Brevet FR2543799A1 — publié le 19841012

Proc 9 dd amélioré de traitement du tabac. La présente invention concerne un procédé pour traiter les tiges de tabac et elle concerne plus particu- lièrement un procédé dans lequel on mouille les tiges de tabac dans des conditions prédéterminées, on hache les ti- ges et on les sèche dans des conditions d'humidité élevée. Dans la fabrication d'articles à fumer qui com- portent un pourcentage prédéterminé de tiges de tabac, il est courant de mouiller ces tiges pour en réduire la fragi- lité et obtenir un produit avec des dimensions de particu- les plus uniformes avant de réduire les tiges à une dimen- sion de particules d'une valeur prédéterminée appropriée pour préparer les articles à fumer dans lesquels seront incorporées les tiges Après que les tiges ont été mouillées et réduites à la dimension de particules prédéterminée, il est également nécessaire de réduire le taux d'humidité des tiges de tabac à un niveau en dessous de celui auquel est réalisée la réduction des dimensions. L'une des manières de réduire les tiges à une dimension de particules prédéterminée est de hacher les ti- ges avant tout traitement ultérieur afin de défibrer les tiges et d'augmenter leur pouvoir de remplissage Divers procédés sont connus dans la technique pour effectuer cette réduction par hachage Par exemple, le brevet US-3 204 641 enseigne un procédé pour produire des tiges de tabac en réglant le taux d'humidité des tiges dans la plage comprise entre 40 et 65 % environ en poids et en hachant les tiges humides à une diiension présélectionnée appronriée nour la fabrication des cigarettes avant de sécher le produit pour l'amener à un taux d'humidité approprié pour son utilisation dans les ci- garettes Le brevet US-4 094 323 enseigne un procédé pour mouiller les tiges de tabac et arriver à un taux d'humidité compris entre 10 et 50 % environ en poids, tout en mainte- nant la température des tiges entre environ 115 et 1700 C, à une pression relative présélectionnée de 0,7 à 7 Kg/cm 2, les tiges traitées étant ensuite défibrées mécaniquement sous cette pression par hachage Le brevet US-4 195 646 en- seigne un procédé pour hacher les tiges de tabac en fendant ces tiges longitudinalement selon leur fil, en supportant les sections de tiges dans un fluide et en frappant ces sections avec un instrument émoussé pour séparer ces sec- tions en fragments hachés en forme de fibrilles En outre, la demande de brevet britannique 2 078 085 enseigne un pro- cédé dans lequel on trempe les tiges de tabac pour leur pro- curer un taux d'humidité de 30 à 60 O en poids, on hache les tiges imbibées et on les sèche ensuite au taux d'humi- dité désiré, les tiges ayant été amenées à une température pouvant atteindre le point d'ébullition de l'eau avant le stade du hachage. Comme on peut le voir de cette technique anté- rieure, on sait depuis longtemps dans le domaine de trai- tement du tabac hacher des tiges de tabac mouillées pour atteindre un taux d'humidité à l'intérieur d'une plage pré- sélectionnée et ensuite réduire le taux d'humidité des ti- ges hachées au niveau désiré pour l'article à fumer dans lequel doivent être incorporées les tiges hachées La ré- duction des tiges au taux d'humidité désiré était effectuée par des moyens de séchage conventionnels de la manière con- ventionnelle pour obtenir le résultat désiré. On connaît dans la technique un certain nombre de procédés pour chauffer et sécher des particules de tabac humides obtenues par coupe et laminage en soumettant les particules à des courantsde gaz chaud, maintenus à des tem- pératuresprésélectionnées Par exemple, le brevet US-3 357. 436 et le brevet allemand 2 253 882 enseignent des procédés dans lesquels des côtes de tabac coupées mouillées l'ont été pour atteindre un taux d'humidité compris entre 24 et % en poids, et ensuite séchées par des gaz à une tem- pérature comprise entre 121 et 3700 C pendant de brèves périodes allant de 0,3 à 3 secondes pour atteindre rapide- ment des taux d'humidité aussi faiblesque 6 % en poids. Le brevet US-3 734 104 enseigne le traitement de tiges de tabac écrasées laminées, qui ont été mouillées à un taux d'humidité compris entre environ 24 et 60 % en poids, avec un courant de gaz chaud contenant au moins 30 % de vapeur pour chauffer les tiges à environ 96 à 400 CO pendant une brève durée comprise entre 0,5 et moins de 3 secondes. En outre, le brevet US plus récent 4 167 191 enseigne