СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСШИРЕННЫХ ТАБАЧНЫХ ЖИЛОК
METHOD OF PRODUCTION OF EXPANDED TOBACCO VEINS

Настоящее изобретение относится к новому способу получения расширенных табачных жилок для использования в резаной табачной мешке (смеси резаного табачного материала). Оно также относится к производству резаной табачной мешки, содержащей расширенные табачные жилки, полученные с использованием этого способа.
Обычно резаные табачные смеси или «мешки», используемые для курительных изделий, изготавливают в основном из пластинки табачного листа, отделяемой в процессе трепания от жилок. Фракцию жилок, оставшуюся после отделения и удаления листовой пластинки, часто не используют, в результате чего большая часть табачных жилок отправляется в отходы.
Для увеличения коммерчески используемой части табачных жилок ранее предлагалось перерабатывать удаленные табачные жилки, а затем смешивать переработанные табачные жилки с листовыми пластинками для образования резаной табачной мешки. Например, хорошо известная техническая процедура переработки табачных жилок включает увлажнение жилок и последующее плющение для уменьшения их толщины.
EP-A-0931464 описывает способ получения табачных жилок к использованию в табачной мешке, в котором табачные жилки классифицируют по диаметру на множество сортов, и жилки каждого сорта плющат отдельно, достигая одинаковой толщины жилок (например, 1,1 мм).
Ранее также предлагали ряд способов расширения табачных жилок с уменьшением их плотности, чтобы улучшить характеристики горения табачных жилок. В известных технических решениях расширения табачных жилок обычно достигали, применяя увлажнение жилок паром или водой с последующим нагревом, который в некоторых случаях проводили под давлением.
Предпринимались попытки применения такой техники переработки с разными типами табака, включая, например, табаки вирджинского или восточного сортотипа или их комбинации.
Когда жилки расплющены или расширены, то полученные переработанные жилки легче смешиваются с листовой пластинкой и включаются в резаную табачную мешку для сигарет. Однако процесс плющения жилок или расширения жилок паром или водой обычно не изменяет вкусовые характеристики табачных жилок. Табачные жилки могут поэтому оказывать нежелательное воздействие на общий вкус вдыхаемого дыма, образующегося при горении такой резаной табачной мешки. Это особенно характерно в отношении табачных жилок сортотипа Берлей.
Было бы желательно предоставить улучшенный и более эффективный способ расширения табачных жилок для использования в качестве приемлемого компонента смеси в резаной табачной мешке курительных изделий. Было бы особенно желательно, если бы такой способ мог значительно повышать заполняющую способность табачных жилок. И было бы еще более желательно, если бы такой способ расширения можно было проводить в традиционной аппаратуре, тем самым снижая затраты на его внедрение.
Согласно настоящему изобретению, предоставлен способ получения расширенных табачных жилок для резаной табачной мешки, включающий стадии:
получения плющеных табачных жилок, толщина которых после плющения составляет от 0,1 до 0,5 мм;
кондиционирования плющеных жилок для увеличения влагосодержания;
нарезания кондиционированных табачных жилок;
импрегнирование резаных табачных жилок жидким диоксидом углерода;
нагревание импрегнированных жилок для осуществления расширения; и
повторного кондиционирования жилок после нагревания для увеличения влагосодержания.
Способы согласно настоящему изобретению можно осуществлять с любым типом табачных жилок, включая, но не ограничиваясь ими, табачные жилки сортотипов Берлей, Вирджинский, Восточный и их комбинаций.
Термин «толщина» относится к расстоянию между верхней поверхностью, которая контактировала с аппаратом плющения (как более подробно описано ниже), и нижней поверхностью, которая контактировала с аппаратом плющения. Поэтому толщина соответствует тому измерению табачных жилок, которое уменьшают в размере в процессе плющения и которое обычно направлено практически перпендикулярно к направлению движения табачных жилок через аппарат плющения. Толщину индивидуальной частицы табачной жилки после плющения можно измерять под микроскопом, используя обычный измерительный инструмент. Толщину индивидуальной частицы табачной жилки после плющения замеряют в точке вдоль направления разреза, которая дает наибольшую площадь поперечного сечения.
