Целюлозний матеріал, такий як тютюн, що містить один або декілька розріджувачів диму

Є ще 6 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Целюлозний матеріал, що містить один або декілька розріджувачів диму усередині його клітинної структури, у якому маса розріджувача є більше або дорівнює 5 %, розраховуючи на суху масу целюлозного матеріалу.

2. Целюлозний матеріал за п. 1, що додатково містить один або декілька розріджувачів диму на його поверхні.

3. Целюлозний матеріал за п. 1 або 2, що має рівень вологості, придатний для використання в обладнанні для виготовлення курильних виробів.

4. Целюлозний матеріал за будь-яким з пп. 1-3, що являє собою тютюновий матеріал.

5. Целюлозний матеріал за п. 4, у якому розріджувач утримуються усередині клітинної структури тютюнового матеріалу при використанні в тютюновому продукті.

6. Целюлозний матеріал за п. 4, у якому розріджувач утримується на поверхні тютюнового матеріалу при використанні в тютюновому продукті.

7. Целюлозний матеріал за будь-яким з пп. 1-6, у якому тютюновий матеріал вибраний із групи, що складається з твердих стебел, подрібнених висушених стебел, стебел, оброблених парою, подрібненого листя, черешків, тютюну, розширеного сухим льодом, відновленого тютюну, подрібненої суміші й сумішей вищеперерахованого.

8. Целюлозний матеріал за п. 7, у якому тютюновий матеріал являє собою подрібнене висушене стебло.

9. Целюлозний матеріал за будь-яким з попередніх пунктів 1-8, у якому розріджувач диму має точку плавлення менше ніж приблизно 95 ºС.

10. Целюлозний матеріал, за будь-яким з попередніх пунктів, у якому розріджувач диму є рідиною, нерозчинною або погано розчинною у воді.

11. Целюлозний матеріал за п. 10, у якому розріджувач диму являє собою одну або декілька сполук із групи, що складається з гліцерину, триацетину, триетилцитрату й ізопропілміристату.

12. Спосіб приготування целюлозного матеріалу, що містить розріджувач диму усередині його клітинної структури, який включає використання системи доставки розріджувача, де система доставки розріджувача включає проведення однієї або декількох обробок целюлозного матеріалу, вибраних з групи, що складається з теплової обробки, вакуумної обробки, обробки просочувальною рідиною, обробки парою або ліофільного сушіння у вакуумі, до й/або в ході нанесення розріджувача диму.

13. Спосіб за п. 12, де целюлозний матеріал додатково містить один або декілька розріджувачів диму на його поверхні.

14. Спосіб за п. 12 або 13, у якому система доставки розріджувача включає обробку целюлозною матеріалу з можливістю істотного зниження його вологості.

15. Спосіб за будь-яким з пп. 12-14, у якому розріджувач диму включають як такий або комбінують із носієм.

16. Спосіб за и. 15, у якому носієм є вода, спирт або рідкий або газоподібний діоксид вуглецю.

17. Спосіб за п. 15 або 16, у якому розріджувач диму має вигляд водяного розчину або емульсії перед утриманням целюлозним матеріалом.

18. Спосіб за п. 17, у якому водяний розчин або емульсію готують способом, що включає перемішування з високим зсувним зусиллям.

19. Спосіб за будь-яким з пп. 12-18, у якому розріджувач диму вносять у клітинну структуру, використовуючи метод безперервного розпилення.

20. Спосіб за будь-яким з пп. 12-18, у якому розріджувач диму вносять у клітинну структуру, використовуючи метод періодичного перемішування.

21. Курильний виріб, що включає целюлозний матеріал за будь-яким з пп. 1-11.

22. Курильний виріб за п. 21, що являє собою сигарету.

23. Спосіб приготування курильного виробу, що включає змішування целюлозного матеріалу за будь-яким з пп. 1-11, або приготовленого способом за будь-яким з пп. 12-20, з іншими целюлозними матеріалами або компонентами курильного виробу.

24. Застосування целюлозного матеріалу за будь-яким з пп. 1-11 або целюлозного матеріалу, приготовленого способом за будь-яким з пп. 12-20, при виготовленні курильного виробу.

