Восстановленный табак с пониженным содержанием протеина и способ его изготовления

Предложенное решение относится к табачным курительным материалам из восстановленного табака и способу их изготовления. Способ изготовления табачного материала с пониженным содержанием азотистых соединений включает подготовку табачного материала, его обработку первым водным растворителем с получением водного табачного экстракта и содержащей табачные волокна фракции. Далее водный табачный экстракт отделяют от содержащей табачные волокна фракции. Содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают при температуре около от 50 до 150°С раствором, содержащим два и более соединений, выбранных из группы, включающей ацетат натрия, гидроксид натрия и гидроксид калия, при этом концентрация каждого из указанных соединений в растворе составляет приблизительно от 0,10 до 10% (масса/объем). После этого раствор отделяют от содержащей табачные волокна фракции. Предложен также лист из восстановленного табака, содержащий табачный материал, обработанный описанным выше способом. Данное техническое решение позволяет повысить качество табачного материала. 2 н. и 27 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к табачным курительным материалам и курительным материалам из восстановленного табака и к способу их изготовления. Изобретение относится, в частности, к материалам и способам, которые позволяют изготавливать табачные материалы с пониженным содержанием азота, а также бумагу из восстановленного табака, которая по своим свойствам аналогична табачному листу.

Табачные материалы содержат различные азотистые соединения, которые отрицательно влияют на курительные качества табака. К таким азотистым соединениям относятся, в частности, протеины, аминокислоты и некоторые алкалоиды, такие как никотин, норникотин, анабазин и анатабин. Курительное качество табака существенно снижается из-за наличия в нем гетероциклических и ароматических аминов и специфических табачных нитрозаминов (СТНА), а также ряда других соединений, образующихся при пиролизе или переносе таких азотистых соединений. Иногда для повышения курительных качеств табака на определенных стадиях его обработки уменьшают содержание в нем азота. Известно, однако, что экстракция азотистых соединений и прежде всего протеинов из листовых пластинок, средних жилок и образованных клетчаткой клеточных оболочек высушенного (ферментированного) табака сопряжена с очень большими трудностями.

Обычно количество нерастворимых протеинов в высушенном табаке превышает 90% от всех содержащихся в нем протеинов. Нерастворимые протеины имеют глобулярную структуру и связаны с липоидными, имеющими органическое происхождение клеточными мембранами образованных клетчаткой или целлюлозой клеточных оболочек. Известно, что растворение и экстракция нерастворимых протеинов из резаного табака, скрошенного до размеров, пригодных для изготовления сигарет, с использованием воды или растворителей при умеренных условиях обработки (т.е. при температуре менее 100°С и давлении 65-70 фунтов/кв.дюйм (4,481-4,826 бара)) требуют решения достаточно сложных проблем. Эти проблемы связаны главным образом с компактной и жесткой структурой образованных клетчаткой клеточных оболочек. Известно, что проникновение растворителей через клеточные оболочки, имеющие жесткую структуру, возможно только после их термической и/или механической пробной обработки. Обычно, однако, после такой пробной обработки сольватированные частицы материала очень плохо извлекаются из табака. Кроме того, проникновение растворителей через клеточную оболочку не обязательно сопровождается растворением протеина из-за того, что растительные протеины существенно отличаются друг от друга их совместимостью с растворителем и способностью к растворению. Растительные протеины можно разделить на четыре основных класса: альбумины, глобулины, проламины (известные так же как глиадины) и глютелины. В отличие от растворимых в воде альбуминов глобулины растворяются в разбавленных растворах солей. Проламины растворяются в разбавленных кислотных или щелочных растворах, а глютелины растворяются в спиртовых растворах. Точный выбор конкретного растворителя затруднен тем, что некоторые протеины по своей растворимости одновременно относятся к двум из перечисленных выше классов.

В настоящее время для уменьшения содержания азота в табачном материале часто используют ферментативные соединения и микробные агенты, которые разрушают в табаке содержащиеся в нем протеины и другие азотсодержащие соединения. Однако такие ферментативные соединения и микробные агенты обладают определенными недостатками. К этим недостаткам относятся, в частности, высокая стоимость ферментов, их чувствительность к величине рН и происходящее при их использовании разложение протеинов в аминокислоты, которые склонны оставаться в табачном материале. Кроме того, после обработки ферментативными соединениями в табачном материале обычно остаются следы этих соединений. При использовании для обработки табака микробных агентов в табаке возникают реакции, в результате которых образуются нежелательные побочные продукты.

