Восстановленный табак что это такое
Способы производства восстановленного табака
Подробнее / Способы производства восстановленного табака
Существует пять способов изготовления восстановленного табака. Имеющие существенные отличия в технологическом процессе, в качестве конечного продукта, отличающиеся энергозатратами и как следствие ценой.
1. Суспензионный (литьевой) способ производства восстановленного табака широко распространен. Схема производства включает следующие технологические участки: приготовление табачного компонента, получение армирующего и связующего компонентов, гомогенизация смеси компонентов (приготовление табачной пульпы).
Фарматуру и мелочь очищают от посторонних примесей (кусков шпагата, бумаги, камней, металла и др.), используя крупные сита и магниты. После этого табачные отходы сушат до влажности 5 % и измельчают, отбирая на сите фракцию, проходящую через мелкие сита. Наиболее часто используют сита, размер отверстий которых 160 мкм. Табачную пыль сначала подвергают фракционированию на сите с целью отделения минеральных примесей, оставшуюся на сите пыль дополнительно измельчают до размеров частиц менее 160 мкм.
В состав восстановленного табака входят армирующие и связующие компоненты, которые получают посредством разбивки в воде промышленной целлюлозы или бумаги с помощью специального технологического оборудования (гидроразбиватели, роллы, энштиперы и т. п.).
Другим источником волокон целлюлозы является табачная жилка, отделяемая из резаного табака на сигаретных машинах. Срезы табачных жилок на жилкорезальной машине разрезают на кусочки размером 3-10 мм, затем их подвергают тепловой обработке в автоклаве в водном растворе химикатов (щелочей) при постоянном перемешивании. Цель этой операции — увлажнение, нагревание, умягчение и извлечение пектинового вещества. Далее табачные жилки обрабатывают в гомогенизаторе. Дефебрирование жилок (разделение на волокна в длину) происходит в двух последовательных рафинерах, расположенных каскадом. Дефебрированные жилки подаются в смеситель, где их разбавляют водой.
В качестве клеящего вещества наиболее часто используют раствор натриевой соли кар-боксиметилцеллюлозы 7%-ной концентрации. При необходимости реагент предварительно измельчают в мельнице ударного действия (дисмембраторе), а затем растворяют в воде, используя сбивальную машину.
Армирующий и клеящий компоненты соединяются вместе, в результате чего образуется довольно устойчивая водная суспензия, которая непрерывно перемешивается.
Далее табачные и нетабачные компоненты смешивают, получают так называемую табачную пульпу, которую при постоянном перемешивании подают на литьевую машину. Концентрация сухих веществ в пульпе составляет 20 %. Примерный рецептурный состав сухих веществ восстановленного табака, в %:
В литьевой машине табачная пульпа наносится на нержавеющую полированную непрерывную конвейерную ленту с помощью формовочного аппарата, снабженного мажущей фильерой с регулируемым зазором. В камере табачная пульпа высушивается, затем отделяется скребком, режется на небольшие куски и расфасовывается в транспортную тару.
Производство восстановленного табака литьевым способом осуществляют на установках разной конструкции и производительности (от 100 до 700 кг/час). Этим способом можно перерабатывать табачные отходы любого вида, недостатком его является необходимость использовать дорогостоящую ленту из нержавеющей стали.
2. Бумажный способ. При производстве восстановленного табака эти способом не используются клеящие вещества. Процесс получения табака делится на две части: изготовление основы (непрерывная бумажная лента) и получение концентрата водорастворимых веществ, которым она пропитывается. Естественно, что в реальном процессе производства они совмещены и взаимосвязаны.
Бумажную основу восстановленного табака можно получить по следующей технологической схеме. Процесс начинается с того, что табачные жилки и целлюлозу (можно фарматуру) замачивают в теплой воде и увлажненную массу подают в ролл для смешивания и окончательного размола. Волокнистую табачную массу сливают в бассейн, где ее дополнительно разбавляют водой и перемешивают до полной однородности. Из бассейна табачная пульпа центробежным насосом подается в смесительный бак.
Благодаря распределительному пластинчатому устройству этого бака можно разбавлять табачную пульпу сначала чистой водой при пуске бумагоделательной машины, а затем оборотными экстрактивными водами, которые подаются в смесительный бак из специального сборника воды — регистрового бака.