Текст

Дивитися

Реферат: Целюлозний матеріал містить один або декілька розріджувачів диму усередині його клітинної структури, у якому маса розріджувача є більше або дорівнює 5 %, розраховуючи на суху масу целюлозного матеріалу. UA 110484 C2 (12) UA 110484 C2 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід відноситься до целюлозних матеріалів (таких як тютюн), які містять один або декілька розріджувачів диму, способів приготування цього целюлозного матеріалу і його використання. Горючі тютюнові продукти або курильні вироби, такі як сигарети, утворюють дим при використанні, який генерується при неповному згорянні тютюну й/або інших наповнювачів. Термін "основний дим" відноситься до суміші газів і твердих частинок (аерозоль), яка проходить униз тютюнового джгута курильного матеріалу, і яка випускається через кінець фільтра. Основний дим містить дим, який втягується через тліючу зону курильного виробу й, як правило, містить такі компоненти як "смола", нікотин і монооксид вуглецю (СО). Ці компоненти відомі в області техніки, до якої відноситься винахід, як "утворювачі диму". У спробі зниження вмісту утворювачів диму використовували декілька стратегій, таких як поліпшення селективної фільтрації сигаретного диму. Крім того, відомо, наприклад, включення наповнювачів у курильний матеріал курильних виробів, таких як сигарети, зокрема, негорючих наповнювачів. Подібні наповнювачі включають неорганічні матеріали, такі як доломіт, діатомова земля, карбонат кальцію, оксид магнію й оксид алюмінію, і органічні матеріали, такі як крохмалі, целюлози, пектини, альгінати або інші матеріали, відомі фахівцям в даній галузі техніки, які можуть діяти як зв'язувальні речовини для наповнювачів. Однак недолік подібних наповнювачів полягає в тому, що вони можуть змінити смакові характеристики диму й аромат курильного виробу, що може бути неприйнятним для курців. Включення розріджувачів у курильні вироби, такі як сигарети, є відомим. Розріджувачі являють собою сполуки, які випаровуються в процесі куріння й переходять у головний дим в аерозольній формі. Звичайно їх вибирають таким чином, щоб вони переходили в дим по суті незачепленими. Інші компоненти диму (компоненти, вилучені з тютюну, у випадку курильних виробів, що містять тютюн) у такий спосіб "розбавляються" за допомогою цих засобів. Подібні розріджувачі диму можна включати у твердій формі, такій як порошок, який просто змішують з целюлозним матеріалом або наповнювачем. Однак, подібні порошки легко губляться при наступній обробці в процесі виготовлення курильного виробу. Альтернативно, розріджувачі диму можна додати у вигляді рідини або гелю, які розпорошують на целюлозний матеріал або наповнювач або змішують з ними, або ж покривають ними целюлозний матеріал або наповнювач, так що деяка кількість наповнювача залишається на матеріалі після сушіння. Розріджувач диму можна ввести з леткою рідиною, такою як відповідний розчинник, і розпорошити на наповнювач або тютюновий матеріал. Розчинник випаровується, залишаючи розріджувач диму на поверхні тютюну або наповнювача. Однак ці методи можуть привести лише до покриття розріджувачем поверхні заданого матеріалу. Присутність розріджувача диму на поверхні целюлозного матеріалу або наповнювача може мати несприятливі наслідки при наступній обробці в процесі виготовлення курильного виробу. Інша проблема, пов'язана з введенням розріджувача подібним чином, полягає в тому, що це може вплинути на поверхневі властивості целюлозного матеріалу, наприклад, роблячи його липким, що має вкрай несприятливий вплив на обробку матеріалу, зокрема, викликає тенденцію до злипання й втрати сипкості. Необхідно максимізувати кількість розріджувача диму, який може бути включений у курильний матеріал для введення в курильні вироби. Також необхідно додавати розріджувач диму таким чином, щоб виключити проблеми, пов'язані з обробкою курильного матеріалу. Під терміном "обробка" мають на увазі будь-який аспект способу, відомого фахівцям, який використовують при виготовленні горючого тютюнового продукту. Наприклад, змішування й різання целюлозного матеріалу й виготовлення курильних виробів. Бажано надати целюлозний матеріал, що містить більш високу кількість розріджувача диму в порівнянні з відомим порівнянним целюлозним матеріалом без надмірного негативного впливу на інші властивості матеріалу й продуктів, у яких він використовується. Наприклад, компоненти курильного матеріалу курильного виробу повинні бути ідеально сипкими з мінімальною липкістю. Це забезпечує легкість маніпулювання з ними й обробки цих матеріалів. Крім того, бажане щоб додавання розріджувача диму й присутність розріджувача диму в целюлозному матеріалі або на ньому не мало значного або негативного впливу на аромат і смакові характеристики курильного виробу. З ряду джерел, де розкривається застосування розріджувачів диму, можна відзначити WO 2010125387, US 2006283469 та US 5249588, з яких найбільш близьким до даного винаходу є перший документ. Зокрема, WO 2010125387 розкриває оброблений тютюн для курильного виробу, у якому на тютюн нанесено розріджувач і бар'єрний матеріал, причому розріджувач нанесений на тютюн до 1 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 або одночасно з бар'єрним матеріалом і бар'єрний матеріал по суті є зовнішнім стосовно розріджувача. Одна з переваг даного винаходу полягає в тому, що в ньому пропонується курильний матеріал, що включає целюлозний матеріал з уведеним у нього розріджувачем(ами) диму, який також зберігає необхідні властивості курильного матеріалу. Інша перевага даного винаходу полягає в тому, що в ньому пропонується спосіб забезпечення целюлозного матеріалу, що включає розріджувач(і) диму при діапазоні рівнів включення, що полегшує гнучкість при потенційній оптимізації розведення диму. Відповідно до першого аспекту даного винаходу пропонується целюлозний матеріал, до якого доданий розріджувач диму, щонайменше деяка кількість розріджувача диму утримується усередині клітинної структури целюлозного матеріалу, причому розріджувач диму утримується усередині й, необов'язково, на целюлозному матеріалі в кількості, більшій або яка дорівнює 5 % в перерахунку на суху масу целюлозного матеріалу. У відповідності з другим аспектом, пропонується спосіб приготування