PROCESS FOR PREPARING A SMOKING MATERIAL, AND SMOKING MATERIAL

Abstract: 1. A method of manufacturing a material to be smoked, in which an extruder is used to form an expanded strip of a material comprising at least carboxymethyl starch and water, characterised by the fact that, along with the carboxymethyl starch, tobacco power is introduced at the entry to the extruder in a quantity such that the ratio between the weight of the tobacco powder and the weight of the carboxymethyl starch is greater than or equal to 0/100 and less than approximately 65/35, and then an aqueous solution of a first compound is introduced and, upstream of the outlet of the extruder, an aqueous solution of a second compound is introduced, such that its reaction in solution with the first compound gives rise to a gas evolution, the total quantity of water introduced as a percentage of the material introduced being between about 15% and about 30%, an area of the body of the extruder adjacent to the entry is heated so that its temperature is between about 60 degrees C and about 80 degrees C and the rest of the body of the extruder is cooled so that the temperature of the material as it leaves the extruder is close to ambient temperature.

Description: La présente invention a pour objet un procédé de fabrics- tion d'un matériau à plumer dans lequel on ?orme, ô l'aide d'une extrudeuse, un ruban expansé d'un mélange comprenant au moins du carboxyméthylamidon et de l'eau. Elle o également pour objet un matériau ô rumer expansé co. prenant au moina du carboxyméthylamidon et de l'eau. Un tel procédé permet la fabrication d'un ersatz de tabac. De plus, la possibilité d'incorporer au mélange des poussières de tabac naturel procure un moyen de récupération de ces poussières, que l'industrie du tabac produit en assez grandes quantités. On connais déjà de nombreux procédés de fabrication d'ersatz de tabac. Par exemple, l'U.S. 3 098 492 enseigne l'extrusion du m6- lange d'un type d'amidon peu soluble dans l'eau froide et d'une poudre de tabac. Après extrusion, la matériau doit être séché, ce qui implique une consommation assez importante d'énergie. De plus se densité est trop élevée par rapport à celle du tabac. Pour réduire la densité du produit obtenu, l'ü.S. 4 391 285 et la demande européenne O 113 595 enseignent l'emploi, comme agent d'expansion d'un mélange contenant de la pou dre de tabac, d'un liquide volatil incorporé au mélange, dont la vaporisation, sous l'action de le chaleur après extrusion, provoque l'expansion du matériau. L'U.S. 4 233 993 enseigne l'extrusion d'un ruban comprenant du carboxyméthylamidon, et son expansion l'aide d'un liquide volatil. Dans ces trois derniers cas, on obtient un matériau de faible densité, comparable é celle du tabac, maie d'une rigi dité et d'une consistance telles qu'il ne donne pas, sores hachage, des brins pouvant être introduits et se comporter comme du tabac naturel dans une cigarette. De plus, la vaporisation du liquide volatil utilisé comme sgent d'expansion implique une consommation assez impor- tante d'énergie. La présente invention vise à pallier ces inconvénienta. A cet effet, elle a pour objet un procédé de fabrication d'un matériau a' fumer dans lequel on forme, à l'aide d'une extrudeuse, un ruban expansé d'un matériau comprenant au moins du carboxyméthylamidon et de l'eau caractérisé par le fait que l'on introduit, à ventrée de l'extrudeuse, avec le carboxyméthylamidon, de la poudre de tabac en quantité telle que le rapport entre le poids de la poudre de tabac et le poids du carboxyméthylamidon soit supérieur ou à 0/100 et inférieur à environ 65/35, puis une solution aqueuse d'un premier composé, et, avant la sortie de l'ex trudeuse, une solution aqueuse d'un deuxième composé, tel que sa réaction, en solution, avec le premier composé, donne naissance à un dégagement gazeux, le pourcentage de la quantité d'eau totale introduite, par rapport à la matière introduite, étant compris entre environ 15 % et environ 30 %, on chauffe une zone du corps de ltextrudeuse voisine de l'entrée, pour que la température y reste comprise entre environ 600C et environ 80 C, et on refroidit le reste du corps de l'extrudeuse pour que la température du matériau en sortie