DE3705880A1

DE3705880A1 - Verfahren zum erzeugen von aromaverbindungen in tabak

Info

Publication number: DE3705880A1
Application number: DE19873705880
Authority: DE
Inventors: Robert F Denier; Elmer F Litzinger; Ezra D Alford
Original assignee: Brown and Williamson Tobacco Corp
Current assignee: Brown and Williamson Holdings Inc
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1987-02-24
Publication date: 1987-08-27
Also published as: DE3705880C2; GB2186783B; CH672714A5; NL190141B; IT8719471A0; BE1000114A5; ZA871292B; GB2186783A; NL190141C; IT1203350B; US4744375A; NL8700460A; MY101205A; FI83019B; FI83019C; AU578384B2; FI870792A; FI870792A0; GB8703952D0; AU6909787A

Description

Die Erfindung betrifft Tabak-Behandlungsverfahren und insbesondere ein Verfahren zum Erzeugen angenehmer Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak.

Es ist auf dem Gebiet der Tabakverarbeitung bekannt, Alkali und Dampf als Mittel zum Entfernen von Nikotin aus Tabak zu verwenden. Das US-Patent Nr. 8 96 124 lehrt, Tabakstiele mit Natriumhydroxid in Verbindung zu bringen und nachfolgend Dampf durch Durchströmungskammern, die den Tabak bei Temperaturen von 121°C bis 149°C (250°F bis 300°F) enthalten, hindurchzuführen, um Nikotin und andere flüchtige Bestandteile aus dem Tabak zu extrahieren. Das US-Patent Nr. 9 99 674 lehrt das Behandeln von Tabak mit Ammoniak zwecks Freisetzung von Nikotin und das anschließende kontinuierliche Hindurchleiten von Dampf mit einer Temperatur unterhalb 100°C (212°F) durch den Tabak, um Nikotin mit dem Dampf abzuführen. Das US-Patent Nr. 16 71 259 lehrt das zirkulierende Hindurchleiten einer Mischung aus Dampf und Ammoniak durch Tabak bei Temperaturen unterhalb 100°C (212°F), um Nikotin zu entfernen. Das US-Patent Nr. 18 80 336 lehrt das Hindurchleiten von erhitzter Luft durch Tabak, bis dieser eine Temperatur von 100°C (212°F) erreicht, und das anschließende Hindurchführen von überhitztem Dampf, um den Nikotingehalt im Tabak zu reduzieren. Das US-Patent Nr. 19 84 445 lehrt das Entfernen von Nikotin aus Tabak durch Hindurchleiten eines Ammoniakdampfes durch den Tabak und durch Belüften des Tabaks, woraufhin derselbe einer Essigsäure und gleichzeitig einer Verdampfungswärme ausgesetzt wird. Das US- Patent Nr. 21 36 485 lehrt das Entnikotisieren von Tabak durch Hindurchleiten einer Mischung aus Luft und Ammoniak durch den Tabak bei Temperaturen unterhalb 100°C (212°F). Das US-Patent Nr. 41 53 063 lehrt das Entnikotisieren von Tabak durch Hindurchleiten von Kohlendioxid durch den Tabak unter sehr hohen Drücken und bei Temperaturen unterhalb 100°C (212°F).

Eine Anzahl von anderen Patenten, wie z. B. die US-Patente Nr. 16 71 259, Nr. 31 51 118, Nr. 37 42 962 und Nr. 38 21 960, lehren oder schlagen vor die allgemeine Verwendung von Dampf und einem Ammoniakausgangsstoff bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen unterhalb 121°C (250°F), um Tabak zu entnikotisieren. Ferner lehrt das US-Patent Nr. 37 60 815 die Verwendung von Salzen und einem Ammoniakausgangsstoff zum Zweck des Zusammenhalts von Tabak. Weiterhin schlagen die US-Patente Nr. 37 71 533, Nr. 42 48 252 und Nr. 42 66 562 vor, einen Ammoniakausgangsstoff und CO₂, einige sogar bei Temperaturen von mehr als 121°C (250°F), zum Zwecke des Aufblähens oder Expandierens von Tabak zu verwenden. Tatsächlich war das Aroma ein Gesichtspunkt bei der Verwendung eines Ammoniakausgangsstoffes zur Aromaverstärkung eines synthetischen Materials in den US-Patenten Nr. 40 79 742 und Nr. 41 84 495 und bei der Verwendung eines Ammoniakausgangsstoffes mit einer Karbonsäure gemäß dem US-Patent Nr. 42 86 606. Jedoch lehrt keines dieser vorerwähnten Patente das neue Verfahren des Verwendens von Dampf und einem Ammoniakausgangsstoff in der hierin beschriebenen Weise zur Bildung von angenehmen Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak, noch gibt es einen Hinweis auf dieses Verfahren.