un procédé pour sécher du tabac coupé expansé à une tempéra- ture comprise entre environ 121 et-345 o C environ, en pré- sence d'une humidité absolue à un taux supérieur à celui qui procurerait une température de bulbe humide d'au moins 650 C environ - Comme on peut voir de ce qui précède, ces divers procédés de séchage du passé le plus récent ont été utilisés en liaison avec du parenchyme et des tiges de tabac coupées le tout à une dimension présélectionnée. La présente invention constate que c'est un sou- hait des procédés passés de hachage des tiges de tabac d'op- timiser l'utilisation économique des tiges dans les articles à fumer en transformant les tiges en un produit approprié à son incorporation dans un article à fumer, avec un valeur de remplissage aussi élevée que possible En outre, la pré- sente invention constate que c'est un souhait des procédés passés de séchage d'une humidité élevée de réduire le taux d'humidité du tabac expansé, généralement à une valeur dé- sirée, tout en minimisant les pertes possibles dans le pou- voir de remplissage En constatant les buts de ces deux systèmes de traitement indépendants, la présente invention combine les divers stades de chacun en une nouvelle combi- naison de stades pour obtenir des valeurs de remplissage inconnues jusqu'ici dans la technique. La présente invention procure en outre une nou- velle séquence économique et simple de stades pour traiter les tiges de tabac afin de réduire leur dimension de par- ticules et cependant d'optimiser en même temps leur pou- voir de remplissage pour des articles à fumer. Diverses autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront aux spécialistes de la technique à la lecture de la description ci-après. De façon plus particulière, la présente invention procure un procédé pour traiter des tiges de feuilles de tabac pour obtenir un produit utilisable dans des articles à fumer, dans lequel on règle le taux d'humidité des tiges de feuilles de tabac à un pourcentage présélectionné en poids, on hache les tiges à une dimension de particules présélection- née appropriée pour l'utilisation dans les articles à fumer à produire, et on réduit le taux d'humidité des tiges hachées en chauffant les tiges dans un gaz ayant une température initiale comprise entre environ 121 et 3450 C en la présence d'une humidité absolue supérieure à celle qui produirait une température de bulbe humide d'au moins 650 C. En se reportant au dessin, la figure montre une feuille d'opérations schématique montrant grossièrement les stades impliqués en traitant des produits d'essais identiques par quatre procédés différents, dont deux sont connus et dont le troisième et le quatrième sont conformes à la présen- te invention. En se reportant à la feuille d'opérations schéma- tique de la figure, on peut voir qu'un produit d'essai ap- proprié à base de tabac est traité de quatre manières diffé- rentes, les procédés A et B étant des procédés connus dans la technique de traitement des tabacs et les procédés C et D étant conformes à la présente invention. Le premier stade de chaque procédé consiste à mouiller le tabac pour l'amener au taux d'humidité désiré en poids Dans le procédé A, qui est un procédé connu pour produire des tiges traitées à l'eau, on mouille d'abord une quantité prédéterminée du produit d'essai avec de l'eau jusqu'à ce qu'il contienne environ 42 % d'eau en poids Il est ensuite coupé en lamellessur la base d'environ 63 coupes par centimètre et il est ensuite séché par un procédé de séchage d'humidité élevée similaire à celui décrit dans le brevet US-4 167 191 précité, à une température comprise entre environ 121 et 3450 C, en présence d'une humidité ab- solue supérieure à celle qui produit une température de bulbe humide d'au moins 65 o C. Dans le procédé B, qui est également un procédé connu pour traiter le tabac, une quantité prédéterminée identique du produit d'essai est d'abord mouilléeavec de l'eau jusqu'à ce qu'il contienne environ 55 14 d'eau en poids. Ensuite, au lieu de le couper, il est haché dans un raffi- neur Bauer du type à deux disques tournants, un tel raffineur étant connu dans le domaine du hachage du tabac et étant dis- ponible chez Bauer Bros Comnany, Springfield, Ohio Le stade de hachage peut être effectué de façon satisfaisante avec les disques espacés jusqu'à 7,6 mm environ et notamment es- pacés d'environ 4,6 mn Il est bien entendu qu'on peut éga- lement utiliser d'autres types