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PROCEDE POUR LA FABRICATION DE PRODUITS A BASE DE TABAC.
La présente invention est relative à un procédé de fabrication de produits à fumer à base de tabac et, en particulier, à la fabrication de tels produits,contenant du tabac en poudre très fine.
La fabrication de cigares a atteint un stade de développement élevéo Aujourd'hui, la fabrication d'un cigare, même de prix moyen, nécessite le mélange judicieux de pas moins de quinze à vingt types et qualités différentes de tabac. Malgré les progrès importants réalisés dans le développement de machines automatiques, la fabrication de cigares requiert encore un travail manuel important, ce qui ralentit le rythme de la fabrication et augmente notablement les frais de fabrication. Des problèmes analogues se posent dans la fabrication de cigarettes et de tabacs pour la pipe.
La présente invention a pour objet principal le mélange de plusieurs sortes de tabac et de tabacs de qualités différentes jusqu'à obtention d'un degré d'uniformité non atteint jusqu'à présent.
L'invention a encore pour objet le mélange homogène et uniforme de tabac avec des matières d'addition, telles que des matières aromatisantes, des catalyseurs de combustion, des adsorbants et analogues.
Un autre objet de l'invention est une simplification de la fabrication de cigares et d'autres produits à fumer.
Grâce au procédé suivant l'invention, il est possible, par ailleursde mécaniser la fabrication de cigares.
L'invention a aussi pour objet la réduction des pertes en tabac, qui sont provoquées dans les procédés courants de fabrication de produits à fumer, par le hachage, l'élimination des cotes, la préparation, etc...
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Conformément à la présente invention, après un traitement préalable de séchage, mûrissage, exsudation, fermentation, vieillissement et autres traitements analogues, tels qu'ils sont appliqués couramment dans la fabrication de cigares et de produits analogues, le tabac est moulu, à l'état sec, à l'aide d'un appareil approprié pour moudre ou pulvériser des matières sèches. En général, le tabac est moulu à une finesse telle que toutes les particules passent au tamis à 60 mailles par cm2 et qu'une fraction importante des particules présente des dimensions correspondant à celles des mailles d'un tamis présentant 250 mailles par cm2. On peut cependant aussi faire usage, dans le procédé suivant l'invention, de poudres de tabac sensiblement plus grossières ou plus fines.
Le tabac finement divisé est alors transformé en une masse moulable par malaxage intensif de la poudre sèche avec une quantité limitée d'une solution fortement visqueuse d'une substance polymère naturelle, consistant en composés polysaccharidiques acides et/ou en dérivés cellulosiques solubles dans l'eau.
Sous la qualification de "composés polysaooharidiques", on entend, dans le présent mémoire, les alginates, les pectines et les gommes végétales, contenant aussi bien des acides uroniques que des composés du type polysaccharide. Les composés polysaccharidiques acides peuvent se présenter sous forme d'acides,de sels ou d'esters. Les composés polysaccharidiques acides, qui contiennent des acides uroniques, sont parfois désignés sous l'appellation de "polyuronides" (voir Journ. Am. Chem. Soc. 52, 2474 [1930]--) et sont souvent associés à des pentosans et utilisables sous cette forme dans le procédé suivant l'invention.
Les composés de polysaccharides acides choisis doivent être d'un type tel qu'une petite quantité, soit une quantité n'excédant pas 2 % en poids environ, donne, après addition d'eau, une solution dont la viscosité à une température de 25 C est d'au moins 1500 centipoises ( = 15.104 g ). cm. sec
La quantité de solution aqueuse d'un dérivé cellulosique ou d'un composé polysaccharidique acide, qui est mélangée au tabac en poudre, est choisie de façon à former une masse moulable présentant sensiblement la consistance d'un bon mortier de ciment. Un excès de solution, qui .se manifeste par l'exsudation du liquide hors de la masse plastique, doit être évité, car chaque perte de liquide implique une perte de constituants extractibles du tabac et ainsi une modification de la qualité originelle du tabac.
Ordinairement, une partie en poids de tabac finement divisé et 2 à 6 parties en poids de solution aqueuse du dérivé cellulosique ou du composé polysaccharidique acide donnent une pâte de consistance voulue.
La masse moulable à base de tabac est laminée en feuilles ou amenée à la forme voulue, par exemple pressée sous forme d'une tige ou d'une bande, après quoi l'eau est évaporée des corps solides formés à des températures modérées n'excédant pas 50 C environ, en sorte qu'on obtient un produit à base de tabac cohérent et mécaniquement stable. Il ressort clairement de la description précédente que le tabac n'a perdu, pendant son traitement, aucun de ses constituants et n'a pas davantage été exposé à des conditions tant soit peu nuisibles, notamment à l'action de tempéra- .tures élevées ou à l'action de bases ou d'acides forts. Par ailleurs, le produit à base de tabac n'est additionné que d'une quantité relativement faible de constituants étrangers.
