stream were 355 ° C., 8.5 m / s, and 82 vol%, respectively.
  • the obtained expanded tobacco has a moisture content of 2.5% DB.
  • the 3rd hatched tobacco was conditioned, where the humidity and humidity were maintained in a room where the internal temperature and relative humidity were maintained at 22 ° C and 60%, respectively. It was carried out by storing for days.
  • the ultraviolet irradiator used here includes a water tank for storing absorbed water, and this water tank has two quartz glass plates that form the side walls thereof, and the thickness, width and length of these glass plates are as follows. They were 5 mm, 200 mm, and 300 mm, respectively. When 180 g of absorbed water was placed in the tank, the height of the absorbed water in the tank was about 65 mm.
  • the ultraviolet irradiator includes two ultraviolet light sources (FL287-BL-NHF-GLC, 8W tube manufactured by Dentsu Sangyo Co., Ltd.) that are horizontally opposed to each other on both sides of the water tank. It is possible to irradiate the absorption water in the water tank through the glass plate with ultraviolet light of long band 350 ⁇ 400nm (center wavelength 365nm).
  • the intensity of ultraviolet rays passing through the absorption water in the water tank was measured using an ultraviolet intensity meter (UVX-365 manufactured by UVP, USA). measurement results were m 2 N 0. 38mW. Incidentally, with respect to the empty water tank, when the intensity of ultraviolet rays was measured in the same manner, the measurement results were m 2 N 1. LMW.
  • the ratio of the amount of the first and second flavoring elements added to the tobacco swelled is determined by the weight of the tobacco raw material subjected to the extraction process, the extracted amount of the fat-soluble part of the tobacco components collected in the separation container 14 and the absorption container 38 Determined based on the amount of water-soluble part of tobacco components absorbed in the pure water.
  • the amount of the water-soluble part can be determined from the difference between the weight of the absorbed water in the absorption container 38 and the weight of the pure water supplied to the absorption container 38 after the completion of the first stage extraction process.
  • the swollen cigarettes to which the first and second flavor elements were added were kept for two days in a room in which the temperature and relative humidity were kept at 22 ° C and 60%, respectively. It was preserved and the humidity control of the tobacco was carried out. Thereafter, the puffed tobacco of the present invention was manufactured in a cigarette form by a cigarette manufacturing machine.
  • cigarettes to be compared were produced according to the method described in Japanese Patent Publication No. 56-50830.
  • a kind of American burley chopped tobacco moisture 25. 2% DB
  • the impregnated chopped tobacco was subjected to expansion treatment under the same air-drying conditions as in the above-described example, and expanded chopped tobacco was generated.
  • the amount of moisture in the chopped tobacco was 2.4% DB.
  • the swollen tobacco has the same conditions as in the previous embodiment. Humidity treatment was performed on the condition, and the bulkiness was measured with the same bulkiness measuring device. The measurement result here is 11.66 cc / g, which is close to the bulkiness in the example 11.72 cc / g.
  • the cigarette chopped with cigarettes was formed into a cigarette for comparison by a cigarette making machine.
  • a cigarette of a reference example was also produced, and the cigarette of the reference example was the same as the cigarette of the example except that the first and second flavor elements were not added to the expanded tobacco.
  • Table 1 shows the results of an evaluation test on the quality of the cigarettes of the examples and reference examples based on the cigarettes to be compared.
  • the evaluation test was conducted by five professional sensory evaluators.
  • the evaluators scored the cigarette quality of the examples and reference examples, i.e., ease of sucking, sucking response, and reduction of bad habits, using the ⁇ 3 points method, based on the cigarettes to be compared. Represents the average value of scoring results by five evaluators.
  • the cigarettes of the examples are reference cigarettes for all evaluation items of “ease of sucking”, “sucking response (amount of mainstream smoke)”, and “degree of badness reduction”. Compared to a significant improvement.
  • Table 2 below shows the results of evaluating the suitability of the expanded cigarettes used in the cigarettes of the examples.
  • the suitability of chopped cigarettes means that when the chopped cigarettes are mixed with other chopped tobacco materials and used to make cigarettes, the expanded cigarettes have an adverse effect on the flavor and taste of the cigarettes produced. Increased blending ratio of swollen chopped tobacco It represents the limit that can be added.
  • the base engraving was obtained by engraving tobacco leaves excluding the midrib, and the intermediate engraving was obtained by engraving the midrib.
  • Tobacco material sheet engraving refers to engraved tobacco material obtained by cutting recycled sheet tobacco.
  • A The flavor and taste of cigarette are excellent.
  • Cigarette flavor and taste are high enough.
  • the mixing ratio of the intermediate engraving and the sheet engraving is constant. Therefore, if the blending ratio of these medium and sheet engravings is further reduced, it becomes possible to further increase the mixing ratio of the expanded engraved tobacco.
  • a cigarette is manufactured using the expanded tobacco obtained by the method of Example 2 of Patent Document 1 described above, and the cigarette of the example is in Table 1 using this cigarette as a cigarette for comparison. Was evaluated as well. The evaluation results are shown in Table 3 below.
  • the swollen chopped tobacco of the example is superior in flavor and taste as compared to the swollen chopped tobacco obtained from Example 2 of Patent Document 1, and is easy to suck. Other qualities of wicking have also been improved.
  • a purification container 70 can be interposed in the branch path 32 instead of the purification layer 4.
  • the purification container 70 is positioned downstream of the absorption container 38 and is filled with granular activated carbon.
  • each of the direction switching valves 34 and 36 can be replaced with a pair of on-off valves.

