ES2149189T5 - Metodo para producir laminas de tabaco reconstituido. - Google Patents
Metodo para producir laminas de tabaco reconstituido.Info
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Abstract
AQUI SE DESCRIBEN LAMINAS DE TABACO RECONSTITUIDO FABRICADAS DE POLVO DE TABACO Y COLA. MAS PARTICULARMENTE, EL POLVO DE TABACO TIENE UN TAMAÑO MEDIO DE PARTICULA EN EL MARGEN DE DESDE ALREDEDOR DE 60 MESH A ALREDEDOR DE 400 MESH PARA PRODUCIR LAMINAS DE TABACO RECONSTITUIDO QUE TIENEN DE ALREDEDOR DE 80% A ALREDEDOR DE 90% DE CONTENIDO DE TABACO CON CALIDAD Y DURABILIDAD MEJORADAS. EL REDUCIDO TAMAÑO DEL TAMAÑO DE LA PARTICULA DEL POLVO DE TABACO PERMITE UN INCREMENTO DEL CONTENIDO SOLIDO DE LA PASTA SIN INCREMENTAR POR ELLO LA VISCOSIDAD DE LA MISMA. EL INCREMENTO DE CONTENIDO SOLIDO REDUCE LA CARGA DE SECANTE DE LA LAMINA PRODUCIDA, POR LO QUE PERMITE UN INCREMENTO DE LA PRODUCTIVIDAD. LAS LAMINAS DE TABACO RECONSTITUIDO SE PUEDEN PREPARAR A PARTIR DE UNA PASTA QUE CONTIENE POLVO DE TABACO Y COLA QUE PUEDE SOMETERSE A UNOS MEDIOS PARA ELIMINAR EL AIRE ATRAPADO DENTRO DE LA PASTA ANTES DE MOLDEAR LA PASTA EN SABANAS. TAMBIEN SE DESCRIBE AQUI UN APARATO PARA DETERMINAR LA CANTIDAD DE AIREATRAPADO DENTRO DE LA PASTA PREPARADA DE ACUERDO CON EL PROCESO DE LA PRESENTE INVENCION.
Description
Método para producir láminas de tabaco
reconstituido.
Esta invención se refiere a un procedimiento para
producir láminas de tabaco reconstituido. Más particularmente, la
presente invención se refiere a métodos para producir láminas de
tabaco reconstituido de grosor uniforme y resistencia
aumentada.
En la fabricación de productos de tabaco, tales
como cigarrillos, parte del tabaco es, o resulta inadecuado para su
uso durante su tratamiento. En general, tallos de tabaco y
desperdicios de hojas se producen al cortar en tiras las hojas de
tabaco. Además, se produce polvo de tabaco durante el tratamiento,
manejo, y empaquetado del mismo. Con anterioridad se han utilizado
el polvo, los tallos de tabaco, y los recortes o desperdicios de
las hojas, para producir láminas de tabaco reconstituido, aunque
con éxito variable.
Una vez preparadas, las láminas de tabaco
reconstituido pueden ser cortadas de manera similar a una hoja de
tabaco auténtica, para producir relleno de tabaco adecuado para
cigarrillos y otros artículos de fumar. Durante el tratamiento de
este material para formar el relleno se precisa, con frecuencia,
someter las láminas de tabaco reconstituido a humedecimiento,
transporte, desecación, y corte. Al igual que una hoja de tabaco
real, cuando las láminas de tabaco reconstituido se cortan para
formar material de relleno, se produce un cierto grado de
fragmentación, que da lugar a polvo de tabaco como subproducto. La
capacidad de las láminas de tabaco reconstituido para soportar los
rigores del tratamiento con formación mínima de polvo de tabaco como
subproducto, son características muy deseables, ya que se reduce
así la pérdida de tabaco y se hace mínima la necesidad de producir
láminas de tabaco reconstituido adicionales. Además, se reducen
también los costes asociados a la fabricación de cigarrillos y
otros artículos de fumar.
A pesar de los diversos procedimientos para la
preparación de láminas de tabaco reconstituido conocidos en la
técnica, se han encontrado muchas dificultades en la fabricación de
las citadas láminas. Algunos de estos procedimientos son similares
a los de la fabricación de papel de tabaco, en los que con polvo de
tabaco se procede a formar las láminas, cuyo objeto es el uso de
dichas láminas como hojas de tabaco originales, es decir, que se
corta la lámina de tabaco de modo que se pueda combinar con otro
tabaco desmenuzado para uso como relleno de tabaco en la producción
de cigarrillos. Pueden ser utilizados también otros procedimientos
convencionales para la preparación de las citadas láminas. Por
ejemplo, en la patente de los EE.UU. 2.897.103, se describe un
procedimiento para fabricar láminas de tabaco que contienen una
parte sustancial de ingredientes que no son tabaco. Tales materiales
ajenos al tabaco proporcionan al cigarrillo, con frecuencia,
características de aroma indeseable, por lo que las cantidades de
dichos materiales deben ser reducidas al mínimo.
En otro procedimiento, descrito en la patente de
los EE.UU. nº 4.325.391, polvo de tabaco y un producto aglomerante,
ambos en un medio líquido, son unidos en un mezclador según una
acción a modo de batir huevos, para formar una suspensión
semifluida, y con esta suspensión se forman luego las láminas. Sin
embargo, una vez que las suspensiones de tabaco formadas mediante
estos procesos convencionales han sido moldeadas en láminas de
tabaco reconstituido, y subsiguientemente secadas, con frecuencia
se observan unas picaduras sobre la superficie de las láminas,
debido al aire que tiende a quedar retenido dentro de la mezcla de
la suspensión. Cada picadura que resulta de este aire retenido se
traduce en un punto delgado o hueco en la lámina final, lo que
reduce la resistencia de la lámina durante el tratamiento.
Además, la variación en el grosor de la lámina de
tabaco reconstituida tiende, también, a reducir su resistencia.