целюлозного матеріалу відповідно до першого аспекту даного винаходу. Відповідно до третього аспекту даного винаходу пропонується курильний виріб, що містить целюлозний матеріал відповідно до першого аспекту даного винаходу й/або приготовлений способом у відповідності з другим аспектом даного винаходу. Відповідно до четвертого аспекту даного винаходу пропонується спосіб виготовлення курильного матеріалу, що включає змішування целюлозного матеріалу відповідно до першого аспекту з одним або декількома іншими целюлозними матеріалами й/або іншими компонентами курильного виробу. Відповідно до п'ятого аспекту даного винаходу пропонується використання целюлозного матеріалу відповідно до першого аспекту даного винаходу при виготовленні курильного засобу. Фахівці оцінять необхідність дотримання балансу між включенням розріджувача диму в целюлозний матеріал у кількості, достатній для забезпечення необхідного зниження випуску диму, і забезпеченням целюлозним матеріалом, який можна використовувати без проблем у типовому обладнанні для виготовлення курильних виробів, тобто целюлозним матеріалом, який по суті є сипким і не липне або іншим способом утруднює роботу обладнання для виготовлення сигарет. Дотримання цього балансу полегшується за допомогою даного винаходу, тому що воно дозволяє включити більшу кількість розріджувача в оброблюваний целюлозний матеріал без впливу на поверхню целюлозного матеріалу в такому ступені, що це викликає небажану липкість і грудкування. Термін "целюлозний матеріал", що використовується у даному описі, означає будь-який матеріал, що включає целюлозу. Цим матеріалом може бути тютюновий матеріал, наприклад, стебла, листя, пил, відновлений тютюн або їх суміш. Відповідні тютюнові матеріали включають наступні типи: вірджинський тютюн або тютюн трубовогневого сушіння, тютюн Берлей, Орієнтальний тютюн або суміш тютюнових матеріалів. Тютюн може бути розпушеним, таким як тютюн, розширений/розпушений сухим льодом (ТРСЛ або DIET від англ. Dry-Ice Expanded Tobacco) або оброблений іншими способами, таким як екструзія. Стебловий тютюн може бути попередньо обробленим або необробленим і може складатися, наприклад, із твердих стебел (ТС), подрібнених висушених стебел (ПВС), стебел, оброблених парою (СОП) або з будь-яких їхніх комбінацій. Переважно, тютюн, що має структуру з відкритими порами, використовують як носій (середовище) розріджувача. Фраза "усередині клітинної структури", що використовується в даному описі, означає, що розріджувач диму знаходиться усередині або в межах клітинної стінки клітин целюлозного матеріалу або між сусідніми клітинами целюлозного матеріалу. Термін "утримуваний" показує, що щонайменше деяка частина розріджувача диму залишається усередині клітинної структури целюлозного матеріалу й прилипає до поверхні целюлозного матеріалу при типових умовах обробки, якій піддають целюлозні матеріали, які повинні бути включені в курильний виріб, таких як змішування й уведення в стрижень курильного матеріалу. Поза зв'язком з теорією можна стверджувати, що знаходження розріджувача диму в клітинній структурі целюлозного матеріалу полегшує "вільний потік" і забезпечує меншу схильність до грудкування просочених матеріалів. У деяких варіантах здійснення винаходу маса згаданого розріджувача пари, що утримується усередині клітинної структури целюлозного матеріалу й, необов'язково, на поверхні целюлозного матеріалу, більше або дорівнює 5 %, 10 %. 15 %, 20 %, 25 %, 30 %, 35 %, 40 %, або 50 % в перерахунку на суху масу целюлозного матеріалу. У деяких варіантах здійснення винаходу целюлозний матеріал являє собою ПВС. В альтернативних варіантах здійснення винаходу целюлозним матеріалом є різані листи або ТРСЛ. ТРСЛ піддають обробці, яка викликає розпушення тютюнової клітинної структури. Це 2 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 має перевагу в тому, що дозволяє втримувати більшу кількість розріджувача усередині клітинної структури й/або полегшує проникнення розріджувача в клітинну структуру. Переважно, целюлозний матеріал має рівень вологості, придатний для використання у звичайному обладнанні для виготовлення курильних виробів. Крім того, целюлозний матеріал переважно має щільність, придатну для використання в типовому обладнанні для виготовлення курильних виробів. Наприклад, целюлозний матеріал є сипким і не прилипає до обладнання для виготовлення сигарет, утруднюючи виробництво. Необхідний рівень вологості целюлозного матеріалу, використовуваного в подібному обладнанні, повинен бути менше ніж приблизно 20 %. Таким чином, переважно, целюлозний матеріал, пропонований у даному винаході, має вологість не більше ніж 20 %, більш переважно, не більше ніж близько 18 %, не більше ніж близько 15 % або не більше ніж близько 12 %. Терміни "розріджувач диму" і "розріджувач", використовувані в даному описі, означають матеріал для введення в курильний виріб, який служить для зниження випуску диму при тлінні горючого матеріалу й викурюванні курильного виробу. Розріджувачі диму є придатними для введення в курильний матеріал курильного виробу. Розріджувачем є щонайменше один агент, що утворює аерозоль, яким, наприклад, можуть бути генератор аерозолю поліол або не поліол, переважно, генератор аерозолю не поліол. Він може бути твердим або рідким при кімнатній температурі, але переважно являє собою рідину при кімнатній температурі. Відповідні поліоли включають сорбіт, гліцерин і гліколі, подібні до пропіленгліколю або тріетиленгліколю. Відповідні не поліоли включають одноатомні спирти, висококиплячі вуглеводні, кислоти, такі як молочна кислота, і складні ефіри, такі як діацетин, тріацетин, тріетилцитрат або ізопропілміристат. Переважно, розріджувач диму має точку плавлення менше ніж близько 110, 105, 100, 95, 90 або 85 °C. У даному винаході розріджувачами диму переважно є гліцерин, тріацетин, тріетилцитрат або ізопропілміристат. Можна використовувати комбінацію розріджувачів у рівних або різних пропорціях. Відомо, що деякі з цих сполук включають у горючі тютюнові продукти для інших цілей, а не як розріджувач диму. Наприклад, тріацетин і діацетин раніше використовували в курильних виробах як генератори аерозолю не поліоли (WO 98/57556), TEGDA, тріацетин і гліцерин є відомими пластифікаторами. Гліцерин звичайно використовують