СПОСОБ ОТБЕЛИВАНИЯ ТАБАКА Российский патент 2024 года по МПК A24B15/24 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к продуктам, изготовленным или полученным из табака, или иным образом включающим табак, и предназначенным для потребления человеком.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сигареты, сигары и курительные трубки являются популярными курительными изделиями, которые используют табак в различных формах. Такие курительные изделия используют путем нагрева или сжигания табака, и аэрозоль (например, дым) вдыхается курильщиком. Табак можно также употреблять в так называемой «бездымной» форме. Особенно популярные бездымные табачные продукты используют путем помещения в рот пользователя некоторой формы обработанного табака или табаксодержащего состава.

Известны различные типы бездымных табачных продуктов. См. например, типы бездымных табачных составов, ингредиентов и технологий переработки, изложенные в патентах США №1,376,586 под авторством Schwartz; №3,696,917 под авторством Levi; №4,513,756 под авторством Pittman и др.; №4,528,993 под авторством Sensabaugh, Jr. и др.; №4,624,269 под авторством Story и др.; №4,991,599 под авторством Tibbetts; №4,987,907 под авторством Townsend; №5,092,352 под авторством Sprinkle, III и др.; №5,387,416 под авторством White и др.; №6,668,839 под авторством Williams; №6,834,654 под авторством Williams; №6,953,040 под авторством Atchley и др.; №7,032,601 под авторством Atchley и др.; и №7,694,686 под авторством Atchley и др.; в публикациях патентов США №2004/0020503 под авторством Williams; №2005/0115580 под авторством Quinter и др.; №2006/0191548 под авторством Strickland и др.; №2007/0062549 под авторством Holton, Jr. и др.; №2007/0186941 под авторством Holton, Jr. и др.; №2007/0186942 под авторством Strickland и др.; №2008/0029110 под авторством Dube и др.; №2008/0029116 под авторством Robinson и др.; №2008/0173317 под авторством Robinson и др.; №2008/0196730 под авторством Engstrom и др.; №2008/0209586 под авторством Neilsen и др.; №2008/0305216 под авторством Crawford и др.; №2009/0065013 под авторством Essen и др.; №2009/0293889 под авторством Kumar и др.; №2010/0291245 под авторством Gao и др. и №2011/0139164 под авторством Mua и др.; в PCT WO 04/095959 под авторством Arnarp и др. и WO 2010/132444 под авторством Atchley, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки.

Один тип бездымного табачного продукта называют «снаффом». Характерные типы влажных нюхательных продуктов, обычно называемых «снюсом», производят в Европе, в частности, в Швеции, такими компаниями, как Swedish Match AB, Fiedler & Lundgren AB, Gustavus AB, Skandinavisk Tobakskompagni A/S и Rocker Production AB или с их помощью. Бездымные табачные продукты, доступные в США, имеются на рынке под торговыми марками CAMEL Snus, CAMEL Orbs, CAMEL Strips и CAMEL Sticks, производимые компанией R. J. Reynolds Tobacco Company; влажный табак GRIZZLY, влажный табак KODIAK, разрыхленный табак LEVI GARRETT и разрыхленный табак TAYLOR'S PRIDE, производимые компанией American Snuff Company, LLC; загубный табак KAYAK и жевательный табак CHATTANOOGA CHEW, производимые компанией Swisher International, Inc.; жевательный табак REDMAN, производимый компанией Pinkerton Tobacco Co. LP; влажный табак COPENHAGEN, COPENHAGEN Pouches, SKOAL Bandits, SKOAL Pouches, RED SEAL long cut и REVEL Mint Tobacco Packs, производимые компанией U.S. Smokeless Tobacco Company; и MARLBORO Snus и Taboka, производимые компанией Philip Morris USA. См. также, например, Bryzgalov и др., 1N1800 Life Cycle Assessment, Comparative Life Cycle Assessment of General Loose and Portion Snus (2005) (Сравнительная оценка жизненного цикла обычного разрыхленного и порционного снюса). Кроме того, определенные стандарты качества, связанные с производством снюса, были объединены в так называемый стандарт GothiaTek.

На протяжении многих лет были предложены различные способы обработки и добавки для изменения общего характера или природы табачных материалов, используемых в табачных композициях. Например, для изменения химического состава или сенсорных свойств табачного материала или, в случае курительных табачных материалов, для изменения химического состава или сенсорных свойств основного потока дыма, вырабатываемого курительными изделиями, включающими в себя табачный материал, иногда используют добавки или процессы обработки. В некоторых случаях для придания табачному материалу желаемого цвета или визуального характера, желаемых сенсорных свойств или желаемой физической природы или текстуры может быть использован процесс термообработки.

В данной области техники было бы предпочтительно обеспечить дополнительные способы для изменения характера и природы табака (и табачных композиций и составов), используемых в курительных изделиях или бездымных табачных продуктах.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем изобретении предложен способ переработки табачного материала для изменения цвета табачного материала, более конкретно, для обеспечения табачного материала, который обладает осветленным цветом (т.е. «отбеленный»). Отбеленный табачный материал может быть применен в бездымных табачных материалах с получением материалов, предназначенных для перорального применения с отбеленным внешним видом.

В различных вариантах реализации получения отбеленного табачного материала, описанного в настоящем документе, способ может включать (i) экстракцию табачного материала с помощью водного раствора для обеспечения твердых табачных материалов и табачного экстракта; (ii) обработку твердых табачных материалов промывочным раствором едкой щелочи для обеспечения табачной пульпы; (iii) беление табачной пульпы с помощью раствора, содержащего сильное основание, окислительное средство или их комбинацию для обеспечения беленой табачной пульпы; и (iv) сушку беленой табачной пульпы для обеспечения отбеленного табачного материала. В конкретных вариантах реализации беленая табачная пульпа может быть высушена до влажности менее чем около 30 процентов влажности на сырую массу. В различных вариантах реализации отбеленный табачный материал характеризуется белизной по стандарту Международной организации по стандартизации (ISO) по меньшей мере около 55%, по меньшей мере около 60%, по меньшей мере около 65% или по меньшей мере около 70%.

В конкретных вариантах реализации вводимый табачный материал содержит пластинку, стебли или их комбинацию. Например, вводимый табачный материал может включать в себя стебли махорки и/или стебли табака Берлей. В некоторых вариантах реализации вводимый табачный материал содержит по меньшей мере около 90% по массе корней, ножек или их комбинацию.

Способ может также включать размалывание табачного материала перед этапом экстракции таким образом, что обеспечена возможность прохождения размолотого табачного материала через сетку с номером сита 18 или 16 по шкале сит США. В некоторых вариантах реализации способ может также включать гидролизование табачной пульпы кислотой перед этапом (ii). Кислота может представлять собой серную кислоту, соляную кислоту, лимонную кислоту или их комбинацию. В различных вариантах реализации способ может также включать обезвоживание табачного материала, например, с применением винтового пресса и/или барабанной центрифуги после этапов (i), (ii) и/или этапа (iii).

В различных вариантах реализации настоящего изобретения водный раствор, применяемый для экстракции табачного материала на этапе (i), может содержать хелатирующий агент. Например, водный раствор может включать в себя этилендиаминтетрауксусную кислоту (ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA) и/или диэтилентриаминпентауксусную кислоту (diethylenetriamine pentaacetic acid, DTPA). В различных вариантах реализации молярное соотношение водного раствора к табачному материалу на этапе (i) экстракции составляет от около 4:1 до около 16:1.

В различных вариантах реализации этап обработки твердого табачного материала промывочным раствором едкой щелочи выполняют при атмосферном давлении. В некоторых вариантах реализации промывочный раствор едкой щелочи содержит по меньшей мере одно сильное основание. Например, промывочный раствор едкой щелочи может содержать гидроксид натрия. В конкретных вариантах реализации способы, описанные в настоящем документе, могут также включать смешивание твердых табачных материалов с древесной массой перед этапом (ii). В конкретных вариантах реализации способы, описанные в настоящем документе, могут также включать смешивание твердых табачных материалов с древесной массой после этапа (ii).

В некоторых вариантах реализации этап (iii) беления включает обработку сильным основанием и окислительным средством, причем молярное соотношение количества сильного основания к количеству окислительного средства составляет от около 1:1 до около 1:100 или от около 1:5 до около 1:50. В некоторых вариантах реализации этап (iii) беления включает обработку одним или более из следующего: надуксусная кислота, гидроксид натрия и пероксид водорода. В различных вариантах реализации этап (iii) беления также включает обработку одним или более стабилизаторами в дополнение к окислительному средству. Например, стабилизаторы могут быть выбраны из группы, состоящей из сульфата магния, силиката натрия и их комбинаций. В конкретных вариантах реализации способ также включает нейтрализацию материала беленой пульпы до pH в диапазоне от около 5 до около 11 перед этапом (iv).

В различных вариантах реализации способ также включает включение отбеленного табачного материала в бездымный табачный продукт. В конкретных вариантах реализации отбеленный табачный материал может быть размолот перед включением табачного материала в табачный продукт до размера в диапазоне от около 10 мм до около 0,1 мм. В дополнение к отбеленному табачному материалу бездымный табачный продукт может также включать в себя один или более дополнительных компонентов, выбранных их группы, состоящей из ароматизаторов, наполнителей, связующих, регуляторов pH, буферных агентов, красителей, разрыхлителей, антиоксидантов, увлажнителей и консервантов.

Также предложен бездымный табачный продукт, включающий в себя отбеленные табачные материалы, описанные в настоящем документе. В некоторых вариантах реализации бездымный табачный продукт может включать в себя водопроницаемый пакетик (pouch), содержащий отбеленный табачный материал. В различных вариантах реализации бездымный табачный продукт может также включать в себя один или более дополнительных компонентов, выбранных их группы, состоящей из ароматизаторов, наполнителей, связующих, регуляторов pH, буферных агентов, красителей, разрыхлителей, антиоксидантов, увлажнителей и консервантов.

Настоящее изобретение включает в себя, без ограничения, следующие варианты реализации.

Вариант реализации 1: Способ получения отбеленного табачного материала для применения в бездымном табачном продукте, включающий: (i) экстракцию табачного материала с помощью водного раствора для обеспечения твердых табачных материалов и табачного экстракта; (ii) обработку твердых табачных материалов промывочным раствором едкой щелочи для обеспечения табачной пульпы; (iii) беление табачной пульпы с помощью раствора, содержащего сильное основание, окислительное средство или их комбинацию для обеспечения беленой табачной пульпы; и (iv) сушку беленой табачной пульпы с получением отбеленного табачного материала.

Вариант реализации 2: Способ по варианту реализации 1, также включающий размалывание табачного материала таким образом, что обеспечена возможность прохождения размолотого табачного материала через сетку с номером сита 18 по шкале сит США.

Вариант реализации 3: Способ по любым вариантам реализации 1-2, согласно которому этап обработки твердого табачного материала промывочным раствором едкой щелочи выполняют при атмосферном давлении.

Вариант реализации 4: Способ по любым вариантам реализации 1-3, согласно которому промывочный раствор едкой щелочи содержит по меньшей мере одно сильное основание.

Вариант реализации 5: Способ по любым вариантам реализации 1-4, согласно которому промывочный раствор едкой щелочи содержит гидроксид натрия.

Вариант реализации 6: Способ по любым вариантам реализации 1-5, согласно которому беленую табачную пульпу сушат до влажности менее чем около 30 процентов влажности на сырую массу.

Вариант реализации 7: Способ по любым вариантам реализации 1-6, также включающий гидролизование табачной пульпы кислотой перед этапом (ii).

Вариант реализации 8: Способ по варианту реализации 7, согласно которому кислота представляет собой серную кислоту, соляную кислоту, лимонную кислоту или их комбинацию.

Вариант реализации 9: Способ по любым вариантам реализации 1-8, также включающий обезвоживание табачного материала с применением винтового пресса и/или барабанной центрифуги после этапов (i), (ii) и/или этапа (iii).

Вариант реализации 10: Способ по любым вариантам реализации 1-9, согласно которому этап (iii) беления включает обработку одним или более из следующего: надуксусная кислота, гидроксид натрия и пероксид водорода.

Вариант реализации 11: Способ по любым вариантам реализации 1-10, согласно которому этап (iii) беления также включает обработку одним или более стабилизаторами в дополнение к окислительному средству.

Вариант реализации 12: Способ по варианту реализации 11, согласно которому стабилизаторы выбирают из группы, состоящей из сульфата магния, силиката натрия и их комбинаций.

Вариант реализации 13: Способ по любым вариантам реализации 1-12, согласно которому этап (iii) беления включает обработку сильным основанием и окислительным средством, причем молярное соотношение количества сильного основания к количеству окислительного средства составляет от около 1:1 до около 1:100.

Вариант реализации 14: Способ по любым вариантам реализации 1-13, согласно которому молярное соотношение количества сильного основания к количеству окислительного средства составляет от около 1:5 до около 1:50.

Вариант реализации 15: Способ по любым вариантам реализации 1-14, также включающий нейтрализацию материала беленой пульпы до pH в диапазоне от около 5 до около 11 перед этапом (iv).

Вариант реализации 16: Способ по любым вариантам реализации 1-15, также включающий размалывание отбеленного табачного материала после этапа (iv) до размера в диапазоне от приблизительно 5 мм до около 0,1 мм.

Вариант реализации 17: Способ по любым вариантам реализации 1-16, согласно которому водный раствор, применяемый для экстракции табачного материала на этапе (i), содержит хелатирующий агент.

