ГОМОГЕНИЗИРОВАННЫЙ ТАБАЧНЫЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГОМОГЕНИЗИРОВАННОГО ТАБАЧНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2019 года по МПК A24B15/20 

Настоящее изобретение относится к гомогенизированному табачному материалу и к способу его получения. Изобретение также относится к использованию гомогенизированного табачного материала в изделии, генерирующем аэрозоль, таком как, например, сигарета или табакосодержащий продукт «нагреваемого без сжигания» типа.

В настоящее время при изготовлении табачных продуктов, помимо табачных листьев, используют также гомогенизированный табачный материал. Этот гомогенизированный табачный материал обычно получают из частей табачного растения, которые в меньшей степени пригодны для производства резаного наполнителя, например, таких как табачные стебли или табачная пыль. Обычно табачная пыль образуется в качестве побочного продукта во время обработки табачных листьев в процессе изготовления.

Наиболее широко используемыми формами гомогенизированного табачного материала являются восстановленный табачный лист и формованный лист. Способ образования листов гомогенизированного табачного материала обычно предусматривает стадию, на которой табачную пыль и связующее смешивают с образованием пульпы. Затем эту пульпу используют для образования табачного полотна. Например, путем формования вязкой пульпы на движущейся металлической ленте с получением так называемого формованного листа. В качестве альтернативы, пульпу с низкой вязкостью и высоким содержанием воды можно применять для получения восстановленного табака в способе, сходном с производством бумаги. После получения гомогенизированные табачные полотна можно нарезать с помощью способа, сходного с таковым как при резке цельнолистового табака, с получением резаного табачного наполнителя, пригодного для сигарет и других курительных изделий, в частности для изделия, генерирующего аэрозоль.

Гомогенизированный табачный материал, который предназначен для использования в качестве субстрата, образующего аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, обычно имеет отличный состав от гомогенизированного табака, предназначенного для использования в качестве наполнителя в традиционных сигаретах. В нагреваемом изделии, генерирующем аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, нагревают до относительно низкой температуры с целью образования аэрозоля. Гомогенизированный табачный материал обычно представляет собой единственный источник табака или основной источник табака, присутствующего в изделии, генерирующем аэрозоль.

Может быть желательно минимизировать количество акриламида, присутствующего в гомогенизированном табачном материале и в аэрозоле, полученном из него при нагревании. Акриламид представляет собой химическое соединение с химической формулой C₃H₅NO. Его названием согласно IUPAC является проп-2-енамид. Были высказаны опасения относительно его потенциальной токсичности.

В ходе производства изделий, генерирующих аэрозоль, содержащих гомогенизированный табачный материал, из полотна гомогенизированного табачного материала, обычно требуется, чтобы гомогенизированное табачное полотно выдерживало некоторую физическую обработку, как например, увлажнение, перемещение, высушивание и резание. Следовательно, желательно обеспечить гомогенизированное табачное полотно, которое приспособлено для того, чтобы выдерживать такую обработку без какого-либо влияния на качество конечного табачного материала, или с минимальным влиянием. В частности, было бы желательно, чтобы полотно гомогенизированного табачного материала почти не содержало полных или частичных разрывов. Гомогенизированное табачное полотно с разрывами может привести к потерям табачного материала во время производства. Кроме того, частично или полностью разорванное гомогенизированное табачное полотно может привести к простоям оборудования и браку во время остановок и запуска оборудования.

Следовательно, существует потребность в новом способе получения гомогенизированного табачного полотна для использования в изделиях, генерирующих аэрозоль, типа «нагреваемых без сжигания», которое было бы приспособлено к разным параметрам нагревания и требованиям к образованию аэрозоля данного нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, в котором в то же время снижено содержание акриламида по сравнению с известным гомогенизированным табачным материалом. Данное гомогенизированное табачное полотно дополнительно должно быть приспособлено к выдерживанию процессов, требуемых в производстве.

В соответствии с первым аспектом настоящее изобретение относится к способу получения гомогенизированного табачного материала. Способ предусматривает стадии получения волокнистой массы и размалывания волокон целлюлозы с образованием волокнистой массы и измельчением смеси табака из одного или нескольких типов табака. На следующей стадии образуют пульпу путем объединения частиц табака из разных типов табака с волокнами целлюлозы и связующим. Дополнительно к пульпе добавляют аспарагиназу. Дополнительная стадия предусматривает гомогенизацию пульпы и образование из пульпы гомогенизированного табачного материала. В соответствии с настоящим изобретением стадия получения волокнистой массы и размалывания обеспечивает в результате волокна целлюлозы со средним размером от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров. На стадии измельчения получают частицы табака со средним размером на единицу веса, составляющим от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра. Связующее добавляют в пульпу в количестве, составляющем от приблизительно 1 процента до приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес.

В соответствии со вторым аспектом настоящее изобретение относится к способу получения гомогенизированного табачного материала. Способ предусматривает стадии получения волокнистой массы и размалывания волокон целлюлозы с образованием волокнистой массы и измельчением смеси табака из одного или нескольких типов табака. На следующей стадии образуют пульпу путем объединения смеси частиц табака из разных типов табака с волокнами целлюлозы и связующим. Дополнительно к пульпе добавляют аспарагиназу. Дополнительная стадия предусматривает гомогенизацию пульпы и образование из пульпы гомогенизированного табачного материала. В соответствии с настоящим изобретением стадия получения волокнистой массы и размалывания обеспечивает в результате волокна целлюлозы со средним размером от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров. На стадии измельчения получают частицы табака со средним размером на единицу веса, составляющим от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра. Частицы табака добавляют в количестве, составляющем от приблизительно 50 процентов до приблизительно 93 процентов в пересчете на сухой вес.

Термин «гомогенизированный табачный материал» используют по всему описанию для охвата любого табачного материала, образованного в результате агломерации частиц табачного материала. Листы или полотна из гомогенизированного табака в настоящем изобретении можно образовать путем агломерации табака в виде частиц, полученного посредством измельчения или иного измельчения в порошок листовых пластинок табака и/или стеблей табачных листьев.

Гомогенизированный табачный материал может содержать незначительное количество одного или нескольких из табачной пыли, тонкодисперсных частиц табака и других побочных продуктов, представляющих собой табак в виде частиц, образующихся в процессе обработки, перемещения и отгрузки табака.

Табак, присутствующий в гомогенизированном табачном материале, может составлять основную часть табака или даже, по сути, все количество табака, присутствующего в изделии, генерирующем аэрозоль. Влияние на свойства аэрозоля, такие как его вкусоаромат, может быть преимущественно обусловлено гомогенизированным табачным материалом. Предпочтительно, чтобы высвобождение веществ из табака, присутствующего в гомогенизированном табачном материале, упрощалось с целью улучшения использования табака. По меньшей мере часть частиц табака может характеризоваться частицей структуры клеток табака такого же размера или меньшего размера. Считается, что тонкое измельчение табака до приблизительно 0,05 миллиметра может преимущественно открыть клеточную структуру табака и, таким образом, улучшить образование аэрозоля из веществ, присутствующих в табаке, из собственно табака. Данные вещества, присутствующие в табаке, могут включать пектин, никотин, эфирные масла и другие ароматизаторы. В дальнейшем термин «табачный порошок» или «частицы табака» используют по всему описанию для обозначения табака, характеризующегося средним размером частиц на единицу веса от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра.

Частицы табака, характеризующегося средним размером частиц на единицу веса от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра, могут также улучшать гомогенность пульпы. Слишком крупные частицы табака, то есть частицы табака более приблизительно 0,15 миллиметра, могут вызвать дефекты и области с низкой прочностью в гомогенизированном табачном полотне, которое образуется из пульпы. Дефекты в гомогенизированном табачном полотне могут уменьшать прочность на разрыв гомогенизированного табачного полотна. Уменьшенная прочность на разрыв может привести к затруднениям при последующей обработке гомогенизированного табачного полотна при получении изделия, генерирующего аэрозоль, и может вызвать, например, остановки оборудования. Кроме того, неоднородность табачного полотна может привести к нежелательному различию в доставке аэрозоля между изделиями, генерирующими аэрозоль, которые произведены из одного и того же гомогенизированного табачного полотна. По этой причине, предпочтительно табак, характеризующийся относительно небольшим средним размером частиц, является желательным как исходный табачный материал для образования пульпы с образованием приемлемого гомогенизированного табачного материала для изделий, генерирующих аэрозоль. Слишком маленькие частицы табака могут увеличивать потребление энергии, требуемой в ходе уменьшения их размера, без добавления преимуществ для данного дополнительного уменьшения.

Уменьшенный средний размер частиц табака может также быть предпочтительным ввиду его влияния на уменьшение вязкости табачной пульпы, обеспечивая тем самым лучшую однородность. Однако при среднем размере от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра табачные волокна целлюлозы в составе табачного материала могут, по сути, разрушаться. Следовательно, табачные волокна целлюлозы в составе табачного материала могут привносить лишь очень небольшой вклад в прочность на разрыв полученного гомогенизированного табачного полотна. Обычно это можно компенсировать с помощью добавления связующих. Тем не менее, может существовать практическое ограничение в отношении количества связующих, которые могут присутствовать в пульпе и, следовательно, в гомогенизированном табачном материале. Это связано с тем, что связующие имеют склонность образовывать гель при вступлении в контакт с водой. Образование геля оказывает сильное влияние на вязкость пульпы, которая в свою очередь является важным параметром пульпы для последующих процессов производства полотна, например таких как формование. Поэтому, как правило, предпочтительно иметь относительно низкое количество связующего в гомогенизированном табачном материале. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения количество связующего, добавленного в смесь из одного или нескольких типов табака, составляет от приблизительно 1 процента до приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес пульпы. Связующее, используемое в пульпе, может представлять собой любой из камедей или пектинов, описанных в данном документе. Связующее может обеспечивать, чтобы табачный порошок оставался, по сути, распределенным по всему гомогенизированному табачному полотну. Относительно описательного обзора камедей см. Gums And Stabilizers For The Food Industry, IRL Press (G.O. Phillip et al. eds. 1988); Whistler, Industrial Gums: Polysaccharides And Their Derivatives, Academic Press (2d ed. 1973) и Lawrence, Natural Gums For Edible Purposes, Noyes Data Corp. (1976).

Хотя можно использовать любые связующие, предпочтительными связующими являются природные пектины, такие как фруктовые, цитрусовые или табачные пектины; гуаровые камеди, такие как гидроксиэтилгуар и гидроксипропилгуар; камеди бобов рожкового дерева, такие как гидроксиэтил- и гидроксипропил-производные камеди бобов рожкового дерева, альгинат; крахмалы, такие как модифицированные крахмалы или производные крахмалов; целлюлозы, такие как метил-, этил-, этилгидроксиметил- и карбоксиметилцеллюлоза; тамариндовая камедь; декстран; пуллалон; конжаковая мука; ксантановая камедь и т. п. Особо предпочтительным связующим для использования в настоящем изобретении является гуар.

Хотя, с одной стороны, относительно небольшой средний размер частиц табака и уменьшенное количество связующего может привести к очень гомогенной пульпе, а затем к очень гомогенному гомогенизированному табачному материалу; с другой стороны, прочность на разрыв гомогенизированного табачного полотна, полученного из этой пульпы, может быть относительно низкой и возможно недостаточной для того, чтобы достаточно выдерживать силы, действующие на гомогенизированный табачный материал в ходе обработки.

