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La présente invention se rapporte à un nou- veau procédé pour le traitement du tabac, permettant d'ob- tenir non seulement une diminution de la quantité de gou-
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dron et de nicotiue dans le tabac lui-même, mais encore et surtout une diminution de la quantité de goudron., de substances cancérigènes et de substances irritantes dans la fumée provenant de la combustion du tabac traité.
L'invention se rapporte en plus au tabac obtenu par ce procédé.
Il est actuellement démontré que la toxicité de la fumée du tabac est liée d'une part à la présence de la nicotine et d'autre part à la présence de certaines substances cancérigènes dans la fumée.
Les effets cancérigènes de la fumée ont été attribués essentiellement au 3,4-benzopyrène, mais l'état actuel des travaux dans ce domaine a montré qu'il y a d'autres hydrocarbures aromatiques cancérigènes suscep- tibles de se former lors de la combustion du tabac tels que le dibenzo-3,4,9,10-pyrène, le cyclo-penteno-5,6-(et -6,7,)-benzo-1,2-anthracène etc.
De plus, il existe encore d'autres classes de substances douées d'un pouvoir can- cérigène: des hydrocarbures aliphatiques créés par le phénomène de "cracking" lors de la distillation des paraf- fines existant dans les feuilles de tabac au cours de la combustion, et des substances polymérisées colorées en brun à base de pyrrol, d'aldéhydes et de cétones d'une part et de pyrroline, pyrrolidine, pyridine et leurs ho- mologues, de phénols et d'acides organiques d'autre part tels que les produits décrites par S. Neukomm et J. Bonnet (Helv. XXXIX, 1724, (1956); XL, 113, 717 (1957); Oncologia
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10; 107, 124, 137 (1957); Krebsforschung und Krebsbekâmp- fung (à paraître).
Or, si la nicotine, substance particulièrement volatile, se trouve aussi bien dans le tabac naturel et dans la fumée de celui-ci, les substances cancérigènes et parmi celles-ci essentiellement les hydrocarbures poly- cycliques, se trouvent pour ainsi dire exclusivement dans la fumée du tabac. Cela signifie que le processus de la combustion lors du fumage est le phénomène essentiel de la production de substances cancérigènes.
La fumée de tabac contient encore des substances irritantes, telles que des bases volatiles et des dérivés polymères formées également pendant la combustion du tabac.
Jusqu'à présent, le seul moyen réalisé commer- cialement en vue de retenir certains groupes de substances nocives contenues dans la fumée du tabac, spécialement la nicotine, a consisté en l'incorporation d'un filtre à l'extrémité de la cigarette ou dans un fume-cigarette, filtre formé de matériaux organiques ou minéraux variés (cellulose, silice, etc.); dans la plupart des cas, le moyen utilisé est donc de nature physique ou physico-chi- mique et se rapport en général à un traitement de la fumée elle-même, dans le but d'en éliminer la nicotine.
De nombreux procédés ont été proposés pour di- minuer la quantité de nicotine ou de goudrons dans le ta- bac lui-même, Tous ces procédés utilisent un ou plusieurs
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601vgntg grganiqugg et êfêFF11Y@nt suivant leg ga6 aux
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feuilles de tabac, au tabac coupé ou au tabac manufacturé.
La plupart des procédés en question s'effectuent cependant. en plusieurs étapes, l'étape principale étant une extrac- tion, les autres étapes étant soit une humidification, soit une modification du pH par alcalinisation ou par acidifica- tion, soit une imprégnation par une solution aqueuse, etc. avant ou après l'étape principale.
Par ailleurs, il faut souligner que beaucoup de ces procédés comprennent une étape de réadjonction du goudron au tabac extrait, afin de redonner à celui-ci un arome normale, alors qu'il serait infumable sans celà.
Des procédés en une seule étape ont été pro- posés aussi, mais ils sont tous des procédés ne permettant pas un traitement continu du tabac, c'est-à-dire ne pou- vant pas être incorporés à la chaîne de fabrication des cigarettes par exemple, et n'offrant pas les avantages pratiques voulus.
