ОБРАБОТКА ТАБАКА
TOBACCO TREATMENT

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу обработки табака. Обработанный табак пригоден для сжигаемых и несжигаемых продуктов табачной промышленности.
Уровень техники
Основной процесс приготовления высушенных табачных листьев для использования в курительных изделиях предусматривает ряд последовательных операций. Эти операции включают повышение уровня влажности высушенных табачных листьев с тем, чтобы их можно было легко порезать или измельчить. После этого табачные листья высушиваются для снижения уровня влажности так, чтобы табак стал пригоден для изготовления табачного изделия, например сигареты.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении предложен способ обработки табака, включающий первый шаг кондиционирования, в котором содержание влаги в табаке увеличивают до первого уровня, и второй, отдельный, шаг кондиционирования, в котором pH табака увеличивают до по меньшей мере pH 7. Причем В табак режут или измельчают после первого шага кондиционирования, но перед вторым шагом кондиционирования.
На втором шаге кондиционирования могут повышать pH табака до уровня в интервале pH 9-10.
В одном варианте выполнения, на втором шаге кондиционирования в табак добавляют жидкий щелочной раствор, содержащий соль натрия.
В другом варианте выполнения, на первом шаге кондиционирования увеличивают влажность табака до по меньшей мере 19% MCWB (от англ. Moisture Content Wet Basis - отношение массы влаги к массе влажного продукта, %), а на втором шаге кондиционирования повышают влажность табака до образования суспензии.
На втором шаге кондиционирования влажность может быть увеличена до по меньшей мере 25% MCWB.
В альтернативном варианте осуществления способа, после второго шага кондиционирования также выполняют третий шаг, включающий обработку табака для приготовления табачного экстракта.
В одном варианте осуществления способа также выполняют шаг тепловой обработки для высушивания табака.
При осуществлении способа также может выполняться шаг сравнения фактической влажности табака, подвергнутого тепловой обработке, с заранее заданной влажностью, при этом также выполняется продолжение шага тепловой обработки, если фактическая влажность табака превышает заданную влажность.
В другом варианте выполнения, второй шаг кондиционирования выполняют при температуре в интервале от 28 до 140°С, от 28 до 95°С, от 28 до 75°С или от 40 до 75°С.
Второй шаг кондиционирования может выполняться при давлении в интервале от -35 бар изб. до +35 бар изб.
В некоторых вариантах выполнения, способ включает шаг управления давлением так, что оно изменяется во времени.
Способ может включать шаг, на котором табак подвергают воздействию вибрации во время первого и (или) второго шага кондиционирования.
Способ может включать шаг, на котором табак подвергают воздействию СВЧ энергии во время первого и (или) второго шага кондиционирования.
Солью натрия может быть карбонат натрия.
Согласно другой особенности изобретения способ обработки табака включает шаг увеличения влажности табака с последующей тепловой обработкой, после которой определяют фактическую влажность табака и сравнивают фактическую влажность с заданной влажностью.
Предпочтительно, способ включает шаг продолжения тепловой обработки, если фактическая влажность табака превышает заданную влажность.
Температуру и продолжительность тепловой обработки могут выбирать в зависимости от фактической влажности табака.
Предпочтительно, температура тепловой обработки не превышает 100°С.
Способ может включать шаг охлаждения табака, если фактическая влажность табака ниже заданной влажности.
В настоящем изобретении также предложен табак, получаемый описанным выше способом.
Кроме того, предложено применение табака, полученного описанным выше способом, для изготовления продукта табачной промышленности.
Краткое описание чертежей
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на фиг. 1 представлена блок-схема способа обработки табака в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения; и
на фиг. 2 представлена блок-схема способа обработки табака в соответствии с другим вариантом выполнения изобретения.
Подробное описание осуществления изобретения
Далее приводится описание частных вариантов выполнения настоящего изобретения, со ссылкой на приложенные чертежи.
Задачей вариантов выполнения изобретения является усовершенствование основного процесса приготовления табака с тем, чтобы табачный продукт содержал требуемое количество чувствительных к температуре молекул, обеспечивающих усиленное органолептическое воздействие на пользователя, и имел пониженный уровень содержания некоторых компонентов.
На фиг. 1 представлена блок схема осуществления способа обработки табака в соответствии с первым вариантом выполнения. При осуществлении способа выполняют подготовку и обработку высушенных необработанных табачных листьев с тем, чтобы получить резаный табак, обладающий усиленным органолептическим воздействием на пользователя, по сравнению с табаком, приготовленным обычными способами. Способ включает различные последовательно выполняемые шаги, подробное описание которых приводится ниже.