Auf dem Gebiet der Tabakbehandlung wurden bisher hauptsächlich ein Ammoniakausgangsstoff und Dampf beim Behandeln von Tabakmaterialien benutzt, wobei die Verfahren zum Zweck des Extrahierens von Nikotin aus dem behandelten Tabak oder des Expandierens des Tabaks im allgemeinen Systeme kontinuierlichen Durchflusses anwendeten; oder der Stand der Technik verwendete einen Ammoniakausgangsstoff und eine besonders ausgewählte organische Verbindung, wenn Aroma ein Gesichtspunkt war.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird ein verbessertes, einfaches, leistungsfähiges und wirtschaftliches Tabak- Behandlungsverfahren geschaffen. Die Erfindung erkennt die Vorteile, die Leistungsfähigkeit, die Wirtschaftlichkeit und die Nützlichkeit des Behandelns von Tabak mit Dampf und einem Ammoniakausgangsstoff und verwendet diese Behandlungsstoffe in einer neuen und nützlichen Weise, um ein verbessertes Tabakerzeugnis für Rauchartikel, wie z. B. für Zigaretten, zu gewinnen, welches in Tabak-Rauchartikeln bisher unbekannte verstärkte Aromaeigenschaften ohne Verluste bei anderen wichtigen und erwünschten Eigenschaften des Tabakerzeugnisses oder Nachteile hinsichtlich dessen Feuchtigkeitseigenschaften aufweist.

Verschiedene andere Merkmale der Erfindung ergeben sich für den Fachmann beim Lesen der nachfolgenden neuen Offenbarung als offensichtlich.

Insbesondere schafft die Erfindung ein Tabak-Behandlungsverfahren zum Erzeugen von Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak mit den Schritten des Einführens von zu behandelndem, befeuchtetem Tabak in eine Tabak-Aufnahmezone, des Einführens eines Ammoniakausgangsstoffes in die Aufnahmezone, des Erwärmens der Aufnahmezone, wenn diese im wesentlichen geschlossen ist, um den Tabak für einen ausreichenden Zeitraum auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 121°C bis 177°C (250°F bis 350°F) zu bringen und dadurch zum Zweck der Verbesserung der Tabak-Aromaverbindungen Reaktionen des Ammoniakausgangsstoffes und reduzierender Zucker im Tabak ohne wesentliche Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts des Tabaks zu bewirken, des Abkühlens des Tabaks in der Aufnahmezone, und des Entfernens des Tabaks aus der Zone, wenn er bis auf ein vorgewähltes Niveau gekühlt ist.

Es versteht sich von selbst, daß verschiedene Änderungen in einer oder mehreren der verschiedenen Stufen des hierin offenbarten erfindungsgemäßen Verfahrens vom Fachmann durchgeführt werden können, ohne vom Erfindungsgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung feuchter Wärme verwendet werden kann,

Fig. 2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Vorrichtung, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Anwendung trockner Wärme verwendet werden kann,

Fig. 3 eine schematische Anordnung eines Konvektionsofens mit einer darin angeordneten Tabak-Imprägniereinrichtung, welche unter Anwendung trockner Wärme gemäß dem Verfahren nach Fig. 2 verwendet werden kann,

Fig. 4 ein drei Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichendes Säulendiagramm, in welchem die Umwandlung reduzierender Zucker über der Tabaktemperatur für drei verschiedene Temperaturen aufgetragen ist,

Fig. 5 ein die gleichen drei Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichendes Säulendiagramm, in welchem die Glukoseumwandlung über der Tabaktemperatur für die gleichen, in Fig. 4 dargestellten drei verschiedenen Temperaturen aufgetragen ist,

Fig. 6 ein die gleichen drei Abänderungen des erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichendes Säulendiagramm, in welchem die Fruktoseumwandlung über der Tabaktemperatur für die gleichen, in Fig. 4 dargestellten drei verschiedenen Temperaturen aufgetragen ist, und

Fig. 7 ein Niedrigtemperatur- und Hochtemperatur-Abänderungen des Ammoniak und Dampf gleichzeitig verwendenden erfindungsgemäßen Verfahrens vergleichendes Säulendiagramm, in welchem das Pyrazin/Kontrollproben- Verhältnis für sieben Pyrazin-Arten aufgetragen ist.

Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, welches einen geeigneten Ammoniakausgangsstoff und feuchte Wärme verwendet. Gemäß Fig. 1 wird zu behandelnder Tabak, der vorteilhafterweise einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 10 bis 60 Gew.% aufweist, in einen nicht dargestellten durchlöcherten Durchströmungskorb der Sieb-Ausführung eingebracht. Der Korb wird dann in eine Imprägniereinrichtung 2 eingesetzt und deren Deckel zur Verhinderung von Leckage abgedichtet. Ein Ammoniakgas- Hauptventil 4 wird geöffnet, während das Ventil 3 geschlossen ist. Ein die Verfügbarkeit von Ammoniakgas anzeigendes Manometer 6 zeigt einen Druck von ungefähr 83 bis 90 N/cm² (120 bis 130 psig) an. Ein Dampf-Hauptventil 7 wird geöffnet, um Frischdampf, der überhitzt sein kann, mit einem Druck von 82,8 N/cm² (120 psig) für die Imprägnierung zur Verfügung zu stellen. Es ist festzustellen, daß ein Dampftopf 8 unerwünschtes Kondensat aus der Dampfleitung entfernt, so daß das Kondensat nicht in die Imprägniereinrichtung 2 einströmt.

