Спосіб виготовлення полотна з відновленого тютюну та спосіб виготовлення курильного виробу

1. Спосіб виготовлення полотна з відновленого тютюну, який включає: приготування водної суспензії, яка містить тютюновий матеріал, формування полотна з цієї водної суспензії, зменшення вмісту вологи у полотні до значення нижче ніж приблизно 50 % (мас.), введення у полотно утворювача аерозолю, причому утворювач аерозолю має температуру нижче ніж приблизно 40 °С, та сушіння полотна. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що утворювачем аерозолю є розчин гліцерину. 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що гліцерин доданий у кількості до приблизно 50 % (мас.) висушеного полотна. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що формування полотна додатково включає: розділення тютюнового матеріалу на розчинну фракцію та волокнисту фракцію, та формування полотна з волокнистої фракції без введення розчинної фракції. 5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що: (a) розчин гліцерину містить приблизно 20-80 % гліцерину за об'ємом; (b) розчин гліцерину містить приблизно 50-80 % гліцерину за об'ємом; 2 (19) 1 3 У процесі виготовлення та обробки тютюнових виробів побічні тютюнові продукти, такі як жилки тютюнового листя, шматки листя та тютюновий пил, які утворюються у виробничому процесі (тобто при видаленні середньої жилки листа, ферментуванні, виготовленні сумішей, різанні, сушінні, охолодженні, класифікуванні, формуванні та пакуванні), можуть бути використані для додаткової переробки з метою утилізації придатного для використання тютюну, який міститься в них. У минулому такі побічні тютюнові продукти формувалися у матеріал, відомий у промисловості під назвою полотна з відновленого тютюну. Виготовлене полотно з відновленого тютюну можна різати аналогічно цільному тютюновому листю для виготовлення тютюнового наповнювача, придатного для сигарет та інших курильних виробів. Полотно з відновленого тютюну, способи та пристрої для його виготовлення описані також в патентах США №4 341 228 (Керіціс та ін - Keritsis et аl.), № 5 724 998 (Гелатлі та ін. - Gellatly et аl.), № 5 203 354 (Гікль - Hickle), № 5 584 306 (Б'юмен та ін - Beauman et аl.), та № 6 216 706 (Кумар та ін. - Kumar et al.), які належать заявнику. В одному з процесів виготовлення полотна з відновленого тютюну застосовується папероробна машина, в якій від волокнистої суспензії (пульпи) частинок тютюну відділяється вода, і утворене таким чином полотно піддається подальшій обробці та сушінню. Такі папероробні машини описані в патентах США № 3 255 706 (Зельке - Selke), № 4 542 755 (Зельке та ін.) та № 4 182 349 (Зельке). Один зі способів виготовлення полотна з відновленого тютюну включає приготування водної суспензії, яка містить тютюновий матеріал. З цієї водної суспензії формують полотно, після чого вміст вологи у полотні зменшують до значення нижче ніж приблизно 50% (мас.). У полотно вводять утворювач аерозолю при температурі нижче ніж приблизно 40C, після чого полотно сушать. Згідно з іншим варіантом здійснення спосіб виготовлення полотна з відновленого тютюну включає приготування водної суспензії, яка містить тютюновий матеріал, де тютюновий матеріал включає шматки тютюнового листя, жилки тютюнового листя, тютюновий пил, утворений в процесі обробки тютюну, та/або смужки пластинок тютюнового листя. Цю водну суспензію розділяють на розчинну фракцію та волокнисту фракцію. З волокнистої фракції, відділеної від водної суспензії, формують полотно без введення розчинної фракції, після чого вміст вологи у полотні знижують до значення від приблизно 30% (мас.) до приблизно 50% (мас). У полотно вводять утворювач аерозолю, який містить розчин гліцерину, при температурі в межах від температури навколишнього середовища до температури нижче ніж приблизно 40C. Це полотно сушать, і одержують полотно з відновленого тютюну із вмістом гліцерину до приблизно 