Dans un de ces procédés on utilise un appareil comprenant des grands bacs à fond percé devant être remplis séparément et reliés secondairement au circuit du solvant; dans ce cas, le solvant est de l'éther de pétrole (poids spécifique 0,62 - 0,63), très volatile, à vapeurs légères et inflammables, exigeant par conséquent un cir- cuit fermé,
Un autre auteur emploie une chambre à basse pression (chambre à vide), dans laquelle les feuilles de tabac sont suspendues; l'extraction se fait par du tri- chloréthylène ou un autre solvant organique saturé d'une sel@@ion aqueuse de nitrate de chaux.
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Un autre encore propose une chambre à haute pression, pour pouvoir maintenir à l'état liquide les hydrocarbures fluoro-chlorés normalement à l'état gazeux.
D'une manière générale, on peut dire que tous les procédés déjà décrits jusqu'ici donnent un tabac dont l'arome est très profondément modifié, parce que tous ces procédés tendent à extraire la totalité du matériel toxique; c'est d'ailleurs la raison pour laquelle beaucoup de pro- cédés font une réadjonction du matériel extrait dénicotini sé. En outre, tous ces procédés sont assez compliqués et couteux et mal appropriés pour être employés au cours de la fabrication habituelle du tabac.
Les inventeurs ont trouvé qu'il est indispensable pour éliminer ou réduire les effets toxiques, voir cancéri- gènes et irritants de la fumée, de traiter le tabac lui- même, de sorte à modifier sa structure. De cette manière, les substances cancérigènes et irritantes, ainsi que leurs . précurseurs, c'est-à-dire les substances qui sont trans- formées en composés cancérigènes et irritants au cours de la combustion du tabac, peuvent être au moins partielle- Ment éliminées du tabac, ou modifiées, de telle sorte qu'elles ne représentent plus de danger, lorsque le tabac est fumé.
Ce but est atteint en modifiant dans des condi- tiens toujours identiques la structure du tabac lui-mêmes par une extraction partielle, rapide et à froid effectuée en une seule étape sur du tabac tel qu'il se trouve na-
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'f turellement dans la chaîne de fabrication, avant la torré- faction ou le stockage, après coupage. Par cette modifica- tion de structure,, le processus de la combustion lors du fumage du tabac est modifié lui aussi, toujours de la même façon, et la fumée obtenue est moins riche en substances toxiques telles que les substances polymérisées, substances brunes, goudrons et hydrocarbures polycycliques.
On obtient le résultat désiré en utilisant un solvant organique inflammable, à point d'ébullition élevé, Dans un mode d'exécution préféré on emploie par exemple le tétrachlorure de carbone sec dans la proportion de 1- 2 litres de solvant pour 1 kilogramm de tabac, et on traite le tabac coupé contenant de préférence 10 - 15% d'humidité relative, .à température ambiante (18-25 C) pendant de pré- férence une heure au maximum avec ce solvant en contre courant. Le tabac extrait est rincé avec une petite quan- tité de solvant, égoutté et peut être débarassé des restes du solvant par un courant d'air ou tout autre moyen approp- rié avant de passer à la prochaine étape de la chaîne de fabrication.
Le solvant, quoiqutétant de préférence le tétrachlorure de carbone ou un autre hydrocarbure chloré, peut être choisi parmi tous solvants organiques inflammables et ayant un point d'ébullition au-dessus de 50 C. Le traite- ment est effectué à froid, c'est-à-dire à température am- biante, ce qui le simplifie considérablement.' Pour sa mise en oeuvre, tout moyens et installations permettant une ex- traction en continue peuvent servir.
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Le procédé suivant l'invention permet non seules ment d'extraire certaines substances nocives, ou leurs précurseurs, du tabac, mais surtout de modifier la structure de la feuille de tabac de telle sorte que les substances nocives, par suite des conditions de combustions modifiées,, ne peuvent plus se former qu'en quantités très réduites.
