Brevet FR2525875A1 — publié le 19831104

Procédé de fabrication d'un matériau à base de tabac convenant à la fabrication des -c ae E-tes. La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un matériau à base de tabac convenant à la fabrication des cigarettes. A la fabrication des cigarettes, les feuilles de tabac sont traitées en vue de séparer les tiges des limbes Ces derniers sont déchiquetés et les tiges ne peuvent pas être utilisables tels quels pour la fabrication des cigarettes tandis que les tiges doivent subir un traitement préparatoire en raison de leur diamètre relativement grand, de leur dureté et de leurs mauvaises propriétés de combustion. Or, les tiges, pétioles et pédoncules de tabac constituent une proportion importante de la feuille, habituellement d'environ 20 à 25 % de son poids, et contiennent des goudrons, de'la nicotine et d'autres matières communes aux limbes Par suite, on a déjà tenté antérieurement de traiter les tiges, pédoncules et pétio- les en vue de les utiliser dans des articles à fumer; en général, ces tentatives n'ont pas donné les résultats recherchés. Un procédé antérieur qui a été adopté consiste à passer les tiges, habituellement après humidi- fication à environ 30 % en poids d'humidité, entre des cylindres qui les broient et les forment en feuilles qu'on découpe et déchiquette pour mélange avec les limbes déchiquetés servant à la fabrication des articles à fumer. Le produit obtenu dans cette opération est couramment appelé "cut rolled stem" (CRS) (tige laminée découpée). Le CRS a des inconvénients: il a une capacité de remplis- sage limitée, c'est-à-dire une aptitude limitée à remplir un tube de cigarette, et, par conséquent, il faut plus de matière dans le tube de cigarette pour parvenir à la même dureté de cette dernière. Une variante de ce procêde de la technique antérieure consiste à tremper et à sécher rapidement le CRS; on obtient un produit appelé couramment "enhanced cut rolled stem" (CRS amélioré) dont le pouvoir de remplissage est amélioré zomparative- ment au CRS. Un autre procédé de la technrque antérieure est décrit dans le brevets des Etats-Unis d'Amérique n 4 094 323; dans ce procéde, on conditionne d'abord les tiges à une température de 115 à lo 70 C sous pression, puis on les soumet à transformation en fibres et dilatation à l'aide d'un déchiqueteur sous pression constitué de plateaux nervurés étroitement espacés tournant à contre-sens, à une température élevée, d'envi- ron 115 à 170 C Ce procédé donne une matière à base de tige transformée en fibres et dilatée présentant, compara- tivement au CRS et au CPS amélioré un pouvoir de remplissage nettement supérieur. Toutefois, ce dernier procédé de la technique antérieure donne également une proportion consi- dérable de fines particules ou "poussière", cu'on mesure en faisant passer sur un tamis à ouverture de mailles de 1 mm; cette proportion est habituellement d'environ 30 % en Poids et cette poussière convient mal à l'utilisation directe dans la fabrication des cigarettes La matière en particules peut être séparée des tiges transformées en fibres et dilatées avant utilisation de ces dernières et peut être utilisée pour reconstituer des feuilles de tabac, mais un tel procédé n'est pas toujours possible et demande des traitements supplémentaires Les propriétés attribuées à la matière de tige transformée en fibres dans le brevet des Etats-Unis d'Amériaue n 4 094 323 Drécité ont été déterminées après séparation de la matière en fines particules. De surcroît, si la matière de tige transformée en fibres et dilatée a un pouvoir de remplissage nettement amélioré comparativement au CRS ou au CRS amélioré, d'autres propriétés donnent moins satisfaction du point de vue de l'utilisation La vitesse de coabustion de la matière est nettement accrue comparativement au CRS et au CRS amélioré, ce qui signifie que si, pour la même dureté globale de la cigarette, on peut utiliser un poids combiné de limbes de tabac et de tiges de tabac déchiquetés inférieur à celui d'un mélange de limbes de tabac déchiquetés et de CRS, l'augmentation de la vitesse de combustion de la cigarette résultant de la moins forte proportion de tabac et de la vitesse de combustion plus forte de la matière de tige déchiquetée et dilatée constitue un inconvénient. En outre, la chute de pression le long d'une cigarette préparée dans ces conditions est nettement plus forte que pour une cigarette préparée à partir de CRS amélioré, laquelle est elle-même plus forte que pour une cigarette préparée à partir de CRS dans les mêmes conditions de fabrication La chute de pression le long de la cigarette caractérise l'effort fait par le fumeur pour inspirer de la fumée de la cigarette dans sa bouche et, en général, les faibles valeurs sont considérées coene moins satisfaisantes que les fortes valeurs. La présente invention a pour but d'obtenir un mélange à fumer comprenant des limbes déchiquetés et une matière de tige déchiquetée laquelle présente une vitesse de combustion amoin- drie et un pouvoir de remplissage amélioré, sans amoindrissement appréciable des caractéristiques de chute de pression et en évitant la production de grandes quantités de matière en fines particules - au cours de la formation des tiges déchiquetées. Pour atteindre ce but, la présente invention perfectionne un procédé de