Исходя из вышеизложенного, в настоящее время существует необходимость в разработке такого способа обработки табака, который позволял бы снизить содержание азота в табачном материале без образования в нем остатков ферментативных соединений или нежелательных побочных продуктов. Такой способ должен, кроме того, обеспечивать эффективное растворение протеинов и других азотистых соединений, а также адекватное извлечение из раствора частиц табачного материала с пониженным содержанием азота.

GB 884435 описывает материал табачного листа для использования в качестве обертки для сигар и сигарет и способ получения табачного листа, который включает стадии экстракции водой, отделение водорастворимых составляющих от нерастворимой части и вываривание нерастворимой части в присутствии каустической соды или азотной кислоты. Суспензию выделяют из вывариваемой жидкости и к высушенному листу, обработанному на стадиях подкисления и нейтрализации, добавляют присадки для улучшения прочности листа.

В настоящем изобретении предлагается способ изготовления восстановленного табачного материала с пониженным содержанием азота. Табачный материал в виде цельного табачного листа, средних жилок, табачной мелочи, листовых пластинок или фарматуры табака трубоогневой сушки и табака типа Берлей и/или средние жилки табака типа Берлей обрабатывают водным растворителем. Полученный жидкий экстракт отделяют от содержащей табачное волокно фракции. Эту содержащую табачное волокно фракцию затем обрабатывают раствором, содержащим ацетат натрия, и/или гидроксид натрия и/или гидроксид калия. Полученную в результате такой обработки смесь разделяют на содержащую табачное волокно фракцию и раствор. После этого содержащую табачное волокно фракцию можно промывать, очищать и перерабатывать в листы восстановленного (гомогенизированного) табака. Жидкий экстракт, полученный после обработки водным растворителем, можно затем концентрировать и добавлять в указанные листы. Полученные листы можно далее использовать для изготовления курительных изделий, в частности сигарет. Снижение содержания азотистых соединений в табачном материале повышает курительное качество табака и снижает количество азотсодержащих продуктов горения, образующихся при курении курительных изделий, изготовленных из обработанного предлагаемым способом табачного материала.

В основу настоящего изобретения была положена задача по получению восстановленного табачного материала с пониженным содержанием азотистых соединений.

Еще одна задача настоящего изобретения состояла в разработке способа изготовления восстановленного табачного материала с пониженным содержанием азотистых соединений.

Задача настоящего изобретения состояла также в получении бумаги из восстановленного табачного материала, которая по своей структуре схожа со структурой высушенного табачного листа.

В настоящем изобретении предлагается способ изготовления табачного материала с пониженным содержанием азотистых соединений, заключающийся в том, что

а) подготавливают табачный материал,

б) этот табачный материал обрабатывают первым водным растворителем с получением водного табачного экстракта и содержащей табачные волокна фракции,

в) водный табачный экстракт отделяют от содержащей табачные волокна фракции,

г) содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают при температуре от 50 до 150°С раствором, содержащим одно или несколько соединений, выбранных из группы, включающей ацетат натрия, гидроксид натрия и гидроксид калия, концентрация которого в растворе составляет от 0,1 до 10% (масса/объем), и

д) раствор отделяют от содержащей табачные волокна фракции.

Продолжительность обработки содержащей табачные волокна фракции раствором составляет от 0,25 до 24 ч. Предпочтительно при этом использовать раствор, содержащий примерно 0,75-1,0% (масса/объем) ацетата натрия и/или 0,5-1,0% (масса/объем) гидроксида натрия и/или 0,5-1,0% (масса/объем) гидроксида калия, значение рН которого составляет приблизительно от 3,5 до 14.

При обработке табачного материала раствором ацетата натрия или содержащим ацетат натрия раствором его температура должна лежать в пределах от 60 до 70°С, а продолжительность обработки должна составлять от 12 до 24 ч, при использовании раствора гидроксида натрия или содержащего гидроксид натрия раствора его температура должна лежать в пределах от 85 до 90°С, а продолжительность обработки должна составлять примерно от 3 до 4 ч, а при применении раствора гидроксида натрия или содержащего гидроксид калия раствора его температура должна лежать в интервале от 80 до 90°С, а продолжительность обработки должна составлять примерно от 3 до 4 ч.

