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PROCEDE POUR LA FABRICATION DE PRODUITS A BASE DE TABAC.
La présente invention est relative à un procédé de fabrication de produits à fumer à base de tabac et, en particulier, à la fabrication de tels produits,contenant du tabac en poudre très fine.
La fabrication de cigares a atteint un stade de développement élevéo Aujourd'hui, la fabrication d'un cigare, même de prix moyen, nécessite le mélange judicieux de pas moins de quinze à vingt types et qualités différentes de tabac. Malgré les progrès importants réalisés dans le développement de machines automatiques, la fabrication de cigares requiert encore un travail manuel important, ce qui ralentit le rythme de la fabrication et augmente notablement les frais de fabrication. Des problèmes analogues se posent dans la fabrication de cigarettes et de tabacs pour la pipe.
La présente invention a pour objet principal le mélange de plusieurs sortes de tabac et de tabacs de qualités différentes jusqu'à obtention d'un degré d'uniformité non atteint jusqu'à présent.
L'invention a encore pour objet le mélange homogène et uniforme de tabac avec des matières d'addition, telles que des matières aromatisantes, des catalyseurs de combustion, des adsorbants et analogues.
Un autre objet de l'invention est une simplification de la fabrication de cigares et d'autres produits à fumer.
Grâce au procédé suivant l'invention, il est possible, par ailleursde mécaniser la fabrication de cigares.
L'invention a aussi pour objet la réduction des pertes en tabac, qui sont provoquées dans les procédés courants de fabrication de produits à fumer, par le hachage, l'élimination des cotes, la préparation, etc...
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Conformément à la présente invention, après un traitement préalable de séchage, mûrissage, exsudation, fermentation, vieillissement et autres traitements analogues, tels qu'ils sont appliqués couramment dans la fabrication de cigares et de produits analogues, le tabac est moulu, à l'état sec, à l'aide d'un appareil approprié pour moudre ou pulvériser des matières sèches. En général, le tabac est moulu à une finesse telle que toutes les particules passent au tamis à 60 mailles par cm2 et qu'une fraction importante des particules présente des dimensions correspondant à celles des mailles d'un tamis présentant 250 mailles par cm2. On peut cependant aussi faire usage, dans le procédé suivant l'invention, de poudres de tabac sensiblement plus grossières ou plus fines.
Le tabac finement divisé est alors transformé en une masse moulable par malaxage intensif de la poudre sèche avec une quantité limitée d'une solution fortement visqueuse d'une substance polymère naturelle, consistant en composés polysaccharidiques acides et/ou en dérivés cellulosiques solubles dans l'eau.
Sous la qualification de "composés polysaooharidiques", on entend, dans le présent mémoire, les alginates, les pectines et les gommes végétales, contenant aussi bien des acides uroniques que des composés du type polysaccharide. Les composés polysaccharidiques acides peuvent se présenter sous forme d'acides,de sels ou d'esters. Les composés polysaccharidiques acides, qui contiennent des acides uroniques, sont parfois désignés sous l'appellation de "polyuronides" (voir Journ. Am. Chem. Soc. 52, 2474 [1930]--) et sont souvent associés à des pentosans et utilisables sous cette forme dans le procédé suivant l'invention.
Les composés de polysaccharides acides choisis doivent être d'un type tel qu'une petite quantité, soit une quantité n'excédant pas 2 % en poids environ, donne, après addition d'eau, une solution dont la viscosité à une température de 25 C est d'au moins 1500 centipoises ( = 15.104 g ). cm. sec
La quantité de solution aqueuse d'un dérivé cellulosique ou d'un composé polysaccharidique acide, qui est mélangée au tabac en poudre, est choisie de façon à former une masse moulable présentant sensiblement la consistance d'un bon mortier de ciment. Un excès de solution, qui .se manifeste par l'exsudation du liquide hors de la masse plastique, doit être évité, car chaque perte de liquide implique une perte de constituants extractibles du tabac et ainsi une modification de la qualité originelle du tabac.
Ordinairement, une partie en poids de tabac finement divisé et 2 à 6 parties en poids de solution aqueuse du dérivé cellulosique ou du composé polysaccharidique acide donnent une pâte de consistance voulue.
La masse moulable à base de tabac est laminée en feuilles ou amenée à la forme voulue, par exemple pressée sous forme d'une tige ou d'une bande, après quoi l'eau est évaporée des corps solides formés à des températures modérées n'excédant pas 50 C environ, en sorte qu'on obtient un produit à base de tabac cohérent et mécaniquement stable. Il ressort clairement de la description précédente que le tabac n'a perdu, pendant son traitement, aucun de ses constituants et n'a pas davantage été exposé à des conditions tant soit peu nuisibles, notamment à l'action de tempéra- .tures élevées ou à l'action de bases ou d'acides forts. Par ailleurs, le produit à base de tabac n'est additionné que d'une quantité relativement faible de constituants étrangers.