soit voisine de la température ambiante. Avec le procédé de l'invention, le matériau obtenu est du- rablement cohérent et souple, et il peut être haché pour produire des brins souples et élastiques comparables E. ceux obtenus à partir du tabac naturel. Par ailleurs, il n'est pas necesseire que l'on chauffe le matériau après extrusion, ce qui produit l'énergie consommie pour la mise an oeuvre du procédé. Ce résultat est obtenu parcs que, dans un mélange de poudre de tabac, de matrice polymère aux proprit liantes, et d'eau, classiquement utilisé pour fabriquer un araatz de tabac, on a sélectionné le carboxyméthylamidon cons matrice polymre, pour l'utiliser conjointement avec un procédé ne nécessitant pas un chauffage important du m6- lange, pour éviter une cuisson de la matrice polymère, responsable de la rigidité des matériaux connus. Dans les procédés connus, on doit chauffer le mélange soit pour le sécher, soit pour obtenir son expansion par vapori- sation d'un produit volatil. Le procédé de l'invention prévoit l'apport d'une quantité d'eau relativement faible dans le mélange, ce qui rend inutile un séchage. Il prévoit également un procédé d'expansion original qui consiste à provoquer un dégagement gazeux au sein du mélange par réac- tion chimique, à froid, de deux composés Le procédé de l'invention permet ainsi, après un chauffage modéré à l'entrée de l'extrudeuse, pour diminuer le viscosité du mélange, de refroidir ensuite constamment celui-ci au cours de sa progression dans lextrudeuse, pour éviter sa cuisson, ct permet d'obtenir, avec, comme matrice polymère, du carboxyméthylamidon, un matériau expansé dwrahle- ment souple et cohérent. Le chauffage à l'entrée de l'extrudeuse doit entre suffisant pour diminuer la viscosité du mélange à cet endroit, ce qui se produit au-deesus de 600 environ, maie il doit rester inférieur à 800 pour éviter toute cuisson. La sélection qui E été faite du carboxyméthylamidon, parmi l'ensemble des matrices polymères connues, résulte du fait que cet amidon modifié de type avionique possède une for mule chimique permettant une hydratation sans chauffage, insensible à une élévation modérée de la température, et qui ne rétrograde pas à froid, c'est-à-dire qui ne donne lieu ni à une gélification, ni a' une précipitation. Ainsi, le carboxyméthylamidon peut se dissoudre dans l'eau à température modérément élevée pour conférer au mélange de durables qualités de souplesse. Les autres matrices polymères habituellement utilisé as ne conviennent pas. C'est ainsi que, ai l'on remplace le car boxyméthylamidon par de la cellulose, on obtient un mstériau dont la structure n'est pas cohérente, car les mécanismes de création des liaisons hydrogène nécesaaires à l'obtention de cette cohésion ne peuvent se produire è cause de la durée trop brève du procédé, et de le quantité d'eau trop faible mise en jeu. Les dérivés cellulosiques conduisent à un matériau plutÏt filmogène insuffisamment cohérent et, de plus, les dérivés cellulosiques non ioniques comme la méthylcellulose floculent au-dessus de 55 . Or, comme cela a été signalé, il est nécessaire que la tem- pérature à l'entrée de l'e > trudeuse soit d'au moins 600 pour réduire la viscosité du mélange. Les alginates conduit sent à un matériau friable car ea structure est insuffisam- ment retentrice d'eau. Les pectines conduisent Åa un maté- riau épais, mais sans structure. Les matrices polymères d'origine animale, comme la gélatine ou la caséine conduisent à un matériau dont l'odeur est désagréable. Enfin, l'amidon natif, qui rétrograde à froid, conduit 8 une structure trop rigide. La poudre de tabac et le carboxyméthylamidon sont introduits à l'entrée de l'extrudeuse dans des proportions telles que le poids de carboxyméthylamidon représente au moins 35 % du poids total. Une proportion de carboxyméthylamidon inférieure à cette limite conduit, comme on pourra le constater à travers un exemple, à un matériau non cohérent qui s'effrite comme une pierre lriable.Ls proportion de tabac n'a d'importance que pour la saveur du matériau obtenu, et reste sans influence aur sas qualités plastiques. Ainsi on peut envisager de mettre une proportion très faible, voire nullc de poudre da tabac. La poudre de tabac axera