Рідкі тютюнові композиції

Реферат: Рідка тютюнова композиція, яка містить тютюн, розчинений в іонній рідині. Розчинення тютюну в іонної рідини сприяє видаленню певних складників тютюну. Після видалення певних складників тютюн може бути відновлений зі згаданої рідкої тютюнової композиції відокремленням тютюну від іонної рідини. UA 115782 C2 (12) UA 115782 C2 UA 115782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Цей винахід має відношення до зрідженого тютюну, зокрема до тютюну, розчиненого в іонній рідині, а також до відновлення зрідженого тютюну до твердих тютюнових продуктів. Тютюн і складники тютюну були ретельно досліджені. У багатьох випадках визначено, що бажаним є зниження в кінцевому тютюновому виробі вмісту певних складників, таких як характерні для тютюну нітрозаміни. Сучасні способи зниження вмісту таких складників тютюну включають інкубування тютюну з розчинником, в якому ці складники можуть бути розчинені, для екстрагування згаданих складників з тютюну. Проте, такі способи зазвичай є неефективними, що частково пояснюється поганим проникненням розчинника в тютюн або неможливістю повного екстрагування складників, зв'язаних з нерозчинними частинами тютюну, такими як целюлоза. Бажаним є більш ефективне видалення певних складників тютюну, таких як характерні для тютюну нітрозаміни. Проте, підвищення ефективності видалення таких складників може призвести до видалення бажаних складників тютюну або може негативно впливати на бажані фізичні або хімічні властивості тютюну. Відповідно, бажаним може бути створення тютюну або тютюнових продуктів, що мають зменшену кількість певних складників при збереженні бажаних складників або властивостей. Як розкрито в цьому описі, тютюн повністю або частково розчиняється в розчиннику, такому як іонна рідина. Після розчинення тютюну певні складники тютюну можуть бути видалені. Після видалення певних складників тютюн може бути відновлений. Складники та властивості відновленого тютюнового матеріалу можна регулювати для одержання тютюну або тютюнових виробів з бажаними властивостями. Розчини або суспензії повністю або частково розчиненого тютюну можуть забезпечити одну або більше перевагу(-аг) у порівнянні з твердими частинками тютюну. Наприклад, і як описано вище, може бути поліпшене видалення певних складників тютюну. Такі розчини або суспензії можуть на додаток або альтернативно забезпечити проведення більш ретельного хімічного аналізу складників тютюну, цей аналіз наразі обмежується дослідженням твердих частинок при спалюванні або екстрагуванні. Відновлення тютюну зі згаданих розчинів або суспензій може також забезпечити одну або більше перевагу(-аг) у порівнянні з нерозчиненим тютюном. Наприклад, фізичні або хімічні властивості одержаного тютюну, такі як розмір, форма, смак тощо, можна регулювати, впливаючи на процес відновлення, що забезпечує одержання тютюну або тютюнових виробів із заданими властивостями. Тютюн може бути розчинений в будь-якому прийнятному розчиннику. Встановлено, що іонні рідини можуть являти собою прийнятні розчинники для повного або часткового розчинення тютюну, в тому числі целюлозних складників тютюну. Будь-яка прийнятна іонна рідина може бути використана як розчинник для розчинення тютюну. Термін "іонна рідина", вжитий в цьому описі, означає іонну сполуку в рідкому стані. Еонна сполука може являти собою сполуку, яка має позитивно і негативно заряджені частини, наприклад, N-метилморфінон-N-оксид (NMMO) або його сіль. Прийнятні іонні рідини зазвичай мають температуру плавлення приблизно 150 °C або менше, наприклад, приблизно 100 °C або менше. У певних варіантах здійснення цього винаходу іонна рідина має температуру плавлення приблизно 40 °C або менше, наприклад, приблизно 25 °C або менше, приблизно 23 °C або менше, приблизно 20 °C або менше, приблизно 15 °C або менше, приблизно 10 °C або менше, приблизно 5 °C або менше, приблизно 0 °C або менше, приблизно -10 °C або менше, приблизно -20 °C або менше чи приблизно -30 °C або менше. Еонні рідини зазвичай є рідкими в широкому діапазоні температур від точки плавлення до температури розкладання. За варіантом, якому віддають перевагу, іонні рідини є рідкими при кімнатній температурі, тобто вони мають температуру плавлення нижче кімнатної температури, якою зазвичай вважають температуру в межах від приблизно 20 °C до приблизно 25 °C. За варіантом, якому віддають більшу перевагу, іонні рідини є рідкими при температурах на щонайменше 10 °C нижчих від кімнатної температури, наприклад, нижче приблизно 15 °C або нижче приблизно 10 °C. За варіантом, якому віддають найбільшу перевагу, іонні