Bei geschlossenen Ventilen 9, (welches zu einem Vakuum von 381 mm - 15″ - Quecksilbersäule führt) 11, 12, 13 und 14 werden Ventile 16 und 17 geöffnet. Es ist festzustellen, daß das Ventil 18 als Rückschlagventil dient, um das Zurückströmen von Gasen in einen Ammoniaktank 5 zu verhindern. Gleichzeitig werden die Ventile 3 und 19 geöffnet, so daß Ammoniakgas bzw. Dampf durch diese Ventile in die ansonsten geschlossene Imprägniereinrichtung 2, die den Siebkorb mit zu behandelndem Tabak enthält, einströmen kann, wobei der Durchfluß des Ammoniakgases durch ein Rotometer 21 angezeigt wird. Beide Gase läßt man solange in die Imprägniereinrichtung 2 einströmen, bis der gewünschte Druck im Bereich von 20,7 bis 62,1 N/cm² (30 bis 90 psig), vorteilhafterweise von 41,4 N/cm² (60 psig), und die gewünschte Temperatur des Tabaks im Bereich von 121°C bis 177°C (250°F bis 350°F), vorzugsweise im Bereich von 138°C bis 160°C (280°F bis 320°F) und vorteilhafterweise von 153°C (308°F) erreicht sind. Der Druck und die Temperatur werden durch ein Manometer 22 bzw. durch einen Temperaturmesser 25 angezeigt.

Wenn der gewünschte Druck und die gewünschte Tabaktemperatur erreicht sind und der Tabak für eine vorgegebene Verweilzeit im Bereich von 5 Minuten bis 24 Stunden behandelt worden ist, werden die Ventile 3 und 19 geschlossen und die Ventile 14 und 13 geöffnet, so daß Restgas aus der Imprägniereinrichtung 2 ausströmen kann, während der Druck innerhalb der Imprägniereinrichtung auf den atmosphärischen Wert zurückgeht und der Tabak durch natürliche Konvektion abkühlt. In dieser Beziehung ist festzustellen, daß eine Leitung 23 beide Auslaßstellen über die Ventile 14 und 13 mit einem gemeinsamen Auspumpgebläse 24 verbindet, wodurch der Vorgang des Druckabbaus unterstützt wird. Nach dem Druckabbau wird das Vakuumventil 9 geöffnet und der Deckel der Imprägniereinrichtung 2 entfernt. Der Tabak wird dann aus dem Siebkorb herausgenommen und bis zu einer für die Herstellung von Rauchartikeln geeigneten Endfeuchte, vorzugsweise im Bereich von 12 bis 15 Gew.%, getrocknet oder, je nachdem, rekonditioniert.

Es versteht sich von selbst, daß gemäß der Erfindung der zu behandelnde Tabak durch Öffnen des Vakuumventils 9 für einen Zeitraum vor der Einführung eines Ammoniakausgangsstoffes in die geschlossene Zone einem Vakuum von wenigstens 381 mm (15 inches) Quecksilbersäule ausgesetzt werden kann. Ferner kann als Ammoniakausgangsstoff zum Behandeln des Tabaks selbstverständlich auch Ammoniumhydroxid verwendet werden, das als Flüssigkeit in die Imprägniereinrichtung 2 eingeführt wird. Weiterhin muß die Einführung des Ammoniakausgangsstoffes und des Dampfes nicht gleichzeitig, sondern kann ebenso auch nacheinander erfolgen. Der zu behandelnde Tabak kann in jeder von mehreren Formen verwendet werden, wie z. B. als Stiel, als Blatt, als wiederaufbereiteter Tabak oder als Mischung aus denselben. Weiterhin kann das Kühlen des behandelten Tabaks zusätzlich zur Aufhebung des Gasdruckes und zur natürlichen Konvektion auch durch Leitung mittels einer geeigneten mechanischen Kühleinrichtung (nicht gezeigt) durchgeführt werden. Außerdem können in Anbetracht der Mengenabweichungen von inhärenten reduzierenden Zuckern in dem zu behandelnden Tabak zusätzliche reduzierende Zucker vor dem Erwärmen zugesetzt werden.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, das einen geeigneten Ammoniakausgangsstoff und trockene Wärme verwendet. Gemäß Fig. 2 und 3 wird zu behandelnder Tabak, der jede der vorbeschriebenen Formen aufweisen kann, mit einem Feuchtigkeitsgehalt in Gew.%, der gleich dem vorbeschriebenen ist, in eine zu verschließende Imprägniereinrichtung 26 eingebracht. Eine Leitung 27 wird dann in das Zentrum des Tabakbettes eingeführt. Die Leitung 27 ist über Ventile 29 und 31 sowie eine Reguliereinrichtung 32 mit einem geeigneten Ammoniakausgangsstoff, im vorliegenden Fall in Form eines Ammoniakgases, verbunden. Bei geschlossenem Ventil 31 wird das Hauptventil 29 geöffnet und die Reguliereinrichtung 32 auf einen Versorgungsdruck für Ammoniakgas von ungefähr 6,9 bis 13,8 N/cm² (10 bis 20 psig) eingestellt. Das Ventil 31 wird dann geöffnet, so daß das Ammoniakgas durch die Leitung 27 in das Tabakbett in der Imprägniereinrichtung 26 hineinströmen kann. Die Gasströmung wird solange aufrechterhalten, bis die Luft direkt über dem Tabakbett mit Ammoniak gesättigt ist. Ein geeigneter pH-Indikator, wie z. B. Lackmuspapier, kann zur Bestimmung der Veränderungen des pH-Wertes verwendet werden. Ammoniakdämpfe werden durch eine Auslaßhaube 33 hindurch aus dem System entfernt. Selbstverständlich kann der zu behandelnde Tabak vor dem Einbringen in die Imprägniereinrichtung vorbehandelt und die Ammoniakgas-Behandlungsstufe weggelassen werden.