Разбавленная до необходимой концентрации табачная пульпа самотеком поступает в напорный бак, откуда непрерывным потоком переливается на движущуюся сеточную поверхность стола бумагоделательной машины. Из жидкой суспензии на сетке волокна осаждаются, и образуется полотно. Табачное полотно обезвоживается ступенчато: часть воды уходит через сетку самотеком в регистровый бак, другая часть отсасывается вакуум-установками, расположенными под сеткой по ходу движения транспортера, и вакуум-насосом, затем направляется в канализацию. С сетчатого стола табачное полотно подается на гауч-вал, где оно дополнительно обезвоживается и поступает на прессующие валики. Сушку проводят контактным способом на термобарабанах с внутренним обогревом и температурой поверхности 80-100 °С. Интенсивность съема влаги регулируется температурой и скоростью вращения барабанов.
Для улучшения курительных свойств восстановленного табака бумажную основу во время изготовления пропитывают концентратом водорастворимых веществ. Полученный экстракт наносят на табачную основу, имеющую влажность 35 %, что позволяет восстановить в получаемом материале первоначальное содержание сухих водорастворимых веществ. Примерная рецептура для производства восстановленного табака бумажным способом, %:
Из-за сложности и громоздкости технологического оборудования производство восстановленного табака бумажным способом, как правило, крупнотоннажно. К недостаткам этой технологии следует отнести большие потери сухих веществ, которые уходят с промывными водами в канализацию. Особенно возрастает количество потерь с повышением в рецептуре пылевидных частиц табака.
3. Экструзионный способ. Приготовленная табачная паста загружается в плунжерный или червячный экструдер и под давлением, а иногда и при повышенной температуре, продавливается через фильеру, при этом образуется лист или отдельные волокна. Фильеры могут иметь плоскую или кольцевую щель — листообразующие фильеры, а также отдельные отверстия различного профиля — фильеры для формирования волокон.
Производство восстановленного табака экструзионным способом включает следующие технологические участки:
Табачный компонент готовят так же, как и при литьевом способе. В приготовлении связующего компонента используют клеящие вещества, которые хорошо растворяются в воде (например, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы). Армирующие компоненты не применяют, они забивают фильерные отверстия. На участке гомогенизации табачные и нетабачные компоненты тщательно смешиваются (гомогенизируются).
В отличие от литьевого способа, экструзионный является более сложным и энергоемким, так как содержание воды в табачной пасте в несколько раз меньше по сравнению с табачной пульпой.
Кроме того, полученную смесь гранулируют для придания текучести и удаления включений воздуха, после чего ее направляют в экструдер. В нем предусмотрена дополнительная гомогенизация табачной пасты с помощью истирающей головки. Экструдер нагревают до 90-135 °С. Под действием температуры и развиваемого экструдером давления (7-34 МПа) табачная паста выдавливается через фильеру и в виде волокон или листа с помощью направляющих роликов подается на транспортерную ленту, а затем в сушильную камеру, после которой получают восстановленный табак.
4. Способ напыления. Табачные отходы очищают и измельчают в сухом виде. Раствор связующего компонента готовят отдельно. Затем на предварительно увлаженную конвейерную
ленту напыляют тонкий равномерный слой табачного порошка, на который в свою очередь напыляют раствор связующего компонента. Сформованный таким образом слой сушат и снимают с ленты. Излишек табачной пыли удаляют пневматическим устройством.
Существенным недостатком табака, полученного этим способом, является то, что во время его переработки в производстве множество частиц табачной пыли отклеиваются от пластины, в результате ухудшаются свойства курительного изделия.
5. Способ пропитки. Табачный порошок и клеящий компонент смешивают с водой и в виде пульпы присоединяют к горючей или несгораемой основе в специальном дозаторе. Пульпа удерживается благодаря действиям сил адгезии.
Табачная пульпа из шнековых смесителей самотеком поступает в приемник дозатора, откуда выносится барабаном через регулирующую щель на пористую бумажную ленту. Сверху слой пульпы накрывают второй подобной лентой и направляют в сушилку. После сушки ленту окрашивают в цвет табачных листьев и разрезают на куски.