Было неожиданно обнаружено, что обработка табачных жилок на стадиях способа согласно настоящему изобретению имеет значительный положительный эффект на вкусовые характеристики жилок и на заполняющую способность. В результате плющения и расширения жилок с использованием жидкого диоксида углерода табачные жилки имеют улучшенные вкусовые характеристики и послевкусие и у них проявляется более приятный вкус и аромат. Расширение жилок уменьшает плотность материала жилок, что способствует оптимизации характеристик горения резаной табачной мешки, содержащей жилки. Положительные эффекты способа согласно настоящему изобретению особенно выражены с табачными жилками сортотипа Берлей.
В результате этих положительных эффектов, оказываемых на табачные жилки способом расширения согласно настоящему изобретению, такие табачные жилки можно использовать в качестве приемлемого компонента резаной табачной мешки. Расширенные табачные жилки можно также добавлять в резаную табачную мешку в значительно больших пропорциях, чем было возможно прежде, улучшая тем самым использование табачного материала. Применение способа согласно настоящему изобретению имеет и положительное экологическое значение, поскольку уменьшается доля табачного материала, направляемого в отходы.
Применение табачных жилок в резаной табачной мешке вместо листовой пластинки является экономически эффективным, поскольку жилки табачного листа обычно доступны по более низкой цене, чем листовые пластинки табака. Выгодным образом табачные жилки можно обрабатывать с использованием существующей аппаратуры, обычно применяемой для расширения листовой пластинки табака. Это дает возможность применять способы согласно настоящему изобретению рационально и экономически эффективно без необходимости привлекать дополнительную аппаратуру. Кроме того, можно уменьшить или полностью устранить затраты на утилизацию табачных жилок, направляемых в отходы.
Расширенные табачные жилки можно смешивать с табачной пластинкой других типов табачного материала после расширения жилок. В этом случае другие компоненты резаной табачной мешки обрабатывают на отдельных технологических линиях перед смешиванием компонентов. Однако в предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения плющеные табачные жилки смешивают с табачной пластинкой перед стадией кондиционирования, так что все последующие стадии проводят со смесью табачных жилок и пластинок. Таким образом табачные жилки можно удобно обрабатывать вместе с табачной пластинкой, используя одни и те же технологические стадии и условия. Указанные табачные пластинки могут быть получены от табачного листа любого сортотипа, включая, без ограничения этим, табачную пластинку сортотипов Берлей, Вирджинский или Восточный. С табачными жилками можно смешивать листовые пластинки табачного листа одного типа или нескольких разных типов. Указанные один или более разных типов табачного листа, листовые пластинки которых отбирают для этих целей, могут либо совпадать с сортотипом табачных жилок, либо отличаться от него.
В дальнейшем обсуждении способа, предоставляемого настоящим изобретением, все ссылки на расширение табачных жилок на стадиях, проводимых по способам согласно настоящему изобретению, равным образом относятся и к той смеси табачных жилок и пластинок, которая будет произведена перед стадией кондиционирования в определенных вариантах осуществления настоящего изобретения.
Плющеные табачные жилки предпочтительно смешивают с табачной пластинкой для получения табачной смеси, содержащей не менее 2 вес.% жилок (более предпочтительно не менее 5 вес.% жилок, еще более предпочтительно не менее 10 вес.% жилок). Эти уровни включения табачных жилок будут оказывать нейтральный эффект на вкус резаной табачной мешки, в которую добавляют расширенную смесь. Благодаря улучшенному вкусу и улучшенным характеристикам горения расширенных табачных жилок в резаную табачную мешку можно вводить значительно большие пропорции расширенных табачных жилок.