Табачный материал, содержащий табак типа Берлей, предпочтительно обрабатывать раствором ацетата натрия с содержанием ацетата натрия от 0,75 до 1,0% (масса/объем) в течение 0,5-0,75 ч при температуре около 50-90°С и/или раствором гидроксида натрия или калия с содержанием гидроксида натрия или калия от 0,25 до 0,75% (масса/объем) в течение 0,5-3 ч при температуре около 85-90°С.

Кроме того, в настоящем изобретении предлагается лист из восстановленного или гомогенизированного табака, изготовленный из табачного материала, обработанного описанным выше способом. Такой лист из восстановленного табака, изготовленный из табачного материала, обработанного предлагаемым в изобретении способом, в частности способом, в котором используют раствор, содержащий гидроксид натрия или калия и не содержащий ацетат натрия, по своим физическим характеристикам превосходит листы из восстановленного табака, изготовленные обычными или какими-либо иными известными способами. Листы из восстановленного табака, изготовленные из табачного материала, обработанного предлагаемым в изобретении способом, по своей структуре и плотности схожи со структурой высушенного табачного листа. Предлагаемые в изобретении листы из восстановленного табака при резке крошатся меньше, чем листы из восстановленного табака, изготовленные обычными способами, и обладают большей прочностью по сравнению с сухим табачным листом или листом из восстановленного обычным способом табака.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором показана схема технологического процесса обработки табачного материала предлагаемым в изобретении способом.

В предпочтительном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа, направленного на снижение содержания азота в табачном материале, на стадии 10 табачный материал в виде средних жилок, фарматуры, табачной мелочи и листовых пластинок табака трубоогневой сушки и табака типа Берлей обрабатывают первым водным растворителем, в частности водой, при температуре около 60-80°С в течение приблизительно 0,5-1,0 ч. Обрабатывать табак водой на стадии 12 можно в емкости или в смесителе, в котором табак перемешивают в нагретой воде. Полученный на стадии 15 водный экстракт табака, содержащий ароматические соединения, отделяют на стадии 14, предпочтительно центрифугированием, от содержащей табачные волокна фракции. Для центрифужного разделения табачно-водной суспензии ее можно перекачивать в центрифугу из смесителя. После отделения содержащей табачные волокна фракции 16 водный экстракт 15 табака после или без дополнительной его обработки можно в дальнейшем повторно использовать для обработки волокон. В одном из вариантов для удаления протеинов из водного экстракта 15 табака его на стадии 17 вводят в контакт в соответствующей емкости с твердым абсорбентом, в частности бентонитом, который затем на стадии 19 отделяют от него центрифугированием или иным аналогичным методом разделения, известным в данной области. Водный экстракт табака с пониженным содержанием азота, содержащий ароматические соединения, затем на стадии 23 можно концентрировать, например вакуумным испарением, и добавлять после этого на стадии 31 в бумагу из восстановленного табака.

Содержание азота в содержащей табачные волокна фракции 16, отделенной от водного экстракта 15 табака, можно уменьшить путем обработки этой содержащей табачные волокна фракции 16 раствором, содержащим слабоактивную соль, такую как ацетат натрия (стадия 18), и/или щелочь, такую как гидроксид натрия (стадии 22 и 20) и/или гидроксид калия (стадии 21 и 22). Содержащую табачные волокна фракцию 16 табака можно загрузить в бак или аналогичную емкость с мешалкой. В одном из вариантов загруженную в емкость промытую содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором ацетата натрия (стадия 18) с массовой концентрацией ацетата натрия (NaОAc) 0,25-10% (масса/объем) при температуре 50-150°С в течение 0,25-24 ч. Содержащую табачные волокна фракцию предпочтительно обрабатывать в растворе, содержащем 0,75-1,0% ацетата натрия (масса/объем), при рН 3,8-5,0 и температуре около 60-70°С в течение приблизительно 12-24 ч. Затем раствор можно отделять от содержащей табачные волокна фракции с помощью любых пригодных для этой цели средств (стадия 24), при этом суспензию предпочтительно перекачивать в центрифугу для отделения в ней волокон от раствора. После этого содержащую табачные волокна фракцию можно промывать на стадии 26 вторым водным растворителем, в частности водой, и очищать на стадии 28. Далее содержащую табачные волокна фракцию можно перерабатывать в листы (стадия 30), к которым можно добавлять водный экстракт табака с пониженным содержанием азота (стадия 31).