Этот способ производства восстановленного табака является достаточно простым, однако качество табака низкое (высокая масса 1м2 и толщина).
Способ производства восстановленного табачного листа и табачный продукт
Способ включает приготовление суспензии, содержащей табачную пыль, связующее и водную среду, отливку суспензий на подложку, сушку отлитой суспензии с образованием восстановленного табачного листа и снятие восстановленного табачного листа с подложки. Согласно изобретению, средний размер частиц табачной пыли находится в диапазоне от 120 до 400 меш, связующее состоит из одного или более веществ, выбранных из гуаровой смолы, смолы рожкового дерева, смолы тамаринда и конжековой муки. Суспензия имеет содержание сухих веществ от 17 до 25%, причем до 8% сухих веществ является связующим. Весовое соотношение табака к связующему составляет от 50:1 до 10:1. Полученный восстановленный табачный лист содержит от 80 до 90% табака с остатком, состоящим преимущественно из добавок, таких, как связующее. Изобретение также касается табачного продукта, полученного способом по изобретению. 25 з.п.ф-лы, 6 табл., 3ил.
Изобретение касается способа производства восстановленного табачного листа, предусматривающего приготовление суспензии, содержащей табачную пыль, связующее и водную среду, отливку суспензии на подложку, сушку отлитой суспензии с образованием восстановленного табачного листа и снятие восстановленного табачного листа с подложки. Изобретение также касается табачного продукта, содержащего восстановленный табачный лист, полученный указанным способом.
В производстве табачных продуктов, таких как сигареты, некоторая часть табака является или становится непригодной для подобного использования в течение его обработки. Обычно при сборе листьев табака остаются табачные стебли и остатки листьев. К тому же, когда табак обрабатывают, укладывают (пакуют) и перевозят, образуется табачная пыль. Табачную пыль, табачные стебли и остатки листьев использовали в прошлом для получения вторично составленных (восстановленных) табачных листов, но с переменным успехом.
Готовые, восстановленные табачные листы можно нарезать тем же образом, что и целые табачные листья, для получения табачного наполнителя для сигарет и других табачных изделий. При переработке этого материала в наполнитель часто требуется, чтобы вторично составленные табачные листы выдерживали смачивание, транспортировку по конвейеру, сушку и нарезку. Подобно табаку из целых листьев, когда восстановленные табачные листы измельчают для получения наполнителя, имеет место некоторое разрушение, из-за чего создается табачная пыль как побочный продукт. Способность восстановленных табачных листов выдерживать жесткую обработку с минимальным образованием табачной пыли в качестве побочного продукта является очень желательной характеристикой, поскольку уменьшится потеря табачного материала и будет минимизирована необходимость производства дополнительных восстановленных табачных листов для удовлетворения постоянного спроса. В этом отношении можно снизить стоимость, связанную с производством сигарет и других табачных изделий.
Несмотря на то, что из уровня техники известно множество способов приготовления восстановленных табачных листов, при производстве этих листов сталкиваются со многими трудностями. Некоторые из этих способов похожи на способы изготовления табачной бумаги, в которых табачную пыль формуют в листы с целью использования этих листов тем же образом, что и первоначального табачного листа; т. е. для резки табачного листа, так чтобы его можно было скомбинировать с другим измельченным табаком для использования в качестве табачного наполнителя в производстве сигарет. Другие обычные способы также можно использовать для получения подобных листов. Например, патент США 2897103 раскрывает способ производства табачных листов, содержащих значительную долю нетабачных ингредиентов. Подобные нетабачные материалы часто придают нежелательные вкусовые характеристики сигарете и, следовательно, необходимо минимизировать концентрацию таких веществ.
По другой процедуре, описанной в патенте США 4325391, табачную пыль и связующее вещество, находящееся в жидкой среде, соединяют в миксере, действующем по принципу взбивания для образования суспензии, и суспензию затем отливают в листы. Однако при отливке табачных суспензий, образованных этими обычными способами, во вторично составляемые табачные листы часто наблюдается питтинг (неровности) на поверхности листа из-за воздуха, который имеет тенденцию захватываться суспензионной смесью. Каждый питтинг, который получается в результате из этого захваченного воздуха, переходит в слабое пятно или пустоту на конечном листе, таким образом уменьшая уцелеваемость листа в течение обработки.
