專利名稱：復(fù)原煙草薄片及其制造和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造復(fù)原煙草薄片的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及制造具有均勻厚度和改善的加工耐受性的復(fù)原煙草薄片的方法。
在制造煙草制品(例如紙煙)的過程中，有一部分煙草在加工時變?yōu)椴贿m合使用的物料。這通常是由于煙葉的剝落而產(chǎn)生煙草梗和散葉。此外，在煙草的處理、搬動和裝運(yùn)過程中也產(chǎn)生煙草末。過去人們已經(jīng)利用煙草末、煙草梗和散葉來制造復(fù)原煙草薄片，但是效果有好有壞。
一旦制成復(fù)原煙草薄片，便可使用整葉煙草的切割相同的方法將該薄片進(jìn)行切絲，以制造適用于紙煙和其他煙制品的煙草填充料。在將復(fù)原煙草薄片加工成填充料的過程中，往往要求薄片能經(jīng)得起潤濕、傳送、干燥和切絲。與整葉煙草一樣，再生煙草薄片在被切成充料時多少也會出現(xiàn)破碎，從而產(chǎn)生煙草末作為副產(chǎn)物。對于煙草薄片來說，其經(jīng)受住加工的嚴(yán)峻條件、在加工過程中僅生成最少量煙草末副產(chǎn)物的能力是一種非常合乎需要的特性，這是因?yàn)檫@樣可減少煙草的損失并使制造額外的復(fù)原煙草薄片以滿足不斷需求的必要性減少到最低程度。從那個意義上說，制造紙煙和其他煙制品的成本可以降低。
盡管在本技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)有各種各樣制造煙草薄片的方法，但是在制造薄片的過程中還是遇到了許多困難。其中有些方法與制造煙卷包裝紙的方法相似，即將煙草末制成薄片，以便與原來的煙葉一樣使用;也就是說將煙草薄片切絲，使其與其他的切碎煙草混合，在紙煙的制造中用作填充料。其他常用方法也可以用來制造這樣的薄片。例如，2，897，103號美國專利公開了一種制造含有相當(dāng)大部分非煙草成分的煙草薄片的方法。這些非煙草物質(zhì)往往使紙煙具有不受歡迎的煙味，因此其用量應(yīng)減少到最低程度。
4，325，391號美國專利介紹的另一種方法是將置于液體介質(zhì)中的煙草末和粘合劑放入一個象打蛋器那樣工作的混合器中進(jìn)行混合，以生成淤漿，然后，將該淤漿澆注成薄片。但是，由這些常用方法制成的煙草淤漿一旦澆注成復(fù)原煙草薄片并進(jìn)行干燥后，在薄片的表面經(jīng)常會出現(xiàn)凹痕，這是由淤漿混合物內(nèi)夾帶的空氣造成的。由夾帶的空氣產(chǎn)生的每個凹痕都會轉(zhuǎn)化成最終薄片中的一個淺薄的斑點(diǎn)或孔隙，從而使薄片的加工耐受性降低。
此外，復(fù)原煙草薄片的厚度變動也會使其加工耐受性降低。用厚度不均勻的薄片切絲成填充料時，由于沿薄片的表面有許多淺薄的斑點(diǎn)，薄片更易于破碎。從那個意義上說，非常需要提供這樣一種用于制備填充料的復(fù)原煙草薄片，用該薄片制得的填充料的長度不會受到薄片的凹痕的限制。
對于用以前已知的復(fù)原制得的工藝過程煙草薄片來說，一個共同的問題是薄片有凹痕且厚度不均勻，這影響到薄片的加工耐受性。此外，以前研究的那些工藝過程并不能使過程迅速而有效地開始或終止。
本發(fā)明涉及可作煙用材料(如紙煙填充料)的復(fù)原煙草薄片，它是由煙草粉粒和粘合劑制成的。更具體地說，本發(fā)明涉及具有改善的質(zhì)量和加工耐受性的復(fù)原煙草薄片，其所以得到改善是由于煙草平均粒度的最佳化和淤漿在澆注成煙草薄片之前空氣含量的降低。此外，本發(fā)明涉及一種大體上包括四個步驟的制造復(fù)原煙草薄片的方法，該方法包括將煙草粉粒、粘合劑和其他附加劑在含水介質(zhì)中混合以生成淤漿;將該淤漿澆注在一連續(xù)的不銹鋼帶上;使已澆注的淤漿干燥以生成復(fù)原煙草薄片;取下復(fù)原煙草薄片。還有一個選用步驟，那就是在澆注淤漿之前先除去淤漿中夾帶的空氣。
本發(fā)明解決上面涉及的一些問題的途徑是提供能更好地經(jīng)受住嚴(yán)峻的加工條件的復(fù)原煙草薄片。因此，本發(fā)明的第一個目的是提供由粒度約為60～400篩目的煙草末和適合的粘合劑組成的復(fù)原煙草薄片，其中煙草所占的百分比高于本技術(shù)領(lǐng)域已知的復(fù)原煙草薄片。而且，制造本發(fā)明的復(fù)原草薄片時還可以使用保濕劑、煙草防腐劑和其他添加劑。
本發(fā)明的第二個目的是提供一種包括以下步驟的制造復(fù)原煙草薄片的方法制備含有平均粒度約為60～400篩目的煙草末、粘合劑、煙草防腐劑和含水介質(zhì)的淤漿;將該淤漿澆注到一支承裝置上;使剛澆注的淤漿干燥以形成復(fù)原煙草薄片;從支承裝置上取下復(fù)原煙草薄片。
本發(fā)明的第三個目的是提供一種在澆注淤漿之前再增加除去淤漿中夾帶的空氣這樣一個步驟的制造復(fù)原煙草薄片的方法。