Вариант реализации 18: Способ по варианту реализации 17, согласно которому хелатирующий агент содержит одно или более из следующего: этилендиаминтетрауксусная кислота и диэтилентриаминпентауксусная кислота.

Вариант реализации 19: Способ по любым вариантам реализации 1-18, согласно которому молярное соотношение водного раствора к табачному материалу на этапе (i) экстракции составляет от около 4:1 до около 16:1.

Вариант реализации 20: Способ по любым вариантам реализации 1-19, согласно которому табачный материал содержит пластинку, стебли или их комбинацию.

Вариант реализации 21: Способ по любым вариантам реализации 1-20, согласно которому табачный материал содержит стебли махорки.

Вариант реализации 22: Способ по любым вариантам реализации 1-21, согласно которому табачный материал содержит по меньшей мере около 90% по массе корней, ножек или их комбинацию.

Вариант реализации 23: Способ по любым вариантам реализации 1-22, также включающий смешивание твердых табачных материалов с древесной массой перед этапом (ii).

Вариант реализации 24: Способ по любым вариантам реализации 1-23, согласно которому отбеленный табачный материал характеризуется белизной по стандарту Международной организации по стандартизации (ISO) по меньшей мере около 60%.

Вариант реализации 25: Способ по любым вариантам реализации 1-24, также включающий включение отбеленного табачного материала в бездымный табачный продукт.

Вариант реализации 26: Способ по вариантам реализации 25, согласно которому бездымный табачный продукт также содержит один или более дополнительных компонентов, выбранных их группы, состоящей из ароматизаторов, наполнителей, связующих, регуляторов pH, буферных агентов, красителей, разрыхлителей, антиоксидантов, увлажнителей и консервантов.

Вариант реализации 27: Бездымный табачный продукт, включающий в себя отбеленный табачный материал, полученный согласно способу по любым вариантам реализации 1-26.

Вариант реализации 28: Бездымный табачный продукт по варианту реализации 27, включающий водопроницаемый пакетик, содержащий отбеленный табачный материал.

Вариант реализации 29: Бездымный табачный продукт по любым вариантам реализации 26-27, также содержащий один или более дополнительных компонентов, выбранных их группы, состоящей из ароматизаторов, наполнителей, связующих, регуляторов pH, буферных агентов, красителей, разрыхлителей, антиоксидантов, увлажнителей и консервантов.

Эти и другие признаки, аспекты и преимущества раскрытия настоящего изобретения станут очевидными по прочтении приведенного ниже подробного описания с сопроводительными чертежами, которые кратко описаны ниже. Настоящее изобретение включает в себя любую комбинацию из двух, трех, четырех или более вышеуказанных вариантов реализаций, а также комбинации из двух, трех, четырех или более признаков или элементов, сформулированных в настоящем описании, независимо от того, скомбинированы ли такие признаки или элементы в явной форме в описании конкретного варианта реализации в настоящем документе. Данное изобретение предназначено для целостного прочтения, так что любые отдельные признаки или элементы раскрытого изобретения в любых его аспектах и вариантах реализаций должны рассматриваться как комбинируемые, если контекст явно не предписывает иное.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1 показан вид спереди в перспективе, иллюстрирующий пакетированный продукт согласно варианту реализации; и

на ФИГ. 2 показана схема технологического процесса, иллюстрирующая общие этапы получения отбеленного табачного материала согласно варианту реализации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Аспекты настоящего изобретения далее будут описаны более подробно ниже. Однако настоящее изобретение может быть реализовано во многих различных формах и не должно рассматриваться как ограниченное вариантами реализации, приведенными в данном документе; скорее указанные варианты реализации приведены для того, чтобы данное раскрытие основательно, полно и полностью передавало объем изобретения для специалиста в данной области техники. В данном описании и в формуле изобретения грамматическая конструкция, указывающая на то, что элемент приводится в единственном числе, также подразумевает и множественное число, если контекст изобретения явно не предписывает иное. Ссылка на «процент по массе в сухом состоянии» или «массу в сухом состоянии» относится к массе на основе сухих ингредиентов (т.е. все ингредиенты за исключением воды).

Конкретные варианты реализации будут описаны со ссылкой на ФИГ. 1 сопроводительных чертежей, и эти описанные варианты реализации включают продукты типа снюс, имеющие наружный пакетик и содержащие отбеленный табачный материал в составе табака. Как пояснено более подробно ниже, такие варианты реализации приведены только в качестве примера, и бездымный табачный продукт может включать в себя табачные композиции в других формах.

Со ссылкой на ФИГ. 1 показан первый вариант реализации бездымного табачного продукта 10. Табачный продукт 10 включает в себя влагопроницаемый контейнер в виде пакетика 20, который содержит материал 15 твердого табачного наполнителя, содержащий отбеленный табачный материал типа, описанного в настоящем документе. В конкретных вариантах реализации бездымный табачный продукт может также необязательно содержать множество микрокапсул, диспергированных в материале 15 табачного наполнителя, причем микрокапсулы содержат компонент (например, ароматизатор), такой как описан более подробно ниже.

Табачный продукт 10 как правило используют путем помещения одного пакетика, содержащего табачный состав, в рот человека/пользователя. Во время использования слюна во рту пользователя вызывает прохождение некоторых компонентов табачного состава через водопроницаемый пакетик в рот пользователя. Пакетик предпочтительно не пережевывается и не проглатывается. Пользователь получает табачный аромат и удовлетворение, и от него не требуется выплевывать какую-либо часть табачного состава. Спустя от около 10 минут до около 60 минут, как правило от около 15 минут до около 45 минут, использования/употребления, существенные количества табачного состава и содержимое необязательных микрокапсул проглатываются человеком, и пакетик может быть извлечен изо рта человека для утилизации. В конкретных вариантах реализации материалы пакетика могут быть выполнены и произведены таким образом, что в условиях нормального использования значительное количество содержимого табачного состава проникает через материал пакетика до того момента, когда пакетик потеряет свою физическую целостность.

В настоящем изобретении предложены отбеленная табачная композиция, бездымные табачные продукты, включающие в себя такие отбеленные табачные композиции, и способы получения отбеленной табачной композиции и включения таких композиций в бездымные табачные продукты. Используемый в настоящем документе термин «отбеленная» относится к композиции, содержащей табачный материал, который был обработан для удаления из него некоторого градуса цветности. Таким образом, «отбеленный» табачный материал, который обработан согласно способам, описанным в настоящем документе, визуально является более светлым по оттенку, чем необработанный табачный материал. Отбеленная табачная композиция согласно изобретению может быть использована в качестве компонента бездымной табачной композиции, такой как разрыхленный загубный табак, разрыхленный нюхательный табак, жевательный табак, пеллетизированные табачные кусочки, экструдированные или формованные табачные полосы, кусочки, стержни или палочки, мелкодисперсные измельченные порошки, мелкодисперсные или размолотые агломераты порошкообразных кусочков или компонентов, хлопьевидные кусочки, формованные переработанные табачные кусочки, кусочки табаксодержащей жвачки, рулоны лентообразных пленок, легко растворимые в воде или диспергируемые в воде пленки или полосы или капсулообразные материалы.

Табаки, используемые в табачных композициях согласно изобретению, могут варьироваться. В конкретных вариантах реализации табаки, которые могут использоваться, включают в себя табак трубоогневой сушки или Virginia (например, K326), табак Берлей, высушенный на солнце табак (например, Indian Kurnool и табаки восточной группы, включающие табаки Katerini, Prelip, Komotini, Xanthi и Yambol), мэрилэндский табак, темный табак, темный табак огневой сушки, темный табак воздушной сушки (например, табаки Passanda, Cubano, Jatin и Bezuki), светлый табак воздушной сушки (например, табаки North Wisconsin и Galpao), индийский табак воздушной сушки, табаки Red Russian и махорка, а также другие редкие или специализированные табаки и различные смеси любых вышеуказанных табаков. Описания различных типов табака, технологии выращивания и сбора урожая перечислены в Tobacco Production, Chemistry and Technology под авторством Davis и др. (Eds.) (1999), который включен в настоящий документ посредством ссылки. Различные другие характерные типы растений из вида Nicotiana перечислены в Goodspeed, The Genus Nicotiana, (Chonica Botanica) (1954); в патентах США №4,660,577 под авторством Sensabaugh, Jr. и др.; №5,387,416 под авторством White и др. и №7,025,066 под авторством Lawson и др.; в публикациях заявок на патент США №2006/0037623 под авторством Lawrence, Jr. И №2008/0245377 под авторством Marshall и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Приведенные для примера виды Nicotiana включают в себя N. tabacum, N. rustica, N. alata, N. arentsii, N. excelsior, N. forgetiana, N. glauca, N. glutinosa, N. gossei, N. kawakamii, N. knightiana, N. langsdorffi, N. otophora, N. setchelli, N. sylvestris, N. tomentosa, N. tomentosiformis, N. undulata, N. x sanderae, N. africana, N. amplexicaulis, N. benavidesii, N. bonariensis, N. debneyi, N. longiflora, N. maritina, N. megalosiphon, N. occidentalis, N. paniculata, N. plumbaginifolia, N. raimondii, N. rosulata, N. simulans, N. stocktonii, N. suaveolens, N. umbratica, N. velutina, N. wigandioides, N. acaulis, N. acuminata, N. attenuata, N. benthamiana, N. cavicola, N. clevelandii, N. cordifolia, N. corymbosa, N. fragrans, N. goodspeedii, N. linearis, N. miersii, N. nudicaulis, N. obtusifolia, N. occidentalis subsp. Hersperis, N. pauciflora, N. petunioides, N. quadrivalvis, N. repanda, N. rotundifolia, N. solanifolia и N. spegazzinii.

Виды Nicotiana могут быть выведены с использованием методов генетической модификации или скрещивания (например, растения табака могут быть генетически модифицированы или скрещены для увеличения или уменьшения вырабатывания компонентов, характеристик или атрибутов). См., например, типы генетических модификаций растений, изложенные в патентах США №5,539,093 под авторством Fitzmaurice и др.; №5,668,295 под авторством Wahab и др.; №5,705,624 под авторством Fitzmaurice и др.; №5,844,119 под авторством Weigl; №6,730,832 под авторством Dominguez и др.; №7,173,170 под авторством Liu и др.; №7,208,659 под авторством Colliver и др. и №7,230,160 под авторством Benning и др.; в публикации заявки на патент США №2006/0236434 под авторством Conkling и др.; и в PCT WO 2008/103935 под авторством Nielsen и др. См., также типы табаков, которые изложены в патентах США №4,660,577 под авторством Sensabaugh, Jr. и др.; №5,387,416 под авторством White и др. и №6,730,832 под авторством Dominguez и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Наиболее предпочтительно, табачными материалами являются те материалы, которые были подходящим образом высушены и выдержаны. Особенно предпочтительные методы и условия для сушки табака трубоогневой сушки изложены в Nestor и др., Beitrage Tabakforsch. Int., 20 (2003) 467-475 и в патенте США №6,895,974 под авторством Peele, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Характерные методы и условия для табака воздушной сушки изложены в Roton и др., Beitrage Tabakforsch. Int., 21 (2005) 305-320 и Staaf и др., Beitrage Tabakforsch. Int., 21 (2005) 321-330, которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Конкретные типы необычных или редких табаков могут быть высушены на солнце. Методы и способы улучшения качества курения табаков восточной группы изложены в патенте США №7,025,066 под авторством Lawson и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки. Характерные табаки восточной группы включают в себя табака katerini, prelip, komotini, xanthi и yambol. Табачные композиции, включающие темный табак воздушной сушки, изложены в публикации заявки на патент США №2008/0245377 од авторством Marshall и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки. См. также, типы табаков, как изложено, например, в публикации заявки на патент США №2011/0247640 под авторством Beeson и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.

Виды Nicotiana могут быть выбраны для содержания различных соединений, которые присутствуют в них. Например, растения могут быть выбраны на основании того, что эти растения производят относительно высокие количества одного или более соединений, которые желательно выделить из них. В конкретных вариантах реализации растения видов Nicotiana (например, табак Galpao commun) специально выращивают из-за обилия соединений на поверхности листьев. Растения табака можно выращивать в теплицах, камерах для выращивания или на открытом воздухе в полях, или выращивать на гидропонике.

Могут быть использованы различные части или частицы растения видов Nicotiana. Например, практически все растение (например, растение целиком) можно собрать и использовать как таковое. В качестве альтернативы различные части или кусочки растения можно собрать или отделять для дальнейшего использования после сбора урожая. Например, цветок, листья, стебель, ножка, корни, семена и различные их комбинации могут быть отделены для дальнейшего использования или обработки. В некоторых вариантах реализации табачный материал, подвергаемый обработкам, изложенным в настоящем документе, представляет собой стебли махорки в размолотой форме.

Послеуборочная обработка растения или его части может варьироваться. После сбора урожая растение или его часть можно использовать в зеленой форме (например, растение или его часть можно использовать без какого-либо процесса сушки). Например, растение или его часть можно использовать без существенного хранения, условий обращения или обработки. В конкретных ситуациях для растения или его части является предпочтительным быть использованным практически сразу после сбора урожая. В качестве альтернативы например, растение или его часть в зеленой форме можно охлаждать или замораживать для последующего использования, высушивать сублимацией, подвергать облучению, окрашивать в желтый цвет, высушивать, сушить (например, с использованием методов высушивания на воздухе или методов, которые используют приложение тепла), нагревать или подвергать кулинарной обработке (например, обжаривать, жарить в масле или варить) или иным образом подвергать хранению или обработке для последующего использования.

