Способ увеличения объема табака

 

Союз Сова

Социвлистич

Республ

Й САНИЕ

3 О Б Р Е Т Е и И Я

<>772464

К ПАТЕНТУ ополнительный к патенту аявлено 040676 (21) 2366002/28-13 ()M. КЛ з риоритет — (32) 05. 06. 75

5 8 38 88 (33) США

А 24 В 3/18

Государственный

СССР но делам изобр и открыт публиковано 151080.Бюллетень М 38 (53) УДК 663 (088. 8) ата опубликования описания 181080 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Роджер 3. Де Ля Бурде, Патрик Е. Омент, Рэй Ф. Даусон и Рональд A. Тамол (США) Иностранная фирма

"Филип Моррис Инкорпорейтед". (c(jA) (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕ."лА ТАБАКА

Изобретение относится к области производства табачных изделий, предпочтительно сигарет, к технике увеличения объема табака.

Увеличение табака в объеме требуется для компенсации потери его в весе в процессе сушки, для улучшения характеристик дымообразования отдельных компонентов табака, в частности табачных стеблей, а также для увели чения наполняющей способности табака таким образом, что для производства табачного изделия, например сигареты, требуется меньшее количество табака.

Такая сигарета должна быть плотной

15 и в то же время выделять меньше смолы и никотина по сравнению со стандартным табачным изделием, изготовленным из табака с неувеличенным объемом.

Наиболее близким к изобретению является известный способ увеличения объема табака, предусматривающий его пропитывание водой с последующим за- 5 мораживанием и сушкой в вакууме (1) .

Недостатком известного способа является его ограниченная пригодность для промышленного осуществления вследствие длительности проведения процесса и его высокой стоимости, в частности на стадии сушки.

Кроме того, в табаке создается неравномерная поддержка для его набухшей структуры, которая является объектом оседаний, при этом происходит также вымывание или перераспределение водорастворимых компонентов.

Целью изобретения является у .корение процесса увеличения объема табака.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе увеличения объема табака перед пропитыванием табак вакуумируют, при этом сам процесс пропитывания проводят при давлении 360760 мм рт.ст. и температуре 0-80 С путем распыления воды в течение 230 мин до содержания влаги 100-400 ч по весу к 100 ч. табака, à сушк табака ведут при 120-320 С в течение

0,5-12 с.

Способ осуществляют следующим образом.

Табак подвергают вакуумированию, для чего помещают, например, в виде стружки в сосуд, в котором создают вакуум при давлении 380-760 мм рт.ст.

; 72464

Т а б л и ц а 1 ность см /10 г, I

57,6

52,8

58 10,2

74 9,7

53

8 (два пропускания по 4 с)

8 (два пропускания по 4 с)

12 (3 пропускания по 4 с) 75

76 10,3

52,7

82

9,7

48,8

Контроль

57 2 при )6-27 С, при этом из табака удаляют воздух.

Затем табак пропитывают водой, при этом процесс пропитывания проводят также при давлении 360-760 мм рт.cr. при 0-80 С в течение 2-30 мин, преиму" ественно струей воды, до содержания влаги 100-400 ч. по весу к

100 ч. табака.

Далее .пропитанный. водой наполнитель замораживают путем охлаждения до температуры, достаточно низкой для обеспечения полного замораживания влаги при температуре от 60 до 0 С, преимущественно от -30 до -10 С, при этом в системе поддержинают вакуум и выдерживают 3-120 мин, преимущественно 10-30 мин.

Далее замороженный, содержащий влагу табак сушат, для чего его быст ро нагревают путем непосредственног» контактиронания с паром или смесью 20 пара с горячим газом при 120-320 С в течение 0,5-12 с. Сушку проводя- н вакууме н сушильной камере, башне, а также н циклонной сушилке, обесп чивая достаточное контактирование га за с частицами.

Для осуществления способа можно обрабатывать либо полностью высушенные табачные листья, табак н виде стружки или крошки, в частности в форме, обычно используемой н качестве наполнителя сигарет, либо отдельных частей табака, например таб;.чных стеблей. Табак в виде порошка может иметь размеры частиц 10-50 меш, преимущественно не менее 30 меш.

Обычно подвергаемый обработке табак содержит примерно 8-25 вес.% влаги.