50% від маси полотна з відновленого тютюну. На Фіг. 1 показано схему послідовності операції, яка ілюструє один з варіантів здійснення способу виготовлення полотна з відновленого тютю 96017 4 ну. На Фіг. 2 показано схему послідовності операцій, яка ілюструє варіант здійснення способу виготовлення полотна з відновленого тютюну, якому віддається перевага. Згідно з варіантом здійснення винаходу, якому віддається перевага, спосіб утворення полотна з відновленого тютюну з високим вмістом утворювача аерозолю здатний забезпечити одержання полотна з відновленого тютюну із вмістом гліцерину до приблизно 50% (мас.) без утворення липкої поверхні згаданого полотна. На Фіг. 1 показано один з варіантів здійснення способу виготовлення полотна з відновленого тютюну. На стадії 10 одержують водну суспензію, якамістить тютюновий матеріал. На наступній стадії 20 із цієї водної суспензії формують тютюнове полотно. На стадії 30 вміст вологи у водній суспензії зменшують до значення нижче ніж 50% (мас.) Після зниження вмісту вологи у згаданому тютюновому полотні у тютюнове полотно на стадії 40 вводять утворювач аерозолю, при температурі, яка за варіантом, якому віддається перевага, становить нижче ніж приблизно 40C. Потім тютюнове полотно на стадії 50 піддають сушінню. На Фіг. 2 показано варіант способу виготовлення полотна з відновленого тютюну, якому віддається перевага. На першій стадії змішують тютюновий матеріал 52 та воду 54 для одержання водної суспензії 56. Тютюновий матеріал 52 може включати шматки тютюнового листя, жилки тютюнового листя, тютюновий пил, утворений в процесі обробки тютюну, та/або смужки пластинок тютюнового листя. Наприклад, тютюновий матеріал 52 може містити щонайменше приблизно 50% (мас.) жилок, за варіантом, якому віддається перевага, приблизно 70-80% (мас.) жилок, решту складають шматки тютюнового листя та/або тютюновий пил. Тютюновий матеріал 52 може включати інші домішки, такі як волокна деревинної целюлози, для підвищення міцності полотна з відновленого тютюну та уможливлення зниження вмісту жилок. Водну суспензію 56 піддають процесу 58 перетворення в волокнисту масу для одержання розчинної фракції 60 та волокнистої фракції 62. Наприклад, водну суспензію 56 можна піддати пресуванню або центрифугуванню для видалення розчинної фракції 60. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, розчинну фракцію 60 не вводять у процес виготовлення відновленого тютюну, а відкидають. Як показано на Фіг. 2, у згаданому варіанті здійснення волокнисту фракцію 62 піддають процесу 64 розмелення для перетворення волокнистої фракції 62 на масу, яка майже не відрізняється за розміром окремих волокон від маси для виготовлення паперу. Волокнисту фракцію 62 формують у тютюнове полотно із застосуванням папероробного процесу 66 (наприклад, на машині Фурдріньє). Під час цього папероробного процесу 66 вміст вологи у полотні з відновленого тютюну знижується внаслідок стікання надлишку води через дротяну сітку (наприклад, через сітку Фурдріньє). Наприклад, вміст вологи тільки внаслідок стікання 5 може бути знижений від початкового вмісту приблизно 98-99% (мас.) до приблизно 95% (мас). За іншим прикладом, вміст вологи може бути знижений до приблизно 85%, якщо стікання поєднується з вакуумним відсмоктуванням вологи. Після завершення папероробного процесу 66 тютюнове полотно піддають процессу 68 зменшення вологості для зниження вмісту вологи у полотні з відновленого тютюну. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, вміст вологи зменшують до значення, нижчого ніж 50% (мас), але вищого ніж 30% (мас). Відповідно до інших варіантів здійснення вміст вологи зменшують до значення, нижчого ніж 45% (мас), нижчого ніж 40% (мас.) або нижчого ніж 35% (мас). Наприклад, для зменшення вмісту вологи полотно може бути укладене на паронагрівний металевий циліндр (тобто сушарку Yankee Dryer) з подальшим факультативним застосуванням сушильних циліндрів зі зменшеною паронагрівною поверхнею (тобто сушильних барабанів). Після завершення процесу 68 зменшення вологості на полотно з відновленого тютюну наносять розчин 72 утворювача аерозолю. Наприклад, полотно з відновленого тютюну можна пропускати через клеїльний прес 70, в якому полотно відновленого тютюну проходить між двома вертикальними або горизонтальними валками, конструкція яких забезпечує нанесення розчину 72 утворювача аерозолю на обидві поверхні полотна з відновленого тютюну. Розчин 72 утворювача аерозолю може містити інші домішки 74. За альтернативними варіантами здійснення розчин 72 утворювача аерозолю можна набризкувати на полотно з відновленого тютюну, або полотно з відновленого тютюну можна занурювати у розчин 72 утворювача аерозолю. До прикладів утворювачів аерозолю належать гліцерин, пропіленгліколь, етиленгліколь, дипропіленгліколь, діетиленгліколь, триетиленгліколь, тетраетиленгліколь та/або олеїловий спирт. За одним із варіантів здійснення розчин 72 утворювача аерозолю вводять у полотно при температурі нижче ніж приблизно 40C. За іншими ілюстративними варіантами здійснення розчин 72 утворювача аерозолю вводять у полотно при температурах нижче ніж приблизно 35C, наприклад, нижче ніж приблизно 30C або 25C, або при температурі навколишнього середовища. Перевага серед утворювачів аерозолю для виготовлення розчину 72 утворювача аерозолю віддається гліцерину. При згорянні у курильному виробі гліцерин утворює інертний аерозоль гліцерину та водяну пару. Наприклад, утворювач аерозолю на основі гліцерину можна вводити у полотно у формі водного розчину гліцерину, який містить приблизно 20-80% гліцерину за об'ємом. За альтернативними варіантами здійснення розчин гліцерину може містити приблизно 50-80% гліцерину за об'ємом. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, водний розчин гліцерину містить від приблизно 75% до приблизно 80% гліцерину за об'ємом. Спроби застосувати розчин із вмістом гліцерину приблизно 100% мають наслідком погіршене всмоктування гліцерину у тютюно 96017 6 вий матеріал, причому утворюється липка поверхня, яка може ускладнити виробничий процес. Розчин 72 утворювача аерозолю може містити також інші домішки 74, такі як смакоароматичні домішки, зволожувачі (відмінні від гліцерину) та/або ацетати. До прикладів смакоароматичних домішок належать лакриця, цукор, фруктозний сироп, продукт "isosweet", какао, лаванда, кориця, кардамон, селера, пажитник сінний, каскарилья, сандал, бергамот, герань, медова есенція, трояндова олія, ваніль, лимонна олія, апельсинова олія, м'ятні олії, касія, кмин, коньяк, жасмин, ромашка, ментол, іланг-іланг, шавлія, м'ята кучерява, імбир, коріандр, кава тощо. До прикладів зволожувачів, відмінних від гліцерину, належить пропіленгліколь тощо. Тютюнові матеріали з підвищеною концентрацією гліцерину можуть містити також факультативні домішки. Термін "ацетати" означає речовини, які можуть сприяти зниженню цитотоксичності частинок твердо-рідкої фази диму (ТРМ), особливо у поєднанні з гліцерином. Ацетати, крім того, можуть додатково підвищувати ефективність видалення TPM або фенольних сполук із диму згоряючого курильного виробу. За одним із варіантів здійснення винаходу до ацетатів належать ацетат амонію, ацетат кальцію та/або ацетат магнію. Один або декілька ацетатів додають до тютюнового полотна у кількості, достатній для сприяння зниженню вмісту пірокатехіну, гідрохінону, фенолу або характерних для тютюну нітрозамінів (tobacco-specific nitrosamines, TSNA) у димі згоряючого тютюнового виробу, який включає в себе відновлене тютюнове полотно як різаний наповнювач. Як показано на Фіг. 2, після пропускання полотна через клеїльний прес 70, де в нього вводять розчин 72 утворювача аерозолю, полотно піддають процесу 76 сушіння. Наприклад, процес 76 сушіння може включати пропускання полотна крізь тунельну, або конвеєрну сушарку. За одним із варіантів здійснення, у