Wenn die Ammoniaksättigung des zu behandelnden Tabaks erreicht worden ist, wird das Ventil 31 geschlossen, das Rohr oder die Leitung 27 entfernt und der Deckel 34 fest an der Oberseite der Imprägniereinrichtung 26 zur Verhinderung von Leckage befestigt. Die Imprägniereinrichtung 26 wird dann in einen Konvektionsofen 36 (Fig. 3) eingebracht und Wärme für einen Zeitraum von 30 bis 90 Minuten zugeführt, um die Temperatur des Tabaks bis zu einem Bereich von 121°C bis 177°C (250°F bis 350°F) anzuheben. Nach einer geeigneten Verweilzeit, wie z. B. der vorerwähnten, wird die Imprägniereinrichtung 26 aus dem Ofen entfernt und entweder durch natürliche Konvektion oder mittels einer geeigneten mechanischen Kühleinrichtung abgekühlt. Es ist festzustellen, daß ein Temperaturmesser 37 das Ablesen der Tabaktemperatur erlaubt. Wenn die Tabaktemperatur den Umgebungswert erreicht, wird der Deckel 34 entfernt und der Tabak für eine weitere Behandlung, wie vorbeschrieben, aus der Imprägniereinrichtung entnommen.

Nachstehend aufgeführt sind mehrere Beispiele und daraus resultierende Tabellen für jedes Beispiel verschiedener Tabaksorten, die entsprechend dem erfindungsgemäßen Vefahren und hierin beschriebenen Abänderungen desselben unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten oder der in den Fig. 2 und 3 gezeigten Anlage behandelt wurden.

Beispiel 1

0,45 kg (1 lbs) einer einzelnen rohrgetrockneten Qualität von geschnittenem Blattabak mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 21 Gew.% wurde in einen Siebkorb eingebracht und in eine Imprägniereinrichtung, wie sie z. B. in der in Fig. 1 schematisch dargestellten Vorrichtung verwendet wurde, eingesetzt. Ein Vakuum von 381 mm (15 inches) Quecksilbersäule wurde auf den Tabak in der Imprägniereinrichtung angelegt, um Luft aus derselben zu entfernen. Anschließend wurde Ammoniak(NH₃)-Gas unter Druck von dem Ammoniaktank aus in die Imprägniereinrichtung eingeleitet, bis der Druck innerhalb der Imprägniereinrichtung auf den atmosphärischen Wert zurückkehrte, wobei ungefähr 0,058 kg (0,128 lbs) Ammoniakgas, wie mit dem Durchfluß-Rotometer 21 angezeigt, verwendet wurde. Ein 0 N/cm²-Zustand, wie er in den Tests 1 und 4 der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben ist, wurde dadurch erzielt, daß alle Auslaßventile der Imprägniereinrichtung während einer nachfolgenden Dampfzufuhr zur Imprägniereinrichtung geöffnet gehalten wurden. Drücke von 20,7 und 41,4 N/cm² (30 und 60 psig), wie in den Tests 2, 5 bzw. 3, 6 wiedergegeben, wurden durch Schließen der Auslaßventile der Imprägniereinrichtung erzielt, während Dampf eingeblasen wurde. Dies führte zu einem Druckanstieg innerhalb der Imprägniereinrichtung. Aus Tabelle 1 ist zu erkennen, daß derartige Druckanstiege zu gleichzeitig auftretenden Tabaktemperaturen von 135°C (275°F) bzw. 153,3°C (308°F) in der Imprägniereinrichtung führten. Somit entsprechen die System-Enddrücke von 0, 20,7 und 41,4 N/cm² (0, 30 und 60 psig) in Tabelle 1 Tabaktemperaturen von 100°C, 135°C und 153,3°C (212°F, 275°F und 308°F). Um eine Reaktion des Ammoniak und des Dampfes zu ermöglichen, wurden die angezeigten Drücke im Falle der Tests 1, 2 und 3 für 5 Minuten und im Falle der Tests 4, 5 und 6 für 30 Minuten aufrechterhalten. Alle Proben gemäß der nachstehenden Tabelle 1 sind im Vergleich zu einer unbehandelten Kontrollprobe gezeigt, die in einer Atmosphäre von 60% relativer Feuchtigkeit und 23,9°C (75°F) bis zur Gleichgewichtsfeuchtigkeit konditioniert wurde. Alle behandelten Proben wurden in einem herkömmlichen pneumatischen Trockner bis zu einer End-Sollfeuchte von 14 Gew.% getrocknet. Es wurde festgestellt, daß bei 153,3°C (308°F) - Tests 3 und 6 - behandelte Rauchartikel ungeachtet des Vorhandenseins einigen Impakts (impact) und einiger Reizwirkungen (irritation) mehr Aroma als die Kontrollprobe aufwiesen, wobei die mehr als kompensierenden Aromaverbindungen, wie z. B. Pyrazine, durch die Reaktion des Ammoniaks und der reduzierenden Zucker bei den angezeigten Drücken und Temperaturen verstärkt wurden.