fabrication de cette matière à base de tabac, ce procédé connu consistant à humidifier une nasse de tiges de tabac jusqu'à une teneur globable en humidité comprise entre et 60 % en poids, à défibrer mécaniquement cette masse de tiges humidifiée pour former une masse fibreuse déchiquetée et à mélanger cette masse fibreuse déchiquetée, avec des limbes de tabac déchiquetés. Conformément à l'invention, le procédé perfectionné consiste également à sécher partiellement la masse fibreuse déchiquetée pour former une masse fibreuse déchiquetée partiellement séchée dont la teneur globale en humidité est abaissée et comprise entre 19 et % en poids, à mélanger cette masse fibreuse déchiquetée partiellement séchée avec une masse de limbes de tabac déchiquetés ayant une teneur globale en humidité substan- tiellement semblable et à sécher le mélange ainsi forré pour que la teneur en humidité soit abaissée et comprise entre 10 et 16 % en poids. Comme on l'a dit précédemment, le procédé comprend un traitement initial d'une masse des tiges, pétioles, pédoncules ou déchets de tabac par l'eau, le déchiquetage mécanique de la matière traitée à pression atmosphérique et le séchage du mélange au niveau voulu. (a) Traitement préliminaire des -tiges, pétioles, pédon- cules et déchets de tabac. Dans ce premier stade du procédé, on traite par l'eau une masse de tiges, pétioles, pédoncules ou déchets de tabac, qu'on peut découper d'abord aux longueurs voulues par exemple environ 12 à 150 mm. Le traitement à l'eau est effectué de manière à répartir l'eau uniformément dans toute la masse des tiges, pétioles, pédoncules et déchets et de les tremper uniformément à une teneur globable en humidité d'environ 30 à 60 % en poids et, de préférence, d'environ à 60 % en poids. Le procédé comprend le trempage de la masse de tiges, pétioles, pédoncules et déchets dans l'eau à pression atmosphérique de manière à éviter toute perte appréciable d'eau extractible de la masse On parvient à ce résultat en exposant d'abord la masse de tabac à l'eau pendant une durée d'environ 5 à 15 minutes de manière à permettre un trempage complet de la masse. L'eau a un volume suffisant pour permettre de parvenir à la teneur voulue en humidité et peut être à une température quelconque appropriée allant jusqu'au point d'ébullition, par exemple à une température d'environ 15 à 900 C; les températures plus élevées accélèrent l'absorption de l'eau. La masse traitée à l'eau est ensuite conservée dans un endroit confiné de manière à permettre la pénétration de l'eau d'imprégnation dans toute la masse et dans les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac, avec une répartition uniforme Ce maintien en lieu confiné peut durer d'environ 15 minutes à 24 heures et, -de préférence, d'environ 1 à 4 heures. On peut aussi exposer la masse de tabac à l'eau dans un tambour de conditionnement approprié pendant une durée suffisante pour parvenir à la teneur globale voulue en humidité. (b) Déchiquetage mécanique des tiges, pétioles, pédoncules et déchets trempés. La masse des tiges, pétioles, pédon- cules et déchets trempés obtenus au stade préliminaire est soumise à déchiquetage mécanique entre des surfaces déchi- queteuses étroitement espacées à pression atmopshérique la masse des tiges, pétioles, pédoncules et déchets est déchiquetée sous une forme pratiquement fibreuse. Cette opération de déchiquetage mécanique est tout à fait différente de celle adoptée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 094 323 précité dans lequel on travaille sous pression et à haute tempé- rature Conformément à l'invention, on opère à pression atmosphérique et à température beaucoup plus basse, ce qui fait que l'appareillage nécessaire est plus simple et nécessite moins d'énergie Les effets de ces différences sont très importants en ce que, conformément à l'invention, on produit une matière de tige déchiquetée dont les propriétés sont très différentes de celles des produits de la technique antérieure, et très supérieures à celles de ces produits comme on l'a vu en détail ci-dessus, et en outre en ce que, conformément à l'invention et commara- tivement à la technique antérieure, on produit moins de matière en particules. L'appareillage convenant pour l'opé- ration de déchiquetage mécanique est un raffineur a disques rotatifs du type fabriqué par les firmes Bauer Bros, Sprout-14 aldron et American Defibrator Le raffineur à disques comprend deux plateaux analogues à des disques étroitement espacés et dont l'un au moins présente, sur une face, un relief conçu pour déchiqueter la matière introduite entre les plateaux. Le raffineur à disques peut être du type comportant un plateau fixe et un plateau rotatif ou de préférence du type dans lequel les deux plateaux tournent en sens opposé Dans le cas o un seul plateau tourne, l'espace entre les plateaux est habituellement d'environ 25 à 250 microns, alors que, dans le cas o les deux plateaux tournent en sens inverse, l'espacement va d'environ 1,25 à 7,5 mm et, de préférence, de 3,25 à 4,5 mm Les valeurs optimales d'espacement des plateaux et de relief, de vitesse de rotation et de durée opératoire sont facilement déterminéespour un mélange particulier de tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac et pour le type de raffineur à disques utilisé Le produit obtenu après