Волокна целлюлозы вводят в пульпу. Как правило, введение волокон целлюлозы в пульпу, действующих как упрочняющее средство, увеличивает прочность на разрыв полотна табачного материала. Следовательно, добавление волокон целлюлозы может увеличить упругость полотна гомогенизированного табачного материала. Таким образом можно поддерживать бесперебойный способ производства и последующую обработку гомогенизированного табачного материала во время производства изделий, генерирующих аэрозоль. В свою очередь, это может привести к увеличению эффективности производства, эффективности затрат, воспроизводимости и скорости производства при изготовлении изделий, генерирующих аэрозоль, и других курительных изделий.

Волокна целлюлозы для включения в пульпу с получением гомогенизированного табачного материала известны из уровня техники и включают без ограничения волокна древесины мягких пород; волокна древесины твердых пород; джутовые волокна; льняные волокна; табачные волокна и их комбинации. В дополнение к получению волокнистой массы, волокна целлюлозы могут быть подвергнуты подходящим видам обработки, таким как размалывание, механическое получение волокнистой массы, химическое получение волокнистой массы, обесцвечивание, сульфатное получение волокнистой массы и их комбинация.

Волокна целлюлозы могут включать табачные материалы из стеблей, черешки или другие растительные табачные материалы. Предпочтительно, волокна целлюлозы, такие как древесные волокна, характеризуются низким содержанием лигнина. Как альтернатива, либо с вышеуказанными волокнами, либо вместо них можно использовать другие волокна, такие как растительные волокна, включая пеньку и бамбук.

Крайне важным параметром в отношении волокон целлюлозы является длина волокон целлюлозы. В случае слишком коротких волокон целлюлозы волокна не будут эффективно способствовать повышению прочности на разрыв полученного гомогенизированного табачного материала. В случае слишком длинных волокон целлюлозы волокна целлюлозы будут влиять на гомогенность пульпы и, в свою очередь, могут приводить к неоднородности и другим дефектам гомогенизированного табачного материала, в частности в случае тонкого гомогенизированного табачного материала, например, гомогенизированного табачного материала с толщиной несколько сотен микрометров. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения в пульпе содержатся частицы табака, характеризующиеся средним размером на единицу веса, составляющим от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра, и связующее в количестве, составляющем от приблизительно 1 процента до приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес пульпы, при этом длина волокон целлюлозы преимущественно составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров. Предпочтительно, средняя длина на единицу веса волокон целлюлозы составляет от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 3 миллиметров. Предпочтительно, данное дополнительное уменьшение получают с помощью стадии размалывания. В настоящем описании длина волокон означает преобладающий размер волокон. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением количество волокон целлюлозы предпочтительно составляет от приблизительно 1 процента до приблизительно 7 процентов в пересчете на сухой вес от общего веса пульпы. Было продемонстрировано, что такие величины для ингредиентов пульпы повышают прочность на разрыв с поддержанием высокого уровня гомогенности гомогенизированного табачного материала по сравнению с гомогенизированным табачным материалом, который используют только со связующим для обеспечения требуемой прочности на разрыв гомогенизированного табачного полотна. В то же время, волокна целлюлозы, характеризующиеся средним размером от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров, существенно не предотвращают высвобождение веществ из тонкоизмельченного табачного порошка, в случае если гомогенизированный табачный материал используют в качестве субстрата в изделии, генерирующем аэрозоль. В соответствии с настоящим изобретением может быть обеспечен сравнительно быстрый и надежный способ изготовления гомогенизированного табачного полотна, а также субстрата, приспособленного для образования аэрозоля с высокой воспроизводимостью.

Способ по настоящему изобретению предусматривает добавление аспарагиназы. Аспарагиназа представляет собой фермент, который катализирует гидролиз аспарагина в аспарагиновую кислоту в соответствии со следующей реакцией:

Аспарагиназы представляют собой ферменты, экспрессируемые и продуцируемые микроорганизмами, такими как археи, грибы и т. д., и могут быть получены природным путем или рекомбинантно продуцированы такими организмами и из них. Среди прочих, источниками микроорганизмов являются Saccharomyces cerevisiae, Erwinia carotovora, Escherichia coli, Aspergillus oryzae, A.niger, Erwinia chrysanthemi и Enterobacter aerogenes.

Аспарагиназа или коласпаза классифицируются в Комиссии по ферментам под номером EC 3.5.1.1 (номер EC), который представляет собой схему числовой классификации для ферментов на основе химических реакций, которые они катализируют. Аспарагиназа является коммерчески доступной, например, от Megazyme (ASNEC, полученная из E.coli) и Novozyme (Acrylaway^®).

Количество акриламида в аэрозоле, полученном путем нагревания гомогенизированного табачного материала в соответствии с настоящим изобретением, включая аспарагиназу, может быть резко уменьшено. Авторы считают, что это связано с добавлением аспарагиназы согласно способу по настоящему изобретению.

Было также обнаружено, что добавление фермента аспарагиназы в пульпу может также иметь ограниченное влияние на вкус и общее восприятие от курения у пользователя, нагревающего полученный таким образом гомогенизированный табачный материал. Элементы, которые способствуют образованию вкуса и ощущения от курения, могут включать, среди прочего, количество никотина, редуцирующих сахаров, NO₃ и общее содержание алкалоидов как в гомогенизированном табачном материале, так и в аэрозоле, образованном при нагревании гомогенизированного табачного материала. Все эти элементы существенно не модифицированы в результате добавления аспарагиназы в пульпу и обусловленного ею превращения аспарагина в аспарагиновую кислоту и аммиак. Кроме того, характеристики для получения «хорошего» аэрозоля, то есть аспекты пульпы, которые важны для получения аэрозоля при нагревании гомогенизированного табачного материала, такие как влажность пульпы перед формованием и количество материала, образующего аэрозоль, или увлажнителя, такого как глицерин, также существенно не изменяются в результате добавления аспарагиназы. Курительные изделия, полученные с использованием части гомогенизированного табачного материала, полученного в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно незначительно изменяются в результате добавления аспарагиназы, а вкус и другие вкусоароматические аспекты для пользователя значительно не изменяются.

Преимущественно, в соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения или в качестве дополнительной характеристики первого аспекта гомогенизированный табачный материал содержит частицы табака в количестве от приблизительно 50 до приблизительно 93 процентов в пересчете на сухой вес. Количество табачной смеси составляет от приблизительно 50 до приблизительно 93 процентов по весу в пересчете на сухой вес гомогенизированного табачного материала, что является относительно «высокой» концентрацией. Большая часть гомогенизированного табачного материала образована из табачной смеси. Хотя присутствует столь высокая концентрация табака и, следовательно, аспарагина, неожиданно было установлено, что добавление аспарагиназы к гомогенизированному табачному материалу, и предпочтительно добавление аспарагиназы в ходе образования пульпы, как описано в соответствии со способом по настоящему изобретению, может уменьшать количество акриламида, присутствующего в аэрозоле, образованном при нагревании части гомогенизированного табачного материала.

Предпочтительно, указанная стадия измельчения табака из одного или нескольких типов табака включает смешивание одного или нескольких из следующих видов табака: светлого табака, темного табака; ароматического табака; табачного наполнителя. Предпочтительно, гомогенизированный табачный материал образован из листовых пластинок табака и стеблей различных типов табака, которые смешивают надлежащим образом. Под термином «тип табака» подразумевают один из различных разновидностей табака. По отношению к настоящему изобретению указанные различные типы табака подразделяют на три основных группы: светлый табак, темный табак и ароматический табак. Различие между этими тремя группами обусловлено процессом высушивания, которому табак подвергают перед тем, как он будет подвергнут дальнейшей обработке с получением табачного продукта.

Виды светлого табака представляют собой виды табака обычно с большими листьями светлой окраски. В настоящем описании термин «светлый табак» используют для видов табака, которые были подвергнуты трубоогневой сушке. Примерами видов светлого табака являются китайский трубоогневой сушки, бразильский трубоогневой сушки, американский трубоогневой сушки, такой как табак Virginia, индийский трубоогневой сушки, трубоогневой сушки из Танзании, или другие африканские табаки трубоогневой сушки. Светлый табак характеризуется высоким соотношением сахара и азота. С точки зрения вкусоароматических ощущений, светлый табак является табаком того типа, который после высушивания ассоциируется с пряным и интенсивным ощущением. В соответствии с настоящим изобретением виды светлого табака представляют собой виды табака с содержанием редуцирующих сахаров, составляющим от приблизительно 2,5 процента до приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес листьев, и с общим содержанием аммиака, составляющим менее приблизительно 0,12 процента в пересчете на сухой вес листьев. Редуцирующие сахара предусматривают, например, глюкозу или фруктозу. Общее содержание аммиака составляют, например, аммиак и соли аммиака.

Виды темного табака представляют собой виды табака обычно с большими темными листьями. По всему описанию термин «темный табак» используют для видов табака, которые были подвергнуты воздушной сушке. Дополнительно, виды темного табака могут быть ферментированы. Виды табака, которые используют, главным образом, для жевания, нюханья, для сигар и трубочных смесей, также включены в данную категорию. С точки зрения вкусоароматических ощущений темный табак представляет собой табак такого типа, который после высушивания ассоциируется с ощущением запаха дыма, присущим сигарам темного типа. Темный табак характеризуется низким соотношением сахара и азота. Примерами видов темного табака являются Burley Malawi или другие типы Burley, темный высушенный бразильский Galpao, индонезийский Kasturi солнечной сушки или воздушной сушки. В соответствии с настоящим изобретением виды темного табака представляют собой виды табака с содержанием редуцирующих сахаров, составляющим менее приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес листьев, и общим содержанием аммиака не более приблизительно 0,5 процента в пересчете на сухой вес листьев.

Виды ароматического табака представляют собой виды табака, которые часто имеют небольшие листья со светлой окраской. По всему описанию термин «ароматический табак» используют в отношении других видов табака, которые характеризуются высоким содержанием ароматических веществ, например высоким содержанием эфирных масел. С точки зрения вкусоароматических ощущений, ароматический табак представляет собой табак такого типа, который после сушки ассоциируется с пряным и ароматичным ощущением. Примерами видов ароматического табака являются греческий восточный, турецкий восточный, полувосточный табак, но также табак огневой сушки, американский Burley, например, Perique, Rustica, американский Burley или Meriland.

Дополнительно смесь может содержать так называемые табачные наполнители. Табачный наполнитель не является особым типом табака, но включает разные типы табака, которые в основном используют для дополнения к другим типам табака, используемых в смеси, и которые не придают особого характерного ароматического свойства конечному продукту. Примерами табачных наполнителей являются стебли, средние жилки или черешки других типов табака. Конкретным примером могут служить стебли трубоогневой сушки с нижних черешков бразильского табака трубоогневой сушки.

В пределах каждого типа табака табачные листья дополнительно сортируют, например, по месту происхождения, положению на растении, цвету, текстуре поверхности, размеру и форме. Эти и другие свойства табачных листьев используют для образования табачной смеси. Табачная смесь представляет собой смесь видов табака, относящихся к одному и тому же или разным типам, так что табачная смесь имеет собирательное конкретное свойство. Данное свойство может представлять собой, например, уникальный вкус или конкретный состав аэрозоля, образующийся в результате нагревания или горения. Смесь содержит конкретные типы и сорта с заданным отношением количества одного по отношению к другому.

В соответствии с настоящим изобретением разные сорта в пределах одного типа табака могут подвергаться перекрестному смешиванию для уменьшения изменчивости каждого компонента смеси. Предпочтительно, разные сорта табака выбирают с целью получения требуемой смеси, характеризующейся конкретными предварительно заданными свойствами. Например, смесь может характеризоваться целевым значением содержания редуцирующих сахаров, общим содержанием аммиака и общим содержанием алкалоидов в пересчете на сухой вес гомогенизированного табачного материала. Общее содержание алкалоидов составляют, например, никотин и второстепенные алкалоиды, в том числе норникотин, анатабин, анабазин и миосмин.