本發(fā)明的第四個目的是提供一種測定淤漿中夾帶的空氣量的裝置。
結(jié)合附圖研究下面的詳細(xì)介紹和典型實(shí)施例便能明顯地看到本發(fā)明的上述和其他目的，在附圖中

圖1為煙草末的平均粒度(用微米表示)與一特定固體含量的淤漿的粘度的關(guān)系曲線圖;
圖2為本發(fā)明方法的方塊圖;
圖2a為本發(fā)明方法的另一具體方案的方塊圖;
圖3描繪了一種測定按照這里所述的方法制造本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片所用煙草淤漿所夾帶的空氣量的裝置。
為了充分理解本發(fā)明，將以下術(shù)語的定義說明如下“熟化”-讓煙草末與粘合劑或選用的粘合劑釋放劑接觸的那段時間。
“延伸率”-復(fù)原煙草薄片在破碎之前可以被拉伸的能力，用相對百分率表示。
“烘箱-揮發(fā)物含量”(OV)-煙草填充料試樣在循環(huán)空氣烘箱內(nèi)在100℃(212°F)下處理3小時后的重量損失量度(用%表示)。雖然該重量損失不僅可歸因于含水量，而且也可歸因于煙草揮發(fā)物，但是OV可以與含濕量通用，并可考慮二者是相當(dāng)?shù)模@是因?yàn)樵谠撛囼?yàn)條件下除水以外只有大約不到1%的煙草填充料是揮發(fā)性的。
“平衡OV”-試樣在24℃(75°F)溫度和60%相對濕度下至少平衡48小時后的OV。
“填充料”-可用于制造紙煙的調(diào)配、熟成并加香的煙草。
“保濕劑”-常加于煙草中以保持煙草的濕度和使煙草具有塑性的吸濕劑(如甘油和其他乙二醇)。
“篩目”-這里所報(bào)道的所有數(shù)值均指美國標(biāo)準(zhǔn)篩，那些數(shù)值均反映95%以上給定粒度的粒子通過給定篩目值的篩網(wǎng)的能力。在那方面，篩目值反映了篩網(wǎng)上每英寸所含的篩孔數(shù)。
“凹痕”-由于淤漿基體在澆注時夾帶了空氣而經(jīng)常出現(xiàn)在再生煙草薄片上的缺陷、孔穴或坑。
“復(fù)原煙草薄片”-具有基本均勻的厚度和塑性的煙草薄片，可由磨得很細(xì)而且還可以與一種粘合劑混合的煙草末、煙草梗、副產(chǎn)物等進(jìn)行輥壓或流延而制得。
“相對濕度”(RH)-大氣中的水分與該溫度下可能達(dá)到的最大飽和水分含量的相對百分比。
“薄片密度”-一種綜合了復(fù)原煙草薄片的重量和厚度的性能，用克/立方厘米表示。
“加工耐受性”-復(fù)原煙草薄片承受嚴(yán)峻的加工條件并僅產(chǎn)生最少量的煙草末副產(chǎn)物的能力。
“拉伸強(qiáng)度”-使再生煙草薄片破碎所需的力，用N/M(kg/in)表示。
“吸收的拉伸能”(TEA)-拉伸強(qiáng)度與延伸率的綜合;即以拉伸強(qiáng)度作縱坐標(biāo)，以延伸率作橫坐標(biāo)，畫出二者的關(guān)系曲線，該曲線下的面積即代表TEA。一般認(rèn)為最佳的TEA是復(fù)原煙草薄片的加工耐受性至少與整葉煙草一樣時的值TEA用N/M/M2(公斤/英寸/平方英寸)表示。
“煙草末”-粒度約為8至400以上篩目(篩目越大，粒子越小)的煙草微粒，是在煙草的許多制造過程中由于煙草的破碎而生成的。這些微?？梢允菬煵莸娜~、梗等。
從本發(fā)明公開的內(nèi)容可以理解，用這里所述的方法制得的復(fù)原煙草薄片的質(zhì)量和加工耐受性均優(yōu)于本技術(shù)領(lǐng)域已知的那些復(fù)原煙草薄片。
現(xiàn)參照圖1加以說明。本方法系受用干磨得很細(xì)(粒度大約不超過400篩目，約小于32微米)的煙草末，使煙草淤漿具有較高的固體含量，同時仍保持過去那些煙草淤漿的粘度。圖1表明，隨著煙草粒度的減小，對于一種特定固定含量的淤漿來說，淤漿的粘度也降低。而且，使用磨細(xì)的煙草末能改善再生煙草薄片的均勻性，從而能制得更長的煙草填充料。
此外，淤漿及最終由其制得的薄片的煙草含量約為80～90%(剩下的10～20%由粘合劑、保濕劑、防腐劑和香料組成)，超過了過去制得的復(fù)原煙草薄片的煙草含量。還有一個優(yōu)點(diǎn)是，用本發(fā)明的方法制造復(fù)原煙草薄片時能比本技術(shù)領(lǐng)域中已有的工藝過程易于開始和停止，因?yàn)橐延械姆椒ㄔ趯⒂贊{進(jìn)行澆注之前往往需要將其熟化3～4小時。
圖2所示為本發(fā)明方法的方塊圖。將干煙原料(最好是煙草末)加入研磨機(jī)中進(jìn)行干磨，并過篩以達(dá)到所需的粒徑分布。使磨細(xì)的煙草末與含水介質(zhì)(該介質(zhì)中可含粘合劑、保濕劑、香料等)在一高剪切混合器中混合，以形成煙草淤漿。也可以采用圖2a所示的方法，即在干煙草與含水介質(zhì)混合之前先使干煙草與干粘合劑共混。混合后，在將煙草淤漿澆注到支承裝置上之前先除去淤漿中的空氣。然后使復(fù)原煙草薄片干燥，并從支承裝置上取下。接著可以將制得的薄片與整葉煙草一樣切絲，以制得適用于紙煙和其他煙制品的煙草填充料。