Tabelle 1

Beispiel 2

Eine 0,45 kg (1 lbs) schwere Probe des gleichen Tabaks wie im Beispiel 1 wurde unter Verwendung der Vorrichtung der Naß-Ausführung nach Fig. 1 behandelt. Bewertet wurden zwei Verfahren bei jeder der drei Tabaktemperatur- und -druckstufen nach Beispiel 1, d. h. bei 100°C, 135°C und 153,3°C (212°F, 275°F und 308°F) mit den begleitenden jeweiligen Drücken von 0, 20,7 und 41,4 N/cm² (0, 30 und 60 psig). Das Verfahren A der Tests 1, 2 und 3 in der nachstehenden Tabelle 2 hielt sich an die Reihenfolge von Dampf als erstes und einem Ammoniakausgangsstoff als zweites Medium. Beim Verfahren B der Tests 4, 5 und 6 wurden Dampf und der Ammoniakausgangsstoff gleichzeitig hinzugefügt. Beim Verfahren A wurde Sattdampf in die Imprägniereinrichtung bis zu einem Druck von 3,4 N/cm² (5 psig) unterhalb des Enddruckes vor Unterbrechung eingeblasen. Ammoniakgas wurde in die Imprägniereinrichtung solange eingeführt, bis der System-Enddruck erreicht war. Wie wiederum festgestellt werden kann, ist die Tabaktemperatur bei dem System-Enddruck für jeden Test gleich der adiabatischen Sättigungstemperatur des Dampfes, nämlich 0 N/cm² = 100°C (0 psig = 212°F), 20,7 N/cm² = 135°C (30 psig = 275°F) und 41,4 N/cm² = 153,3°C (60 psig = 308°F). Bei dem die gleichzeitige Hinzufügung des Dampfes und des Ammoniakausgangsstoffes bis zum Erreichen des Enddruckes beinhaltenden Verfahren B wurde der Ammoniakgas-Durchfluß unter Verwendung der vom Ammoniak-Rotometer 21 angezeigten Durchflußwerte konstant gehalten. Wie in den Tests 1, 2 und 3 des Beispiels 1 betrug die Reaktionszeit für alle Tests, d. h. für die Tests 1 bis 6, fünf Minuten. Sachverständige Raucher stellten fest, daß die bei einer Tabaktemperatur von 153,3°C (308°F) - 41,4 N/cm² (60 psig) - behandelte Probe mehr Aroma mit einem besseren Ausgleich hinsichtlich Impakt und Reizwirkungen im Vergleich zu einer nicht mit einem Ammoniakausgangsstoff behandelten Kontrollprobe aufwies. Wie aus der nachstehenden Tabelle 2 und den Diagrammen der Fig. 4-7 zu erkennen ist, werden günstigere Ergebnisse mit einem Verfahren erzielt, welches das gleichzeitige Hinzufügen von Dampf und Ammoniak bei Drücken und Temperaturen von 41,4 N/cm² (60 psig) und 153,3°C (308°F) in der Imprägniereinrichtung beinhaltet.

Tabelle 2

Tabelle 2 (Fortsetzung)

Beispiel 3

0,91 kg (2 lbs) eines geschnittenen, rohrgetrockneten Stielproduktes mit einer Anfangsfeuchte im Bereich von ungefähr 55% bis 60% wurde in eine Imprägniereinrichtung, wie sie in Fig. 1 offenbart ist, eingebracht und dementsprechend bei Temperaturen von 100°C, 135°C und 153,3°C (212°F, 275°F und 308°F) behandelt. Die Proben wurden nach gleichzeitiger Behandlung mit Ammoniak und Dampf in herkömmlicher Weise getrocknet und dann in einem Feuchtigkeitsraum bei 60% relativer Feuchtigkeit und einer Temperatur von 23,9°C (75°F) bis auf Gleichgewichtsfeuchtigkeit konditioniert. Zigaretten wurden von der Kontrollprobe und den Proben behandelten Tabaks hergestellt. Bei der Bewertung wurden 12% Stiel (behandelte oder Kontrollprobe) einem konventionellen Blattverschnitt hinzugefügt. Raucher stellten fest, daß Zigaretten mit 12% Stiel, behandelt bei 153,3°C (308°F) - 41,4 N/cm² (60 psig) weniger Impakt und Reizwirkungen sowie Nachgeschmack als eine Kontrollprobe mit unbehandeltem Stiel aufwiesen. Die den behandelten Tabak enthaltenden Proben wurden bevorzugt. Alle 3 Tests in der Tabelle wurden während einer Reaktionszeit von 5 Minuten behandelt.

Tabelle 3

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurden drei Tabaksorten in Mengen von 350 Gramm mit Feuchtigkeiten im Bereich von 10% bis 14% nach einem Verfahren behandelt, das trockne Wärme in einer Vorrichtung gleich der in den Fig. 2 und 3 beschriebenen verwendet. Die in den Tests 1, 2 bzw. 3 in der nachstehenden Tabelle 4 dargestellten 3 Tabaksorten enthielten wiederaufbereiteten Tabak, einen herkömmlichen rohrgetrockneten/ orientalischen Blattverschnitt und ein geschnittenes Burley-Stielprodukt. Ammoniakgas wurde für Zeiträume von jeweils 5 Minuten durch Imprägniereinrichtungen, die jede Tabaksorte enthielten, in Form von Blasen hindurchgeführt. Jede Imprägniereinrichtung wurde dann mit einem Deckel verschlossen und für einen Zeitraum von 90 Miunten bei 150°C (302°F) in einen Konvektionsofen (36) eingebracht. Die Imprägniereinrichtung wurde dann aus dem Ofen entfernt, woraufhin man sie für 6 bis 8 Stunden abkühlen ließ. Jeder Tabak wurde dann aus der jeweiligen Imprägniereinrichtung entfernt und in Mengen zwischen 10% bis 20% einem herkömmlichen Blattabak-Verschnitt hinzugefügt. Raucher stellten fest, daß jeder der Proben-Verschnitte geringere Reizwirkungen und mehr Aroma als die entsprechenden unbehandelten Kontrollproben aufwies. Unterschiede im Impakt oder im Nachgeschmack wurden nicht festgestellt. Alle behandelten Proben wurden gegenüber den Kontrollproben bevorzugt. Daten der drei getesteten Tabaksorten sind im Vergleich zu unbehandelten Kontrollproben in Tabelle 4 dargestellt.