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Abstract

　膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置は、たばこ原料Ａに超臨界状態の二酸化炭素を接触させ、この二酸化炭素にたばこ成分を溶解させる抽出容器（２）と、抽出容器（２）に接続され、二酸化炭素に溶解したたばこ成分から、たばこ成分の脂溶性部分を分離して回収する分離容器（１４）と、この後、抽出容器（２）と純水を蓄えた吸収容器（３８）との間にて超臨界状態の二酸化炭素を活性炭の浄化層（４）により浄化しながら循環させ、純水にたばこ成分の水溶性部分を吸収させる循環経路と、たばこ成分の水溶性部分を吸収した純水を吸収水として吸収容器（３８）から回収する回収容器（５２）とを有し、たばこ成分の脂溶性部分及び吸収水はフレーバとしての第１及び第２フレーバ要素の生成に使用される。

Description

明 細 書
膨化たばこ原料のためのフレーバを製造する装置及びその製造方法 技術分野
[0001] 本発明は、シガレットのたばこ充填材料の 1つとして使用される膨化たばこ原料のた めのフレーバ (flavor)を製造する装置及びその製造方法に関する。
背景技術
[0002] この種の膨ィ匕たばこ原料は、たばこ原料の組織内に液状の膨ィ匕助剤を含浸させ、 この後、原料を急速に加熱乾燥することによって得られる。この際、たばこ原料に含 浸された膨化助剤はたばこ原料から瞬時に追い出され、たばこ原料を膨化させる。
[0003] 上述の膨ィ匕処理はたばこ原料を加熱するため、たばこ原料は高温に晒される。この ため、たばこ原料はその風味や味覚が劣化する。具体的には、膨化処理の前後にて 、たばこ原料中の成分を分析した結果、以下のことが確認された。たばこ原料に含ま れるジュバトルエンジオール（ α -CBT)は膨化処理により 50%以上も低減され、また、 ニコチンや糖等のたばこ成分もまた膨化処理により減少される。ジュバトルエンジォ 一ルは葉面脂質関連物質 (C H 〜C Η 程度の炭化水素）の一種であり、そして
27 56 33 68
、ジュバトノレェンジオール、ニコチン及び糖類はたばこ原料に固有のフレーバである
[0004] 膨化たばこ原料の風味や味覚の劣化を補償するため、たばこ原料に膨ィ匕助剤を含 浸させたとき、膨化助剤に溶解したたばこ成分を膨化助剤から回収し、この後、回収 したたばこ成分力、ら脂溶性部分 (ワックス）を除レ、て、膨ィ匕たばこ原料のためのフレー バを製造する装置及び方法が知られてレ、る（特許文献 1 )。
[0005] 一方、たばこ原料からたばこ成分中の水溶性部分のみを水に吸収させ、この水溶 性部分を抽出する方法（特許文献 2)もまた知られており、このような水溶性部分もま たフレーバとして、膨化たばこ原料に添カ卩可能である。
特許文献 1：特許第 3014704号公報
特許文献 2：特許第 3223058号公報
発明の開示 発明が解決しょうとする課題
[0006] シガレットの喫煙時、前述したたばこ成分の脂溶性部分は特に、主流煙の量感を増 カロさせるうえで有効である。し力 ながら、特許文献 1のフレーバからはたばこ成分の 脂溶性部分が除去されているため、特許文献 1のフレーバは膨化たばこ原料に、た ばこ原料が本来有する風味や味覚を十分に与えることができない。
[0007] 一方、特許文献 2のフレーバはたばこ成分中の水溶性部分のみであるから、この場 合にも、膨ィ匕たばこ原料にたばこ原料に固有の風味や味覚を十分に与えることがで きない。また、特許文献 2の場合、たばこ成分の水溶性部分は、高圧二酸化炭素中 に吸収された後、この高圧二酸化炭素が抽出容器内の水を通じて循環することによ り抽出される。このため、高圧二酸化炭素の循環中、高圧二酸化炭素の汚れが進行 する。このような汚れは、高圧二酸化炭素が有する水溶性部分の吸収能力を低下さ せ、たばこ成分からの水溶性部分の抽出に要する時間を長くする。
[0008] 本発明の目的は、たばこ原料からたばこ成分中の脂溶性部分及び水溶性部分を 別々に回収し、これら脂溶性部分及び水溶性部分から、膨化たばこ原料に好適した フレーバを生成することかでき、フレーバの生成に要する時間の短縮を図ることがで きるフレーバの製造装置及びその製造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0009] 上述の目的を達成するため、本発明のフレーバの製造装置は、たばこ原料を収容 するための抽出容器と、この抽出容器内に超臨界状態の二酸化炭素を供給して二 酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解したたばこ成分中から脂溶性 部分を回収する第 1回収経路と、この第 1回収経路から分岐され、抽出容器の下流 及び上流にて第 1回収経路にそれぞれ接続された分岐経路と、この分岐経路に設け られ、内部に純水が蓄えられた吸収容器と、第 1回収経路及び前記分岐経路から抽 出容器及び吸収容器を含み且つ閉じた循環経路を選択的に形成するための切換手 段と、循環経路内にて超臨界状態の二酸化炭素を循環させて、二酸化炭素に溶解 したたばこ成分中の水溶性部分を吸収容器内の純水に吸収させる循環手段と、たば こ成分の水溶性部分が吸収された純水を吸収水として前記吸収容器から回収する 第 2回収経路と、少なくとも二酸化炭素が循環経路を循環している間、二酸化炭素の 流れ方向でみて吸収容器力 抽出容器内のたばこ原料の間にて二酸化炭素を浄化 する浄化手段と備える。