Le tabac, qui a été traité de la manière décrite plus haut, s'est révélé, lors d'essais, sensiblement de valeur équivalente à celle du'tabac en feuille originel. La masse cohérente de particules de tabac se consume sans difficultés et la fumée a, selon l'avis de spécialistes, le goût typique et l'odeur agréable d'un tabac de bonne qualité.
Les dérivés cellulosiques solubles dans l'eau, qui peuvent être utilisés dans les nouveaux produits à base de tabac suivant la présente
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invention, présentent plusieurs propriétés critiques. Une caractéristique que doivent présenter les dérivés cellulosiques solubles dans l'eau appro- priés est leur viscosité. Un dérivé cellulosique approprié possède une vis- cosité d'au moins 1500 centipoises, lorsqu'une faible quantité, inférieure à 2 % en poids environ,de ce dérivé est dissoute dans l'eau. Les dérivés cellulosiques ne doivent pas seulement être solubles dans l'eau et former, en faibles concentrations,des solutions fortement visqueuses, mais doivent également être aptes à former une masse ou feuille cohérente et résistante, dès que leurs solutions aqueuses ont été séchées.
Ce comportement du dérivé cellulosique en solution a pour effet de faciliter tant la fabrication de la masse moulable ou façonnable, contenant du tabac finement divisée que le pressage et la transformation de cette masse en produits de formes voulueso
Les propriétés plysiques du dérivé cellulosique séparé de sa solution a- queuse confèrent au produit à base de tabac séché et amené à la teneur dé- sirée en humidité, ténacité et flexibilité. En conséquence, on peut aisément se servir de ce produit dans la fabrication de cigares et d'autres produits à fumer, sans que se produise un morcellement appréciable.
Il est naturel- lement clair que, dans les cas où des parties du produit se morcellent par suite d'un traitement peu soigneux, ces parties morcellées ne sont pas per- dues, car elles peuvent aisément être transformées en une masse cohérente, lorsqu'on les traite subséquemment par le procédé décrit dans le présent mémoire. Ces parties morcellées peuvent soit être retraitées seules avec de l'eau soit être incorporées à une autre charge de tabac finement divisé avant son utilisation par le procédé suivant la présente invention.
Dans ce dernier cas, la quantité de dérivé cellulosique à employer dans ce mélange doit être choisie, en tenant compte de la quantité de ce dérivé con- tenue dans les parties retraitées présentes dans le mélangeo Il est à remarquer que des dérivés cellulosiques hydrosolubles, convenablement choisis, utilisés dans la fabrication de corps cohérents et mécaniquement stables à base de tabac en poudre, sont actifs à des concentrations aussi faibles que 20 % et souvent aussi faibles que 10 % environ, sur la base du poids de tabac. Les mélanges à base de tabac particulièrement appropriés contiennent environ 4 à 8 % de dérivé cellulosique, sur la base du poids de tabac.
Parmi les divers composés polysaccharidiques acides, qui satisfont aux conditions posées par la présente invention, l'algine et la pectine sont entièrement satisfaisantes. Les dérivés hydrosolubles de ces composés polysaccharidiques, tels que, par exemple, les acides alginique et pectinique et leurs sels de sodium et de potassium, sont particulièrement avantageux.
Pour obtenir une bonne qualité, au point de vue combustion, des dérivés cellulosiques hydrosolubles ou des composés polysacaharidiques acides, en combinaison avec les tabacs, il faut veiller soigneusement à choisir des dérivés cellulosiques et des composés polysaccharidiques suffisamment purso Les produits purifiés seront exempts de quantités notables de substances étrangères contenant des composés azotés, sulfurés, phosphorés et halogénés; en d'autres termes, on évitera l'emploi de composés donnant lieu à la formation de produits indésirables par combustion ou par distillation sèche.
Hast avantageux d'ajouter au mélange de tabac et de dérivés cellulosiques une petite quantité de bentonite ou d'une autre argile susceptible de gonfler dans l'eau. En général, il convient d'ajouter 1 à 2 % en poids de centonite, sur la base du poids de la poudre de tabac sèche employée. Il semble que la bentonite ait pour effet de gonfler dans la masse de tabac humide et façonnable et ait tendance à former une ossature inorganique cohérente ou une structure de renforcement, qui améliore les propriétés physiques du produit final.
Les produits à base de tabac, contenant, conformément à l'invention, de la bentonite ou des produits minéraux analogues, sont non seulement plus solides, c'est-à-dire qu'ils ne présentent pas seulement une tendance restreinte à se briser et à se morceller, mais possèdent aussi une qualité améliorée au point de vue combustion. Par ailleurs, ces produits don-
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nent lieu;, en se. consumant., à la formation d'une cendre ferme et cohérente.
La bentonite a, au surplus, la propriété de filtrer- les constituants goudronneux indésirables, de même que les alcaloïdes de la fumée de tabac, lorsque la fumée est aspirée à travers la partie non brûlée du produit à base de tabac, contenant de la bentonite.