рідини є рідкими при температурі нижче приблизно 0 °C, наприклад, нижче приблизно 10 °C або нижче приблизно -20 °C. Наприклад, одна з прийнятних іонних рідин, ацетат 1-етил-3метилімідазолію, має температуру плавлення приблизно -20 °C. За багатьма варіантами здійснення цього винаходу іонні рідини являють собою солі. До прикладів катіонних частин рідких іонних солей належать циклічні й ациклічні катіони. Циклічні катіони включають піридиній, імідазолій та імідазол. Ациклічні катіони включають катіони четвертинного алкіламонію та четвертинного алкілфосфору. Замінні групи (тобто R-групи) для катіонів можуть являти собою С1, С2, С3 і С4, які можуть бути насиченими або ненасиченими. Рідка іонна сіль може мати будь-який відповідний протиіон. За варіантами здійснення цього 1 UA 115782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 винаходу протиіони катіонної частини вибирають з групи, яку складають галоген, псевдогалоген і карбоксилат. Карбоксилати включають ацетат, цитрат, малат, малеат, форміат і оксилат. Галогени включають хлорид, бромід, хлорид цинку/хлорид холіну, 3-метил-N-бутил-піридинію хлорид і бензилдиметил (тетрадецил) амонію хлорид. До прикладів сполук, які є іонними рідинами, і які можуть бути використані для розчинення тютюну, належать, але не обмежуються ними, NММО, 1-етил-3-метилімідазолію хлорид, 1-аліл3-метилімідазолію хлорид, 1-бутил-3-метилімідазолію хлорид, 1-етил-3-метилімідазолію метансульфонат, 1-етил-3-метилімідазолію діетилфосфат, 1,3-диметилімідазолію диметилфосфат, 1-етил-3-метилімідазолію ацетат, 1-бутил-3-метилімідазолію метилкарбонат і трис-(2-гідроксіетил)-метиламонію метилсульфат. Тютюн може бути повністю або частково розчинений в іонної рідини в будь-якій концентрації, прийнятній для одержання рідкої тютюнової композиції. Термін "рідка тютюнова композиція", вжитий в цьому описі, означає рідку композицію, яка містить щонайменше певну кількість повністю розчиненого тютюну, в тому числі целюлозних складових. У певних варіантах здійснення цього винаходу рідка тютюнова композиція містить більше ніж приблизно 1 % (мас.) тютюну, наприклад, більше ніж приблизно 2 % (мас.) або більше ніж приблизно 5 % (мас.). У певних варіантах здійснення цього винаходу рідка тютюнова композиція містить менше ніж приблизно 90 % (мас.) тютюну, наприклад, менше ніж приблизно 75 % (мас.) тютюну, менше ніж приблизно 50 % (мас.) тютюну або менше ніж приблизно 30 % (мас.) тютюну. У певних варіантах здійснення цього винаходу рідка тютюнова композиція містить від приблизно 1 % (мас.) тютюну до приблизно 90 % (мас.) тютюну, наприклад, від приблизно 5 % (мас.) тютюну до приблизно 25 % (мас.) тютюну або приблизно 10 % (мас.) тютюну. Термін "тютюн", вжитий в цьому описі, означає листя, жилки або інші частини будь-якої з декількох рослин, що належать до роду Nicotiana, наприклад, до виду N. tabacum, або побічні продукти, що утворюються в процесі подрібнення листя або під час виготовлення тютюнових виробів. За варіантом, якому віддають перевагу, тютюн містить листя, жилки або листя і жилки. Факультативно перед розчиненням в іонній рідині тютюн може бути висушений. Тютюн може бути висушений будь-яким прийнятним способом, наприклад, нагріванням для полегшення випаровування, сублімаційним сушінням або подібними способами. У певних варіантах здійснення цього винаходу масовий відсоток тютюну, розчиненого в іонній рідині, розраховують на основі сухої маси тютюну. Для полегшення розчинення в іонній рідині тютюн може бути подрібнений, скришений, порізаний тощо. Для полегшення розчинення тютюну в іонній рідині одержана композиція, яка містить тютюн й іонну рідину, може бути нагріта, перемішана, оброблена ультразвуком тощо. При певних умовах, таких як розмір частинок тютюну, масовий відсоток тютюну, температура, інтенсивність перемішування тощо, тютюн повністю розчиниться в певній іонній рідині впродовж певного проміжку часу. У певних варіантах здійснення цього винаходу тютюн частково розчиняється в іонній рідині. Часткового розчинення можна досягти зміною температури, часу, інтенсивності перемішування рідкої тютюнової композиції тощо. Тютюн може бути частково розчинений до певного прийнятного або бажаного ступеню. Наприклад, тютюн може бути розчинений протягом проміжку часу, еквівалентного приблизно 10 % або менше від кількості часу, необхідного для повного розчинення при певній сукупності умов. У певних варіантах здійснення цього винаходу тютюн може бути розчинений протягом проміжку часу, еквівалентного приблизно 20 % або менше, приблизно 30 % або менше, приблизно 40 % або менше, приблизно 50 % або