avantageusement d'une granulométrie inférieure ô 500 Xum, cette limite étant liée ô l'homogé- neigé du matériau final, et dépendant du typa d'extrudeuse utilisé. Ainsi, une extrudeuse bi-via, qui permet un meilleur malaxage qu'une extrudeuae mono-vic, permettra d'obte- nir, à partir d'une poudre de granulométrie donnée, un ma eeriau plus homogène que celui obtenu avec une extrudeuse mono-vis. Avantageusement, on introduit après la zone chauffée du corps de l'extrudeuse, voisine de l'entrée, la solution aqueuse du premier composé Dans la zone du corps de l'ex- trudeuse voisine de la sortie, après l'introduction de la solution aqueuse du deuxième composé, le premier et le deuxième composé réagissent. Cette réaction dégage un gaz qui reste soumis ô la pression ambiante élevée dans le corps de l'extrudeuse, mals se dilate dés se sortie, pour expanser le ruban extrudé. Si le.deuxième composé est introduit trop tôt, une mousse préjudiciable au hon fonctionnement de l'appareil peut se former. Avantageusement, les deux solutions aqueuses sont introduit tas en quantités égales. Comme des exemples permettront de 15 constater, une proportion totale d'eau inférieure à en viron 75 % correspond ô un mélange trop sec qui bloque l'extrudeuse, et une proportion supérieure E environ 30 X donne un matériau peu structuré et qui se délite. La praportion d'eau préférée est de 25 %. Un des composés peut par exemple être choisi dans le groupe formé par le bicarbonate de soude, le bicarbonate de po tassium, le carbonate acide d'smmonium, ltoxalate d'ammo nium. L'autre composé peut alors être choisi dans le groupe formé par l'acide citrique, l'acide oxalique, l'acide lac tique et l'acide malique. Les concentrations du premier composé et du deuxième com posé, avantageusement égales, doivent être supérieures ô environ 3 X. En dessous de cette limite, le dégagement ga zeux est insuffisant pour provoquer une expansion et la densité du matériau obtenu est trop élevée, comme le mon trera un exemple. Des concentrations supérieures à 8 % sont possibles, mais au-delà de cette limite, le dégagement cazeux supplémentaire n'apporte aucune modification dans l1expension. Les concentrations préférées sont de 5 %. Le couple formé par IF hicarbonate de soude et l'acide citri que,qui ne laisse aucune saveur désagréable au matériau, est préféré. L'acide citrique est d'ailleurs présent naturellement dans le tabac. Les composés peuvent & re introduits dans un ordre quelconque, mais impérativement de fanon séparée. Avantageusement, on utilise une extrudeuse dont la vis est pourvue d'un contre-filet entre l'endroit où est introduit la solution du premier compose et l'endroit où est introduit la solution du second composé. Ce contre-filet, comprenant par exemple et de maniere classique, un filet disposé à contresens par rapport aux filets de la vie, et pourvu de fenê- tres, permet de créer localement une surpression favorisant le maLaxagt du mélange et,ici, la pénétration de l'eau cens Ia matrice polymère. I1 a aussi ici pour fonc ticn d'évite la remontée du gaz dégagé par la réaction oes deLx composés, et de la mousse qui l'accompagne éven suellement. Avantageusement, on peut introduire dans l'extrudeuse, avec les solutiona du premier ou du deuxième composé, ou dans une solution introduite spéciaiement des additd tB classiques* par exemple - des humectants comme la glycérine et le sorbitol en proportion inférieure ô environ 10 X; ; - des modificateurs de combustion comme le carbonate de so- dium, le citrete de calcium et le phosphate acide di-ammo- nique, en proportion inrérieure ô environ 5 Xi - dia agents moussante tensio-actifs, comme le sodium lauryl sulfate, en proportion inférieure ô environ 5 Xi - et des agents de saveur, comme de la poudre de cacao, de la régliese, du miel, en proportion inférieure à environ 2 X pour chacun d'eux. Dans ce cas c'est la quantité d'eau totale introduite qui doit rester comprise dans les limites données. il est par ailleurs possible d'ajouter au carboxyméthylami don un pourcentage inférieur à environ 5 X d'une ou plusieurs matrices polymères connues pour modifier, par exemple, les conditions d'écoulement dans l'extrudeuse. La présente invention a par ailleurs égaiement pour objet un matériau à fumer, comprenant du carboxyméthylamidon, ca ractérisé par le fait qu'il comprend au moins 35 % en poids de carboxyméthylamidon, au plus 10 % d'humectants, au plue 5 % de modificateurs de combustion, au plus 5 X d'agents tensio-actifa, dee agents de saveur en proportion au plus égale à 2 X pour chacun d'eux, le reste étant du tabac, qu'il possède une structure souple et cohérente, et que sa densité est comprise entre environ 1 et environ 1,4. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'exemples de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Exemple N 1 On a utilisé une extrudeuse bi-vis de type cleeaique, pourvue d'une entrée principale et de deux entrées auxiliaires, la première située peu après l'entrée principal. et la ee- conde juste avant la sortie, pourvue d'un manchon de chaut- fage au voisinage de l'entrée et de trois manchons de re froidissement jointifs entre le manchon de chauffage et la sortie, et dont la vis est pourvue d'un contre-filet aitué entre les deux entrées auxiliaires. On s introduit à l'entrée principale du carboxyméthylamidon à un débit de 12,2 kg/h et de la poudre de tabac de granulométrie inferieure à 500 /um, à un débit de 16 kg/h. On a introduit, à l'aide d'une première pompe reliée à la première entrée auxiliaire, une solution aqueuse à 5 % de bicarbonate de soude et à 5 % de glycérine, à un débit de 4,6 l/h. On a introduit, à laide d'une seconde pompe reliée è la seconde entrée auxiliaire, une solution aqueuse à 5 % d'acide citrique et à 0,5 % de sodium lauryl sulfate, à un débit de 4,6 l/h. Les manchons de chauffage et de refroidissement ont été réglés pour que, en régime permanent, les températures dans chacune des quatre zones correspondant aux quatre manchons soient, de l'entrée vers la sortie, égales à 66 C, 82 C, 450C et 220C. Le ruban obtenu en sortie de l'extrudeuse était correctement expansé, la densité du matériau était de 1,2, se structure était souple et cohérente de manière durable dans le temps et il possédait une saveur agréable de tabac. Exemple N 2 En se plaçant rigoureusement dans les mêmes conditions que précédemment, on s supprimé la glycérine, et le sodium lauryl sulfate. Le matériau obtenu ne se distinguait du matériau obtenu dans l'expérience de l'exemple 1 que par des caractéristi ques secondaires. Exemple N 3 En se plaçant dans les même8 conditions que dans l'exemple N 1,on a interverti les introductions de la solution de hicarbonate de soude et de glycérine, et de la solution d'- cide citrique et de sodium lauryl sulfate. On a obtenu un matériau identique à celui obtenu dans l'ex- périence de l'exemple N 1. Exemple N 4 Par rapport eux conditions de l'exemple N 1, on a change uniquement les débits de la première et de le deuxième pal- pes, pour introduire chacune des solutions aqueuses ô un débit de 10 l/h. Le matériau obtenu en sortie était pas structuré, il se présentait soue forme d'une pets se délitant et se séparant en une phase solide et une phase liquide. Exemple NO 5 Par rapport aux conditions de l'exemple N 1, on a change uniquement les débits de la première et de la deuxième pompes, pour introduire chacune des solutions aqueuses ô un débit de 2 1/h. L'extrudeuse s'est bloquée car le mélange était trop compact. Exemole NO 6 Par rapport aux conditions de Exemple N 1, on e change les proportion. de carboxymthylamidon et de poudre de ta- bac pour introduire le carboxyméthylamidon S un débit de 8,2 kg/h et le poudre de tabac a un débit de 20 kg/h. Le matériau obtenu en sortie 9'etfritait comme une pierre friable, n'ayant aucune cohérence. Exemple N0 7 Par rapport aux conditions de l'exemple Na 1, on a changé les proportions de carboxyméthylamidon et de poudre de tabac pour introduire le carboxyméthylamidon Åa un débit de 20 kg/h et la poudre de tabac S un débit de 8,2 kg/h. Le matériau obtenu en sortie était comparahle, pour ses qualités plastiques et sa densité, au matériau obtenu dans l'expérience de l'exemple NO 1, mais sa saveur de tabac était beaucoup moins prononcée. Exemple N 8 Par rapport aux conditions de l'exemple NO 1, on a remplacé le bicarbonate de soude par du carbonate acide d'ammonium et l'acide citrique par de l'acide oxalique, en conservant les même