Il est souvent souhaitable d'incorporer au produit un plastifiant, pour augmenter la flexibilité et la résistance à la rupture de la feuille, lorsque le produit est fabriqué sous la forme de feuilles et est subséquemment enroulé pour en former des cigares ou est fortement pliéo Des-ajoutes de 2 à 15 % en poids de glycérine, sur la base du poids de tabac sec employé, à des mélanges de tabac finement divisé et de solutions aqueuse de dérivés cellulosiques avec ou sans bentonite, donnent un effet de plastification appréciableo La présence de glycérine en de telles quantités dans le produit à base de tabac ne donne pas de produits désagréables ou indésirables par combustion totale ou incomplète.
Dans l'industrie des cigarettes, on emploie souvent la glycérine comme produit d'addition hygroscopique, sans que se manifestent des conséquences préjudiciables au point de vue des propriétés de combustion. Une partie de la glycérine peut être remplacée par du sorbitolo
Les feuilles ou articles analogues, obtenus au départ d'une pâte de tabac finement divisé et d'une solution aqueuse visqueuse d'un liant approprié, sont plus élastiques et plus flexibles, lorsqu'on incorpore à la pâte de fines fibres de verre.
Des fines fibres de verre d'un diamètre d'environ 0,005 mm, qui ressemblent à des fils de soie, non seulement par leur aspect, mais également par leur souplesse et leur flexibilité, sont employées à raison de 1 à 15 %, sur la base du poids du tabac; 2 à 5 % en poids de fibres de verre sont de préférence, combinés au tabac finement diviséo Les fibres de verre peuvent être employées sous la forme de fibres lâches ou sous la forme de feutre de fibres extrêmement mince.
La pâte composée de tabac en poudre et d'une solution aqueuse visqueuse d'un liant peut être appliquée sur un côté ou sur les deux côtés d'un mince feutre de fibres de verre.
Le procédé suivant l'invention sera, à présent, décrit plus en détails dans les exemples suivants, qui en illustrent quelques formes d'e- xécutiono Dans ces exemples, les parties sont indiquées en poids.
EXEMPLE 1
On moud du tabac en feuilles de Pensylvanie, séché à l'air, dans un moulin du type Raymond équipé d'un tamis à mailles de dimensions moyennes.
Le tabac moulu contient une fraction majeure de particules de dimensions passant au tamis à 60 - 250 mailles par cm2. Une solution fortement visqueuse, présentant une viscosité d'environ 500000 centipoises à 25 C, est préparée en dissolvant 8 parties du sel sodique de carboxyméthyl-cellulose de viscosité particulièrement élevée dans 375 parties d'eau; 12 parties de glycérine sont incorporées à cette solution aqueuse. Le liquide obtenu est incorporé, par agitation et malaxage, à 100 parties de tabac en poudre. La masse pâteuse, obtenue par incorporation du liquide à la poudre de tabac, présente la consistance d'un mortier de ciment coulant fraîchement préparé et ne présente, lorsqu'on la laisse au repos, aucune tendance à ressuer ou "transpirer". Cette masse pâteuse est étalée sur une plaque de verre et est recouverte d'une feuille de papier ciré.
A l'aide d'un cylindre, la masse est laminée, entre le papier ciré et la plaque de verre, de manière à former une couche d'environ 0,42 mm d'épaisseur. Le papier ciré est alors enlevé et la masse plastique se trouvant sur la plaque de verre est amenée dans une chambre de séchage, dans laquelle on fait passer un courant d'air à 50 Co Dès que la teneur en humidité de la masse de tabac a été ramenée à environ 16 %, le produit est retiré de la chambre de séchage.
La feuille de tabac ainsi fabriquée est cohérente et mécaniquement stableo Le conditionnement de cette
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feuille à 10 et à une humidité relative de 90 % augmente appréciablement sa plasticité et sa flexibilitéo La feuille est transformée en petits cy- lindres et,dans d'autres essais, la feuille est amenée sous la forme de faisceaux irréguliers et ensuite entourée d'une feuille de tabac de Sumatrao
Dans les cigares ainsi fabriqués, le petit cylindre ou le faisceau précité, formé de feuilles de tabac, remplace le tabac de remplissage et la feuille d'enveloppement, qui sont ordinairement employés dans la fabrication de ci- gareso Des fumeurs, à qui on a fait fumer des cigares préparés de la ma- nière décrite ci-dessus,
sans qu'ils constatent la différence entre ces ci- gares et les cigares courants, ont considéré que les cigares en question ne diffèrent pas sensiblement des cirages courants contenant le même tabaco
EXEMPLE 2
Une solution visqueuse est préparée en dissolvant 7,5 parties de méthylcellulose (4000 centipoises) dans 350 parties d'eauo A cette solution on ajoute 5 parties de glycérine et 3 parties de sorbitol.
Un mélange de tabacs américain et turc, moulu de manière à se composer essentiellement de particules passant au tamis de 60 à 250 mailles par cm2, est mélangé à la solution, jusqu'à obtention d'une pâte uniformeo Celle-ci contient 100 par- ties de tabaco La pâte malaxée à fond est alors pressée à travers une fente de 50 mm de longueur et de 0,63 mm de largeuro La bande ainsi obtenue est posée sur une bande transporteuse formée d'un treillis en,fil métallique et est séchée sur cette bande transporteuse à l'aide d'un courant d'air sec chauffé à 50 C. Après le séchage de la bande de tabac jusqu'à une teneur en humidité de 19 %, elle est découpée en tronçons présentant la grandeur courante dans la fabrication des cigarettes.