К тому же изменения в толщине вторично составленного табачного листа также ведут к уменьшению его устойчивости. Когда листы неравномерной толщины нарезают в наполнитель, они могут проявлять большую тенденцию к разрушению в результате слабых пятен, оказавшихся вдоль поверхности листа. В этом отношении было бы чрезвычайно желательно иметь восстановленный табачный лист, используемый для получения наполнителя, где длина наполнителя не ограничивалась бы из-за питтинга листа.
Проблемами, общими для всех восстановленных листов, которые получают известными способами, являются питтинг и неравномерная толщина листа, которые влияют на устойчивость листов. Более того, способность инициировать и прерывать эти процессы быстрым и эффективным способом не демонстрировалась способами, разработанными ранее.
Настоящее изобретение относится, по существу, к четырехстадийному способу производства таких листов, включающему смешивание частиц табачной пыли, связующего вещества и других веществ в водной среде для образования суспензии; отливку суспензии на непрерывную ленту из нержавеющей стали; сушку отлитой суспензии для образования восстановленного табачного листа и его удаление. В качестве необязательной стадии можно удалить захваченный воздух из суспензии до отливки.
Настоящее изобретение решает вышеупомянутые проблемы путем обеспечения восстановленных табачных листов, способных лучше выдерживать жесткие условия обработки.
Поставленные задачи решаются посредством того, что в способе указанного во введении типа согласно изобретению предусматривается, что средний размер частиц табачной пыли находится в диапазоне от 120 до 400 меш, связующее состоит из одного или более натуральных пектинов, гуаровой смолы, смолы рожкового дерева, смолы тамаринда и конжековой муки, суспензия имеет содержание сухих веществ от 17 до 25%, причем до 8% сухих веществ является связующим, а весовое соотношение табака к связующему составляет от 50:1 до 10:1, при этом полученный восстановленный табачный лист содержит от 80 до 90% табака, с остатком, состоящим преимущественно из добавок, таких как связующее.
Предпочтительно, перед отливкой из суспензии удаляют захваченный в ней воздух, обычно посредством приложения вакуума.
Для лучшего понимания сути настоящего изобретения ниже дается определение следующих терминов.
Как будет ясно из раскрытия настоящего изобретения, восстановленные табачные листы, произведенные описанным здесь способом, обладают повышенным качеством и устойчивостью по сравнению с восстановленными табачными листами, известными ранее в технике.
По отношению к фиг. 1 настоящий способ использует табачную пыль, которая измельчена сухим размолом настолько мелко, что размер частиц составляет менее чем примерно 400 меш. (менее 32 мкм), за счет чего достигается более высокое содержание сухих веществ в суспензии, и в то же время суспензия сохраняет ту же самую вязкость, что и табачные суспензии, известные ранее. Фиг. 1 показывает, что по мере уменьшения размера частиц табака вязкость суспензии для данного содержания сухих веществ в суспензии уменьшается. К тому же использование мелкоизмельченной табачной пыли улучшает однородность восстановленного табачного листа, посредством этого увеличивая длину табачного наполнителя, который можно из него получить.
Что касается фиг. 2, то на ней показана блок-диаграмма способа по изобретению. Сухое табачное сырье, предпочтительно табачную пыль, подают в дробилку, где его размалывают всухую и просеивают до желаемого распределения размеров частиц. Измельченную табачную пыль подвергают взаимодействию с водной средой, которая может включать связующие вещества, увлажнители, ароматизаторы и т.д. в смесительном устройстве с высоким усилием сдвига для образования табачной суспензии. Альтернативно, как показано на фиг. 3, можно смешивать связующее вещество с сухим табаком перед смешиванием их с водной средой. После смешивания табачную суспензию можно деаэрировать перед ее отливкой в виде листа на несущее устройство. Восстановленный табачный лист затем высушивают и удаляют с несущего устройства. Готовый лист затем можно разрезать тем же образом, что и целые листья табака, для получения табачного наполнителя, пригодного для сигарет и других табачных изделий.