Например, светлый табак может предусматривать табак сорта A, табак сорта B и табак сорта C. Светлый табак сорта A имеет незначительно отличающиеся химические свойства относительно светлого табака сорта B и сорта C. Ароматический табак может предусматривать табак сорта D и табак сорта E, где ароматический табак сорта D имеет незначительно отличающиеся химические свойства относительно ароматического табака сорта E. Возможным целевым значением для табачной смеси, в качестве примера может быть, например, содержание редуцирующих сахаров приблизительно 10 процентов в пересчете на сухой вес от общего количества табачной смеси. Для того, чтобы достичь выбранного целевого значения можно выбрать 70 процентов светлого табака и 30 процентов ароматического табака с образованием табачной смеси. 70 процентов светлого табака выбирают из табака сорта A, табака сорта B и табака сорта C, тогда как 30 процентов ароматического табака выбирают из табака сорта D и табака сорта E. Количества видов табака сортов A, B, C, D, E, которые входят в смесь, зависят от химического состава каждого из сортов табака A, B, C, D, E для получения таким образом целевого значения для данной табачной смеси.

Было обнаружено, что вкус, приданный смесью выбранных видов табака, обычно не изменяется в результате добавления в пульпу фермента аспарагиназы.

Предпочтительно, при добавлении аспарагиназы пульпа имеет температуру от приблизительно 20 градусов Цельсия до приблизительно 60 градусов Цельсия. Было обнаружено, что, как правило, для получения пульпы с хорошей прочностью на разрыв и относительно небольшим количеством дефектов, релевантным параметром является также температура пульпы, которая в свою очередь связана с вязкостью данной пульпы. Подходящий диапазон температур для пульпы может составлять от приблизительно 20 градусов Цельсия до 60 градусов Цельсия. Было показано, что он обычно также является оптимальным диапазоном для ферментативной активности аспарагиназы с момента, когда аспарагиназу вводят в пульпу.

Преимущественно, пульпу поддерживают при температуре от приблизительно 20 градусов Цельсия до приблизительно 60 градусов Цельсия в течение промежутка времени, составляющего от приблизительно 2 минут до приблизительно 60 минут, например, от приблизительно 5 минут до приблизительно 30 минут, между добавлением аспарагиназы и образованием гомогенизированного табачного материала. Необходимое время активности фермента для снижения количества аспарагина до очень низкого уровня, то есть до уровня ниже приблизительно 95 процентов от его исходного содержания, может быть довольно коротким. Предпочтительно, на протяжении данного интервала времени или в течение части указанного промежутка времени пульпу смешивают, так что фермент распределяется по всему объему пульпы, и при этом фермент может превращать аспарагин в аспарагиновую кислоту, катализируя гидролиз первого в последний во всем объеме пульпы. Более предпочтительно, пульпа, обычно содержащаяся в резервуаре, накрыта так, чтобы вода не испарялась, или она испарялась лишь в относительно ограниченном количестве, пока происходит ферментативная активность, которая обычно требует нагревания. Предпочтительно, количество влаги в пульпе поддерживается в пределах предпочтительного предварительно заданного диапазона. Предпочтительно, перед формованием пульпа содержит от приблизительно 60 процентов до приблизительно 80 процентов воды.

Предпочтительно, при добавлении аспарагиназы указанная пульпа характеризуется значением рН от приблизительно 5 до приблизительно 7. Более предпочтительно, значение рН указанной пульпы находится в пределах данного диапазона во время ферментативной активности указанной аспарагиназы. Реакция аспарагиназы может зависеть, среди прочего, от значения рН пульпы. Для изменения значения рН в пульпу может быть добавлен модификатор рН. Например, модификатор рН может предусматривать NaOH для повышения уровня рН пульпы. Могут также использоваться другие модификаторы рН, известные из уровня техники.

Преимущественно, способ предусматривает стадию добавления в пульпу вещества для образования аэрозоля. Подходящие вещества для образования аэрозоля для включения в пульпу для гомогенизированного табачного материала известны из уровня техники и включают без ограничения одноатомные спирты, такие как ментол, многоатомные спирты, такие как триэтиленгликоль, 1,3-бутандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. Например, если гомогенизированный табачный материал в соответствии с настоящим изобретением предназначен для использования в качестве субстратов, образующих аэрозоль, в нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, то гомогенизированный табачный материал может иметь содержание вещества для образования аэрозоля от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов по весу в пересчете на сухой вес. Гомогенизированный табачный материал, предназначенный для использования в электрически управляемой системе, генерирующей аэрозоль, которая содержит нагревательный элемент, может предпочтительно содержать вещество для образования аэрозоля в количестве от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов от сухого веса гомогенизированного табачного материала, предпочтительно от приблизительно 10 процентов до приблизительно 25 процентов от сухого веса гомогенизированного табачного материала. Для гомогенизированного табачного материала, предназначенного для использования в электрически управляемой системе, генерирующей аэрозоль, которая содержит нагревательный элемент, вещество для образования аэрозоля может предпочтительно представлять собой глицерин. Такое количество вещества для образования аэрозоля считается довольно «высоким» по сравнению с количеством вещества для образования аэрозоля, присутствующего в известном гомогенизированном табачном материале. Предпочтительно, данное большое количество вещества для образования аэрозоля используется для получения суспензии со связующим, присутствующей в пульпе таким образом, чтобы практически все связующее было окружено молекулами вещества для образования аэрозоля с целью максимально возможного удержания связующего на удалении от воды при объединении в пульпу. Связующее и вода могут образовывать гель.

Для аспарагиназы ее активность может быть уменьшена в результате присутствия вещество для образования аэрозоля, например такого как глицерин. Аспарагиназа может храниться в буферном растворе, содержащем глицерин. Как правило, рекомендуется диализировать глицерин или разбавлять его перед использованием, чтобы обеспечить надлежащую ферментативную активность. Неожиданно было обнаружено, что даже при наличии «высокого» количества вещества для образования аэрозоля, присутствующего в пульпе, гомогенизированный табачный материал по настоящему изобретению может все еще обеспечивать преимущество согласно настоящему изобретению.

Предпочтительно, стадия образования гомогенизированного табачного материала из пульпы предусматривает стадии формования полотна из пульпы и высушивания формованного полотна.

Полотно гомогенизированного табачного материала предпочтительно образовано с помощью способа формования того типа, который обычно включает формование пульпы, полученной как описано выше, на поверхности основы. Предпочтительно, формованное полотно затем высушивают с образованием полотна гомогенизированного табачного материала и после этого его удаляют с поверхности основы.

Предпочтительно, влажность указанного гомогенизированного полотна табачного материала при формовании составляет от приблизительно 60 процентов до приблизительно 80 процентов от общего веса полотна гомогенизированного табачного материала при формовании. Предпочтительно, способ получения гомогенизированного табачного материала предусматривает стадию высушивания указанного гомогенизированного табачного материала, наматывания указанного гомогенизированного табачного материала. Предпочтительно, влажность указанного полотна гомогенизированного табачного материала после наматывания составляет от приблизительно 7 процентов до приблизительно 15 процентов от сухого веса полотна гомогенизированного табачного материала. Предпочтительно, влажность указанного полотна гомогенизированного табачного материала во время намотки составляет от приблизительно 8 процентов до приблизительно 12 процентов от сухого веса полотна гомогенизированного табачного материала.

В соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение относится к гомогенизированному табачному материалу, содержащему волокна целлюлозы и воду, смесь частиц разных типов табака, и связующее, объединенные вместе с образованием пульпы. В соответствии с настоящим изобретением частицы табака характеризуются средним размером частиц на единицу веса, составляющим от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра, количество связующего составляет от приблизительно 1 процента до приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес пульпы и волокна целлюлозы присутствуют в количестве от приблизительно 1 процента до приблизительно 7 процентов в пересчете на сухой вес пульпы, а их средняя длина на единицу веса составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров. Гомогенизированный табачный материал дополнительно содержит аспарагиназу.

В соответствии с четвертым аспектом настоящее изобретение относится к гомогенизированному табачному материалу, содержащему волокна целлюлозы и воду, смесь частиц разных типов табака, и связующее, объединенные вместе с образованием пульпы. В соответствии с настоящим изобретением частицы табака характеризуются средним размером частиц на единицу веса, составляющим от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра и включены в количестве, составляющем от приблизительно 50 процентов до приблизительно 93 процентов в пересчете на сухой вес, и волокна целлюлозы присутствуют в количестве от приблизительно 1 процента до приблизительно 7 процентов в пересчете на сухой вес пульпы, а их средняя длина на единицу веса составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров. Гомогенизированный табачный материал дополнительно содержит аспарагиназу.

Предпочтительно, доля в процентах волокон целлюлозы, характеризующихся средней длинной на единицу веса, составляющей от приблизительно 1 миллиметра до 3 миллиметров, в 4 раза больше стандартного отклонения для размера волокон целлюлозы в указанной волокнистой массе. Волокна могут представлять собой природные продукты с очень широким диапазоном длин перед обработкой. Предпочтительно, более узкий диапазон, чем в случае природных получают с помощью стадии размалывания. Благодаря стадии размалывания способа по настоящему изобретению длины полученных волокон очень близки к среднему значению. Это означает, что отклонения длин волокон целлюлозы относительно небольшие. Риск возникновения неоднородности или дефектов в гомогенизированном табачном материале, обусловленный волокнами, которые являются более длинными чем среднее значение, может быть сведен к минимуму. В частности, длинные волокна могут создавать так называемые участки волочения в формованном полотне из табака, которые часто создают обширные негомогенные участки в табачном полотне. Предпочтительно, волокна целлюлозы представляют собой волокна древесной целлюлозы. Как альтернатива, источником волокон целлюлозы является материал другого растения, например, такого как табак, лен или пенька. Преимущественные эффекты аспарагиназы уже были описаны в первом аспекте. Соответствующие преимущества уже были объяснены выше в связи со способом по настоящему изобретению и с целью упрощения повторяться не будут.

Предпочтительно, гомогенизированный табачный материал после формования представляет собой практически сплошной лист материала. Затем данный лист дополнительно разрезают и необязательно наматывают на одну или несколько катушек. Размеры листа, такие как толщина, зависят от конечного продукта, который должен быть получен.

Гомогенизированный табачный материал по настоящему изобретению в соответствии либо с третьим, либо с четвертым аспектом содержит следующие ингредиенты:

- табачный порошок;

- связующее;

- аспарагиназу и

- волокна целлюлозы.

Необязательно он также содержит вещество для образования аэрозоля.

Преимущественно, один или несколько из вышеперечисленных ингредиентов включены в гомогенизированный табачный материал по настоящему изобретению в следующих весовых соотношениях.

Связующее и волокна целлюлозы предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:7 до приблизительно 5:1. Более предпочтительно, связующее и волокна целлюлозы включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:1 до приблизительно 3:1.

Связующее и вещество для образования аэрозоля предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:30 до приблизительно 1:1. Более предпочтительно, связующее и вещество для образования аэрозоля включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:20 до приблизительно 1:4.

Связующее и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:100 до приблизительно 1:10. Более предпочтительно, связующее и частицы табака включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:50 до приблизительно 1:15, еще более предпочтительно от приблизительно 1:30 до 1:20.

Связующее и аспарагиназа предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 50:1 до приблизительно 4000:1.

Вещество для образования аэрозоля и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:20 до приблизительно 1:1. Более предпочтительно, вещество для образования аэрозоля и частицы табака включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:6 до приблизительно 1:2.