При выполнении первого шага S101 способа табачная кипа высушенных необработанных табачных листьев вводится в резальную машину, которая разрезает или разделяет табачную кипу на более мелкие куски. На этом этапе, влажность табака обычно составляет 8-12% MCWB, а уровень pH 5,2-6,5, хотя способ и не сводится к обработке табака только с такими характеристиками.
На следующем шаге S102 выполняют взвешивание табака. После этого выполняют обработку табака на первом шаге S103 кондиционирования. На первом шаге S103 кондиционирования табак загружают в резервуар, например барабан прямого кондиционирования (DCC - от англ. direct conditioning cylinder), где подвергают воздействию насыщенного водяного пара в течение примерно 2-3 минут с тем, чтобы повысить влажность табака с 8-12% MCWB до 19-22% MCWB. Табак также может быть подвергнут воздействию увлажняющей жидкости, пока он находится в DCC, либо, в другом варианте, табак подается из DCC в барабан для увлажнения, где он отдельно обрабатывается увлажняющей жидкостью. Увлажняющая жидкость смазывает табак и обычно представляет собой жидкости на основе глицерина, хотя могут использоваться и другие жидкости.
На следующем шаге, табак помещается в бункер S104 хранения и купажирования, где выполняется купажирование и хранение до следующего шага. Этот шаг особенно важен, когда табак содержит смесь сортов табака, поскольку на шаге хранения и купажирования табак перемешивают для формирования однородной смеси.
После шага хранения и купажирования, табак проходит в табакорезательную машину S105 для уменьшения размера табачных листьев. Например, табак может быть разрезан на полосы и (или) перемолот в, например, хлопья, пригодные для использования в курительных изделиях, например сигаретах.
После шага S105 резки, табак подвергается обработке в ходе второго шага S106 кондиционирования. На этом шаге табак подается в кондиционирующий барабан, где его водородный показатель pH повышают примерно от pH 5,2-6,5 до pH 7 или более, например pH 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 10,5, 11, 11,5, 12, 12,5, 13, 13,5 или 14. В одном варианте выполнения, pH повышают до pH 9-10. Показатель pH табака повышают добавлением жидкого щелочного раствора. Жидким раствором может быть водный раствор или органический раствор, содержащий соль. Солью может быть соль натрия, например карбонат натрия. Например, раствором может быть раствор на основе этанола, содержащий карбонат натрия. В предпочтительном варианте, для повышения pH табака не используют аммиак. Путем повышения pH табака увеличивают количество чувствительных к температуре молекул, благодаря чему в табачном продукте может быть использовано меньше табака, что приводит к сокращению содержания определенных компонентов.
Второй шаг S106 кондиционирования выполняют при температуре от 28 до 140°С, в других вариантах выполнения, второй шаг кондиционирования выполняют при температуре от 28 до 75°С. Второй шаг S106 кондиционирования выполняют по меньшей мере 10 минут. В одном варианте выполнения, второй шаг S106 кондиционирования выполняют в течение 10-150 минут в зависимости от табачной смеси. В другом варианте выполнения, интервал времени для второго процесса кондиционирования составляет от 10 до 90 минут.
Кроме того, второй процесс кондиционирования может быть проведен при различных давлениях. Например, второй процесс кондиционирования может быть проведен при давлении окружающей среды. В другом варианте, может быть приложено избыточное давление и (или) разрежение. В одном варианте выполнения, давление составляет в интервале от -35 бар изб. до 35 бар изб. В другом варианте выполнения, давление составляет от -15 бар изб. до 15 бар изб. Если в ходе второго процесса кондиционирования используют давление, отличающееся от давления окружающей среды, процесс проводят в герметизированном резервуаре, например барабане. Приложенное давление может зависеть от времени (p=f(t), где р - давление, f - функция, t - время). Например, давление может изменяться во времени циклически, например, давление может колебаться между положительным и отрицательным значениями, либо, в другом варианте, давление может непрерывно изменяться, оставаясь избыточным положительным, либо оставаться отрицательным. Закон изменения давления может изменяться в зависимости от табачной смеси для оптимизации скорости реакции между табаком и добавленным раствором жидкости.
В другом варианте, не представленном на чертежах, второй процесс S106 кондиционирования проводят в атмосфере инертного газа и (или) в атмосфере газа, обеспечивающей усиление положительного эффекта. По аналогии с вышесказанным, давление может быть атмосферным. В альтернативном варианте, может быть приложено избыточное давление и (или) разрежение. В одном варианте выполнения, интервал используемых давлений составляет от -35 бар изб. до 35 бар изб. Приложенное давление может зависеть от времени, например может быть функцией времени (p=f(t), где р - давление, f - функция, t - время), как было описано выше.