При обработке предлагаемым в изобретении способом табачных материалов, полученных из табака типа Берлей, вместо описанного выше раствора, содержащего ацетат натрия и используемого для обработки материала, полученного из табака, отличного от табака типа Берлей, волокнистый материал из табака типа Берлей предпочтительно обрабатывать раствором, содержащим, в частности, около 0,75-1,0% (масса/объем) ацетата натрия, при рН приблизительно 3,5-11,0 и при температуре 50-90°С в течение приблизительно 0,50-0,75 ч. При обработке таким способом средних жилок табака типа Берлей жидкий экстракт табака, полученный на этапе первоначальной промывки, обычно не добавляют к изготавливаемым в последующем листам.

В настоящем изобретении предлагаются два альтернативных варианта осуществления способа снижения содержания азота в табаке, включающие описанную выше стадию первоначальной водной экстракции табака. Однако в обоих этих вариантах гидроксид натрия можно дополнительно использовать на стадии 22 или вместо ацетата натрия на стадии 20. Иными словами, вместо описанного выше раствора содержащую табачные волокна фракцию можно экстрагировать раствором, содержащим примерно 0,1-10% (масса/объем) гидроксида натрия (NaOH), либо в сочетании с ацетатом натрия и/или гидроксидом калия (стадия 22), либо без них. Если для обработки используют раствор, содержащий гидроксид натрия без ацетата натрия или гидроксида калия, то обработку содержащей табачные волокна фракции проводят в течение 3,0-7,0 ч при температуре приблизительно 50-150°С. Содержащую табачные волокна фракцию предпочтительно обрабатывать раствором, содержащим около 0,5-1,0% (масса/объем) гидроксида натрия, в течение приблизительно 3-4 ч при температуре приблизительно 85-90°С. После этого раствор можно отделять от содержащей табачные волокна фракции хорошо известным в данной области способом (стадия 24), например центрифугированием. Содержащую табачные волокна фракцию с пониженным содержанием азота можно затем обрабатывать вторым водным растворителем, например водой (стадия 26), очищать (стадия 28) и переработать в листы (стадия 30), которые после добавления (стадия 31) к ним содержащего ароматические соединения жидкого экстракта, полученного на первой стадии промывки, можно использовать для изготовления курительных изделий (стадия 32), в частности сигарет.

В раствор, которым обрабатывают содержащую табачные волокна фракцию, можно также добавлять гидроксид калия (КОН). При этом содержащую табачные волокна фракцию можно обрабатывать раствором, содержащим только гидроксид калия (стадия 21), или раствором, содержащим помимо гидроксида калия ацетат натрия и/или гидроксид натрия (стадия 22). Содержание гидроксида калия в используемом на стадии 21 или 22 растворе должно составлять примерно 0,10-10% (масса/объем). Предпочтительно, чтобы содержание в таком растворе гидроксида калия составляло примерно 0,5-1,0% (масса/объем). Обрабатывать содержащую табачные волокна фракцию раствором гидроксида калия (стадия 21) в отсутствие ацетата натрия и гидроксида натрия следует в течение примерно 3-7 ч при температуре около 50-150°С. Содержащую табачные волокна фракцию предпочтительно обрабатывать раствором гидроксида калия (стадия 21) в течение приблизительно 3-4 ч при температуре 80-90°С. Раствором, содержащим гидроксид калия, ацетат натрия и/или гидроксид натрия (стадия 22), содержащую табачные волокна фракцию следует обрабатывать в течение приблизительно 0,25-24 ч при температуре приблизительно 50-150°С.

Если табачным материалом, обрабатываемым гидроксидом натрия или гидроксидом калия, являются средние жилки табака типа Берлей, то содержащую волокна фракцию предпочтительно обрабатывать раствором, содержащим приблизительно 0,25-0,75% (масса/объем) гидроксида натрия или гидроксида калия, при температуре около 85-90°С в течение приблизительно 0,5-3 ч. При обработке средних жилок табака типа Берлей жидкий экстракт, отделенный от содержащей табачные волокна фракции на стадии первоначальной промывки первым водным растворителем, не добавляют в изготовленную из восстановленного табака бумагу.