менше, приблизно 60 % або менше, приблизно 70 % або менше, приблизно 80 % або менше або приблизно 90 % або менше від кількості часу, необхідного для повного розчинення при певній сукупності умов. Одержана рідка тютюнова композиція з частково розчиненим тютюном може бути охолоджена для уповільнення або припинення розчинення тютюну до подальшої обробки рідкого розчину тютюну. Без заглиблення в теорію, вважається, що часткове розчинення тютюну може сприяти певному розкриттю, розрідженню або підвищенню проникності клітинної будови для полегшення доступу для видалення певних складників, таких як характерні для тютюну нітрозаміни, зі збереженням при цьому багатьох фізичних і хімічних властивостей тютюну. Після одержання рідкої тютюнової композиції з частково або повністю розчиненим тютюном певні складники тютюну можуть бути видалені або тютюн може бути відновлений. За варіантом, якому віддають перевагу, певні складники видаляють перед або під час відновлення тютюну. Видалити можна будь-який складник. Рідкі тютюнові композиції, розкриті в цьому описі, можуть бути оброблені будь-яким з безлічі відомих способів або способів, які будуть розроблені в майбутньому, для видалення одного або більше складника(-ів) чи зменшення його або їх 2 UA 115782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 концентрації. Таке зниження концентрації може бути досягнуте для рідкої тютюнової композиції або може бути досягнуте при порівнянні вихідного тютюну з тютюном, відновленим з рідкої тютюнової композиції. У певних варіантах здійснення цього винаходу знижують концентрацію одного або більше нітрозаміну(-ів) в рідкій тютюновій композиції є. До нітрозамінів, які можуть бути видалені, або концентрація яких може бути зменшена, належать характерні для тютюну нітрозаміни, такі як N'нітрозонорнікотин (NNN), 4-(метилнітрозаміно)-1-(3-піридил)-1-бутанон (NNK), 4(метилнітрозаміно)-1-(3-піридил)-1-бутанол (NNAL), N'-нітрозоанатабін та N'-нітрозоанабазин. Значна кількість певних характерних для тютюну нітрозамінів, таких як NNK, присутня в тютюні у зв'язаній формі, і вони важко екстрагуються існуючими методами. Автори цього винаходу виявили, що значна кількість зв'язаних нітрозамінів, таких як NNK, може бути видалена з розчиненого тютюну розчиненням цього тютюну в іонній рідині, та що тютюн, відновлений з обробленого в такий спосіб розчиненого тютюну, може містити істотно зменшену кількість зв'язаного нітрозаміну порівняно з вихідним тютюном. Методами, розкритими в цьому описі, з тютюну може бути видалена будь-яка кількість нітрозаміну. У певних варіантах здійснення цього винаходу кількість нітрозаміну у відновленому тютюновому матеріалі зменшена приблизно в 2 рази або більше порівняно з вихідним тютюном, причому цей відновлений тютюновий матеріал відновлюють з іонної рідкої тютюнової композиції, з якої видаляють нітрозамін. Наприклад, кількість нітрозаміну у відновленому тютюновому матеріалі може бути зменшена приблизно в 5 разів або більше, приблизно в 10 разів або більше або приблизно в 20 разів або більше порівняно з вихідним тютюном. Таке зменшення може являти собою зменшення кількості вільних нітрозамінів, зв'язаних нітрозамінів або вільних і зв'язаних нітрозамінів. Нітрозаміни можуть бути видалені, або їхня кількість може бути зменшена внаслідок контактування рідкої тютюнової композиції з матеріалом, здатним зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, таким як сорбент, придатний для адсорбування або абсорбування нітрозамінів. Згаданий матеріал, здатний зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, може являти собою поглинач, який містить вибраний комплекс перехідних металів, який легко нітрозується з утворенням нітрозильного комплексу з незначною кінетичною або термодинамічною перешкодою, наприклад, як описано в патенті США № 5,810,020 на ім'я Northway та ін. Згаданий матеріал, здатний зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, може являти собою матеріал, як описано, наприклад, в публікації заявки на патент США ą 2002/0134394 на ім'я Baskevitch та ін. Наприклад, згаданий матеріал, здатний зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, може бути вибраний з групи, яку складають деревне вугілля, активоване деревне вугілля, цеоліт, сепіоліт та їх комбінації. Згаданий матеріал, здатний зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, може також мати певні характеристики, які підвищують його здатність до видалення нітрозамінів з тютюну. Наприклад, у певних варіантах здійснення цього винаходу згаданий матеріал, здатний зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, має площу