[0010] また、上記目的を達成する本発明の製造方法は、抽出容器内のたばこ原料に超臨 界状態の二酸化炭素を接触させて二酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分を溶解さ せ、溶解されたたばこ成分から脂溶性部分を回収する第 1回収工程と、この後、抽出 容器と純水を蓄えた吸収容器と間にて、抽出容器の温度を吸収容器の温度よりも高 く維持しつつ二酸化炭素を等圧で循環させ、吸収容器内の純水に対して、二酸化炭 素に溶解したたばこ成分中の水溶性部分を吸収させる循環工程であって、二酸化炭 素が吸収容器力 抽出容器のたばこ原料に向力 過程にて、二酸化炭素を浄化させ る浄化プロセスを含む、循環工程と、吸収容器から水溶性部分を吸収した純水を吸 収水として回収する第 2回収工程とを備える。
[0011] 上述した製造装置及び製造方法によれば、先ず、抽出容器内に超臨界状態の二 酸化炭素が第 1回収経路を通じて供給される。抽出容器内にて、二酸化炭素はたば こ原料に接触し、二酸化炭素にたばこ原料のたばこ成分が溶解され、一方、二酸化 炭素の一部はたばこ原料に含浸される。
[0012] この後、たばこ成分が溶解した二酸化炭素は抽出容器から第 1回収経路を経て流 出し、この過程にて、二酸化炭素からたばこ成分中の脂溶性部分が回収される。具 体的には、ここでの回収には圧力分離法を採用することができる。
[0013] この後、切換手段は、第 1回収経路及び分離経路から閉じた循環経路を形成し、こ の循環経路内にて、超臨界状態の二酸化炭素が循環手段により循環する。ここでの 二酸化炭素の循環は、抽出容器の温度を吸収容器の温度よりも高く維持し且つ二酸 化炭素を等圧に維持した状態で実施される。それ故、超臨界状態の二酸化炭素が 循環しているとき、たばこ成分が溶解した二酸化炭素は吸収容器内の純水を通過し 、この際、たばこ成分中の水溶性部分が吸収容器内の純水に吸収され、そして、吸 収容器を通過した二酸炭素は浄化手段により浄化された後、抽出容器内のたばこ原 料に向かう。
[0014] 上述した水溶性部分の吸収が完了した後、たばこ成分の水溶性部分を吸収した純 水は吸収水として吸収容器から第 2回収経路を通じて回収される。 [0015] この後、たばこ原料から回収したたばこ成分の脂溶性部分及び水溶性部分は膨化 たばこ原料のためのフレーバを生成するために使用される。
[0016] 浄化手段及び浄化プロセスは活性炭を使用することができ、具体的には、活性炭 は抽出容器内にて層を形成しており、この活性炭層はたばこ原料の上流に位置付け られている。
[0017] 吸収容器から回収された吸収水は紫外線の照射を受ける力 又は、オゾンと接触さ れるのが好ましい。
具体的には、吸収水からフレーバを生成するには、吸収水は濃縮される。 発明の効果
[0018] 本発明の製造装置法及び製造方法は、たばこ原料からたばこ成分の脂溶性部分 及び水溶性部分を別々に抽出するので、これら脂溶性部分及び水溶性部分の抽出 を効率良く行うことができる。それ故、抽出された脂溶性部分及び水溶性部分が膨化 たばこ原料のためのフレーバの生成に使用され、このフレーバが膨化たばこ原料に 添加されたとき、膨化たばこ原料その本来の風味及び味覚を回復することができる。
[0019] 水溶性部分の抽出中、超臨界状態の二酸化炭素は浄化されながら抽出容器と吸 収容器との間を循環するので、抽出容器のたばこ原料を通過する二酸化炭素はた ばこ成分の溶解能を維持でき、この結果、吸収容器内の純水中にて、たばこ成分の 水溶性部分が飽和するまでの時間、即ち、水溶性部分の抽出時間の短縮を図ること ができる。
図面の簡単な説明
[0020] [図 1]たばこ原料からフレーバを製造する装置を示した概略図である。
発明を実施するための最良の形態
[0021] 図 1の製造装置は抽出容器 2を備える。この抽出容器 2は開閉可能な圧力容器で あって、その底に浄化層 4を含む。この浄化層 4は活性炭から形成されている。抽出 容器 2内は、浄化層 4の上側にたばこ原料 Aが収容されている。
[0022] 浄化層 4を形成する活性炭は、抽出容器 2内のたばこ原料 Aに対して 5〜50重量 %を占めている。たばこ原料 Aはたばこの葉でもよいが、この実施例の場合、たばこ の葉を裁刻した刻たばこであり、たばこ原料 Aの水分量は 8〜30%DBの範囲にある [0023] 更に、抽出容器 2はその底にドレン弁 6を有する。ドレン弁 6が開かれたとき、抽出 容器 2内の圧力は所定の速度にて低下する。
[0024] 抽出容器 2は第 1回収経路 8に介挿されている。第 1回収経路 8は上流部分 8uを有 し、この上流部分 8uは抽出容器 2の底から延び、液体二酸化炭素 (液体 C〇）の供
2 給源（図示しない）に接続されている。上流部分 8uには前記供給源側から供給ボン プ 10及び熱交換器 12が順次介揷されている。供給ポンプ 10は前記供給源から液 体二酸化炭素を熱交換器 12に向けて吐出する。供給ポンプ 10からの液体二酸化炭 素の吐出量は、抽出容器 2内に収容されたたばこ原料 lkg_WMに対し、 10〜： 100kg /hr、好ましくは、 25〜50kg/hrであるのが好ましい。
[0025] 一方、第 1回収経路 8の下流部分 8dは抽出容器 2の天板から延び、そして、分離容 器 14に接続されている。下流部分 8dには圧力調整弁 16が介揷されており、この圧 力調整弁 16は熱交換器 12と協働して、供給ポンプ 10から抽出容器 2に供給される 液体二酸化炭素を超臨界状態にする。
