[1]
Настоящее изобретение относится к обработке материалов для курения, в частности, табака и его заменителей.
[2]
В табачной промышленности хорошо известна технология расширения табака для увеличения его насыпного объема. Увеличение насыпного объема табака повышает его набивную способность и, кроме того, при курении изделий с добавкой расширенного табака образуется меньше смолы, и в этих изделиях из-за уменьшения массы табака содержится меньше никотина.
[3]
Существует много способов расширения табака. Некоторые из этих способов основаны на использовании двуокиси углерода. При этом способе табак пропитывается жидкой двуокисью углерода под давлением, после сброса, которого происходит затвердевание двуокиси углерода, после чего табак подвергается воздействию высокой температуры, при которой происходит возгонка двуокиси углерода. Быстрое повышение давления внутри табачных клеток сопровождается их расширением.
[4]
Другой способ основан на импрегнировании табака органическими растворителями. После пропитки табак быстро нагревается до температуры, превышающей температуру кипения растворителя, по крайней мере, на 30°C. И в этом случае быстрое испарение растворителя сопровождается расширением стенок табачных клеток.
[5]
Еще один известный способ расширения заключается в пропитке табака азотом при повышенном давлении, которое обычно превышает 10 МПа (100 бар). После пропитки осуществляется декомпрессия и табак пропускается через паровую туннельную печь, в которой в процессе быстрого подъема температуры до приблизительно 90°C происходит расширение табака.
[6]
В патенте GB №675292 описан способ расширения табака, в котором из табака сначала удаляется воздух, а затем табак насыщается паром или водяным паром. После этого табак нагревается паром и при снижении давления расширяется. Предварительная обработка табака, заключающаяся в удалении из него воздуха, является одним из существенных этапов этого способа.
[7]
Задача изобретения - разработка способа расширения материала для курения, в котором не требуется предварительное удаление воздуха из табака. Было установлено, что присутствие воздуха при обработке табака не приводит ни к каким отрицательным последствиям, и поэтому нет никакой необходимости в предварительном удалении воздуха из табака.
[8]
В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ обработки материала для курения, заключающийся в нагреве материала для курения, в котором содержание влаги составляет от 5 до 75 масс. %, до температуры от 70 до 220°C при атмосферном или повышенном давлении в присутствии воздуха и снижении давления, действующего на нагретый материал для курения, со скоростью, достаточной для его расширения.
[9]
Давление, действующее на материал для курения, предпочтительно снижать до давления в пределах от 0.1 до 50 кПа (от 1 до 500 мбар). Было установлено, что при этом достигается хорошее расширение материала для курения.
[10]
Выражение "в присутствии воздуха", используемое в настоящем описании, означает, что количество воздуха составляет, по крайней мере, 2 %. Среда, в которой осуществляется нагревание материала для курения, может состоять на 100 % из воздуха или же представлять собой смесь из 2-100 % воздуха с другими газами, такими, как пар, двуокись углерода и азот.
[11]
Предпочтительно материал для курения можно нагревать непосредственно паром, либо насыщенным, либо перегретым. Материал для курения нагревается до температуры от 70 до 220°C при давлении от 0.1 до 2 МПа (при избыточном давлении от 1 до 20 бар), предпочтительно до температуры от 102 до 160°C и давлении от 0.11 до 0.5 МПа (от 1.1 до 5 бар). Альтернативно этому материал для курения можно нагревать, воздействуя на него другими горячими газами или лучистой теплотой, такой, как микроволновое излучение.
[12]
Предпочтительно быстро снижать давление до вакуума, в частности, в течение около 0.04 сек. Предлагаемый способ особенно пригоден для расширения табака, и объемное расширение может составлять от 20 до 100 %.
[13]
Хорошие результаты были получены для материала для курения с начальным содержанием влаги от 20 до 75 масс. % (более предпочтительно от 30 до 70 масс. %) и его последующем снижении во время процесса до близкого к первоначальному уровню или ниже него, например, до уровня содержания влаги до 15 масс. %. Неожиданно было обнаружено, что при осуществлении процесса, таким образом, расширенный материал для курения остается в расширенном состоянии без какой-либо дополнительной обработки, такой, как сублимационная сушка.
[14]
Обычно предлагаемый в изобретении способ осуществляют следующим образом. Материал для курения с содержанием влаги от 5 до 75 % по весу к весу влажного продукта помещают в аппарат для нагрева. Для получения содержания влаги на уровне ближе к верхней границе этого диапазона увлажнение материала для курения осуществляют любым из хорошо известных в данной области техники способов. В состав воды, используемой для увлажнения материала для курения, может оказаться желательным включить некоторые добавки, позволяющие получить более высокую степень расширения, повысить его упругость и улучшить его специфические свойства как материала для курения. Влажный материал затем при определенном давлении нагревается до соответствующей температуры. После этого осуществляется быстрый сброс давления, под действием которого находится материал, до условий вакуума, причем осуществляется это либо путем быстрого снижения давления в аппарате, либо перемещением материала для курения непосредственно в другой аппарат, в котором создан соответствующий вакуум. Быстрое снижение давления при одновременном нагреве материала для курения сопровождается быстрым испарением воды, содержащейся в его клетках, и приводит к его расширению. В дальнейшем материал для курения можно еще один или несколько раз обработать таким же образом, осуществляя его нагрев с последующим быстрым снижением давления до неполного вакуума.
[15]
Для ускорения испарения воды можно осуществить непрямой нагрев материала для курения во время и/или после стадии вакуумирования (предпочтительно во время стадии вакуумирования). Это можно осуществить различными способами, например, с помощью лучистого тепла (например, с помощью микроволнового или инфракрасного излучения). В соответствии с этим аспектом изобретения такую обработку материала для курения удобно осуществлять за счет его нагрева с использованием микроволнового излучения перед снижением давления и продолжать нагрев в том же самом аппарате после сброса давления. Получаемый при такой обработке сухой расширенный продукт имеет более устойчивую структуру.
[16]
С точки зрения производства табака описанный выше процесс можно использовать для расширения табака в виде отдельной порции на отдельной стадии или его можно включить в процесс в качестве непрерывной, осуществляемой в ходе технологического процесса стадии. В последнем случае, естественно, упрощается вся процедура, связанная с его транспортировкой и хранением.
[17]
Расширенный табак можно, следовательно, при …