поверхні більшу за 2 2 приблизно 600 м /г, а у деяких варіантах здійснення більшу за приблизно 1000 м /г. У певних варіантах здійснення цього винаходу згаданий матеріал, здатний зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів, має пори, канали або їх комбінації, причому ці пори та канали мають середній діаметр, більший за приблизно 3,5 Å, а в певних варіантах здійснення більший за приблизно 7 Å. У певних варіантах здійснення цього винаходу зменшують концентрацію однієї або більше сполуки(-ук)-попередника(-ів) бензо[а]пірену (BaP) в рідкій тютюновій композиції. Термін "сполука-попередник BaP", вжитий в цьому описі, означає сполуку, яка сприяє утворенню BaP при згорянні тютюну. Для видалення сполук-попередників BaP може бути застосований будьякий прийнятний спосіб. Наприклад, сполука-попередник BaP може бути екстрагована з рідкої тютюнової композиції розчинником, в якому розчиняється ця сполука-попередник BaP. Такі розчинники включають розчинники, описані, наприклад, у WO 2006/059229 на ім'я McGrath та ін., наприклад, розчинники, що складаються в основному з метанолу, етанолу, 1-пропанолу або 2-пропанолу. Слід мати на увазі, що способи видалення складників, описані вище, представлені в ілюстративних цілях, і що для видалення певних складників з рідкої тютюнової композиції може бути використаний будь-який інший прийнятний спосіб. Різні способи, розкриті в цьому описі, такі як розчинення тютюну в іонній рідині або відновлення тютюнового матеріалу тощо, можуть здійснюватись за будь-якої прийнятної температури. Прийнятна температура може бути визначена з урахуванням будь-якого з множини факторів, у тому числі температури плавлення іонної рідини, діапазону температур, 3 UA 115782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 прийнятного для певних способів, бажаних температурних діапазонів тощо. У певних варіантах здійснення цього винаходу стадію розчинення тютюну в іонній рідині здійснюють при температурі вище приблизно 10 °C або вище приблизно 20 °C, наприклад, вище приблизно 30 °C. Альтернативно або на додаток стадія розчинення може бути здійснена при температурі нижче приблизно 120 °C, за варіантом, якому віддають перевагу, нижче приблизно 80 °C. Наприклад, стадія розчинення може бути здійснена при температурі приблизно 60 °C. Наприклад, стадія розчинення може бути здійснена при температурі від приблизно 10 °C до приблизно 120 °C або від приблизно 30 °C до приблизно 80 °C. Більш високі температури можуть сприяти розчиненню тютюну в іонній рідині. Проте, якщо температура є занадто високою, тютюн або певні складники тютюну можуть зазнавати розкладання. Автори цього винаходу виявили, що розчинення тютюну в іонній рідині при температурі приблизно 60 °C і подальше відновлення не спричинювали або спричинювали незначне розкладання тютюну або певних складників тютюну. Тютюн може бути регенерований з рідкої тютюнової композиції будь-яким прийнятним способом. Термін "відновлений" або подібні терміни, вжиті в цьому описі відносно тютюну, означає, що принаймні деякі складники тютюну відокремлені від або видалені з рідкої тютюнової композиції в твердій формі. Згаданий відновлений тютюновий матеріал містить принаймні деякі целюлозні компоненти тютюну. Згадана рідка тютюнова композиція, з якої відновлюють тютюн, може являти собою композицію, з якої було видалено один або більше складник(-ів). У певних варіантах здійснення цього винаходу вибрані складники видаляють в процесі відновлення тютюну. Загалом, відновлення тютюну з рідких тютюнових композицій включає видалення целюлози і принаймні деяких інших складників тютюну з розчину. Це може бути досягнуто, наприклад, зміною розчинності целюлози та інших складників, наприклад, охолодженням, додаванням вторинного розчинника, який змішують з іонною рідиною, але в якому складники тютюну, призначені для відновлення, не розчиняються або розчиняються меншою мірою, випаровуванням іонної рідини тощо. До прикладів методів, які можуть бути використані для відновлення тютюну з рідких тютюнових композицій, належать лиття, екструзія в речовину, яка не є розчинником, ультразвукове зародкотворення, заморожування, центрифугування, роторне формування, вприскування в рідину, електроосадження, сукупне осадження на підкладку, екстрагування іншою рідиною, надкритичне екстрагування тощо. Наприклад, тютюн може бути відновлений литтям рідкої тютюнової композиції, і промиванням іонної рідини прийнятним розчинником, наприклад, водою, спиртом, карбонільним або іншим органічним розчинником, надкритичним плинним середовищем, таким як діоксид вуглецю, тощо, з утворенням плівки