為了制備本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片，先要形成含水煙草淤漿。該淤漿包含煙草末、粘合劑和水介質(zhì)。此外還可以包含防腐劑。最好在使淤漿各組分在高剪切混合器中經(jīng)受剪切力之前先將其在一螺旋漿式混合器中混合。然后將淤漿澆注到移動的環(huán)帶上。使流延的淤漿通過一干燥裝置，除去其中的水分，以形成再生煙草薄片。最后可用任何尖的工具(例如刮刀)將薄片從帶上取下。為便于取下，可在用刮刀刮下之前先將薄片潤濕。
本發(fā)明的另一實(shí)施方案是將淤漿澆注到環(huán)帶上之前，先除去淤漿中夾帶的空氣。
更準(zhǔn)確地說，本發(fā)明的再生煙草薄片的制備方法是將較小粒度的煙草末與粘合劑在含水介質(zhì)中進(jìn)行混合以生成淤漿。制備淤漿可以采用間歇法或連續(xù)法，煙草末與粘合劑在一高剪切混合器(例如美國康涅狄格州的Waring of Waring公司制造的Waring混合器或美國加利福尼亞州Moorehouse的Cowles公司制造的Cowles溶解器)中在水中混合。但是最好采用勻漿機(jī)以使淤漿受到很大的剪切力。在該淤漿中可加入保濕劑以使煙草保持柔韌性。如果需要，也可以添加防腐劑等以保持煙草的質(zhì)量并防止霉菌生長。
雖然任何品種煙草產(chǎn)生的煙草末均可使用，但是某些品種煙草末副產(chǎn)物更為適合。最好受用由下列品種煙草產(chǎn)生的微?？緹?，土耳其煙，白肋煙，弗吉尼亞烤煙，馬里蘭煙，東方煙或其任何組合。
人們已研究了煙草粒度對加工耐受性的影響。本發(fā)明采用較小粒度的煙草是有利的，因?yàn)樗苁篃煵萦贊{的粘度降低，從而可以在不顯著改變所需淤漿粘度的情況下提高淤漿的固體總含量。而淤漿固體含量的提高就能使制造過程中的干燥工作量減少。
此外，由于選用較小粒度的煙草，形成本說明書所述的復(fù)原煙草薄片所需的粘合劑可以減少。例如，由約120篩目煙草末和約10份果膠制得的復(fù)原煙草薄片，其質(zhì)量和加工耐受性大體上與由約400篩目和約4份果膠制得的復(fù)原煙草薄片相當(dāng)?？梢赃x用本發(fā)明中指出的任何果膠。粘合劑用量減少能使制造復(fù)原煙草薄片時的煙草用量增加。這樣，復(fù)原煙草薄片就會具有接近于整葉煙草的香味特征。
不管理論根據(jù)如何，可以認(rèn)為，如果將煙草末干磨成更細(xì)的粒子，煙草中所含的果膠就能更迅速、有效而完全地釋放出來。從這個意義上說，煙草粒度的減小能使與磷酸氫二銨(“DAP”)和氨接觸煙草淤漿的流延時間縮短，這是因?yàn)楹Y目值較大的煙草末具有更大的表面積。此外，較高的固體總含量還能縮短煙草薄片干燥所需的時間，從而提高再生煙草薄片制法的效率和在成本上有實(shí)效。
適合于制造本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片的煙草末的平均粒度可以在約60篩目至400篩目或更大的篩目值(即更小的粒度)的范圍內(nèi)選擇。但是最好使用粒度約為120篩目的煙草，因?yàn)檫@種粒度能兼顧采用更細(xì)篩孔的好處和制造這種細(xì)粒的成本。
除了控制本發(fā)明的方法所用煙草末的篩目值之外，添加粘合劑(例如本說明書中所術(shù)的任何樹膠或果膠)或者使煙草本身釋放粘合劑(例如煙草果膠)也有利于保證煙草末大體上分散在整個復(fù)原煙草薄片中。有關(guān)樹膠的敘述式綜述見Gums And Stabilizers For The Food Industry(“用于食品工業(yè)的樹膠和穩(wěn)定劑”)，IRL Press(G.O.Phillip等人，1988年版);Whistler，Indus-trial GumsPolysaccharides And Their Derivatives)“工業(yè)樹膠多糖類及其衍生物”)，Academic Press(1973年第2版);以及Lawrence，Natural Gums For Edible Purposes((“食用天然樹膠”)，Noyes Data Corp.(1976)。
在復(fù)原煙草薄片中已使用了各種不同樹膠和果膠來保持薄片的完整無損。雖然任何粘合劑均可使用，但最好使用天然果膠(如水果果膠、柑橘或煙草果膠)、瓜耳樹膠(例如羥乙基瓜耳樹膠和羥丙基瓜耳樹膠)、刺槐豆樹膠(例如羥乙基和羥丙基刺槐豆樹膠)、藻酸鹽、淀粉(例如改性或衍生的淀粉)、纖維素(例如甲基、乙基、乙基羥甲基和羧甲基纖維素)、羅望子膠、葡聚糖、pullalon、魔芋粉、黃原膠等。尤其適用于本發(fā)明的粘合劑是果膠和瓜耳樹膠。
人們都知道果膠起到保濕劑的作用，以便于保持濕度。下面的表1說明用大約10%柑桔果膠作粘合劑與不同篩目值的煙草塵粒結(jié)合所產(chǎn)生的作用。