у тютюні як гігроскопічну речовину, тому що він здатний поліпшувати гігроскопічні й механічні властивості тютюну. В US 6 571 801 тютюн містив гігроскопічні речовини, такі як гліцерин, пропіленгліколь, сорбіт або діетиленгліколь у діапазоні 4-15 %. Гліцерин був використаний як матеріал, що генерує аерозоль у курильному виробі, у діапазоні 5-20 мас. % від листового матеріалу (див, наприклад, WO 03/092416). Гліцерин також використовували для поліпшення фільтрації диму (US 3 674 540; US 5 860 428; US 6 397 852). Розріджувач диму може бути присутнім у целюлозному матеріалі відповідно до пропонованого винаходу у вигляді твердої речовини або рідини при кімнатній температурі. У деяких варіантах здійснення винаходу розріджувач диму являє собою по суті водорозчинний матеріал. В альтернативних варіантах здійснення винаходу розріджувач диму є не розчинним у воді або погано розчинним. Ще в одному варіанті здійснення винаходу розріджувач може бути розчинним у неводних розчинниках. Звичайні методи додавання розріджувача до целюлозного матеріалу можуть привести до того, що розріджувач перетвориться в покриття поверхні целюлозного матеріалу. На відміну від цього, даний винахід пропонує способи, що забезпечують проникнення щонайменше частини розріджувача диму в клітинну структуру целюлозного матеріалу. У переважних варіантах здійснення винаходу присутність розріджувача диму усередині клітинної структури целюлозного матеріалу й, необов'язково, на поверхні целюлозного матеріалу досягається за допомогою процесу просочення, який переважно полегшує проникнення розріджувача в клітинну структуру. Запропоновані в даному винаході способи включають використання певних умов до, у ході або після внесення розріджувача диму в целюлозний матеріал і/або використання одного або декількох носіїв, за допомогою яких розріджувач вносять у целюлозний матеріал. У деяких варіантах здійснення винаходу ці способи включають одну або декілька стадій обробок целюлозного матеріалу до або в ході внесення розріджувача диму. Ці стадії обробки призначені для посилення проникнення розріджувача в целюлозний матеріал при його внесенні. Наприклад, целюлозний матеріал можна піддати одній або декільком обробкам, які висушують і/або видаляють повітря, що є присутнім у матеріалі. Целюлозний матеріал можна обробити таким чином, щоб зруйнувати щонайменше деякі клітини, тим самим забезпечивши доступ 3 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розріджувача всередину клітин, який у протилежному випадку може бути закритим. Стадії обробки, при яких висушують і/або видаляють повітря з целюлозного матеріалу, включають теплову обробку, обробку у вакуумі, просочення рідиною, обробку парою, просочення рідиною під тиском, вакуумне ліофільне сушіння й використання рідин у надкритичному стані. Теплова обробка включає нагрівання целюлозного матеріалу до абсолютної сухості. Ця стадія обробки також приводить до видалення з клітин повітря за допомогою розширення. Вакуумна обробка включає додавання вакууму для видалення повітря із целюлозного матеріалу. Просочення рідиною включає внесення нагрітої рідини в холодний целюлозний матеріал або холодної рідини в нагрітий целюлозний матеріал для зм'якшення клітинних стінок і стимулювання видалення клітинного повітря за допомогою вливання рідини. Різниця температур рідини й матеріалу може щонайменше скласти 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 100 °C або вище. Просочення рідиною під тиском включає внесення під тиском нагрітої рідини до холодного целюлозного матеріалу або холодної рідини до нагрітого целюлозного матеріалу. Ця обробка може також включати стадію вакуумної попередньої обробки до просочення під тиском з наступної вакуумним сушінням просоченого матеріалу до досягнення необхідного рівня вологості. Клітинне повітря видаляють примусовим вливанням рідини. Обробка парою включає внесення пари для розм'якшення клітинних стінок целюлозного матеріалу й видалення клітинного повітря за допомогою подачі пари. Вакуумне ліофільне сушіння можна використовувати для висушування целюлозного матеріалу до абсолютної сухості й видалення повітря з клітин. Повітря також можна вилучити з клітин целюлозного матеріалу вливанням рідин у надкритичному стані (наприклад, СО2) з наступним розширенням. У переважних варіантах здійснення винаходу способи, представлені в даному винаході, включають щонайменше дві стадії обробки. У переважних варіантах здійснення винаходу спосіб включає стадію обробки целюлозного матеріалу, яка має подвійну функцію сушіння целюлозного матеріалу й часткового видалення клітинного повітря. Припускають, що обробка целюлозного матеріалу полегшує проникнення розріджувача диму в клітинну структуру целюлозного матеріалу в результаті комбінованого впливу сушіння целюлозного матеріалу й часткового видалення клітинного повітря в процесі сушіння. Внесення розріджувача диму у вигляді розчину або суспензії забезпечує вхід розріджувача диму у висушені клітини целюлози в результаті процесу капілярного змочування клітинних стінок. Стадія обробки целюлозного матеріалу, що включає нагрівання, є переважною в деяких варіантах здійснення винаходу. Вважають, що може відбутися подальше втягування розріджувача диму в клітини, оброблені парою, у міру стиснення повітря в клітинах у процесі охолодження, що йде за паровою обробкою. Представлені в даному винаході способи можна також застосувати до вихідного целюлозного матеріалу, який являє собою попередньо оброблений целюлозний матеріал, такий як подрібнене листя, подрібнена суміш, ПВС, СОП або ТРСЛ. При використанні подібного целюлозного матеріалу спосіб переважно включає стадію обробки, що включає нагрівання попередньо обробленого целюлозного матеріалу для посилення проникнення або просочення розріджувачем диму клітинної структури целюлозного матеріалу. У варіантах здійснення даного винаходу, що включають теплову обробку, целюлозний матеріал переважно обробляють щонайменше близько 5 хвилин, переважно щонайменше близько 10 хвилин, переважно щонайменше близько 20 хвилин, переважно щонайменше близько 30 хвилин і найбільше переважно близько 30-45 хвилин. У варіантах здійснення даного винаходу, що включають теплову обробку, стадію теплової обробки можна провести під тиском. Матеріали також