Cuando láminas de grosor no uniforme son cortadas en material de
relleno presentan una gran tendencia a la ruptura como resultado de
los puntos delgados existentes a lo largo de la superficie de la
lámina. A este respecto sería altamente deseable proporcionar una
lámina de tabaco reconstituido útil para la preparación del
relleno, en el que la longitud de éste no resulte limitada por las
picaduras de la lámina.
El documento
FR-A-2344236 describe la fabricación
de una lámina de tabaco a partir de partículas del mismo,
utilizando derivados de celulosa como aglutinante. El contenido de
sólidos de la suspensión de la que es formada la lámina es del 14%,
aproximadamente, y el contenido de tabaco de la lámina así formada
es del 67%, aproximadamente.
Un problema común con todas las láminas de tabaco
reconstituido preparadas con los procedimiento conocidos
anteriormente han sido las picaduras y el grosor no uniforme de las
láminas, que afecta a la resistencia de éstas. Además, la capacidad
para iniciar y concluir estos procedimientos de manera rápida y
eficiente no ha sido demostrada en los que se han desarrollados
anteriormente.
La presente invención proporciona un
procedimiento para fabricar una lámina de tabaco reconstituida, que
comprende:
a) preparar una suspensión que, a su vez
comprende: polvo de tabaco con un tamaño de partículas dentro de un
margen de malla de 120 a 400; un aglutinante consistente en goma; y
un medio acuoso; siendo la relación en peso entre el tabaco y el
aglutinante de 50:1 a 10:1; b) depositar la suspensión sobre un
soporte; c) secar dicha suspensión para formar una lámina de tabaco
reconstituido: y d) retirar la lámina de tabaco reconstituido del
soporte; caracterizado porque el aglutinante incluye goma de guar,
goma de algarrobilla, goma de tamarindo, o goma de xantano; porque
la suspensión preparada en la operación a) tiene un contenido de
sólidos del 17% al 30%; y porque la lámina de tabaco reconstituido
comprende del 80 al 90% de tabaco, siendo el resto sustancialmente
goma, humectante, agente conservante del tabaco, o agente
aromatizante.
La presente invención resuelve los problemas
antes citados al proporcionar unas láminas de tabaco reconstituido
más adecuadas para soportar los rigores del tratamiento. Esta
invención proporciona láminas de tabaco reconstituido que
comprenden polvo de tabaco con tamaño de malla 120 a 400, y un
aglutinante de goma, y que tienen un porcentaje de tabaco más alto
que las láminas de tabaco reconstituidas conocidas en la técnica.
Además, en la suspensión pueden ser utilizados humectantes, agentes
conservantes de tabaco, y otros aditivos, para preparar las láminas
de tabaco reconstituido de la presente invención.
Seguidamente se describirá la invención con
referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
- la fig. 1 es un gráfico del tamaño medio de las
partículas de polvo de tabaco, en micrómetros, frente a la
viscosidad, para una suspensión de un contenido de sólidos
dado;
- la fig. 2 es un diagrama de bloques del
procedimiento de la presente invención;
- la fig. 2a es un diagrama de bloques de una
realización alternativa del procedimiento de la presente invención;
y
- la fig. 3 muestra un aparato utilizado para
medir la cantidad de aire retenido dentro de la suspensión de
tabaco utilizada para producir las láminas de tabaco reconstituido
de la presente invención, mediante el proceso que aquí se
describe.
Con objeto de apreciar por completo esta
invención, los siguientes términos que aquí se emplean se definen
así:
"Envejecimiento" - tiempo que se permite que
el polvo de tabaco esté en contacto con el aglutinante o agente de
liberación del aglutinante elegido.
"Alargamiento" - capacidad de la lámina de
tabaco reconstituido para ser estirada antes de que se rompa. Este
valor se expresa en términos de tanto por ciento relativo.
"Contenido de volátiles en horno" o
"VH" - es la medición de la pérdida de peso, expresada en %,
de una muestra de relleno de tabaco después de mantener dicha
muestra en un horno con aire en circulación durante tres horas, a
100ºC. Aunque la pérdida de peso puede ser atribuible a volátiles
de tabaco, así como a contenido de agua, el VH se utiliza
indistintamente con el contenido de humedad, y debe ser considerado
el equivalente a dicho contenido de humedad, ya que en las
condiciones del ensayo, no más de un uno por ciento,
aproximadamente, del relleno de tabaco son volátiles distintos al
agua.
"Equilibrio de VH" - el VH de una muestra
después de equilibrada a una temperatura de 24ºC y 60% de humedad
relativa (HR) durante, al menos, 48 horas.
"Relleno" - tabaco cortado, mezclado,
curado, y con aromatizante, listo para la fabricación de
cigarrillos.
"Humectantes" - agentes higroscópicos tales
como glicerina y otros glicoles, que con frecuencia se añaden al
tabaco para ayudar a conservar la humedad y la plasticidad.
"Malla" - todos los valores que aquí se
citan corresponden a tamices normalizados de los Estados Unidos, y
dichos valores reflejan la capacidad de más del 95% de las
partículas de un tamaño dado para pasar a través de una pantalla de
un valor de malla dado. A este respecto, los valores de malla
reflejan el número de orificios de la malla por cada 6,45 cm^{2}
de pantalla (una pulgada cuadrada).
"Picadura" - imperfección, cavidad, o cráter
hallado con frecuencia en láminas de tabaco reconstituido debido a
la presencia de aire retenido dentro de la matriz de la suspensión
durante el moldeo.
"Lámina de tabaco reconstituido" - una
lámina de tabaco de grosor y plasticidad sustancialmente uniformes,
que puede ser producida por laminación o moldeo de polvo, tallos,
subproductos, y similares, de tabaco, que son triturados finamente
y pueden ser mezclados con un agente aglutinante o cohesivo.