Le tabac, qui a été traité de la manière décrite plus haut, s'est révélé, lors d'essais, sensiblement de valeur équivalente à celle du'tabac en feuille originel. La masse cohérente de particules de tabac se consume sans difficultés et la fumée a, selon l'avis de spécialistes, le goût typique et l'odeur agréable d'un tabac de bonne qualité.
Les dérivés cellulosiques solubles dans l'eau, qui peuvent être utilisés dans les nouveaux produits à base de tabac suivant la présente
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invention, présentent plusieurs propriétés critiques. Une caractéristique que doivent présenter les dérivés cellulosiques solubles dans l'eau appro- priés est leur viscosité. Un dérivé cellulosique approprié possède une vis- cosité d'au moins 1500 centipoises, lorsqu'une faible quantité, inférieure à 2 % en poids environ,de ce dérivé est dissoute dans l'eau. Les dérivés cellulosiques ne doivent pas seulement être solubles dans l'eau et former, en faibles concentrations,des solutions fortement visqueuses, mais doivent également être aptes à former une masse ou feuille cohérente et résistante, dès que leurs solutions aqueuses ont été séchées.
Ce comportement du dérivé cellulosique en solution a pour effet de faciliter tant la fabrication de la masse moulable ou façonnable, contenant du tabac finement divisée que le pressage et la transformation de cette masse en produits de formes voulueso
Les propriétés plysiques du dérivé cellulosique séparé de sa solution a- queuse confèrent au produit à base de tabac séché et amené à la teneur dé- sirée en humidité, ténacité et flexibilité. En conséquence, on peut aisément se servir de ce produit dans la fabrication de cigares et d'autres produits à fumer, sans que se produise un morcellement appréciable.
Il est naturel- lement clair que, dans les cas où des parties du produit se morcellent par suite d'un traitement peu soigneux, ces parties morcellées ne sont pas per- dues, car elles peuvent aisément être transformées en une masse cohérente, lorsqu'on les traite subséquemment par le procédé décrit dans le présent mémoire. Ces parties morcellées peuvent soit être retraitées seules avec de l'eau soit être incorporées à une autre charge de tabac finement divisé avant son utilisation par le procédé suivant la présente invention.
Dans ce dernier cas, la quantité de dérivé cellulosique à employer dans ce mélange doit être choisie, en tenant compte de la quantité de ce dérivé con- tenue dans les parties retraitées présentes dans le mélangeo Il est à remarquer que des dérivés cellulosiques hydrosolubles, convenablement choisis, utilisés dans la fabrication de corps cohérents et mécaniquement stables à base de tabac en poudre, sont actifs à des concentrations aussi faibles que 20 % et souvent aussi faibles que 10 % environ, sur la base du poids de tabac. Les mélanges à base de tabac particulièrement appropriés contiennent environ 4 à 8 % de dérivé cellulosique, sur la base du poids de tabac.
Parmi les divers composés polysaccharidiques acides, qui satisfont aux conditions posées par la présente invention, l'algine et la pectine sont entièrement satisfaisantes. Les dérivés hydrosolubles de ces composés polysaccharidiques, tels que, par exemple, les acides alginique et pectinique et leurs sels de sodium et de potassium, sont particulièrement avantageux.
Pour obtenir une bonne qualité, au point de vue combustion, des dérivés cellulosiques hydrosolubles ou des composés polysacaharidiques acides, en combinaison avec les tabacs, il faut veiller soigneusement à choisir des dérivés cellulosiques et des composés polysaccharidiques suffisamment purso Les produits purifiés seront exempts de quantités notables de substances étrangères contenant des composés azotés, sulfurés, phosphorés et halogénés; en d'autres termes, on évitera l'emploi de composés donnant lieu à la formation de produits indésirables par combustion ou par distillation sèche.
Hast avantageux d'ajouter au mélange de tabac et de dérivés cellulosiques une petite quantité de bentonite ou d'une autre argile susceptible de gonfler dans l'eau. En général, il convient d'ajouter 1 à 2 % en poids de centonite, sur la base du poids de la poudre de tabac sèche employée. Il semble que la bentonite ait pour effet de gonfler dans la masse de tabac humide et façonnable et ait tendance à former une ossature inorganique cohérente ou une structure de renforcement, qui améliore les propriétés physiques du produit final.