concentrations. Le matériau obtenu en sortie était comparable1 pour ses qualités plastiques et sa densité, au matériau obtenu dans l'expérience de l'exemple NO 1, mais possédait une saveur désagréable d'ammoniac. Exemple N 9 Par rapport aux conditions de l'exemple NO 1, les concentrations des solutions de bicarbonate de soude et d'acide citrique ont été réduites à 2 . Le materiau obtenu en sortie n'etait pas expansé, et pre sentait une structure très dense sans inclusion d'air. Exemple N 10 Par rapport aux conditions de l'exemple N 1, les concentrations des solutions de bicarbonate de soude et d'acide citrique ont été augmentées à 9 %. Le matériau obtenu en sortie était comparable ô celui obtenu dans l'expérience de l'exemple Ne le Exemple N 11 Par rapport aux conditions de l'exemple N 1, la concentration de la solution de bicarbonate de soude a été réduite à 3 % et celle de la solution d'acide Citrique a été augmentée à 8 %. Le matériau obtenu en sortie était comparable à celui obtenu dans l'expérience de l'exemple NO 1. Exemple N 12 Par rapport aux conditions de l'exemple tZ la concentration de la solution de bicarbonate de soude a été augmentée à 8 % et celle de la solution d'acide citrique a été réduite à 3 X. Le matériau obtenu en sortie était comparable à celui obtenu dans lssexpérience de l'exemple N 1.

Claims: REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabricstion d'un matériau ô fumer dana lequel on forme, ô l'aide d'une extrudeuse, un ruban expanBk d'un matériau comprenant au moins du carboxyméthylamidon et de l'eau caractQrisQ par le fait que l'on introduit, ê entrée de l'extrudeuse, avec le carboxymthylamidon, de la poudre de tabac en quantité telle qui le rapport entre le poids de la poudre de tabac et le poids du carboxyméthylamidon soit supérieur ou égal ô 0/1sU et inférieur à environ 65/35, puis une solution aqueuse d'un premier composé, et, avant la sortie de l'extrudeuse, une solution aqueuse d'un deuxième composé, tel que aa réactian, en solution, avec le premier composé, donne naissance a, un dégagement gazeux, le pourcentage de la quantité d'eau totale introduite, par rapport à la matière introduite, étant compria entre environ 15 % et environ 30 %, On chauffe une zone du corps de l'extrudeuse voisine de l'entrée, pour que la température y reste comprise entre environ 60 C et environ 80 C, et on refroidit le reste du corps de l'extrudeuse pour que la température du matériau en sortie soit voisine de la température ambiante. 2.- Procédé selon la revendication 1, dans lequel on choisit un des composés dans le groupe formé par le bicarbonate de soude, le bicarbonate de potassium, le carbonate acide d'ammonium, l'oxalate d'ammonium, on choisit l'autre composé dans le groupe formé par l'acide citrique, l'acide oxalique, l'acide lactique et l'acide malique, et les concentrations des solutions aqueuses sont comprises entre environ 3 % et environ 8 %. 3.- Procédé selon la revendication Z, dans lequel les concentrations des solutions aqueuses sont égales à 5 %. 4.- Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel l'un des composés est le bicarbonate de soude et l'autre composé est l'acide citrique. 5.- Procédé selon l'une des revendications 7 à 4, dans lequel on utilise une extrudeuse dont le vis est pourvue d'un contre-filet situé entre l'endroit où on introduit la eo- lution aqueuse du premier composé, et l'endroit où on introduit la solution aqueuse du deuxième composé. 6.- Procédé selon l'une des revendications 7 ô 5, dans lequel le pourcentage de la quantité d'eau totale introduite est de 25 %. 7.- Matériau à fumer, comprenant du carboxyméthylamidon, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins 35 % en poids de carboxyméthylamidon, au plua 10 % d'humectants, au plus 5 % de modificateurs de combustion, au plus 5 X d'agents tensio-actifs, des agents de saveur en proportion au plus égale à 2 % pour chacun d'eux, le reste étant du tabac, qu'il possède une structure souple et cohérente, et que sa densité est comprise entre environ 7 et environ 1,4.

Inventors: BATTARD, JEAN CLAUDE
Applicants: SOCIETE NATIONALE D'EXPLOITATION INDUSTRIELLE DES TABACS ET ALLUMETTES
Application year: 1986
Main classification: A24B3
IPC codes: A24B15, A24B3