DE2210255A1 - Verfahren zum Aufbereiten von holzarmem Nichttabakpflanzengut zu Tabakersatz - Google Patents

Description

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TAMAG BASEL AG., Elisabethenstraße 2, Basel/Schweiz

Verfahren zum Aufbereiten von holzarmem Nichttabakpflanzengut zu Tabakersatz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von holzarmem oder -freiem Nichttabakpflanzengut zu mit in der Tabakbranche üblichen technologischen Methoden verarbeitbarem und rauchbarem Tabakersatz und einen danach hergestellten Tabakersatz,

Es ist bekannt, den Blättern von Nichttabakpflanzen das den Rauchgenuß beeinträchtigende Chlorophyll zu entziehen und den Proteingehalt durch Extraktion anderer Bestandteile zu steigern und aus den so behandelten Blättern unter Zugabe von aromabegünstigenden und abbrandbegünstigenden Substanzen durch Eintrocknen einen Tabakersatz zu gewinnen. Es ist auch bekannt, Blätter von Nichttabakpflanzen und Zellulosefolien durch Aufsprühen von Chemikalien oder Tränken mit solchen Chemikalien zu Tabakersatz aufzubereiten.

Mit diesen bekannten Verfahren gelingt es zwar, unter Umständen eine hinreichend flexible Folie herzustellen,

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so daß diese wie Blattabak verarbeitbar ist, aber beim Abrauchen zeigen sich Nachteile, insbesondere ist das Raucharoma unbefriedigend, oft sogar durch beißenden, kratzenden Geschmack

überdeckt, so daß die'se Folie als Tabakersatz praktisch nicht verwendbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß damit ein Tabakersatz hergestellt verden kann, der auch beim Abrauchen dem natürlichen Tabak möglichst weitgehend ähnlich ist, insbesondere ein an- , genehmes, nicht beißendes Aroma hat.

Das erfinderische Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß aus den chlorophyll- und fettarmen oder -freien Blättern, Blüten, Stengeln, Früchten, Schalen, Knollen oder dergleichen Nichttabakpflanzengut und Wasser ein homogener Brei gebildet wird, der durch Zusatzstoffe auf einen Mindestgehalt von 7,5 % Pektin, 2 % Aminosäuren und 10 % Zucker (jeweils Trockengewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des Breies) aufgefüllt ist und bei mangelhafter Bindefähigkeit durch Untermischen von NaCMC - Natriumcarboxymethylcellulose - bindefähig gemacht wird und bei mangelhafter Hygroskopizität durch Untermischen von Weichmachersubstanz hygroskopisch gemacht wird und dann zum Tabakersatz ausgeformt wird und durch Trocknen verfestigt wird. Der Trockengewichtsanteil an Zusatzstoffen beträgt (bezogen auf das Trockengewicht des eingesetzten Nichttabakpflanzenguts) vorzugsweise weniger als 50 %. Der Trockengewichtsanteil an NaCMC beträgt (bezogen auf das Trockengewicht des Breies vorzugsweise bis zu 3 %. Der Trockengewichtsanteil der Weichmachersubstanz beträgt (bezogen auf das Trockengewicht des Breies) vorzugsweise bis zu 10 %. Der Feuchtigkeitsgehalt des verfestigten Tabakersatzes beträgt vorzugsweise 1 bis 10 % (bezogen auf das Trockengewicht des Breies). Werden außerdem noch Chemikalien zugesetzt, dann beträgt der Trockengewichtsanteil dieser Chemikalien vorzugsweise höchstens 5 %.

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Der Tabakersatz wird zu einer Folie, zu Strängen, Flocken oder dergleichen ausgeformt.