якому розчином 72 утворювача аерозолю є розчин гліцерину, цей розчин додають у кількості, яка забезпечує утворення при сушінні нелипкого полотна. Згідно з іншим варіантом здійснення розчин гліцерину додають у кількості до 50% від маси тютюнового полотна після сушіння. Ацетат амонію можна ввести у тютюнове полотно в кількості від приблизно 5% до 20% від маси полотна після сушіння, за варіантом, якому віддається перевага, в кількості від приблизно 10% до 12%. Ацетат кальцію можна ввести в кількості від приблизно 1% до 10% від маси полотна після сушіння, за варіантом, якому віддається перевага, в кількості приблизно 4%. Ацетат магнію можна ввести в кількості приблизно 5-20% від маси полотна після сушіння, за варіантом, якому віддається перевага, в кількості приблизно 8-10%. Після процесу 76 сушіння полотно, яке містить утворювач аерозолю (наприклад, гліцерин), на стадії 78 піддають фрагментуванню або розділяють за допомогою механічних пальцевих пристроїв на фрагменти, аналогічні за розміром природним смужкам пластинок тютюнового листя, або розрізають на ромбоподібні фрагменти з розміром 7 сторони від приблизно двох до чотирьох дюймів (50-100 мм). Фрагменти полотна з відновленого тютюну змішують зі смужками природного тютюну, і одержану суміш подрібнюють для одержання різаного наповнювача та вводять у курильні вироби. Загальне зниження TPM внаслідок розрідження смол у тютюновому димі інертним аерозолем є пропорційним кількості гліцерину, введеній у курильний виріб. Вміст фрагментів подрібненого тютюнового полотна ("STSP") може становити приблизно 560% суміші тютюнового наповнювача, який вводять у тютюновий пруток курильного виробу. Поблизу верхньої межі включення вищезгаданої суміші підвищений вміст гліцерину може спричинити виникнення плям на обгортці тютюнового прутка, особливо в умовах підвищеної вологості. Інтенсивність плямування можна знизити шляхом вибору обгорткового паперу, який має знижену здатність до утворення плям, та/або застосування подвійної обгортки тютюнового прутка. Щодо біологічної активності диму, то для сигарет, виготовлених із сумішей, які містять від 20% до 30% фрагментів подрібненого тютюнового полотна (які містять 2/3 полотна як основу та 1/3 гліцерину), виявлено, що біологічна активність (за результатами тестів на канцерогенність за частотою мутацій - Ames test - та на цитотоксичність) частинок твердо-рідкої фази диму (TPM) знижується у порівнянні з контрольними сигаретами, з 96017 8 фільтрами аналогічних конструкцій та аналогічної щільності, які не містять фрагментів подрібненого тютюнового полотна. Зокрема, при введенні 20% фрагментів подрібненого тютюнового полотна питома мутагенність (за тестом Ames ТА98 w/S9) знижувалася на 35%, а питома цитотоксичність, що характеризується поглинанням нейтрального червоного (NRU) (1/ЕС50, мл/мг частинок твердо-рідкої фази диму), знижувалася на 27%. При введенні 30% фрагментів подрібненого тютюнового полотна питома мутагенність (за тестом Ames ТА98 w/S9) знижувалася на 35%, а питома цитотоксичність, що характеризується поглинанням нейтрального червоного (NRU) (1/ЕС50, мл/мг частинок твердорідкої фази диму), знижувалася на 39%. Відповідно до варіанта, якому віддається перевага, вміст фрагментів подрібненого тютюнового полотна може становити приблизно 20-30% змішаного наповнювача, при цьому досягається вищезгадане зниження біологічної активності, знижується здатність до плямоутворення та послаблюється несприятливий вплив на чуттєві сприйняття, пов'язаний з доданням фрагментів подрібненого тютюнового полотна. Хоча вищезазначені варіанти здійснення винаходу описані детально, для фахівців у галузі є очевидною можливість різноманітних модифікацій та змін і застосування еквівалентів без виходу за межі формули винаходу, що додається. 9 96017 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 96017 Підписне 12 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601