Второй шаг кондиционирования из любого описанного выше варианта выполнения может быть далее модифицирован изменением давления и температуры с тем, чтобы управлять скоростью реакции. Скорость реакции может быть увеличена повышением температуры и давления. В одном варианте выполнения, температура во втором шаге S106 кондиционирования составляет от 40 до 75°С при давлении, близком к атмосферному.
Свойства табака могут быть дополнительно изменены воздействием вибрации на табак во время всего или частей второго процесса S106 кондиционирования. Вибрации могут иметь любую частоту, однако в одном варианте выполнения, вибрации имеют макроскопический характер. Вибрации интенсифицируют второй процесс кондиционирования и увеличивают скорость реакции.
Свойства табака также могут быть изменены воздействием сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения в ходе всего или частей второго процесса S106 кондиционирования. СВЧ излучение интенсифицирует второй процесс кондиционирования и увеличивает скорость реакции.
Второй шаг кондиционирования приводит к увеличению влажности табака до 25-55% MCWB, поскольку в табак добавляют жидкий щелочной раствор для изменения его pH. В одном варианте выполнения, влажность увеличивают до по меньшей мере 27%, 30%, 35%, 40%, 45% или 50% MCWB.
В предпочтительном варианте выполнения, при увеличении содержания влаги в табаке в ходе второго процесса кондиционирования, описанного выше, табак образует текучую смесь, или суспензию. Эту суспензию далее могут подвергнуть обработке для получения табачного экстракта для несжигаемых табачных продуктов, например ингаляторов или других устройств для выдачи табачного экстракта. Этот процесс представлен шагом S115 на фиг. 1.
При приготовлении табака для сжигаемых табачных продуктов, например сигарет, следующим шагом после второго процесса кондиционирования является тепловая обработка табака. Тепловая обработка включает три отдельных шага: использование буферного питателя S107, использование туннеля S108 подогрева и (или) разрыхления, и этап S109 высушивания, как будет более подробно описано ниже.
После второго шага S106 кондиционирования, табак подают на буферный питатель S107, который управляет массовым расходом табака, подаваемого в туннель S108 высушивания и (или) разрыхления. Буферный питатель S107 подает однородное полотно табака в туннель S108 подогрева или разрыхления, где удаляется значительная часть аммиака, естественно присутствующего в табаке. В туннеле подогрева имеется вибрационный лоток или вращающийся барабан, в котором суспензию подогревают до 60-95°С. В этом температурном диапазоне, аммиак испаряется из табака, однако эта температура недостаточно высока для разрыхления табака. Кроме того, для нагревания суспензии используют перегретый пар и (или) горячий воздух с тем, чтобы не допустить дальнейшего повышения влажности, поскольку это могло бы увеличить продолжительность сушки на следующем шаге S109. Перегретый пар и (или) горячий воздух также способствуют перемешиванию табака.
После туннеля S108 подогрева, табак переходит на этап S109 высушивания. В ходе этого шага, табак подают в сушильный барабан, где его нагревают до 100°С. При этой температуре происходит испарение воды и снижение влажности, однако на этом этапе температуру не поднимают выше 100°С, поскольку это вызвало бы расширение табака и испарение компонентов жидкого щелочного раствора, добавленного на втором шаге S106 кондиционирования.
Этап S109 высушивания продолжается заданное время, после чего начинается этап S110 охлаждения, где табак охлаждают.
В одном варианте выполнения, в способе также используют контроллер и датчик влажности. Контроллер управляет датчиком влажности для определения влажности загрузки табака, извлекаемой из сушильного барабана на стадии S109 высушивания, как это показано шагом S116. Контроллер сравнивает влажность табака с заданной величиной, например 14,5% MCWB. Если контроллер определяет, что влажность табака превышает заданную величину, например выше 14,5% MCWB, то он направляет эту загрузку табака обратно в буферный питатель S107, где табак снова пропускают через тепловую обработку в тоннеле S108 подогрева и стадию S109 высушивания. Этот процесс повторяется, пока контроллер не определит, что влажность табака после стадии S109 высушивания имеет влажность ниже заданной величины (например, ниже 14,5% MCWB). После этого табак подвергают охлаждению на стадии S110 охлаждения.
Если контроллер определяет, что табак должен быть подвергнут тепловой обработке еще раз, контроллер может отрегулировать температуру и продолжительность следующей тепловой обработки так, чтобы тепловая обработка соответствовала конкретным характеристикам табака.
Табак может быть подвергнут воздействию вибрации в ходе всей тепловой обработки или ее части. Этим гарантируется, что табак будет равномерно подвергнут тепловой обработке, что обеспечит однородное удаление аммиака из табака.