Le tabac obtenu par ce procédé est de structure modifiée, directement visible, en certains cas, au micro- scope, de telle sorte que sa combustion produit une furmée dans laquelle les matières goudronneuses sont diminuées d'au moins 30%, les dérivés de l'anthracène et du pyrène sont diminuées d'au moins 40% et le 3,4-benzopyrène est diminué d'au moins 55%. Les substances irritantes, con- tenues dans les matières goudronneuses, non cancérigènes par elles-mêmes, mais responsables d'une part de la toux du fumeur et favorisant d'autre part, le déclenchement du c@ ;er bronchique, se trouvent également réduites dans la fumée. La nicotine, d'autre part, quoique réduite, n'est pas enlevée totalement du tabac par le procédé selon l'in- vention.
La fumée obtenue par combustion d'un tabac traité selon l'invention ne présente plus de danger de produire un cancer, car les.substances cancérigènes et irritantes ne s'y trouvent plus qu'en quantités inoffensives..} Elle produit d'autre part un effet stimulant, très apprécié par la plupart des fumeurs. Ces avantages sont obtenus sans modification considérable du goût et de l'arôme de la fumée,
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de sorte que la fumeur jouit de tous les avantages d'un tabac sans risques de cancer. Si l'on désire, on peut di- minuer encore le contenu en nicotine en incorporant par exemple un bout filtrant,
Le procédé suivant l'invention peut être ef- fectué dans un tube en forme d'U ouvert à ses deux extrémi- tés, selon le schéma du dessin annexé.
Le tabac coupé 1, entraîné par une chaîne de transport 2 venant du coupage, est introduit dans le tube en U 3 muni d'un élévateur à tamis ou grilles 4. Par ces tamis le tabac est transporté en contre-courant dans une zone de solvant 5 à température ambiante, le tabac frais étant mis en contact d'abord avec le solvant le plus saturé, comme c'est usuel dans les ex- tractions à contre-courant. La vitesse de l'élévateur est réglée de façon à ne laisser le tabac en contact avec le solvant qu'une heure au maximum. Le solvant se trouvant dans le tube en quantité de 1 - 2 litres par kilo de tabac est continuellement renouvelé par du solvant frais introduit par le tube d'entrée 6. D'autre part, le solvant saturé et les extraits sont retirés continuellement par le tube de sortie 7.
Le solvant peut alors être récupéré de façon connue et réintroduit dans le circuit d'extraction, tandis que les extraits peuvent être fractionnés, purifiés et utilisés à leur tour. Le tabac extrait est rincé rapidement par une petite quantité de solvant projetée en un jet par le gicleur 8, puis s'égoutte dans une zona d'égouttage 9 au- dessus du niveau du solvant dans le tube,.: il passe alors par une zone de séchage 10 où il est débarrassé des restes
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du solvant, par exemple par un. courant d'air; ensuite, le tabac est transporté à la torréfaction ou au stockage, où la chaine de fabrication continue comme d'habitude.
La fumée de ce tabac tout en maintenant tout l'arome du tabac non traité, contient moins de substances goudronneuses et moins d'hydrocarbures polycycliques que le tabac non traité et ceci d'une manière entièrement re- productible d'une sorte de tabac à une au tre :
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<tb> % <SEP> Diminution <SEP> dans <SEP> la <SEP> fumée <SEP> du <SEP> tabac <SEP> traité
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Sortes ¯¯¯¯¯¯¯¯¯,¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.
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<tb> tabac' <SEP> Anthracène <SEP> Pyrènei <SEP> 3,4-Benzo- <SEP> Goudron
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<tb>
<tb> tabac' <SEP> pyrène
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Maryland <SEP> 41,2 <SEP> 38,2 <SEP> 63,9 <SEP> 32,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Orient <SEP> 43,3 <SEP> 43,0 <SEP> 64,,9 <SEP> 33,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Virginia <SEP> 48,5 <SEP> 45,0 <SEP> 54,0 <SEP> 34,2
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L'appareil décrit ci-dessus ne constitue qu'un moyen préféré pour effectuer le traitement du tabac selon l'invention. Il ne limite aucunement la portée de l'in- vention, et peut être remplacé par tout autre moyen per- mettant une extraction en continue rapide et à froid, c'est-à-dire à température ambiante, et se prêtant à être introduite dans la chaîne de fabrication habituelle.