Бумага из восстановленного табака, изготовленная описанным выше способом, в частности в соответствии с вариантом, в котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим гидроксид натрия или гидроксид калия (стадия 22) в отсутствие ацетата натрия, обладает уникальным набором физических свойств. При этом подобными свойствами обладает бумага, изготовленная и из табака трубоогневой сушки, и из табака типа Берлей. Так, в частности, лист, изготовленный из табачного материала, обработанного с использованием раствора гидроксида натрия (стадия 20) или гидроксида калия (стадия 22), обладает более высокой механической прочностью по сравнению с бумагой из восстановленного табака, изготовленной обычными методами. Изготовленный предлагаемым в изобретении способом лист из восстановленного табака имеет такую же структуру и плотность, что и лист, изготовленный из табачного листа трубоогневой сушки. При резке такая бумага из восстановленного табака не крошится с той же легкостью, что и бумага, изготовленная обычными методами. Поэтому использование предлагаемой в изобретении бумаги для изготовления курительных изделий, в частности сигарет, позволяет заметно снизить количество табачного материала, идущего в отход. Таким образом, бумага из восстановленного табака, изготовленная описанным выше способом, обладает при изготовлении из нее сигарет определенными преимуществами перед бумагой, изготовленной обычными методами.

До добавления водного экстракта табака с пониженным содержанием азота обработка табака по технологии, предложенной в предпочтительных вариантах осуществления изобретения, позволила по сравнению с листами, изготовленными обычными способами, снизить в изготовленных из такого табака листах содержание общего азота по Кьельдалю на 28-93% (в пересчете на массу сухого вещества), а содержание протеинового азота - на 19-81%, как это отражено в таблице 1. После добавления жидкого экстракта с пониженным содержанием азота содержание общего азота по Кьельдалю в листах из восстановленного табака, изготовленных предлагаемым в изобретении способом, уменьшилось по сравнению с листами, изготовленными обычными методами, на 23-40% (в пересчете на массу сухого вещества), а содержание протеинового азота снизилось на 22-56%, что также отражено в таблице 1.

Таблица 1

Снижение содержания общего азота по Кьельдалю, протеинового азота и нитратов в табаке, экстрагированном растворами солей и/или щелочными растворами
ПримерИсходный Условия экстракцииАзотные компоненты (%)
материалхимикатыраствор (%)рНтемп-ра (°С)время (ч)по Кьельдалюпротеиннитрат
Контрольный 1Измельченная масса1-----2,25-2,71
Контрольный 2Измельченная массавода1006,860-800.5-1,01,72-следы
Контрольный 3Обычный лист без добавки экстракта1,471,150,00
Контрольный 4Обычный лист с добавленным экстрактом2,220,853,41
Контрольный 5Резаные средние жилки табака Берлей2,450,907,7
Контрольный 6Резаные средние жилки табака Берлейвода1,006,8600,52,131,49
laПромытые волокна2NaOAc1,003,860240,100,10НТИ3
Промытые волокнаNaOAc1,005,060121,060,93НТИ
Промытые волокнаNaOAc1,008,360121,040,93НТИ
Промытые волокнаNaOAc1,0011,060121,060,93НТИ
2Резаные средние жилки табака БерлейNaOAc1,003,860180,330,05
3Промытые волокнаNaOH1,5012,588121,06-НТИ
4Резаные средние жилки табака БерлейNaOH1,0012,560120,860,05
Промытые волокнаNaOH0,2512,58830,57-НТИ
Промытые волокнаNaOH0,5012,58830,440,35НТИ
Промытые волокнаNaOH0,7512,58830,250,22НТИ
Промытые волокнаNaOH1,0012,58830,280,28НTИ



Пример
Исходный Условия экстракцииАзотные компоненты (%)
материалхимикатыраствор (%)рНтемп-ра (°С)время (ч)по Кьельдалюпротеиннит

рат
Промытые волокнаКОН0,5012,58830,83-НТИ
Промытые волокнаКОН0,7512,58830,69-НТИ
баПромытые волокнаNaOAc/KOH0,75 0,25-8841,000,93НТИ
66Промытые волокнаNaOAc/NaOH0,75 0,25-8840,69-НТИ
Промытые волокнаNaOAc/KOH0,50 0,50-8840,71-НТИ
Резаные средние жилки табака БерлейNaOAc1,0011,0121

20 фунтов/кв. дюйм (1,379 бара)
0,50,400,07
Резаные средние жилки табака БерлейNaOH0,2512,5800,5-0,750,690,04
Резаные средние жилки табака БерлейNaOH0,5012,5800,5-0,751,050,07
Примечание:
1состав, содержащий фарматуру, средние жилки, табачную мелочь, листовые пластинки табака трубоогневой сушки/табака типа Берлей и древесную целлюлозу;
2твердые частицы, собранные после экстракции измельченной массы, содержащей древесную целлюлозу, водой при 60-80°С в течение 0,5 ч;
3НТИ обозначает "ниже точности измерений".