відновленого тютюнового матеріалу. До процесу лиття, описаного, наприклад, у Turner et al. (2004) Biomolecules, 5:1379-1384, легко можуть бути внесені зміни, щоб одержувати плівки відновленого тютюнового матеріалу. З метою утворення волокон, наприклад, тютюн може бути відновлений екструдуванням рідкої тютюнової композиції в певну рідину, наприклад, у воду, спирт, карбонільний або інший органічний розчинник, надкритичне плинне середовище, таке як діоксид вуглецю, тощо, в якій складники тютюну, наприклад, целюлоза, не є розчинним. Процес екструдування, описаний, наприклад, у Broughton et al. (2004), "Investigation of Organic Liquids for Fiber Extrusion – NTC Project: C05-AE05", National Textile Center Annual Report, може бути легко змінений для одержання плівок відновленого тютюнового матеріалу. Наприклад, тютюн може також бути відновлений струминним протягуванням рідкої тютюнової композиції через фільєру, що обертається, з одержанням волокна, яке має наперед задані властивості, такі як морфологія, діаметр і пористість. Процес струминного роторного формування, описаний, наприклад, у Badrossanay et al. (2010) Nano Lett., 10:2257-2261, може бути легко змінений для одержання плівок відновленого тютюнового матеріалу. У способі, описаному Badrossanay зі співавторами, для одержання відновленого волокна рідкий іонний розчинник випарюють. Властивості волокна можна контролювати за рахунок регулювання параметрів процесу струминного роторного формування. У будь-якому з цих випадків стадія або стадії відновлення може(-уть) здійснюватись при температурі щонайменше приблизно 0 °C. Альтернативно або на додаток стадія відновлення може здійснюватись при температурі нижче приблизно 40 °C або нижче приблизно 25 °C. У деяких випадках стадія або стадії відновлення може(-уть) здійснюватись при температурі від приблизно 0 °C до приблизно 40 °C або від приблизно 0 °C до приблизно 30 °C. На додаток до безпосереднього відновлення будь-які процеси відокремлення після стадії відновлення також можуть здійснюватись при цих температурах. Незалежно від того, як відбувається відновлення тютюну, складники тютюну, які можуть 4 UA 115782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 залишитися в промитій або видаленій іонній рідині, можуть бути знову додані до відновленого тютюнового матеріалу у вигляді волокон, плівки тощо. В процесі відновлення іонна рідина або композиція, яка містить цю іонну рідину, після промивання, випарювання тощо цієї іонної рідини може бути зібрана. Деякі складники тютюну можуть залишатися у цій зібраній рідкій іонній композиції. Один або більше з таких складників можуть бути екстраговані із зібраної рідкої іонної композиції, наприклад, екстрагуванням рідких речовин рідинами або екстрагуванням рідин твердими речовинами. Екстраговані складники, які можуть бути сконцентровані, потім можуть знову бути додані до відновленого тютюну будь-яким прийнятним способом, наприклад, розпиленням, покриттям, просочуванням тощо. Залишковий розчинник за потребою може бути видалений випарюванням або іншим способом. Властивості одержаного відновленого тютюнового матеріалу можуть бути контрольовані регулюванням різних параметрів, пов'язаних з розчиненням тютюну в іонній рідині та з процесом відновлення тютюну. Такі параметри включають розчинність тютюну в іонній рідині, температуру плавлення іонної рідини, розчинність тютюну в речовині, яка не є розчинником, або вторинному розчиннику, температуру розчинення, часткове або повне розчинення, співвідношення іонної рідини та речовини, яка не є розчинником, або вторинного розчинника тощо. Такі параметри можуть бути регульовані для контролю хімічного складу відновленого тютюнового матеріалу по відношенню до вихідного тютюну, а також фізичних властивостей відновленого тютюнового матеріалу, таких як розмір або товщина волокон або плівок, горючість відновленого тютюнового матеріалу, стійкість відновленого тютюнового матеріалу тощо. Тютюн може бути відновлений майже в будь-якій прийнятній формі. Наприклад, відновлений тютюновий матеріал може бути сформований або екструдований. Волокна відновленого тютюнового матеріалу за бажанням можуть бути сплетені або можуть бути не сплетені. Отже, відновленому тютюновому матеріалу може бути надане майже безмежне розмаїття остаточних форм порівняно з формуванням або профілюванням традиційних тютюнових шматочків. Відновлений тютюновий матеріал, як розкрито в цьому описі, може бути використаний для виготовлення будь-якого відповідного тютюнового виробу. Наприклад, відновлений тютюновий матеріал може бути використаний для одержання бездимного