Naturtabak zeichnet sich gegenüber anderen Pflanzen unter anderem durch einen hohen Gehalt an Pektin, Aminosäuren und Zucker aus. Diese besonderen, dem Naturtabak eigenen Konzentrationen, werden durch die Zusatzstoffe in dem Brei erzeugt. Versuche haben gezeigt, daß auf diese Weise eine Folie hergestellt werden kann, die sowohl hinsichtlich ihrer technologischen Verarbeitbarkeit als auch hinsichtlich ihrer Raucheigenschaften dem natürlichen Tabakblatt sehr ähnlich ist. Das Aroma, das ähnlich angenehm ist wie das von gutem Naturtabak, ist vermutlich bedingt einerseits durch die Tatsache, daß der für Tabak spezifische Mindestgehalt an Pektin, Aminosäuren und Zucker vorhanden ist und zwar in feiner Verteilung, ähnlich wie im Naturtabakblatt, und daß andererseits wenigstens für einen grossen Teil der Grundsubstanz viele der natürlichen Feinstrukturen und molekularen Vernetzungen des Pflanzengutes erhalten geblieben sind. Nicht nur die Zusammensetzung hinsichtlich der erwähnten besonderen Bestandteile, sondern auch die innere Gefügestruktur der hergestellten Folie ist dem Naturtabakblatt sehr ähnlich erzielbar, jedenfalls in höherem Maße als bei bekannten Verfahren,

Man kann die Zusatzfolie in Form von chemischen Reinsubstanzen zusetzen. Bessere Ergebnisse erzielt man jedoch, wenn Zusatzstoffe in Form von Rohextrakten aus Nichttabakpflanzen verwendet werden. In diesen Pflanzenrohextrakten liegen die Zusatzstoffe, wenigstens zum Teil noch in ihrer ursprünglichen natürlicnen Feinstruktur und molekularen Vernetzung vor, die sie dann im Zuge des erfinderischen Verfahrens auch weitgehend beibehalten können. Außerdem enthalten viele Pflanzenrohextrakte erwünschte Aromabestandteile, die auch vernetzt als Konglomerat vorliegen. Das ist vermutlich der Grund für die besseren Ergebnisse, die insbesondere hinsichtlich des Raucharomas bei Verwendung von Zusatzstoffen in Form von Rohextrakten erzielt werden. Mit der Bezeichnung "Rohextrakt" soll hier und im fol-

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genden zum Ausdruck gebracht werden, daß diese Extrakte ein Konglomerat verschiedener Substanzen derselben Substanzgruppe in einer Kombination, wie sie in natürlichem Pflanzengut vorkommt, darstellen. Solche Pflanzenrohextrakte fallen zum Beispiel in großem Umfang bei der Nahrungsmittelaufbereitung an, zum Teil als minderwertiges Nebenprodukt, zum Teil sogar als Abfall, so daß sie, was für die großtechnische Verwendung von Bedeutung ist, sehr preiswert zur Verfugung stehen.

Vorzugsweise wird zum Auffüllen des Pektingehaltes ein stark pektinhaltiger Pflanzenrohextrakt als Zusatzstoff verwendet, wie er bei der Gewinnung von Fruchtsäften, vorzugsweise Äpfeln und Birnen anfällt.

Vorzugsweise wird zum Auffüllen des Zuckergehaltes ein Pflanzenrohextrakt verwendet, wie er bei der Zuckerraffinerie als sogenannte Melasse anfällt, oder als Fruchtkonzentrat bei der Fruchtsaftgewinnung, vorzugsweise aus Pflaumen, Aprikosen, Pfirsichen als Rückstand anfällt.

Vorzugsweise wird zum Auffüllen des Aminosäuregehaltes ein Pflanzenrohextrakt verwendet, welcher durch Hydrolyse des Eiweißgehaltes aus Sojabohnenmehl oder anderen stark eiweißhaltigen Naturstoffen, wie sie beispielsweise bei der Verarbeitung von Milchprodukten anfallen, gewonnen wird.

Unter Umständen wünscht man Tabakersatz mit Nikotingehalt. Und für solche Fälle schlägt die Erfindung vor, entweder einen nikotinhaltigen Pflanzenrohextrakt aus Tabakpflanzen, wie er beim Auslaugen von Tabakblättern in der Industrie anfällt und/oder ein Gemisch aus mehreren Nikotinsalzen, wie beispielsweise Nikotinsulfat, Nikotinphosphat, Nikotincitrat, Nikotinmaleat und gerbsaures Nikotin in den Brei einzurühren. In beiden Fällen

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gelangt das Nikotin nicht als Reinsubstanz in den Tabakersatz, wodurch, entsprechend wie auch bei den anderen Zusatzstoffen, eine bessere Annäherung an die natürlichen Verhältnisse erzielt wird; ein Umstand, der sich wie schon erwähnt, günstig auf das Raucharoma und den Rauchgenuß auswirkt.