Вещество для образования аэрозоля и волокна целлюлозы предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:1 до приблизительно 30:1. Более предпочтительно, вещество для образования аэрозоля и волокна целлюлозы включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 5:1 до приблизительно 15:1.

Вещество для образования аэрозоля и аспарагиназа предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от 250:1 до 25000:1.

Волокна целлюлозы и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:100 до приблизительно 1:10. Более предпочтительно, волокна целлюлозы и частицы табака предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 1:50 до приблизительно 1:20.

Волокна целлюлозы и аспарагиназа предпочтительно включены в весовом соотношении, составляющем от приблизительно 50:1 до приблизительно 6000:1.

Вышеупомянутые весовые соотношения ингредиентов гомогенизированных табачных материалов применимы не только к гомогенизированному табачному материалу, но также они относятся к весовым соотношениям различных ингредиентов, присутствующих в пульпе.

Полотно гомогенизированного табачного материала предпочтительно образуют с помощью процесса формования такого типа, который обычно предусматривает формование табачной пульпы на движущейся металлической ленте. Предпочтительно, формованное полотно высушивают с образованием полотна гомогенизированного табачного материала и после этого его удаляют с поверхности основы.

Преимущественно, указанная аспарагиназа содержится в количестве, составляющем от приблизительно 0,0012 процента до приблизительно 0,02 процента по весу в пересчете на сухой вес указанного гомогенизированного табачного материала. Более предпочтительно, количество аспарагиназы составляет от приблизительно 500 активных единиц до 21000 активных единиц на килограмм частиц табака, включенных в гомогенизированный табачный материал. Количество добавляемой аспарагиназы предпочтительно зависит от количества аспарагина, которое в свою очередь зависит от количества табака, присутствующего в гомогенизированном табачном материале. Количество аспарагиназы также выбирают для сведения к минимуму возможных затрат и побочных эффектов самой аспарагиназы.

Преимущественно, аспарагиназу добавляют к пульпе не в виде чистого фермента, а в виде смеси аспарагиназы и других ингредиентов.

Вследствие добавления аспарагиназы гомогенизированный табачный материал содержит аспарагиновую кислоту из-за реакции между аспарагиназой и аспарагином. Присутствие аспарагиновой кислоты подтверждает ферментативную реакцию.

Преимущества настоящего изобретения в соответствии с третьим и четвертым аспектами уже обсуждались со ссылкой на первый и второй аспекты, а следовательно, здесь не повторяются.

В соответствии с пятым аспектом настоящее изобретение относится к изделию, генерирующему аэрозоль, содержащему компонент, полученный из вышеописанного гомогенизированного табачного материала или полученный в соответствии со способом по настоящему изобретению.

Устройство, генерирующее аэрозоль, представляет собой изделие, содержащее субстрат, образующий аэрозоль, который способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозоль. Изделие, генерирующее аэрозоль, может представлять собой негорючее изделие, генерирующее аэрозоль, или оно может представлять собой горючее изделие, генерирующее аэрозоль. Предпочтительно, изделие, генерирующее аэрозоль, представляет собой негорючее изделие, генерирующее аэрозоль. Негорючее изделие, генерирующее аэрозоль, высвобождает летучие соединения без сгорания субстрата, образующего аэрозоль, например, в результате нагревания данного субстрата, образующего аэрозоль, или в результате химической реакции, или в результате механического воздействия на субстрат, образующий аэрозоль. Горючее изделие, генерирующее аэрозоль, высвобождает аэрозоль путем непосредственного сгорания субстрата, образующего аэрозоль, например, как в случае с обычной сигаретой.

Субстрат, образующий аэрозоль, способен высвобождать летучие соединения, которые могут образовывать аэрозольное летучее соединение и могут высвобождаться в результате нагревания субстрата, образующего аэрозоль. С целью использования гомогенизированного табачного материала в изделии, генерирующем аэрозоль, в пульпу, которая образует формованный лист, предпочтительно включают вещества для образования аэрозоля. Вещества для образования аэрозоля могут быть выбраны на основе одного или нескольких предварительно заданных свойств. Функционально вещество для образования аэрозоля обеспечивает механизм, который позволяет веществу для образования аэрозоля испаряться и доставлять никотин и/или ароматизатор в аэрозоль при нагревании выше удельной температуры испарения вещества для образования аэрозоля.

Присутствие аспарагиназы, которая снижает содержание аспарагина в гомогенизированном табачном материале, уменьшает количество акриламида в аэрозоле, полученном путем нагревания гомогенизированного табачного материала. Такое уменьшение может составлять более приблизительно 70 процентов относительно гомогенизированного табачного материала, получаемого в соответствии с настоящим изобретением без добавления аспарагиназы.

Настоящее изобретение будет дополнительно описано исключительно в качестве примера со ссылками на прилагаемые графические материалы, на которых:

- на фигуре 1 показана схема способа получения гомогенизированного табачного материала в соответствии с настоящим изобретением;

- на фигуре 2 показан увеличенный вид одной из стадий способа на фигуре 1;

- на фигуре 3 показан схематический вид установки для осуществления стадии способа на фигуре 1;

- на фигуре 4 показан схематический вид установки для осуществления другой стадии способа на фигуре 1;

- на фигуре 5 показан схематический вид установки для осуществления последующей стадии способа на фигуре 1;

- на фигуре 6 показан схематический вид установки для осуществления последующей стадии способа на фигуре 1;

- на фигуре 7 показан схематический вид установки для осуществления последующей стадии способа на фигуре 1;

- на фигуре 8 показано количество аспарагина в пересчете на сухой вес, присутствующего в гомогенизированном табачном материале в разных образцах, полученных в соответствии с настоящим изобретением, и в контрольных образцах;

- на фигуре 9 показано количество аммиака в пересчете на сухой вес, присутствующего в гомогенизированном табачном материале в разных образцах, полученных в соответствии с настоящим изобретением, и в контрольных образцах;

- на фигуре 10 показано количество акриламида в аэрозоле, образованном путем нагревания полученных образцов устройств для образования аэрозоля, содержащих компонент, полученный из гомогенизированного табачного материала по настоящему изобретению и из образцов, полученных не в соответствии с настоящим изобретением;

- на фигуре 11 показано количество ацетамида в аэрозоле, образованном путем нагревания полученных образцов устройств для образования аэрозоля, содержащих компонент, полученный из гомогенизированного табачного материала по настоящему изобретению и из образцов, полученных не в соответствии с настоящим изобретением;

- на фигуре 12 показано количество пиридина в аэрозоле, образованном путем нагревания полученных образцов устройств для образования аэрозоля, содержащих компонент, полученный из гомогенизированного табачного материала по настоящему изобретению и из образцов, полученных не в соответствии с настоящим изобретением;

- на фигуре 13 показано количество никотина, триацетина, глицерина и CO в аэрозоле, образованном путем нагревания полученных образцов устройств для образования аэрозоля, содержащих компонент, полученный из гомогенизированного табачного материала по настоящему изобретению и из образцов, полученных не в соответствии с настоящим изобретением, и

- на фигуре 14 показано содержание аспарагиновой кислоты в образцах, обработанных аспарагиназой, рассчитанного по сравнению с измеренным.

В соответствии с настоящим изобретением способ получения пульпы представлен с первоначальной ссылкой на фиг. 1. Первая стадия способа по настоящему изобретению представляет собой осуществление выбора 100 типов табака и сортов табака, подлежащих использованию в табачной смеси для получения гомогенизированного табачного материала. Типы табака и сорта табака, используемые в настоящем способе, представляют собой, например, светлый табак, темный табак, ароматический табак и табачный наполнитель.

Только выбранные типы табака и сорта табака, предназначенные для получения используемого гомогенизированного табачного материала, подлежат обработке в соответствии со следующими стадиями способа по настоящему изобретению.

Способ предусматривает дополнительную стадию 101, на которой выбранный табак складывают. Данная стадия может предусматривать проверку целостности табака, например, сорт и количество, которые могут быть, например, подтверждены с помощью устройства считывания штрихового кода для отслеживания продукта и возможности оперативного контроля. После сбора и высушивания табачному листу присваивают сорт, который описывает, например, положение стебля, качество и цвет.

Кроме того, стадия 101 складывания может также предусматривать, в случае если табак транспортируют в производственные помещения для получения гомогенизированного табачного материала, распаковывание или раскрытие коробок с табаком. Затем распакованный табак предпочтительно подают на участок взвешивания с целью взвешивания табака.

Кроме того, стадия 101 складывания табака может предусматривать разрезание брикетов, в случае необходимости, поскольку табачные листья обычно сжимают в брикеты в транспортных ящиках для отгрузки.

Следующие стадии осуществляют для каждого типа табака, как детально описано ниже. Эти стадии можно выполнять последовательно по сортам таким образом, что требуется только одна производственная линия. Как альтернатива, разные типы табака можно обрабатывать на отдельных линиях. Это может быть преимуществом, если для некоторых типов табака применяют разные стадии обработки. Например, в традиционных первичных процессах обработки табака виды светлого и темного табака обрабатывают, по меньшей мере частично, в отдельных процессах, поскольку темный табак часто получает дополнительную оболочку. Однако в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно к смешанному табачному порошку до образования гомогенизированного табачного полотна не добавляют никакой оболочки.

Дополнительно, способ по настоящему изобретению предусматривает стадию 102 крупного измельчения табачных листьев.

В соответствии с вариантом способа по настоящему изобретению после стадии 101 складывания табака и перед стадией 102 крупного измельчения табака осуществляют дополнительную стадию 103 разрезания, как показано на фиг. 1. На стадии 103 разрезания табак разрезают на полоски, характеризующиеся средним размером, составляющим от приблизительно 2 миллиметров до приблизительно 100 миллиметров.

Предпочтительно, после стадии 103 разрезания осуществляют стадию удаления из полосок нетабачного материала (не показано на фиг. 1).

Затем разрезанный табак транспортируют в направлении стадии 102 крупного измельчения. Скоростью потока табака на мельнице для крупного измельчения полосок табачного листа предпочтительно управляют и измеряют.

На стадии 102 крупного измельчения табачные полоски уменьшают до среднего размера частиц, составляющего от приблизительно 0,25 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров. На данной стадии клетки табачных частиц все еще сохраняются практически неповрежденными и полученные частицы не представляют релевантных транспортных проблем.

Предпочтительно, после стадии 102 крупного измельчения частицы табака транспортируют, например, с помощью пневматического перемещения на стадию 104 смешивания. Как альтернатива, стадию 104 смешивания можно осуществлять перед стадией 102 крупного измельчения или, при ее наличии, до стадии 103 разрезания или, как альтернатива, между стадией 103 разрезания и стадией 102 крупного измельчения.

На стадии смешивания 104 смешивают все частицы крупноизмельченного табака из разных типов табака, выбранных для табачной смеси. Таким образом, стадия смешивания 104 является единственной стадией для всех выбранных типов табака. Это означает, что после стадии смешивания существует необходимость только в одной производственной линии для всех различных типов табака.

На стадии 104 смешивания предпочтительно осуществляют смешивание различных типов табака в виде частиц. Предпочтительно, осуществляют стадию измерения и управления одним или несколькими свойствами табачной смеси. В соответствии с настоящим изобретением потоком табака можно управлять так, чтобы получить требуемую смесь. Например, со ссылкой на фиг. 2, может быть желательным, чтобы смесь включала светлый табак 1 в количестве по меньшей мере приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес от общего количества табака в смеси, и чтобы доля в процентах темного табака 2 и ароматического табака 3 для каждого составляла от приблизительно 0 процентов до приблизительно 40 процентов в пересчете на сухой вес от общего количества табака в смеси, например, приблизительно 35 процентов. Более предпочтительно, также вводят табачный наполнитель 4 при доле в процентах от приблизительно 0 процентов до приблизительно 20 процентов в пересчете на сухой вес от общего количества табака в смеси. Следовательно, скоростью потока разных типов табака управляют так, чтобы получались данные отношения разных типов табака. Как альтернатива, если стадию 102 крупного измельчения осуществляют последовательно для различных используемых табачных листьев, на стадии взвешивания в начале стадии 102 определяют количество используемого табака на определенный тип и сорт табака, вместо управления скоростью его потока.