Кондиционирование табачных жилок необходимо проводить для увеличения содержания влаги в табачном материале. Кондиционирование придает жилкам эластичность, достаточную для того, чтобы их можно было резать, не разрушая и не нанося повреждений. Обычно перед стадией кондиционирования табачные жилки будут иметь влагосодержание, составляющее приблизительно от 10% до 11% o.v. (удаляемых в печи летучих веществ). На стадии кондиционирования содержание влаги в жилках табака повышается, по меньшей мере, до 12% o.v. (более предпочтительно приблизительно до 20% o.v.). Соответствующую стадию кондиционирования можно также проводить со смесью табачных жилок и пластинок.
В настоящем документе влагосодержание табачных жилок выражено в «процентах, приходящихся на летучие вещества, удаляемых в сушильном шкафу»; его определяют, измеряя процент уменьшения массы табачных жилок, обусловленного испарением при сушке материала в сушильном шкафу при 103°С в течение 100 минут. Используя эту процедуру, можно легко определять влагосодержание табачных жилок на любой стадии осуществления данного способа обработки.
Аналогичным образом повторное кондиционирование табачных жилок на стадии повторного кондиционирования также необходимо для увеличения влагосодержания табачного материала после нагревания импрегнированных табачных жилок, при котором значительная доля воды, содержащейся в них, обычно испаряется. После стадии нагрева и перед стадией повторного кондиционирования табачные жилки, как правило, будут иметь влагосодержание, составляющее около 3% o.v. На стадии повторного кондиционирования влагосодержание табачных жилок повышается, по меньшей мере, до 10% o.v. Соответствующую стадию повторного кондиционирования можно также проводить со смесью табачных жилок и пластинок.
В способе согласно настоящему изобретению для стадий кондиционирования и повторного кондиционирования можно использовать известные технические приемы и аппаратуру. Предпочтительно каждая из стадий кондиционирования и повторного кондиционирования включает контактирование табачных жилок с паром, водой или смесью пара и воды. Например, в одном известном процессе кондиционирования табак контактирует с противотоком пара и воды, перемешиваясь во вращающемся цилиндрическом барабане. В качестве альтернативы табачные жилки можно кондиционировать или повторно кондиционировать во влажной камере.
После стадии кондиционирования, описанной выше, плющеные табачные жилки нарезают до подходящей ширины полосок на стадии нарезания. Ширину нарезания можно регулировать соответственно желаемой области использования расширенной смеси. Например, более мелкая и тонкая нарезка предпочтительна для резаной табачной мешки, предназначенной для курительных табачных изделий (в частности, для тонких сигарет), а не для самодельных папирос («самокруток») или трубочного табака. Предпочтительно плющеные табачные жилки нарезают до ширины 0,3-1,3 мм (более предпочтительно до 0,65-0,9 мм). Соответствующую стадию нарезания можно также проводить со смесью табачных жилок и пластинок.
Термин «ширина нарезания» табачных жилок относится к ширине жилки в направлении, вдоль которого табачная жилка была разрезана. При обследовании частицы табачной жилки под микроскопом, как правило, можно определить направление, вдоль которого частица жилки проходила через аппарат нарезания. Ширина нарезания соответствует расстоянию между двумя сторонами частицы табачной жилки вдоль этого направления нарезания. Ширину нарезания индивидуальной частицы табачной жилки можно точно измерять под микроскопом, используя обычный измерительный инструмент. Ширину нарезания индивидуальной частицы табачной жилки замеряют в точке вдоль направления нарезания, соответствующей наибольшей площади поперечного сечения.
Там, где жилка табака разрезана в двух направлениях, ширина нарезания, для целей настоящего изобретения, соответствует наибольшей ширине нарезания, измеренной в этих двух направлениях.