煙草末與粘合劑用量重量比宜為約50∶1～10∶1。該比例可隨制造本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片所選用的煙草粒度和煙草種類而略有變化。下面的表2說明柑桔果膠在煙草淤漿中的不同百分比含量對由流延前經(jīng)過脫氣的淤漿制得的復(fù)原煙草薄片的性能的影響可由煙草本身釋放的煙草果膠是適合于用作粘合劑的果膠。這種釋放作用往往(但不總是這樣)通過添加化學(xué)釋放劑而得以加強(qiáng)。例如現(xiàn)已證明，添加DAP和氨能產(chǎn)生有利的結(jié)果。
利用煙草本身釋放的煙草果膠作粘合劑時，煙草淤漿的pH宜保持在9左右。氨或其他適合的有機(jī)堿可用于提高淤漿的pH。此外，淤漿宜熟化約1/4～3小時，以使果膠從煙草中充分釋放出來。
用煙草果膠之外的果膠或瓜耳樹膠作粘合劑時，淤漿的pH宜略呈酸性，為5～6左右。如果選用的粘合劑不是由煙草本身釋放的煙草果膠，淤漿就不需要熟化。
宜在淤漿流延成薄片之前將粘合劑加熱到約27～82℃(80～180°F)。最好將淤漿中的粘合劑加熱到約15～95℃(60～200°F)。
另一個較適合的實(shí)施方案包括使一種粘合劑(例如瓜耳膠、果膠或本說明書公開的粘合劑中的其他一種粘合劑)與一種果膠釋放劑(例如DAP和氨或本說明書中公開的其他釋放劑)組合。通過改變這些組分在淤漿中的相對數(shù)量，能將復(fù)原煙草薄片的實(shí)際特性調(diào)節(jié)到介于分別只用上述一種組分制得的薄片的特性之間。
此外，用于制備煙草淤漿的水可以是硬水或軟水，這要結(jié)合所使用的粘合劑來考慮。例如，如果選用煙草果膠作粘合劑就宜采用軟水，因?yàn)檫@樣在制備DAP溶液時可以使磷酸鉬的生成量減少到最低程度或甚至避免其生成。
符合本發(fā)明的平均粒度要求的煙草末可從已知任何能附帶產(chǎn)生煙草末副產(chǎn)物的煙草制品制造過程中獲得。從那個意義上說，可以采用一般能將粒子進(jìn)行研磨的任何方法使煙草末的粒子按照本發(fā)明的要求變小。盡管如此，最好還是采用沖擊粉碎或輥壓粉碎方法。下面的表3列出用每種方法獲得的各種粒度所占的百分比。
為了縮小用于本發(fā)明的方法的煙草末粒子粒度范圍，可以采用能夠區(qū)分不同粒度的工藝方法。任何能達(dá)此目的的工具或工藝方法均可使用，但最好使用德國制造的Alpne Sieve Tester，以獲得約120篩目至約400篩目或高于400篩目的平均粒度。
使用具有高篩目值的而且最好是具有均勻粒徑的煙草末也是有利的，因?yàn)檫@樣的粒度能加速煙草末與粘合劑在淤漿中進(jìn)行反應(yīng)，而且使反應(yīng)進(jìn)行得更為完全。下面的表4列出了由約120篩目、200篩目和400篩目的煙草末制得的煙草薄片的一些特性。
考慮到表4(和表1)所列的數(shù)據(jù)，可以理解粒度較小的煙草末能使本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片具有更好的加工耐受性，可以認(rèn)為這是由于在煙草粒子與粘合劑之間產(chǎn)生了更好的化學(xué)相互作用。因此可以認(rèn)為正是這種化學(xué)相互作用(就煙草果膠來說是煙草末與DAP/氨組合物之間的化學(xué)相互作用)使果膠易于從煙草末中釋放出來。另外一方面，如果使用加到淤漿中的非煙草果膠，粘合劑則由于粒度的減小而產(chǎn)生更大的表面積，從而使相互作用進(jìn)行得更為迅速且有效。
按照本發(fā)明的一種方式，也可以將保濕劑加入煙草淤漿中，以得益于其能起到增塑劑作用的能力。雖然任何保濕劑均可采用，不過對本說明書所述的方法來說，采用乙二醇類(如甘油、丙二醇等)是有利的。此外，可用作煙草防腐劑的化合物，例如丙酸鹽、碳酸鹽、苯甲酸鹽等，也可在本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片中使用，作為抗真菌劑和抗氧化劑，其中更為適用的是山犁酸鉀。
制備淤漿時，宜確保固體總含量在約15%與約30%之間，最好是在約17%與約25%之間。在該適合范圍中，固體總量的約80～90%應(yīng)為煙草，以提供具有很好味道特性的高質(zhì)量復(fù)原煙草薄片。如上所述，淤漿可以用間歇法或連續(xù)法制得，要考慮到上述固體含量范圍。
為了制得煙草淤漿可采用粒度小的煙草，最好是粒度在約60篩目至約400篩目范圍之內(nèi)的煙草。淤漿中夾帶的空氣可在流延淤漿之前抽除，以制得優(yōu)質(zhì)復(fù)原煙草薄片，即厚度均勻且可以觀察到表面凹坑數(shù)最少的薄片。
下面的表5說明在煙草淤漿流延之前抽除其中的空氣所產(chǎn)生的效果。將流延試驗(yàn)薄片所用淤漿在流延前抽真空(真空度為約15-英寸汞柱壓力)，對照薄片則不抽真空。
按照本發(fā)明，煙草淤漿可以流延或擠出到一支承表面上。該支承表面可以是從多表面中的任何一種表面，不過最好是連續(xù)的不銹鋼帶。不管怎樣，本發(fā)明的一種形態(tài)是在將淤漿引導(dǎo)到支承表面上之前先除去淤漿中夾帶的空氣。