ПРИМЕРЫ

Ниже изобретение проиллюстрировано на примерах, которые не ограничивают его объем.

Пример 1

6,8 кг смеси табачных материалов, содержащей фарматуру, средние жилки, листовые пластинки и табачную мелочь табака трубоогневой сушки и табака типа Берлей с содержанием азота 2,25%, экстрагировали по известной технологии водой при 60°С в течение 30 мин. Полученный после центрифугирования жидкий экстракт для удаления из него азотистых соединений обрабатывали диатомовой землей, а затем концентрировали вакуумным испарением. Полученные после промывки волокна затем экстрагировали для удаления из них азотистых соединений по описанной ниже методике. Промытые волокна порциями по 80 г загружали в емкость, заполненную 400 мл 1%-ного (масса/объем) раствора ацетата натрия при рН 3,8, 5,0, 8,3 или 11,0, что соответствует приведенным в таблице 1 примерам 1а, 1б, 1в и 1г. Раствор ацетата натрия с табачным материалом после этого нагревали до 60°С и выдерживали при этой температуре, непрерывно перемешивая, в течение 12-24 ч. По завершении этой стадии выдержки при повышенной температуре и перемешивания полученную смесь центрифугированием разделяли на содержащую табачные волокна фракцию и жидкость. Отделенный твердый материал промывали водой. Полученный после промывки остаток сушили в течение 24 ч при 35°С. После этого в образцах по методу Кьельдаля определяли общее содержание азота, которое в табачном материале, соответствующем контрольному примеру 1 в таблице 1, составляло от 1,06% до 0,1%, что соответствует снижению общего содержания азота на 53-95% (в пересчете на массу сухого вещества) от исходного значения. После этого волокнистый материал подвергали очистке и перерабатывали на длинносеточной бумагоделательной машине в схожие по структуре с бумагой листы.

Пример 2

Средние жилки табака типа Берлей, соответствующие контрольному примеру 5 в таблице 1, с содержанием общего азота по Кьельдалю 2,45%, содержанием протеина 0,9% и содержанием нитратов 7,7% измельчали в течение 30 с при низкой скорости в дробилке-измельчителе Waring, после чего отдельные образцы порциями по 80 г диспергировали в 400 мл 1%-ного (масса/объем) раствора ацетата натрия (рН 3,8), что соответствует примеру 2 в таблице 1, и перемешивали в течение 18 ч. После этого смесь центрифугированием разделяли на жидкую и твердые фракции и средние жилки табака затем сушили. Подобная обработка позволила уменьшить содержание азота в табачном материале до 0,33%, а содержание нитратов до 0,05%, что по сравнению со средними жилками табака типа Берлей из контрольного примера 5 в таблице 1 соответствует снижению содержания общего азота по Кьельдалю на 86,5% (в пересчете на массу сухого вещества) и снижению содержания нитратов на 99,3% (в пересчете на массу сухого вещества).

Пример 3

В этом примере работали по той же методике и с использованием тех же количеств материала, что и в примере 1, с тем лишь отличием, что в этом примере для обработки использовали 400 мл 1,5%-ного (масса/объем) раствора гидроксида натрия с рН 12,5, что соответствует примеру 3 в таблице 1. В результате в полученном волокнистом материале содержание общего азота по Кьельдалю уменьшилось на 52,9%. После 12-часовой экстракции потеря твердой массы табака из-за разрушения волокон составила более 60%. При этом, однако, было установлено, что по своим характеристикам схожие с бумагой листы, изготовленные из такого полученного после экстракции остатка, превосходят бумагу, изготовленную из восстановленного табака обычными методами. Так, в частности, бумага, изготовленная из табачного материала, обработанного гидроксидом натрия, является легкой и неожиданно прочной. В отличие от обычной бумаги из восстановленного табака бумага, изготовленная из табачного материала, обработанного по описанной в этом примере методике, по таким ее свойствам, как плотность и структура, очень схожа с табачным листом трубоогневой сушки, но обладает по сравнению с ним и с обычной бумагой из восстановленного табака существенно более высокой прочностью.