Les cigarettes fabriquées à l'aide de cette matière se caractérisent par la douceur et l'arome de leur fuméeo EXEMPLE 3
Un mélange de tabacs est obtenu en broyant ensemble 40 parties de tabac d'enveloppement du Wisconsin, 44 parties de tabac de Pensylvania et 16 parties de Havaneo La masse en poudre séchée est mélangée à un liquide visqueux, contenant 400 parties d'eau, 3 parties de sel de sodium de carboxyméthylcellulose de viscosité élevée, 3 parties d'alginate de sodium purifié, 10 parties de glycérine et 4 parties de fibres de verre soyeuses (de 25 à 37 mm de long)o La pâte obtenue est pressée en feuilles et est séchée de la manière décrite dans l'exemple 1. La feuille de tabac finalement obtenue est notablement flexible et élastique et s'est avérée de bonne qualité lors d'essais.
EXEMPLE
Une solution fortement visqueuse, présentant la viscosité d'un sirop épais, est préparée au départ de 400 parties d'eau, 6 parties d'alginate de sodium purifié et 10 parties de glycérine, 1 partie de bentonite est ajoutée à 20 parties d'eauo Dès que la suspension de bentonite est devenue homogène, elle est ajoutée à la solution aqueuse d'alginateo Le liquide composé ainsi obtenu est ajouté, en agitant et en malaxant, à 100 parties de tabac en poudre. La masse pâteuse obtenue par le mélange du liquide et de la poudre de tabac présente la consistance d'un ciment de mortier coulant fraîchement préparé et ne présente, lorsqu'on la laisse au repos, aucune tendance à donner lieu à la séparation de liquide. La masse pâteuse est placée sur une plaque de verre et revêtue d'une feuille de papier ciré.
A l'aide .d'un rouleau, la masse, interposée entre le papier ciré et la plaque de verre, est laminée de manière à former une couche mince d'environ 42 mmo Le papier ciré est alors enlevé et la couche plastique se trouvant sur la plaque de verre est placée dans une chambre de séchage alimentée au moyen d'air sec à 50 Co Dès que la teneur en humidité de la masse de tabac est tombée à environ 16 %, le produit est retiré de
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la chambre de séchage. La feuille ainsi obtenue contenant du tabac finement divisé est mécaniquement stable, cohérente et assez flexible. Le conditionnement de cette feuille à 10 C et à une humidité relative de 90 % augmente sensiblement sa porosité et sa flexibilité. Le cas échéant, on peut, conformément à l'invention, introduire dans la masse cohérente de poudre de tabac, des matières d'addition.
Ainsi, on peut ajouter aux solutions aqueuses des dérivés cellulosiques, des substances organiques, afin de donner à la fumée du produit obtenu à base de tabac un arome agréable.
Dans ces cas, l'addition et la fixation des matières d'addition sont facilitées grandement par le fait que ces matières sont noyées dans la masse de tabac et n'adhèrent pas seulement aux surfaces des feuilles, comme c'est le cas avec les matières d'addition, qui sont employées avec le tabac en feuille normal.
D'autres matières d'addition précieuses donnent au produit à base de tabac une structure lâche et une porositéo Ainsi, l'addition de terre d'infusoire, de préférence en quantités de 5 à 10 % en poids de la poudrede tabac, donne lieu à l'obtention d'un produit fortement poreux de faible densité. Avec certains types de tabacs, cette addition produit une meilleure combustibilité et une teneur élevée en atome de la fumée.
La présente invention ne doit pas être confondue avec les multiples suggestions, faites dans des brevets antérieurso Ces suggestions antérieures concernaient le traitement de déchets de tabacs, sensiblement de la manière dont le bois, les chiffons, la paille, les déchets de canne à sucre, etcooo ont été traités en vue de la fabrication de papier.
Dans quelques brevets ultérieurs, on a reconnu que le tabac, ainsi utilisé pour la fabrication de papier, a perdu sensiblement toutes les substances qui le rendaient approprié pour le fumage et on a tenté de compenser cette perte par imprégnation du papier à base de tabac avec une décoction de tabac délayé dans de l'eau bouillanteo Toutefois, ces procédés antérieurs ont échoué, parce qu'ils ne tenaient pas suffisamment compte du fait que le tabac et les extraits de tabacs sont, de nature, très sensibles et labiles et que même de petits changements, par exemple, de la température et des conditions de pH influencent défavorablement le tabac et les extraits de tabacs, par décompositions, oxydations, polymérisations et autres transformations chimiques de leurs composants.
Contrairement à ces suggestions et tentatives infructu- euses antérieures, la présente invention se caractérise par un traitement extrêmement doux, tandis qu'on évite de traiter le tabac dans de l'eau ou dans un autre liquide quelconque, qui a pour effet d'en extraire des quantités appréciables de constituants solubles, en sorte qu'on obtient un produit à base de tabac appauvri et dégradé.