可以采用任何數(shù)量的工具、組件或工藝方法以在淤漿流延或輥壓成煙草薄片之前基本上除去淤漿中所含的全部空氣。尤為適用的工具是New Jersey Springfield的Cornell Machine Company制造的Versator。利用Versator可在淤漿形成工序與淤漿流延工序之間將容器抽真空，真空度約為500～760mm(20～30英寸)汞柱。
此外，由于很多適用于制造復(fù)原煙草薄片的粘合劑在很高的溫度下都易于水解，因此將淤漿流延到帶上時，溫度范圍宜為約25℃(80°F)至約95℃(200°F)，最好的溫度是85℃(180°F)左右。在上述適宜溫度范圍的條件下進(jìn)行流延就能使淤漿的粘度降低，這樣，如上所述，該淤漿能在同樣粘度的情況下提高固體總含量。
本發(fā)明的另外一個形態(tài)是提供一種如圖3所示的裝置，該裝置可用于測定從淤漿中抽除的空氣量。該量隨容器抽真空時達(dá)到的真空度和抽真空的時間長短而異。為了進(jìn)行這種測定，將已知質(zhì)量(約15～約20克)的淤漿放入裝置1的含磁性攪拌棒11的已稱過皮重的下面部分17中。在顧及不超出裝置1的已稱過皮重的下面部分17的尺寸限度的情況下，可以使用任何預(yù)定量的淤漿。裝置1的上面部分18的下接頭14應(yīng)插在裝置1的稱過皮重的下面部分17的上接頭16之內(nèi)。然后將夾子15放在裝置1下面部分17的上接頭16與上面部分18的下接頭14相接合處的周圍，將上面部分18與下面部分17夾緊。裝置1的標(biāo)刻度部分13可以標(biāo)出毫升數(shù)或任何其他方便的容積單位，并應(yīng)通過裝置1頂部的開孔12將一種室溫液體(最好是低粘度的液體例如水)在不干擾淤漿的情況下加入13中，可以加到標(biāo)刻度部分13的任一高度為止，不過最好加到圖中所示的約2～3處的高度。雖然不會與煙草淤漿進(jìn)行反應(yīng)的任何液體均可采用，但宜采用低粘度液體，而不宜采用高粘度液體，因?yàn)楹笳咝枰L時間以脫除所夾帶的空氣。
將液體加入并記下液體在裝置1的標(biāo)刻度部分13上的刻度位置之后，可開動磁性攪拌器10，開始慢慢地?cái)嚢柙撚贊{混合物。攪拌持續(xù)約5～15分鐘，或者攪拌到淤漿溶解或變得均勻?yàn)橹埂Ｈ缓箨P(guān)掉磁性攪拌器，以使該物系達(dá)到平衡。這樣從最初的讀數(shù)中減去液體現(xiàn)在在裝置1的標(biāo)刻度部分13上達(dá)到的新的高度便是夾帶在淤漿試樣中的空氣量。
現(xiàn)在就可以按照下面的公式用所得的數(shù)值來計(jì)算煙草淤漿的空氣含量，用毫升空氣/千克淤漿的單位表示(最初容積讀數(shù)(ml)-最終容積讀數(shù)(ml))/(淤漿重量(g)) ×1000在一段試驗(yàn)時期內(nèi)對淤漿呂的空氣含量進(jìn)行測定之后，工人能根據(jù)過去的經(jīng)驗(yàn)很好地判斷淤漿中的空氣含量和判斷淤漿中夾帶的空氣量會如何影響所得煙草薄片的加工耐受性。因此，為了制得具有不同參數(shù)和組分所允許的最好質(zhì)量和最好加工耐受性的薄片，宜在制造復(fù)原煙草薄片時進(jìn)行這些測定。
除去淤漿所含的空氣之后，便可將該基本上不含空氣的淤漿流延到任何支承裝置上，例如流延到不銹鋼帶上。流延后淤漿的干燥溫度約在95～370℃(200～700°F)范圍內(nèi)，不過最好為100～315℃(212～600°F)左右。不銹鋼帶的移動速度約為30～150m/min(100～500英尺/分)，不過典型的速度約為120m/min(400英尺/分)。流延后，即可將薄片干燥，以除去淤漿中所用的含水介質(zhì)?？捎萌魏纬Ｒ?guī)方法使剛復(fù)原的淤漿干燥，以形成復(fù)原煙草薄片，不過最好用燃燒煤氣的干燥器或蒸汽加熱帶。
由于本說明書中所述的煙草淤漿具有較高的固體總含量，因此淤漿中含水介質(zhì)的用量減少。這樣本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片可以更快的速度干燥。薄片應(yīng)干燥到約14～18%OV的程度，最好到約16%OV的程度。薄片最好是在干燥到約25～40%OV時從帶上取下。
取下薄片后，用約10%檸檬酸處理鋼帶以使留在帶上的沉積物加溶。用一移動方向與帶的運(yùn)動方向相反的刷子使這些沉積物(經(jīng)檸檬酸處理后已成為變軟的薄膜)變得疏松，然后可用水將其從帶上沖洗掉。將帶擦干，并用剝離劑(例如卵磷脂)處理，以便接著使用和便于以后取下薄片。
本發(fā)明的復(fù)原煙草薄片從不銹鋼帶上取下之后，可用切割裝置切成約50～150mm(2～6英寸)見方的方片。任何切割裝置均可使用，不過最好是使用鋸齒形切割器。方片的大小最好為約100mm(4英寸)見方，這樣在制備煙草填充料之前易于與切好的整葉煙草共混。
如下面的表6所示，用本發(fā)明的方法制得的復(fù)原煙草薄片的特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)勝過用常規(guī)方法制得的復(fù)原煙草薄片(后者也在表6中列出以資對照)，對所選的四種煙草粒度制成的薄片的對比結(jié)果都是這樣。