[0026] 具体的には、抽出容器 2内の圧力は 7. 3〜30MPa (好ましくは 10〜25MPa)に保 持され、そして、抽出容器 2内の温度は 32〜100°C (好ましくは 35〜70°C)に保持さ れている。抽出容器 2内の温度及び圧力を管理するため、抽出容器 2は温度計 19を 有し、第 1回収経路 8は圧力計 20及び流量計 22を有する。圧力計 20は抽出容器 2 と圧力調整弁 16との間に位置付けられ、そして、流量計 22は抽出容器 2と熱交換器 12との間に位置付けられてレ、る。
[0027] 前述した分離容器 14は前述した抽出容器 2と同様に、開閉可能な圧力容器であつ て、ウォータジャケット（図示しなレ、）により囲繞されている。分離容器 14からは戻り経 路 24が延びており、この戻り経路 24は供給ポンプ 10よりも上流位置にて第 1回収経 路 8に接続されている。戻り経路 24には、分離容器 14側から圧力調整弁 26、ガス精 製塔及び熱交換器が順次介挿されているが、図 1中、ガス精製塔及び熱交換器は省 略されている。
[0028] 圧力調整弁 26は分離容器 14内の圧力を二酸化炭素の臨界圧力よりも低い圧力に 維持し、分離容器 14のウォータジャケットは分離容器 14内の温度を圧力調整弁 26 により設定された圧力にて、分離容器 14内の二酸化炭素が飽和状態となる温度以 上に保持する。この目的を達成するため、分離容器 14は温度計 28を有し、戻り経路 24は圧力計 30を有する。
[0029] 戻り経路 24は分離容器 14から二酸化炭素ガスを導き、この二酸化炭素ガスは圧力 調整弁 26を通過した後、ガス精製塔により精製される。そして、精製された二酸化炭 素ガスは熱交換器を通過したときに再びに液化し、これにより、液化二酸化炭素が供 給ポンプ 10の吸い込み側に戻される。
[0030] 更に、第 1回収経路 8からは分岐経路 32が分岐されており、この分岐経路 32は第 1 回収経路 8の下流部分 8d及び上流部分 8uにそれぞれ接続された上流端及び下流 端を有する。より詳しくは、分岐経路 32の上流端は抽出容器 2と圧力調整弁 16との 間に位置付けられ、分離経路 32の下流端は供給ポンプ 10と熱交換器 12との間に位 置付けられている。上流部分 8uと分岐経路 32の下流端との間には方向切換弁 34が 介挿されており、この方向切換弁 34は、供給ポンプ 10と熱交換器 12との接続をなす 一方、熱交換器 12と分岐経路 32との接続を遮断する第 1切換位置と、供給ポンプ 1 0と熱交換器 12との接続を遮断する一方、熱交換器 12と分岐経路 32と接続をなす 第 2切換位置とを有する。
[0031] また、下流部分 8dと分岐経路 32の上流端との間に方向切換弁 36が介挿されてお り、この方向切換弁 36は、抽出容器 2と圧力調整弁 16との接続をなす一方、抽出容 器 2と分岐経路 32との接続を遮断する第 1切換位置と、抽出容器 2と圧力調整弁 16 との接続を遮断する一方、抽出容器 2と分岐経路 32との接続をなす第 2切換位置と を有する。
[0032] 方向切換弁 34, 36が共に第 1切換位置にあるとき、分岐経路 32は第 1回収経路 8 力 分離される。これに対し、方向切換弁 34， 36が共に第 1切換位置から第 2切換 位置に切換られたとき、分岐経路 32は第 1回収経路 8の一部と協働し、閉じた循環 経路を形成し、抽出容器 2及び熱交換器 12は循環経路に含まれる。
[0033] 更に、分岐経路 32には吸収容器 38が介揷されている。この吸収容器 38もまた圧 力容器であって、吸収容器 38の底と方向切換弁 36とは分岐経路 32の上流部分 32 uにより相互に接続されており、吸収容器 38の天版と方向切換弁 34とは分岐経路 32 の下流部分 32dにより相互に接続されている。
[0034] 吸収容器 38はその内部に純水を蓄え、この純水は蒸留水又はイオン交換水である 。吸収容器 38内に蓄えられた純水の容量は、抽出容器 2内に収容されたたばこ原料 Aの量の 0. 2〜6倍である。
[0035] 分岐経路 32の下流部分 32d及び上流部分 32uには循環ポンプ 40及び熱交換器 42がそれぞれ介揷されている。方向切換弁 34， 36が第 2切換位置に切換えられ、 前述したように閉じた循環経路が形成されたとき、循環ポンプ 40は駆動される。循環 ポンプ 40の駆動は、循環経路内に存在する超臨界状態の二酸化炭素を抽出容器 2 及び吸収容器 38を通じて等圧で循環させる。この際、熱交換器 42は吸収容器 38に 向かう二酸化炭素の温度を調整し、吸収器 38内の温度が抽出容器 2内の温度よりも 低くなるように維持し、この結果、二酸化炭素に対する純水の相対溶解度は 60〜70 %の範囲に収められる。この目的を達成するため、吸収容器 38は温度計 44を有す る。
[0036] 循環ポンプ 40による二酸化炭素の吐出能力は、たばこ原料 lkg-WMに対して 80 〜500kg/hr (好ましくは、 150〜400kg/hr)であり、前述した供給ポンプ 10の吐出能 力 3〜： 10倍である。
[0037] 更に、吸収容器 38の底からは第 2回収経路 46が延びており、この第 2回収経路 46 は濃縮機 48に接続されている。ここでの濃縮機 48として凍結真空乾燥装置、遠心式 薄膜真空蒸発装置又は真空式エバポレータの何れ力を使用することができるが、濃 縮機 48は低温及び低圧で作動するものが望ましい。