Собранное растение или его часть могут быть физически переработаны. Растение или его часть могут быть разделены на отдельные части или кусочки (например, листья могут быть удалены со стеблей, и/или стебли и листья могут быть отделены от ножек). Собранное растение или отдельные части или кусочки могут быть дополнительно разделены на части или кусочки (например, листья могут быть разрезаны в стружку, нарезаны, истолчены, пульверизованы, размолоты или измельчены на кусочки или части, которые могут быть охарактеризованы как кусочки наполнителя, гранулы, частицы или мелкодисперсные порошки). Растение или его части могут быть подвергнуты воздействию внешних сил или давления (например, путем прессования или подвергаться обработке валками). При выполнении таких условий обработки растение или его часть могут иметь влажность, которая приблизительно соответствует его естественной влажности (например, влажности в нем сразу после сбора урожая), влажность, достигаемую путем добавления влаги в растение или его часть, или влажность, которая является результатом высушивания растения или его части. Например, порошкообразные, пульверизованные, измельченные или размолотые кусочки растений или их частей могут иметь влажность менее чем около 25 массовых процентов, часто менее чем около 20 массовых процентов, и нередко менее чем около 15 массовых процентов.

Табачные композиции, предназначенные для использования в бездымной форме, такой как на ФИГ. 1, могут включать один тип табака (например, в так называемой «односортной» форме). Например, табак в табачной композиции может состоять только из табака трубоогневой сушки (например, все табаки могут состоять или могут быть получены либо табачной пластинки трубоогневой сушки, либо смеси табачной пластинки трубоогневой сушки и табачного стебля трубоогневой сушки). В одном варианте реализации табак содержит или состоит только из высушенных на солнце размолотых стеблей махорки (т.е. стебли N. rustica). Табак в табачной композиции также может иметь так называемую «гомогенизированную» форму. Например, табак в табачной композиции согласно настоящему изобретению может включать в себя смесь частей или кусочков табака трубоогневой сушки, табака Берлей (например, табак Берлей из Malawi) и табаков восточной группы (например, табак, состоящий из или полученный из табачной пластинки или смеси табачной пластинки и табачного стебля).

Части табаков в табачном продукте могут иметь обработанные формы, такие как обработанные табачные стебли (например, нарезанные скрученные стебли, нарезанные скрученные взорванные стебли или нарезанные воздушные стебли) или увеличенный в объеме табак (например, воздушный табак, такой как взорванный табак (dry ice expanded tobacco, DIET)). См., например, процессы взрывания табака, изложенные в патентах США №4,340,073 под авторством de la Burde и др.; №5,259,403 под авторством Guy и др.; №5,908,032 под авторством Poindexter, и др. и №7,556,047 под авторством Poindexter, и др., все из которых включены посредством ссылки. Кроме того, табачный продукт необязательно может включать в себя табак, который был ферментирован. См. также типы методов переработки табака, изложенные в PCT WO 05/063060 под авторством Atchley и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.

В конкретных вариантах реализации исходный табачный материал может включать табачные стебли. Используемый в настоящем документе термин «стебель» относится к длинной части табачного растения, из которой растут листья или цветы, и может включать в себя листья, пластинку и/или цветы. В некоторых вариантах реализации может быть предпочтительным использовать ножки и/или корни табачного растения. Табачные ножки и/или корни могут быть разделены на отдельные кусочки (например, корни отделены от ножек и/или части корня, отделенные друг от друга, такие как большой корень, средний корень и маленькие части корня) или ножки и корни могут быть объединены. Под «ножкой» подразумевается ножка, которая остается после удаления листа (включая стебель и пластинку). «Корень» и различные конкретные части корня, пригодные в соответствии с настоящим изобретением, могут быть определены и классифицированы, как описано, например, в Mauseth, Botany: An Introduction to Plant Biology: Fourth Edition, Jones and Bartlett Publishers (2009) и в Glimn-Lacy и др., Botany Illustrated, Second Edition, Springer (2006), которые включены в настоящий документ посредством ссылки. Собранные ножки и/или корни обычно очищают, измельчают и сушат для получения материала, который может быть описан как частица (т.е. разрезан в стружку, пульверизован, измельчен, гранулирован или превращен в порошок). Как использовано в настоящем документе, ножки и/или корни могут также относится к ножкам и/или корням, которые были подвергнуты процессу экстракции для удаления водорастворимых материалов. Целлюлозный материал (т.е. пульпа), остающийся после того, как стебли и/или корневые материалы подверглись процессу экстракции, также могут быть пригодны в настоящем изобретении.

Хотя табачный материал может содержать материал из любой части растения вида Nicotiana, в конкретных вариантах реализации большая часть материала может содержать материал, полученный из стеблей, ножек и/или корней растения. Например, в конкретных вариантах реализации табачный материал содержит по меньшей мере около 90%, по меньшей мере около 92%, по меньшей мере около 95% или по меньшей мере около 97% по массе в сухом состоянии по меньшей мере одного из следующего: материал стебля, материал ножки и материал корня собранного растения вида Nicotiana.

Табачный материал, используемый в настоящем изобретении, обычно обеспечен в нарезанной в стружку, измельченной, гранулированной, мелкодисперсной или порошкообразной форме. Как показано на операции 100 по ФИГ. 2, процесс отбеливания табака, описанный в настоящем документе, может включать в себя необязательно размалывание табачного материала. Наиболее предпочтительно, табак используют в виде частей или кусочков, которые имеют средний размер частиц менее чем у частей или кусочков разрезанного в стружку табака, используемого в так называемых «мелко нарезанных» табачных продуктах. Как правило, очень мелкодисперсные частицы или кусочки табака имеют размер для прохождения через сетку с номером сита около 18 или 16 по шкале сит США, в целом имеют размер для прохождения через сетку с номером сита около 20 по шкале сит США, часто имеют размер для прохождения через сетку с номером сита около 50 по шкале сит США, нередко имеют размер для прохождения через сетку с номером сита около 60 по шкале сит США, могут даже иметь размер для прохождения через сетку с номером сита 100 по шкале сит США и также могут иметь размер, чтобы проходить через сетку с номером сита 200 по шкале сит США. Следует отметить, что две шкалы, обычно используемые для классификации размеров частиц, представляют собой шкалу сит США и эквиваленты Тайлера. Иногда эти две шкалы называют размером сетки Тайлера или серией стандартных сит Тайлера. В настоящей заявке указан размер сит США. При желании можно использовать оборудование для воздушной классификации для обеспечения того, что могут улавливаться мелкоразмерные частицы табака желаемого размера или диапазона размеров. В одном варианте реализации табачный материал находится в форме частиц, имеющих размер для прохождения через номер сита 18 или 16 по шкале сит США, а не через номер сита 60 по шкале сит США. При желании можно смешать кусочки гранулированного табака разного размера. Как правило, очень мелкодисперсные частицы или кусочки табака, подходящие для продуктов снюс, имеют размер частиц более чем номер сита -8 по шкале США, часто номер сита от -8 до +100 по шкале США, нередко номер сита от -16 до +60 по шкале США. В конкретных вариантах реализации обеспечен табак со средним размером частиц от около 0,2 до около 2 мм, от около 0,5 до около 1,5 мм, от около 0,2 до около 1,0 мм или от около 0,75 до около 1,25 мм (например, около 1 мм).

Способ получения табака в тонкоизмельченной или порошкообразной форме может варьироваться. Предпочтительно, табачные части или кусочки истолчены, измельчены или пульверизованы в порошкообразную форму с использованием оборудования и методов измельчения, размалывания и тому подобных. Наиболее предпочтительно, табак находится в относительно сухой форме во время измельчения или размалывания с использованием такого оборудования, как молотковые дробилки, режущие головки, пневмоуправляемые измельчители и тому подобное. Например, табачные части или кусочки могут быть измельчены или размолоты, когда влажность в них составляет менее чем от около 15 массовых процентов до менее чем около 5 массовых процентов. Табачный материал может быть переработан для придания ему желаемой формы до и/или после того, как будет подвергнут процессам отбеливания и/или осветления, описанным в настоящем документе.

В некоторых вариантах реализации тип обрабатываемого табачного материала (т.е. подвергаемого процессам, описанным в настоящем документе) выбирают таким образом, что он изначально визуально светлее, чем другие табачные материалы, до некоторой степени. Соответственно, один необязательный этап способа, описанного в настоящем документе, включает скрининг различных табачных материалов и выбор одного или более табачных материалов на основе их визуального внешнего вида (т.е. их «светлоты» или «белизны»). При проведении в некоторых вариантах реализации этот этап скрининга может включать визуальный скрининг, в котором выбирают конкретные табачные материалы (например, конкретные типы табака), которые визуально светлее по оттенку, чем другие табачные материалы. В некоторых вариантах реализации скрининг может проводиться с помощью автоматизированной операции, которая выбирает определенные табачные материалы на основе заранее определенных характеристик (например, имеющих светлоту выше заданного порогового значения). Например, для этой цели могут быть использованы оптические инструменты (например, спектрофотометр/спектрорефлектометр) и/или оборудование для оптической сортировки. Такое оборудование доступно, например, от компании Autoelrepho® Products, AZ Technology, Hunter Lab, X-Rite, SpecMetrix и других.

В различных вариантах реализации табачный материал может быть обработан для экстракции из него растворимого компонента табачного материала. Как показано на ФИГ. 2, этот первый этап обработки может включать экстракцию растворителем на операции 105, включающее обеспечение контакта табачного материала с растворителем (например, водой) в течение времени и при температуре, достаточных, чтобы вызвать экстракцию одного или более компонентов табачного материала в растворитель, и отделение экстракта от остаточного твердого табачного материала. Используемый в настоящем документе термин «твердый табачный материал» означает твердый остаточный табачный материал, который остается после удаления жидкого компонента (например, табачного экстракта) из материала на этапе 105. Используемый в настоящем документе термин «табачный экстракт» относится к выделенным компонентам табачного материала, которые экстрагируют из твердой табачной пульпы с помощью растворителя, который приводят в контакт с табачным материалом в процессе экстракции на этапе 105.

Для получения табачного экстракта и твердого табачного материала могут быть использованы различные методы экстракции табачных материалов. См., например, процессы экстракции, описанные в публикации заявки на патент США №2011/0247640 под авторством Beeson и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. Другие примеры методов экстракции компонентов табака описаны в патентах США №4,144,895 под авторством Fiore; №4,150,677 под авторством Osborne, Jr. и др.; №3 4,267,847 под авторством Reid; №4,289,147 под авторством Wildman и др.; №4,351,346 под авторством Brummer и др.; №4,359,059 под авторством Brummer и др.; №4,506,682 под авторством Muller; №4,589,428 под авторством Keritsis; №4,605,016 под авторством Soga и др.; №4,716,911 под авторством Poulose и др.; №4,727,889 под авторством Niven, Jr. и др.; №4,887,618 под авторством Bernasek и др.; №4,941,484 под авторством Clapp и др.; №4,967,771 под авторством Fagg и др.; №4,986,286 под авторством Roberts и др.; №5,005,593 под авторством Fagg и др.; №5,018,540 под авторством Grubbs и др.; №5,060,669 под авторством White и др.; №5,065,775 под авторством Fagg; №5,074,319 под авторством White и др.; №5,099,862 под авторством White и др.; №5,121,757 под авторством White и др.; №5,131,414 под авторством Fagg; №5,131,415 под авторством Munoz и др.; №5,148,819 под авторством Fagg; №5,197,494 под авторством Kramer; №5,230,354 под авторством Smith и др.; №5,234,008 под авторством Fagg; №5,243,999 под авторством Smith; №5,301,694 под авторством Raymond и др.; №5,318,050 под авторством Gonzalez-Parra и др.; №5,343,879 под авторством Teague; №5,360,022 под авторством Newton; №5,435,325 под авторством Clapp и др.; №5,445,169 под авторством Brinkley и др.; №6,131,584 под авторством Lauterbach; №6,298,859 под авторством Kierulff и др.; №6,772,767 под авторством Mua и др. и №7,337,782 под авторством Thompson, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. В конкретных вариантах реализации к табачному материалу добавляют растворитель, и материал замачивают на определенный период времени (например, около 1 ч); затем пульпу фильтруют с получением твердого табачного материала и растворитель и любые растворимые вещества, содержащиеся в нем, отфильтровывают, чтобы получить табачный экстракт.

Растворитель, используемый для экстракции табачного материала, может варьироваться. Например, в некоторых вариантах реализации растворитель содержит растворитель, имеющий водный характер, такой как дистиллированная вода и/или водопроводная вода. В некоторых вариантах реализации растворитель может иметь одну или более добавок и может содержать, например, органические и/или неорганические кислоты, основания или соли, pH-буферы, поверхностно-активные вещества или их комбинации и может содержать незначительные количества одного или более органических растворителей (например, различные спирты, полиолы и/или увлажнители). В одном конкретном варианте реализации растворитель содержит гидроксид натрия (NaOH) (например, в качестве 5% раствора NaOH в воде). В других вариантах реализации растворитель может содержать органический растворитель, такой как спирт (например, этанол, изопропанол и т. д.), который можно использовать отдельно или в комбинации с водным растворителем. Как правило, экстракцию включает добавление большого избытка одного или более растворителей к табачному материалу, чтобы получить взвесь (содержащую, например, 50-90% по массе растворителя), хотя количество растворителя может варьироваться. Растворитель может иметь комнатную или повышенную температуру. Например, растворитель можно нагреть от около комнатной температуры до около 120°C, предпочтительно от около комнатной температуры до около 110°C (например, около 100°C, около 80°C, около 60°C, около 40°C или около 20°C).