"Humedad relativa" o "HR" - tanto por
ciento de agua en la atmósfera con relación a la mayor cantidad
posible de agua de saturación en la atmósfera, a la misma
temperatura.
"Densidad de la lámina" - una propiedad que
es la combinación del peso y grosor de una lámina de tabaco
reconstituido. Este valor se expresa en términos de g/ml.
"Resistencia" - capacidad de una lámina de
tabaco reconstituido para soportar los rigores del tratamiento, al
tiempo que se crea una cantidad mínima de subproducto de polvo de
tabaco.
"Fuerza de tracción" - cuantía de fuerza
aplicada a una lámina de tabaco reconstituida necesaria para
producir su rotura. Este valor se expresa en términos de N/M.
"Energía de tracción absorbida" o "ETA"
- combinación de resistencia a la tracción y alargamiento, es
decir, que representando la fuerza de tracción como ordenada frente
al alargamiento como abscisa, el área bajo la curva así formada
representa la ETA. Se estima que la ETA óptima es el valor en el que
la lámina de tabaco reconstituida proporciona una resistencia tan
buena, al menos, como la de una hoja auténtica de tabaco. Este
valor se expresa en términos de MN/m^{3}.
"Polvo de tabaco" - partículas de tabaco
diminutas, es decir, dentro de un margen de malla 8 y superior (es
decir, de tamaño más pequeño) hasta malla 400, aproximadamente,
creadas por la fragmentación del tabaco durante los muchos
tratamientos en la fabricación de él. Las partículas pueden ser de
hojas, tallos, y similares, de tabaco.
Como se apreciará en la exposición de la presente
invención, las láminas de tabaco reconstituido fabricadas con el
procedimiento aquí descrito poseen una calidad y una resistencia
mejoradas con respecto a las láminas de tabaco reconstituido
conocidas previamente en la técnica.
Con referencia a la fig. 1, este procedimiento
utiliza polvo de tabaco molido en seco hasta un nivel fino (es
decir, partículas tan pequeñas como de malla 400, aproximadamente,
o menores, de tamaño inferior a 32 micrómetros), consiguiéndose una
suspensión de tabaco con contenido total de sólidos más alto, al
tiempo que dicha suspensión mantiene la misma viscosidad que las
suspensiones de tabaco identificadas en el pasado. La fig. 1
muestra que al disminuir el tamaño de las partículas de tabaco, la
viscosidad de la suspensión disminuye para un contenido de sólidos
dado de dicha suspensión. Además, el uso de polvo de tabaco molido
finamente mejora la homogeneidad de la lámina de tabaco
reconstituido, lo que aumenta la longitud del relleno de tabaco que
puede ser preparado con aquél.
Además, el contenido de tabaco de la suspensión,
y finalmente la lámina prepara con ella es del 80 al 90%,
aproximadamente, y el 10 al 20% restante consiste en aglutinante,
humectantes, conservantes, y aromatizantes, lo que sobrepasa el
contenido de tabaco hallado en las láminas de tabaco reconstituido
preparadas anteriormente. Como otra ventaja, la fabricación de
láminas de tabaco reconstituido de acuerdo con el proceso de la
presente invención puede comenzar y cesar con relativa facilidad,
en comparación con los procedimientos disponibles con anterioridad
en la técnica que, con frecuencia, incluían un operación de
envejecimiento de la suspensión de tres horas, antes de su
vertido.
Con referencia a la fig. 2, en ella se muestra un
diagrama de bloques del procedimiento de la presente invención.
Materia prima de alimentación de tabaco seco, preferentemente polvo
de tabaco, es introducida en un molino donde es molida en seco y
cribada para obtener la distribución de tamaño deseada. El polvo de
tabaco molido es puesto en contacto con un medio acuoso, que puede
incluir aglutinantes, humectantes, aromatizantes, etc., en una
mezcladora de alto cizallamiento, para formar una suspensión de
tabaco. Alternativamente y como se muestra en la fig. 2a, el
aglutinante seco puede ser mezclado con el tabaco en polvo antes de
la mezcla de aquél con el medio acuoso. Después de la mezcla, la
suspensión de tabaco puede ser desaireada antes de proceder a
moldearla como una lámina sobre un dispositivo de soporte. La lámina
de tabaco reconstituido es secada luego y retirada de dicho
dispositivo de soporte. La lámina acabada puede entonces ser
cortada de igual modo que una hoja de tabaco auténtica, para
producir un relleno de tabaco adecuado para cigarrillos u otros
artículos de fumar.
Para preparar una lámina de tabaco reconstituida
de acuerdo con la presente invención se forma primero una
suspensión acuosa de tabaco. Dicha suspensión comprende polvo de
tabaco, un aglutinante, y un medio acuoso. Además, la suspensión
puede contener también un agente conservante del tabaco.
Preferentemente, los componentes de la suspensión se mezclan en una
mezcladora de cinta y luego se someten a cizallamiento en un
mezclador de alto cizallamiento. Luego, la suspensión es vertida
para su moldeo sobre una cinta sin fin en movimiento. La suspensión
así moldeada es pasada a través de un conjunto secador para retirar
la humedad, de modo que se forme una lámina de tabaco
reconstituido. Finalmente, la lámina puede ser retirada de la cinta
mediante cualquier instrumento agudo, tal como una rasqueta. La
retirada puede ser facilitada mediante el humedecimiento de la
lámina antes de proceder a separarla de la cinta con dicha
rasqueta.
En otra realización de la presente invención, el
aire que ha resultado arrastrado con la suspensión puede ser
retirado de ella antes de su vertido sobre la cinta.