На фиг. 2 показано введение различных типов табака во время стадии 104 смешивания.

Следует понимать, что каждый тип табака сам по себе может представлять собой подсмесь, другими словами «тип светлый табак» может представлять собой, например, смесь табака типа Virginia и бразильского табака трубоогневого высушивания различных сортов.

После стадии 104 смешивания осуществляют стадию 105 тонкого измельчения в табачный порошок со средним размером от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра. На данной стадии 105 тонкого измельчения уменьшают размер табака до размера порошка, подходящего для получения пульпы. После данной стадии 105 тонкого измельчения клетки табака по меньшей мере частично разрушаются и табачный порошок может становиться клейким.

Полученный таким образом табачный порошок можно немедленно использовать для образования табачной пульпы. Как альтернатива, может быть добавлена дополнительная стадия хранения табачного порошка, например, в соответствующих контейнерах (не показано).

Стадии 104 смешивания табака и стадии 102, 105 измельчения табака с образованием гомогенизированного табачного материала в соответствии с фигурой 1 осуществляют с использованием установки 200 для измельчения и смешивания табака, схематически показанной на фигуре 3. Установка 200 содержит участок 201 приема табака, где осуществляют накопление, раскладывание стопок, взвешивание и осмотр различных типов табака. Необязательно, в случае если табак был отгружен в картонных коробках, на участке 201 приема осуществляется удаление картонных коробок, содержащих табак. Участок 201 приема табака также необязательно содержит блок разделения брикетов.

На фиг. 3 показана производственная линия только для одного типа табака, однако может присутствовать такое же оборудование для табака каждого типа, используемого в полотне гомогенизированного табачного материала в соответствии с настоящим изобретением в зависимости от того, когда осуществляют стадию смешивания. Далее табак вводят в устройство 202 для разрезания на стадии 103 разрезания. Устройство 202 для разрезания может представлять собой, например, стержневое устройство для разрезания. Устройство 202 для разрезания предпочтительно приспособлено для работы со всеми размерами брикетов, чтобы измельчать табачные полоски и разрезать полоски на фрагменты меньшего размера. Обрезки табака в каждой производственной линии транспортируют, например, посредством пневматического транспорта 203 к мельнице 204 на стадию 102 крупного измельчения. Предпочтительно, управление осуществляют на протяжении транспортировки так, чтобы отбраковать инородный материал в табачных обрезках. Например, вместе с пневматическим транспортом разрезанного табака могут присутствовать система удаления полос с конвейера, сепаратор тяжелых частиц и металлодетектор, причем все они указаны позиционным обозначением 205 на прилагаемом графическом материале.

Мельница 204 приспособлена для крупного измельчения табачных полосок до размера от приблизительно 0,25 миллиметра до приблизительно 2 миллиметров. Скоростью ротора мельницы можно управлять и менять в зависимости от скорости потока обрезков табака.

Предпочтительно, бункер 206 промежуточного хранения для управления однородным массовым потоком располагают после мельницы 204 крупного измельчения. Кроме того, предпочтительно мельницу 204 оснащают искровыми детекторами и системой 207 отключения для соблюдения условий техники безопасности.

От мельницы 204 частицы табака транспортируют, например, посредством пневматического транспорта 208 к смесителю 210. Смеситель 210 предпочтительно содержит бункер, в котором находится соответствующая система управления клапаном. В смеситель вводят все частицы табака всех различных типов табака, которые были выбраны для предварительно заданной смеси. В смесителе 210 частицы табака смешивают с получением однородной смеси. Из смесителя 210 смесь частиц табака транспортируют к участку 211 тонкого измельчения.

Участок 211 тонкого измельчения представляет собой, например, контактную сортировочную мельницу с соответственно разработанным вспомогательным оборудованием для получения тонкоизмельченного табачного порошка согласно надлежащим спецификациям, то есть табачного порошка с размером, составляющим от приблизительно 0,03 миллиметра до приблизительно 0,12 миллиметра. После участка 211 тонкого измельчения пневматическая линия 212 для перемещения приспособлена для транспортировки тонкоизмельченного табачного порошка к бункеру 213 промежуточного хранения порошка для непрерывной подачи пульпы к расположенному ниже по потоку резервуару для периодического смешивания пульпы, в котором происходит процесс получения пульпы.

Способ получения гомогенизированного табачного материала, показанный на фигуре 1, дополнительно предусматривает стадию 106 получения суспензии. Стадия 106 получения суспензии предпочтительно предусматривает смешивание вещества 5 для образования аэрозоля и связующего 6 с образованием суспензии. Предпочтительно, вещество 5 для образования аэрозоля предусматривает глицерин и связующее 6 предусматривает гуар.

Стадия 106 получения суспензии связующего в веществе для образования аэрозоля предусматривает стадии загрузки вещества 5 для образования аэрозоля и связующего 6 в контейнер и смешивание этих двух компонентов. Предпочтительно, полученную суспензию затем хранят перед введением в пульпу. Предпочтительно, глицерин добавляют к гуару на двух стадиях, первое количество глицерина смешивают с гуаром, а затем второе количество глицерина вводят в транспортировочные трубы, таким образом глицерин используют для очистки производственной линии, избегая тем самым образования трудноочищаемых участков на линии.

Линия 300 получения пульпы приспособлена для получения суспензии связующего в веществе для образования аэрозоля согласно стадии 106 по настоящему изобретению, как изображено на фигуре 4.

Линия 300 получения пульпы включает вещество для образования аэрозоля, такое как глицерин, наливной резервуар 301 и трубопроводную систему 302 для перемещения, снабженную системой 303 управления массовым потоком, приспособленной для перемещения вещества 5 для образования аэрозоля из резервуара 301 и управления его скоростью потока. Дополнительно, линия 300 получения пульпы содержит участок 304 обработки связующего и пневматическую транспортную и дозирующую систему 305 для транспортировки и взвешивания связующего 6, принятого на участке 304.

Вещество 5 для образования аэрозоля и связующее 6 из резервуара 301 и участка 304 обработки соответственно транспортируют в один или несколько смесительных резервуаров 306, представляющих собой часть линии 300 получения пульпы, выполненных с возможностью однородного смешивания связующего 6 и вещества 5 для образования аэрозоля.

Способ получения гомогенизированного табачного материала предусматривает стадию 107 получения целлюлозной волокнистой массы. Стадия 107 получения волокнистой массы предпочтительно предусматривает смешивание волокон 7 целлюлозы и воды 8 в концентрированном виде, необязательно хранение полученной таким образом волокнистой массы, а затем разбавление концентрированной волокнистой массы перед образованием пульпы. Волокна целлюлозы, поставляемые, например, в виде листов или в мешках, загружают в разбиватель целлюлозы, а затем разбавляют водой. Полученный водный раствор целлюлозы можно хранить при различных плотностях, однако предпочтительно, чтобы волокнистая масса, полученная на стадии 107, представляла собой «концентрат». Предпочтительно, «концентрат» означает, что общее количество волокон целлюлозы в волокнистой массе составляет от приблизительно 3 процентов до 5 процентов от общего веса волокнистой массы перед разбавлением. Предпочтительно, волокна целлюлозы представляют собой волокна древесины мягких пород. Предпочтительно, общее количество волокон целлюлозы в пульпе в пересчете на сухой вес составляет от приблизительно 1 процента до приблизительно 7 процентов, предпочтительно от приблизительно 1,2 процента до приблизительно 2,4 процента в пересчете на сухой вес пульпы.

Предпочтительно, стадия смешивания воды и волокон целлюлозы длится от приблизительно 20 до приблизительно 60 минут, преимущественно при температуре от приблизительно 15 градусов Цельсия до приблизительно 40 градусов Цельсия.

Срок хранения, в случае осуществления хранения волокнистой массы, может предпочтительно изменяться от приблизительно 0,1 до приблизительно 7 суток.

Преимущественно, разбавление водой осуществляют после стадии хранения концентрированной волокнистой массы. Воду добавляют в концентрированную волокнистую массу в таком количестве, чтобы содержание волокон целлюлозы составляло менее приблизительно 1 процента от общего веса волокнистой массы. Например, разбавление можно осуществлять с коэффициентом от приблизительно 3 до приблизительно 20. Кроме того, можно осуществлять дополнительную стадию смешивания, которая предусматривает смешивание концентрированной волокнистой массы и добавляемой воды. Дополнительная стадия смешивания предпочтительно длится от приблизительно 120 минут до приблизительно 180 минут при температуре от приблизительно 15 градусов Цельсия до приблизительно 40 градусов Цельсия, более предпочтительно при температуре от приблизительно 18 градусов Цельсия до приблизительно 25 градусов Цельсия.

Все резервуары и трубы для перемещения волокон целлюлозы, гуара и глицерина предпочтительно разработаны таким образом, чтобы быть настолько оптимально короткими, насколько это возможно для уменьшения времени перемещения, сведения к минимуму отходов, избежания перекрестного загрязнения и облегчения простоты очистки. Кроме того, предпочтительно трубы для перемещения волокон целлюлозы, гуара и глицерина являются настолько прямыми, насколько это возможно, для обеспечения быстрого и непрерывающегося потока. В частности, в случае суспензии связующего в веществе для образования аэрозоля наличие поворотов в транспортной трубе может привести к образованию участков с низкой скоростью потока или даже с застоем, и такие участки в свою очередь могут стать участками, где возможно образование геля, что потенциально может привести к участкам закупоривания внутри труб для перемещения. Как указано выше, такие участки закупоривания могут привести к необходимости очистки и простою всего производственного процесса.

Предпочтительно, после стадии 107 получения волокнистой массы осуществляют необязательную стадию фибриллирования волокон (не показано на фигуре 1).

На фигуре 5 показана установка 400 для осуществления стадии 107 образования волокнистой массы согласно данному способу. На фигуре 5 схематически показана линия 400 подачи и получения волокон целлюлозы, содержащая систему 401 подачи, предпочтительно приспособленную для подачи волокон 7 целлюлозы в объемной форме, например, в виде панелей/листов или ворсистых волокон, и разбиватель 402 целлюлозы. Система 401 подачи приспособлена для направления волокон целлюлозы в разбиватель 402 целлюлозы, который в свою очередь приспособлен для однородного распределения принимаемых волокон.

Разбиватель 402 целлюлозы содержит блок 401а управления температурой, с помощью которого температуру в разбивателе поддерживают в пределах заданного температурного интервала, и блок 401b управления скоростью вращения, с помощью которого скоростью лопастной мешалки (не показана), расположенной в разбивателе 402 целлюлозы, управляют и поддерживают предпочтительно в пределах от приблизительно 5 об./мин. до приблизительно 35 об./мин.

Линия 400 подачи и подготовки волокон целлюлозы дополнительно содержит водопроводную линию 404, приспособленную для введения воды 8 в разбиватель 402 целлюлозы. Предпочтительно, водопроводная линия 404 оснащена регулятором 405 скорости потока для управления скорость потока воды, вводимой в разбиватель 402 целлюлозы.

Линия 400 подачи и подготовки волокон целлюлозы может также дополнительно содержать систему 403 размалывания волокон для обработки и фибриллирования волокон, с помощью которой удаляют длинные и сцепленные волокна и обеспечивают однородное распределение волокон.