Пример 1. 283,5 г нарезанного светлого табака в форме товарного 40 наполнителя для сигарет помещают в вакуумный сосуд емкостью 454 г, имеющий вакуумное и выпускное отверстия и манометры,при этом применяют вакуум

635 мм рт.ст. емя пребынани влаги после,в сушилке, с пропитки, Ъ

Табак пропитывают при боС 507 г холодной воды путем вакуумного нсасывания до содержания 66 вес.В влаги в табаке в течение 5 мин. Каждое распределение воды обеспечиьают вращением вакуумного сосуда по всей длине в процессе смачивания.

Затем цакуумный сосуд помещают в баню, заполненную смесью ацетона с сухим льдом, и доводят температуру табачной смеси до -10 С. Вакуум довоо дят до 762 мм рт.ст. Смесь выдерживают для достижения равнонесия 1 ч, после чего вакуум сбрасывают. Конечный материал из сосуда выгружают и пропускают через циклонную сушилку при 218 С и поддержании 100%-ной пао роной атмосферы в течение 8 с.

Подвергнутый увеличению в объеме табак повторно доводят до содержания н нем влаги от 6,1 до 12%.

Кон: нный продукт имеет наполняющую способность (объем цилиндра)

53 см /10 г по сравнению с контрольной величиной 38 см /10 г.

Пример ы 2-5. Четыре образца по 283,5 г каждый светлого нарезанного табака обрабатывают каждый в отдельности следующим образом

Каждый образец помещают н вакуумный сосуд, как описано в примере 1.

Вакуум доводят до 635 мм рт.ст., образцы пропитывают холодной нодон, как описано в примере 1, соответственно до содержания влаги 50, 67, 75 и 80о путем вакуумного всасынания. В каждом случае вакуумный сосуд помещают н баню, охлаждаемую смесью льда с хлористым натрием до -27 С. Вакуум в каждом о опыте поддерживают 762 мм рт.ст. После 1 ч установления равновесия вакуум отключают и образец пропускают через циклонную сушилку при 218оС в 100оо-ной паровой атмосфере. Время пребывания в сушилке изменяют н зависимости от содержания влаги.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 1.

Растворение шки, полняю- в горяВ .щая спо- чей собность, воде,, см /10 r %

772464

Т а б л и ц а 2

8 9 10

67 75 80

30 50

30 50 67 75

5,2 6,2 3,2

9,5 11,5 7,5 7,3 7,0 6,2 7,0

70 67 87

8 8 12

68 66

4 4

42 70 75

4 8 8

42 43 43

39 36

39 40 52 58

Образец

14 Контроль

13, 12

Влажность после пропитки, Ъ

Толщина, мкм

Повторная наполняющая способность, см /10 r

100

204

50 67 75

103 107 204

58

42

Данные табл. 1 показывают, что с увеличением содержания влаги наполняющая способность увеличивается, если другие параметры расширения остаются неизменными. Анализируемая потеря компонентов, растворимых в горячей воде, мала, причем такая потеря может являться результатом химических изменений во время расширения вследствие вымывания растворимых компонентов.

Пример 6. Две серии образцов по 9080 г каждый пропитывают в сферическом вакуумном сосуде. В первой серии вакуум поддерживают

762 мм рт.ст. и в сосуд вводят холодную ноду до содержания влаги 30-80Ъ, при котором набухшая структура наполнителя "оседает" вследствие образования льда. Этого достигают пропусканием охлажденного раствора этиленгликоЗамороженные образцы

Показатель

1 2 3 4

Влажность после пропитки Ъ

Влажность после сушки, Ъ

Наполняющая способность, см /10 г 49

Время пребывания,с 4

Наполняющая способность после повторного увлажнения до 12Ъ, см /10 г

Данные табл. 2 показывают, что повторная наполняющая способность табака,набухшая структура которого стаби-45 лиэиронана образованием льда перед снятием вакуума и "оседанием" структуры при нагревании, выше, чем повторная наполняющая способность незамороженного материала, это указывает íà 5g необходимость стадии замораживания для получения максимального расширения н данном процессе. ля н воде при соотношении 50:50 через стенку устройства для пропитынания при -30 С.

После периода установления равновесия в течение 2 ч при вакууме

711 мм рт.ст. и температур 2,2"C вакуум постепенно сбрасывают. Образцы пропускают затем через циклонную сушилку при 260 С.