можна піддати паровій обробці й/або обробці у вакуумі. Тепло, пару, вакуум і/або тиск можна застосовувати окремо або послідовно. Найбільш придатна комбінація процесів залежить від використання конкретного вихідного матеріалу й може включати емпіричний ітеративний підхід. Якщо теплова обробка не проводиться під тиском, то можна використовувати температуру щонайменше близько 90 °C, найбільш переважно близько 105-110 °C. Представлені в даному винаході способи додатково включають стадію внесення розріджувача пари в целюлозний матеріал. У деяких випадках рідкі розріджувачі пари можна внести безпосередньо в целюлозний матеріал. У деяких варіантах здійснення винаходу розріджувач диму вносять у вигляді розчину, 4 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 емульсії або суспензії. Для їх приготування розріджувач диму змішують з одним або декількома носіями. Відповідні носії включають воду, органічні розчинники, такі як спирти, вуглеводні або інші відповідні органічні розчинники, рідини або гази, такі як діоксид вуглецю (який може знаходитися у надкритичному стані) або інші відповідні агенти або носії, здатні утворювати розчин, емульсію або суспензію розріджувача диму. Відповідні носії включають воду, спирти, такі як метанол і етанол, рідкий або газоподібний діоксид вуглецю. Вибір носія переважно є сумісним з технологією обробки тютюну. Використання рідкого носія є особливо переважним, тому що це дозволяє уникнути використання великих об'ємів легкозаймистих розчинників. Носієм може бути розчинник, у якому можуть розчинятися один або декілька розріджувачів диму. Якщо використовують більше одного розріджувача, то носієм може бути розчинник для одного або декількох розріджувачів. У деяких варіантах здійснення винаходу носій може проникати в клітинну стінку целюлозного матеріалу. Носієм може бути агент, що має властивості осушувача, у такому випадку він є летким нижче або близько температур, використовуваних при внесенні розріджувача в целюлозний матеріал. Вважають, що одним з методів використання носія, що полегшує проникнення розріджувача диму в клітинну структуру целюлозного матеріалу, є сприяння видаленню залишкової вологості з клітинної стінки целюлозного матеріалу й/або полегшення входу розріджувача диму в клітину. Якщо носієм є рідина, то розріджувач диму може знаходитися у вигляді розчину, суспензії або емульсії з носієм. У переважних варіантах здійснення винаходу розріджувач диму має вигляд розчину або емульсії. У деяких варіантах здійснення винаходу розріджувач диму може мати вигляд водяного розчину або емульсії. У деяких варіантах здійснення винаходу розріджувач диму знаходиться скоріше у вигляді розчину, ніж суспензії. Це є переважним, тому що внесення суспензії може привести до кращого відкладання розріджувача диму на поверхні целюлозного матеріалу, ніж входу в клітинну структуру. Для приготування розріджувача диму й/або будь-якого носія для внесення в целюлозний матеріал можна використовувати змішувач з високим зсувним зусиллям. При подібній обробці звичайно утворюються дрібні краплі розріджувача й/або носія. Вважають, що обробка подібним шляхом може збільшити ефективність проникнення розріджувача в клітинну структуру целюлозного матеріалу чому сприяють невеликі розміри крапель розріджувача. Це, зокрема, відноситься до випадку, коли розріджувач диму являє собою рідину, погано розчинну або нерозчинну у воді, яку змішують із водою з утворенням водної емульсії. Емульсії розріджувачів диму відповідно до даного винаходу повинні бути стабільними в тому розумінні, що розріджувач не повинен зазнавати хімічних змін в ході приготування емульсії й внесення в целюлозний матеріал. У деяких варіантах здійснення винаходу цього можна досягти безперервним перемішуванням емульсії з високим зсувним зусиллям до або в ході процесу внесення й/або додаванням спеціальних емульгувальних агентів. Розчинність емульсій відповідно до даного винаходу можна підсилити відомими способами, наприклад, за допомогою звичайної технології нагрівання емульсії. Склад уведених розріджувачів диму, або постачених одним або декількома носіями, можна розрахувати, так що целюлозний матеріал, отриманий додаванням до нього емульсії, буде мати необхідний рівень розріджувача (в перерахунку на вихідну суху масу целюлозного матеріалу) і рівень вологості. Внесення розріджувача диму в целюлозний матеріал виконують за допомогою просочення й/або перемішування целюлозного матеріалу в надлишку розріджувача диму з наступною фільтрацією надлишку розріджувача, насиченням целюлозного матеріалу необхідним рівнем розріджувача диму, розпиленням целюлозного матеріалу з розріджувачем диму й/або розпиленням під тиском целюлозного матеріалу з розріджувачем диму. Можна також використовувати зрошування матеріалів розріджувачем у носії з наступними способами випаровування для видалення носія, наприклад, технологією випаровування у вакуумі. У варіантах здійснення даного винаходу, у відповідності з другим аспектом даного винаходу, які включають нагрівання целюлозного матеріалу, розріджувач диму переважно контактує з целюлозним матеріалом, доки він є нагрітим. Внесення розріджувача диму в целюлозний матеріал можна виконати при підвищеній температурі. Наприклад, при температурах вище чому близько 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C, 105 °C або 110 °C. У варіантах здійснення даного винаходу з перемішуванням целюлозного матеріалу й 5 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розріджувача диму, перемішування краще проводять із обережністю, щоб виключити руйнування целюлозного матеріалу. Наприклад, можна використовувати орбітальний змішувач. У варіантах здійснення винаходу з розпиленням целюлозного матеріалу з розріджувачем диму, спосіб може включати оптимізоване постійне розпилення розріджувача на полотно целюлозного матеріалу. Швидкість внесення повинна бути постійною для забезпечення постійного заданого завантаження розріджувачем і постійного рівня вологості целюлозного матеріалу. Крім того, корисно забезпечити одну або декілька умов: оптимальну площу поверхні целюлозного матеріалу (наприклад, при перекиданні в барабані невеликих окремих фрагментів целюлозного матеріалу), постійний потік целюлозного матеріалу й стадію охолодження після стадії розпилення