[0038] 第 2回収経路 46には吸収容器 38側から開閉弁 50、回収容器 52、開閉弁 54及び 送出ポンプ 56が順次介揷されている。更に、回収容器 52には紫外線照射器 58が循 環管路 60を介して接続されており、循環管路 60は循環ポンプ 62を有する。紫外線 照射器 58は紫外線ランプ（図示しない）を内蔵しており、この紫外線ランプが発生す る紫外線は 365nmの中心波長を有する波長帯域を有する。また、回収容器 52には オゾン発生器 64も接続されており、このオゾン発生器 64は回収容器 52にオゾンを連 続的に供給することができる。
[0039] 次に、上述した装置を使用し、たばこ原料 Aからフレーバを製造する方法について 説明する。
[0040] 先ず、抽出容器 2内の底に浄化層 4が形成され、この後、抽出容器 2内にたばこ原 料 Aが充填され、このたばこ原料 Aは浄化層 4の上側に積み重ねられる。このとき、方 向切換弁 34, 36は共に第 1切換位置に切り換えている。
[0041] このような状況にて、供給ポンプ 10が駆動され、供給ポンプ 10は第 1回収経路 8の 上流部分 8uに液体二酸化炭素を供給する。従って、液体二酸化炭素は抽出容器 2 に熱交換器 12を通じて供給される。ここで、熱交換器 12は液体二酸化炭素の温度 をその臨界温度以上の抽出温度まで上昇させる。
[0042] 一方、液体二酸化炭素は抽出容器 2から第 1回収経路 8の下流部分 8dに排出され 、圧力調整弁 16に達する。圧力調整弁 16は圧力調整弁 16によりも上流側の第 1回 収経路 8内の圧力を二酸化炭層の臨界圧力以上の抽出圧力に保持する。それ故、 抽出容器 2に供給された二酸化炭素は超臨界状態となる。
[0043] この結果、抽出容器 2内において、超臨界状態の二酸化炭素は浄化層 4を通過し た後、たばこ原料 Aに接触する。この際、たばこ原料 Aのたばこ成分は二酸化炭素に 溶解される。一方、圧力調整弁 16よりも上流側における第 1回収経路 8の部位の圧 力が前述した抽出圧力以上に増加したとき、圧力調整弁 16は一時的に開かれる。そ れ故、たばこ成分が溶解した余剰の二酸化炭素が抽出容器 2から圧力調整弁 16を 介して分離容器 14に供給される。前述したように分離容器 14内の圧力は戻り経路 2 4の圧力調整弁 26により、二酸化炭素の臨界圧力よりも低い圧力に保持され、また、 分離容器 14の温度もまた二酸化炭素の臨界温度よりも低く保持されている。それ故 、分離容器 14内に超臨界状態の二酸化炭素が供給されたとき、分離容器 14内にて 、二酸化炭素に溶解されていたたばこ成分は二酸化炭素から分離され、分離容器 1 4の底に回収され、一方、たばこ成分が分離された後の二酸化炭素は分離容器 14か ら戻り経路 24を通じて、供給ポンプ 10の上流に戻される。このような第 1段の抽出ェ 程は少なくとも 3分以上継続され、第 1段の抽出工程が占める時間は全抽出時間の 1 0〜50%である。全抽出時間は後述の説明から明らかになる。
[0044] 第 1段の抽出工程が完了した後、方向切換弁 34， 36は共に第 1切換位置から第 2 切換位置に切り換えられると同時に供給ポンプ 10の駆動が停止され、分離容器 14 は高圧側の抽出容器 2から分離される。この状態で、分離容器 14内のたばこ成分は エタノールで溶解又は懸濁され、分離容器 14から第 1フレーバ要素として回収される 。このような第 1フレーバ要素はたばこ成分の脂溶性部分を含んでいる。
[0045] 一方、第 1段の抽出工程が完了した後、前述した第 1フレーバ要素の回収と並行し て第 2の段抽出工程が実施される。この第 2段抽出工程では、循環ポンプ 40が駆動 される。このとき、方向切換弁 34， 36が共に第 2切換位置に切り換えられているので 、抽出容器 2及び循環ポンプ 40を含む経路は閉じた循環経路を形成し、この循環経 路には前述した吸収容器 38も含まれている。それ故、循環経路内の二酸化炭素は 等圧状態に保持され、そして、循環ポンプ 40の駆動は超臨界状態の二酸化炭素を 抽出容器 2と吸収容器 38との間にて循環させ、この結果、二酸化炭素に溶解したた ばこ成分の水溶性部分は吸収容器 38内の純水に吸収される。前述したように吸収 容器 38内の温度は抽出容器 2の温度よりも低く維持され、二酸化炭素に対する純水 の相対溶解度が 60〜70%であるので、たばこ原料 Aの水分は 14〜20%DBとして おくことができる。
[0046] 上述した第 2段の抽出工程は少なくとも 10分以上、最長でも 4時間の範囲で実施さ れ、全抽出時間の 50〜： 10%の範囲である。
[0047] 第 2段の抽出工程の実施中、超臨界状態の二酸化炭素は吸収容器 38を通過した 後、循環ポンプ 40を経て抽出容器 2に戻り、抽出容器 2の浄化層 4を通過する。浄化 層 4は活性炭から形成されているので、超臨界状態の二酸化炭素は浄化層 4を通過 する度に浄化される。それ故、抽出容器 2内にて、たばこ原料 Aのたばこ成分は超臨 界状態の二酸化炭素に良好に溶解することので、吸収容器 38内の純水に抽出され たたばこ成分の水溶性部分の濃度は速やかに平衡状態となる。この結果、第 2段の 抽出工程に要する時間は大幅に短縮される。
[0048] 第 2段の抽出工程が完了したとき、循環ポンプ 40の駆動は停止される。この後、第 2回収経路 46の開閉弁 50が開かれ、吸収容器 38内の純水、即ち、たばこ成分の水 溶性部分を吸収した吸収水は吸収容器 38から第 2回収経路 46を通じて回収容器 5 2に移送される。
[0049] この後、循環ポンプ 62が駆動され、回収容器 52内の吸収水は、回収容器 52と紫 外線照射器 58との間にて循環し、この際、紫外線照射器 58は吸収水に前述した紫 外線を照射する。このような紫外線の照射の前、後又は紫外線の照射と同時に、ォゾ ン発生器 64は回収容器 52にオゾンを供給することができ、これにより、オゾンが吸収 水に接触される。