Во второй серии проводят опыт так же, как .н первой, но не пронодят стадию замораживания, а равновесие устанавливают при 21,1 С.

Как замороженный, так и незамороженный пропитанные водой наполнители нагренают, как описано н примерах

2-5.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 2.

Незамороженные образцы

Пример 7. Образцы по 9080 г пропитывают в сферическом сосуде, как описано в примере 6 (заморэжен— ные образцы).

Измеряют толщину пропитанных образцов и подвергают увеличению н объеме, как описано ранее.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 3.

Табл и ц а 3

7 i?464

Т а б л и ц а 4

Наполняющая способность, см /10 г

60

Компоненты, растворимые в горячей воде, Ъ

49,8

55,2

56,4

Количество сливаемой воды, r

708,75 0

Различия в процессе

Отношение вода/табак

10:1

4:1

Количество слитой воды, г

708,75 0

Время пропитывания и замораживания, мин

240

Товарные свойства табака после удаления иэ-под вакуума на замораживание

Низкие

Хорошие (влажный) (замороженный) Легкость удаления продукта для расширения

Один аковая

Одинаковая

Р«зультаты опытон показывают, что .;,;соконабухшие образцы имеют наиболь.ую степень увеличения в объеме. ОтeóTcTB) àò заметное набухание при содержании влаги 67%. Расширение обеспечивается стабилизацией набухшей структуры льдом, которая обычно разрушается при постепенном сбрасывании вакуума. Процесс нагревания сохраняет установленную структуру по мере уменьшения содержания влаги.

Пример 8. Проводят эксперимент для сравнения между процессом расширения, включающим сушку при замораживании (метод А) и процессом по изобретению (метод Б), для сравнения приводят контрольный образец, который не подвергают увеличению в объеме.

Метод А. 283,5 r наполнителя иэ нарезанного светлого табака с влажностью 14 вес.% распределяют на поддоне и помещают в вакуумную камеру.

Камеру уплотняют и вакуумируют до

737 мм рт.ст.

Воду дозируют при 20 С в поддон о путем вакуумного всасывания до полного покрытия кусков табака, который сверху покрывают сеткой из проволоки для исключения его флотирования к поверхности воды.

В данном случае добавляют 2835 r воды. Затем вакуум отключают и выгружают поддон с образцами, слив с поддона замеряют и поддон затем помещают .Ф в морозильный аппарат на 2 ч.

Замороженный наполнитель лиофилируют при 0 С в отдельной ячейке в о промышленной установке для сушки при замораживании в течение 24 ч.

Метод Б. 283,5 г нарезанного светлого табачного .наполнителя с влажностью 14 вес.% помещают в вакуумный сосуд, как описано выше, при вакууме

737 мм рт.ст.

Табак пропитывают 1134 г воды при

20 С. Не удаляя наполнитель, через о рубашку сосуда в течение 15 мин пропускают смесь ацетона с сухим льдом щ до момента замораживания продукта.

Затем вакуум отключают и замороженный наполнитель пропускают через циклонную сушилку при 218,3 С с испольо зованием 1003-ной паровой атмосферы в течение 4 с.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 4.

772464

Продолжение табл. 4

Расширение

Метод фиксации

Сушка при Нагревание замораживании

Время расширения (фиксации), с

86,400

Наполняющая способность продукта

Одинаковая

Одинаковая

Физический наружный цвет

Светлее Аналогичный контроль- контрольного ному

Общее время, ч

30 1

Формула изобретения

Составитель А. Бражникова

Редактор Е. Корина ТехредЖ.Кастелевич Корректор С. Шекмар

Заказ 6726/74 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, при использовании предлагаемого способа наполняющая способность табака увеличивается до

50-70 cM /10 г по сравнению с 3539 см /10 г по известному способу, Э т.е. примерно в 1,4-1,8 раза.

Способ увеличения объема табака, предусматривающий его пропитывание водой с последующим замораживанием в вакууме и сушкой, отличающийся тем, что, с целью уско2$ рения процесса, перед пропитыванием табак вакуумируют, при этом сам процесс пропитывания проводят при давлении 360-760 мм рт.ст. и температуре

0-80 С путем распыления воды в течео

gg ние 2-30 мин до содержания влаги 100400 ч. по весу к 100 ч. табака, а сушку табака ведут при 120-320 С в течение 0,5-12 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США В 3823722, кл. А 24 В 3/18, опублик. 1974.