После завершения нарезания табачных жилок их импрегнируют жидким диоксидом углерода при давлении до 30 бар в подходящем импрегнационном резервуаре. Предпочтительно перед впуском жидкого диоксида углерода в импрегнационный резервуар его герметизуют и из него откачивают воздух. Таким образом, стадию импрегнирования по способу согласно настоящему изобретению проводят в вакууме. Предпочтительно жидкий диоксид углерода имеет температуру, составляющую около минус 55°С (-55°С), в импрегнационный резервуар его переносят под давлением. Это делается для оптимизации проникновения жидкого диоксида углерода в клеточную структуру табачных жилок, где он образует гидраты с водой, содержащейся внутри клеток. Соответствующую стадию импрегнирования можно проводить со смесью табачных жилок и пластинок.
Жидкий диоксид углерода, оставшийся после стадии импрегнирования, сливают и регенерируют. В импрегнационном резервуаре сбрасывают давление, и жидкий диоксид углерода в клеточной структуре превращается в сухой лед, который замораживает табак до температуры минус 79°С (-79°С) при его точке сублимации. Замороженные табачные жилки нагревают для того, чтобы испарить диоксид углерода, находящийся в табачном материале. Испарение диоксида углерода приводит к раскрытию внутренних клеток табачных жилок, результатом чего является расширение последних. Предпочтительно стадию нагревания проводят, осуществляя контакт замороженных импрегнированных табачных жилок с потоком горячего газа (предпочтительно с потоком горячего воздуха и пара) с температурой, составляющей предпочтительно от 150°С до 400°С. Соответствующую стадию расширения можно также проводить со смесью табачных жилок и пластинок.
В процессе проведения стадии расширения табачные жилки предпочтительно расширяются так, что заполняющая способность табачного материала повышается, по меньшей мере, на 50% (более предпочтительно, по меньшей мере, на 100%). Термин «заполняющая способность» табачного материала описывает объем пространства, занимаемый данным весом или данной массой указанного материала. Чем больше заполняющая способность табачного материала, тем меньше масса материала, необходимого для заполнения табачной гильзы стандартного размера. Процесс расширения значительно увеличивает объем табачных жилок и уменьшает плотность табачного материала. Снижение плотности табачных жилок является особо выгодным, поскольку это делает жилки более подходящими и приемлемыми для включения в резаную табачную мешку.
Согласно настоящему изобретению, в определенных предпочтительных вариантах данный способ, перед стадиями нарезания и расширения, дополнительно включает стадию нанесения увлажняющего раствора на плющеные и кондиционированные жилки. Этот увлажняющий раствор можно наносить любыми подходящими средствами, включая, например, аэрозольную пульверизацию. Предпочтительно увлажняющий раствор представляет собой водный раствор, содержащий увлажняющий агент, такой как глицерин.
Способы согласно настоящему изобретению, включающие вышеописанные стадии, можно проводить с жилками, ранее уже подвергнутыми процессу плющения до требуемой толщины 0,1-0,5 мм вне текущего технологического процесса. Например, плющение может происходить на отдельном предприятии по переработке табачного листа или в отдельном помещении для удаления средних жилок табачного листа, так что исходным материалом для процесса обработки, описанного выше, оказываются жилки, ранее уже подвергнутые вальцеванию.
Однако определенные варианты осуществления настоящего изобретения приспособлены к тому, чтобы включать процесс плющения в качестве части процесса получения резаной табачной мешки, так что плющение проводят на том же производственном предприятии, на котором выполняют и остальные стадии обработки. Плющеные жилки можно затем непосредственно вводить в технологическую линию изготовления резаной табачной мешки. Кроме того, согласно настоящему изобретению, такие способы включают дополнительные стадии кондиционирования жилок для увеличения содержания влаги и плющения жилок до толщины 0,1-0,5 мм. Там, где исходным материалом являются табачные жилки, уже отделенные от остальной части табачного листа, эти дополнительные стадии можно проводить прежде стадий кондиционирования и расширения, описанных выше. Однако способ согласно настоящему изобретению можно адаптировать дополнительно, включая в него стадию теребления (трепания), так что исходным материалом процесса обработки оказываются необработанные листья табака. Кроме того, в этом случае данный способ включает дополнительные стадии удаления жилок с табачного листа и их разрезания до средней длины 10-80 мм, причем эти стадии проводят прежде кондиционирования и плющения жилок, описанных выше.