В некоторых предпочтительных вариантах реализации табачный материал в виде частиц или порошка может быть объединен с водой для образования влажного водного материала (например, в виде суспензии или взвеси), и полученный материал обычно нагревают для осуществления экстракции различных соединений. Вода, используемая для образования влажного материала, может быть чистой водой (например, водопроводная вода или деионизированная вода) или смесью воды с подходящими сорастворителями, такими как конкретные спирты. В конкретных вариантах реализации количество воды, добавляемой для образования влажного материала, может составлять по меньшей мере около 50 массовых процентов, или по меньшей мере около 60 массовых процентов, или по меньшей мере около 70 массовых процентов, на основе общей массы влажного материала. В некоторых случаях количество воды может быть описано как по меньшей мере около 80 массовых процентов или по меньшей мере около 90 массовых процентов.

В конкретных вариантах реализации табачный материал может быть экстрагирован с помощью воды и по меньшей мере одного хелатирующего агента, который способен удалять переходные металлы из табачного материала. Хелатирующие агенты пригодны для удаления конкретных металлов из табачного материала, которые могут вызывать пожелтение и, таким образом, мешать процессу отбеливания. Например, табачный материал может быть экстрагирован с помощью водного раствора, содержащего диэтилентриаминпентауксусную кислоту (EDTA). В некоторых вариантах реализации хелатирующий агент может содержать диэтилентриаминпентауксусную кислоту (DTPA). В различных вариантах реализации хелатирующий агент(ы) может присутствовать в количестве от около 0,01 до около 1,0 процента по массе в сухом состоянии, от около 0,05 до около 0,5 процента по массе в сухом состоянии или от около 0,1 до около 0,2 процента по массе в сухом состоянии на основе общей сухой массы табачного материала.

Время, в течение которого табачный материал остается в контакте с растворителем, может варьироваться. Например, в некоторых вариантах реализации табачный материал находится в контакте с растворителем от около тридцати минут до около шести часов (например, около 1 час, около 2 часа, около 3 часа, около 4 часа, около 5 часов или около 6 часов), хотя могут быть использованы более короткие и более длительные периоды времени. Время может зависеть, например, от температуры растворителя. Например, может потребоваться меньше времени для экстракции табачного материала с использованием растворителя при более высокой температуре, чем времени, необходимом для экстракции табачного материала при комнатной температуре или с помощью холодного растворителя. В процессе экстракции получают твердый табачный материал и табачный экстракт.

Количество этапов экстракции может варьироваться. Например, в конкретных вариантах реализации табачную пульпу экстрагируют один или более раз, два или более раз, три или более раз, четыре или более раз или пять или более раз. Растворитель, используемый для каждого экстракции, может варьироваться. Например, в одном конкретном варианте реализации одну или более экстракций проводят с использованием горячей воды, а при окончательной экстракции экстракцию проводят с использованием основного раствора (например, 5% раствор NaOH). После каждой этапа экстракции твердый табачный материал фильтруют, а растворитель и растворимые вещества удаляют из твердого табачного материала. В конкретных вариантах реализации экстракты, полученные после каждого экстракции, могут быть объединены и осветлены, как описано в патенте США №9,420,825 под авторством Beeson и др., который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В других вариантах реализации некоторые экстракты выбрасываются, например, экстракты с более поздних стадий. В таких вариантах реализации, например, может быть желательно в некоторых вариантах реализации использовать только табачный экстракт, полученный при первой экстракции табачного материала, или объединить табачные экстракты, полученные при первой и второй экстракции табачного материала.

После процесса экстракции табачную пульпу в целом выделяют из табачного экстракта, например, путем фильтрации или центрифугирования, хотя эти способы не предназначены для ограничения. В качестве альтернативы в некоторых вариантах реализации табачную пульпу можно выделить из экстракта путем дистилляции (например, паровой дистилляции) табачной смеси (например, табачной взвеси). Процесс фильтрации может включать прохождение жидкости через одну или более фильтровальных сеток для удаления взвешенных частиц выбранного размера. Сетки могут быть, например, стационарными, вибрационными, вращающимися или любой их комбинацией. Фильтры могут быть, например, пресс-фильтрами или фильтрами, работающими под давлением. В некоторых вариантах реализации используемый способ фильтрации может включать микрофильтрацию, ультрафильтрацию и/или нанофильтрацию. Вспомогательное фильтрующее средство может использоваться для обеспечения эффективной фильтрации и может содержать любой материал, обычно используемый для этой цели. Например, некоторые вспомогательные фильтрующие средства включают в себя целлюлозные волокна, перлит, бентонит, диатомовую землю и другие кремнистые материалы. Для удаления твердых компонентов также могут использоваться альтернативные способы, например, центрифугирование или осаждение/седиментация компонентов и сифонирование жидкости. См., например, процессы и продукты, описанные в публикациях заявок на патент США №2012/0152265 под авторством Dube и др. и №2012/0192880 под авторством Dube и др., полностью включенные в настоящий документ посредством ссылки. Экстрагированные твердые компоненты могут быть использованы в качестве исходного табачного материала в различных вариантах реализации процесса отбеливания, описанного в настоящем документе.

В различных вариантах реализации табачный материал может быть гидролизован по меньшей мере одной кислотой, как показано на операции 110 по ФИГ. 2, например. Предварительный гидролиз на основе пара или воды табачного материала перед получением волокнистой массы, например, может снизить количество химикатов, необходимых для беления. Может быть использован любой вид гидролиза известный в данной области техники. В конкретных вариантах реализации соль слабой кислоты или слабого основания (или того и другого) может быть растворена в воде в процессе гидролиза. В различных вариантах реализации табачные материалы могут быть подвергнуты ферментативному гидролизу. В конкретных вариантах реализации табачный материал может быть гидролизован серной кислотой, соляной кислотой или любой другой минеральной или органической кислотой.

Табачный материал будет подвергнут процессу получения волокнистой массы, как показано на операции 115 на ФИГ. 2, например. Волокнистая масса может быть получена из сырья механическим или химическим способом. Например, для получения табачной пульпы могут быть использованы методы получения рафинерной механической массы. В процессе получения механической массы сырьевые табачные материалы могут быть превращены в щепу и затем подаваться между рафинерами, где щепа превращается в волокна между вращающимися металлическими дисками, например. См., например, оборудование и процессы для получения механической массы, раскрытые в патентах США №4,421,595 под авторством Huusari №7,237,733 под авторством Vikman, в WO 2010/023363, CA 1074606, и CN 201268810, все из которых полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

Как описано выше, в некоторых вариантах реализации сырьевые табачные материалы могут быть предварительно обработаны (т.е. экстрагированы) водой в течение нескольких часов перед тем, как быть подвергнутыми процессу получения волокнистой массы. Массовое соотношение воды к табачному материалу может составлять приблизительно от 10:1 до около 4:1. Предварительная обработка табачного материала (например, ножек и/или корневых материалов) может смягчить исходный табачный материал и удалить водорастворимые экстракты. Предварительно обработанную смесь можно затем высушить до консистенции около 20%. Используемый в настоящем документе термин «консистенция» определен как процентное содержание твердых веществ в смеси. Этот предварительно обработанный табачный материал затем может быть очищен при атмосферном давлении с помощью множества проходов через машину, которая может превратить ножки в щепу. См., например, машины, описанные в патентах США №3,661,192 под авторством Nicholson и др.; №3,861,602 под авторством Smith и др.; №4,135,563 под авторством Maucher №5,005,620 под авторством Morey, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки.

В некоторых вариантах реализации процесс химического получения волокнистой массы может быть использован для получения волокнистой массы и делигнифицирования табачной биомассы на операции 115. Процесс химического получения волокнистой массы отделяет лигнин от целлюлозных волокон путем растворения лигнина в варочном растворе таким образом, что лигнин, который связывает целлюлозные волокна вместе, может быть вымыт из целлюлозных волокон без их серьезного разрушения. В данной области техники известны три основных процесса химического получения волокнистой массы. Натронная варка целлюлозы включает варку щепок сырья в варочном растворе гидроксида натрия. Крафтовый процесс произошел от натронной варки целлюлозы и включает варку щепок сырья в растворе гидроксида натрия и сульфида натрия. Кислый сульфитный процесс включает использование в варке сернистой кислоты и гидросульфат-иона. Крафтовый процесс является наиболее часто используемым способом химического получения древесной массы; однако процесс натронной варки также может быть использован для получения некоторого количества целлюлозы из лиственной древесины. Любой процесс химического получения волокнистой массы, включая без ограничения три примера, приведенные выше, может быть использован для получения табачной пульпы из сырьевых табачных материалов.

Варочный раствор может содержать сильное основание. Используемое в настоящем документе сильное основание относится к основному химическому соединению (или комбинации таких соединений), которое способно депротонировать очень слабые кислоты в кислотно-основной реакции. Например, сильные основания, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, включают без ограничения одно или более из следующего: гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат натрия, бикарбонат натрия, карбонат калия, бикарбонат калия, гидроксид аммония, бикарбонат аммония и карбонат аммония. В некоторых вариантах реализации масса сильного основания может быть больше чем около 5%, больше чем около 25% или больше чем около 40% по массе вводимого табака. В конкретных вариантах реализации масса сильного основание может быть меньше чем около 60% или меньше чем около 50% по массе вводимого табака. В еще одних дополнительных вариантах реализации масса сильного основания может составлять от около 5% до около 50% или от около 30% до около 40% по массе вводимого табака. Различные другие химические вещества и их массовые соотношения также могут быть использованы для химического получения волокнистой массы из вводимого табака в других вариантах реализации.

В дополнение к объединению вводимого табака с сильным основанием химическое получение волокнистой массы из вводимого табака может включать в себя нагревание вводимого табака и сильного основания. Нагревание вводимого табака и сильного основания может быть проведено для повышения эффективности химического получения волокнистой массы. В этом отношении увеличение температуры или времени приготовления приведет к увеличению скорости реакции (скорости удаления лигнина).

В некоторых вариантах реализации способ производства полученной из табака пульпы может включать одну или более дополнительных операций. См., например, публикацию заявки на патент США №2013/0276801 под авторством Byrd Jr. и др., полностью включенную в настоящий документ посредством ссылки. Например, вводимый табак может подвергаться дальнейшим этапам обработки перед получением волокнистой массы, и/или способ делигнифицирования может включать дополнительные этапы обработки (например, сушку вводимого табака или извлечение мягкой сердцевины из вводимого табака). В некоторых вариантах реализации эти дополнительные этапы могут быть проведены для удаления мягкой сердцевины (которая содержит лигнин) из вводимого табака и/или табачной пульпы вручную и, таким образом, уменьшения количества химических веществ, необходимых для делигнифицирования вводимого табака во время процесса химического получения волокнистой массы, например. Смешивание воды с табачной пульпой с образованием суспензии и фильтрование суспензии могут быть проведены, например, для удаления конкретных материалов, таких как мягкая сердцевина, паренхима и ткань из табачной пульпы. В способе химического получения волокнистой массы может быть использован антрахинон в попытке обеспечить более высокий выход за счет защиты углеводов от сильного основания во время делигнификации, например. Другие этапы обработки, известные в области получения волокнистой массы и делигнификации, могут быть использованы для формирования табачной пульпы из сырьевого вводимого табака.

В различных вариантах реализации древесную массу добавляют к твердым табачным материалам и/или к табачной пульпе во время общих процессов беления, описанных в настоящем документе. Следует отметить, что древесная масса может быть введена в процесс беления на любом из этапов, описанных в настоящем документе. Например, в конкретных вариантах реализации способы, описанные в настоящем документе, могут также включать смешивание твердых табачных материалов с получением древесного материала перед получением волокнистой массы таким образом, что древесный материал также превращается в волокнистую массу. В конкретных вариантах реализации способы, описанные в настоящем документе, могут также включать смешивание табачной пульпы с древесной массой после процесса получения волокнистой массы. В некоторых вариантах реализации древесная масса представляет собой беленый волокнистый материал и может быть добавлена после того, как твердые табачные материалы были превращены в волокнистую массу и подвергнуты белению. При использовании небеленой древесной массы может потребоваться дополнительный этап экстракции щелочью, или может быть необходимо добавить древесную массу в табачной пульпе перед этапом беления.

В различных вариантах реализации древесная масса может представлять собой доступную на рынке древесную массу. В конкретных вариантах реализации древесная масса может представлять собой беленую целлюлозу из лиственной древесины. Древесная масса, добавляемая к процессам, описанным в настоящем документе, может быть добавлена в количестве от около 1 до около 20 масс. % или от около 5 до около 15 масс. % на основе общей массы используемой волокнистой массы (т.е. общей массы используемых табачной пульпы и древесной массы). В некоторых вариантах реализации древесная масса может быть добавлена в количестве от по меньшей мере около 1 масс. %, по меньшей мере около 5 масс. % или по меньшей мере около 10 масс. % на основе общей массы используемой волокнистой массы. В конкретных вариантах реализации древесная масса может быть добавлена в количестве не более чем около 5 масс. %, не более чем около 10 масс. %, не более чем около 15 масс. % или не более чем около 20 масс. % на основе общей массы используемой волокнистой массы.