й/або періоду набухання після стадії розпилення. Для здійснення розпилення, наведеного в даному описі, можна використовувати звичайне розпилення й/або технологію накачування. У деяких варіантах здійснення винаходу целюлозний матеріал (переважно в нагрітому стані) просочують або перемішують у надлишку розріджувача диму (переважно у вигляді водяного розчину або емульсії). У переважному варіанті здійснення винаходу система подачі розріджувача, у відповідності з другим аспектом даного винаходу, включає обробку целюлозного матеріалу, таку як теплова обробка, обробка у вакуумі, просочення рідиною, обробка парою або вакуумне ліофільне сушіння до й/або в ході обробки целюлозного матеріалу розріджувачем диму. Переважно, система подачі розріджувача включає теплову обробку целюлозного матеріалу з наступним просоченням і/або розпиленням розріджувача диму на целюлозний матеріал. Потім целюлозний матеріал сушать до відповідного рівня вологості й, необов'язково, просіюють. Після цього целюлозний матеріал, відповідно до даного винаходу, можна використовувати для приготування курильного виробу. Відповідно до даного винаходу пропонується курильний виріб, що включає целюлозний матеріал відповідно до першого аспекту даного винаходу й/або приготовлений способом у відповідності з другим аспектом даного винаходу. У переважних варіантах здійснення винаходу целюлозний матеріал, що включає розріджувач диму, піддають мінімальній обробці перед уведенням у курильний виріб. Під терміном "обробка" мають на увазі будь-який аспект способу, відомого фахівцям, використовуваного у виробництві горючого тютюнового продукту, наприклад, змішування й різання целюлозного матеріалу й виготовлення курильних виробів. Переважно, курильний виріб включає сигарети. У переважних варіантах здійснення винаходу курильний виріб включає курильний матеріал наповнювача, що містить щонайменше 5 мас. %, щонайменше 10 мас. %, щонайменше 20 мас. %, щонайменше 30 мас. %, щонайменше 35 мас. %, щонайменше 40 мас. % або щонайменше 50 мас. % розріджувача диму. Відповідно до даного винаходу пропонуються способи виготовлення курильного виробу, що включають перемішування целюлозного матеріалу даного винаходу з одним або декількома целюлозними матеріалами й/або іншими компонентами курильного виробу. В іншому аспекті пропонується використання целюлозного матеріалу даного винаходу для виготовлення курильного виробу. Далі даний винахід буде описаний на прикладі з посиланнями на наступні креслення: фіг. 1 схематично ілюструє для одного варіанта здійснення винаходу спосіб безперервного розпилення потоку через сушильний апарат з похилим обертовим циліндричним барабаном; фіг. 2 схематично ілюструє підведення тепла, пари, вакууму й/або тиску у відповідній комбінації або послідовно при перемішуванні целюлозних матеріалів способом періодичного перемішування; фіг. 3А показує зображення, отримане кріогенним растровим електронним мікроскопом (Cryo-SEM), що показує клітинну структуру целюлозного матеріалу; Фіг. 3Б показує зображення, отримане Cryo-Sem, що ілюструє клітинну структуру целюлозного матеріалу після просочення розріджувачем, відповідно до винаходу. У цьому зв'язку на фіг. 1, що ілюструє безперервний розпилений потік, показаний резервуар 1 для зберігання, який можна використовувати для зберігання розріджувача диму, водяного розчину або їх емульсії. Резервуар для зберігання сполучається зі змішувачем 2 з високим зсувним зусиллям, таким як потоковий змішувач Силверсона, за допомогою з'єднувальних ліній 3, так що водяний розчин і/або емульсія можуть підтримуватися за допомогою рециркуляції вмісту резервуара для зберігання через змішувач 2 з високим зсувним зусиллям. Висушений целюлозний матеріал (такий як ПВС із рівнем вологості 6-7 %) нагрівають у міру 6 UA 110484 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 його проходження через сушильний апарат 4 (як, наприклад, потік через сушильний апарат з похилим обертовим циліндричним барабаном), викликаючи розширення повітря усередині клітин. Сушильний апарат 4 сполучається з резервуаром для зберігання за допомогою системи розпилення, що включає з'єднувальні лінії 5, насос 6, запобіжний клапан 7, запірний клапан 8, засоби розпилення 9 і манометр 10. Переважно, засоби розпилення (як, наприклад, сопло або головка для розпилення) знаходяться поблизу виходу з сушильного апарата. У міру обертання циліндричного сушильного апарата 4 водяний розчин або емульсія розріджувача диму розпорошується з відповідною, переважно постійною, швидкістю за допомогою розпорошувальних засобів 9 на спадне полотно нагрітого целюлозного матеріалу перед самим виходом целюлозного матеріалу з сушильного апарата 4 у транспортер 11. Целюлозний матеріал, що транспортується, може знаходитися в насипному вигляді протягом деякого періоду (наприклад, щонайменше близько 12 годин), під час якого він охолоджується. Охолоджений целюлозний матеріал можна, необов'язково, висушити до рівня вологості, прийнятного для змішування й виготовлення сигарет. Термін "насипний" використаний у даному описі, являє собою звичайний термін в області виготовлення курильних виробів і відноситься до стадії збільшення рівня вологості в целюлозному матеріалі. На фіг. 2 показаний періодичний процес перемішування, за допомогою якого емульсія емульгується або перемішується в змішувачі з високим зсувним зусиллям. Резервуар для зберігання, що містить розріджувач диму, водяний розчин або їх емульсію й подачу рідини в систему розпилення, аналогічний до такого як показаний на фіг. 1. Зокрема, компоненти 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 і 10 є такими самими. Крім того, апарат сполучається зі змішувачем 12 за допомогою системи розпилення 14. Змішувач 12 може обігріватися, наприклад, за допомогою оболонки 13, що обігрівається парою. Целюлозний матеріал у змішувачі 12 перемішують, наприклад, за допомогою засобів 15 перемішування й/або очищувальної дії 16 стінок, і ці засоби перемішування можуть діяти незалежно. Водяний розчин або емульсію розріджувача диму розпорошують на целюлозний матеріал, який перемішують за допомогою засобів перемішування. Змішувач 12 може включати засоби 17, за допомогою яких у змішувач подають пару, що створює тиск у змішувачі 18, або що скидає тиск 19. Змішувач обладнаний