Ainsi ce procédé permet d'obtenir, de façon con- stante, un tabac de structure particulière dans lequel la combustion n'entraine pas la formation d'une même quantité d'hydrocarbures polycycliques, en particulier de 3,4-ben.- zopyrène, que la combustion du tabac non traité.
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Le procédé selon l'invention est spécialement approprié pour la fabrication de cigarettes. Il peut être employé également pour traiter du tabac pour cigars ou pour pipe. On préfère cependant dans ces cas ne pas traiter le tabac coupé mais les feuilles entières ou les cigares manufacturés.
Revendications :
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1. Procédé de traitement du tabac-, caractérisé par le fait que celui-ci est modifié dans sa structure, de telle sorte que sa combustion produit une fumée dans la- quelle les matières goudronneuses sont diminuées d'au moins 30%, les dérivés de l'anthracène et du pyrène sont diminués d'au moins 40% et le 3,4-benzopyrène est diminué d'au moins 55%, et qui consiste à effectuer en une seule étape une extraction partielle, rapide et à froid, par un solvant organique ininflammable et à point d'ébullition au-dessus de 50 C.
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The present invention relates to a novel process for the treatment of tobacco, which makes it possible to obtain not only a reduction in the amount of gut.
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dron and nicotine in the tobacco itself, but above all a decrease in the amount of tar., carcinogens and irritants in the smoke from the combustion of treated tobacco.
The invention further relates to tobacco obtained by this process.
It is currently shown that the toxicity of tobacco smoke is linked on the one hand to the presence of nicotine and on the other hand to the presence of certain carcinogenic substances in the smoke.
The carcinogenic effects of smoke have been attributed mainly to 3,4-benzopyrene, but the current state of work in this field has shown that there are other carcinogenic aromatic hydrocarbons liable to form during combustion. tobacco such as dibenzo-3,4,9,10-pyrene, cyclo-penteno-5,6- (and -6,7,) - benzo-1,2-anthracene etc.
In addition, there are still other classes of substances endowed with a carcinogenic power: aliphatic hydrocarbons created by the phenomenon of "cracking" during the distillation of the paraffins existing in the tobacco leaves during drying. combustion, and brown colored polymerized substances based on pyrrol, aldehydes and ketones on the one hand and pyrroline, pyrrolidine, pyridine and their counterparts, phenols and organic acids on the other hand such as the products described by S. Neukomm and J. Bonnet (Helv. XXXIX, 1724, (1956); XL, 113, 717 (1957); Oncologia
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10; 107, 124, 137 (1957); Krebsforschung und Krebsbekâmp- fung (forthcoming).
However, if nicotine, a particularly volatile substance, is found both in natural tobacco and in the smoke of the latter, carcinogenic substances and among these mainly polycyclic hydrocarbons, are found almost exclusively in the tobacco. tobacco smoke. This means that the process of combustion during smoking is the essential phenomenon in the production of carcinogenic substances.
Tobacco smoke still contains irritants, such as volatile bases and polymeric derivatives also formed during the combustion of tobacco.
Until now, the only commercially available means of retaining certain groups of harmful substances contained in tobacco smoke, especially nicotine, has been the incorporation of a filter at the end of the cigarette or in a cigarette holder, filter formed from various organic or mineral materials (cellulose, silica, etc.); in most cases, the means used are therefore of a physical or physico-chemical nature and generally relate to a treatment of the smoke itself, with the aim of eliminating the nicotine therefrom.
Numerous methods have been proposed to decrease the amount of nicotine or tar in the tab itself. All of these methods use one or more
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601vgntg grganiqugg and êfêFF11Y @ nt according to leg ga6 aux
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tobacco leaf, cut tobacco or manufactured tobacco.