Табачная пульпа, которая была обеспечена и выделена после этапов экстракции и получения волокнистой массы, может быть отбелена в конкретных вариантах реализации согласно любым средствам, известным в данной области техники, как показано на этапе 120 по ФИГ. 2. Следует отметить, что в конкретных вариантах реализации комбинация табачной пульпы и древесной массы может подвергаться этапу отбеливания и любому другому этапу процесса, описанному в настоящем документе; однако для удобства следующее описание относится только к табачной пульпе. Например, могут быть использованы способы отбеливания, использующие отбеливающие или окислительные средства и окислительные катализаторы. Примеры окислительных средств включают пероксиды (например, пероксид водорода), соли хлорита, соли хлората, соли перхлората, соли гипохлорита, озон, аммиак и их комбинации. Примерами окислительных катализаторов являются диоксид титана, диоксид марганца и их комбинации. Способы обработки табака отбеливающими средствами описаны, например, в патентах США №787,611 под авторством Daniels, Jr.; №1,086,306 под авторством Oelenheinz; №1,437,095 t под авторством Delling; №1,757,477 под авторством Rosenhoch; №2,122,421 под авторством Hawkinson; №2,148,147 под авторством Baier; №2,170,107 под авторством Baier; №2,274,649 под авторством Baier; №2,770,239 под авторством Prats и др.; №3,612,065 под авторством Rosen; №3,851,653 под авторством Rosen; №3,889,689 под авторством Rosen; №3,943,945 под авторством Rosen; №4,143,666 под авторством Rainer; №4,194,514 под авторством Campbell; №4,366,823, №4,366,824 и 4,388,933 под авторством Rainer и др.; №4,641,667 под авторством Schmekel и др.; №5,713,376 под авторством Berger и в PCT WO 96/31255 to Giolvas, все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. Также могут быть использованы другие способы отбеливания, использующие реагенты, такие как озон и перманганат калия. См., например, патент США №3,943,940 под авторством Minami, который включен в настоящий документ посредством ссылки.

В конкретных вариантах реализации настоящего изобретения табачную пульпу отбеливают с использованием щелочного реагента и/или окислительного средства. В некоторых вариантах реализации табачную пульпу отбеливают как с использованием щелочного реагента, так и окислительного средства. В таких вариантах реализации, щелочной реагент и окислительное средство могут быть обеспечены по-отдельности или могут быть объединены.

Щелочной реагент может варьироваться и может представлять собой, например, любое сильное основание, включающее без ограничения гидроксид щелочного металла, гидроксид щелочно-земельного металла или их смесь. В конкретных вариантах реализации щелочной реагент представляет собой гидроксид натрия или гидроксид калия. Альтернативные реагенты, которые могут быть использованы, включают без ограничения гидроксид аммония, карбонат натрия, карбонат калия, газообразный аммиак и их смеси. Щелочной реагент в целом обеспечен в форме раствора (например, в водном растворе), и концентрация щелочного реагента в растворе может варьироваться. Также, количество щелочного реагента, используемого в способах согласно настоящему изобретению, может варьироваться. Например, в конкретных вариантах реализации щелочной реагент обеспечен в количестве от около 1% до около 50% массы в сухом состоянии (например, от около 1% до около 40% или от около 1% до около 30%) по массе (сухой) табачной пульпы. Например, щелочной реагент может быть обеспечен в количестве около 2%, около 5%, около 7%, около 10% или около 25% по массе (сухой) табачной пульпы. Следует отметить, что в конкретных вариантах реализации количество необходимого щелочного реагента может варьироваться в результате силы щелочного реагента. Например, в некоторых вариантах реализации, в которых щелочной реагент представляет собой слабое основание, может потребоваться больше щелочного реагента, в то время как в некоторых вариантах реализации, в которых щелочной реагент представляет собой сильное основание, может потребоваться меньше щелочного реагента.

Окислительное средство (т.е. оксидант или окислитель) может представлять собой любое вещество, которое легко переносит атомы кислорода и/или приобретает электроны в химической реакции восстановления/окисления (окисление-восстановление). Пероксиды (например, пероксид водорода, перуксусная кислота) являются предпочтительными окислительными средствами; однако любой окислительный реагент, включающий без ограничения, другие оксиды (в том числе закись азота, оксид серебра, триоксид хрома, хромат, дихромат, хлорохромат пиридиния и тетраоксид осмия); кислород (O₂); озон (O₃); фтор (F₂); хлор (Cl₂) и другие галогены; гипохлорит, хлорит, хлорат, перхлорит и другие их галогенные аналоги; азотная кислота; нитратные соединения; серная кислота; персерные кислоты; гидроксильные радикалы; манганатные и перманганатные соединения (например, перманганат калия); перборат натрия; 2,2’-дифиридилдисульфид и их комбинации могут быть использованы согласно изобретению. В конкретных предпочтительных вариантах реализации окислительный реагент, используемый в соответствии с изобретением, является бесхлористым. В конкретных вариантах реализации окислительный реагент обеспечен в форме водного раствора. Количество окислительного средства, используемого в способах согласно настоящему изобретению, может варьироваться. Например, в конкретных вариантах реализации окислительное средство обеспечено в количестве от около однократной до пятидесятикратной массы (сухой) табачной пульпы. Например, в некоторых вариантах реализации окислительное средство обеспечено в количестве около равном массе (сухой) табачной пульпы, около в 1,3 раза больше массы (сухой) табачной пульпы, около в 1,5 раза больше массы (сухой) табачной пульпы, около в 2 раза больше массы (сухой) табачной пульпы или около в 5 раз больше массы (сухой) табачной пульпы.

В различных вариантах реализации процесс беления может также включать обработку одним или более стабилизаторами в дополнение к окислительному средству. Например, стабилизатор может быть выбран из группы, состоящей из сульфата магния, силиката натрия и их комбинаций. В различных вариантах реализации стабилизатор(ы) может присутствовать в количестве от около 0,01 до около 3,0 процентов по массе в сухом состоянии, около 0,1 до около 2,5 процентов по массе в сухом состоянии или около 0,5 до около 2,0 процентов по массе в сухом состоянии на основе общей сухой массы материала табачной пульпы.

Согласно изобретению табачную пульпу приводят в контакт с щелочным реагентом и/или окислительным средством на некоторый период времени. Табачный материал может быть приведен в контакт с щелочным реагентом или окислительным средством одновременно или может быть приведен в контакт с щелочным реагентом ли окислительным средством по-отдельности. В одном варианте реализации окислительный реагент добавляют к табачному материалу, а затем щелочной реагент добавляют к табачному материалу таким образом, что после добавления оба реагента находятся в контакте с табачным материалом одновременно. В другом варианте реализации щелочной реагент добавляют к табачному материалу, а затем окислительный реагент добавляют к табачному материалу таким образом, что после добавления оба реагента находятся в контакте с табачным материалом одновременно.

Молярное соотношение щелочного реагента к окислительному средству может варьироваться. В конкретных вариантах реализации, в которых щелочной реагент представляет собой NaOH, а окислительное средство представляет собой пероксид водорода, молярное соотношение NaOH к пероксиду водорода составляет от около 1:1 до около 1:100, предпочтительно от около 1:5 до около 1:50 и более предпочтительно от около 1:10 до около 1:25. В одном конкретном варианте реализации молярное соотношение NaOH к пероксиду водорода составляет от около 1:20 к около 1:25. Эти соотношения не ограничены соотношениями NaOH и пероксидом водорода и также применимы к другим комбинациям щелочных реагентов и окислительных средств.

Время, в течение которого табачный материал контактирует с щелочным реагентом и/или окислительным средством, может варьироваться. Например, в конкретных вариантах реализации время, в течение которого табачный материал контактирует с щелочным реагентом и/или окислительным средством, представляет собой период времени, достаточный для обеспечения материала табачной пульпы осветленным светом по сравнению с необработанным табачным материалом. В конкретных вариантах реализации табачный материал контактирует с щелочным реагентом и/или окислительным средством ночью. В нормальных условиях, период времени представляет собой период по меньшей мере около 10 минут, обычно по меньшей мере около 20 минут, более часто по меньшей мере около 30 минут. В конкретных вариантах реализации период времени представляет собой период не более чем около 10 часов, не более чем около 8 часов, не более чем около 6 часов, не более чем около 4 часа, не более чем около 2 часа или не более чем около 1 час.

В конкретных вариантах реализации табачный материал может быть нагрет во время обработки щелочным реагентом и/или окислительным средством. В целом, нагрев табачного материала ускоряет процесс отбеливания. Когда табачный материал нагревается во время обработки, достаточное осветление цвета обычно достигается за меньшее время, чем в вариантах реализации, согласно которым табачный материал не нагревают во время обработки. Температура и время процесса термообработки будут варьироваться, и, как правило, продолжительность термообработки будет уменьшаться по мере увеличения температуры термообработки. В конкретных вариантах реализации смесь табачного материала, щелочного реагента и/или окислительного средства может быть нагрета до температуры от комнатной до около 100°C (например, около 90°C или около 80°C). Предпочтительно, смесь нагревают от комнатной температуры до около 75°C. Нагревание, где это применимо, может осуществляться с использованием любого способа или устройства нагрева, известного в данной области техники. Нагревание может быть выполнено в закрытом сосуде (например, в сосуде, обеспечивающем контролируемую атмосферную среду, контролируемые атмосферные компоненты и контролируемое атмосферное давление) или в сосуде, который по существу открыт для окружающего воздуха. Температуру можно контролировать с помощью сосуда с рубашкой, прямого впрыска пара в табак, барботирования горячего воздуха через табак и тому подобное. В конкретных вариантах реализации нагревание осуществляется в сосуде, также способном обеспечить перемешивание композиции, например, путем взбалтывания или перемешивания. Примеры сосудов для перемешивания включают миксеры, доступные от компании Scott Equipment Company, Littleford Day, Inc., Process Technology и the Breddo Likwifier Division of American Ingredients Company. Примеры сосудов, которые обеспечивают среду с регулируемым давлением, включают автоклавы высокого давления, доступные от компании Berghof/America Inc. of Concord, California, и реакторы высокого давления, доступные от компании The Parr Instrument Co. (например, Parr Reactor модели №4522 и 4552, описанный в патенте США №4,882,128 под авторством Hukvari и др.). Давление внутри сосуда для смешивания во время процесса может быть атмосферным или повышенным (например, около 10 фунтов на кв. дюйм (68,94 кПа) до около 1,000 фунтов на кв. дюйм (6895 кПа)).

В других вариантах реализации процесс нагрева ведется в микроволновой печи, конвекционной печи или с помощью инфракрасного нагрева. Атмосферный воздух или окружающая атмосфера является предпочтительной атмосферой для выполнения необязательного этапа нагрева согласно настоящему изобретению. Однако нагревание также может происходить в контролируемой атмосфере, например, в целом в инертной атмосфере. Могут использоваться такие газы, как азот, аргон и диоксид углерода. В качестве альтернативы углеводородный газ (например, метан, этан или бутан) или фторуглеродный газ также могут обеспечивать по меньшей мере часть контролируемой атмосферы в конкретных вариантах реализации в зависимости от выбора условий обработки и желаемых продуктов реакции.

В конкретных вариантах реализации перед сушкой беленой табачной пульпы беленая табачная пульпа может быть обработана кислотой для нейтрализации табачной пульпы после процесса беления до pH в диапазоне от около 5 до около 11 (как показано на операции 125 по ФИГ. 2, например), например, от около 6 до около 10. Беленая табачная пульпа может быть обработана серной кислотой, соляной кислотой, лимонной кислотой или любой их комбинацией. Другие кислоты, известные в данной области техники, также могут быть использованы для нейтрализации беленой табачной пульпы. После обработки кислотой pH беленой табачной пульпы может составлять приблизительно 7.

После обработки беленой табачной пульпы щелочным реагентом и/или окислительным реагентом обрабатываемую табачную пульпу в целом фильтруют (т.е. очищают от щелочного реагента и/или окислительного реагента) и сушат (как показано на операции 130 по ФИГ. 2, например) с получением отбеленного материала табачной пульпы. В конкретных вариантах реализации табачная пульпа может быть высушена до уровня влажности около 1-30%, около 5-20% или около 10-15% влажности в пересчете на сырую массу.

После сушки отбеленный табачный материал может быть необязательно размолот до размера в диапазоне приблизительно от около 5 мм до около 0,1 мм или от около 1 мм до около 0,1 мм. В конкретных вариантах реализации отбеленный табачный материал может быть размолот до размера менее чем около 10 мм, менее чем около 5 мм, менее чем около 2 мм или менее чем около 1 мм.

После сушки отбеленный табачный материал может иметь белизну по ISO по меньшей мере около 50%, по меньшей мере около 60%, по меньшей мере около 65%, по меньшей мере около 70%, по меньшей мере около 75% или по меньшей мере около 80%. В некоторых вариантах реализации отбеленный табачный материал, описанный в настоящем документе, может иметь белизну по ISO в диапазоне от около 50% до около 90%, от около 55% до около 75% или от около 60% до около 70%. Белизна по ISO может быть измерена в соответствии с ISO 3688:1999 or ISO 2470-1:2016.

В некоторых вариантах реализации отбеленная табачная пульпа, полученная таким образом, может быть охарактеризована как осветленная по цвету (например, «отбеленная») по сравнению с необработанной табачной пульпой. Визуальные и/или инструментальные оценки, такие как описанные ранее, могут использоваться для проверки и, при желании, количественной оценки степени осветления, достигаемой с помощью описанного в настоящем документе способа согласно изобретению. Оценка степени белизны материала в целом требует сравнения с другим материалом. Степень осветления может быть определена количественно, например, путем спектроскопического сравнения с образцом необработанного табака (например, необработанной табачной пульпой). Белые цвета часто определяются со ссылкой на диаграмму цветности Международной комиссии по освещению (CIE). Отбеленная табачная пульпа в конкретных вариантах реализации может быть охарактеризована как более близкая по диаграмме цветности к чисто белому, чем необработанная табачная пульпа.

