DE3705880A1 - Verfahren zum erzeugen von aromaverbindungen in tabak - Google Patents
Verfahren zum erzeugen von aromaverbindungen in tabakInfo
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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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Es ist darauf hinzuweisen, daß in den vorstehenden Tabellen
das "Verhältnis zur Kontrollprobe" gleich dem Testwert
dividiert durch den Kontrollwert ist.
Claims (32)
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.%.
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CH632907A5 (en) | Method of treating tobacco |
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