Le résultat avantageux procuré par la présente invention peut être attribué au choix critique des dérivés cellulosiques hydrosolubles ou des composés polysaccharidiques acides, qui forment des solutions aqueuses tellement visqueuses qu'il ne se produit sensiblement pas d'extraction de la poudre de tabac pendant le mélange de cette dernière à la solution visqueuse et qui sont simultanément aptes à fixer les particules de tabac, après le séchage du mélangée
Bien que les produits décrits conformes à l'invention soient fabriqués au départ de tabac finement divisé et de liants, tels que des dérivés cellulosiques hydrosolubles, il n'est pas exclu que les produits finalement obtenus puissent contenir les dérivés cellulosiques hydrosolubles à l'état insolubilisé,
par suite de leur vieillissement ou d'autres modifications naturelles ou encore par suite de traitements spéciaux par lesquels le dérivé cellulosique serait rendu insoluble après le façonnage final du produit à base de tabac. Ainsi, une feuille de tabac obtenue en mélangeant de la poudre de tabac à une solution aqueuse visqueuse du sel sodique de la carboxyméthyl-cellulose de manière à former une pâte visqueuse et en laminant la pâte jusqu'à obtention d'une couche mince, peut être rendue insoluble tout au moins en partie en faisant agir un sel métallique polyvalent, par exemple un sel de calcium, d'aluminium ou de magnésium sur la couche encore humide
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et en séchant la couche ainsi traitéeo Il est clair qu'après le façonnage du produit à base de tabac jusqu'à la forme désirée,
une telle transforma- tion du dérivé cellulosique hydrosoluble, qui a servi de liant, en une forme insoluble n'est pas nuisible, mais bien plutôt avantageuseo Le cas éché- ant, des sels métalliques ou d'autres substances contenues naturellement dans le tabac peuvent rendre insoluble jusqu'à un certain degré le dérivé cellulosique qui a été combiné au tabac dans le sens de la présente inventiono REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la fabrication de produits à base de tabac, caractérisé en ce qu'on mélange du tabac moulu à sec et une solution aqueuse visqueuse d'un agent liant hydrosoluble n'influençant pas les qualités de ce tabac au point de vue combustion, de manière à former une pâte, cette solution aqueuse visqueuse présentant une viscosité non inférieure à 1500 centipoises à une température de 25 C et ledit agent liant étant capable de produire une viscosité non inférieure à 1500 centipoises à une température de 25 C, lorsqu'on n'en dissout pas plus d'environ 2 % et, de préférence, pas plus d'environ 1 % en poids dans de l'eau, et en ce qu'on façonne et on sèche ladite pâte sous une forme cohérente, convenant pour être fumée.
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PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF TOBACCO-BASED PRODUCTS.
The present invention relates to a method of manufacturing tobacco-based smoking products and, in particular, to the manufacture of such products, containing very fine powdered tobacco.
The making of cigars has reached a high stage of development. Today, the making of a cigar, even of an average price, requires the judicious blending of no less than fifteen to twenty different types and qualities of tobacco. Despite the significant progress made in the development of automatic machines, cigar manufacturing still requires significant manual labor, which slows the pace of manufacturing and significantly increases manufacturing costs. Similar problems arise in the manufacture of cigarettes and pipe tobacco.
The main object of the present invention is the mixing of several kinds of tobacco and of tobacco of different qualities until a degree of uniformity has been obtained which has not been achieved until now.
A further object of the invention is the homogeneous and uniform mixture of tobacco with additive materials, such as flavoring materials, combustion catalysts, adsorbents and the like.
Another object of the invention is a simplification of the manufacture of cigars and other smoking products.
Thanks to the method according to the invention, it is also possible to mechanize the manufacture of cigars.
The invention also relates to the reduction of tobacco losses, which are caused in the current methods of manufacturing smoking products, by chopping, removing odds, preparation, etc.
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According to the present invention, after a pre-treatment of drying, ripening, exudation, fermentation, aging and other similar treatments, as are commonly applied in the manufacture of cigars and the like, the tobacco is ground, with the dry state, using an apparatus suitable for grinding or pulverizing dry materials. In general, the tobacco is ground to a fineness such that all the particles pass through a sieve at 60 meshes per cm 2 and that a significant fraction of the particles have dimensions corresponding to those of the meshes of a sieve having 250 meshes per cm 2. However, it is also possible to use, in the process according to the invention, tobacco powders which are substantially coarser or finer.
The finely divided tobacco is then made into a moldable mass by intensive kneading of the dry powder with a limited amount of a highly viscous solution of a natural polymeric substance, consisting of acidic polysaccharide compounds and / or cellulose-soluble derivatives. water.