Les produits à base de tabac, contenant, conformément à l'invention, de la bentonite ou des produits minéraux analogues, sont non seulement plus solides, c'est-à-dire qu'ils ne présentent pas seulement une tendance restreinte à se briser et à se morceller, mais possèdent aussi une qualité améliorée au point de vue combustion. Par ailleurs, ces produits don-
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nent lieu;, en se. consumant., à la formation d'une cendre ferme et cohérente.
La bentonite a, au surplus, la propriété de filtrer- les constituants goudronneux indésirables, de même que les alcaloïdes de la fumée de tabac, lorsque la fumée est aspirée à travers la partie non brûlée du produit à base de tabac, contenant de la bentonite.
Il est souvent souhaitable d'incorporer au produit un plastifiant, pour augmenter la flexibilité et la résistance à la rupture de la feuille, lorsque le produit est fabriqué sous la forme de feuilles et est subséquemment enroulé pour en former des cigares ou est fortement pliéo Des-ajoutes de 2 à 15 % en poids de glycérine, sur la base du poids de tabac sec employé, à des mélanges de tabac finement divisé et de solutions aqueuse de dérivés cellulosiques avec ou sans bentonite, donnent un effet de plastification appréciableo La présence de glycérine en de telles quantités dans le produit à base de tabac ne donne pas de produits désagréables ou indésirables par combustion totale ou incomplète.
Dans l'industrie des cigarettes, on emploie souvent la glycérine comme produit d'addition hygroscopique, sans que se manifestent des conséquences préjudiciables au point de vue des propriétés de combustion. Une partie de la glycérine peut être remplacée par du sorbitolo
Les feuilles ou articles analogues, obtenus au départ d'une pâte de tabac finement divisé et d'une solution aqueuse visqueuse d'un liant approprié, sont plus élastiques et plus flexibles, lorsqu'on incorpore à la pâte de fines fibres de verre.
Des fines fibres de verre d'un diamètre d'environ 0,005 mm, qui ressemblent à des fils de soie, non seulement par leur aspect, mais également par leur souplesse et leur flexibilité, sont employées à raison de 1 à 15 %, sur la base du poids du tabac; 2 à 5 % en poids de fibres de verre sont de préférence, combinés au tabac finement diviséo Les fibres de verre peuvent être employées sous la forme de fibres lâches ou sous la forme de feutre de fibres extrêmement mince.
La pâte composée de tabac en poudre et d'une solution aqueuse visqueuse d'un liant peut être appliquée sur un côté ou sur les deux côtés d'un mince feutre de fibres de verre.
Le procédé suivant l'invention sera, à présent, décrit plus en détails dans les exemples suivants, qui en illustrent quelques formes d'e- xécutiono Dans ces exemples, les parties sont indiquées en poids.
EXEMPLE 1
On moud du tabac en feuilles de Pensylvanie, séché à l'air, dans un moulin du type Raymond équipé d'un tamis à mailles de dimensions moyennes.
Le tabac moulu contient une fraction majeure de particules de dimensions passant au tamis à 60 - 250 mailles par cm2. Une solution fortement visqueuse, présentant une viscosité d'environ 500000 centipoises à 25 C, est préparée en dissolvant 8 parties du sel sodique de carboxyméthyl-cellulose de viscosité particulièrement élevée dans 375 parties d'eau; 12 parties de glycérine sont incorporées à cette solution aqueuse. Le liquide obtenu est incorporé, par agitation et malaxage, à 100 parties de tabac en poudre. La masse pâteuse, obtenue par incorporation du liquide à la poudre de tabac, présente la consistance d'un mortier de ciment coulant fraîchement préparé et ne présente, lorsqu'on la laisse au repos, aucune tendance à ressuer ou "transpirer". Cette masse pâteuse est étalée sur une plaque de verre et est recouverte d'une feuille de papier ciré.
A l'aide d'un cylindre, la masse est laminée, entre le papier ciré et la plaque de verre, de manière à former une couche d'environ 0,42 mm d'épaisseur. Le papier ciré est alors enlevé et la masse plastique se trouvant sur la plaque de verre est amenée dans une chambre de séchage, dans laquelle on fait passer un courant d'air à 50 Co Dès que la teneur en humidité de la masse de tabac a été ramenée à environ 16 %, le produit est retiré de la chambre de séchage.