Más específicamente, las láminas de tabaco
reconstituido de la presente invención pueden ser preparadas
mediante la combinación de polvo de tabaco de tamaño reducido de
partículas con un aglutinante en un medio acuoso, para formar una
suspensión. Dicha suspensión puede ser preparada según método de
tandas, o según un método continuo, mediante lo cual, el polvo de
tabaco puede ser mezclado con el aglutinante en agua, en un aparato
mezclador de alto cizallamiento, tal como un Waring Blender
fabricado por Waring, Connecticut, o un Cowles Dissolver fabricado
por Cowles, de Moorehouse, California. No obstante, se prefiere más
el uso de un refinador, para impartir un alto cizallamiento a la
suspensión. Pueden añadirse humectantes a dicha suspensión con
objeto de asegurar que el tabaco permanezca flexible. Si se desea,
pueden añadirse también agentes que conserven la calidad del tabaco
y que ayuden, con ello, a evitar la formación de moho.
Aunque puede ser utilizado polvo de tabaco
procedente de cualquier tipo de tabaco, se prefieren ciertos tipos
de subproductos de dicho polvo. Partículas especialmente preferidas
son las de las siguientes variedades de tabaco: Curado al humo,
Turco, Burley, Virginia, Maryland, Oriental, o cualquier combinación
de ellas.
El tamaño de las partículas de tabaco ha sido
examinado en relación con su efecto sobre el grado de resistencia.
De acuerdo con la presente invención, un tamaño de partículas
reducido es beneficioso debido a su efecto en la reducción de la
viscosidad de la suspensión de tabaco, lo que permite así aumentar
el contenido total de sólidos de dicha suspensión sin cambio
sustancial de su viscosidad. La mejora en el contenido de sólidos
de la suspensión reduce el trabajo de desecación del
procedimiento.
Además, mediante la elección de un tamaño de
partículas de tabaco más pequeño, puede requerirse menos
aglutinante para formar las láminas de tabaco reconstituido aquí
descritas. El aglutinante permite utilizar una mayor cantidad de
tabaco para la producción de la lámina. De esta manera se
proporcionan a la lámina de tabaco reconstituida unas
características de aroma y sabor más próximas a las de la propia
hoja de tabaco.
Sin pretender establecer teoría limitadora
alguna, se estima que mediante la molienda en seco del polvo de
tabaco hasta lograr un tamaño de partículas más fino, la pectina
contenida en el tabaco será liberada de manera más eficiente y
completa y con mayor rapidez. A este respecto, la reducción en el
tamaño de las partículas tiende a permitir un tiempo de depósito
más rápido cuando está en contacto con fosfato diamónico
("DAP") y amoníaco, debido a la mayor área superficial del
polvo de tabaco con valores de malla más pequeños. Además, el
contenido total de sólidos, más alto, reduce también el tiempo
necesario para secar la lámina, lo que se traduce en un método más
eficiente y de coste más reducido para la fabricación de láminas de
tabaco reconstituido.
Tamaños medios adecuados de las partículas de
polvo de tabaco para uso en la fabricación de las láminas de tabaco
reconstituido de la presente invención, pueden ser elegidos dentro
de un margen de malla de 120 a 400, aproximadamente, o mayores (es
decir, tamaños de partículas más pequeños). No obstante, se
prefiere un tamaño de partículas de tabaco de malla 120,
aproximadamente.
Ventajosamente, un agente liberador de pectina se
incluye en la suspensión, para liberar la pectina del tabaco.
Para una revisión descriptiva de las gomas,
véanse las publicaciones "Gums and stabilizers for the food
industry" (Gomas y estabilizadores para la industria
alimentaria), IRL Press (G.O. Phillip y col. edics. 1988); Whistler,
"Industrial Gums: polysaccharides and their derivatives"
(Gomas industriales: polisacáridos y sus derivados), Academic Press
(2ª ed. 1973); y Lawrence, "Natural gums for edible purposes"
(Gomas naturales para fines comestibles), Noyes Data Corp.
(1976).
Varias gomas y pectinas han sido utilizadas como
aglutinantes en las láminas de tabaco reconstituido, para ayudar a
mantener intacta la integridad de dichas láminas.
El aglutinante particularmente preferido para uso
en la presente invención es la goma de guar.
El polvo de tabaco y el aglutinante pueden ser
empleados ventajosamente con una relación de peso de 50:1 a 10:1,
aproximadamente. Esta relación puede variar algo en función del
tamaño de las partículas de tabaco y de los tipos de tabaco elegido
para la fabricación de las láminas de tabaco reconstituido de la
presente invención.
Cuando se usa goma de guar como aglutinante, se
prefiere que el pH de la suspensión sea ligeramente ácido, de 5 a 6,
aproximadamente.
Se prefiere calentar el aglutinante a una
temperatura aproximada de entre 250ºC a 85ºC, antes de dar a la
suspensión forma de lámina. Más preferentemente, el aglutinante,
mientras está en la suspensión, es calentado aproximadamente de
15ºC a 95ºC.
Otra realización preferida comprende una
combinación de aglutinantes con agente liberador de pectina, por
ejemplo, DAP y amoníaco u otro de los agentes liberadores aquí
descritos. Mediante la variación de la cantidad relativa de estos
componentes en la suspensión, pueden ajustarse los atributos
subjetivos de la lámina de tabaco reconstituido a niveles
intermedios de la lámina construida, utilizando uno solo de
cualquiera de los componentes.
Además, el agua utilizada para preparar la
suspensión de tabaco puede ser agua dura o agua blanda, teniendo en
cuenta el aglutinante utilizado. Es decir, que si en la suspensión
está incluida pectina de tabaco, se prefiere agua blanda, de modo
que se evite o reduzca al mínimo la formación de fosfato de calcio
al preparar la solución de DAP.