Предпочтительно, средний размер волокон целлюлозы в конце стадии получения волокнистой массы и размалывания составляет от приблизительно 0,2 миллиметра до приблизительно 4 миллиметров, более предпочтительно от приблизительно 1 миллиметра до приблизительно 3 миллиметров.

Ниже по потоку относительно системы 403 размалывания волокон, линия 400 подачи и получения волокон целлюлозы может содержать промежуточный резервуар 407 для целлюлозы, соединенный с системой 403 размалывания волокон для хранения раствора волокон с высокой вязкостью, выводимого из системы 403.

На конце линии 400 подачи и получения волокон целлюлозы предпочтительно расположен резервуар 408 для разбавления целлюлозы, в котором разбавляют волокнистую массу и который соединен с промежуточным резервуаром 407 для целлюлозы. Резервуар 408 для разбавления целлюлозы приспособлен для периодической выгрузки волокон целлюлозы надлежащей консистенции для последующего смешивания пульпы. Воду для разбавления вводят в резервуар 408 через вторую водопроводную линию 410.

Способ образования пульпы в соответствии с настоящим изобретением дополнительно предусматривает стадию 108 образования пульпы, на которой смешивают вместе суспензию 9 связующего в веществе для образования аэрозоля, полученную на стадии 106, волокнистую массу 10, полученную на стадии 107, и смесь 11 табачного порошка, полученную на стадии 104 (см. фигуру 6).

Кроме того, на данной стадии 108 в пульпу вводят смесь 12 на основе аспарагиназы, содержащую аспарагиназу. Необязательно, также до введения аспарагиназы может быть добавлен модификатор 13 рН.

Предпочтительно, стадия 108 образования пульпы предусматривает первую стадию введения в резервуар суспензии 9 связующего в веществе для образования аэрозоля и целлюлозной волокнистой массы 10. После этого также вводят смесь 11 табачного порошка. Предпочтительно, суспензию 9, волокнистую массу 10 и смесь 11 табачного порошка надлежащим образом дозируют с целью управления вводимым в резервуар количеством каждого из них. Получение пульпы осуществляют согласно конкретной пропорции между ее ингредиентами. Необязательно, также добавляют воду 8.

Предпочтительно, стадия 108 образования пульпы также предусматривает стадию смешивания, на которой все ингредиенты пульпы смешивают вместе в течение определенного промежутка времени. Предпочтительно, смесь 12 на основе аспарагиназы и необязательно модификатор рН добавляют после первой стадии смешивания, а затем смешивание продолжают на второй стадии смешивания. Более предпочтительно, модификатор 13 рН вводят в воду, используемую для разбавления пульпы, а затем добавляют к самой пульпе.

В предпочтительном варианте осуществления стадия 108 образования пульпы также предусматривает стадию нагревания пульпы до предварительно заданной температуры, предпочтительно составляющей от приблизительно 20 градусов Цельсия до приблизительно 60 градусов Цельсия, перед стадией добавления смеси 12 на основе аспарагиназы. Затем после достижения требуемой температуры осуществляют стадию добавления смеси 12 на основе аспарагиназы. После добавления смеси на основе аспарагиназы предпочтительно, чтобы выбранная температура, составляющая от приблизительно 20 градусов Цельсия до 60 градусов Цельсия, поддерживалась в течение от приблизительно 2 минут до приблизительно 60 минут. Преимущественно, во время данной стадии поддержания требуемой температуры осуществляют вторую стадию смешивания и пульпу непрерывно перемешивают. На данной стадии, где пульпу смешивают и температура находится на требуемом значении, происходит ферментативная активность аспарагиназы, содержащейся в смеси на основе аспарагиназы.

В предпочтительном варианте осуществления перед добавлением смеси 12 на основе аспарагиназы также добавляют модификатор 13 рН так, чтобы достигалось требуемое значение рН, например рН, составляющее от приблизительно 5 до приблизительно 7 с тем, чтобы оптимизировать ферментативную активность аспарагиназы, включенной в смесь 12. Предпочтительно, количество смеси на основе аспарагиназы, добавленной в пульпу, является таким, что количество аспарагиназы по весу в пересчете на сухой вес пульпы составляет от приблизительно 0,0012 процента до приблизительно 0,02 процента.

Кроме того, стадия 108 образования пульпы может также предусматривать последующую стадию охлаждения, так что пульпу охлаждают после того, как была достигнута требуемая ферментативная активность, с целью блокирования или сведения к минимуму последней. Предпочтительно, температура, достигаемая пульпой после данной стадии охлаждения, составляет от приблизительно 9 градусов Цельсия до приблизительно 11 градусов Цельсия. Стадию охлаждения осуществляют в случае хранения пульпы перед формованием, как описано ниже.

На следующей стадии способа в соответствии с настоящим изобретением затем пульпу перемещают на последующую стадию 109 формования и стадию 110 высушивания.

На фигуре 6 схематически показана установка 500 для образования пульпы, приспособленная для осуществления стадии 108 способа по настоящему изобретению. Установка 500 содержит смесительный резервуар 501, куда вводят целлюлозную волокнистую массу 10 и суспензию 9 связующего в веществе для образования аэрозоля. Кроме того, смесь 11 табачного порошка из линии смешивания и измельчения подвергают тонкому измельчению и дозируют в смесительный резервуар 501 в определенном количестве с получением пульпы.

Например, смесь 11 табачного порошка может быть помещена в бункер для промежуточного хранения тонкоизмельченного табачного порошка с целью обеспечения непрерывности операции с порошком, осуществляемой выше по потоку, и удовлетворения требованиям процесса смешивания пульпы. Табачный порошок перемещают в смесительный резервуар 501 предпочтительно с помощью пневматической транспортной системы (не показана).

Предпочтительно, установка 500 дополнительно содержит систему дозирования/взвешивания порошка (также не показана) для дозированной подачи требуемого количества ингредиентов пульпы. Например, табачный порошок можно взвешивать с помощью весов (не показаны) или взвешивающей ленты (не показана) для точного дозирования. Смесительный резервуар 501 специально выполнен с возможностью смешивания сухих и жидких ингредиентов с образованием гомогенной пульпы. Смесительный резервуар для пульпы предпочтительно содержит охлаждающее устройство (не показано), такое как стенка с водяной рубашкой, для обеспечения водного охлаждения внешних стенок смесительного резервуара 501. Кроме того, он может также содержать нагревательное средство (также не показано) для изменения температуры пульпы в смесительном резервуаре. Смесительный резервуар 501 для пульпы дополнительно оснащен одним или несколькими датчиками (не показаны), такими как датчик уровня наполнения, датчик температуры и отверстие для взятия проб с целью управления и отслеживания. Смесительный резервуар 501 снабжен лопастной мешалкой 502, приспособленной для обеспечения однородного перемешивания пульпы, в частности приспособленной для перемещения пульпы от внешних стенок резервуара к внутренней части резервуара или наоборот. Скоростью лопастной мешалки предпочтительно можно управлять с помощью специального блока управления. Смесительный резервуар 501 также содержит водопроводную линию 8 для введения воды с контролируемой скоростью потока. Предпочтительно, в линию 8 подачи воды добавляют модификатор 13 рН перед тем, как его выливают в резервуар 501. В смесительный резервуар также добавляют смесь 12 на основе аспарагиназы.

Предпочтительно, смесительный резервуар 501 содержит два отдельных резервуара, один из которых расположен ниже по потоку пульпы относительно другого; при этом один резервуар предназначен для получения пульпы, а второй резервуар с пульпой предназначен для перемещения с целью обеспечения непрерывной подачи пульпы к участку формования.

Способ получения гомогенизированного табачного полотна по настоящему изобретению дополнительно предусматривает стадию 109 формования, на которой пульпу, полученную на стадии 108, подвергают формованию в виде непрерывного табачного полотна на основе. Стадия 109 формования предусматривает перемещение пульпы из смесительного резервуара 501 в камеру формования. Кроме того, она предпочтительно предусматривает отслеживание уровня пульпы в блоке формования и влажности пульпы. Далее, стадия 109 формования предусматривает формование, предпочтительно с помощью лезвия для формования пульпы, на поверхность основы, такой как металлический конвейер. Кроме того, для получения конечного гомогенизированного табачного полотна для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, способ по настоящему изобретению предусматривает стадию 110 высушивания, на которой формованное полотно гомогенизированного табачного материала предпочтительно высушивают. Стадия 110 высушивания предусматривает высушивание формованного полотна с помощью пара и нагретого воздуха. Предпочтительно, высушивание с помощью пара осуществляют со стороны формованного полотна, находящейся в контакте с основой, тогда как высушивание с помощью нагретого воздуха осуществляют со свободной стороны формованного полотна.

Установка 600 для осуществления стадии 109 формования и стадии 110 высушивания схематически показана на фигуре 7. Установка 600 для формования и высушивания содержит систему 601 для перемещения пульпы, такую как насос, предпочтительно имеющую возможность управления потоком, и камеру 602 формования, в которую пульпу перемещают с помощью насоса. Предпочтительно, камера 602 формования оснащена датчиком 603 уровня наполнения и лезвием 604 для формования для формования пульпы в виде непрерывного полотна из гомогенизированного табачного материала. Для управления плотностью формованного полотна камера 602 формования может также содержать устройство 605 для управления плотностью.

На основу, такую как ленточный конвейер 606 из нержавеющей стали, подают пульпу, формованную с помощью лезвия 604 для формования.

Установка 600 для формования и высушивания также содержит участок 608 высушивания для высушивания формованного полотна из пульпы. Участок 608 высушивания содержит паровой нагреватель 609 и расположенное в верхней части устройство 610 для воздушного высушивания.

Предпочтительно, в конце стадии 109 формования и стадии 110 высушивания гомогенизированное табачное полотно удаляют с поверхности основы 606. После участка 608 высушивания предпочтительно осуществляют исправление дефектов формованного полотна при надлежащем содержании влаги.

Предпочтительно, формованное полотно пропускают через второй процесс высушивания с целью дополнительного удаления содержания влаги из полотна и достижения целевой или определенной влажности.

После стадии 110 высушивания формованное полотно предпочтительно наматывают на одну или несколько катушек на стадии 111 наматывания, например, с образованием одной основной катушки. Эту основную катушку можно затем использовать для изготовления катушек меньшего размера с помощью процессов продольной резки и образования катушек небольшого размера. Катушки меньшего размера можно затем использовать для получения изделия, генерирующего аэрозоль (не показано).

Примеры

В следующих примерах используемая аспарагиназа может представлять собой Acrylaway® L, производимую Novozymes U.K. Ltd.

1. Эталонные контрольные примеры

Эталонное изделие, генерирующее аэрозоль, получали с использованием формованного и высушенного гомогенизированного табачного материала, полученного в соответствии с вышеописанным способом на стадиях 101-111, но без добавления смеси 12 на основе аспарагиназы в пульпу. Его использовали как эталонный контрольный пример.

Пульпу получали в соответствии со стадиями 101-108 без добавления смеси 12 на основе аспарагиназы и с составом в соответствии с таблицей 1.