тютюнового виробу для вживання в ротовій порожнині, наприклад, тютюну типу снаф або снюс чи інших подібних виробів. Відновлений тютюновий матеріал також може бути використаний для одержання тютюну для використання в саморобних цигарках або самокрутках, а також для куріння люльки. Відновлений тютюновий матеріал можна також використовувати в курильних виробах. Курильні вироби включають як звичайні спалимі курильні вироби, такі як сигарети, так й інші курильні вироби, в яких тютюн не спалюють. Курильні вироби, в яких тютюн не спалюють, включають курильні вироби, в яких тютюн нагрівають безпосередньо або опосередковано, або курильні вироби, в яких тютюн не спалюють і не нагрівають, а переважно використовують потік повітря або хімічну взаємодію для доставки нікотину або інших складників з тютюну. У разі спалимих курильних виробів, таких як сигарети, відновлений тютюновий матеріал може бути використаний у будь-якій частині курильного виробу, який включає в себе тютюновий субстрат, наприклад, у тютюновому прутку звичайної сигарети або в одній або більше секції(-ях) фільтра звичайної сигарети. У разі курильних виробів, в яких тютюн не спалюють, відновлений тютюновий матеріал може бути використаний в будь-якій частині курильного виробу, яка включає в себе тютюновий субстрат. З метою ілюстрування й підсумування зазначимо, що у цьому описі розкриті різні рідкі тютюнові композиції і способи їх одержання. За деякими способами тютюн розчиняють у розчиннику, такому як іонна рідина, з розчиненого тютюну видаляють певні складники, і тютюн, з якого видалені певні складники, відновлюють. У деяких випадках видалення складників і відновлення тютюну відбувається на тій самій стадії або стадіях. Слід мати на увазі, що рідкі тютюнові композиції з повністю або частково розчиненим тютюном можуть забезпечувати можливість більш точного аналізу складників тютюну. Наразі аналіз складників тютюну зазвичай обмежують аналізом сполук, які можуть бути екстраговані, або які є присутніми в димі при згорянні тютюну. Внаслідок розчинення тютюну в розчиннику, такому як іонна рідина, складники стають більш доступними для аналізу і не захоплюються пористою структурою або не зв'язуються з іншими складниками, унеможливлюючи екстрагування. Тютюн, розчинений в розчиннику, може бути підданий повному аналізу складників тютюну і композиції, що може сприяти видаленню певних складників або визначенню раніше невідомих або невизначених складових. У певних варіантах здійснення цього винаходу в рідкій тютюновій композиції присутня або може спостерігатись збільшена кількість відновного цукру в порівнянні з кількістю в нерозчиненому тютюні. Термін "відновний цукор" означає моносахарид або олігосахарид, який 5 UA 115782 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 має альдегідну групу або внаслідок ізомерії здатний утворювати альдегідну групу в розчині. У певних варіантах здійснення цього винаходу відновний цукор має десять або менше моносахаридних одиниць, наприклад, вісім або менше моносахаридних одиниць, п'ять або менше моносахаридних одиниць чи три або менше моносахаридні одиниці. Усі наукові та технічні терміни, вжиті в цьому описі, мають значення, в якому їх зазвичай вживають у цій галузі, якщо не зазначено інше. Наведені в цьому описі визначення призначені для полегшення розуміння певних термінів, часто вживаних в цьому описі. У значенні, вжитому в цьому описі та у формулі винаходу, форми однини охоплюють варіанти здійснення цього винаходу, які включають форму множини, якщо інше явно не зазначено в контексті. У значенні, вжитому в цьому описі та у формулі винаходу, термін "або" зазвичай вжитий у значенні, що включає "і/або", якщо інше явно не зазначено. Термін "і/або" означає один або всі з перерахованих елементів або комбінацію будь-яких двох або більше перерахованих елементів. У значенні, вжитому в цьому описі, терміни "мати", "який має", "включають", "включає", "містить", "містять" тощо вжиті в своєму розширеному значенні, та загалом означають, "у тому числі, але не обмежуючись цим". Слід мати на увазі, що термін "складається по суті з" або "складається з" тощо включені в обсяг терміну "містить" і подібних термінів. Слова "переважний" і "якому віддають перевагу" означають варіанти здійснення цього винаходу, які за певних обставин можуть забезпечити певні переваги. Проте, перевагу також можуть віддавати іншим варіантам здійснення цього винаходу за таких самих або за інших обставин. Крім того, зазначення одного або більше переважного(-их) варіанта(-ів) здійснення цього винаходу не означає, що інші варіанти здійснення цього винаходу не