Для того чтобы получить восстановленный табачный лист в соответствии со способом по изобретению, сначала образуют водную табачную суспензию. Суспензия включает табачную пыль, связующее вещество и водную среду. В дополнение суспензия может также содержать консервант(ы). Предпочтительно компоненты суспензии смешивают в ленточно-винтовом смесителе, а затем подвергают смешиванию в смесителе с высоким усилием сдвига. Затем суспензию отливают на движущуюся бесконечную ленту. Отлитую суспензию пропускают через устройство для сушки с целью удаления влаги, с образованием восстановленного табачного листа. В заключение лист можно удалить с ленты любым острым инструментом, таким как ракель (нож). Удаление можно облегчить путем увлажнения листа перед снятия его с ленты ножом.
В другом варианте способа по изобретению воздух, который оказался захваченным суспензией, можно удалить из нее до отливки на ленту.
Более конкретно, восстановленные табачные листы по изобретению можно получить путем соединения табачной пыли с уменьшенным размером частиц со связующим веществом в водной среде для создания суспензии. Суспензию можно приготовить периодически или непрерывным методом, посредством которого табачную пыль можно смешивать со связующим веществом и водой в смесителе с высоким усилием сдвига, таком как смеситель Waring, производимый Waring of Waring, штат Коннектикут, или мешалка Cowles, производимая Cowles of Moorehouse, Калифорния. Однако наиболее предпочтительным является использование рефайнера (refiner) для приложения к суспензии высокого усилия сдвига. К суспензии можно добавлять увлажнители, для того чтобы гарантировать сохранение гибкости табака. При желании к суспензии можно также добавить консерванты, сохраняющие качество табака и таким образом содействующие предотвращению роста плесени.
Хотя можно использовать табачную пыль табака любого сорта, некоторые сорта табачной пыли как побочного продукта являются предпочтительными. Особенно предпочтительными являются частицы от следующих сортов табака: Флю-Кьюред, Турецкий, Барлей, Вирджиния, Мэриленд, Ориентал или любая их комбинация.
Размер табачных частиц исследовали на степень устойчивости. В соответствии с изобретением уменьшенный размер частиц является благоприятным из-за эффекта уменьшения вязкости табачной суспензии, посредством которого можно увеличить содержание сухих веществ в суспензии без существенного изменения желаемой вязкости суспензии. Повышенное содержание сухих веществ в суспензии снижает затраты на сушку.
К тому же благодаря выбору табачных частиц меньшего размера может потребоваться меньше связующего вещества для образования восстановленных табачных листов, описанных здесь. Например, листы, сделанные из табачной пыли с размером частиц примерно 120 меш и примерно 10 частей пектина по существу эквивалентны по качеству и устойчивости восстановленным табачным листам, сделанным из табачной пыли с частицами примерно 400 меш и примерно 4 частями пектина. Выбираемый пектин может быть любым пектином, указанным в настоящем изобретении. Использование меньшего количества связующего вещества позволяет использовать большее количество табака при производстве листа. В этом способе для восстановленного табачного листа будут достигнуты ароматические и вкусовые характеристики, более близкие к целым листьям табака.
Предполагают, что при сухом измельчении табачной пыли до более мелких частиц пектин, содержащийся в табаке, будет высвобождаться более эффективно и полно с большей скоростью. В этом отношении уменьшение размера частиц ведет к более быстрому времени отливки, когда они взаимодействуют с фосфатом диаммония (ДАФ) и аммиаком благодаря большей площади поверхности табачной пыли с меньшими значениями меш. Кроме того, более высокое суммарное содержание сухих веществ также уменьшает время, необходимое для сушки листа, что ведет к более эффективному и выгодному с точки зрения стоимости способу производства восстановленных табачных листов.
Подходящие средние размеры частиц табачной пыли для использования в производстве восстановленных табачных листов по изобретению можно выбрать в диапазоне примерно 60-400 меш или более высоких значений меш (т.е. меньших размеров частиц). Однако размер табачных частиц примерно в 120 меш. является предпочтительным. Этот размер частиц предлагает компромисс между преимуществами одинакового более мелкого меш. размера и стоимостью, связанной с получением таких мелких частиц.