La feuille de tabac ainsi fabriquée est cohérente et mécaniquement stableo Le conditionnement de cette
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feuille à 10 et à une humidité relative de 90 % augmente appréciablement sa plasticité et sa flexibilitéo La feuille est transformée en petits cy- lindres et,dans d'autres essais, la feuille est amenée sous la forme de faisceaux irréguliers et ensuite entourée d'une feuille de tabac de Sumatrao
Dans les cigares ainsi fabriqués, le petit cylindre ou le faisceau précité, formé de feuilles de tabac, remplace le tabac de remplissage et la feuille d'enveloppement, qui sont ordinairement employés dans la fabrication de ci- gareso Des fumeurs, à qui on a fait fumer des cigares préparés de la ma- nière décrite ci-dessus,
sans qu'ils constatent la différence entre ces ci- gares et les cigares courants, ont considéré que les cigares en question ne diffèrent pas sensiblement des cirages courants contenant le même tabaco
EXEMPLE 2
Une solution visqueuse est préparée en dissolvant 7,5 parties de méthylcellulose (4000 centipoises) dans 350 parties d'eauo A cette solution on ajoute 5 parties de glycérine et 3 parties de sorbitol.
Un mélange de tabacs américain et turc, moulu de manière à se composer essentiellement de particules passant au tamis de 60 à 250 mailles par cm2, est mélangé à la solution, jusqu'à obtention d'une pâte uniformeo Celle-ci contient 100 par- ties de tabaco La pâte malaxée à fond est alors pressée à travers une fente de 50 mm de longueur et de 0,63 mm de largeuro La bande ainsi obtenue est posée sur une bande transporteuse formée d'un treillis en,fil métallique et est séchée sur cette bande transporteuse à l'aide d'un courant d'air sec chauffé à 50 C. Après le séchage de la bande de tabac jusqu'à une teneur en humidité de 19 %, elle est découpée en tronçons présentant la grandeur courante dans la fabrication des cigarettes.
Les cigarettes fabriquées à l'aide de cette matière se caractérisent par la douceur et l'arome de leur fuméeo EXEMPLE 3
Un mélange de tabacs est obtenu en broyant ensemble 40 parties de tabac d'enveloppement du Wisconsin, 44 parties de tabac de Pensylvania et 16 parties de Havaneo La masse en poudre séchée est mélangée à un liquide visqueux, contenant 400 parties d'eau, 3 parties de sel de sodium de carboxyméthylcellulose de viscosité élevée, 3 parties d'alginate de sodium purifié, 10 parties de glycérine et 4 parties de fibres de verre soyeuses (de 25 à 37 mm de long)o La pâte obtenue est pressée en feuilles et est séchée de la manière décrite dans l'exemple 1. La feuille de tabac finalement obtenue est notablement flexible et élastique et s'est avérée de bonne qualité lors d'essais.
EXEMPLE
Une solution fortement visqueuse, présentant la viscosité d'un sirop épais, est préparée au départ de 400 parties d'eau, 6 parties d'alginate de sodium purifié et 10 parties de glycérine, 1 partie de bentonite est ajoutée à 20 parties d'eauo Dès que la suspension de bentonite est devenue homogène, elle est ajoutée à la solution aqueuse d'alginateo Le liquide composé ainsi obtenu est ajouté, en agitant et en malaxant, à 100 parties de tabac en poudre. La masse pâteuse obtenue par le mélange du liquide et de la poudre de tabac présente la consistance d'un ciment de mortier coulant fraîchement préparé et ne présente, lorsqu'on la laisse au repos, aucune tendance à donner lieu à la séparation de liquide. La masse pâteuse est placée sur une plaque de verre et revêtue d'une feuille de papier ciré.
A l'aide .d'un rouleau, la masse, interposée entre le papier ciré et la plaque de verre, est laminée de manière à former une couche mince d'environ 42 mmo Le papier ciré est alors enlevé et la couche plastique se trouvant sur la plaque de verre est placée dans une chambre de séchage alimentée au moyen d'air sec à 50 Co Dès que la teneur en humidité de la masse de tabac est tombée à environ 16 %, le produit est retiré de
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la chambre de séchage. La feuille ainsi obtenue contenant du tabac finement divisé est mécaniquement stable, cohérente et assez flexible. Le conditionnement de cette feuille à 10 C et à une humidité relative de 90 % augmente sensiblement sa porosité et sa flexibilité. Le cas échéant, on peut, conformément à l'invention, introduire dans la masse cohérente de poudre de tabac, des matières d'addition.
Ainsi, on peut ajouter aux solutions aqueuses des dérivés cellulosiques, des substances organiques, afin de donner à la fumée du produit obtenu à base de tabac un arome agréable.
Dans ces cas, l'addition et la fixation des matières d'addition sont facilitées grandement par le fait que ces matières sont noyées dans la masse de tabac et n'adhèrent pas seulement aux surfaces des feuilles, comme c'est le cas avec les matières d'addition, qui sont employées avec le tabac en feuille normal.