在表6所示每一種選定粒度的情況下，都用同一種淤漿制備對照薄片和試驗(yàn)薄片，所不同的是在流延試驗(yàn)薄片之前將淤漿抽真空(真空度為380mm(15英寸)汞柱)以除去空氣。由于在試驗(yàn)室中仿制淤漿有許多困難，因此由特定的試驗(yàn)薄片獲得的數(shù)據(jù)只用于與其對照薄片相比，而不能與其他試驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)相比。
用本說明書所述的方法生成的復(fù)原煙草薄片可以單獨(dú)使用，也可以與整葉煙草一起使用以產(chǎn)生適用于紙煙和其他煙制品的填充料。與這些復(fù)原煙草薄片一起使用的整葉煙草可以是上面所述那些品種的煙草。本發(fā)明的方法可用于制造基本上僅由上述品種煙草中的一種煙草組成的復(fù)原煙草薄片，也可用于制造由上述品種煙草任意組合而成的復(fù)原煙草薄片。
雖然本發(fā)明的公開內(nèi)容涉及用復(fù)原煙草制成的薄片，但本發(fā)明也可包括復(fù)原煙草管、薄片、條等，可以是連續(xù)的或指定的形式。同樣，任何這些復(fù)原煙草結(jié)構(gòu)都便于用適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ瞥蔁煵萏畛淞?。此外，本發(fā)明還預(yù)期，以技術(shù)上熟知的其他可燃材料(包括各種天然的或栽培的帶葉植物)為基礎(chǔ)的煙用組合物同樣可以單獨(dú)地或與煙草一起用本發(fā)明的方法制成這里所述的同樣結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明也預(yù)期其他帶葉植物的粉末粒子也可得益于這里所述的方法，用于制造包含這些葉子的粉末的復(fù)原薄片或其他結(jié)構(gòu)，其用途不一定涉及煙用制品的燃燒過程。
提供以下實(shí)施例的目的是為了進(jìn)行說明，而決不是要限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例實(shí)施例1(試驗(yàn)37)在一Waring混合器中制備煙草粒子淤漿，所用煙草粒子中至少有95%(重)粒子通過120篩網(wǎng)，制得的淤漿的固體總含量為17%，制備時在每100份120篩目煙草末中加入約10份柑桔果膠、約7份丙二醇和約3.7份甘油，在足量的水中制成約25%果膠分散液。
制得淤漿后，用真空泵將淤漿抽真空(真空度約為380mm(15英寸)汞柱)達(dá)2分鐘左右，以脫除由于Waring混合器的高剪切混合和其他原因而被夾帶在淤漿中的空氣。
然后不經(jīng)熟化即將該淤漿轉(zhuǎn)移到一流延箱中，并在一干凈的不銹鋼盤上流延成薄片。該盤預(yù)先要用卵磷脂處理，以便于將薄片從盤上取下。新流延出來的薄片在從盤上刮下之前，要置于蒸氣浴上干燥約3～4分鐘。
經(jīng)測定試驗(yàn)OV約為14.1%。該復(fù)原煙草薄片的薄片重量約為130g/m2(12.0克/平方英尺)，薄片厚度約為0.22mm(8.7密耳)，薄片密度約為0.58克/立方厘米。
通過將淤漿抽真空，使一般在這種薄片常見的凹坑大大減少。薄片的物理性能測定結(jié)果如下拉伸強(qiáng)度為540N/M(1.4千克/英寸)，TEA×103為16MN/m3(27.0千克/英寸/平方英寸)，延伸率為1.9%。
實(shí)施例2(試驗(yàn)64)為了評定和比較實(shí)施例1中制得的薄片的質(zhì)量，用與實(shí)施例1所述相同的組分在Waring混合器中制得固體總含量約為17%的煙草淤漿。但是對于這個薄片來說，淤漿在流延前不抽真空。試驗(yàn)OV的測定結(jié)果為14.8%左右。該復(fù)原煙草薄片的物理特性如下薄片重量為180g/m2(17.0克/平方英尺)，薄片厚度為0.33mm(12.8密耳)，薄片密度為0.56克/立方厘米。
該復(fù)原煙草薄片的物理性質(zhì)的測定結(jié)果如下拉伸強(qiáng)度為413N/M(1.07千克/英寸);TEA×103為9.81MN/m3(16.4千克/英寸/平方英寸)，延伸率為1.8%。
實(shí)施例3(試驗(yàn)38)在一Waring混合器中制備一種煙草淤漿，包括在水中每100份400篩目煙草中加入約10份柑桔果膠、約3.7份甘油和約7份丙二醇。該淤漿的固體總含量經(jīng)測定為約18%，在足量的水中制成約25%果膠分散液。
為了脫除夾帶在淤漿中的空氣，將該淤漿抽真空(真空度約為380mm(15英寸汞柱)達(dá)2分鐘左右。然后按上面實(shí)施例1所述將淤漿流延和干燥。試驗(yàn)OV經(jīng)測定約為15.3%。制成的薄片的物理特性如下薄片重量為153g/m2(14.2克/平方英尺)，薄片厚度為0.14mm(5.4密耳)，薄片密度為1.16克/立方厘米。