The term “polysaccharide compounds” is understood to mean, in the present specification, alginates, pectins and vegetable gums, containing both uronic acids and compounds of the polysaccharide type. Acidic polysaccharide compounds can be in the form of acids, salts or esters. Acidic polysaccharide compounds, which contain uronic acids, are sometimes referred to as "polyuronides" (see Journ. Am. Chem. Soc. 52, 2474 [1930] -) and are often associated with pentosans and can be used. in this form in the process according to the invention.
The acidic polysaccharide compounds chosen should be of such a type that a small amount, that is, an amount not exceeding about 2% by weight, gives, after addition of water, a solution having a viscosity at a temperature of 25 It is at least 1500 centipoise (= 15.104 g). cm. dry
The quantity of aqueous solution of a cellulose derivative or of an acidic polysaccharide compound which is mixed with the powdered tobacco is chosen so as to form a moldable mass having substantially the consistency of a good cement mortar. An excess of solution, which manifests itself by the exudation of the liquid out of the plastic mass, must be avoided, since each loss of liquid implies a loss of extractable constituents of the tobacco and thus a modification of the original quality of the tobacco.
Usually, one part by weight of finely divided tobacco and 2 to 6 parts by weight of aqueous solution of the cellulose derivative or the acidic polysaccharide compound provide a paste of the desired consistency.
The moldable tobacco mass is rolled into sheets or brought into the desired shape, for example pressed into a rod or strip form, after which the water is evaporated from the solid bodies formed at moderate temperatures. not exceeding approximately 50 C, so that a coherent and mechanically stable tobacco product is obtained. It is clear from the foregoing description that the tobacco has not lost, during its processing, any of its constituents and has not been exposed to even less harmful conditions, in particular to the action of high temperatures. or the action of strong bases or acids. On the other hand, the tobacco product has only a relatively small amount of foreign constituents added to it.
The tobacco, which has been processed as described above, has been found in tests to be substantially equivalent in value to that of the original leaf tobacco. The coherent mass of tobacco particles is easily consumed, and the smoke has, according to expert opinion, the typical taste and pleasant smell of good quality tobacco.
Water soluble cellulose derivatives, which can be used in new tobacco products according to this
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invention, exhibit several critical properties. One characteristic that suitable water soluble cellulose derivatives should exhibit is their viscosity. A suitable cellulose derivative has a viscosity of at least 1500 centipoise when a small amount, less than about 2% by weight, of this derivative is dissolved in water. Cellulose derivatives must not only be soluble in water and form, in low concentrations, highly viscous solutions, but must also be able to form a coherent and resistant mass or sheet, as soon as their aqueous solutions have been dried.
This behavior of the cellulose derivative in solution has the effect of facilitating both the manufacture of the moldable or shapeable mass, containing finely divided tobacco, and the pressing and transformation of this mass into products of desired shapes.
The physical properties of the cellulose derivative separated from its aqueous solution provide the tobacco product dried and brought to the desired moisture content, toughness and flexibility. Accordingly, this product can easily be used in the manufacture of cigars and other smoking products without appreciable fragmentation occurring.
It is of course clear that, in cases where parts of the product become fragmented as a result of careless processing, these fragmented parts are not lost, since they can easily be transformed into a cohesive mass, when they are subsequently processed by the method described herein. These comminuted portions can either be reprocessed alone with water or be incorporated into another charge of finely divided tobacco before its use by the process according to the present invention.
In the latter case, the amount of cellulose derivative to be used in this mixture must be chosen, taking into account the amount of this derivative contained in the treated parts present in the mixture. It should be noted that water-soluble cellulose derivatives, suitably Selected, used in making cohesive and mechanically stable powdered tobacco bodies, are active at concentrations as low as 20% and often as low as about 10%, based on the weight of tobacco. Particularly suitable tobacco blends contain about 4-8% cellulose derivative, based on the weight of tobacco.
Among the various acidic polysaccharide compounds, which satisfy the conditions set by the present invention, algin and pectin are entirely satisfactory. The water-soluble derivatives of these polysaccharide compounds, such as, for example, alginic and pectinic acids and their sodium and potassium salts, are particularly advantageous.
To obtain good combustion quality of water-soluble cellulose derivatives or acidic polysacaharidic compounds, in combination with tobacco, care must be taken to choose sufficiently purified cellulose derivatives and polysaccharide compounds. notable foreign substances containing nitrogen, sulfur, phosphorus and halogen compounds; in other words, the use of compounds giving rise to the formation of undesirable products by combustion or by dry distillation will be avoided.
It is advantageous to add to the mixture of tobacco and cellulose derivatives a small amount of bentonite or other clay capable of swelling in water. In general, 1 to 2% by weight of centonite should be added, based on the weight of the dry tobacco powder employed. It appears that bentonite has the effect of swelling in the moist, shapeable tobacco mass and tends to form a cohesive inorganic backbone or reinforcing structure, which improves the physical properties of the final product.
Tobacco products containing, in accordance with the invention, bentonite or similar mineral products, are not only more solid, that is to say they do not only exhibit a restricted tendency to break. and to break up, but also have an improved combustion quality. Moreover, these products give
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nent place ;, in se. consuming., to the formation of a firm and coherent ash.