В дополнение к контролю значений меш. табачной пыли, используемой в способе настоящего изобретения, также является благоприятным добавление связующего вещества, такого как любое из смол или пектинов, описанных здесь, или же иметь связующее вещество, высвобождаемое из самого табака (т.е. табачный пектин) для обеспечения того, чтобы табачная пыль оставалась существенно диспергированной по всему восстановленному табачному листу. По описательному обзору смол см. «Смолы и стабилизаторы для пищевой промышленности», IRL Press (G. O. Phillip et al.eds. 1988); Whistler, «Промышленные смолы: полисахариды и их производные», Academic Press (2d ed., 1973); и Lawrence, «Натуральные смолы для пищевых целей». Noyes Data Corp. (1976).
В восстановленных табачных листах в качестве связующих веществ использовались различные смолы и пектины с целью содействия в сохранении целостности и неповрежденности листов. Хотя можно применять любое связующее, предпочтительными связующими веществами являются натуральные пектины, такие как фруктовые, цитрусовые или табачные пектины; смолы гуара, такие как гидроксиэтиловый гуар и гидроксипропиловый гуар; смолы плодов рожкового дерева, такие как гидроксиэтиловая и гидроксипропиловая смолы плодов рожкового дерева; альгинат; крахмалы, такие как модифицированные или дериватизированные крахмалы; целлюлозы, такие как метил-, этил-, этилгидроксиметил- и карбоксиметилцеллюлоза; смола тамаринда; декстран; пуллалон; порошок конджек (konjac); ксантановая смола и т.п. Особенно предпочтительными связующими веществами для использования в настоящем изобретении являются пектин и гуар.
Известно, что в общем пектины действуют как гигроскопичные вещества, которые облегчают удержание влаги. Эффект примерно 10% цитрусового пектина в качестве связующего вещества, соединенного с частицами табачной пыли разных значений меш, иллюстрируется в табл. 1.
Предпочтительным пектином для использования в качестве связующего вещества является табачный пектин, который может быть выделен из самого табака. Такое выделение часто, но не всегда, увеличивается путем добавления химических агентов выделения. Например, было показано, что добавление ДАФ и аммиака дает благоприятные результаты.
Предпочтительно, чтобы pH суспензии поддерживалось на уровне 9, если в качестве связующего вещества используют табачный пектин, выделенный из самого табака. Для повышения pH суспензии можно использовать аммиак или любое другое подходящее органическое соединение. Более того, предпочтительно, чтобы возраст суспензии примерно от 1/4 ч. до примерно 3 ч. допускал достаточное выделение пектина из табака.
Когда в качестве связующего вещества используют пектин, отличный от табачного пектина или гуаровой смолы, предпочтительно, чтобы pH суспензии было слегка кислым, примерно 5-6. Нет необходимости выдерживать суспензию, если выбранное связующее вещество является связующим, отличным от табачного пектина, выделенного из табака.
Другое предпочтительное исполнение включает комбинацию связующего вещества, например, гуара, пектина или одного из других связующих, раскрываемых здесь, вместе с агентом выделения пектина, например, ДАФ или аммиаком или другим подобным агентом выделения, раскрываемом здесь. Путем варьирования относительного количества этих компонентов в суспензии можно подогнать субъективные свойства восстановленного табачного листа до уровней, промежуточных между листами, которые были получены с использованием какого-либо одного из компонентов.
В дополнение вода, используемая для приготовления суспензии, может быть жесткой или мягкой, в зависимости от используемого связующего вещества. А именно, если выбранное связующее вещество представляет собой табачный пектин, то предпочтительна мягкая вода, так чтобы можно было минимизировать или избежать образования фосфата кальция, когда готовят раствор ДАФ.