使用粒度約為400篩目的煙草粒子，制得了物理性質(zhì)更好的薄片。薄片的物理性質(zhì)測定結(jié)果如下拉伸強(qiáng)度為726N/m(1.88千克/英寸)，TEA×103為37.5MN/m3(62.7千克/英寸/平方英寸)，延伸率為3.6%。
實(shí)施例4(試驗(yàn)67)在Waring混合器中制備一種包含與上面的實(shí)施例3中所述相同的組分且各組分之間的比例也與實(shí)施例3大致相同的煙草淤漿。該淤漿的固體總含量約為19%。雖然淤漿流延和干燥與實(shí)施例1所述相同，但淤漿在流延前未抽真空。
試驗(yàn)OV的測定結(jié)果為14.4%。該復(fù)原煙草薄片的物理特性的測定結(jié)果如下薄片重量為142g/m2(13.2克/平方英尺)，薄片厚度為0.14mm(5.7密耳)，薄片密度為0.98克/立方厘米。
由于未抽真空，薄片的加工耐受性這一物理性質(zhì)明顯地降低。未抽真空而形成的薄片的特性如下拉伸強(qiáng)度為(730N/M1.9千克/英寸)，TEA×103為22.3MN/m3(37.3千克/英寸/平方英寸)，延伸率為2.1%。
盡管結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方案對本發(fā)明作了具體的介紹，但熟悉本專業(yè)的人都會理解，還可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下在形式和細(xì)節(jié)方面有各種不同的變化。
權(quán)利要求
1.一種制造復(fù)原煙草薄片的方法，該方法包括以下步驟(a)制備一種包含平均粒度為約60～400篩目的煙草末、粘合劑和含水介質(zhì)的淤漿；(b)將該淤漿流延到一支承裝置上；(c)使流延的淤漿干燥以形成復(fù)原煙草薄片；以及(d)將復(fù)原煙草薄片從支承裝置上取下。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(a)的淤漿還包含一種保濕劑。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其中保濕劑系選自甘油、丙二醇或二者的任何組合。
4.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中步驟(a)的淤漿還包含一種煙草防腐劑。
5.按照權(quán)利要求4所述的方法，其中煙草防腐劑系選自丙酸鹽、碳酸鹽、苯甲酸鹽或山犁酸鉀中的至少一種。
6.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟(b)之前除去含在淤漿中的空氣。
7.按照權(quán)利要求6所述的方法，其中用施加真空的方法除去含在淤漿中的空氣。
8.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟(b)之前，將粘合劑加熱到約25℃(80°F)-85℃(180°F)。
9.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中煙草末是由煙草梗和煙草葉組成。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中煙草末包含選自下列品種的煙草的粒子烤煙，土耳其煙，馬里蘭煙，白肋煙，弗吉尼亞烤煙或東方煙。
11.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中煙草末的平均粒度約為120～200篩目。
12.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中粘合劑是果膠。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟(a)的淤漿還包含一種果膠釋放劑。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其中果膠釋放劑為磷酸氫二銨和氨。
15.按照權(quán)利要求12，13，14所述的方法，其中在步驟(a)中制得的淤漿的pH約為9。
16.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中粘合劑為瓜耳樹膠。
17.按照權(quán)利要求16所述的方法，其中在步驟(a)中制得的淤漿的pH為5-6。
18.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中粘合劑至少為下列各物質(zhì)的一種水果果膠、柑桔果膠、煙草果膠、羥乙基瓜耳樹膠、羥丙基瓜耳樹膠、羥乙基刺槐豆膠、羥丙基刺槐豆膠、藻酸鹽、淀粉、改性淀粉、衍生淀粉、甲基纖維素、乙基纖維素、乙基羥甲基纖維素、羧甲基纖維素、羅望子膠、葡聚糖、pullalon、魔芋粉、或黃原膠。