Polvo de tabaco de acuerdo con el tamaño medio de
partículas de esta invención puede ser obtenido a partir de
cualquiera de los procedimientos conocidos para fabricar productos
de tabaco, como subproducto incidental de estos procedimientos. A
este respecto, el tamaño de las partículas de polvo de tabaco puede
ser reducido de acuerdo con la presente invención mediante
cualquier procedimiento que, en general, sea capaz de moler
partículas. No obstante, entre estas técnicas de molienda se
prefieren las de impacto y de laminación. El porcentaje de tamaños
de partículas obtenidas mediante cada uno de estos métodos se
muestra en la Tabla 1 siguiente:
Con objeto de reducir el margen de tamaño de las
partículas que se utilizan en los procedimientos de la presente
invención, puede ser empleada una técnica que sea capaz de
distinguir entre varios tamaños de partículas. Puede emplearse
cualquier instrumento o técnica que ofrezca las capacidades para
conseguir este objetivo, aunque se prefiere un comprobador de tamiz
"Alpine" fabricado en Alemania, para la obtención de un tamaño
medio de partículas de malla de 120 a 400, aproximadamente.
Resulta ventajoso también utilizar polvo de
tabaco con un valor de malla alto, preferentemente con tamaño de
partículas sustancialmente uniforme, ya que dicho tamaño de
partículas proporcionará una reacción más fácil y completa en la
suspensión entre el polvo de tabaco y el aglomerante. Las láminas de
tabaco producidas a partir de polvo de tabaco de malla 120, 200, y
400, aproximadamente, presentan las características que se muestran
en la siguiente Tabla 2.
A la vista de los datos contenidos en la Tabla 2
puede apreciarse que polvo de tabaco de partículas de tamaño más
pequeño proporciona características de mayor resistencia a la lámina
de tabaco reconstituido de la presente invención, debido a las
interacciones químicas mejoradas que se estima se producen entre las
partículas y el aglutinante. Por tanto, estas interacciones
químicas, en el caso de pectina de tabaco, se estima facilitan la
liberación de dicha pectina del polvo de tabaco. Se produce una
interacción más rápida y eficiente debido a la mayor área
superficial creada por un tamaño de partículas reducido. Si está
presente pectina de tabaco se mejora la interacción entre el polvo
de tabaco y la combinación de DAP y amoníaco.
De acuerdo con una modalidad de la presente
invención, puede añadirse también un humectante a la suspensión de
tabaco, para beneficiarse de su conocida capacidad para actuar como
plastificante. Puede utilizarse cualquier humectante, aunque los
glicoles, tales como la glicerina, propilenglicol, y similares,
pueden ser empleados ventajosamente en el procedimiento aquí
descrito. Además, agentes útiles para la conservación del tabaco,
tales como propionatos, carbonatos, benzoatos, y similares, pueden
ser empleados también como fungicidas y antioxidantes en las
láminas de tabaco reconstituido de la presente invención. Preferido
entre estos agentes está el sorbato de potasio.
Durante la preparación de la suspensión, el
contenido total de sólidos es de entre el 17% y el 30%,
aproximadamente, con preferencia del 17% al 25%, aproximadamente.
De este margen preferido, aproximadamente el 80 al 90% del total de
los sólidos debe ser tabaco, con objeto de proporcionar una calidad
más alta de la lámina de tabaco reconstituido con características
de aroma mejoradas. Como antes se ha dicho, la suspensión puede ser
formada según un método de tandas, o con un método continuo,
teniendo en cuenta el margen antes citado de contenido de
sólidos.
Para formar la suspensión de tabaco se utilizan
partículas de tabaco pequeñas, preferentemente dentro de un margen
de malla de 120 a 400. El aire que queda retenido dentro de la
suspensión puede ser retirado antes del vertido de aquélla, con
objeto de producir láminas de tabaco reconstituido de calidad
superior, es decir, que tengan un grosor de lámina uniforme con
picaduras mínimas observables en ellas.
En la Tabla 3 siguiente se expone el efecto de la
retirada del aire de la suspensión de tabaco antes de su vertido.
Las suspensiones utilizadas para formar las láminas del ensayo
fueron sometidas a un vacío de 38 cm de mercurio, aproximadamente,
antes de su vertido; las láminas de control no se sometieron a
vacío.
En este ejemplo se emplea pectina cítrica en un
aglutinante. No obstante, se apreciará que pueden conseguirse
efectos similares con los aglutinantes de la invención.
De acuerdo con la presente invención, la
suspensión de tabaco puede ser vertida o extruída sobre una
superficie de soporte. Esta superficie puede ser una cualquiera de
un cierto número de ellas, aunque se prefiere una cinta continua de
acero inoxidable. En cualquier caso, en una modalidad de la presente
invención, antes de situar la suspensión sobre la superficie de
soporte ha de retirarse el aire que haya quedado retenido en dicha
suspensión.
Para retirar sustancialmente todo el aire
contenido en la suspensión puede ser utilizado cualquier número de
instrumentos, conjuntos o técnicas, antes del vertido o laminado de
la suspensión para formar las láminas de tabaco. Un instrumento
particularmente preferido es el "Versator", fabricado por
Cornell Machine Company, de Springfield, New Jersey. Con el
Versator, puede ser aplicado un vacío al recipiente, entre la
operación de formación de la suspensión y la operación de su
vertido, a presión atmosférica reducida, o desde 500 mm a 760 mm de
mercurio, aproximadamente.
Además, dado que muchos de los aglomerantes
adecuados para su uso en la producción de láminas de tabaco
reconstituido pueden ser susceptibles de hidrólisis a temperaturas
excesivamente elevadas, el margen de temperatura preferido para el
vertido de la suspensión sobre la cinta es aproximadamente de 25ºC
a 95ºC. Una temperatura particularmente preferida es aproximadamente
de 85ºC. Mediante el vertido a temperaturas dentro de este margen
preferido, la viscosidad de la suspensión se reduce, por lo que
como antes se ha descrito, puede obtenerse un contenido total de
sólidos aumentado para esta suspensión, con el mismo grado de
viscosidad.