Пример 4

В этом примере работали по той же методике и с использованием тех же количеств материала, что и в примере 2, с тем лишь отличием, что в этом примере для обработки использовали 400 мл 1,0%-ного (масса/объем) раствора гидроксида натрия с рН 12,5, а не ацетата натрия. В результате по сравнению с контрольным примером 5 в таблице 1 в полученном после обработки остатке содержание общего азота по Кьельдалю уменьшилось на 65,0%, а содержание нитратов снизилось на 99,3%. Изготовленные из обработанного по представленной в данном примере методике табака схожие с бумагой листы обладают теми же преимуществами, что и листы, описанные выше в примере 3. При этом так же, как и в примере 3, была зафиксирована повышенная потеря твердой массы табака.

Пример 5

В этом примере работали аналогично примеру 1, с тем лишь отличием, что промытые волокна порциями по 350 г экстрагировали в течение 3 ч при 88°С в емкости объемом 3 л 0,25%-ным, 0,5%-ным, 0,75%-ным и 1,0%-ным (масса/объем) раствором гидроксида натрия, что соответствует примерам 5а, 5б, 5в и 5г в таблице 1. В изготовленной из обработанного таким путем табака бумаге содержание общего азота по Кьельдалю снизилось на 74,7-88,8% по сравнению с контрольным примером 1 в таблице 1. Схожие с бумагой листы, изготовленные из табака, обработанного по описанной в этом примере технологии, обладали теми же преимуществами, что и листы, описанные в примерах 3 и 4.

Пример 6

В этом примере работали аналогично примеру 5, с тем лишь отличием, что экстракцию проводили в течение 4 ч в 3 л растворов, один из которых содержал 0,75% (масса/объем) ацетата натрия и 0,25% (масса/объем) гидроксида калия, другой содержал 0,75% (масса/объем) ацетата натрия и 0,25% (масса/объем) гидроксида натрия, а третий содержал 0,5% (масса/объем) ацетата натрия и 0,5% (масса/объем) гидроксида калия. По сравнению с измельченной исходной массой, обозначенной как контрольный пример 1 в таблице 1, количество азота в изготовленной в этом примере бумаге снизилось на 55,5-69,3%. Листы, изготовленные из табака, обработанного по описанной в этом примере технологии, по своему качеству не обладали преимуществами листов, полученных в примерах 3, 4 и 5.

Пример 7

Средние жилки табака типа Берлей скрашивали в двухдисковом шреддере и затем порциями по 350 г диспергировали в 3-х литрах 1%-ного (масса/объем) раствора ацетата натрия при рН 11,0, что соответствует примеру 7а в таблице 1, и в 3-х литрах 0,25%-ного или 0,5%-ного (масса/объем) раствора гидроксида натрия, что соответствует примерам 7б и 7в в таблице 1. После этого полученную в растворе ацетата натрия смесь выдерживали в автоклаве в течение 30 мин при температуре 121°С и давлении 20 фунтов/кв.дюйм (1,379 бара), а полученную в растворе гидроксида натрия смесь экстрагировали в варочном котле при 80°С в течение 30-45 мин. После центрифугирования волокнистый материал подвергали соответствующей очистке и перерабатывали в длинносеточной бумагоделательной машине в схожие с бумагой листы. По сравнению с результатами, полученными для резаных средних жилок в контрольном примере 5 в таблице 1, количество общего азота по Кьельдалю в изготовленных в этом примере листах уменьшилось на 83,7-57,1%. Качество листов, изготовленных из табака, обработанного гидроксидом натрия, в этом случае оказалось более высоким по сравнению с качеством листов, изготовленных из табака, обработанного ацетатом натрия.

Бумага из восстановленного табака, изготовленная из табачного материала по примерам 1-4, отличается существенным снижением содержания в ней азота. Обработка табачных материалов гидроксидом натрия отличается от обработки ацетатом натрия или ацетатом натрия в сочетании с гидроксидом натрия или гидроксидом калия меньшим выходом готовой продукции. При этом, однако, образцы бумаги, изготовленной из табака, обработанного гидроксидом натрия в примерах 3, 4, 5 или 7, а также образцы бумаги, изготовленной из табака, обработанного гидроксидом калия в примере 5, обладают более высокой прочностью и в большей степени схожи по своей структуре и плотности с табачным листом трубоогневой сушки по сравнению с бумагой, изготовленной из табака, обработанного ацетатом натрия в примерах 1, 2 или 6.

В заключение следует отметить, что приведенное выше описание и примеры лишь иллюстрируют настоящее изобретение, не ограничивая его объем и не исключая возможности внесения в рассмотренные выше варианты различных очевидных для специалистов изменений и усовершенствований, которые, однако, не должны выходить за объем изобретения, определяемый его формулой.

