Способ увеличения объема табака Советский патент 1980 года по МПК A24B3/18 

(54) CnOCQB УВЕЛИЧЕНИЯ ОБЪЕМА ТАБАКА

Изобретение относится к области производства табачных изделий, предпочтительно сигарет, к технике увели чения объема табака. Увеличение табака в объеме требуется для компенсации потери его в весе в процессе сушки, для улучшения характеристик дымообразования отдель ных компонентов табака, в частности табачных стеблей, а также для yвenичения наполнякадей способности табака таким образом, что для производства табачного изделия, например сигареты требуется меньшее количество табака. Такая сигарета, должна быть плотно и в то же время выделять меньше смоль и никотина по сравнению со стандартным табачным изделием, изготовленным из табака с неувеличенным объемом. Наиболее близким к изобретению является известный способ увеличения объема таОака, предусматривающий его пропитывание водой с последующим замораживанием и сушкой в вакууме . Недостатком известного способа является его ограниченная пригодность для промышленного осуществления вслед ствие длительности проведения процесса и его высокой стоимости, в частности на стадии сушки. Кроме того, в табаке создается неравномерная поддержка для его набухшей структуры, которая является объектом оседаний, при этом происходит также вымывание или перераспределение водорастворимых компонентов. Целью изобретения является ускорение процесса увеличения объема табака. Это достигается тем, что в предлагаемом способе увеличения объема табака перед пропитыванием табак вакуумируют, при этом сам процесс пропитывания проводят при давлении 360760 мм рт.ст. и температуре 0-80°С путем распыления воды в течение 230 мин до содержания влаги 100-400 ч по весу к 100 ч, табака, а сушку табака ведут при 120-320с в течение 0,5-12 с. Способ осуществляют следукяцим образом. табак подвергают вакуумированию, для чего помещсцот, например, в виде стружки в сосуд, в котором создают вакуум при давлении 380-760 мм рт.ст. при 16-27 0, при этом из табака удаляют воздух. Затем табак пропитывают водой, пр этом процесс пропитывания проводят также при давлении 360-760 мм рт.ст. при в течение 2-30 мин, преимущественно струей воды, до содержания влаги 100-400 ч. по весу к 100 ч. табака. Далее ;пропитанный, водой наполнитель замораживают путем охлаждения до температуры, достаточно низкой дл обеспечения полного замораживания влаги при температуре от 60 до ос, преимущественно от -30 до -10°С, при этом в системе поддерживают вакуум и выдерживают 3-120 мин, преимущественно 10-30 мин. Далее замороженный, содержащий влагу табак сушат, для чего ого быст ро нагревают путем непосредственного контактирования с паром или смесью пара с горячим газом при 120-320 С в течение 0,5-12 с. Сушку проводят н вакууме в сушильной- камере, башне, а также в циклонной сушилке, обесп :чивая достаточное контактирование га за с частицами. Для осуществления способа можно обрабатывать либо полностью высушенные табачные листья, табак в виде стружки или крошки, в частности в форме, обычно используемой в качестве наполнителя сигарет, либо отдельных частей табака, например таб. стеблей. Табак в виде порошка может иметь размеры частиц 10-50 меш, преимущественно не менее 30 меш. Обычно подвергаемый обработке табак содержит примерно 8-25 вес.% вла ги. П р и Ki е р 1. 283,5 г нарезанно го светлого табака в форме товарного наполнителя для сигарет помещают в вакуумный сосуд емкостью 454 г, име щий вакуумное и выпускное отверстия и манометры,при этом применяют вакуу 635 мм рт.ст.

(два пропускания по 4 с)

876 10,3

(два пропускания по 4 с)

1282 9,7

(3 пропускания по 4 с)

Контроль

52,7 48,8 :,7,2 Табак пропитывают при б-С 507 г холодной воды путем вакуумного всасывания до содержания 66 вес.% влаги в табаке в течение 5 мин. Каждое распределение воды обеспечиьиют вращением вакуумного сосуда по всей длине в процессе смачивания. Затем вакуумный сосуд помещают в баню, заполненную смесью ацетона с сухим льдом, и доводят температуру табачной смеси до . Вакуум доводят до 762 мм рт.ст. Смесь выдерживают для достижения равновесия 1 ч, после чего вакуум сбрасывают. Конечный материал из сосуда выгружают и пропускают через циклонную сушилку при 218°С и поддержании 100%-ной паровой атмосферы в течение 8 с. Подвергнутый увеличению в объеме табак повторно доводят до содержания в нем влаги от 6,1 до- 12%. Кон-чный продукт имеет наполняющую способность {объем цилиндра) 53 г по сравнению с контрольной величиной 38 г. Примеры 2-5. Четыре образца по 283,5 г каждый светлого нарезанного табака обрабатывают каждый в отдельности следующим образом Каждый образец помещают в вакуумный сосуд, как описано в примере 1. Вакуум доводят до 635 мм рт.ст., образцы пропитывают холодной водой, как описано в примере 1, соответственно до содержания влаги 50, 67, 75 и 80% путем вакуумного всасывания, в каждом случае вакуумный сосуд помещают в баню, охлаждаемую смесью льда с хлористым натрием до -27°С. Вакуум в каждом опыте поддерживают 762 мм рт.ст. После 1 ч установления равновесия вакуум отключают и образец пропускают через циклонную сушилку при 218°С в 100%-ной паровой атмосфере. Время пребывания в сушилке изменяют в зависимости от содержания влаги. Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 1. Таблица 1

Данные табл. 1 показывают, что с увеличением содержания влаги наполняющая способность увеличивается, если другие параметры расширения остаются неизменными. Анализируемая потеря компонентов, растворимых в горячей воде, мала, причем такая потеря может являться результатом химических изменений во время расширения вследствие вымывания раствориг лх компонентов.