de hacheurs au stade de ha- chage Par exemple, on peut utiliser un hacheur à deux dis- ques tournants, Sprout, Waldron & Co, les disques étant es- pacés d'environ 1 mm Le tabac haché est ensuite soumis au stade de séchage conventionnel de faible humidité dans une étuve tournante à des températures comprises entre en- viron 121 et 2050 C. Dans le procédé C selon l'invention, une quantité prédéterminée identique du produit d'essai est d'abord mouil- lée avec de l'eau jusqu'à ce qu'il contienne environ 20 à % d'eau en poids (sur une base sèche) et de façon avan- tageuse environ 55 % d'eau en poids (comme dans le procédé B) Il est d'abord haché, soit sur un hacheur Bauer, soit sur un hacheur Sprout, Waldron, d'une manière similaire au procédé B Cependant, la similitude des stades se termine au moment o le produit d'essai haché est soumis à un processus de séchage d'humidité élevée dans des plages similaires à celles indiquées dans le brevet 4 167 191 précité pour le scaferlati De façon avantageuse, selon la présente inven- tion, le tabac haché est amené à une température d'entrée prédéterminée comprise entre environ 15 et 1000 C, et le taux d'humidité du tabac haché dans la présente invention est ré- duit en chauffant le produit traité dans un mélange d'air et de vapeur d'eau à une température initiale d'environ 121 à 3450 C, de façon avantageuse environ 2600 C, en présence d'une humidité absolue supérieure à celle q ui procure une tempé- rature de bulbe humide d'au moins 650 C, et de façon avanta- geuse de 990 C On a également trouvé avantageux de sécher les tiges hachées dans le procédé précité jusqu'à ce que le taux d'humidité soit d'environ 5 à 25 % en poids et avantageusement environ 14 % en poids. Dans le procédé D selon l'invention, une quantité prédéterminée identique du produit d'essai est d'abord mouil- leeavec de l'eau jusqu'à ce qu'il contienne environ 20 à 80 % d'eau en poids (sur une base sèche), et de façon avantageuse % d'eau en poids (comme danslesprocédès B et C) Le tabac mouillé est alors soumis à la vapeur et le taux d'humidité du tabac s'élève d'au moins 2 % Un traitement avantageux à la vapeur consiste à amener le tabac mouillé dans un cylindre fermé fixe à l'intérieur duquel se trouve une vis d'avance- ment La vapeur est introduite par des ouvertures dans le fond du cylindreet vient en contact avec le tabac avançant dans la vis Le tabac ainsi traité est ensuite amené à un équipement de séchage d'humidité élevée comme dans le procédé C. Lorsqu'on effectue l'essai des produits soumis aux procédés précités A, B, C et D, on utilise deux types de ta- bac Dans le premier jeu des résultats d'essais indiqués dans le tableau I ci-après, on utilise des produits d'essais cons- titués entièrement par des tiges de tabac, soumises aux qua- tre procédés précités, pour produire des articles à fumer sous forme de cigarettes Dans le deuxième jeu de résultats d'essais indiqués dans le tableau II également décrit ci- après, on utilisé des produits d'essai constitués par un mélange de 83 % en poids de parenchyme (coupé sur la base de 12 coupes par centimètre) et 17 % en poids de tiges hachées pour produire des articles à fumer sous la forme de cigarettes. Les procédés A, B, C et D décrits ci-dessus furent utilisés sur les tiges pour arriver aux produits d'essais finaux dans le tableau II en mélangeant le parenchyme préparé d'une ma- nière connue, comme décrit dans le brevet 4 167 191 précité, et les tiges de tabac selon un rapport de 83 à 17 % en poids, après le stade de séchage des tiges, comme dans chacun des procédés décrits ci-dessus, A, B, C et D. Les tableaux I et II ci-après décrivent les résul- tats de dix types d'essais effectués sur les produits d'es- sais produits par les procédés décrits ci-dessus, A, B, C et D Six des dix essais, à savoir l'essai de "densité" à sec, l'essai de "perte de charge à travers le tabac", les deux essais "d'oxyde de carbone (par cigarette et par bouffée), l'essai du "nombre de bouffées", et l'essai du "taux de combustion" sont des essais standard utilisés dans les tech- niques de traitement du-tabac, et de ce fait, elles ne se- ront pas décrites plus en détails ci-après. L'essai de "fermeté", qui consiste à déterminer la fermeté d'une population de cigarettes est effectué sur un groupe de 25 cigarettes fabriquées à partir des tabacs d'es- sai et dont on mesure la fermeté par une série de bras de 12 poids chacun avec une charge effective