Bentonite also has the property of filtering out unwanted tarry constituents, as well as alkaloids from tobacco smoke, when the smoke is drawn through the unburned portion of the tobacco product, which contains bentonite. .
It is often desirable to incorporate a plasticizer into the product, to increase the flexibility and tensile strength of the sheet, when the product is made in the form of sheets and is subsequently rolled up to form cigars or is heavily folded. -Additions of 2 to 15% by weight of glycerin, based on the weight of dry tobacco used, to mixtures of finely divided tobacco and aqueous solutions of cellulose derivatives with or without bentonite, give an appreciable plasticizing effect. glycerin in such amounts in the tobacco product does not give unpleasant or undesirable products by total or incomplete combustion.
In the cigarette industry, glycerin is often used as a hygroscopic adduct, without any detrimental consequences from the point of view of the combustion properties. Some of the glycerin can be replaced by sorbitolo
The sheets or the like, obtained starting from a finely divided tobacco paste and a viscous aqueous solution of a suitable binder, are more elastic and more flexible, when fine glass fibers are incorporated into the paste.
Fine glass fibers with a diameter of about 0.005 mm, which resemble silk threads not only in appearance, but also in softness and flexibility, are used at a rate of 1 to 15%, on the tobacco weight basis; Preferably 2 to 5% by weight glass fibers are combined with the finely divided tobacco. Glass fibers can be used in the form of loose fibers or in the form of extremely thin fiber felt.
The pulp composed of powdered tobacco and a viscous aqueous solution of a binder can be applied to one side or to both sides of a thin felt of glass fibers.
The process according to the invention will now be described in more detail in the following examples, which illustrate some embodiments thereof. In these examples, the parts are indicated by weight.
EXAMPLE 1
Pensilvian leaf tobacco, air-dried, is ground in a Raymond-type mill equipped with a medium-sized mesh sieve.
Ground tobacco contains a major fraction of particles with a sieve size of 60 - 250 meshes per cm2. A highly viscous solution, having a viscosity of about 500,000 centipoise at 25 ° C., is prepared by dissolving 8 parts of the sodium salt of particularly high viscosity carboxymethyl-cellulose in 375 parts of water; 12 parts of glycerin are incorporated into this aqueous solution. The liquid obtained is incorporated, by stirring and kneading, into 100 parts of powdered tobacco. The pasty mass, obtained by incorporating the liquid into the tobacco powder, has the consistency of a freshly prepared pouring cement mortar and, when left to stand, shows no tendency to sweat or "sweat". This pasty mass is spread on a glass plate and is covered with a sheet of waxed paper.
Using a cylinder, the mass is rolled between the waxed paper and the glass plate, so as to form a layer about 0.42 mm thick. The waxed paper is then removed and the plastic mass on the glass plate is brought into a drying chamber, in which a stream of air at 50 Co is passed. As soon as the moisture content of the tobacco mass has reached. reduced to about 16%, the product is removed from the drying chamber.
The tobacco leaf thus produced is coherent and mechanically stable o The packaging of this
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sheet at 10 and at a relative humidity of 90% appreciably increases its plasticity and flexibility. The sheet is made into small cylinders and, in other tests, the sheet is fed in the form of irregular bundles and then surrounded by a Sumatran tobacco leaf
In the cigars thus manufactured, the aforementioned small cylinder or bundle, formed of tobacco leaves, replaces the filling tobacco and the wrapping leaf, which are ordinarily employed in the manufacture of ci- gareso Smokers, to whom we have smoke cigars prepared in the manner described above,
without noticing the difference between these ci- gares and common cigars, considered that the cigars in question did not differ appreciably from common polishes containing the same tabaco
EXAMPLE 2
A viscous solution is prepared by dissolving 7.5 parts of methylcellulose (4000 centipoise) in 350 parts of water. To this solution are added 5 parts of glycerin and 3 parts of sorbitol.
A mixture of American and Turkish tobacco, ground so as to consist essentially of particles passing through a sieve of 60 to 250 meshes per cm2, is mixed with the solution, until a uniform paste is obtained. tabaco ties The thoroughly kneaded dough is then pressed through a slit 50 mm long and 0.63 mm wide o The strip thus obtained is placed on a conveyor belt formed of a wire mesh and is dried on this conveyor belt using a stream of dry air heated to 50 C. After the tobacco belt has dried to a moisture content of 19%, it is cut into sections having the current size in the manufacture of cigarettes.
Cigarettes made from this material are characterized by the smoothness and aroma of their smoke. EXAMPLE 3
A mixture of tobacco is obtained by grinding together 40 parts of Wisconsin wrapping tobacco, 44 parts of Pennsylvania tobacco and 16 parts of Havanao The dried powdered mass is mixed with a viscous liquid, containing 400 parts of water, 3 parts of sodium salt of high viscosity carboxymethylcellulose, 3 parts of purified sodium alginate, 10 parts of glycerin and 4 parts of silky glass fibers (25-37 mm long) o The resulting paste is pressed into sheets and is dried as described in Example 1. The finally obtained tobacco leaf is notably flexible and elastic and has been found to be of good quality in tests.