D'autres matières d'addition précieuses donnent au produit à base de tabac une structure lâche et une porositéo Ainsi, l'addition de terre d'infusoire, de préférence en quantités de 5 à 10 % en poids de la poudrede tabac, donne lieu à l'obtention d'un produit fortement poreux de faible densité. Avec certains types de tabacs, cette addition produit une meilleure combustibilité et une teneur élevée en atome de la fumée.
La présente invention ne doit pas être confondue avec les multiples suggestions, faites dans des brevets antérieurso Ces suggestions antérieures concernaient le traitement de déchets de tabacs, sensiblement de la manière dont le bois, les chiffons, la paille, les déchets de canne à sucre, etcooo ont été traités en vue de la fabrication de papier.
Dans quelques brevets ultérieurs, on a reconnu que le tabac, ainsi utilisé pour la fabrication de papier, a perdu sensiblement toutes les substances qui le rendaient approprié pour le fumage et on a tenté de compenser cette perte par imprégnation du papier à base de tabac avec une décoction de tabac délayé dans de l'eau bouillanteo Toutefois, ces procédés antérieurs ont échoué, parce qu'ils ne tenaient pas suffisamment compte du fait que le tabac et les extraits de tabacs sont, de nature, très sensibles et labiles et que même de petits changements, par exemple, de la température et des conditions de pH influencent défavorablement le tabac et les extraits de tabacs, par décompositions, oxydations, polymérisations et autres transformations chimiques de leurs composants.
Contrairement à ces suggestions et tentatives infructu- euses antérieures, la présente invention se caractérise par un traitement extrêmement doux, tandis qu'on évite de traiter le tabac dans de l'eau ou dans un autre liquide quelconque, qui a pour effet d'en extraire des quantités appréciables de constituants solubles, en sorte qu'on obtient un produit à base de tabac appauvri et dégradé.
Le résultat avantageux procuré par la présente invention peut être attribué au choix critique des dérivés cellulosiques hydrosolubles ou des composés polysaccharidiques acides, qui forment des solutions aqueuses tellement visqueuses qu'il ne se produit sensiblement pas d'extraction de la poudre de tabac pendant le mélange de cette dernière à la solution visqueuse et qui sont simultanément aptes à fixer les particules de tabac, après le séchage du mélangée
Bien que les produits décrits conformes à l'invention soient fabriqués au départ de tabac finement divisé et de liants, tels que des dérivés cellulosiques hydrosolubles, il n'est pas exclu que les produits finalement obtenus puissent contenir les dérivés cellulosiques hydrosolubles à l'état insolubilisé,
par suite de leur vieillissement ou d'autres modifications naturelles ou encore par suite de traitements spéciaux par lesquels le dérivé cellulosique serait rendu insoluble après le façonnage final du produit à base de tabac. Ainsi, une feuille de tabac obtenue en mélangeant de la poudre de tabac à une solution aqueuse visqueuse du sel sodique de la carboxyméthyl-cellulose de manière à former une pâte visqueuse et en laminant la pâte jusqu'à obtention d'une couche mince, peut être rendue insoluble tout au moins en partie en faisant agir un sel métallique polyvalent, par exemple un sel de calcium, d'aluminium ou de magnésium sur la couche encore humide
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et en séchant la couche ainsi traitéeo Il est clair qu'après le façonnage du produit à base de tabac jusqu'à la forme désirée,
une telle transforma- tion du dérivé cellulosique hydrosoluble, qui a servi de liant, en une forme insoluble n'est pas nuisible, mais bien plutôt avantageuseo Le cas éché- ant, des sels métalliques ou d'autres substances contenues naturellement dans le tabac peuvent rendre insoluble jusqu'à un certain degré le dérivé cellulosique qui a été combiné au tabac dans le sens de la présente inventiono REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la fabrication de produits à base de tabac, caractérisé en ce qu'on mélange du tabac moulu à sec et une solution aqueuse visqueuse d'un agent liant hydrosoluble n'influençant pas les qualités de ce tabac au point de vue combustion, de manière à former une pâte, cette solution aqueuse visqueuse présentant une viscosité non inférieure à 1500 centipoises à une température de 25 C et ledit agent liant étant capable de produire une viscosité non inférieure à 1500 centipoises à une température de 25 C, lorsqu'on n'en dissout pas plus d'environ 2 % et, de préférence, pas plus d'environ 1 % en poids dans de l'eau, et en ce qu'on façonne et on sèche ladite pâte sous une forme cohérente, convenant pour être fumée.