Жилки можно удалять с листьев табака, применяя традиционный способ теребления (трепания). Жилки можно разламывать или разрезать внутри трепальной машины или на отдельной стадии уменьшения длины жилковой части, проводимой для оптимизации процесса плющения.
Кондиционирование жилок перед плющением необходимо для увеличения содержания влаги, чтобы жилки стали достаточно эластичными при вальцевании, которое происходило бы без их разрушения и нанесения повреждений. Перед стадией кондиционирования табачные жилки будут, как правило, иметь влагосодержание, составляющее около 17-20% o.v. Стадия кондиционирования предпочтительно увеличивает влагосодержание до 35% o.v. или менее (более предпочтительно до 30% o.v. или менее). В определенных случаях для предупреждения повреждения жилок при вальцевании может оказаться достаточным влагосодержание не более 25-28% o.v.
Предпочтительно кондиционирование табачных жилок проводят, осуществляя контакт жилок с водой, паром или смесью воды и пара. Предпочтительно табачные жилки оставляют замачиваться в течение некоторого времени, чтобы дать возможность влаге проникнуть в сердцевину жилок.
После стадии кондиционирования табачные жилки подвергают вальцеванию, применяя традиционный одноступенчатый или двухступенчатый процесс плющения, уменьшающий толщину жилок до 0,1-0,5 мм. Толщину плющеных жилок уменьшают до уровня, близкого к толщине листовой пластинки табака. Предпочтительно табачные жилки плющат до толщины 0,2-0,3 мм. То есть табачные жилки плющат до толщины, которая меньше обычной толщины резаных и плющеных табачных жилок.
Посредством плющения жилок до толщины 0,1-0,5 мм, по меньшей мере, частично разрушают их клеточную структуру. В частности, плющение, по меньшей мере, частично разрушает клетки эпидермиса табачных жилок. Разрушение клеточной структуры табачных жилок ясно видно при обследовании плющеных табачных жилок под микроскопом. Кроме того, можно будет визуально наблюдать, что табачные жилки действительно расширены, о чем свидетельствует различие текстуры жилок до и после расширения. Там, где табачные жилки были обработаны способами согласно настоящему изобретению, это станет видимым как по толщине плющения, так и по признакам расширения табачных жилок.
Как описано выше, расширенные табачные жилки предназначены для использования в качестве компонента резаной табачной мешки. Согласно настоящему изобретению, предоставлен также способ получения резаной табачной мешки, содержащей расширенные табачные жилки, причем указанный способ включает расширение табачных жилок с применением способа согласно настоящему изобретению, как описано выше, и смешивание расширенных табачных жилок, по меньшей мере, с одним другим типом табачных листовых пластинок, расширенным табаком или восстановленным табаком для образования резаной табачной мешки. Указанными другими типами табачных листовых пластинок могут быть, например, листовые пластинки табака Oriental, листовые пластинки табака Virginia или их комбинация. Расширенный и восстановленный табак, если он присутствует, может быть приготовленным из табака любого подходящего типа известными способами и с использованием известной аппаратуры. Смешивание расширенных табачных жилок с другими типами табачного материала, как правило, будет осуществляться после стадии повторного кондиционирования, так что это смешивание будет представлять собой конечную стадию изготовления резаной табачной мешки.
Настоящее изобретение также предоставляет соответствующий способ изготовления резаной табачной мешки из смеси расширенных жилок и расширенных листовых пластинок.
Предпочтительно резаная табачная мешка содержит приблизительно от 12 до 27 вес.% смеси расширенного табака, причем указанная смесь состоит, по меньшей мере, на 2 вес.% (более предпочтительно, по меньшей мере, от 5 вес.% до 100 вес.%) из расширенных табачных жилок, а оставшуюся часть смеси образуют расширенные листовые пластинки табака. Поэтому резаная табачная мешка может содержать приблизительно от 0,3 до 27 вес.% расширенных табачных жилок, полученных с применением способа согласно настоящему изобретению.