Табачные материалы, описываемые в настоящем изобретении, можно обрабатывать и/или перерабатывать другими способами до, после или во время этапов процесса, описанных выше. Например, при желании табачные материалы могут быть облучены, пастеризованы или иным образом подвергнуты контролируемой термической обработке. Такие процессы обработки подробно описаны, например, в публикации патента США №2009/0025738 под авторством Mua и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. В конкретных вариантах реализации табачные материалы можно обрабатывать водой и добавкой, способной ингибировать реакцию аспарагина с образованием акриламида при нагревании табачного материала (например, добавкой, выбранной из группы, состоящей из лизина, глицина, гистидина, аланина, метионина, глутаминовой кислоты, аспарагиновой кислоты, пролина, фенилаланина, валина, аргинина, композиций, включающих двух- и трехвалентные катионы, аспарагиназы, некоторых невосстанавливающих сахаридов, определенных восстанавливающих средств, фенольных соединений, определенных соединений, имеющих по меньшей мере одну свободную тиольную группу или функциональность, окислителей, катализаторов окисления, натуральных экстрактов растений (например, экстракт розмарина) и их комбинаций), и их комбинаций. См., например, типы процессов обработки, описанные в публикациях патентов США №2010/0300463 и №2011/0048434 под авторством Chen и др. и в патенте США №8,991,403 под авторством Chen и др., все из которых включены в настоящий документ посредством ссылки. В конкретных вариантах реализации этот тип обработки является пригодным, когда исходный табачный материал подвергается нагреванию в процессе экстракции и/или перегонки, описанном ранее.

Отбеленный табачный материал может быть включен в бездымный табачный продукт согласно настоящему изобретению. В зависимости от типа обрабатываемого табачного продукта табачный продукт может включать в себя один или более дополнительных компонентов в дополнение к отбеленному табачному материалу, как описано выше. Например, отбеленный табачный материал может быть обработан, гомогенизирован, составлен по рецепту, объединен или смешан с другими материалами и/или ингредиентами, такими как другие табачные материалы и/или ароматизаторы, наполнители, связующие, регуляторы pH, буферные агенты, соли, подсластители, красители или добавки для ухода, разрыхлители, антиоксиданты, увлажнители и консерванты. См., например, такие типичные компоненты, комбинации компонентов, относительные количества этих компонентов и ингредиентов относительно табака, а также методы и способы использования этих компонентов, изложенные в публикациях патентов США №2011/0315154 под авторством Mua и др.; №2007/0062549 под авторством Holton, Jr. и др.; №2012/0067361 под авторством Bjorkholm и др.; №2017/0020183 под авторством Bjorkholm и №2017/0112183 под авторством Bjorkholm и в патенте США №7,861,728 под авторством Holton, Jr. и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки.

Относительное количество отбеленного табачного материала в бездымном табачном продукте может варьироваться. Предпочтительно, количество отбеленного табачного материала в бездымном табачном продукте составляет по меньшей мере около 10%, по меньшей мере около 25%, по меньшей мере около 50%, по меньшей мере около 60%, по меньшей мере около 70%, по меньшей мере около 80% или по меньшей мере около 90% от массы в сухом состоянии состава. Типичный диапазон табачного материала в составе составляет от около 10 до около 99%, более часто от около 50 до около 99% по массе на сухое вещество.

Отбеленный табачный материал, используемый для производства бездымных табачных продуктов согласно изобретению предпочтительно обеспечен в измельченной, гранулированной, мелкодисперсной или порошковой форме. Хотя это строго не обязательно, отбеленный табачный материал может быть подвернут этапам процесса, которые обеспечивают дальнейшее измельчение для дальнейшего уменьшения размера частиц. Процесс отбеливания согласно настоящему изобретению в целом обеспечивает отбеленный табачный материал с уменьшенным количеством высокомолекулярных соединений, что приводит к большему количеству промежуточного пространства и, таким образом, более высокому возможному содержанию воды в бездымных табачных материалах, произведенных из них, чем из неотбеленных табачных материалов. В конкретных вариантах реализации бездымные табачные продукты, производимые согласно изобретению, обеспечивают более быстрое высвобождение никотина, чем изделия, производимые из неотбеленных табачных материалов.

Примеры ароматизаторов, которые могут быть использованы, представляют собой компоненты или подходящие комбинации тех компонентов, которые действуют для изменения горечи, сладости, кислинки или солености бездымного табачного продукта, для усиления воспринимаемой сухости или влажности состава или степени табачного вкуса, проявляемого составом. Ароматизаторы могут быть натуральными или синтетическими, и характер придаваемых ими ароматов может быть описан, без ограничения, как свежий, сладкий, травяной, кондитерский, цветочный, фруктовый или пряный. Конкретные типы ароматизаторов включают без ограничения следующие: ваниль, кофе, шоколад/какао, сливки, мята, мята колосковая, ментол, мята перечная, грушанка, эвкалипт, лаванда, кардамон, мускатный орех, корица, гвоздика, каскарилла, сандал, мед, жасмин, имбирь, анис, шалфей, лакрица, лимон, апельсин, яблоко, персик, лайм, вишня, клубника и любые их комбинации. См. также, Leffingwell и др., Tobacco Flavoring for Smoking Products (Табачные ароматизаторы для курительных продуктов), R. J. Reynolds Tobacco Company (1972), который включен в настоящий документ посредством ссылки. Ароматизаторы также могут включать в себя компоненты, которые считаются увлажняющими, охлаждающими или смягчающими средствами, например, эвкалипт. Эти ароматизаторы могут быть представлены в чистом виде (т.е. по отдельности) или в составе композита (например, мята перечная и ментол или апельсин и корица). Характерные типы компонентов также изложены в патенте США №5,387,416 под авторством White и др.; в публикации заявки на патент США №2005/0244521 под авторством Strickland и др.; и в публикации заявки PCT WO 05/041699 под авторством Quinter и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Типы ароматизаторов включают соли (например, хлорид натрия, хлорид калия, цитрат натрия, цитрат калия, ацетат натрия, ацетат калия и тому подобное), натуральные подсластители (например, фруктоза, сахароза, глюкоза, мальтоза, манноза, галактоза, лактоза и тому подобное), искусственные подсластители (например, сукралоза, сахарин, аспартам, ацесульфам К, неотам и тому подобное) и их смеси. Количество ароматизаторов, используемых в табачной композиции, может варьироваться, но обычно составляет до около 10 процентов по массе в сухом состоянии, а конкретные варианты реализации характеризуются содержанием ароматизатора по меньшей мере около 1 процент по массе в сухом состоянии, например, от около 1 до около 10 процентов по массе в сухом состоянии. Часто используют комбинации ароматизаторов, например, от около 0,1 до около 2 процентов по массе в сухом состоянии искусственного подсластителя, около от 0,5 до около 8 процентов по массе в сухом состоянии соли, такой как хлорид натрия, и от около 1 до около 5 процентов по массе в сухом состоянии дополнительного ароматизатора.

Примеры материалов наполнителя включают в себя материалы из растительных волокон, такие как материалы из волокон сахарной свеклы (например, наполнитель марки FIBREX®, доступный от компании International Fiber Corporation), овес или другое зерно злаков (включая обработанные или воздушные зерна), волокна отрубей, крахмал или другие модифицированные или натуральные целлюлозные материалы, такие как микрокристаллическая целлюлоза. Дополнительные конкретные примеры включают кукурузный крахмал, мальтодекстрин, декстрозу, карбонат кальция, фосфат кальция, лактозу, манит, ксилит и сорбит. Количество наполнителя, которое используется в табачной композиции, может варьироваться, но обычно составляет до около 20 процентов по массе в сухом состоянии, а конкретные варианты реализации характеризуются содержанием наполнителя до около 10 процентов по массе в сухом состоянии, до около 5 процентов по массе в сухом состоянии или до около 1 процента по массе в сухом состоянии. Также могут быть использованы комбинации наполнителей.

Типичные связующие могут представлять собой органические или неорганические или их комбинацию. Характерные связующие включают в себя повидон, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы и другие модифицированные целлюлозные материалы, альгинат натрия, ксантановую камедь, связующие на основе крахмала, гуммиарабик, пектин, каррагинан, пуллулан, зеин и тому подобное. Количество связующего, используемого в табачной композиции, может варьироваться, но обычно составляет до около 30 процентов по массе в сухом состоянии, а конкретные варианты реализации характеризуются содержанием связующего по меньшей мере около 5 процентов по массе в сухом состоянии, например, от около 5 до около 30 процентов по массе в сухом состоянии.

Предпочтительные регуляторы pH или буферные агенты обеспечивают и/или создают pH в диапазоне pH от около 6 до около 10, и примеры агентов включают гидроксиды металлов, карбонаты металлов, бикарбонаты металлов и их смеси. Конкретные примеры материалов включают лимонную кислоту, гидроксид натрия, гидроксид калия, карбонат калия, карбонат натрия и бикарбонат натрия. Количество регулятора pH или буферного материала, используемого в табачной композиции, может варьироваться, но обычно составляет до около 5 процентов по массе в сухом состоянии, а конкретные варианты реализации могут характеризоваться содержанием регулятора pH /содержанием буфера менее чем около 0,5 процентов по массе в сухом состоянии, например, от около 0,05 до около 0,2 процентов по массе в сухом состоянии. В частности, в вариантах реализации, включающих экстракт, осветленный перегонкой, pH может быть снижен путем добавления одного или более регуляторов pH (например, лимонной кислоты).

Краситель может использоваться в количествах, достаточных для обеспечения желаемых физических свойств табачного состава. Примеры красителей включают различные красители и пигменты, такие как карамельный краситель и диоксид титана. Количество красителя, используемого в табачной композиции, может варьироваться, но обычно составляет до около 3 процентов по массе в сухом состоянии, а конкретные варианты реализации характеризуются содержанием красителя по меньшей мере около 0,1 процент по массе в сухом состоянии, например, от около 0,5 до около 3 процентов по массе в сухом состоянии.

Примеры увлажнителей включают глицерин и пропиленгликоль. Количество увлажнителя, используемого в табачной композиции, может варьироваться, но обычно составляет до около 5 процентов по массе в сухом состоянии, а конкретные варианты реализации могут характеризоваться содержанием увлажнителя по меньшей мере около 1 процент по массе в сухом состоянии, например, от около 2 до около 5 процентов по массе в сухом состоянии.

Другие ингредиенты, такие как консерванты (например, сорбат калия), разрыхлители (например, микрокристаллическая целлюлоза, натрийкроскармеллоза, кросповидон, натрийгликолят крахмала, прежелатинизированный кукурузный крахмал и тому подобное) и/или антиоксиданты. Как правило, такие ингредиенты, где они используются, используются в количестве до около 10 процентов по массе в сухом состоянии и обычно по меньшей мере около 0,1 процент по массе в сухом состоянии, например, от около 0,5 до около 10 процентов по массе в сухом состоянии. Разрыхлители в целом используются в количестве, достаточном для обеспечения контроля желаемых физических свойств табачного состава, например, путем обеспечения потери физической целостности и диспергирования различных компонентов при контакте состава с водой (например, путем набухания при контакте с водой).

Как указано, в некоторых вариантах реализации любой из компонентов, описанных выше, может быть добавлен в инкапсулированной форме (например, в форме микрокапсул), при этом инкапсулированная форма образует стенку или барьерную конструкцию, определяющую внутреннюю область и изолирующую внутреннюю область постоянно или временно от табачной композиции. Внутренняя область включает в себя полезную нагрузку добавки, либо предназначенной для улучшения одной или более сенсорных характеристик бездымного табачного продукта, таких как вкус, ощущение во рту, влажность, прохлада/тепло и/или запах, либо предназначенной для добавления дополнительных функциональных качеств бездымному табачному продукту, например, добавление антиоксиданта или функции улучшения иммунной системы. См., например, объект изобретения в публикации заявки на патент США №2009/0025738 под авторством Mua и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки.

Характерные табачные составы могут включать от около 80% до около 95% отбеленного табачного материала, от около 0,1% до около 5% искусственного подсластителя, от около 0,5% до около 2% соли, от около 1% до около 5% ароматизатора, от около 1% до около 5% увлажнителей (например, пропиленгликоль) и до около 10% регулятора pH или буферного агента (например, бикарбоната натрия или лимонной кислоты) на основе общей сухой массы табачного состава. Конкретные проценты и выбор ингредиентов будут варьироваться в зависимости от желаемого вкуса, текстуры и других характеристик.

Компоненты табачной композиции могут быть смешаны вместе с использованием любой технологии смешивания или оборудования, известного в данной области техники. Указанные выше необязательные компоненты, которые могут быть в жидкой или твердой форме, могут быть смешаны с отбеленным табачным материалом на этапе предварительной обработки перед смешиванием с любыми оставшимися компонентами композиции или просто смешаны с отбеленным табачным материалом вместе со всеми другими жидкими или сухими ингредиентами. Можно использовать любой метод смешивания, который приводит ингредиенты табачной композиции во взаимодействие. Обычно используют смесительный аппарат с крыльчаткой или другой конструкцией, способной к перемешиванию. Примерное смесительное оборудование включает в себя барабаны с кожухом, цилиндры или барабаны для кондиционирования, устройство для распыления жидкости, смесители конического типа, ленточно-винтовые смесители, миксеры, доступные как FKM130, FKM600, FKM1200, FKM2000 и FKM3000 от компании Littleford Day, Inc., смесительные цилиндры типа «Plough Share» («лемех плуга») и тому подобное. Таким образом, общая смесь различных компонентов с отбеленным табачным материалом может быть относительно однородной по своей природе. См. также, например, типы методологий, изложенные в патенте США №4,148,325 под авторством Solomon и др.; в патенте США №6,510,855 под авторством Korte и др.; и в патенте США №6,834,654 под авторством Williams, каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. Способы и методы составления составов табака типа снюс будут очевидны специалистам в области производства табачных изделий из снюса.