EXAMPLE
A highly viscous solution, having the viscosity of a thick syrup, is prepared from 400 parts of water, 6 parts of purified sodium alginate and 10 parts of glycerin, 1 part of bentonite is added to 20 parts of eauo As soon as the bentonite suspension has become homogeneous, it is added to the aqueous solution of alginateo The compound liquid thus obtained is added, with stirring and kneading, to 100 parts of powdered tobacco. The pasty mass obtained by mixing the liquid and the tobacco powder has the consistency of a freshly prepared pouring mortar cement and shows, when left to stand, no tendency to give rise to the separation of liquid. The pasty mass is placed on a glass plate and covered with a sheet of waxed paper.
Using a roller, the mass, interposed between the waxed paper and the glass plate, is rolled so as to form a thin layer of about 42 mmo The waxed paper is then removed and the plastic layer lying on the glass plate is placed in a drying chamber supplied with dry air at 50 Co As soon as the moisture content of the tobacco mass has fallen to about 16%, the product is removed from
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the drying chamber. The resulting sheet containing finely divided tobacco is mechanically stable, coherent and quite flexible. Conditioning this sheet at 10 ° C. and at a relative humidity of 90% significantly increases its porosity and flexibility. If necessary, it is possible, in accordance with the invention, to introduce additive materials into the coherent mass of tobacco powder.
Thus, cellulose derivatives and organic substances can be added to aqueous solutions in order to give the smoke of the product obtained from tobacco a pleasant aroma.
In these cases, the addition and attachment of the adducts is greatly facilitated by the fact that these materials are embedded in the tobacco mass and do not adhere only to the surfaces of the leaves, as is the case with additives, which are used with normal leaf tobacco.
Other valuable additives provide the tobacco product with loose structure and porosity. Thus, the addition of diatomaceous earth, preferably in amounts of 5-10% by weight of the tobacco powder, results in to obtain a highly porous product of low density. With some types of tobacco, this addition produces better combustibility and a high atomic content of the smoke.
The present invention should not be confused with the multiple suggestions made in earlier patents These earlier suggestions concerned the treatment of tobacco waste, substantially the way wood, rags, straw, sugar cane waste, etcooo were processed for papermaking.
In some subsequent patents it was recognized that tobacco, thus used for papermaking, had lost substantially all of the substances which made it suitable for smoking, and attempts were made to compensate for this loss by impregnating the tobacco-based paper with a decoction of tobacco diluted in boiling water o However, these earlier methods failed, because they did not take sufficient account of the fact that tobacco and tobacco extracts are, by nature, very sensitive and labile and that even small changes, for example, in temperature and pH conditions adversely affect tobacco and tobacco extracts, through decompositions, oxidations, polymerizations and other chemical transformations of their components.
Contrary to these previous unsuccessful suggestions and attempts, the present invention is characterized by extremely gentle treatment, while it is avoided to treat tobacco in water or any other liquid, which has the effect of eliminating tobacco. extracting appreciable amounts of soluble components, so that a depleted and degraded tobacco product is obtained.
The advantageous result provided by the present invention can be attributed to the critical choice of water-soluble cellulose derivatives or acidic polysaccharide compounds, which form aqueous solutions so viscous that substantially no extraction of the tobacco powder occurs during mixing. from the latter to the viscous solution and which are simultaneously able to fix the tobacco particles, after the mixture has dried
Although the products described in accordance with the invention are produced starting from finely divided tobacco and binders, such as water-soluble cellulose derivatives, it is not excluded that the products finally obtained may contain the water-soluble cellulose derivatives in the form insolubilized,
as a result of their aging or other natural modifications or as a result of special treatments by which the cellulosic derivative would be rendered insoluble after the final shaping of the tobacco product. Thus, a tobacco leaf obtained by mixing tobacco powder with a viscous aqueous solution of the sodium salt of carboxymethyl cellulose so as to form a viscous paste and rolling the paste until a thin layer is obtained, can be made insoluble at least in part by causing a polyvalent metal salt, for example a calcium, aluminum or magnesium salt to act on the still wet layer
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and by drying the layer thus treated o It is clear that after shaping the tobacco product to the desired shape,
such a transformation of the water-soluble cellulose derivative, which served as a binder, into an insoluble form is not harmful, but rather advantageous. Where appropriate, metal salts or other substances naturally contained in tobacco can to render insoluble to a certain degree the cellulose derivative which has been combined with tobacco for the purposes of the present invention.
1. Process for the manufacture of tobacco-based products, characterized in that dry-ground tobacco is mixed with a viscous aqueous solution of a water-soluble binding agent which does not influence the qualities of this tobacco from the point of view of combustion. , so as to form a paste, said viscous aqueous solution having a viscosity of not less than 1500 centipoise at a temperature of 25 C and said binding agent being capable of producing a viscosity of not less than 1500 centipoise at a temperature of 25 C, when not more than about 2% and preferably not more than about 1% by weight is dissolved in water, and said paste is shaped and dried into a coherent form suitable for to be smoked.