DWB=в пересчете на сухой вес (по отношению к общему количеству пульпы)

% DWB Партия кг/100 кг Табак 75% 21 Связующее Гуар 3% 0,75 Волокна 2% 0,5 Вещество для образования аэрозоля Глицерин 20% 5 Вода 73

ТАБЛИЦА 1

Всегда при использовании пульпы, имеющей состав согласно таблице 1, получали четыре разных типа контрольных образцов.

a) Значение pH пульпы поддерживали на рН приблизительно 5,2. Температуру пульпы поддерживали на приблизительно 28 градусах по Цельсию. Затем пульпу формовали в соответствии с вышеописанными стадиями 109-111.

b) Значение pH пульпы поддерживали на рН приблизительно 5,2. Температуру пульпы повышали до приблизительно 55 градусов Цельсия и данную температуру поддерживали в течение приблизительно 60 минут. Затем пульпу формовали в соответствии со стадиями 109-111 способа по настоящему изобретению.

c) Значение pH пульпы изменяли с помощью модификатора рН (NaOH) и повышали до рН приблизительно 6. Температуру пульпы поддерживали на приблизительно 55 градусах по Цельсию в течение приблизительно 60 минут. Затем пульпу формовали в соответствии с вышеописанными стадиями 109-111.

d) Значение pH пульпы изменяли с помощью модификатора рН и повышали до рН приблизительно 6,5. Температуру пульпы поддерживали на приблизительно 55 градусах по Цельсию в течение приблизительно 60 минут. Затем пульпу формовали в соответствии с вышеописанными стадиями 109-111.

2. Контрольные примеры с обработкой

Получение пульпы и состав идентичны первому контрольному примеру, но к пульпе добавляли фермент, неактивный по отношению к аспарагину. Фермент включен в смесь на основе аспарагиназы, которую инактивировали путем помещения смеси на основе аспарагиназы в количестве приблизительно 2-3 мл в кипящую водяную баню в течение пяти минут. Получали два разных образца, которые содержали пульпу в соответствии с таблицей 1 с добавлением неактивной смеси на основе аспарагиназы.

a) Значение pH пульпы изменяли с помощью модификатора рН (NaOH) и повышали до рН приблизительно 6. Температуру пульпы поддерживали на приблизительно 55 градусах по Цельсию в течение приблизительно 60 минут. Затем пульпу формовали в соответствии с вышеописанными стадиями 109-111.

b) Значение pH пульпы изменяли с помощью модификатора рН (NaOH) и повышали до рН приблизительно 6,5. Температуру пульпы поддерживали на приблизительно 55 градусах по Цельсию в течение приблизительно 60 минут. Затем пульпу формовали в соответствии с вышеописанными стадиями 109-111.

3. Гомогенизированный табачный материал в соответствии с настоящим изобретением

Пульпу в соответствии со стадиями 101-108 образовывали в соответствии с ингредиентами из таблицы 2.

% DWB Партия кг/100 кг Табак 75% 21 Связующее Гуар 3% 0,75 Волокна 2% 0,5 Вещество для образования аэрозоля Глицерин 20% 5 Вода 73 Смесь на основе
аспарагиназы 0,5% (4100 Ед./мл) 0,125

ТАБЛИЦА 2

В пульпе из следующих примеров по настоящему изобретению смесь на основе аспарагиназы содержала 4% аспарагиназы, что обеспечивает 0,0054 кг аспарагиназы.

Используемый фермент характеризовался заявленной аспаргиназной активностью, составляющей 3500 Ед./г и плотностью 1,17 г/мл.

Три разных образца гомогенизированных табачных материалов получали с использованием вышеуказанной смеси на основе аспарагиназы.

a) Пульпу не нагревали (температуру поддерживали на приблизительно 30°С) и рН не изменяли (без добавления NaOH и рН на приблизительно 5,3). Более подробно: в соответствии со стадиями 101-108 получали приблизительно 800 грамм пульпы. Пульпу поддерживали при температуре приблизительно 30 градусов Цельсия на водяной бане. Значение pH не изменяли. При перемешивании добавляли приблизительно 850 мкл смеси на основе аспарагиназы в количестве приблизительно 0,5 процента в пересчете на сухой вес. После добавления аспарагиназы пульпу поддерживали при 30 градусах Цельсия в течение приблизительно 60 минут с перемешиванием. Пульпу помещали на ледяную баню для остановки реакцию. Пульпу формовали в соответствии со стадиями 109-111.

b) К пульпе (общее количество пульпы 800 мл) добавляли смесь на основе аспарагиназы в количестве приблизительно 0,5 процента в пересчете на сухой вес. Дополнительно добавляли модификатор рН, в данном случае NaOH в количестве приблизительно 10 процентов (12,4 г), для повышения рН табачной пульпы от приблизительно 5,39 до приблизительно 6,00. В воду, используемую для получения пульпы добавляли NaOH. Это также позволяло избежать приведения табака в непосредственный контакт с высокой концентрацией NaOH перед диспергированием в пульпе.

Пульпу нагревали до приблизительно 55 градусов Цельсия на водяной бане при перемешивании пульпы. Пульпу накрывали при нагревании для сведения к минимуму потери воды. Пульпу оставляли на приблизительно 10 минут с достижением температуры приблизительно 55 градусов Цельсия, затем при перемешивании добавляли приблизительно 850 мкл смеси на основе аспарагиназы. После добавления смеси на основе аспарагиназы пульпу поддерживали при температуре приблизительно 55 градусов Цельсия в течение определенного промежутка времени (приблизительно 10 мин) при перемешивании. Пульпу помещали на ледяную баню для остановки реакции. Измеряли pH пульпы. Пульпу формовали в соответствии со стадиями 109-111.

c) Как в 3(b), но пульпу поддерживали при температуре приблизительно 55 градусов Цельсия в течение 30 минут после добавления аспарагиназы.

d) Как в 3(b), но пульпу поддерживали при температуре приблизительно 55 градусов Цельсия в течение 60 минут после добавления аспарагиназы.

e) Как в 3(d), но количество добавленного NaOH изменяли так, что pH пульпы изменялся до приблизительно 6,5.

Все образцы, как эталонные, так и образцы с обработкой, а также образцы в соответствии с настоящим изобретением подытожены в таблице 3.

Описание Название Целевое значение_pH Время (мин.) Температура, °C Эталонный образец без фермента 1a 5,3 - 28 1b 5,3 60 55 1c 6 60 55 1d 6,5 60 55 Образец с обработкой, с неактивным ферментом 2a 6 60 55 2d 6,5 60 55 Образцы с активным ферментом 3a 5,3 60 30 3b 6 10 55 3c 6 30 55 3d 6 60 55 3e 6,5 60 55

ТАБЛИЦА 3

«Название» представляет собой название образца: образец 1a относится к образцу, полученному в соответствии с примером 1a (контрольный образец). Выражение «целевое значение pH» указывает целевое значение pH для пульпы. Термин «температура» относится к температуре, достигнутой в градусах Цельсия перед добавлением смеси на основе аспарагиназы и поддерживаемой в течение «промежутка времени» в минутах после добавления смеси на основе аспарагиназы.

Были проанализированы гомогенизированные табачные материалы, полученные с использованием пульпы, полученной в соответствии с вышеприведенными примерами в таблице 3, и результаты в отношении количества никотина, глицерина, аммиака, редуцирующего сахара (RS) и общего количества алкалоидов (ТА) в пересчете на сухой вес (DWB) от общего веса гомогенизированного табачного материала приведены в таблице 4.

Глицерин (DWB) Никотин (DWB) TA (DWB) RS (DWB) NH₃ (DWB) Описание Название Целевое значение pH Время (мин.) Температура, °C % (вес/
вес) % (вес/
вес) % (вес/
вес) % (вес/вес) % (вес/вес) Смесь табачного порошка - - - 2,62 10,35 0,12 Без фермента 1a 5,3 - 28 20,1 1,9 2,62 11,00 0,10 1b 5,3 60 55 19,5 1,9 2,61 11,51 0,10 1c 6 60 55 20,0 1,9 2,53 11,42 0,09 1d 6,5 60 55 19,4 1,8 2,46 11,05 0,09 Неактивный фермент 2a 6 60 55 20,3 1,8 2,49 11,31 0,09 2b 6,5 60 55 19,9 1,8 2,44 10,91 0,09 Активный фермент 3a 5,3 60 30 20,1 1,9 2,54 11,20 0,16 3b 6 10 55 20,2 1,9 2,48 10,79 0,14 3c 6 30 55 19,9 1,8 2,38 10,88 0,12 3d 6 60 55 20,2 1,9 2,55 11,17 0,15 3e 6,5 60 55 20,2 1,8 2,51 11,05 0,14

ТАБЛИЦА 4

В вышеприведенной таблице 4 показано, что количества никотина, редуцирующих сахаров и общего содержания алкалоидов (в пересчете на сухой вес, DWB) в гомогенизированных табачных материалах являются практически одинаковыми (без существенных отклонений или отклонения менее 10 процентов) в контрольных образцах без фермента или с неактивным ферментом, а также с активным ферментом, и они не изменялись с добавлением аспарагиназы. С другой стороны, содержание аммиака увеличивалось, в случае если аспарагиназу в активной форме добавляли в пульпу, как в вышеописанных примерах 3 (a, b, c, d, e). Содержание аммиака не увеличивалось, в случае если аспарагиназу вводили в неактивной форме.

Содержание аммиака увеличивалось из-за ферментативного превращения: L-аспарагин+H₂O - > L-аспартат+NH₃. Некоторое количество аммиака всегда присутствовало в табаке, независимо от присутствия аспарагиназы. Увеличение из-за добавления аспарагиназы составляло от приблизительно 36 процентов до приблизительно 51 процента.

В соответствии с реакцией можно записать, что:

аспарагин (мол. масса=132,1 г/моль)=аспарагиновая кислота (мол. масса=133,11 г/моль)+NH₃ (17,03 г/моль);

1 мг превращенного аспарагина=1,01 мг аспарагиновой кислоты+0,13 мг NH₃.

Количество аспарагиновой кислоты (мг) и аммиака (мг), образованных во всех образцах, где использовалась активная аспарагиназа, может быть рассчитано, как указано ниже.

Масса образованной аспарагиновой кислоты (мг)=1,01 * Масса_мг (аспарагин в обработанном аспарагиназой табачном штранге - аспарагин в контрольном образце с обработкой)

Масса образованного аммиака (NH₃) (мг)=0,13 * Масса_мг (аспарагин в обработанном аспарагиназой табачном штранге - аспарагин в контрольном образце с обработкой)

Результаты подытожены на фиг. 13 для количества доставки никотина, глицерина, СО и триацетина для некоторых эталонных образцов/образцов с обработкой и образцов в соответствии с настоящим изобретением. На фиг. 13 показано количество никотина, глицерина, СО и триацетина, присутствующих в аэрозоле, образованном изделиями, генерирующими аэрозоль, изготовленными с использованием компонента, изготовленного с использованием гомогенизированного табачного материала, формованного с использованием пульпы эталонных образцов 1a, 1b, 1c или пульпы образцов с обработкой 2а и образцов по настоящему изобретению 3а и 3d. Показанное количество представлено в виде миллиграммов на «сиг.», то есть миллиграммов на одно изделие. Как видно, между различными образцами нет заметной разницы.

На фиг. 9 показано содержание аммиака в пересчете на сухой вес гомогенизированного табачного материала из всех примеров 1a-c, 2a-b и 3a-e. Понятно, что образцы по настоящему изобретению 3а-3е, содержащие активный фермент аспарагиназу, характеризуются более высоким содержанием аммиака.

Основное различие между гомогенизированным табачным материалом с добавлением (активной) аспарагиназы или без добавления таковой также заключается в количестве аспарагиновой кислоты и аспарагина, присутствующих в гомогенизированном табачном материале. Результаты подытожены в таблице 5.