Según otro aspecto de la presente invención, se
proporciona un aparato, que se muestra en la fig. 3, que puede ser
utilizado para medir la cantidad de aire que puede ser retirada de
la suspensión. Esta cantidad variará en función del grado de vacío
que se aplique al recipiente y el tiempo en que esté aplicado dicho
vacío. Para efectuar esa medición, una masa conocida de la
suspensión, de 15 a 20 gramos aproximadamente, se coloca en una
sección inferior tarada 17 del aparato 1, que contiene una barra 11
de agitación magnética. Puede ser utilizada cualquier cantidad
predeterminada de la suspensión, teniendo en consideración los
límites de tamaño de la sección inferior tarada 17 del aparato 1. La
junta superior 16 de la sección inferior tarada 17 del aparato 1
debe tener la junta inferior 14 de la sección superior 18 del
aparato 1 insertada en ella. Entonces, las abrazaderas 15 han de
ser colocadas en torno a la unión de la junta superior 16 de la
sección inferior y la junta inferior 14 de la sección superior 18
del aparato 1, de modo que la sección superior 18 y la sección
inferior 17 queden así sujetas. La parte calibrada 13 del aparato
1, que puede estar marcada en milímetros o cualquier otra unidad de
volumen adecuada, debe ser rellenada con líquido a temperatura
ambiental, preferentemente de baja viscosidad, por ejemplo agua, sin
que ello perjudique a la suspensión, a través de una abertura 12
situada en la parte superior del aparato 1 y hasta cualquier nivel
de la parte calibrada 13 de dicho aparato 1, pero se prefiere un
nivel de 2 a 3, aproximadamente, de dicha parte calibrada. Aunque
puede utilizarse cualquier líquido que no reaccione con la
suspensión de tabaco, se prefiere un líquido de baja viscosidad en
vez de los de alta viscosidad, ya que un líquido de viscosidad alta
requerirá mayor tiempo para la retirada del aire arrastrado.
Una vez añadido el líquido y debidamente anotada
la marca en la parte calibrada 13 del aparato 1, puede ser
conectado el agitador magnético 10 para comenzar a agitar despacio
la mezcla de la suspensión. Esto se continúa durante
aproximadamente 5 a 15 minutos, o hasta que la suspensión esté
disuelta o resulte homogénea. El agitador magnético 10 puede ser
desconectado entonces, para permitir equilibrar el sistema. De esta
manera, la cantidad de aire retenido dentro de la muestra de la
suspensión puede ser determinada por resta del nuevo nivel
alcanzado ahora por el líquido en la parte calibrada 13 del
aparato, de la lectura inicial.
Los valores así obtenidos pueden ser utilizados
ahora de acuerdo con la fórmula siguiente, para determinar el
contenido de aire de la suspensión de tabaco como ml aire/kg de
suspensión:
\frac{\text{Lectura volumen
inicial (ml) - Lectura volumen final (ml)}}{\text{Peso de la
suspensión (g)}} x
1000
La determinación del contenido de aire en la
suspensión en un período de ensayos permitirá a un operario
establecer un juicio bien informado basado en la experiencia
anterior en cuanto a la cantidad de aire contenida en la suspensión,
y cómo la cantidad de aire arrastrado en ella afectará a la
resistencia de la lámina que se ha formado. Por tanto, resulta
ventajoso tomar tales mediciones durante la producción de las
láminas de tabaco reconstituido, con objeto de producir láminas con
la más alta calidad y resistencia que permitan los diversos
parámetros y componentes.
Después de la retirada del aire de la suspensión,
ésta, ahora sustancialmente libre de aire, puede ser vertida sobre
cualquier dispositivo de soporte, tal como una cinta de acero
inoxidable. La temperatura a la que la suspensión vertida debe ser
secada está dentro de un margen aproximado de 95ºC a 370ºC, aunque
se prefiere un margen de 100ºC a 315ºC, aproximadamente. La cinta
de acero puede avanzar a una velocidad aproximada de 30 m/min a 150
m/min, aproximadamente, aunque una velocidad típica de trabajo es
de 120 m/min, aproximadamente. Una vez vertida, la lámina puede ser
secada para retirar el medio acuoso utilizado en la suspensión. La
desecación de la suspensión ahora vertida para formar láminas de
tabaco reconstituido puede conseguirse por cualquier método
convencional, aunque se prefiere un secador calentado por gas o una
cinta calentada por vapor de agua.
Dado que se consigue un contenido total de
sólidos mayor en la suspensión de tabaco, como antes se ha
descrito, la cantidad de medio acuoso presente en la suspensión se
reduce. Por tanto, las láminas de tabaco reconstituido de la
presente invención pueden ser secadas a una velocidad más rápida.
Las láminas deben secarse hasta un nivel del 14% al 18% de VH,
aproximadamente, siendo preferido un 16% de VH. Se prefiere que las
láminas sean retiradas de la cinta cuando se hayan secado a un
valor de VH aproximado del 25% al 40%.
Después de la retirada de la lámina, la cinta
puede ser tratada con un 10%, aproximadamente, de ácido cítrico,
para solubilizar los depósitos que queden sobre dicha cinta. Un
cepillo que gire en contra de la dirección en que es conducida la
cinta liberará dichos depósitos, presentes después del tratamiento
con ácido cítrico como una película ablandada, que puede ser lavada
y retirada de la cinta con agua. La cinta puede ser secada y tratada
luego con un agente liberador, tal como lecitina, de modo que quede
lista para uso ulterior y pueda facilitarse así la retirada de la
lámina de la cinta.
Las láminas de tabaco reconstituido de la
presente invención pueden ser cortadas en cuadrados de 50 mm a 150
mm, aproximadamente, por medio de un dispositivo de corte, después
de haber sido retiradas de la cinta de acero inoxidable. Puede
emplearse cualquier dispositivo de corte, aunque se prefiere un
cortador en ángulo. También se prefiere un cuadrado con un tamaño
aproximado de 100 mm, de modo que la mezcla con tabaco de hojas
auténticas cortadas pueda conseguirse fácilmente antes de la
preparación del relleno de tabaco.