манометром 20 і запобіжним клапаном 21. Приклади Приклад 1 Просочення розріджувачем з використанням орбітального змішувача Подрібнений висушений стебловий тютюн (ПВС) просочили різними розріджувачами у відповідності з наступною процедурою й оцінили рівень просочення. ПВС сушили в печі при 105-110 °C протягом 30-45 хвилин до абсолютної сухості тютюну. Водяний розчин (або емульсію) розріджувача диму приготували, використовуючи змішувач Силверсона з високим зсувним зусиллям і цей розчин або емульсію додали до нагрітого ПВС. Потім ПВС і розчин розріджувача диму (або емульсію) перемішали, використовуючи орбітальний змішувач, і залишили охолоджуватися. Потім суміш сушили в тарілці, облицьованій фольгою, при 22 °C і 60 %-ій відносній вологості протягом 12 годин. У деяких випадках, при необхідності, суміш далі сушили в повітрі при кімнатній температурі. У деяких випадках, при необхідності, целюлозний матеріал обережно просіювали, використовуючи сито з великими комірками. Отриманий матеріал був сипким і не липким. Рівень просочення ПВС з різними розріджувачами диму показано в таблиці 1. Показані задані рівні просочення, для порівняння в дужках показані фактичні рівні просочення розріджувачем. Було показано, що сухий ПВС абсорбує до 70 мас. % рідини без надлишкового осушення або ущільнення. 7 UA 110484 C2 Таблиця 1 Тріацетин Ізопропілміристат Тріетилцитрат Суміш тріацетин/гліцерин 5 Заданий відсоток розріджувача в кінцевому матеріалі 1020-29 % 30-39 % 40-49 % 19 % 30(30) 20(19) 30(29) 40(41) 36(38) 20(18) 10(9) 20(19) 30(30) 40(41) 17(17) тріацетин 27(25) тріацетин 3(4) гліцерин 3(3) гліцерин 50-59 % 50(49) 50(54) 50(55) Потім приготували суміші просоченого матеріалу ПВС і листя у рівних кількостях. Було показано, що різні суміші мали широкий діапазон рівнів розріджувача, які підсумовано в таблиці 2. Усі ці суміші були сипкими й не липкими й були придатні для використання у звичайному обладнанні для виготовлення сигарет. Таблиця 2 % Розріджувача суміші Тріацетин 12-23 Тріетилцитрат 5-21 Ізопропілмірис 4-23 Розріджувач тат 10 15 20 25 30 35 в Приклад 2 Просочення розріджувачем з використанням процесу безперервного розпилення потоку через сушильний апарат з похилим обертовим циліндричним барабаном Подрібнений висушений стебловий тютюн (ПВС) просочили тріацетином відповідно до процедури, показаної на фіг. 1, і провели оцінку рівня розріджувача в сигаретах, що містять просочений тютюн. ПВС висушили приблизно до 6 % вологості, використовуючи сушильний апарат з похилим обертовим циліндричним барабаном відповідно до звичайних процедур, використовуваних при сушінні тютюну. При другій обробці тріацетин/водну емульсію розпорошували на нагріте подавальне полотно попередньо висушеного ПВС, використовуючи потік через сушильний апарат з похилим обертовим циліндричним барабаном, модифікований включенням системи безперервного розпилення поблизу точки виходу матеріалу. Вихідний матеріал з необхідним рівнем просочення розріджувачем і вмістом води (звичайно 18 %), після цього зібрали й зсипали в купу. Матеріал висушили до необхідної кінцевої вологості (звичайно 13 %) за допомогою подальшого сушіння в обертовому барабані. Отриманий матеріал був сипким і не липким і його можна було змішати в необхідних співвідношеннях з іншими видами тютюну за допомогою звичайних способів обробки тютюну. Сигарети виготовили, використовуючи суміш 50 % листя і 50 % просоченого ПВС (таблиця 3 - випробування сигарет). Виміряний рівень просочення ПВС склав 20 % тріацетину. Рівень тріацетину, виміряний у кінцевій суміші, склав 7 % (зниження рівня розріджувача можна віднести до втрат процесу). Склад диму сигарет показаний в таблиці 3 (ТРМ, Total Particulate Matter, загальний вміст твердих частинок; NFDPM Nicotine-Free Dry Particulate Matter, сухі тверді частинки без нікотину). Сигарети виготовили, використовуючи звичайні способи виготовлення сигарет і обладнання. Контрольні сигарети виготовили, використовуючи листову суміш. Усі сигарети були виготовлені з використанням однакових технічних умов на папір і фільтри. 8 UA 110484 C2 Таблиця 3 Зразок сигарети Контроль Випробуванн я 5 10 15 20 25 30 35 40 ТP Вод Нікоти NFDP Затягуван СО M, а н (мг/сиг) M (мг/сиг) ня № (мг/сиг) мг/сиг (мг/сиг) 8,6 0,48 0,76 7,4 8,2 6,5 7,6 0,32 0,29 7,0 6,2 5,1 Тріацети н (мг/сиг) 0,16 2,90 Розведен ня диму, % 2,2 41,4 Розведення диму розраховували в такий спосіб: [тріацетин у димі (мг/сигарету)/NFDPM (мг/сигарету)]  100 Сигаретні фільтри звичайно містять тріацетин, що додається як "пластифікатор" для збільшення твердості фільтра. Спостережуване розведення в контрольній сигареті, очевидно, зумовлене переносом тріацетину з фільтра в дим. Дані, показані в таблиці 3, ясно вказують, що ПВС, просочений тріацетином, уведений у тютюнову суміш, діє як ефективний матеріал, що розбавляє дим, що переносить значні кількості тріацетину в дим. Приклад 3 Просочення розріджувачем з використанням періодичного процесу перемішування Подрібнений висушений стебловий тютюн (ПВС) просочили тріацетином відповідно до процедури, показаної на фіг. 2; були отримані мікрофотознімки матеріалу після просочення розріджувачем за допомогою кріогенного растрового електронного мікроскопа. Також оцінили рівень розведення в сигаретах, що містять просочений тютюн. 2 кг ПВС помістили в змішувач, обладнаний турбулізатором, що очищує стінки, мішалкою, тепловою оболонкою, підведенням пари, тиску й вакууму. Турбулізатор був активований і безупинно працював протягом усього процесу. Вологість ПВС зросла приблизно на 35 % при подачі пари. Одночасно температура оболонки змішувача збільшилася до 70 °C. 860 г тріацетину емульгували в 400 г води в окремому резервуарі протягом щонайменше 90 секунд. Потім емульсію тріацетину додавали в змішувач протягом 70 секунд. Після цього ПВС перемішували протягом 3 хвилин і сушили до належної вологості, збільшуючи температуру оболонки змішувача до 94 °C і приводячи в дію вакуумний насос при 450 мбар на час 37 хвилин. Заданий рівень просочення тріацетином був 30 % і виміряний рівень був 33 %. Отриманий матеріал був сипким і не липким. На фіг. 3А і 3Б показані зображення тютюнового матеріалу, отримані за допомогою кріогенної растрової електронної мікроскопії до й після просочення тріацетином. На фіг. 3А