NaCMC hat sich als Bindemittel bewährt, weil verhältnismäßig geringe Mengen davon ausreichen, eine hinreichend bindefähige Folie zu erzielen, was vermutlich daran liegt, daß das NaCMC mit den im eingesetzten Pflanzengut bereits vorhandenen Bindemitteln Bindestrukturen besonderer Effektivität eingeht.

Eine besonders feine Verteilung der Substanzen des Breies ist für einen möglichst homogenen Tabakersatz wünschenswert. Außerdem begünstigt sie den vorzugsweise durch Chemikalienzugabe und/oder Erwärmung angestrebten Aufschluß der schon im Nichttabakpflanzengut enthaltenen Bindemittel um diese klebfähig zu machen. Aus diesem Grunde ist eine Weiterbildung des erfinderischen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß der Brei auf mittlere kolloidale Teilchengröße von 5 U^ und kleiner feingemahlen ist. Die mit dieser Feinverteilung angestrebten Wirkungen sind erzielbar, obwohl bei der angegebenen mitteleren Teilchengröße viele Teilchen größer als 5 jx sind zum Teil sogar wesentlich größer - weil die angestrebte bindende Wirkung mindestens durch die Teilchen kolloidaler Größe herbeigeführt wird in die die größeren Teilchen im fertigen Tabakersatz eingebettet sind.

Die erforderliche Zerkleinerung sollte schonend durchgeführt werden, da andernfalls das Aroma beeinträchtigt wird. Eine schonende Zerkleinerung erzielt man indem aus grob vorzerkleinertem Nichttabakpflanzengut, Wasser und mindestens den in

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grober und wasserunlöslicher Form vorliegenden Zusatzstoffen eine Aufschlämmung gebildet wird, die dann zwischen den sich durch Umrühren aufeinander abwälzenden Mahlkörnern einer Mahlkörnerpackung hindurchgetrieben wird, um sie auf die endgültige Teilchengröße zu vermählen. Eine zu diesem Zweck geeignete Mühle ist aus der österreichischen Patentschrift 280.870 bekannt.

Als Nichttabakpflanzengut kommt beispielsweise folgendes in Frage: Salatblätter, Salatblattrippen, Teeblätter, Teeblattstengel, Tannennadeln, Bananenblätter, Kakteen, Nußschalen, Maispflanzen und Maisfrüchte, Kräuter, Blütenblätter, Getreidepflanzen, Getreidekörner und insbesondere Abfälle der Getreideverwertung wie Getreidehalme, Spreu (lateinisch Palea), und Krüsch (lateinisch Furfur), also zum Beispiel Spreu und Krüsch von Hafer, von Korn, von Hopfen, von Reis und andere Spreu- und Krüscharten. Diese Getreideabfälle führen zu einem angenehmen Raucharoma, was möglicherweise an dem hohen Pentosanengehalt liegt. Die Getreideabfälle sind ebenso wie die Nußschalen, da es sich um Abfallprodukte handelt, sehr wirtschaftlich. Das Nichttabakpflanzengut kann ganz oder teilweise fermentiert sein, etwa in der Weise wie man Naturtabak zur Weiterverarbeitung fermentiert. Das Nichttabakpflanzengut kann aber auch unfermentiert verarbeitet werden.

Als Pflanzenextrakte kommen beispielsweise folgende in Frage: Fruchtkonzentrat, Rückstände aus der Mosterei, Melasse, Rückstände aus der Bierbrauerei und die meisten Pflanzenextrakte, die bei der Nahrungsmittelproduktion anfallen.

Man wird solche Pflanzenteile und/oder Pflanzenextrakte, die unerwünschte Bestandteile wie Holz, Chlorophyll, toxische Bestandteile oder Bestandteile, die toxische Wirkungen im Rauch

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hervorrufen und/oder Alkaloide enthalten, vermeiden oder aber diese Bestandteile abbauen, unschädlich machen oder entziehen. Haben Pflanzenteile oder Pflanzenextrakte zwar unerwünschte Bestandteile aber auch besondere aromabegünstigende oder die physikalischen Eigenschaften der Tabakfolie begünstigende Bestandteile, dann wird man unter Umständen den Aufwand zur Entfernung dieser unerwünschten Bestandteile gerne in Kauf nehmen, um die genannten günstigen Bestandteile in den fertigen Tabakersatz zu bringen.