Табачная пыль, соответствующая средним размерам частиц данного изобретения, может быть получена из любого из известных способов производства табачных продуктов как случайный побочный продукт этих способов. В этом отношении размер частиц табачной пыли можно уменьшить в соответствии с настоящим изобретением любым способом, который в общем пригоден для размалывания частиц. Тем не менее предпочтительными среди этих технологий размалывания являются ударное измельчение и роликовое измельчение. Процентное содержание размеров частиц, получаемых каждым из этих методов, показано в табл. 3: Для того чтобы сузить диапазон размеров частиц табачной пыли, которые используют в процессах настоящего изобретения, можно применить методику, которая обладает избирательностью между различными размерами частиц. Можно использовать любой прибор или технику, которые обладают возможностями достижения этой цели, хотя испытательный прибор для просеивания Alpine, производимый в Германии, является предпочтительным для получения среднего размера частиц примерно 120-400 меш. или более высоких значений меш.
Также благоприятно использовать табачную пыль с высоким значением меш., предпочтительно с существенно однородным размером частиц, поскольку такой размер частиц приведет к быстрой и более полной реакции в суспензии между табачной пылью и связующим веществом. Табачные листы, которые произведены из табачной пыли при размере примерно 120, 200 и 400 меш., проявляют следующие характеристики, приведенные в табл. 4.
В соответствии с одним из вариантов способа по изобретению к табачной суспензии можно также добавить увлажнитель, чтобы воспользоваться его известной способностью действовать в качестве пластификатора. Можно использовать любой увлажнитель, хотя в способе, описанном здесь, можно преимущественно применять гликоли, такие как глицерин, пропиленгликоль и т.п. Дополнительно в восстановленных табачных листах по изобретению в качестве антифунгицидов и антиоксидантов можно также применять агенты, используемые для консервации табака, такие как пропионаты, карбонаты, бензоаты и т.п. Предпочтительным среди этих агентов является сорбат калия.
При приготовлении суспензии полезно обеспечить, чтобы полное содержание сухих веществ составляло между примерно 15% и примерно 30%, предпочтительно этот диапазон составлял бы примерно между 17% и примерно 25%. Из этого предпочтительного диапазона примерно 80-90% полного количества сухих веществ должен составлять табак, чтобы обеспечить получение восстановленного табачного листа более высокого качества с улучшенными вкусовыми характеристиками. Как указано выше, суспензия может быть образована периодическим или непрерывным методом с учетом вышеуказанного диапазона содержания сухих веществ.
В табл. 5 демонстрируется эффект удаления воздуха из табачной суспензии до отливки. Суспензии, используемые для отливки подобных листов, обрабатывали вакуумом примерно в 15 дюймов (381 мм) рт. ст. до отливки; контрольные листы вакуумом не обрабатывали.
В соответствии с настоящим изобретением табачную суспензию можно отлить или экструдировать на подложку. Эта подложка может быть любой из ряда поверхностей, хотя непрерывная лента из нержавеющей стали является предпочтительной. В любом случае, в одном режиме настоящего изобретения до введения суспензии на подложку захваченный внутрь суспензии воздух будет удален.
Любое число инструментов, устройств или методик можно использовать для удаления по существу всего воздуха, содержащегося в суспензии до отливки или прокатки суспензии в табачные листы. Особенно предпочтительным инструментом является Versator, производимый Cornell Mashine Company, Спрингфилд, Нью Джерси. При использовании Versator к сосуду можно приложить вакуум между стадией образования суспензии и стадией отливки суспензии при пониженном давлении примерно 20-30 дюймов (508-762 мм) рт. ст.
В добавление, поскольку многие из связующих веществ, пригодных для использования в производстве восстановленных табачных листов, могут быть восприимчивы к гидролизу при избыточно повышенных температурах, предпочтительный температурный диапазон для отливки суспензии на ленту составляет примерно 80-200 o F (26,7-93,3 o C). Особенно предпочтительная температура равна 180 o F (82,2 o C). При отливке при температурах в этом предпочтительном диапазоне вязкость суспензии уменьшается, и, следовательно, как описано выше, для этой суспензии можно получить повышенное содержание всех твердых веществ при той же самой степени вязкости.