Резаные табачные мешки, содержащие расширенные табачные жилки, полученные с применением способов согласно настоящему изобретению, можно включать во многие курительные изделия. Например, резаную табачную мешку можно использовать в табачном штранге курительных табачных изделий, таких как сигареты с фильтром, сигариллы или сигары. В качестве альтернативы резаную табачную мешку можно использовать для создания субстрата, образующего табачный аэрозоль в курительных изделиях, основанных на принципе дистилляции, или в курительных системах с электрическим нагревом. В качестве другой альтернативы резаную табачную мешку можно использовать в качестве продукта для самостоятельного изготовления сигарет («самокруток») или в качестве рассыпного табачного продукта (например, трубочного табака).
Курительные табачные изделия, содержащие резаную табачную мешку, включающую расширенные табачные жилки, полученные с применением способов согласно настоящему изобретению, можно упаковывать в контейнеры (например, в контейнеры, образуемые из одной или более складных ламинарных заготовок). К подходящим контейнерам относятся, не ограничиваясь ими, контейнеры с откидными крышками, раздвижные контейнеры и патронные контейнеры.
Далее настоящее изобретение будет описано дополнительно, но только в виде примера.
Пример
Способ согласно настоящему изобретению осуществляют со смесью предварительно плющеных табачных жилок Берлей и табачных жилок, подвергнутого дымовой сушке, которые уже были отделены от остальной части табачного листа и подвергнуты вальцеванию до толщины 0,2 мм. Плющеные табачные жилки смешивали с табачной пластинкой сортотипов Берлей и Брайт для формирования смеси перед проведением дальнейших технологических стадий. Указанная табачная смесь содержит приблизительно 5 вес.% плющеных табачных жилок. Следует понимать, что такое смешивание табачных жилок с листовыми пластинками не является обязательным, и в альтернативных примерах табачные жилки можно перерабатывать таким же образом без табачных листовых пластинок.
На стадии кондиционирования табачную смесь помещают в цилиндрический барабан, который вращают, создавая непрерывное движение табачных жилок и пластинок. Через цилиндр пропускают противотоком пар и воду, осуществляя их в контакт с табачной смесью до тех пор, пока влагосодержание табачных жилок на достигнет приблизительно 20% o.v.
Кондиционированную смесь затем опрыскивают увлажняющим раствором глицерина в воде. Увлажняющий раствор дополнительно включает глицерин, который действует как увлажняющий агент.
Затем табачную смесь подвергают резке до ширины 0,9 мм, после чего переносят в импрегнационный резервуар. Из этого резервуара откачивают воздух, а затем в него под давлением нагнетают жидкий диоксид углерода при температуре, составляющей приблизительно минус 55°С. Табачную смесь импрегнируют жидким диоксидом углерода приблизительно в течение 2-3 минут.
После импрегнирования табачной смеси жидким диоксидом углерода, который в табачном материале превращается в твердое вещество, смесь переносят в колонну и быстро нагревают горячим газом при температуре приблизительно 350°С, в результате чего происходит приблизительно 100%-ное расширение табачной смеси. Указанный газ представляет собой смесь пара и воздуха, содержащую приблизительно 80% пара.
После стадии нагревания табачную смесь охлаждают и повторно кондиционируют во влажной камере до тех пор, пока влагосодержание табачных жилок не возвратится приблизительно к 12% o.v.
Расширенную табачную смесь затем смешивают с другими табачными материалами, включая нерасширенные листовые пластинки и восстановленный табак, образуя смесь, представляющую собой резаную табачную мешку. Расширенная табачная смесь составляет до 25% общей массы резаной табачной мешки.
Следует понимать, что указанные уровни влажности, толщина плющеных жилок, ширина нарезания, относительное содержание табачных жилок и другие параметры процесса расширения могут быть различными (как описано выше, в зависимости от желательных характеристик и предполагаемого применения конечной резаной табачной мешки).