[0050] 上述の紫外線処理及びオゾン処理が完了したとき、循環ポンプ 62の駆動は停止さ れ、紫外線照射器 58及び循環管路 60内の吸収水は全て回収容器 52に回収される 。この後、第 2回収経路 46の開閉弁 54が開かれると同時に、送出ポンプ 56が駆動さ れ、回収容器 52内の吸収水は濃縮機 48に供給される。この濃縮機 48は、吸収水に おける水溶性部分の濃度を所望のレベルまで濃縮し、これにより、第 2フレーバ要素 を生成する。
[0051] このような第 2フレーバ要素及び前述した第 1フレーバ要素は後述する 3彭ィヒたばこ 原料に噴霧、即ち、添加される。ここで、第 1及び第 2フレーバ要素は膨化たばこ原 料に対して別々に添加されてよいし、又は、第 1及び第 2フレーバ要素の混合物から なるフレーバを生成した後、このフレーバが膨ィ匕たばこ原料に噴霧より添加されても よい。
[0052] 次に、膨化たばこ原料の製造について説明する。
前述した抽出容器 2は、たばこ原料 Aに二酸化炭素を含浸させるのに十分な圧力 及び温度をそれぞれ有するので、第 1及び第 2段の抽出工程が完了した後、抽出容 器 2内のたばこ原料 Aにはその膨化に必要な二酸化炭素が十分に含浸されている。 それ故、抽出容器 2内のたばこ原料 Aは抽出容器 2から取り出され、気流乾燥機 66 に直ちに供給される。気流乾燥機 66は、二酸化炭素が含浸されたたばこ原料 Aを急 速に加熱して乾燥する。このような乾燥処理は、たばこ原料 A内の二酸化炭素を急 速に気化させるので、気化した二酸化炭素はたばこ原料 Aから急速に追い出され、 たばこ原料 Aを膨化させる。
[0053] このようにして得られた膨ィ匕たばこ原料 Aは添加処理機 68に供給され、この添加処 理機 68にて、膨ィ匕たばこ原料 Aに第 1及び第 2フレーバ要素、又は、フレーバが添加 される。
[0054] 膨化たばこ原料 Aに第 1及び第 2フレーバ要素が共に添加されれば、膨ィ匕たばこ原 料 Aはそのたばこ原料本来の風味や味覚を回復することができる。それ故、膨化た ばこ原料 Aがシガレットの製造に使用されたとき、製造されたシガレットの喫煙時、喫 煙者はたばこ原料本体の風味や味覚を楽しむことができ、シガレットの品質は大幅に 向上する。
[0055] なお、抽出容器 2からたばこ原料 Aが取り出されるとき、抽出容器 2内の圧力が急減 に減少されれば、二酸化炭素の液化及び/又は固化を招くことから、たばこ原料 A 力 Sドライアイスで固結してしまう場合ある。このようなたばこ原料 Aの固結を防止するた め、抽出容器 2内の液化二酸化炭素は前述したドレン弁 6を通じて徐々に排出され、 これにより、抽出容器 2内の減圧は緩やかに実施される。
[0056] また、抽出に使用された浄化層 4の活性炭は、無酸素の雰囲気中、 180°C以上の 温度にて加熱されることで再生されるカ 又は、再活性処理により再使用可能となる 次に、具体的な実施例について説明する。
実施例
[0057] 先ず、抽出容器 2内に 360gの粒状の活性炭が充填され、抽出容器 2の底に浄化 層 4が形成された。この後、抽出容器 2内に 1200gの刻みたばこが充填された。充填 された刻みたばこは米国産のバーレ一種であって、 19%DBの水分量を有していた。 一方、吸収容器 38内には 1300gの純水が収容された。
[0058] 上述の状態で、供給ポンプ 10が駆動され、抽出容器 2内に超臨界状態の二酸化 炭素が 50kg/hrの供給量にて供給され、第 1段の抽出工程が 5分実施された。この際 、抽出容器 2の圧力及び温度はそれぞれ 25MPa、 50°Cであり、分離容器 14の圧力 及び温度はそれぞれ 5MPa、 30°Cであった。
[0059] 第 1段の抽出工程の完了後、循環ポンプ 40が駆動され、第 2段の抽出工程が実施 された。この第 2段の抽出工程は、超臨界状態の二酸化炭素が 440kg/hrの流量に て 2時間に亘り前述した循環経路を循環した。
[0060] この後、抽出容器 2から取り出されたたばこ刻は 4%DBの二酸化炭素を含浸してい た。
含浸済みのたばこ刻は気流乾燥により加熱乾燥されて、 S彭化された。ここでの気流乾 燥の条件、即ち、乾燥気流の加熱温度、流速及び蒸気割合はそれぞれ、 355°C、 8 . 5m/s、 82vol%であった。この結果、得られた膨化たばこ刻は、 2. 5%DBの水分量 を有していた。
[0061] この後、 3彭化たばこ刻は調湿処理され、ここでの調湿処理は、その内部の温度及び 相対湿度がそれぞれ 22°C及び 60%に維持しれた室内に膨化刻みたばこを 3日間に 亘り保存することで実施された。
[0062] この後、調湿された膨化刻みたばこは、膨嵩性測定器 (独国 Borgwaldt社製の DD-6 OA型）を使用することにより、膨化たばこ刻の膨嵩性が測定された。ここでの測定結 果は 11. 72cc/gであった。一方、前述した 3彭ィ匕処理を受けていない刻みたばこもま た同一の測定器で測定され、この測定結果は、 5. 22cc/gであった。このことは、膨 化刻みたばこが膨ィ匕未処理の刻みたばこに比べて、 2倍以上の嵩容量を有し、シガ レットに対して優れた充填効率を発揮することを示す。