19.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，還包括在步驟(b)之前將淤漿熟化1/4～3小時的步驟。
20.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中煙草末是用干磨法制得的。
21.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中含水介質(zhì)為水。
22.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟(a)中制得的淤漿的固體總含量約為17～25%。
23.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中在步驟(a)中制得的淤漿的固體總含量約為17%。
24.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中步驟(a)還包括把淤漿送進(jìn)一個高剪切混合裝置中。
25.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所術(shù)的方法，其中支承裝置為不銹鋼帶。
26.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，還包括在步驟(d)之后用約10%檸檬酸溶液處理支承裝置的步驟。
27.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，還包括在步驟(b)之前增加用脫模劑處理支承裝置的步驟。
28.按照權(quán)利要求27所述的方法，其中剝離劑為卵磷脂。
29.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中步驟(c)是用一空氣干燥裝置來實(shí)現(xiàn)的。
30.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中步驟(c)是用一蒸汽干燥裝置來實(shí)現(xiàn)的。
31.按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中步驟(a)是用間歇法來實(shí)現(xiàn)的。
32.按照權(quán)利要求1-30任何一項(xiàng)所術(shù)的方法，其中步驟(a)是用連續(xù)法來實(shí)現(xiàn)的。
33.一種按照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求制得的復(fù)原煙草薄片。
34.一種含有按照權(quán)利要求33的方法制得的復(fù)原煙草薄片的煙制品。
35.一種用于測定煙草淤漿中夾帶的空氣量的裝置，該裝置包括一種接受煙草淤漿試樣和液體介質(zhì)的容器;和一種用以將煙草淤漿與液體介質(zhì)混合的裝置，其中煙草淤漿-液體介質(zhì)在裝置中的體積可以在煙草淤漿與液體介質(zhì)混合之前和混合之后確定。
36.按照權(quán)利要求35所述的裝置，其中該容器保持煙草淤漿的下部和標(biāo)有刻度的細(xì)長上部，用來測定煙草淤漿和液體介質(zhì)體積的。
37.一種測定煙草淤漿中夾帶的空氣量的方法，該方法包括(a)將已知質(zhì)量的煙草淤漿裝入一容器中;(b)使該淤漿與一些含水介質(zhì)接觸;(c)測量容器中的煙草淤漿-含水介質(zhì)溶液的容積，并記錄最初容積讀數(shù);(d)將煙草淤漿與含水介質(zhì)混合以生成煙草淤漿-含水介質(zhì)溶液;(e)使煙草淤漿-含水介質(zhì)溶液趨于平衡;(f)測量混合后的煙草淤漿-含水介質(zhì)溶液的容積并記錄最終容積讀數(shù);和(g)按照下面的公式計(jì)算煙草淤漿中夾帶的空氣量(最初容積讀數(shù)-最終容積讀數(shù))/(煙草淤漿質(zhì)量)
全文摘要
本發(fā)明介紹了由煙草末和粘合劑制得的復(fù)原煙草薄片。更具體地說，該煙草末的平均粒度在約60篩目至約400篩目的范圍之內(nèi)，使復(fù)原煙草薄片的煙草含量達(dá)到約80～90％，并改善了質(zhì)量和加工耐受性，降低煙草末粒度能在不提高淤漿粘度的情況下使淤漿的固體含量提高，這樣就減少了流延薄片的干燥工作量，從而提高生產(chǎn)率。該復(fù)原煙草薄片可由含有煙草末和粘合劑的淤漿制得，淤漿在流延成薄片之前可用一裝置處理以除去淤漿中夾帶的空氣。本發(fā)明還介紹了一種用于測定按照本發(fā)明方法制得的淤漿所夾帶的空氣量的裝置。
文檔編號A24D1/02GK1077359SQ9310305
公開日1993年10月20日 申請日期1993年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月9日
發(fā)明者G·格拉特利, G·克里茨斯, S·E·雷恩 申請人:菲利普莫里斯生產(chǎn)公司