є корисними, і не виключає інших варіантів здійснення з обсягу винаходу, зокрема з формули винаходу. Нижче описані необмежувальні приклади, які ілюструють розчинення тютюну в іонній рідині, видалення певних складників тютюну з розчиненого тютюну та відновлення тютюну з рідкої тютюнової композиції. Приклади В одному з прикладів здійснюють розчинення тютюну в іонній рідині та відновлення тютюнового волокна з цієї іонної рідини. Слід розуміти, що для розчинення тютюну можуть бути використані інші іонні рідини і умови здійснення, а також що для відновлення можуть бути застосовані інші способи. В цьому прикладі шматочки тютюну суспендують в ацетаті 1-етил-3метилімідазолію (декілька шматочків на мл), і злегка нагрівають феном. Протягом 30 хв шматочки тютюну повністю розчиняються в рідині. Краплю розчиненого в іонній рідині тютюну поміщають на предметне скло, на яке додають краплю води, на границі вода/іонна рідина спостерігається відновлення тютюнових волокон. В іншому експерименті з рідкої тютюнової композиції (шматочки тютюну, розчинені в ацетаті 1-етил-3-метилімідазолію) або з нерозчинених шматочків тютюну з використанням розчину оцтової кислоти екстрагують відновні цукри. Розчин екстрагованих відновних цукрів в оцтовій кислоті вводять в реакцію з гідразидом п-гідроксибензойної кислоти (PAHBAH) в лужному розчині при температурі 85 °C, і одержують озазон у вигляді речовини жовтого кольору з максимальною оптичною густиною при 410 нм. Концентрацію озазону у вигляді речовини жовтого кольору визначають засобами спектрофотометрії. З рідкої тютюнової композиції одержують більш високу концентрацію відновних цукрів у порівнянні з нерозчиненими шматочками тютюну (дані не показані). В іншому експерименті подрібнені пластинки і жилки тютюнового листя (GLS), подрібнені жилки тютюнового листя (GS), порізані жилки тютюнового листя (SS) або порізані пластинки і жилки тютюнового листя (SLS) розчиняють або піддають сублімаційному сушінню в ацетаті 1етил-3-метилімідазолію ([EMIM]AcO) при кімнатній температурі, при температурі 35 °C або при температурі 60 °C. У разі, якщо температура в наведених нижче результатах не зазначена, тютюн розчиняють в іонній рідині при кімнатній температурі. Після цього тютюн відновлюють з рідкої тютюнової композиції додаванням води в цю рідку тютюнову композицію, і виділенням одержаного відновленого тютюнового матеріалу з рідини. Потім відновлений тютюновий матеріал промивають водою для видалення залишкової іонної рідини, після чого сушать. Кількість TSNA (характерних для тютюну нітрозамінів) в необробленому тютюні (тютюн, не розчинений в іонній рідині та не оброблений для видалення TSNA) і в тютюновому матеріалі, відновленому з обробленої рідкої тютюнової композиції, визначали засобами високоефективної рідинної хроматографії. Результати представлені нижче. На Фіг. 1 наведена гістограма, яка показує кількість зв'язаного і вільного NNK в необроблених GLS і оброблених GLS. Оброблені GLS розчиняли в [EMIM]AcO, обробляли, і відновлювали, як описано вище. Результати визначення NNK також представлені в наведеній 6 UA 115782 C2 нижче Таблиці 1 разом з результатами визначення NNN. Таблиця 1 Зниження вмісту TSNA в рідких тютюнових композиціях Зразок Еонна рідина [EMIM]AcO GLS необроблені розчинені в іонній рідині при температурі 35 °C розчинені в іонній рідині при температурі 60 °C GLS GLS 5 10 Вільний NNN [нг/г] 3997 Вільний NNK [нг/г] 1131 Зв'язаний NNK [нг/г] 4005 Загалом NNK [нг/г] 5136 39 31 222 253 83 35 118 153 Як показано на Фіг. 1 і в Таблиці 1, істотне зменшення вмісту NNN і NNK спостерігається після обробки рідкої тютюнової композиції для видалення TSNA незалежно від температури. Проте припускається, що при більш високих температурах (60 °C проти 35 °C) тютюн розчиняється повніше, вивільнюючи більшу кількість зв'язаного NNK. Разом з тим, що результати зниження вмісту вільного NNN і вільного NNK є вражаючими, вони є ще більш вражаючими у разі зв'язаного NNK, вміст якого неможливо знизити існуючими способами екстрагування та обробки. Було досягнуто приблизно 20-40-разове зниження вмісту зв'язаного NNK. Такий рівень зниження вмісту зв'язаних TSNA не був можливим раніше з використанням звичайних способів екстрагування. Звернімося тепер до наведеної нижче Таблиці 2, яка показує вихід відновленого тютюнового матеріалу, одержаного з рідких тютюнових композицій в іонній рідині при різних температурах. 