Como se ilustra en la Tabla 4 siguiente, las
láminas de tabaco reconstituido producidas de acuerdo con el
procedimiento de la presente invención demuestran unas
características muy superiores, en comparación con las láminas de
tabaco reconstituido preparadas mediante procedimientos
convencionales, expuestas como "control" en la Tabla 4, con
cualquiera de los cuatro tamaños de partícula de tabaco
elegidos.
La misma suspensión se utilizó para preparar las
láminas, tanto de control como de ensayo, para un tamaño de
partícula dado, como se expone en la Tabla 4, excepto en que se
aplicó un vacío de 380 mm de mercurio, aproximadamente, a la
suspensión para desairearla antes del vertido de la lámina de
ensayo. Dadas las dificultades para la reproducción de las
suspensiones en laboratorio, los datos para una lámina de ensayo
dada deben ser comparadas con su lámina de control, solamente, y no
deben ser comparadas con datos procedentes de otros ensayos.
El aglutinante de este ejemplo es pectina de
tabaco, pero se apreciará que se consigue un efecto similar con el
uso de los aglutinantes de la invención.
Láminas de tabaco reconstituido formadas a partir
de los procedimientos aquí descritos, pueden ser utilizadas solas o
en combinación con hojas de tabaco auténticas, para crear rellenos
adecuados para uso en cigarrillos y otros artículos de fumar. La
hoja de tabaco real utilizada en conjunción con estas láminas de
tabaco reconstituido puede ser de cualquiera de las variedades de
tabaco antes citadas. Los métodos de la presente invención son
capaces de producir láminas de tabaco reconstituido que están
compuestas sustancialmente, de solo una de las variedades de tabaco
identificadas, o alternativamente, puede estar compuestas de
cualquier combinación de ellas.
Aunque la presente descripción se refiere a
láminas hechas de tabaco reconstituido, se contempla que esta
invención comprenda tubos, hojas laminadas, varillas, y similares,
de tabaco reconstituido, en forma continua o cortada. De igual
modo, cualquiera de estas estructuras de tabaco reconstituido puede
ser utilizada ventajosamente para preparar rellenos de tabaco,
cuando dichas estructuras son sometidas al tratamiento adecuado.
Además, se contempla también en la presente invención que puedan
ser formadas otras composiciones para ser fumadas basadas en otros
materiales combustibles bien conocidos en la técnica, que incluyen
una cierta variedad de plantas con hojas de producción natural o
cultivadas, ya sea individualmente o en combinación con tabaco, en
estructuras similares a las aquí descritas y por medio del
procedimiento de la presente invención.
Se contempla también en esta invención, que las
partículas de polvo de otras plantas con hojas puedan beneficiarse
del procedimiento aquí descrito para fabricar láminas
reconstituidas u otras estructuras que comprendan polvo de dichas
hojas, con fines no necesariamente asociados a los procesos de
combustión de los artículos de fumar.
Los siguientes ejemplos se exponen con fines de
ilustración, y no están destinados a limitar en modo alguno el
alcance de la presente invención.
(Prueba
37)
Una suspensión de partículas de tabaco en la que,
al menos, el 95% en peso de dichas partículas pasaban a través de
una pantalla de malla 120 fue preparada en un mezclador Waring,
para obtener una suspensión con un contenido total de sólidos del
17%, que comprendía aproximadamente 10 partes de pectina cítrica;
aproximadamente 7 partes de propilenglicol; y aproximadamente 3,7
partes de glicerina, por cada 100 partes de polvo de tabaco de
malla 120, en agua suficiente para preparar una dispersión del 25%
de pectina.
Después de preparada dicha suspensión se aplicó a
ésta un vacío aproximado de 380 mm de mercurio, por medio de una
bomba de vacío durante un período de tiempo de 2 minutos,
aproximadamente, con objeto de retirar el aire que hubiese sido
arrastrado en la suspensión debido, entre otras cosas, a la mezcla
altamente cizallante del mezclador Waring.
La suspensión fue transferida luego a una caja de
vertido sin ser envejecida, y se formó una lámina sobre una placa
de acero inoxidable limpia. Esta placa había sido tratada
previamente con lecitina, para facilitar la retirada de la lámina
de ella. La lámina recién formada fue secada en un baño de vapor
durante un tiempo aproximado de 3 a 4 minutos, antes de ser rascada
para separarla de la placa.
Se determinó la prueba de VH, que era del 14,1%,
aproximadamente. Esta lámina de tabaco reconstituida tenía un peso
aproximado de 130 g/m^{2}, un grosor aproximado de 0,22 mm, y una
densidad aproximada de 0,58 g/ml.
Mediante la aplicación de vacío a la suspensión,
las picaduras, halladas típicamente en láminas de este tipo, se
redujeron drásticamente. Se midió y determinó la calidad física de
la lámina, que resultó ser: fuerza de tracción, 540 N/M; ETA x
10^{3}, 16 MN/m^{3}; y alargamiento, 1,9%.
(Prueba
64)
Para evaluar y comparar la calidad de la lámina
preparada en el Ejemplo 1, se preparó una suspensión de tabaco con
un contenido total de sólidos del 17%, aproximadamente, en un
mezclador Waring, utilizando los mismos componentes que se han
descrito anteriormente en el Ejemplo 1. No obstante, para esta
lámina no se aplicó vacío a la suspensión vertida previamente. Se
hizo la prueba de VH, que se determinó era aproximadamente del
14,8%. Las características físicas de esta lámina de tabaco
reconstituido fueron: peso, 180 g/m^{2}; grosor, 0,33 mm; y
densidad de la lámina 0,56 g/ml.
Se determinó la calidad física de esta lámina de
tabaco reconstituido, que fue la siguiente: fuerza de tracción, 413
N/M; ETA x 10^{3}, 9,81 MN/m^{3}; y alargamiento, 1,8%.