[0063] 一方、吸収容器 38内の吸収水は全量取り出され、吸収水の一部（180g)に平板型 の紫外線処理器を使用して紫外線が 3時間照射された。ここで使用された紫外線照 射器は、吸収水を蓄える水槽を含み、この水槽はその側壁を形成する 2枚の石英ガ ラス板を有し、これらガラス板の板厚、幅及び長さはそれぞれ、 5mm、 200mm, 300 mmであった。そして、水槽内に 180gの吸収水が入れられたとき、水槽内における吸 収水の高さは約 65mmであった。
[0064] 更に、紫外線照射器は水槽の両側に互いに対向し且つ水平に配置された 2本の 紫外線光源（電通産業社製 FL287-BL-NHF-GLC，8W管）を含み、これら光源は波 長帯域 350〜400nm (中心波長 365nm)の紫外線を水槽内の吸収水にガラス板を 通じて照射することができる。
[0065] 上述した紫外線処理器による吸収水の処理後、水槽内の吸収水を通過する紫外 線の強度が紫外線強度計（米国 UVP社製 UVX-365)を使用して測定され、ここでの 測定結果は 0. 38mWん m2であった。なお、空の水槽に対し、紫外線の強度が同様 に測定されたとき、この測定結果は 1. lmWん m2であった。
[0066] この後、紫外線照射を受けた後の吸収水のうちの 120gの吸収水が濃縮機としての 真空凍結乾燥機にて濃縮され、そして、この濃縮物に水を加えることで 1. 3gの第 2 フレーバ要素が生成された。
[0067] 一方、分離容器 14内のたばこ成分の脂溶性部分にエタノール 10gが加えられて第 1フレーバ要素が生成され、この第 1フレーバ要素はその全量が分離容器 14から取 り出された。
[0068] この後、 120. 2gの膨化刻みたばこに、 1. 3gの第 2フレーバ要素が噴霧より添加さ れ、これに引き続いて 2. 2gの第 1フレーバ要素が噴霧により添加された。膨化刻み たばこに対する第 1及び第 2フレーバ要素の添加量の比率は、抽出処理を受けるた ばこ原料の重量、分離容器 14に回収されたたばこ成分の脂溶性部分の抽出量及び 吸収容器 38内の純水中に吸収されたたばこ成分の水溶性部分の量に基づいて決 定された。なお、水溶性部分の量は、第 1段の抽出工程の完了後、吸収容器 38内の 吸収水の重量と吸収容器 38に供給された純水の重量との差から求めることができる
[0069] この後、第 1及び第 2フレーバ要素が添加された膨ィ匕刻みたばこは、その内部の温 度及び相対湿度がそれぞれ 22°C、 60%に保持された室内に 2日間に亘つて保存さ れ、 S彭ィ匕刻みたばこの調湿が実施された。この後、本発明の膨化刻みたばこはシガ レット製造機によりシガレットの形態に製造された。
[0070] 一方、特公昭 56-50830号公報に記載の方法に準じて、比較対象となるシガレットが 製造された。ここでは、含浸容器内にて、米国産バーレ一種の刻みたばこ（水分 25. 2%DB
)が圧力 5MPaの液体二酸化炭素中に 1分間浸漬された。この後、含浸容器内の圧 力力 ¾MPaに維持された状態で、含浸容器力 液体二酸化炭素が排出された。更に 、含浸容器内の圧力が同一の圧力に維持された状態で、含浸済みの刻みたばこは 含浸容器内に 2分間保持され、これにより、含浸済みの刻みたばこから余剰の液体 二酸化炭素を重力作用により排出させた。この後、含浸容器内の圧力は大気圧まで 減少され、そして、含浸容器力も含浸済みの刻みたばこ刻が取り出された。
[0071] この後、含浸済みの刻みたばこは、前述した実施例の場合と同様な気流乾燥条件 にて膨化処理され、膨化刻みたばこが生成された。このような膨ィヒ刻みたばこの水分 量は 2. 4%DBであった。更に、膨化刻みたばこは前述した実施例の場合と同様な条 件にて調湿処理を受け、同一の膨嵩性測定器により、その膨嵩性が測定された。ここ での測定結果は 11. 66cc/gであり、実施例での膨嵩性 11. 72cc/gと近似している。
[0072] この後、 S彭ィ匕刻みたばこはシガレット製造機により、比較対象のシガレットに成形さ れた。一方、参考例のシガレットもまた製造され、参考例のシガレットは、その膨化刻 みたばこに第 1及び第 2フレーバ要素が添加されていない点を除き、実施例のシガレ ットと同様である。
[0073] 以下の表 1は、比較対象のシガレットを基準として、実施例及び参考例のシガレット の品質に関して評価試験を行った結果を示す。
[表 1]
Figure imgf000016_0001
[0074] 評価試験は専門の官能評価員 5名により実施された。評価員は比較対象のシガレ ットを基準として、実施例及び参考例のシガレットの品質、即ち、吸い易さ、吸い応え 及び悪癖の低減度のそれぞれを ± 3点法により採点し、表 1は 5名の評価員による採 点結果の平均値を表す。
[0075] ± 3点法において、評価員は比較対象のシガレットとの比較において、実施例及び 参考例のシガレットに差が無いと判定した場合には 0点、やや差があると判定した場 合には 1点、明らかに差があると判定した場合には 2点、極めて差があると判定した場 合には 3点とし、そして、採点の正負を比較対象のシガレットよりも改善されている場 合を（+ )、逆に、比較対象のシガレットよりも悪い場合を（一）として採点した。
[0076] 表 1から明らかなように、実施例のシガレットは「吸い易さ」、「吸い応え（主流煙の量 感）」及び「悪弊の低減度」の全ての評価項目に関し、参考シガレットに比べて著しく 改善されている。
[0077] 以下の表 2は、実施例のシガレットに使用された膨ィ匕刻みたばこの適性を評価した 結果を示す。ここで、膨ィヒ刻みたばこの適性とは、膨ィヒ刻みたばこが他の刻みたばこ 材料と混合されてシガレットの製造に使用されたとき、膨化刻みたばこが製造された シガレットの風味や味覚に悪影響を及ぼすことなぐ膨化刻みたばこ刻の配合率を増 加させ得る限界を表す。