Как было упомянуто ранее, после тепловой обработки, начинается стадия S110 охлаждения, в ходе которой табак охлаждают. После этого в табак может быть добавлен ароматизатор в соответствии с шагом S111 на блок-схеме. Кроме того, в обработанный табак могут быть добавлены частицы продуктов на табачной основе, например восстановленный табак (рекон), табак сорта Берлей, порошок и (или) нарезанный скрученный стебель (CRS - от англ. cut rolled stem), как это представлено шагом S112. Далее табак передают в бункер S113 хранения и купажирования, где производится дальнейшее перемешивание табака и его хранение до упаковывания на шаге S114 и использования для изготовления курительных изделий, например сигарет.
Следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничено только описанными выше шагами и их порядком следования. Например, шаг S101 разрезки и шаг S102 взвешивания являются опциональными и предпочтительны в случае, если требующий обработки табак не подвергался обработке и разрезке и упакован в кипы.
Кроме того, также опциональным является шаг S108 подогревания в туннеле, поскольку значительная часть аммиака, естественно присутствующая в табаке, испарится и будет удалена из табака во время шага S109 высушивания.
Шаги S111 и S112, относящиеся к добавлению ароматизатора и частиц продуктов на табачной основе, соответственно, также опциональны. Частицы продуктов на табачной основе могут быть добавлены по ходу всего процесса, однако в одном варианте выполнения частицы добавляются перед одним или обоими шагами загрузки в бункер и купажирования S104, S113. Однако в альтернативном варианте выполнения, частицы продуктов на табачной основе добавляются в ходе второго шага S106 кондиционирования. В еще одном варианте выполнения, частицы продуктов на табачной основе добавляются в ходе второго шага S106 кондиционирования и после тепловой обработки.
Следует иметь в виду, что описанный выше вариант выполнения не обязательно включает шаги S104, S113 загрузки в бункер и купажирования. Эти шаги предпочтительны, когда табак содержит более одного сорта табака, в табак добавляются частицы продуктов на табачной основе и (или) если есть необходимость временного хранения табака между двумя шагами.
Следует понимать, что второй шаг S106 кондиционирования выполняют после шага S105 резки, а не перед ним, поскольку влажность табака после второго шага S106 кондиционирования слишком высока для его эффективной резки в табакорезательной машине. Кроме того, нежелательно объединять первый и второй шаги кондиционирования, поскольку если табак режется перед кондиционированием, он будет рассыпаться, так как он слишком сухой, хрупкий и ломкий. Более того, табак непригоден для резки сразу же после объединенного шага кондиционирования, поскольку он имеет вид суспензии, обладающей слишком большой влажностью, чтобы ее резать в табакорезательной машине. Поэтому в предпочтительном варианте первый и второй шаги кондиционирования не объединяют.
Также представляется, что могут смешиваться разные загрузки обработанного табака, в частности, когда параметры первого и (или) второго шагов S103, S106 кондиционирования отличаются для разных загрузок.
Преимущества упомянутых вариантов выполнения перед известными в уровне техники описаны в предисловии, поскольку способ обработки табака может быть использован как для сжигаемого, так и для несжигаемого табака. Кроме того, второй шаг S106 кондиционирования исключает необходимость использования аммиака для усиления органолептического воздействия табака.
На фиг. 2 представлен другой вариант осуществления способа обработки табака. В этом варианте, высушенные листья табака обрабатываются так, чтобы получить табачные ленты. Этот вариант выполнения аналогичен варианту, описанному со ссылкой на фиг. 1, и включает шаги разрезки S201, взвешивания S202, первого кондиционирования S203, загрузки в бункер и купажирования S204, второго кондиционирования S206, стадию S207 буферного питателя, подогрева и (или) разрыхления S208, стадию S209 высушивания, стадию S210 охлаждения, стадию S210a резки, ароматизации S211, возвращения S212 экстрагированных компонентов, загрузки в бункер и купажирования S213 и упаковывания S214. Следует понимать, что каждому из этих шагов соответствует шаг, описанный со ссылкой на фиг. 1. Однако, вариант выполнения, представленный на фиг. 2, отличается тем, что шаг резки S210a табака выполняют после тепловой обработки или, более конкретно, после стадии S210 охлаждения, и тем, что шаг резки S210a предусматривает нарезку табака на более крупные ленты. Таким образом, этот вариант выполнения имеет те же преимущества, что описаны со ссылкой на фиг. 1. Кроме того, этот вариант выполнения может быть использован для обработки сжигаемого и несжигаемого табака, в частности, вариант также включает опцию приготовления табачных экстрактов, что показано шагом S215, аналогичным шагу S115, описанному со ссылкой на фиг. 1.