d'environ 60 g On compte pour un à chaque essai, chaque déformation d'environ 0,15 mm de la cigarette Les comptages de fermeté sont cal culés comme étant la moyenne des totaux de comptage pour 25 cigarettes Ces comptages réels sont calculés pour un taux d'humidité standard de 13,5 % en poids après détermination du taux d'humidité réel des échantillons. L'essai de "taux de remplissage Borgwaldt", qui est utilisé pour déterminer le taux de remplissage des ta- bacs d'essai, s'effectue sur un poids déterminé de tabac d'essai comprimé dans un cylindre sous une charge libre de 3 kg pendant une durée de 30 secondes Le poids de l'échan- tillon et la hauteur de la colonne de tabac comprimé sont utilisés pour calculer le pouvoir de remplissage de l'échan- tillon exprimé en cc/g Les résultats sont enregistrés pour l'humidité d'essais (non corrigée) et pour un taux d'humi- dité calculé de 14 % en poids (corrigé). L'essai de "stabilité des bouts" qui sert à déter- miner la quantité des extrémités de tabac perdues après retournements s'effectue sur un groupe de 50 cigarettes fa- briquées à partir des tabac d'essai, pesées; placées dans une chambre ovale et retournée La chambre ovale est faite de tiges de 3 mm s'étendant parallèlement aux cigarettes à essayer pour procurer une chambre ou cage avec des extré- mités pleines On fait tourner la chambre ou cage ovale à tours par minute pendant une durée de 3 minutes La dif- férence en poids avant et après l'essai est divisée par le nombre de bouts de tabac exposés ( 50 ou 100 selon la pré- sence ou l'absence de filtres), et le résultat est exprimé en mg de tabac perdu par bout. L'essai de "retenue des braises" qui est utilisé pour déterminer la tendance du tabac en combustion à se sé- parer des cigarettes, est effectué sur un groupe de 30 ci- garettes divisé en deux lots similaires, chacun comportant cigarettes préparées à partir de tabac d'essai Les 15 cigarettes de chaque lot sont introduites étroitement dans des trous alignés de dimension appropriée, d'une barre de fixation avec 55 mm de chaque cigarette s'étendant du côté bouche de la barre et le reste du côté d'allumage Une bar- re d'allumage est amenée de façon répétitive sur les extré- mités des cigarettes pendant environ 10 à 15 secondes, de manière que la fumée s'élève tranquillement des bouts de cigarettes On laisse brûler librement les cigarettes pres- que jusqu'à la barre de fixation plus ou moins 5 mm, et lorsqu'environ 5 à 7 cigarettes ont ainsi brûlé,on frappe sur la barre de fixation pendant 30 secondes Le nombre de braises retenues sur des cigarettes comprises dans les essais des deux lots (les cigarettes brûlant rapidement et lentement non brûlées jusqu'à un certain repère sont exclues)est divisé par le nombre de cigarettes compté dans l'essai et multiplié par 100 pour déterminer le pourcentage de "braise" retenue. Les résultats de ces dix essais sont indiqués sur le tableau I et sur le tableau Il suivants. T A B L E A U I (Cigarettes contenant 100 % de tiges et d'égale densité) Procédé A B C D 1. Essai de fermeté (comptage/25 cigarettes) (taux d'humidité et densité identiques ( 1)) 2. Essai de densité à sec (mg/cc) 3. Essai de perte de charge à travers le tabac (mn H 20) ( 2) 4. Essai de Co (ng/cig) ( 2) 5. Essai de OD (wg/bouffée) ( 2) 6 Essai de nombre de bouffées ( 2) 7. Essai de taux de combustion ( 2) 8. Essai de taux de remplissage Borgwaldt (cc/g) ( 3) 9. Essai de stabilité des bouts (mn/cig) 10. Essai de retenue des braises (%) ( 1) taux d'humidité 13,5 % ( 2) à 160 M/cc ( 3) taux d'humidité 14 % ( 4) à environ 166 gq/cc ( 5) à environ 130 m/cc ( 6) à environ 136 mg/cc ,6 9,6 2,8 2,2 3,8 9,9 ,5 1,0 ( 4) 94 ( 4) 4,3 8,3 ,7 9,6 2,0 4,8 8,0 8,0 ,0 2,2 4,6 8,6 8,2 57,0 ( 4) 7,0 ( 5) 18,0 ( 6) 96 ( 4) ( 5) 100 ( 6) / densité 160 mg/cc T A B L E A U II (Cigarettes contenant 83 % de parenchyme et 17 % de tiges coupées) Procédé A B C D 1. Essai de fermeté (camptage/25 cigarettes) (taux d'humidité et densité identiques) ( 1) 2. Essai de densité à sec (na/cc) 3. Essai de perte de charge à travers le tabac (rm H 20) ( 2) 4. Essai de CO (mn/cig) ( 2) 5. Essai de CO (mg/bouffée) ( 2) 6. Essai de nombre de bouffées ( 2) 7. Essai de taux de ccmbustion ( 2) 8 -Essai de taux de remplissage Borgwaldt (cc/g) ( 3) 9. Essai de stabilité des bouts (mg/cig) 10 Essai de retenue des braises (%) ,7 ,0 2,3 6,7 2,1 7,2 ,1 ,1 4,7 4,7 3,0 ( 4) ( 4) 8,0 ( 4) ,3 2,2 14,6 2,0 7,1 7,2 ,1 ,0 ,1 4,8 