Влажность бездымного табачного продукта перед использованием потребителем состава может варьироваться. Как правило, влажность продукта, присутствующего в пакете до его введения в рот пользователя, меньше чем около 55 массовых процента, в целом составляет меньше чем около 50 массовых процента, и часто составляет меньше чем около 45 массовых процента. Для конкретных табачных продуктов, например, таких, которые содержат табачные композиции типа снюс, влажность может превышать 20 массовых процентов и часто может превышать 30 массовых процентов. Например, характерный продукт типа снюс может содержать табачную композицию с влажностью от около 20 массовых процентов до около 50 массовых процентов, предпочтительно от около 20 массовых процентов до около 40 массовых процентов.

Способ, с помощью которого можно управлять влажностью, может варьироваться. Например, состав может подвергаться термическому или конвекционному нагреву. В качестве конкретного примера состав можно сушить в печи в теплом воздухе при температуре от около 40°C до около 95°C, с предпочтительным температурным диапазоном от около 60°C до около 80°C в течение периода времени, необходимого для достижения желаемой влажности. В качестве альтернативы табачные составы могут быть увлажнены с использованием барабанов с кожухом, цилиндров или барабанов для кондиционирования, устройств для распыления жидкости, ленточно-винтовых смесителей и миксеров. Наиболее предпочтительно, составы влажного табака, такие как составы табака, используемые в продуктах типа снюс, подвергаются пастеризации или ферментации. Технологии пастеризации/термической обработки и/или ферментации табачных продуктов типа снюс очевидны для специалистов в области разработки и производства продуктов типа снюс.

Кислотность и щелочность табачного состава, которые часто характеризуются в единицах pH, могут варьироваться. Как правило, pH такого состава составляет по меньшей мере около 6,5 и предпочтительно по меньшей мере около 7,5. В некоторых вариантах реализации pH такого состава не будет превышать около 11 или не будет превышать около 9 и часто не будет превышать около 8,5. Характерные табачные составы обладают pH от около 6,8 до около 8,2 (например, около 7,8). Характерный метод определения pH табачного состава включает диспергирование 5 г этого состава в 100 мл воды для высокоэффективной жидкостной хроматографии и измерение pH полученной суспензии/раствора (например, с помощью pH-метра).

В конкретных вариантах реализации отбеленный табачный материал или любой другой указанный выше компонент объединены внутри влагопроницаемого пакета или мешочка, который действует как контейнер для использования табака. Состав/конструкция таких пакетов или пакетиков, таких как пакетик-контейнер 20 в варианте реализации, показанном на ФИГ. 1, может варьироваться. Подходящие пакеты, пакетики или контейнеры того типа, который используется для производства бездымных табачных изделий, доступны под торговыми марками CatchDry, Ettan, General, Granit, Goteborgs Rape, Grovsnus White, Metropol Kaktus, Mocca Anis, Mocca Mint, Mocca Wintergreen, Kicks, Probe, Prince, Skruf, Epok и TreAnkrare. Табачный состав может содержаться в пакетиках и упаковываться таким образом и с использованием компонентов, которые используются для производства обычных видов продуктов типа снюс. Мешочек представляет собой проницаемый для жидкости контейнер того типа, который может считаться аналогичным по характеру сетчатому типу материала, который используется для изготовления чайного пакетика. Компоненты свободно расположенного гранулированного табачного состава легко диффундируют через мешочек и попадают в рот пользователя.

Описания различных компонентов продуктов типа снюс и их компонентов также изложены в публикации заявки на патент США №2004/0118422 под авторством Lundin и др., которая включена в настоящий документ посредством ссылки. См., также, например, патенты США №4,607,479 под авторством Linden; №4,631,899 под авторством Nielsen; №5,346,734 под авторством Wydick и др. и №6,162,516 под авторством Derr, и в публикации патента США №2005/0061339 под авторством Hansson и др., каждый из которых включен в настоящий документ посредством ссылки. См., также типы пакетиков, изложенные в патенте США №5,167,244 под авторством Kjerstad, который включен в настоящий документ посредством ссылки. Продукты типа снюс могут быть произведены с использованием такого оборудования, которое доступно в виде SB 51-1/T, SBL 50 и SB 53-2/T от компании Merz Verpackungmaschinen GmBH. Пакетики со снюсом могут быть обеспечены в качестве индивидуальных пакетиков, или множество пакетиков (например, 2, 4, 5, 10, 12, 15, 20, 25 или 30 пакетиков) могут быть соединены или связаны вместе (например, способом «конец-в-конец») таким образом, что отдельный пакет или отдельная часть могут быть легко удалены для использования из однокомпонентной нити или матрицы пакетиков.

Пакетик, например, может быть произведен из материалов и таким образом, что во время использования пользователем пакет подвергается контролируемому диспергированию или растворению. Такие материалы пакетиков могут иметь форму сетки, решетки, перфорированной бумаги, проницаемой ткани или тому подобное. Например, материал пакетика, изготовленный из сетчатообразной формы рисовой бумаги или перфорированной рисовой бумаги, может растворяться во рту пользователя. В результате и пакетик, и табачный состав могут полностью диспергироваться во рту пользователя при нормальных условиях использования, и, следовательно, и пакетик, и табачный состав могут быть проглочены пользователем. Другие примеры материалов для пакетов могут быть изготовлены с использованием диспергируемых в воде пленкообразующих материалов (например, связующих агентов, таких как альгинаты, карбоксиметилцеллюлоза, ксантановая камедь, пуллулан и тому подобное), а также этих материалов в сочетании с такими материалами, как измельченная целлюлоза (например, мелкодисперсная древесная масса). Предпочтительные материалы пакетиков, хотя и диспергируемые в воде или растворимые в воде, могут быть выполнены и изготовлены таким образом, что в условиях нормального использования значительное количество содержимого табачного состава проникает через материал пакетика до того момента, когда пакетик потеряет свою физическую целостность. При желании ароматизирующие ингредиенты, средства, способствующие распаду, и другие желательные компоненты могут быть включены в материал пакета или нанесены на него. В различных вариантах реализации нетканое полотно может быть использовано для образования внешнего водопроницаемого пакетика, который может быть использован для размещения композиции, предназначенной для перорального использования.

Количество материала, содержащегося внутри каждого пакетика, может варьироваться. В меньших вариантах реализации сухая масса материала в каждом пакетике составляет по меньшей мере около 50 мг до около 150 мг. Для более крупных вариантов реализации сухая масса материала в каждом пакетике предпочтительно не превышает от около 300 мг до около 500 мг. В некоторых вариантах реализации в каждом пакетике может быть размещен элемент ароматизатора, как описано в более подробно в патенте США №7,861,728 под авторством Holton, Jr. и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки. При желании в каждый пакетик могут входить другие компоненты. Например, по меньшей мере одна ароматизированная полоска, кусок или лист ароматизированного диспергируемого в воде или водорастворимого материала (например, материал типа съедобной пленки, освежающей дыхание) может быть расположен внутри каждого пакетика вместе с по меньшей мере одной капсулой или без нее. Такие полоски или листы можно складывать или мять, чтобы их можно было легко поместить в пакетик. См., например, типы материалов и технологий, изложенные в патентах США №6,887,307 под авторством Scott и др. и №6,923,981 под авторством Leung и др.; и The EFSA Journal (2004) 85, 1-32; который включен в настоящий документ посредством ссылки.

Бездымный табачный продукт может быть упакован в любой подходящий внутренний упаковочный материал и/или внешний контейнер. См. также, например, различные типы контейнеров для продуктов бездымного типа, указаны в патентах США №7,014,039 под авторством Henson и др.; №7,537,110 под авторством Kutsch и др.; №7,584,843 под авторством Kutsch и др.; №D592,956 под авторством Thiellier; №D594,154 под авторством Patel и др. №D625,178 под авторством Bailey и др.; в публикациях патентов США №2008/0173317 под авторством Robinson и др.; №2009/0014343 под авторством Clark и др.; №2009/0014450 под авторством Bjorkholm; №2009/0250360 под авторством Bellamah и др.; №2009/0266837 под авторством Gelardi и др.; №2009/0223989 под авторством Gelardi; №2009/0230003 под авторством Thiellier; №2010/0084424 под авторством Gelardi и №2010/0133140 под авторством Bailey и др.; №2010/0264157 под авторством Bailey и др.; №2011/0168712 под авторством Bailey и др. и №2011/0204074 под авторством Gelardi и др., который включен в настоящий документ посредством ссылки.

Продукты в соответствии с настоящим раскрытием могут быть упакованы и сохранены во многом таким же образом, как упаковываются и хранятся обычные типы бездымных табачных продуктов. Например, множество пакетов или пакетиков могут содержаться в контейнере, используемом для хранения бездымных табачных продуктов, таком как цилиндрический контейнер, иногда называемый «шайбой». Контейнер может иметь любую форму и не ограничен цилиндрическими контейнерами. Такие контейнеры могут быть изготовлены из любого подходящего материала, такого как металл, формованный пластик, ДВП, их комбинации и тому подобное. При желании влажные табачные изделия (например, продукты с влажностью более чем около 20 массовых процентов) могут быть заморожены (например, при температуре менее чем около 10°C, часто менее чем около 8°C и иногда менее чем около 5°C). В качестве альтернативы относительно сухие табачные продукты (например, продукты, имеющие влажность менее чем около 15 массовых процентов) часто можно хранить при относительно широком диапазоне температур.

Различные бездымные табачные продукты, раскрытые в настоящем документе, имеют преимущество, поскольку они обеспечивают состав, который не оставляет пятен или окрашивает в меньшей степени, чем продукты, содержащие только неотбеленные табачные материалы. Эти продукты таким образом желательны для уменьшения окрашивания зубов и одежды, которые могут с ними контактировать. Следует отметить, что даже отработанный (использованный) продукт светлее по цвету, чем традиционные отработанные (использованные) табачные изделия для перорального приема. Кроме того, продукты могут иметь улучшенную внешнюю привлекательность благодаря своему белому цвету.

Следующие ниже примеры представлены для дополнительной иллюстрации вариантов реализации настоящего раскрытия, но не должны рассматриваться как ограничивающие его объем. Если не указано иное, все части и проценты являются массовыми.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Варианты реализации настоящего раскрытия более полно проиллюстрированы следующими примерами, которые изложены для иллюстрации аспектов настоящего раскрытия и не должны толковаться как ограничивающие его. В следующих примерах г означает грамм, л означает литр, мл означает миллилитр, а Da означает дальтон. Все массовые проценты выражены в пересчете на сухое вещество, что означает исключение содержания воды, если не указано иное.

Пример 1

Беленый табачный материал был произведен с использованием табачных растений в качестве сырьевого материала. 1,1 фунта (0,454 кг) размолотого табачного материала стеблей махорки рода N. (размолотого до размера частиц около 18-60 по шкале сеток США) замачивали в 15,4 фунтах (6,804 кг) воды и 2,4 г EDTA в течение 1 часа. Замоченный табачный материал затем прессовали и сушили (т.е. обезвоживали) с использованием винтового пресса.

Высушенный и прессованный табачный материал затем обрабатывали промывочным раствором едкой щелочи. Более конкретно, 10 фунтов (4,536 кг) 2,5% NaOH добавили к прессованному табачному материалу. Смесь табачного материала и промывочного раствора едкой щелочи выдерживали при около 210°F (около 100°C) течение около 90 минут. Табачный материал в промывочном растворе NaOH затем сушили и прессовали для обеспечения табачной пульпы и остаточного жидкого экстракта.

Табачную пульпу (1,34 фунта (0,607 кг)) затем смешивали с белильным раствором, содержащим 2 л воды, 15 грамм NaOH и 45 грамм силиката натрия (NaSiO₃). Затем к смеси добавили 0,9 фунта (0,408 кг) 35% пероксида водорода, и смесь подвергли кулинарной обработке в течение 60 минут. Подвергнутую кулинарной обработке смесь оставили на 30 минут, а затем ее нейтрализовали HCl для доведения смеси до pH около 9. В конце смесь сушили.

Пример 2

Беленый табачный материал был произведен с использованием табачных растений в качестве сырьевого материала. 1,1 фунта (0,454 кг) мелкоразмолотого табачного материала стебля Берлей (размолотого до размера частиц около 18-60 по шкале сеток США) было замочено в 15,4 фунтах (6,804 кг) воды и 2,4 г EDTA в течение 1 часа. Замоченный табачный материал затем прессовали и осушали в винтовом прессе.

Высушенный и прессованный табачный материал затем обрабатывали промывочным раствором едкой щелочи. Более конкретно, 10 фунтов (4,536 кг) 2,5% NaOH добавили к прессованному табачному материалу. Смесь табачного материала и промывочного раствора едкой щелочи выдерживали около 210°F (около 100°C) в течение около 90 минут. Табачный материал в растворе NaOH затем сушили и прессовали для обеспечения табачной пульпы и остаточного жидкого экстракта.