Следует иметь в виду, что вариант выполнения, описанный со ссылкой на фиг. 2, может включать любой из опциональных признаков, описанных со ссылкой на фиг. 1.
В альтернативном не проиллюстрированном варианте выполнения, способ обработки табака аналогичен варианту выполнения, описанному со ссылкой на фиг. 1, за исключением того, что этот способ не включает стадии резки, а вместо этого, обработке подвергают целые листья. Кроме того, этот вариант может содержать любой из опциональных признаков, описанных со ссылкой на фиг. 1.
При выполнении второго шага S106, S206 кондиционирования, как это было описано в любом из приведенных выше вариантов выполнения, могут высвобождаться летучие вещества. Кроме того, в ходе тепловой обработки может высвобождаться аммиак, естественно присутствующий в табаке. Поэтому второй шаг S106, S206 кондиционирования, стадию S107, S207 буферного питателя, стадию S108, S208 обработки в туннеле подогрева, и стадию S109, S209 высушивания могут выполнять в регулируемой окружающей среде, в замкнутом пространстве, вентилируемом через отверстие для выпуска воздуха, соединенное с фильтром, удаляющим из воздуха аммиак и летучие вещества.
В ходе всего процесса или его части может быть использовано вибрационное воздействие, обеспечивающее равномерное распределение табака и получение более однородного конечного продукта.
Табак, полученный способом в соответствии с настоящим изобретением, имеет более высокое содержание чувствительных к температуре молекул, по сравнению с табаком, получаемым обычными способами. Поэтому продукты табачной промышленности, содержащие табак, полученный способом в соответствии с настоящим изобретением, могут быть изготовлены с использованием меньшего количества табака. В результате, пользователь, потребляющий такой продукт табачной промышленности, будет в меньшей степени подвергаться воздействию определенных компонентов, по сравнению с обычными продуктами табачной промышленности.
В настоящем описании, термины "аромат" и "ароматизатор" относятся к материалам, которые, согласно местному законодательству, могут быть использованы для придания желаемого вкуса или аромата продукту, предназначенному для взрослых потребителей.
Для рассмотрения различных аспектов заявляемого изобретения и его представления, настоящее описание показывает на частных примерах различных вариантов выполнения возможности реализации изобретения (-ий) и получения высококачественного табака для сжигаемых и несжигаемых табачных продуктов. Преимущества и признаки, приведенные в описании, относятся к вариантам выполнения и не являются исчерпывающими и (или) исключающими. Они представлены только для улучшения понимания и разъяснения заявленных признаков. Следует иметь в виду, что они не представляют все заявленные изобретения. Некоторые особенности раскрытия не были рассмотрены в описании. То, что эти альтернативные варианты выполнения могли не представлять здесь некоторую часть изобретения, или что для части изобретения могут существовать другие, не описанные здесь, альтернативные варианты выполнения, не должно рассматриваться как отказ от этих альтернативных вариантов выполнения. Следует иметь в виду, что многие из этих не описанных здесь вариантов выполнения используют те же принципы изобретения, а другие являются эквивалентами. Таким образом, надо понимать, что могут использоваться другие варианты выполнения и быть созданы модификации, не выходящие за пределы области притязаний и (или) существа изобретения. Поэтому подразумевается, что все примеры, реализации и (или) варианты выполнения не ограничивают изобретения по всему раскрытию. Кроме того, единственной причиной того, что в настоящем раскрытии рассмотрены одни варианты выполнения и не рассмотрены другие, является стремление сократить его объем и избежать повторений. Различные варианты выполнения могут, соответственно, содержать, состоять из, или в основном состоять из различных комбинаций раскрытых элементов, компонентов, признаков, частей, шагов, средств и т.д. Некоторые из раскрытых признаков, элементов, вариантов реализации и т.д. могут быть взаимно противоречивы в том смысле, что не могут одновременно относиться к одному варианту выполнения. Аналогично, некоторые признаки применимы к одной особенности изобретения и не применимы к другим. Кроме того, изобретение включает другие изобретения, не заявленные здесь. Заявитель оставляет за собой все права в этих не заявленных настоящей заявкой изобретениях, включая право подать заявку на эти изобретения, подать дополнительные заявки, заявки в продолжение, заявки в частичное продолжение, выделение и (или) др. Следует иметь в виду, что преимущества, варианты выполнения, примеры, функции, признаки, конструкции и (или) иные особенности изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие изобретение, определяемое формулой, или ограничивающие эквиваленты формулы.