3,0 ( 4) 6,0 ( 5) 99 ( 4) 100 ( 4) 100 ( 5) ( 1) taux d'humidité 13,5 ( 2) à 198 mg/cc ( 3) taux d'humidité 14 % ( 4) à environ 187 mg/cc ( 5) à environ 190 mg/cc densité 198 Mn/cc il A titre d'explication des tableaux, dans tous les essais sauf trois, un chiffre relativement inférieur ou égal dans les colonnes de procédés A, B, C, D indique une condition plus favorable Ceci s'applique à 1 Essai de fermeté; 2 Essai de densité à sec; 3 Essai de perte de charge à travers le tabac, 4 et 5 Essais de CO; 7 Essai de vitesse de combustion; et 9 Essai de stabilité des - bouts Un chiffre relativement plus élevé dans les colonnes de procédés A, B, C et D indique une condition plus favora- ble, en ce qui concerne les essais suivants: 6 Essai de nombre de bouffées; 8 Essai de taux de remplissage Borg- waldt et 10 Essai de retenue des braises Ainsi, en recon- sidérant les nombres correspondant aux procédés de l'inven- tion C et D, compte tenu de ce qui précède, on peut voir si le résultat d'un essai est plus favorable ou au moins sen- siblement égal en comparant le chiffre indiqué aux chiffres des procédés A et B connus Les augmentations dans les nom- bres correspondant au taux de remplissage-et au nombre de bouffées, lorsqu'on compare les résultats des procédés A et C et A et D, doivent être particulièrement notés du fait que ce résultat inattendu est important On doit également noter sur le tableau I que, bien que les essais de stabilité des bouts pour les procédés C et D donnent des chiffres supé- rieurs à ceux correspondant au procédé A, ils pourraient être inférieurs si on le désire du fait que le produit d'essai dans le tableau I était constitué uniquement par des tiges; il était seulement possible d'obtenir 130 mg/cc par cigarette dans le procédé C et 136 mg/cc par cigarette dans le procédé D, tandis qu'on pouvait obtenir 166 mg/cc par cigarette pour les cigarettes produites pas les procé- dés A et B. De ce qui précède, on peut voir que la présente invention procure une nouvelle combinaison de stades de trai- tement des tiges de tabac pour optimiser leur taux de rem- plissage dans des articles à fumer. R E V E N D I C A T I O N S 1 Procédé pour traiter des tiges de feuilles de tabac pour produire un produit utilisé dans des articles à fumer, caractérisé en ce qu'on ajuste le taux d'humidité des tiges de feuilles de tabac à un pourcentage prédéterminé en poids; on hache ces tiges à une dimension de particules appropriée à l'utilisation dans les articles à fumer à pro- duire, et on réduit le taux d'humidité de ces tiges hachées en les chauffant dans un gaz ayant une température initiale comprise entre environ 121 et 3450 C, en la présence d'une humidité absolue supérieure à celle qui produirait une lec- ture de température de bulbe humide d'au moins 650 C. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette lecture de température est d'en- viron 820 C. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le taux d'humidité des tiges est ajus- té à un pourcentage prédéterminé en poids compris entre en- viron 20 et 80 % (sur une base sèche). 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la température initiale est environ 2600 C et que la lecture de température est au moins 820 C. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ce gaz est un mélange d'air et de va- peur d'eau. 6 Procédé selon la revendication 1, - caractérisé en ce que ce gaz est de la vapeur surchauffée. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le hachage est effectué entre des sur- faces de défibrage analogues à des disques espacés d'environ 1,0 mm à environ 7,6 mm. 8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le hachage est effectué entre des sur- faces de défibrage analogues à des disques espacés d'environ 4,6 mm. 9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges de feuilles de tabac sont ajustées à une température d'entrée sélectionnée comprise entre environ 15 C et 1000 C. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tiges de tabac sont séchées à un taux d'humidité de 5 à 25 % en poids. 11 Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que le taux d'humidité est d'environ 14 %. 12 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite à la vapeur les feuilles ha- chées avant de réduire le taux d'humidité. 13 Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que le traitement à la chaleur augmente le taux d'humidité des tiges hachées d'au moins 2 S.