15 Таблиця 2 Вихід відновленого тютюнового матеріалу Зразок Еонна рідина GLS [EMIM]AcO GS [EMIM]AcO SS [EMIM]AcO GLS GLS 20 25 30 1 2 1 2 1 1 2 1 [EMIM]AcO SLS Партія ą [EMIM]AcO 60 °C [EMIM]AcO, сублімаційне сушіння 1 Теоретичний вихід Практичний вихід (%) (%) 16,9 15,3 16,0 14,1 7,4 6,1 7,9 6,6 15,1 13,0 6,1 4,9 6,5 5,4 46,2 38,5 15,5 13,7 З посиланням на Таблицю 2, практичний вихід=[(маса відновленого матеріалу)/(маса тютюну)]*100 %. Теоретичний вихід=[(маса відновленого матеріалу)+(маса розчиненого матеріалу в залишковій іонній рідині)]/(маса тютюну)*100 %. Теоретичний вихід враховує кількість розчиненого матеріалу в залишковій іонній рідині, яка була залишена зв'язаною з нерозчинним залишком після відокремлення твердої і рідкої фаз, а також враховує можливі втрати виходу при перенесенні матеріалу з посудини для розчинення до центрифужної пробірки. Обчислюють концентрацію (г/г) розчиненого матеріалу в іонній рідині, та множать її на кількість іонної рідини, що залишилась у залишку. Згадане рівняння дозволяє надійну оцінку кількості розчиненої речовини в залишку. Обчислення теоретичного виходу припускає 100 % вихід при відновленні. Еноді нерозчинний залишок залишається дуже "мокрим", що спричинює істотну різницю між теоретичним виходом і практичним виходом. Вміст сухої речовини в зразках після сублімаційного сушіння також впливає на одержаний вихід. Вміст сухої речовини аналізували у 8 зразках, підданих сублімаційному сушінню, цей вміст становив в діапазоні 94,099,0 %. Для спрощення при визначенні виходу вміст сухої речовини всіх зразків прийняли на рівні 96 %. Температура справляє істотний вплив на вихід, причому більш високі температури призводять до підвищення виходу. Встановлено, що наслідком розчинення тютюну в іонній 7 UA 115782 C2 5 рідини при температурі 60 °C є приблизно дворазове-триразове зростання виходу порівняно з кімнатною температурою. У тютюні, відновленому з розчину в іонній рідині при температурі 60C, не спостерігається або спостерігається незначне розкладання полісахаридних складників (дані не показані), це вказує на те, що більш високі температури можуть бути придатними для досягнення підвищеного виходу без розкладання складників тютюну. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 1. Спосіб, який включає розчинення тютюну в іонній рідині для одержання рідкої тютюнової композиції, відновлення тютюну для одержання відновленого тютюнового матеріалу і виділення відновленого тютюнового матеріалу зі згаданої рідкої тютюнової композиції. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відновлення тютюну включає додавання другої рідини до згаданої рідкої тютюнової композиції. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що згадана друга рідина являє собою воду. 4. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що цей спосіб включає стадію видалення зі згаданої рідкої тютюнової композиції одного або більше складників тютюну. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що видалення одного або більше складників включає контактування згаданої рідкої тютюнової композиції з матеріалом, здатним зменшувати кількість характерних для тютюну нітрозамінів. 6. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що видалення одного або більше складників включає екстрагування одного або більше складників зі згаданої рідкої тютюнової композиції розчинником, призначеним для розчинення цих одного або більше складників. 7. Спосіб за п. 6, який відрізняється тим, що розчинник для одного або більше складників може бути використаний для екстрагування сполуки-попередника бензо[а]пірену. 8. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що іонна рідина містить сіль імідазолію. 9. Спосіб за п. 8, який відрізняється тим, що сіль імідазолію вибирають з групи, яку складають сіль 1-етил-3-метилімідазолію, сіль 1-бутил-3-метилімідазолію і трис-(2-гідроксіетил)метиламонію метилсульфат. 10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що іонна рідина являє собою ацетат 1-етил-3метилімідазолію. 11. Спосіб за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що цей спосіб включає процес, вибраний з групи, яку складають ультразвукове зародкоутворення, заморожування, центрифугування, роторне формування, вприскування в рідину, електроосадження, сукупне осадження на підкладку, екстрагування іншою рідиною і надкритичне екстрагування. 12. Виріб, утворений з відновленого тютюнового матеріалу, одержаного способом за будь-яким з попередніх пунктів. 13. Виріб за п. 12, який відрізняється тим, що цей виріб являє собою тютюновий субстрат. 14. Курильний виріб, який включає в себе тютюновий субстрат за п. 13. 15. Курильний виріб за п. 14, який відрізняється тим, що цей курильний виріб являє собою сигарету. 8 UA 115782 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9