(Prueba
38)
Se preparó una suspensión de tabaco en agua, por
medio de un mezclador Waring, que comprendía 10 partes,
aproximadamente, de pectina cítrica; 3,7 partes, aproximadamente,
de glicerina; y 7 partes, aproximadamente, de propilenglicol, por
cada 100 partes de tabaco de malla 400 en agua. Se determinó que la
suspensión tenía un contenido total aproximado de sólidos del 18%,
en agua suficiente para preparar una dispersión del 25%,
aproximadamente, de pectina.
Esta suspensión fue sometida a un vacío
aproximado de 380 mm de mercurio, durante un tiempo aproximado de 2
minutos, con objeto de retirar el aire que había resultado
arrastrado dentro de la suspensión. Dicha suspensión se vertió y
secó como se describe anteriormente en el Ejemplo 1. Se hizo la
prueba de VH, que fue del 15,3%, aproximadamente. Las
características físicas de la lámina acabada fueron: peso, 153
g/m^{2}; grosor, 0,14 mm; y densidad, 1,16 g/ml.
Mediante el uso de partículas de tabaco de tamaño
de malla 400, aproximadamente, se produjo una lámina de calidad
física mejorada. Dicha calidad física se midió y determinó, y
resultó la siguiente: fuerza de tracción, 726 N/M; ETA x 10^{3},
37,5 NM/m^{3}; y alargamiento, 3,6%.
(Prueba
67)
Se preparó una suspensión por medio de un
mezclador Waring, que contenía los mismos componentes, y
aproximadamente en las mismas proporciones que los utilizados en el
Ejemplo 3 anterior. Se consiguió en dicha suspensión un contenido
total aproximado de sólidos del 19%. No se aplicó vacío a la
suspensión preformada, aunque dicha suspensión fue vertida y secada
como se describe en el Ejemplo 1.
Se hizo la prueba VH, que fue del 14,4%. Se
determinaron igualmente las características físicas de la lámina de
tabaco reconstituido, que fueron: peso, 142 g/m^{2}, grosor, 0,14
mm; y densidad de la lámina 0,98 g/ml.
Con la omisión del vacío se observó una marcada
disminución en la calidad física de la lámina, en términos de
resistencia. Las características de lámina formada sin aplicación
de vacío fueron: fuerza de tracción, 730 N/M; ETA x 10^{3}, 22,3
NM/m^{3}; y alargamiento, 2,1%.
Claims (26)
1. Un procedimiento para fabricar una lámina de
tabaco reconstituido, que comprende:
a) preparar una suspensión que, a su vez,
comprende: polvo de tabaco con una tamaño de partículas dentro de
un margen de malla de 120 a 400; un aglutinante consistente en
goma; y un medio acuoso; siendo la relación en peso entre el tabaco
y el aglutinantes de 50:1 a 10:1;
b) verter la suspensión sobre un soporte:
c) secar la suspensión vertida para formar una
lámina de tabaco reconstituido; y
d) retirar la lámina de tabaco reconstituido del
soporte; caracterizado porque::
- -
- el aglutinante incluye una goma de guar, una goma de algarrovilla, goma de tamarindo o goma de xantano; porque la suspensión preparada en la operación a) tiene un contenido de sólidos del 17% al 30%; y porque la lámina de tabaco reconstituido comprende del 80 al 90% de tabaco, siendo el resto sustancialmente goma, humectante, agente conservante de tabaco, o agente aromatizante.
2. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el aglutinante incluye guar
hidroxietílico, guar hidroxipropílico, goma de algarrobilla
hidroxietílica, o goma de algarrobilla hidroxipropílica.
3. Un procedimiento según la reivindicación 1,
cuyo aglutinante es goma de guar.
4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la suspensión formada
en la operación (a) comprende un humectante.
5. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que el humectante es glicerina o
propilenglicol, o cualquier combinación de ellos.
6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la suspensión formada
en la operación a) comprende un agente conservante del tabaco.
7. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 6ª, en el que el agente conservante del tabaco es,
al menos, uno de los propionatos, carbonatos, benzoatos, o sorbato
de potasio.
8. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que antes de la operación
b) es retirado el aire arrastrado dentro de la suspensión.
9. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 8ª, en la que el aire arrastrado dentro de la
suspensión es retirado mediante la aplicación de vacío.
10. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que antes de la operación
b), el aglutinante es calentado a una temperatura dentro de un
margen de 25ºC a 85ºC.
11. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el polvo de tabaco
comprende tallos y hojas de tabaco.
12. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el polvo de tabaco
comprende partículas de, al menos, una de las variedades Curado con
humo, Turco, Maryland, Burley, Virginia, u Oriental.
13. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el pH de la suspensión
formada en la operación a) es de 5 a 6.
14. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la
operación de envejecer la suspensión durante un tiempo de 1/4 de
hora a tres horas, antes de la operación b).
15. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el polvo de tabaco se
prepara mediante molienda en seco.
16. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el medio acuoso es
agua.
17. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la suspensión formada en
la operación a) tiene un contenido total de sólidos del 17% al 25%,
aproximadamente.
18. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la operación a)
comprende, además, el avance de la suspensión a través de un
aparato mezclador de alto cizallamiento.
19. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el soporte es una cinta
de acero inoxidable.
20. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la
operación de tratar el soporte con una solución del 10%,
aproximadamente, de ácido cítrico después de la operación d).
21. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, que comprende, además, la
operación de tratar el soporte con un agente liberador antes de la
operación b).
22. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 21ª, en el que el agente liberador es lecitina.
23. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la operación c) se lleva
a cabo utilizando un aparato secador por aire.
24. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la operación c) se lleva
a cabo utilizando un aparato secador por vapor de agua.
25. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la operación a) se lleva
a cabo en modalidad de tandas.
26. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera
de las reivindicaciones 1ª a 24ª, en el que la operación a) se
lleva a cabo en modalidad continua.
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