Tabelle 4

Beispiel 5

0,45 kg (1 lbs) schwere Proben eines herkömmlichen Blattabak- Verschnittes mit rohrgetrocknetem, orientalischem, Burley- und wiederaufbereitetem Tabak wurden in den Siebkorb einer Imprägniereinrichtung einer feuchte Wärme anwendenden Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 offenbart ist, eingebracht. In den Tests 1 und 2 wurden Dampf und Ammoniakgas gleichzeitig in die Imprägniereinrichtung bis zum Erreichen einer Tabak-Endtemperatur von 153,3°C (308°F) und eines Druckes von 41,4 N/cm² (60 psig) eingeblasen. Im Test 1 betrug die Reaktionszeit für den Dampf und den Ammoniakausgangsstoff 5 Minuten und im Test 2 zwanzig Minuten bevor Druckentspannung erfolgte und Tabak entfernt wurde. In den Tests 3 und 4 wurden ähnliche 0,45 kg (1 lbs) schwere Proben der gleichen Tabakmischung vor dem Einbringen in eine Imprägniereinrichtung, wie der in Fig. 1 dargestellten, zuerst mit einer Ammoniumhydroxid-Lösung besprüht. Sodann wurde Dampf bis zum Erreichen einer Tabak-Endtemperatur von 153,3°C (308°F) und eines Druckes von 41,4 N/cm² (60 psig) eingeblasen. Im Test 3 betrug die Reaktionszeit des Dampfes und des Ammoniakausgangsstoffes fünf Minuten und im Test 4 zwanzig Minuten, bevor Druckentspannung erfolgte und der Tabak entfernt wurde. Jede der so behandelten Tabakproben bildete 20% eines herkömmlichen unbehandelten Blattverschnittes. Raucher stellten fest, daß der Verschnitt mit der für 20 Minuten mit Ammoniakgas und Dampf behandelten Probe nach Test 2 weniger Impakt, geringere Reizwirkungen und mehr Aroma als eine entsprechende unbehandelte Kontrollprobe aufwies. Dieser Verschnitt wurde von den Rauchern gegenüber der Kontrollprobe stark bevorzugt. Obwohl Proben der Tests 3 und 4, welche die Sprühbehandlung mit Ammoniumhydroxid beinhalteten, ebensoviel analytische Differenz zur Kontrollprobe wie die Proben der Tests 1 und 2 zeigen, trat nur eine richtungsgebende Bevorzugung der Ammoniumhydroxid-Proben gegenüber den Kontrollproben auf.

Tabelle 5

Tabelle 5 (Fortsetzung)

Beispiel 6

0,45 kg (1 lbs) schwere Proben des in Beispiel 5 beschriebenen Blattabak-Verschnittes wurden in den Siebkorb einer Imprägniereinrichtung einer feuchte Wärme verwendenden Vorrichtung, wie in Fig. 1 offenbart, eingebracht. Bei allen Tests wurden Ammoniakgas und Dampf gleichzeitig der Imprägniereinrichtung zugeführt, bis der Tabak für die Tests 1 und 3 eine Temperatur von 153,3°C (308°F) und einen Druck von 41,4 N/cm² (60 psig) und für die Tests 2 und 4 170°C (338°F) und 69 N/cm² (100 psig) erreichte. Unter diesen Bedingungen wurden die Tabakproben für 20 Minuten in den Tests 1 und 2 und für 60 Minuten in den Tests 3 und 4 vor Druckabbau und Entnahme gehalten. Es ist festzustellen, daß für die Tests 2 und 4 die Ammoniakgas-Strömung eingestellt wurde, wenn jede Tabakprobe eine Temperatur von 153,3°C (308°F) erreichte, während die Dampfströmung bis zum Erreichen einer Temperatur von 170°C (338°F) und eines Druckes von 69 N/cm² (100 psig) fortgesetzt wurde. Jede der so behandelten Tabakproben bildete 10% und 20% eines herkömmlichen unbehandelten Blattverschnittes. Raucher stellten fest, daß die Zigaretten, die Proben mit höheren Reaktionstemperaturen (Tests 2 und 4) beinhalteten, weniger Aroma als diejenigen Zigaretten zeigten, welche Proben mit geringeren Reaktionstemperaturen (Tests 1 und 3) beinhalteten.

Tabelle 6

Beispiel 7

0,45 kg (1 lbs) schwere Proben des gleichen Tabakverschnittes, wie im Beispiel 5 verwendet, nämlich ein herkömmlicher Tabakverschnitt mit rohrgetrocknetem, Orient-, Burley- und wiederaufbereitetem Tabak, wurden in den Siebkorb einer Imprägniereinrichtung einer feuchte Wärme verwendenden Vorrichtung, wie sie in Fig. 1 offenbart ist, eingebracht. Ammoniakgas und Sattdampf wurden gleichzeitig in die Imprägniereinrichtung bis zum Erreichen einer Temperatur von 153,3°C (308°F) und eines Druckes von 41,4 N/cm² (60 psig) eingeleitet. Reaktionszeiten von 20 Minuten (nachstehender Test 2) und 24 Stunden (nachstehender Test 3) wurden untersucht und mit der im Test 1 des Beispiels 5 (nachstehender Test 1) verwendeten Reaktionszeit von 5 Minuten verglichen. Wegen der sehr hohen Feuchtigkeit und der geringen Teilchengröße der Probe mit 24 Stunden Reaktionszeit wurde lediglich eine Analyse der Aromaverbindungen durchgeführt.