Als Weichmachersubstanzen kommen beispielsweise in Frage: 70prozentiges Sorbitol, Glyzerin, Diethylenglycol oder deren Gemische.

Als Chemikalien, die zur Begünstigung des Bindemittelaufschlusses dem Brei zugesetzt werden können, kommen beispielsweise in Frage: Ammoniak, Ammoniumformiat, Kaliumhydroxyd, Kaliumcarbonat, Polyphosphate, Zitronensäure und Weinsäure.

Als Beispiele für unerwünschte Pflanzenbestandteile, die in manchen Pflanzen und Pflanzenextrakten vorhanden sind und gegebenenfalls dem Brei entzogen werden, kommen außer den zuvor erwähnten in Frage:
Atropin, Morphin, Coffein, Heroin und dergleichen.

Man kann pharmakologisch und/oder aromatisch wirksame Zusätze in den Brei einrühren, und dafür kommen beispielsweise in Frage:

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Menthol, Nikotin, eoffein, Naturtabakextrakte, Soßen und Flavour, wie sie bei Naturtabaken verwendet werden, Aromaextrakte aus Naturtabak sowie andere, vorzugsweise hitzebeständige und vorzugsweise im Rauch weitgehend unzersetzt flüchtige Substanzen. Diese Zusätze wird man natürlich so schwach dosieren, daß schädliche Wirkungen, die über die angestrebte günstige pharmakologische und/oder aromatische Wirkung hinausgehen, nicht auftreten können. Nikotin als Zugabe wird man zweckmäßig so schwach dosieren, daß mit den großen schädlichen Auswirkungen wie bei Naturtabak nicht zu rechnen ist.

Beispiel ι

1 kg Ausgangsmaterial, bestehend aus einer Mischung von 70 % Teeblättern, 5 % Kartoffelschalen, 12 % Rosenblütenblättern und 13 % Aniswurzelspitzen wird auf etwa 2 cm Schnittgröße zerschnitten und dann in einer Schlagmühle auf 250/^ und feiner vorzerkleinert. Das so gewonnene Mahlgut wird in 4 Liter AufSchlämmflüssigkeit, bestehend aus Leitungswasser, aufgeschlämmt. In diese Aufschlämmung werden 70 gr Pflanzenextrakt, bestehend aus einer Mischung von 4 Teilen Melasse (Rückstand bei der Zuckerraffinerie) und einem Teil Malzzucker eingerührt. Dann wird die Aufschlämmung in einer Mühle durch eine ständig umgerührte Glaskugelpackung hindurchgetrieben und dadurch feinvermahlen. Die Glaskugeln haben einen Durchmesser von etwa 3 Millimeter. Die durchschnittliche Verweilzeit der Aufschlämmung in der Glaskugelpackung beträgt 10 Minuten. Die überschüssige, durch Reibung entstehende Wärme während des Durchtriebes durch die Glaskugelpackung wird durch Kühlung abgeleitet, so daß die Aufschlämmung beim Mahlvorgang eine Temperatur von 43 Grad Celsius nicht überschreiten kann. In dem Brei, der die Glaskugelpackung verläßt, sind die Pflanzenteile und das Pflanzenextrakt auf kolloidale Teilchengröße feinvermahlen.

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In den feinvermahlenen Brei wird als Bindemittelzusatζ 20 Gramm NaCMC und als Weichmacher 50 Gramm Glyzerin eingemischt. Außerdem werden in den Brei 30 Gramm wasserlösliches Pflanzenextrakt, bestehend aus einer Mischung von einem Teil Glucose und einem Teil Fruktose eingerührt.

Dann wird der Brei zur Folie ausgebreitet, durch Warmluft getrocknet und nach Abkühlen mit Wasserdampf wieder angefeuchtet und auf einen Feuchtigkeitsgrad von etwa 10 %, bezogen auf das Trockengewicht, eingestellt. Die Folie, die elastisch und fest ist, wird dann in Stücke zerteilt, so groß wie Naturblätter und wie diese oder untermischt mit diesen zu rauchbaren Artikeln, wie Zigaretten, Zigarren, Pfeifentabak und dergleichen weiterverarbeitet.