Беление проводилось путем двухступенчатого беления c высокой вязкостью с помощью перуксусной кислоты и впоследствии пероксида водорода (P). Сначала прессованную табачную пульпу смешали с первым белильным раствором, содержащим 4,5 л воды и 50 г перуксусной кислоты в течение 90 минут. pH смеси после добавления перуксусной кислоты составило около 5,2. Добавили 7,0 г NaOH, и новый pH составил около 6,8. Спустя около 20 к смеси дополнительно добавили 6,0 г NaOH, и pH оставило около 8,0. Окончательное pH табачной пульпы после беления перуксусной кислотой составило около 8,2. Пульпа была прессована и осушена в винтовом прессе.

Табачная пульпа, беленая с помощью перуксусной кислоты, затем была смешана со вторым белильным раствором, содержащим 2 л воды, 15 грамм NaOH, 15 грамм сульфата магния (МgSO₄) и 45 грамм силиката натрия (NaSiO₃). Далее, 0,9 фунтов 35% перекиси водлорода было добавлено к смеси, и смесь была подвергнута кулинарной обработке в течение 60 минут. Подвергнутой кулинарной обработке смеси давали постоять в течение 30 минут, а затем ее нейтрализовали HCl для доведения смеси до pH около 9. В конце смесь сушили.

Пример 3

Беленый табачный материал был произведен с использованием табачных растений в качестве сырьевого материала. Состав сухой массы полученной пульпы без добавления древесной массы показан в Таблице 1 ниже.

Таблица 1: Состав табачной пульпы без добавления древесной массы Материал Диапазон процентов по массе в сухом состоянии EDTA 0,01-0.5% Каустическая сода 20-30% Лимонная кислота 25-35% Силикат натрия 0,5-2% Пероксид водорода 15-20% Противовспениватель 0,01-0.5% Стебель махорки 25-30%

Сначала табачную массу экстрагировали с помощью горячей воды. Около 75 фунтов (34,019 кг) размолотых стеблей махорки были взвешены. Около 600 фунтов (272,156 кг) горячей воды (около 212°F (около 100°С)) добавили в емкость. В емкости была включена мешалка, проверяли, чтобы сливной клапан в емкости был закрыт, и размолотые стебли махорки были добавлены в емкость. Далее, около 187,5 г EDTA было взвешено и добавлено в емкость. Сливное отверстие для пара в емкости было открыто, и пар подавался в емкость. Как только температура жидкости в емкости достигла около 180-215°F (82-102°С), содержимое емкости перемешивалось в течение 50 минут, пока пар все еще подавался в емкость. Спустя 50 минут подача пара в емкость была прекращена. Содержимое емкости было перемешано в течение дополнительных 10 минут. После смешивания жидкость из резервуара была слита, а остатки стеблей махорки были промыты и отжаты с помощью корзиночной центрифуги. Также можно использовать альтернативное оборудование для обезвоживания. В частности, следует отметить, что винтовой пресс использовался для рецептов, включающих древесную массу, в то время как корзиночная центрифуга использовалась для рецептов без добавления древесной массы.

Далее, табачная биомасса была экстрагирована едким способом. Около 600 фунтов (272,156 кг) воды было добавлено в емкость. В емкости была включена мешалка и проверяли, чтобы сливной клапан в емкости был закрыт. Около 37,5 фунтов (16,783 кг) порошка гидроксида натрия было отмерено и добавлено в емкость. Сливное отверстие для пара в емкости было открыто, и пар подавался в емкость. Как только температура жидкости в емкости достигла около 200-215°F (93-102°С), содержимое емкости затем выдерживали при около 212°F (100°С) и перемешивали в течение около 90 минут, пока пар все еще подавался в емкость. Спустя 90 минут подача пара в емкость была прекращена. Около 50,0 фунтов (22,68 кг) порошка лимонной кислоты было затем отмерено и медленно добавлено в емкость. Содержимое емкости было перемешано в течение дополнительных 10 минут. pH содержимого емкости измеряли и регулировали до тех пор, пока не получили pH в диапазоне от около 9,0 до около 10,5. После смешивания жидкость из резервуара была слита, а оставшийся табачный жмых промыли и отжали с помощью корзиночной центрифуги. Около 100 фунтов (45,359 кг) воды можно использовать для промывания остаточной пульпы, при необходимости этапы промывания и обезвоживания можно повторить.

Далее, табачную массу подвергали процессу беления пероксидом. Сливной клапан емкости был закрыт и около 600 фунтов (272,156 кг) горячей воды (около 180°F (82,2°С)) было добавлено в емкость. Сливное отверстие для пара в емкости было открыто, и пар подавался в емкость. В емкости была включена мешалка. Промытый и обезвоженный табачный жмых затем был добавлен в емкость. Около 22,5 фунта (9,979 кг) порошка гидроксида натрия было отмерено и добавлено в емкость. Около 7,5 фунтов (3,402 кг) 40% силиката натрия было отмерено и добавлено в емкость. Около 127,5 фунтов (57,606 кг) 36% пероксида было отмерено и добавлено в емкость. Насос под давлением 20 фунтов на квадратный дюйм (137,895 кПа) был запущен в емкости около на 1 минуту с широко открытым шаровым клапаном, а затем промыт около 12 галлонами (45 л) воды. Сливное отверстие для пара в емкости было открыто, и пар подавался в емкость. Как только температура жидкости в емкости достигла около 165°F (73,9°С), жидкость начала вспениваться. Около 30 грамм (или более) противовспенивателя может быть добавлено по мере необходимости для сохранения пены, содержащейся в емкости. После того, как температура жидкости в емкости достигла около 180°F (82,2°С), подача пара была прекращена, и содержимое емкости было перемешано в течение около 30-60 минут. Далее, около 34,0 фунта (15,422 кг) порошка лимонной кислоты было отмерено и добавлено в емкость. Затем содержимому емкости давали перемешиваться в течение около 10 минут. Затем pH содержимого емкости измеряли и регулировали до тех пор, пока не получили pH в диапазоне от около 10,0 до около 10,75. После смешивания жидкость из емкости была слита, а оставшийся табачный жмых промыли и высушили с использованием винтового пресса и/или центрифуги. Около 100 фунтов (45,359 кг) воды можно использовать для промывания остаточной пульпы, при необходимости этапы промывания и обезвоживания можно повторить. Конечный табачный жмых может быть высушен до влажности около 10-15% влажности.

Пример 4

Беленый табачный материал был произведен с использованием табачных растений в качестве сырьевого материала. Состав сухой массы полученной пульпы с добавлением древесной массы показан в Таблице 2 ниже.

Таблица 2: Состав табачной пульпы с добавленной древесной массой Материал Диапазон процентов по массе в сухом состоянии EDTA 0,01-0.5% Каустическая сода 20-30% Лимонная кислота 25-35% Силикат натрия 0.5-2% Пероксид водорода 15-20% Противовспениватель 0,01-0,5% Стебель махорки 25-30% Древесная масса (беленая крафт-твердая древесина) 1-5%

Процессы экстракции и беления, использованные в примере 3 были также использованы для беления табачной биомассы с добавленной древесной массы. Однако, как указано выше, винтовой пресс был использован для обезвоживания/сушки пульпы на различных этапах процесса вместо корзиночной центрифуги.

Пример 5

Беленый табачный материал примера 3 (без добавленной древесной массы) и беленый табачный материал примера 4 (с добавленной древесной массой) был протестирован на белизну по ISO с использованием стандартизированного теста TAPPI T 534.

Два образца беленой табачной пульпы согласно примеру 3 (без добавленной древесной массы) были протестированы и имели белизну по ISO 67,6% и 63,8%. Один образец беленой табачной массы согласно примеру 4 (с добавленной древесной массой) был протестирован и имел белизну по ISO 70,1%.

Множество модификаций и других вариантов реализации настоящего изобретения будут очевидны специалисту в области техники, к которой относится данное изобретение, использующему раскрытия, представленные в вышеприведенном описании. Таким образом, следует понимать, что данное изобретение не ограничено раскрыто в настоящем документе конкретными вариантами реализации и предусмотрено, что модификации и другие варианты реализации включены в объем прилагаемой формулы изобретения. Несмотря на то, что в настоящем документе используются конкретные термины, они используются только в обобщенном и описательном смысле, а не в целях ограничения.

Изобретение относится к способу получения отбеленного табачного материала. Способ включает этапы (i) экстракции табачного материала с помощью водного раствора для обеспечения твердых табачных материалов и табачного экстракта, (ii) обработки твердых табачных материалов промывочным раствором едкой щелочи для обеспечения табачной пульпы; (iii) беления табачной пульпы с помощью раствора, содержащего сильное основание, окислительное средство или их комбинацию для обеспечения беленой табачной пульпы, и (iv) сушки беленой табачной пульпы для обеспечения отбеленного табачного материала. При этом твердые табачные материалы смешивают с древесной массой перед этапом (ii). В изобретении также предложен бездымный табачный продукт, включающий в себя отбеленный табачный материал. Изобретение позволяет получить табачный материал, который обладает осветленным цветом, т.е. является отбеленным. 2 н. и 26 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 5 пр.

1. Способ получения отбеленного табачного материала для применения в бездымном табачном продукте, включающий:

(i) экстракцию табачного материала с помощью водного раствора для обеспечения твердых табачных материалов и табачного экстракта;

(ii) обработку твердых табачных материалов промывочным раствором едкой щелочи для обеспечения табачной пульпы;

(iii) беление табачной пульпы с помощью раствора, содержащего сильное основание, окислительное средство или их комбинацию для обеспечения беленой табачной пульпы; и

(iv) сушку беленой табачной пульпы с получением отбеленного табачного материала,

где твердые табачные материалы смешивают с древесной массой перед этапом (ii).

2. Способ по п. 1, также включающий размалывание табачного материала таким образом, что обеспечена возможность прохождения размолотого табачного материала через сетку с номером сита 18 по шкале сит США.

3. Способ по п. 1, в котором этап обработки твердого табачного материала промывочным раствором едкой щелочи выполняют при атмосферном давлении.

4. Способ по п. 1, в котором промывочный раствор едкой щелочи содержит по меньшей мере одно сильное основание.

5. Способ по п. 1, в котором промывочный раствор едкой щелочи содержит гидроксид натрия.

6. Способ по п. 1, в котором беленую табачную пульпу сушат до влажности менее чем 30 процентов влажности на сырую массу.

7. Способ по п. 1, также включающий гидролизование табачной пульпы кислотой перед этапом (ii).

8. Способ по п. 7, в котором кислота представляет собой серную кислоту, соляную кислоту, лимонную кислоту или их комбинацию.

9. Способ по п. 1, также включающий обезвоживание табачного материала после этапов (i), (ii) и/или этапа (iii) c применением по меньшей мере одного из следующих: винтового пресса и барабанной центрифуги.

10. Способ по п. 1, в котором этап (iii) беления включает обработку одним или более из следующего: надуксусная кислота, гидроксид натрия и пероксид водорода.

11. Способ по п. 1, в котором этап (iii) беления также включает обработку одним или более стабилизаторами в дополнение к окислительному средству.

12. Способ по п. 11, в котором стабилизаторы выбирают из группы, состоящей из сульфата магния, силиката натрия и их комбинаций.

13. Способ по п. 1, в котором этап (iii) беления включает обработку сильным основанием и окислительным средством, причем молярное соотношение количества сильного основания к количеству окислительного средства составляет от 1:1 до 1:100.

14. Способ по п. 13, в котором молярное соотношение количества сильного основания к количеству окислительного средства составляет от 1:5 до 1:50.

15. Способ по п. 1, также включающий нейтрализацию материала беленой пульпы до pH в диапазоне от 5 до 11 перед этапом (iv).

16. Способ по п. 1, также включающий размалывание отбеленного табачного материала после этапа (iv) до размера в диапазоне от 5 до 0,1 мм.

17. Способ по п. 1, в котором водный раствор, применяемый для экстракции табачного материала на этапе (i), содержит хелатирующий агент.

18. Способ по п. 17, в котором хелатирующий агент содержит одно или более из следующего: этилендиаминтетрауксусная кислота и диэтилентриаминпентауксусная кислота.

19. Способ по п. 1, в котором молярное соотношение водного раствора к табачному материалу на этапе (i) экстракции составляет от 4:1 до 16:1.

20. Способ по п. 1, в котором табачный материал содержит пластинку, стебли или их комбинацию.

21. Способ по п. 1, в котором табачный материал содержит стебли махорки.

22. Способ по п. 1, в котором табачный материал содержит по меньшей мере 90% по массе корней, ножек или их комбинацию.

23. Способ по любому из пп. 1-22, в котором отбеленный табачный материал характеризуется белизной по стандарту Международной организации по стандартизации ISO по меньшей мере 60%.

24. Способ по любому из пп. 1-22, также включающий включение отбеленного табачного материала в бездымный табачный продукт.

25. Способ по п. 24, в котором бездымный табачный продукт также содержит один или более дополнительных компонентов, выбранных из группы, состоящей из ароматизаторов, наполнителей, связующих, регуляторов pH, буферных агентов, красителей, разрыхлителей, антиоксидантов, увлажнителей и консервантов.

26. Бездымный табачный продукт, включающий в себя отбеленный табачный материал, полученный согласно способу по любому из пп. 1-22.

27. Бездымный табачный продукт по п. 26, включающий водопроницаемый пакетик, содержащий отбеленный табачный материал.

28. Бездымный табачный продукт по п. 26, также содержащий один или более дополнительных компонентов, выбранных из группы, состоящей из ароматизаторов, наполнителей, связующих, регуляторов pH, буферных агентов, красителей, разрыхлителей, антиоксидантов, увлажнителей и консервантов.