После удаления воздуха из суспензии уже по существу свободную от воздуха суспензию можно отлить на несущее устройство, такое как ленту из нержавеющей стали. Температура, при которой следует высушивать отлитую суспензию, находится в диапазоне примерно 200-700 o F (93,3-371 o C), хотя предпочтительным является диапазон 212-600 o F (100-316 o C). Стальную ленту можно продвигать при скорости примерно 100-500 футов/мин.(
30-150 м/мин), хотя типичная скорость операции составляет примерно 400 футов/мин (122 м/мин). Сразу после отливки лист можно сушить для удаления водной среды, использованной в суспензии. Сушку только что отлитой суспензии для образования восстановленных табачных листов можно осуществлять любым обычным способом, хотя предпочтительными являются сушилка, работающая на газе, или лента, подогреваемая паром.
Поскольку, как описано выше, в табачной суспензии достигается большее общее содержание сухих веществ, количество водной среды, присутствующей в суспензии, уменьшается. Таким образом, восстановленные табачные листы по изобретению можно сушить при более быстрой скорости. Листы следует высушивать до концентрации примерно 14-18% ЛП, причем примерно 16% ЛП является предпочтительным. Предпочтительно, чтобы лист снимали с ленты, когда он высушен до концентрации ЛП примерно 25-40%.
Восстановленные табачные листы по изобретению можно разрезать на квадраты размером примерно два-шесть квадратных дюйма (12,9-38,7 см 2 ) с помощью режущего устройства, после того как их сняли с ленты из нержавеющей стали. Можно использовать любое режущее устройство, хотя предпочтительным является режущий инструмент с шевроном. Предпочтительным является размер примерно четыре квадратных дюйма (25,8 см 2 ), так что можно легко осуществить смешивание с нарезанными целыми листьями табака до приготовления табачного наполнителя.
Как показано в табл. 6, восстановленные табачные листы, полученные в соответствии со способом по изобретению, демонстрируют характеристики, далеко превосходящие характеристики восстановленного табачного листа, полученного обычным способом, приведенным как контроль в табл. 6, для выбранных четырех размеров табака.
Как для контрольных, так и для испытываемых листов использовали одну и ту же суспензию для данного размера частиц, приведенного в табл. 6, за исключением того, что применяли вакуумирование примерно при 15 дюймах (381 мм) рт. ст. суспензии для ее деаэрирования до отливки испытываемого листа. Из-за сложностей в воспроизведении суспензий в лаборатории данные следует сравнивать для данного испытываемого листа только с его контролем, но не следует сравнивать с данным из других испытаний.
Восстановленные табачные листы, сформованные описанным здесь способом, можно использовать отдельно или в комбинации с целыми листьями табака для создания наполнителя, пригодного для использования в сигаретах и других табачных изделиях. Целые табачные листья, используемые вкупе с восстановленными табачными листами, могут быть из любых сортов табака, обсужденных выше. Способом по изобретению можно производить восстановленные табачные листы, составленные по существу только из одного из указанных табачных сортов, или, альтернативно, из любой их комбинации.
Хотя настоящее раскрытие относится к листам, сделанным из восстановленного табака, предполагается, что настоящее изобретение охватывает и трубки, тонкие пленки, стержни и т.п. из восстановленного табака в непрерывной или фиксированной форме. Подобным же образом можно с пользой использовать любые из этих вторично составленных структур для получения табачного наполнителя, когда эти структуры подвергают соответствующим процессам. Более того, настоящим изобретением также предполагается, что другие курительные композиции, основанные на других сгораемых материалах, хорошо известные в технике и включающие множество встречающихся в природе или культивируемых растений, дающих листья, также можно образовать сходным образом, либо индивидуально, либо в комбинации с табаком, в структуры, сходные с описанными здесь, посредством способа по изобретению.
Настоящим изобретением также предполагается, что частицы пыли или других растений, дающих листья, могут выгодно использоваться по изобретению для производства восстановленных табачных листов или других структур, включающих пыль этих листьев, для целей, которые необязательно связаны с процессом горения курительных изделий.
Следующие примеры представлены для целей иллюстрации и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что суспензия, приготовленная на первой стадии, дополнительно включает увлажнитель.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что увлажнителем является глицерин, или пропиленгликоль, или любая их комбинация.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что консервант является по меньшей мере одним веществом из пропионатов, карбонатов, бензоатов или сорбата калия.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что воздух, захваченный суспензией, удаляют посредством приложения вакуума.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что освобождающим агентом является лецитин.