Пример 6. Две серии образцов по 9080 г каждый пропитывают в сферическом вакуумном сосуде. В первой серии вакуум поддерживают 762 мм рт.ст. и в сосуд вводят холодную воду до содержания влаги 30-80%, при котором набухшая структура наполнителя оседает вследствие образования льда. Этого достигают пропусканием охлажденного раствора этиленгликоЗамороженные образцы Влажность после пропитки, % 30 50 67 75 80 Влажность после 9,5 11,5 7,5 7,3 сушки,, % Наполняющая способность, г 49 42 70 75 82 Время пребывания, с 4 4 8 8 12 Наполняющая способность после повторногоувлажнения до 12%, CMVlO г 39 40 52 58 62

Данные табл. 2 показывают, что повторная наполняющая способность табака, набухшая структура которого стабилизирована образованием льда перед снятием вакуума и оседанием структуры при нагревании, выше, чем повторная наполняющая способность незамороженного материала, это указывает на необходимость стадии замораживания для получения максимального расширения в данном процессе.

ля Б воде при соотношении 50:50 через стенку устройства для пропитывания при .

После периода установления равновесия в течение 2 ч при вакууме 711 мм рт.ст. и температуре 2, вакуум постепенно сбрасывают. Образцы пропускают затем через циклонную сушилку при .

Во второй серии проводят опыт так .же, как .в первой, но не проводят ста0дию замораживания, а равновесие устанавливают при 21,.

Как замороженный, так и незамороженный пропитанные водой наполнители

5 нагревают, как описано в примерах 2-5.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 2.

Т а б л. и ц а 2

Незамороженные образцы 7,

Пример 7. Образцы по 9080 пропитывают в сферическом сосуде, как описано в примере 6 (замороженные образцы).

Измеряют толщину пропитанных образцов и подвергают увеличению в объеме, как описано ранее.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 3.

Таблица 3 0 50677580 6,2 7,0 5,26,23,2 8 66706787 44 8812 9 36 42 43 43

Результаты опытор показывает, что г ь;соконабух1аие образцы имеют наиболь:лую степень увеличения в объеме. От/.-утствуот заметное набухание при сод 2ржании влаги 67%. Расширение обеспечивается стабилизацией набухшей структуры льдом, которая обычно разрушается при постепенном сбрасывании вакуума. Процесс нагревания сохраняе установленную структуру по мере уменшения содержания влаги.

Пример 8. Проводят эксперимент для сравнения между процессом расширения, включающим сушку при замораживании (метод л) и процессом по изобретению (метод Б), для сравнения приводят контрольный образец, который не подвергают увеличению в объеме.

Метод А. 283,5 г наполнителя из нарезанного светлого табака с влажностью 14 вес.% распределяют на поддоне и помещают в вакуумную камеру. Камеру уплотняют и вакуумируют до 737 мм рт.ст.

Воду дозируют при в поддон путем вакуумного всасывания до полного покрытия кусков табака, который сверху покрывают сеткой из проволоки

Наполняюгцая способность, г

Компоненты, растворимые в горячей воде, %

Количество сливаемой воды, г

Различия в процессе

Отношение вода/табак

Количество слитой воды,, г

Время пропитывания и замораживания, ми

Товарные свойства табака после удаления из-под вакуума на замораживание

Легкость удаления продукта для расширения

для исключения его флотирования к поверхности воды.

В данном случае добавляют 2835 г воды. Затем вакуум отключают и выгружают поддон с образцами, слив с поддона замеряют и поддон затем помещают в морозильный аппарат на 2 ч.

Замороженный наполнитель лиофилируют при 0°С в отдельной ячейке в промышленной установке для сушки при замораживании в течение 24 ч.

Метод Б. 283,5 г нарезанного светлого табачного наполнителя с влажностью 14 вес.% помещают в вакуумный сосуд, как описано выше, при вакууме 737 мм рт.ст.

Табак пропитывают 1134 г воды при 20°С. Не удаляя наполнитель, через рубашку сосуда в течение 15 мин пропускают смесь ацетона с сухим льдом до момента замораживания продукта. Затем вакуум отключают и замороженный наполнитель пропускают через циклонную сушилку при 218,3 С с использованием 100%-ной паровой атмосферы в течение 4 с.

Качественные показатели образцов табака приведены в табл. 4.

Таблица

38

62

49,8 55,2

56,4 708,75 О

4:1 О

20 Хорошие

(замороженный )

Одинаковая

Расширение Метод фиксации

Время расширения (фиксации), с

Наполняющая способность продукта

Физический наружный цвет

Общее время, ч

Таким образом, при использовании предлагаемого способа наполнякицая способность табака увеличивается до 50-70 г по сравнению с 3539 см /10 г по известному способу, т.е. примерно в 1,4-1,8 раза.

Формула изобретения

Способ увеличения объема табака, предусматривающий его пропитывание ВОДОЙ с последующим замораживанием в вакууме и сушкой, отличаюПродолжение табл. 4

Сушка при Нагревание замораживании

Одинаковая

Светлее Аналогичный контроль- контрольного ному

30 1

щийся тем, что, с целью ускорения процесса, перед пропитыванием табак вакуумируют, при этом сам процесс пропитывания проводят при давлении 360-760 мм рт.ст. и температуре 0-80°С путем распыления воды в течение 2-30 мин до содержания влаги 100400 ч. по весу к 100 ч. табака, а сушку табака ведут при 120-320-с в течение 0,5-12 с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3823722, кл. А 24 В 3/18, опублик. 1974,