1. Способ изготовления табачного материала с пониженным содержанием азотистых соединений, заключающийся в том, что а) подготавливают табачный материал, б) этот табачный материал обрабатывают первым водным растворителем с получением водного табачного экстракта и содержащей табачные волокна фракции, в) водный табачный экстракт отделяют от содержащей табачные волокна фракции, г) содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают при температуре около от 50 до 150°С раствором, содержащим два или более соединений, выбранных из группы, включающей ацетат натрия, гидроксид натрия и гидроксид калия, при этом концентрация каждого из указанных соединений в растворе составляет приблизительно от 0,10 до 10%(масса/объем), и д) раствор отделяют от содержащей табачные волокна фракции.

2. Способ по п.1, при котором одно из двух или более соединений представляет собой ацетат натрия.

3. Способ по п.1 или 2, при котором предусмотрена также стадия е), на которой содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают вторым водным растворителем.

4. Способ по любому из пп.1-3, при котором табачный материал обрабатывают первым водным растворителем при температуре около 60-80°С в течение примерно 0,5-1 ч.

5. Способ по любому из пп.1-4, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают указанным раствором в течение примерно 0,25-24 ч.

6. Способ по любому из пп.1-5, при котором используют раствор, значение рН которого составляет приблизительно от 3,5 до 14,0.

7. Способ по любому из пп.1-6, при котором содержащую табачные волокна фракцию отделяют от водного табачного экстракта центрифугированием.

8. Способ по любому из пп.1-7, при котором содержащую табачные волокна фракцию отделяют от раствора центрифугированием.

9. Способ по любому из пп.1-8, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,75 до 1,0% (масса/объем) ацетата натрия.

10. Способ по п.9, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,75 до 1,0% (масса/объем) ацетата натрия, при температуре около 60-70°С в течение приблизительно 12-24 ч.

11. Способ по п.10, при котором рН раствора составляет от 3,8 до 5,0.

12. Способ по любому из пп.1-11, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,5 до 1,0% (масса/объем) гидроксида натрия.

13. Способ по п.12, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,5 до 1,0% (масса/объем) гидроксида натрия, при температуре около 85-90°С в течение приблизительно 3-4 ч.

14. Способ по любому из пп.1-13, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,5 до 1,0% (масса/объем) гидроксида калия.

15. Способ по п.14, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,5 до 1,0% (масса/объем) гидроксида калия, при температуре около 80-90°С в течение приблизительно 3-4 ч.

16. Способ по любому из пп.1-15, при котором табачный материал содержит табак трубоогневой сушки.

17. Способ по любому из пп.1-16, при котором табачный материал содержит табак типа Берлей.

18. Способ по п.17, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,75 до 1,0% (масса/объем) ацетата натрия.

19. Способ по п.18, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,75 до 1,0% (масса/объем) ацетата натрия, при температуре около 50-90°С в течение приблизительно 0,5-0,75 ч.

20. Способ по п.19, при котором рН раствора составляет от 3,5 до 11,0.

21. Способ по п.17, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,25 до 0,75% (масса/объем) гидроксида натрия.

22. Способ по п.21, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,25 до 0,75% (масса/объем) гидроксида натрия, при температуре около 85-90°С в течение приблизительно 0,5-3,0 ч.

23. Способ по п.17, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,25 до 0,75% (масса/объем) гидроксида калия.

24. Способ по п.23, при котором содержащую табачные волокна фракцию обрабатывают раствором, содержащим приблизительно от 0,25 до 0,75% (масса/объем) гидроксида калия, при температуре около 85-90°С в течение приблизительно 0,5-3,0 ч.

25. Способ по любому из пп.1-24, при котором используют раствор гидроксида натрия либо гидроксида калия.

26. Способ по любому из пп.1-25, при котором табак обрабатывают раствором, содержащим от 0,50 до 0,75% ацетата натрия и от 0,25 до 0,50% гидроксида калия.

27. Способ по любому из пп.1-25, при котором табак обрабатывают раствором, содержащим 0,75% ацетата натрия и 0,25% гидроксида натрия.

28. Способ по п.26 или 27, при котором обработку раствором проводят при температуре около 88°С в течение примерно 4 ч.

29. Лист из восстановленного табака, содержащий табачный материал, обработанный способом по любому из пп.1-28.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения восстановленного табачного материала
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов
Изобретение относится к технологии переработки табачных отходов

Восстановленный табак с пониженным содержанием протеина и способ его изготовления

Наверх