[表 2]
Figure imgf000017_0001
[0078] 表 2中、ベース刻は、その中肋 (midrib)を除いたたばこ葉を裁刻して得られた刻みた ばこ材料、中肋刻は中肋を裁刻して得られた刻みたばこ材料、シート刻は再生シート たばこを裁刻して得られた刻みたばこ材料を示す。
[0079] 表 2中の判定は、 5名の専門の官能評価員が合議により評価した結果を 4段階 (© 、〇、△、 X )にて示す。（§)〜Xの意味は以下の通りである。
◎：シガレットの風味及び味覚は優れてレ、る。
〇：シガレットの風味及び味覚は十分に高レ、。
△：シガレットの風味及び味覚に支障なし。
X：シガレットの風味及び味覚に劣る。
[0080] 表 2から明らかなように、膨化たばこ刻の配合率が 50%まで高められても、シガレツ トの風味及び味覚は十分に高ぐ膨化刻みたばこは優れた適性を示す。
[0081] また、表 2に示されているように中肋刻及びシート刻の配合率は一定である。それ故 、これら中肋刻及びシート刻の配合率が更に低下されれば、膨化刻みたばこ刻の配 合率を更に増加させることも可能となる。
[0082] 一方、前述した特許文献 1の実施例 2の方法により得られた膨化刻みたばこを使用 してシガレットが製造され、このシガレットを比較対象のシガレットとして実施例のシガ レットが表 1での場合と同様に評価された。ここでの評価結果は以下の表 3に示され ている。
[表 3] 区分 吸い易さ 吸い応え 悪癖の低減度
実施例 + 2 . 0 + 1 . 6 + 2 . 0
[0083] 表 3から明らかなように実施例の膨化刻みたばこは、特許文献 1の実施例 2から得ら れる膨ィヒ刻みたばこ刻と比較しても、風味や味覚に優れるばかりでなぐ吸い易さや 吸い応えの他の品質についしも改善されている。
[0084] 本発明は上述の実施態様に制約されず、種々の変形が可能である。
例えば、図 1中に 2点鎖線で示されるように分岐経路 32に浄化容器 70を浄化層 4 の代わりに介揷することもできる。この浄化容器 70は吸収容器 38の下流に位置付け られ、その内部に粒状の活性炭が充填されている。また、方向切換弁 34， 36のそれ ぞれは、一対の開閉弁に置き換え可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 膨化たばこ原料に添加されるべきフレーバを製造する装置であって、
たばこ原料を収容するための抽出容器と、
前記抽出容器内に超臨界状態の二酸化炭素を供給して前記二酸化炭素に前記た ばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解したたばこ成分中から脂溶性部分を回収す る第 1回収経路と、
前記第 1回収経路から分岐され、前記抽出容器の下流及び上流にて前記第 1回収 経路にそれぞれ接続された分岐経路と、
前記分岐経路に設けられ、内部に純水が蓄えられた吸収容器と、
前記第 1回収経路及び前記分岐経路から前記抽出容器及び前記吸収容器を含み 且つ閉じた循環経路を選択的に形成するための切換手段と、
前記循環経路内にて超臨界状態の二酸化炭素を循環させて、前記二酸化炭素に 溶解した前記たばこ成分中の水溶性部分を前記吸収容器内の前記純水に吸収させ る循環手段と、
前記たばこ成分の前記水溶性部分が吸収された純水を吸収水として前記吸収容 器から回収する第 2回収経路と、
少なくとも前記二酸化炭素が前記循環経路を循環している間、前記二酸化炭素の 流れ方向でみて前記吸収容器力 前記抽出容器内の前記たばこ原料の間にて前記 二酸化炭素を浄化する浄化手段と
を具備した装置。
[2] 前記浄化手段は、前記抽出容器内にて前記たばこ原料の上流に位置して収容さ れた活性炭層を含む、請求項 1の装置。
[3] 前記第 2回収経路は、前記吸収水に紫外線を照射させる紫外線照射手段を含む、 請求項 1の装置。
[4] 前記第 2回収経路は、前記吸収水にオゾンを接触させるオゾン供給手段を含む、 請求項 1の装置。
[5] 前記第 2回収経路は、前記吸収中の水溶性部分を濃縮する濃縮手段を含む、請 求項 1の装置。
[6] 膨化たばこ原料に添加されるべきフレーバを製造する方法であって、 抽出容器内のたばこ原料に超臨界状態の二酸化炭素を接触させて前記二酸化炭 素にたばこ原料のたばこ成分を溶解させ、溶解されたたばこ成分から脂溶性部分を 回収する第 1回収工程と、
この後、前記抽出容器と純水を蓄えた吸収容器と間にて、前記抽出容器の温度を 前記吸収容器の温度よりも高く維持しつつ前記二酸化炭素を等圧で循環させ、前記 吸収容器内の前記純水に対して、前記二酸化炭素に溶解した前記たばこ成分中の 水溶性部分を吸収させる循環工程であって、前記二酸化炭素が前記吸収容器から 前記抽出容器の前記たばこ原料に向力 過程にて、前記二酸化炭素を浄化させる 浄化プロセスを含む、循環工程と、
前記吸収容器から前記水溶性部分を吸収した前記純水を吸収水として回収する第 2回収工程と
を具備した製造方法。
[7] 前記浄化プロセスは活性炭を使用する、請求項 6の製造方法。
[8] 前記第 2回収工程は、前記吸収水に紫外線を照射させるプロセスを含む、請求項 6 の製造方法。
[9] 前記第 2回収工程は、前記吸収水にオゾンを接触させるプロセスを含む、請求項 6 の製造方法。
[10] 前記第 2回収工程は、前記吸収水中の水溶性部分を濃縮するプロセスを含む、請 求項 6の製造方法。
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