passaae au - raffineur a en général l'aspect et la dimension des limbes de tabac déchiquetés, c'est-à-dire la forme de faisceaux de fibres emmêlées sans être serrées. Lors de l'opération de dechiauetage mécanique, en raison du frottement entre les nervures du plateau et le mélange des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac, il se produit une certaine augmentation de température La masse imprégnée d'eau des tiges,pétioles, pédoncules et déchets de tabac peut être envoyée à l'ooé- ration de déchiquetage mécanique à une température quelconque appropriée, jusqu'au point d'ébullition de l'eau. L'effet de la chaleur sur le produit final consiste dans une augmentation du pouvoir de remplis- sage et de la chute de pression et en une diminution simultanée de la vitesse de combustion Par conséquent, on peut utiliser la température de la masse pour agir sur ces paramètres. La température se situe habituellement entre 15 et 900 C environ Si on désire opérer à basse température, on peut maintenir la masse envoyée au déchi- quetage mécanique à une température d'environ 10 à 350 C et, de préférence, d'environ 15 à 250 C. (c) Séchage de la matière déchiquetée - Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés sortant de l'opération de déchiquetage mécanique sont séchés par un moyen quelconque voulu à la teneur voulue en humidité Habituellement, la teneur finale en humidité se situe dans l'intervalle d'environ 10 à 16 % en poids, de préférence d'environ 12 à 15 % en poids, car les produits à fumer et, par exemple, les cigarettes ont des teneurs en humidité dans cet intervalle Il n'est pas nécessaire de séparer les particules au préalable. Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés peuvent être séchés à la teneur finale voulue en humidité avant mélange avec les limbes de tabac déchiquetés, habituellement à des propor- tions d'environ 2 à 50 % en poids de tiges, pétioles, pédoncules et déchets déchiquetés, le solde consistant en limbes de tabac déchiquetés; 'cependant, on peut aussi sécher partiellement à une teneur intermédiaire en humidi- té, mélanger ensuite avec les limbes de tabac déchiquetés à une teneur analogue en humidité, et sécher finalement le mélange à la teneur voulue en humidité. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la matière déchiquetée est déchargée directement du raffineur à disques dans un courant d'air qui maintient les fibres à l'état pratiquement séparé. Cette action peut être combinée avec le refroidissement de la matière déchiquetée si on travaille avec un courant d'air à une température inférieure à celle de la matière sortant de déchiquetage et, Dar exemple, à une température d'environ 20 à 250 C. Lorsau'on maintient ainsi les fibres à l'état séparé, on évite les risques de prise en masse ou d'emmêlage et de torsion des fibres avec formation de masses analogues à des balles qu'on ne peut pas utiliser dans le produit final Lorsque les fibres déchiquetées ont été déchargées du courant d'air, par exemple à l'aide d'un piège à air à enveloppe flexible, elles sont séchées, au début jusqu'à une teneur en humidité d'environ 19 à 35 % en poids, dans un appareil quelconque classique de séchage de l'industrie du tabac, par exemple un séchoir à tambour rotatif. On sépare ensuite des fibres les "balles" par une technique quelconque classique de triage, par exemple par séparation à l'air, et on recycle les balles au raffineur Les tiges, pétioles, pédoncules et déchets déchiquetés peuvent alors être séchés à la teneur finale en humidité ou mélangés avec des timbes de tabac déchiquetés, et le mélange séché à la teneur finale en humidité. Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir des tiges, pétioles, pédoncules et déchets de tabac déchiquetés à l'état pratiquement fibreux sans production appréciable de poussière et sans faire appel à des fortes pressions et des hautes températures En outre, la matière à base de tige de tabac déchiquetée, obtenue conformémxent à l'invention, présente un ensemble de propriétés supérieur à ceux de tous les produits à base de tiges de tabac traités de la technique antérieure. R E V E N D I C A T I O N S I. Procédé de fabrication d'un matériau à base de tabac convenant à la fabrication des cigarettes, consistant à humidifier une masse de tiges de tabac jusqu'à une teneur globale en humidité comprise entre 30 et 60 % en poids, à défibrer mécaniquement cette masse de tiges humidifiée pour former une masse fibreuse déchiquetée et à mélanger cette masse fibreuse déchiquetée avec des limbes de tabac déchiquetés, carac- térisé en ce qu'il consiste également à sécher partiel- lement la masse fibreuse déchiquetée partiellement séchée dont la teneur globale en humidité est abaissée et comprise entre 19 et 35 % en poids, à mélanger cette masse fibreuse déchiquetée partiellement séchée avec une masse de limbes de tabac déchiquetés ayant une teneur globale en humidité substantiellement semblable et à sécher le mélange ainsi formé pour que la teneur en humidité soit abaissée et comprise entre 10 et 16 % en poids - 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la masse fibreuse déchiquetée par- tiellement séchée et la masse de limbes de tabac déchi- quetés sont mélangés dans la proportion de 2 à 50 % en poids pour la première et de 98 à 50 % en poids pour la deuxième.