Most of the processes in question are carried out, however. in several stages, the main stage being an extraction, the other stages being either a humidification, or a modification of the pH by alkalization or by acidification, or an impregnation with an aqueous solution, and the like. before or after the main stage.
Furthermore, it should be noted that many of these processes include a step of re-adding the tar to the extracted tobacco, in order to restore the latter to a normal aroma, whereas it would otherwise be infumable.
One-step processes have also been proposed, but they are all processes which do not allow continuous treatment of tobacco, i.e. cannot be incorporated into the cigarette production line by example, and not offering the desired practical benefits.
In one of these processes, an apparatus is used comprising large tanks with a drilled bottom to be filled separately and connected secondarily to the solvent circuit; in this case, the solvent is petroleum ether (specific gravity 0.62 - 0.63), very volatile, with light vapors and flammable, therefore requiring a closed circuit,
Another author uses a low pressure chamber (vacuum chamber), in which the tobacco leaves are suspended; the extraction is carried out with trichlorethylene or other organic solvent saturated with an aqueous salt of nitrate of lime.
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Yet another proposes a high pressure chamber, in order to be able to maintain the fluoro-chlorinated hydrocarbons normally in the gaseous state in the liquid state.
In general, it can be said that all the processes already described so far give a tobacco whose aroma is very profoundly modified, because all these processes tend to extract all of the toxic material; this is also the reason why many processes re-add the material extracted from denicotine. Furthermore, all of these methods are quite complicated and expensive and not well suited to be employed in the course of usual tobacco manufacture.
The inventors have found that it is essential to eliminate or reduce the toxic, even carcinogenic and irritant effects of smoke, to treat the tobacco itself, so as to modify its structure. In this way, carcinogens and irritants, as well as their. precursors, that is to say, substances which are transformed into carcinogenic and irritant compounds during the combustion of tobacco, can be at least partially eliminated from tobacco, or modified, so that they do not represent more danger when tobacco is smoked.
This object is achieved by modifying, under always identical conditions, the structure of the tobacco itself by a partial, rapid and cold extraction carried out in a single step on tobacco such as it is found in nature.
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'f turally in the production line, before roasting or storage, after cutting. By this modification of structure, the process of combustion during the smoking of tobacco is also modified, always in the same way, and the smoke obtained is less rich in toxic substances such as polymerized substances, brown substances, tar and polycyclic hydrocarbons.
The desired result is obtained by using a flammable organic solvent, with a high boiling point, In a preferred embodiment, for example, dry carbon tetrachloride is employed in the proportion of 1 - 2 liters of solvent per 1 kg of tobacco. , and the cut tobacco containing preferably 10-15% relative humidity is treated at room temperature (18-25 C) for preferably at most one hour with this solvent in countercurrent. The extracted tobacco is rinsed with a small amount of solvent, drained and can be cleared of the remnants of the solvent by a stream of air or any other suitable means before proceeding to the next step in the production line.
The solvent, although preferably carbon tetrachloride or another chlorinated hydrocarbon, can be chosen from any flammable organic solvents having a boiling point above 50 C. The treatment is carried out cold, ie. that is to say at room temperature, which simplifies it considerably. ' For its implementation, any means and installations allowing continuous extraction can be used.
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The process according to the invention not only makes it possible to extract certain noxious substances, or their precursors, from tobacco, but above all to modify the structure of the tobacco leaf such that the noxious substances, as a result of the modified combustion conditions ,, can only be formed in very small quantities.
The tobacco obtained by this process is of modified structure, directly visible, in certain cases, under the microscope, so that its combustion produces a furmée in which the tarry substances are reduced by at least 30%, the derivatives of l Anthracene and pyrene are decreased by at least 40% and 3,4-benzopyrene is decreased by at least 55%. Irritating substances, contained in tarry materials, not carcinogenic in themselves, but responsible on the one hand for the smoker's cough and on the other hand promoting the triggering of the bronchial heart, are also reduced. in the smoke. Nicotine, on the other hand, although reduced, is not completely removed from tobacco by the process according to the invention.