Фермент Целевое значение pH Название Время (мин) Температура, °C Количество свободного AA (мг)/г табачного порошка (DWB), скорректированное в отношении содержания глицерина и связующего Аланин Аминомасляная кислота Аргинин Аспарагин Аспарагиновая кислота Глутаминовая кислота Глутамин Глицин Табачный порошок - - - 0,92 0,36 1,16 4,93 2,42 0,70 1,25 0,11 Без фермента 5,3 1a - 28 0,91 0,34 1,14 4,65 2,39 0,67 1,11 0,11 5,3 1b 60 55 0,95 0,35 1,20 4,63 2,44 0,71 1,08 0,11 6 1c 60 55 0,96 0,36 1,21 4,61 2,52 0,73 1,10 0,11 6,5 1d 60 55 0,89 0,33 1,11 4,39 2,42 0,70 0,92 0,10 Неактивный фермент 6 2a 60 55 0,91 0,34 1,15 4,41 2,48 0,71 1,00 0,11 6,5 2b 60 55 0,89 0,33 1,09 4,39 2,41 0,71 0,93 0,11 Активный фермент 5,3 3a 60 30 0,94 0,34 1,27 0,14 7,12 0,72 0,92 0,11 6 3b 10 55 0,95 0,35 1,26 0,12 7,11 0,72 1,00 0,11 6 3c 30 55 0,94 0,35 1,26 0,10 7,16 0,74 0,99 0,11 6 3d 60 55 0,99 0,37 1,33 0,06 7,34 0,79 0,97 0,11 6,5 3e 60 55 0,95 0,36 1,27 0,09 7,13 0,76 0,97 0,11

ТАБЛИЦА 5

Количество аспарагина уменьшалось во всех примерах 3а-3е, осуществленных в соответствии с настоящим изобретением. Уменьшение количества аспарагина составляло 97 процентов или больше от количества аспарагина, присутствующего в образце без фермента или с неактивным ферментом. Изменение количества аспарагина изображено на фиг.8, где показано количество аспарагина в миллиграммах на грамм гомогенизированного табачного материала в пересчете на сухой вес. Следовательно, в дополнение к уменьшению количества аспарагина наблюдалось увеличение количества аспарагиновой кислоты в данных образцах, содержащих активную аспарагиназу.

При получении формованных листьев происходило уменьшение на 6% содержания аспарагина в гомогенизированном табачном материале. Контрольный образец с обработкой без добавления фермента аспарагиназы также продемонстрировал такое же снижение, показывая, что изменение температуры или рН пульпы до значения 6/6,5 не вызывало каких-либо изменений в использовании аспарагина. Аналогичное снижение наблюдалось в контрольном образце с обработкой, с неактивной аспарагиназой.

Для всех препаратов гомогенизированного табачного материала, обработанных активной аспарагиназой, для содержания аспарагина из табака в формованном листе наблюдалось снижение содержания от приблизительно 97 процентов до приблизительно 99 процентов (фигура 8). Для ферментативной обработки в течение приблизительно 60 минут при рН приблизительно 6 и температуре пульпы приблизительно 55 градусов Цельсия продемонстрировано наибольшее снижение содержания.

Во время получения формованного листа, то есть во время формования и высушивания гомогенизированного табачного материала, полученного с помощью пульпы по настоящему изобретению, изменения содержания аспарагиновой кислоты в табаке не происходило. В формованном листе контрольного образца с обработкой заметных изменений не наблюдалось. Приблизительно 200-процентное увеличение количества аспарагиновой кислоты наблюдали в отношении содержания аспарагиновой кислоты в образцах гомогенизированного табачного материала, обработанного активной аспарагиназой (фигура 14). Ферментативная обработка в течение приблизительно 60 минут при рН приблизительно 6 и температуре пульпы приблизительно 55 градусов Цельсия обеспечивалась наибольшее превращение. Увеличение содержания аспарагиновой кислоты в формованном листе может быть объяснено стехиометрическим превращением: L-аспарагин+H₂O <=> L-аспартат+NH₃. Действительно, на фигуре 14 сравнивается измеренное значение аспарагиновой кислоты в разных образцах 3а-3е в соответствии с настоящим изобретением (правая колонка для каждого образца) по сравнению с рассчитанным количеством (левая колонка) с использованием вышеописанного стехиометрического превращения.

Также были подготовлены и протестированы прототипы курительных изделий с использованием гомогенизированного табачного листа в соответствии с настоящим изобретением.

В этих изделиях протестировали следующие свойства.

Содержание акриламида. Каких-либо заметных изменений содержания акриламида между эталонными примерами (без аспарагиназы) и контрольным примерами с обработкой (неактивная аспарагиназа) не наблюдали. Наблюдали уменьшение содержания акриламида на приблизительно 71 процент в аэрозоле из прототипов, обработанных аспарагиназой, по сравнению с эталонными образцами (фигура 10). Остаточный акриламид в аэрозоле из продуктов, обработанных аспарагиназой (изображенные примеры 3а и 3d), можно объяснить образованием аспарагина из пептидов во время курения или присутствием других предшественников для акриламида в пульпе.

Азотсодержащие компоненты, в частности содержание ацетамида и пиридина. Заметных изменений в содержании ацетамида и пиридина в аэрозоле от прототипов из контрольных образцов с обработкой/образцов, обработанных аспарагиназой, по сравнению с эталонными образцами и контрольными образцами с обработкой (фигуры 11 и 12), не наблюдали. Увеличение содержания аспарагиновой кислоты или аммиака не влияло на концентрацию этих компонентов.

Изобретение относится к гомогенизированному табачному материалу и к способу его получения. Способ получения гомогенизированного табачного материала включает получение волокнистой массы и размалывание волокон целлюлозы с получением волокон, имеющих средний размер на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,2 мм до приблизительно 4 мм; измельчение смеси табака из одного или более типов табака до частиц табака, имеющих средний размер на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,03 мм до приблизительно 0,12 мм; объединение волокон целлюлозы с частицами табака и связующим с образованием пульпы; гомогенизацию пульпы; добавление в пульпу аспарагиназы в количестве, составляющем от приблизительно 0,0012% до приблизительно 0,02% по массе в пересчете на сухую массу гомогенизированного табачного материала, и образование гомогенизированного табачного материала из пульпы, при этом гомогенизированный табачный материал содержит связующее в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 5% в пересчете на сухую массу. Техническим результатом изобретения является создание нового способа получения гомогенизированного табачного полотна для использования в изделиях, генерирующих аэрозоль, типа «нагреваемых без сжигания», которое было бы приспособлено к разным параметрам нагревания и требованиям к образованию аэрозоля данного нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль, в котором в то же время снижено содержание акриламида по сравнению с известным гомогенизированным табачным материалом и гомогенизированное табачное полотно дополнительно должно быть приспособлено к выдерживанию процессов, требуемых в производстве. 5 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 табл., 14 ил.

1. Способ получения гомогенизированного табачного материала, причем способ включает:

- получение волокнистой массы и размалывание волокон целлюлозы с получением волокон, имеющих средний размер на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,2 мм до приблизительно 4 мм;

- измельчение смеси табака из одного или более типов табака до частиц табака, имеющих средний размер на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,03 мм до приблизительно 0,12 мм;

- объединение волокон целлюлозы с частицами табака и связующим с образованием пульпы;

- гомогенизацию пульпы;

- добавление в пульпу аспарагиназы в количестве, составляющем от приблизительно 0,0012% до приблизительно 0,02% по массе в пересчете на сухую массу гомогенизированного табачного материала, и

- образование гомогенизированного табачного материала из пульпы,

при этом гомогенизированный табачный материал содержит связующее в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 5% в пересчете на сухую массу.

2. Способ получения гомогенизированного табачного материала, причем способ включает:

- получение волокнистой массы и размалывание волокон целлюлозы с получением волокон, имеющих средний размер на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,2 мм до приблизительно 4 мм;

- измельчение смеси табака из одного или более типов табака до частиц табака, имеющих средний размер на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,03 мм до приблизительно 0,12 мм;

- объединение волокон целлюлозы с частицами табака и связующим с образованием пульпы;

- гомогенизацию пульпы;

- добавление в пульпу аспарагиназы в количестве, составляющем от приблизительно 0,0012% до приблизительно 0,02% по массе в пересчете на сухую массу гомогенизированного табачного материала, и

- образование гомогенизированного табачного материала из пульпы,

при этом гомогенизированный табачный материал содержит частицы табака в количестве от приблизительно 50% до приблизительно 93% в пересчете на сухую массу.

3. Способ по п. 1 или 2, где при добавлении аспарагиназы пульпа имеет температуру от приблизительно 20°C до приблизительно 60°C.

4. Способ по п. 3, где пульпу поддерживают при температуре от приблизительно 20°C до приблизительно 60°C в течение промежутка времени, составляющего от приблизительно 2 мин до приблизительно 60 мин между добавлением аспарагиназы и образованием гомогенизированного табачного материала.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, где при добавлении аспарагиназы пульпа имеет значение рН от приблизительно 5 до приблизительно 7.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, где вещество для образования аэрозоля добавляют в пульпу, и при этом гомогенизированный табачный материал содержит вещество для образования аэрозоля в количестве, составляющем от приблизительно 5% до приблизительно 30% в пересчете на сухую массу.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, где стадия образования гомогенизированного табачного материала из пульпы включает стадии:

формования полотна из пульпы и

высушивания формованного полотна.

8. Способ по п. 7, включающий стадию

охлаждения пульпы до температуры ниже приблизительно 15°C перед формованием пульпы.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, где стадия измельчения табака из одного или более типов табака включает измельчение одного или более из следующих видов табака:

светлый табак;

темный табак;

ароматический табак;

табачный наполнитель.

10. Способ по п. 1, где гомогенизированный табачный материал содержит частицы табака в количестве, составляющем от приблизительно 50% до приблизительно 93% по массе в пересчете на сухую массу.

11. Способ по п. 2, где гомогенизированный табачный материал содержит связующее в количестве, составляющем от приблизительно 1% до приблизительно 5% по массе в пересчете на сухую массу.

12. Гомогенизированный табачный материал, содержащий:

волокна целлюлозы в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 7% по массе в пересчете на сухую массу, при этом волокна целлюлозы имеют среднюю длину на единицу массы, составляющую от 0,2 мм до приблизительно 4 мм;

частицы табака, имеющие средний размер частиц на единицу массы от приблизительно 0,03 мм до приблизительно 0,12 мм;

связующее в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 5% по массе в пересчете на сухую массу;

аспарагиназу в количестве, составляющем от приблизительно 0,0012% до приблизительно 0,02% по массе в пересчете на сухую массу гомогенизированного табачного материала, и

воду.

13. Гомогенизированный табачный материал, содержащий:

волокна целлюлозы в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 7% по массе в пересчете на сухую массу, при этом волокна целлюлозы имеют среднюю длину на единицу массы, составляющую от 0,2 мм до приблизительно 4 мм;

частицы табака, имеющие средний размер частиц на единицу массы, составляющий от приблизительно 0,03 мм до приблизительно 0,12 мм, и присутствующие в количестве, составляющем от приблизительно 50% до приблизительно 93% по массе в пересчете на сухую массу;

связующее;

аспарагиназу в количестве, составляющем от приблизительно 0,0012% до приблизительно 0,02% по массе в пересчете на сухую массу гомогенизированного табачного материала, и

воду.

14. Материал по п. 12 или 13, содержащий частицы табака в количестве от приблизительно 50% до приблизительно 93% по массе в пересчете на сухую массу или связующее в количестве от приблизительно 1% до приблизительно 5% по массе в пересчете на сухую массу.

15. Материал по любому из пп. 12-14, содержащий вещество для образования аэрозоля в количестве от приблизительно 5% до приблизительно 30% в пересчете на сухую массу.

16. Материал по любому из пп. 12-15, содержащий аспарагиновую кислоту.

17. Материал по любому из пп. 12-16, являющийся твердым и предпочтительно выполненный в форме листа.

18. Изделие, вырабатывающее аэрозоль, содержащее компонент, полученный из гомогенизированного табачного материала по любому из пп. 12-17 или полученный согласно способу по любому из пп. 1-11.