Tabelle 7

Beispiel 8

Zwei 3,2 kg (7 lbs) schwere Proben eines rohrgetrockneten Stielproduktes mit einer Anfangsfeuchte von 14% wurden mit Wasser bis zu einer Endfeuchte von 60% besprüht. Eine dritte Probe des Stielprodukts wurde ebenfalls mit Wasser bis zu einem Niveau von 60% besprüht, jedoch wurde eine Mischung von im Handel erhältlichem Invertzucker zum Sprühwasser hinzugefügt, um das Ausgangsniveau für reduzierenden Zucker von 8,4% auf 18,7% zu erhöhen. Eine Probe der "nur Wasser"Probe wurde in herkömmlicher Weise getrocknet und diente als "Kontroll"probe. Die andere "nur Wasser" Probe (Test 1) und die Probe mit den hinzugefügten reduzierenden Zuckern (Test 2) wurden in einer Vorrichtung behandelt, wie sie in Fig. 1 beschrieben ist. Die für die Tests 2 und 3 verwendeten Bedingungen waren die gleichzeitige Hinzufügung von Ammoniak und Dampf über einen Zeitraum von 20 Minuten bis zu einer Tabak-Endtemperatur von 153,3°C (308°F) und einem Druck von 41,4 N/cm² (60 psig). Wie in Tabelle 8 vermerkt, sind die Aromaverbindungen durch den Zusatz von mehr reduzierenden Zuckern verstärkt worden.

Tabelle 8

Es ist darauf hinzuweisen, daß in den vorstehenden Tabellen das "Verhältnis zur Kontrollprobe" gleich dem Testwert dividiert durch den Kontrollwert ist.

Claims

1. Verfahren zum Erzeugen angenehmer Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak, gekennzeichnet durch die Schritte des Einführens des zu behandelnden, befeuchteten Tabaks in eine Tabak-Aufnahmezone (2, 26), des Einführens eines Ammoniakausgangsstoffes in die Tabak-Aufnahmezone (2, 26), des Erwärmens der Tabak-Aufnahmezone (2, 26), wenn diese im wesentlichen abgeschlossen ist, um die Temperatur des in die Zone (2, 26) eingeführten Tabaks für einen ausreichenden Zeitraum auf eine Temperatur im Bereich von ungefähr 121°C bis 177°C (250°F bis 350°F) zu bringen und dadurch zum Zweck der Verbesserung der Tabakaroma- Verbindungen Reaktionen des Ammoniakausgangsstoffes und reduzierender Zucker im Tabak ohne wesentliche Verringerung des Feuchtigkeitsgehalts des Tabaks zu bewirken, des Abkühlens des Tabaks in der Aufnahmezone (2, 26) bis auf ein niedrigeres, vorgegebenes Temperaturniveau, und des Entfernens des behandelten Tabaks aus der Aufnahmezone (2, 26).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak einen Feuchtigkeitsgehalt von wenigstens 10 Gew.% aufweist, wenn er in die Aufnahmezone (2, 26) eingeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der behandelte Tabak bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 15 Gew.% rekonditioniert wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak einen Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von ungefähr 10 bis 60 Gew.% aufweist, wenn er in die Aufnahmezone (2, 26) eingeführt wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak einen Feuchtigkeitsgehalt vorteilhafterweise im Bereich von ungefähr 14 bis 21 Gew.% aufweist, wenn er in die Aufnahmezone (2, 26) eingeführt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak in der Aufnahmezone (2) vor dem Einführen eines Ammoniakausgangsstoffes in die Zone (2) einem Vakuum von wenigstens 381 mm (15 Inches) Quecksilbersäule ausgesetzt wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ammoniakausgangsstoff als Ammoniakgas in die Aufnahmezone (2, 26) eingeführt wird.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ammoniakausgangsstoff durch Vorbehandeln des Tabaks mit Ammoniumhydroxid in die Aufnahmezone (2) eingeführt wird.

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (2) mittels Einblasen von Dampf in die Aufnahmezone (2), wenn sie im wesentlichen abgeschlossen ist, durchgeführt wird.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (2) mittels Einblasen von überhitztem Dampf in die Aufnahmezone (2), wenn sie im wesentlichen abgeschlossen ist, durchgeführt wird.

11. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Tabaks in der Aufnahmezone (2, 26), wenn diese im wesentlichen abgeschlossen ist, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 138°C bis 160°C (280°F bis 320°F), gehalten wird.

12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tabaktemperatur in der Aufnahmezone (2, 26) vorteilhafterweise auf ungefähr 153°C (308°F) gehalten wird.

13. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Bereich von ungefähr 121°C bis 177°C (250°F bis 350°F) über einen Zeitraum im Bereich von ungefähr 5 Minuten bis 24 Stunden aufrechterhalten wird.

14. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (26) mittels einer mit dem Tabak in der Aufnahmezone (26) indirekt in Berührung stehenden Wärmequelle durchgeführt wird, wenn die Zone (26) abgeschlossen ist.

15. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone mittels eines mit dem Tabak in der Aufnahmezone indirekt in Berührung stehenden Wärmeaustauschers durchgeführt wird, wenn die Zone abgeschlossen ist.

16. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (2) mittels Einblasen von Dampf mit einer Temperatur von ungefähr 153°C (308°F) für einen Zeitraum von ungefähr 20 Minuten durchgeführt wird, wenn die Zone (2) im wesentlichen abgeschlossen ist.

17. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (26) indirekt für 90 Minuten bei einer Temperatur von ungefähr 153°C (308°F) durchgeführt wird, wenn die Zone (26) abgeschlossen ist.

18. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak in der Aufnahmezone (2) durch Aufheben des Gasdrucks in der Aufnahmezone (2) gekühlt wird.

19. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen des Tabaks in der Aufnahmezone (2, 26) dadurch erfolgt, daß die Aufnahmezone (2, 26) einer Kühlung durch Wärmeleitung ausgesetzt wird.

20. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkühlen des Tabaks in der Aufnahmezone (2, 26) dadurch erfolgt, daß eine Reduzierung der im Tabak enthaltenen Wärme durch natürliche Konvektion bis auf den Umgebungswert ermöglicht wird.

21. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ammoniakausgangsstoff und die Wärme gleichzeitig in die Aufnahmezone (2) eingeführt werden.

22. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Ammoniakausgangsstoff und die Wärme aufeinanderfolgend in die Aufnahmezone (26) eingeführt werden.

23. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak eine Mischung aus Stiel- und Blattabak in vorgegebenen Proportionen ist.

24. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak wiederaufbereiteter Tabak ist.

25. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak im wesentlichen Stieltabak ist.

26. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Tabak im wesentlichen Blattabak ist.

27. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (2) gesteuert wird, um den Druck in der Zone (2), wenn diese im wesentlichen abgeschlossen ist, bis auf einen ungefähren Bereich von wenigstens 20,7 bis 62,1 N/cm² (30 bis 90 psig) zu bringen.

28. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen der Aufnahmezone (2) gesteuert wird, um den Druck in der Zone (2), wenn diese im wesentlichen abgeschlossen ist, auf vorzugsweise 41,4 N/cm² (60 psig) zu bringen.

29. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 28, gekennzeichnet durch den Schritt des Hinzufügens von reduzierenden Zuckern.

30. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 29, gekennzeichnet durch den Schritt des Hinzufügens von reduzierenden Zuckern in einer Menge von ungefähr 20% des Tabakgewichts.

31. Verfahren zum Erzeugen von angenehmen Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak, gekennzeichnet durch die Schritte des Einführens von Tabak mit einem Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von ungefähr 14 bis 21 Gew.% in eine Tabak- Aufnahmezone (2), des Aussetzens des Tabaks in der Aufnahmezone (2) einem Vakuum von wenigstens 381 mm (15 Inches) Quecksilbersäule, des Einführens eines Ammoniakausgangsstoffes in die Tabak-Aufnahmezone, des Einblasens von überhitztem Dampf in die Aufnahmezone (2), wenn diese im wesentlichen abgeschlossen ist, um die Temperatur des in die Zone (2) eingeführten Tabaks für einen Zeitraum von ungefähr 20 Minuten auf eine Temperatur von ungefähr 153°C (308°F) und auf einen Druck von ungefähr 41,4 N/cm² (60 psig) zu bringen und dadurch zum Zwecke der Verbesserung der Tabak- Aromaverbindungen Reaktionen des Ammoniakausgangsstoffes und reduzierender Zucker im Tabak ohne wesentliche Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks zu bewirken, des Abkühlens des Tabaks in der Aufnahmezone (2) dadurch, daß eine Reduzierung der im Tabak enthaltenen Wärme durch natürliche Konvektion bis auf den Umgebungswert ermöglicht wird, des Entfernens des behandelten Tabaks aus der Aufnahmezone (2), und des Rekonditionierens des behandelten Tabaks bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 15 Gew.%.

32. Verfahren zum Erzeugen von angenehmen Aromaverbindungen in einem befeuchteten Tabak, gekennzeichnet durch die Schritte des Einführens von Tabak mit einem Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von ungefähr 14 bis 21 Gew.% in eine Tabak-Aufnahmezone (26), des Einführens eines Ammoniakausgangsstoffes in die Tabak-Aufnahmezone (26), des indirekten Erwärmens des Tabaks, während dieser sich in der im wesentlichen abgeschlossenen Aufnahmezone (26) befindet, um die Temperatur des in die Zone (26) eingeführten Tabaks für einen Zeitraum von ungefähr 90 Minuten auf eine Temperatur von ungefähr 153°C (308°F) und auf einen Druck von ungefähr 41,4 N/cm² (60 psig) zu bringen und dadurch zum Zweck der Verbesserung der Tabak- Aromaverbindungen Reaktionen des Ammoniakausgangsstoffes und reduzierender Zucker im Tabak ohne wesentliche Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes des Tabaks zu bewirken, des Abkühlens des Tabaks in der Aufnahmezone (26) dadurch, daß eine Reduzierung der im Tabak enthaltenen Wärme durch natürliche Konvektion bis auf den Umgebungswert ermöglicht wird, des Entfernens des behandelten Tabaks aus der Aufnahmezone (26), und des Rekonditionierens des behandelten Tabaks bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12 bis 15 Gew.%.