The smoke obtained by combustion of a tobacco treated according to the invention no longer presents a danger of producing cancer, because the carcinogenic and irritant substances are only found there in harmless quantities.} It produces other share a stimulating effect, much appreciated by most smokers. These advantages are obtained without considerable modification of the taste and aroma of the smoke,
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so that the smoker enjoys all the benefits of cancer-free tobacco. If desired, the nicotine content can be further reduced by incorporating for example a filter tip,
The process according to the invention can be carried out in a U-shaped tube open at both ends, according to the diagram of the accompanying drawing.
The cut tobacco 1, driven by a transport chain 2 coming from the cutting, is introduced into the U-shaped tube 3 provided with a sieve or grid elevator 4. Through these sieves the tobacco is transported in counter-current in a zone of solvent at room temperature, the fresh tobacco being contacted first with the more saturated solvent, as is usual in countercurrent extracts. The speed of the elevator is adjusted so as to leave the tobacco in contact with the solvent for no more than an hour. The solvent in the tube in an amount of 1 - 2 liters per kilo of tobacco is continuously renewed by fresh solvent introduced through the inlet tube 6. On the other hand, the saturated solvent and the extracts are continuously withdrawn by the outlet tube 7.
The solvent can then be recovered in a known manner and reintroduced into the extraction circuit, while the extracts can be fractionated, purified and used in turn. The extracted tobacco is rinsed quickly with a small quantity of solvent projected in a jet by the nozzle 8, then drips into a drip area 9 above the level of the solvent in the tube,.: It then passes through a drying zone 10 where it is cleared of the remains
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solvent, for example by a. air flow; then, the tobacco is transported to roasting or storage, where the production line continues as usual.
The smoke of this tobacco, while retaining all the aroma of untreated tobacco, contains less tarry substances and less polycyclic hydrocarbons than untreated tobacco and this in an entirely reproducible manner of a kind of tobacco. another :
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<tb>% <SEP> Decrease <SEP> in <SEP> the <SEP> smoke <SEP> of the <SEP> tobacco <SEP> treated
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Types ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯, ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯.
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<tb> tobacco '<SEP> Anthracene <SEP> Pyrènei <SEP> 3,4-Benzo- <SEP> Tar
<tb>
<tb>
<tb> tobacco '<SEP> pyrene
<tb>
<tb>
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<tb> Maryland <SEP> 41.2 <SEP> 38.2 <SEP> 63.9 <SEP> 32.5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Orient <SEP> 43.3 <SEP> 43.0 <SEP> 64,, 9 <SEP> 33.3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Virginia <SEP> 48.5 <SEP> 45.0 <SEP> 54.0 <SEP> 34.2
<tb>
The apparatus described above constitutes only a preferred means for carrying out the treatment of tobacco according to the invention. It in no way limits the scope of the invention, and can be replaced by any other means permitting rapid and cold continuous extraction, that is to say at room temperature, and which can be introduced. in the usual production line.
Thus, this process makes it possible to obtain, in a constant manner, a tobacco of particular structure in which the combustion does not lead to the formation of the same quantity of polycyclic hydrocarbons, in particular 3,4-ben.- zopyrene. , than the combustion of untreated tobacco.
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The process according to the invention is especially suitable for the manufacture of cigarettes. It can also be used to treat cigar or pipe tobacco. However, it is preferred in these cases not to treat cut tobacco but whole leaves or manufactured cigars.
Claims:
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% f% i% '# i =' '? F''mi% i' F '"r'; ',% xmrFm'i% F'
1. Tobacco treatment process, characterized in that the latter is modified in its structure, so that its combustion produces a smoke in which the tarry materials are reduced by at least 30%, the derivatives anthracene and pyrene are reduced by at least 40% and 3,4-benzopyrene is reduced by at least 55%, and which consists of carrying out a partial, rapid and cold extraction in a single step, by a non-flammable organic solvent with a boiling point above 50 C.