показаний необроблений контрольний ПВС і клітинна структура без матеріалу, на фіг. 3Б ясно показана присутність тріацетину в клітинній структурі. Було проведено оцінювання можливості розведення диму матеріалу ПВС, просоченого тріацетином відповідно до описаного способу. Сигарети виготовили з використанням суміші 50 % листя і 50 % просоченого ПВС. Заданий рівень просочення ПВС тріацетином був 20 % і обмірюваний рівень - 21 %. Рівень тріацетину, виміряний у кінцевій суміші, був 8 % (зниження рівня розріджувача можна віднести за рахунок втрат у процесі). Склад диму сигарет показано в таблиці 4. Сигарети виготовили, використовуючи звичайні способи й обладнання. Еталонні сигарети (REFERENCE) виготовили, використовуючи суміш листя, контрольну суміш ПВС (BLEND CONTROL), що містить 50 % листя і 50 % непросоченого ПВС, і досліджувані сигарети (TEST) виготовили, використовуючи суміш 50 % листя і 50 % просоченого ПВС, як описано вище. Усі сигарети були виготовлені відповідно до однакових технічних умов на папір і фільтри. 9 UA 110484 C2 Таблиця 4 Зразок сигарети ТРМ (мг/сиг) REFERENCE 6,8 Control 5,6(5,64) TEST 5,4 Вода (мг/сиг) Нікотин (мг/сиг) 0,38 0,58 0,18 0,61 0,40 0,21 ЗатяCО Тріацетин Розведення гування, (мг/си (мг/сиг) пари, % № г) 5,8 7,0 5,1 0,19 3,3 7,2 5,8 0,21 4,5 4,7(4.66) 5,0 7,4 3,7 2,43 48,6 NFDPM (мг/сиг) (*округлене до 1 десяткового розряду). 5 Дані, показані в таблиці 4, ясно показують, що просочений тріацетином ПВС, уведений у тютюнову суміш, діє як ефективний розріджувач пари, що переносить істотні кількості тріацетину в дим. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Целюлозний матеріал, що містить один або декілька розріджувачів диму усередині його клітинної структури, у якому маса розріджувача є більше або дорівнює 5 %, розраховуючи на суху масу целюлозного матеріалу. 2. Целюлозний матеріал за п. 1, що додатково містить один або декілька розріджувачів диму на його поверхні. 3. Целюлозний матеріал за п. 1 або 2, що має рівень вологості, придатний для використання в обладнанні для виготовлення курильних виробів. 4. Целюлозний матеріал за будь-яким з пп. 1-3, що являє собою тютюновий матеріал. 5. Целюлозний матеріал за п. 4, у якому розріджувач утримуються усередині клітинної структури тютюнового матеріалу при використанні в тютюновому продукті. 6. Целюлозний матеріал за п. 4, у якому розріджувач утримується на поверхні тютюнового матеріалу при використанні в тютюновому продукті. 7. Целюлозний матеріал за будь-яким з пп. 1-6, у якому тютюновий матеріал вибраний із групи, що складається з твердих стебел, подрібнених висушених стебел, стебел, оброблених парою, подрібненого листя, черешків, тютюну, розширеного сухим льодом, відновленого тютюну, подрібненої суміші й сумішей вищеперерахованого. 8. Целюлозний матеріал за п. 7, у якому тютюновий матеріал являє собою подрібнене висушене стебло. 9. Целюлозний матеріал за будь-яким з попередніх пунктів 1-8, у якому розріджувач диму має точку плавлення менше ніж приблизно 95 °С. 10. Целюлозний матеріал, за будь-яким з попередніх пунктів, у якому розріджувач диму є рідиною, нерозчинною або погано розчинною у воді. 11. Целюлозний матеріал за п. 10, у якому розріджувач диму являє собою одну або декілька сполук із групи, що складається з гліцерину, триацетину, триетилцитрату й ізопропілміристату. 12. Спосіб приготування целюлозного матеріалу, що містить розріджувач диму усередині його клітинної структури, який включає використання системи доставки розріджувача, де система доставки розріджувача включає проведення однієї або декількох обробок целюлозного матеріалу, вибраних з групи, що складається з теплової обробки, вакуумної обробки, обробки просочувальною рідиною, обробки парою або ліофільного сушіння у вакуумі, до й/або в ході нанесення розріджувача диму. 13. Спосіб за п. 12, де целюлозний матеріал додатково містить один або декілька розріджувачів диму на його поверхні. 14. Спосіб за п. 12 або 13, у якому система доставки розріджувача включає обробку целюлозною матеріалу з можливістю істотного зниження його вологості. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 12-14, у якому розріджувач диму включають як такий або комбінують із носієм. 16. Спосіб за п. 15, у якому носієм є вода, спирт або рідкий або газоподібний діоксид вуглецю. 17. Спосіб за п. 15 або 16, у якому розріджувач диму має вигляд водяного розчину або емульсії перед утриманням целюлозним матеріалом. 10 UA 110484 C2 5 10 18. Спосіб за п. 17, у якому водяний розчин або емульсію готують способом, що включає перемішування з високим зсувним зусиллям. 19. Спосіб за будь-яким з пп. 12-18, у якому розріджувач диму вносять у клітинну структуру, використовуючи метод безперервного розпилення. 20. Спосіб за будь-яким з пп. 12-18, у якому розріджувач диму вносять у клітинну структуру, використовуючи метод періодичного перемішування. 21. Курильний виріб, що включає целюлозний матеріал за будь-яким з пп. 1-11. 22. Курильний виріб за п. 21, що являє собою сигарету. 23. Спосіб приготування курильного виробу, що включає змішування целюлозного матеріалу за будь-яким з пп. 1-11, або приготовленого способом за будь-яким з пп. 12-20, з іншими целюлозними матеріалами або компонентами курильного виробу. 24. Застосування целюлозного матеріалу за будь-яким з пп. 1-11 або целюлозного матеріалу, приготовленого способом за будь-яким з пп. 12-20, при виготовленні курильного виробу. 11 UA 110484 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 12

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Cellulosic material

Автори англійською

Dittrich, David John, Johm, Edward, Dennis, Mcadam, Kevin, Coleman, Martin, Whiffen, Robert John, Woodcock, Dominic Conrad

Автори російською

Диттрих Дэвид Джон, Джон Эдвард Деннис, Макадам Кевин, Коулман Мартин, Уиффен Роберт Джон, Вудкок Доминик Конрад

МПК / Мітки

МПК: A24B 15/30, A24D 3/10

Мітки: декілька, матеріал, целюлозний, тютюн, диму, розріджувачів, містить

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/14-110484-celyuloznijj-material-takijj-yak-tyutyun-shho-mistit-odin-abo-dekilka-rozridzhuvachiv-dimu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Целюлозний матеріал, такий як тютюн, що містить один або декілька розріджувачів диму</a>

Подібні патенти