Die folgenden Beispiele unterscheiden sich von dem Beispiel 1 nur durch die aus den nachfolgenden Tabellen ersichtlichen Angaben.

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Tabelle 1

	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4
tfichttabakpflan- zenteile insge samt jeweils 1 kg als Ausgangsma terial	80% Teeblätter 15% Tomaten blätter 5% Thymianwur zeln	25% Brenn nesseln 15% Stroh 1% Fichten nadeln 59% getrockne te Blätter der Sauerkir schen	30% getrocknete Ebenholz blätter 20% Waldmeister 3% Ahornrinde 20% getrocknete Kastanien blätter 27% Maisblätter
Pflanzenextrakt das in die Auf schlämmung ein gerührt wird	50g Melasse 50g Fruchtkon zentrat 70g Rohpektin aus Birnen	—	70g Rohpektin 30g Sojabohnen mehl hydro lysiert
Pflanzenextrakt das in den Brei ei.igerührt wird	—	30g Fruchtkon zentrat 10g Rohpektin	—
Aufschlämm- flassigkeit	5 Liter Wasser	5 Liter 0,3%ige Po- lyphosphat- lösung	5 Liter 0,i%ige Kai iumcarbonat- lösung
Biiidemittelzugabe	25g NaCMC	25g NaCMC	30g NaCMC
i7 eichmach er zugab e	25g 70%iges Sorbitol 25g Glyzerin	40g Diethylen- glycol	40g Diethylen- glycol .
//eitere Zuga ben, die in den Brei eingerührt u/erden	5g Calcium- formiat	30g Glucose 20g Asbest 4g Virginaroma	1 25g Asbest i 10g Weinsäure j
V ebensubstanzen, die dem Brei er.tzogen werden	Thein (entzo gen durch Chloroform- Extraktion)	—

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ι/ υ L

	Beispiel 5	Beispiel 6	I
Nichttabakpflan- zenteile insge samt jeweils 1 kg als; Ausgangsmate rial	70% Haferkrüsch 20% Stroh 10% Eichenlaub	90% Farnkraut getrocknet 10% Schwärζtee
Pflanzenextrakt das in die Auf schlämmung ein gerührt wird	40g Melasse 30g Fruchtkonzen trat aus Pfir sichen und Pflaumen 100g Mostereirück stand enthal tend ca. 20 % Pektin 20g Sojabohnenmehl hydrolysiert	40g Melasse 35g Fruchtkon zentrat 10g Apfelpektin roh 15g Soj abohnen- mehl
Pflanzenextrakt das in den Brei eingerührt wird	0,5g rielkenpulver 0,5g Muskatnußpul ver	1g Nelkenpulver ig Menthol
kufschlämm- flüssigkeit	5 Liter Wasser 2 g Kaliumcarbonat	4 Liter Wasser
Bindemittel zugabe	25g NaCMC	30g NaCMC
weichmacher- jzugabe	70g Glyzerin	60g Glyzerin
Weitere Zuga ben, die in den jBrei eingerührt wer den	20g Asbest 25g Zitronensäure	25g Glucose 20g Asbest 25g Zitronen säure
rtebensubstanzen lie dem Brei — entzogen werden '

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Nach diesen Beispielen kann man eine Tabakersatzfolie erzielen, die gekennzeichnet ist,

1. durch die Zusammensetzung des Trockengehaltes aus folgenden Komponenten, mindestens 2/3 chlorophyllarmes, fettarmes, holzarmes Tabakersatzpflanzengut und höchstens i/3 Pflanzenrohextrakt aus Tabakersatzpflanzen, NaCMC, Weichmacher sowie anderen Chemikalien und

2. durch einen Trockengewichtanteil von mindestens 7,5 % vorzugsweise jedoch mindestens 10 % Pektin, mindestens 2 % vorzugsweise jedoch mindestens 4 % Aminosäuren, mindestens 10 % Zucker und

3. durch eine homogene Verteilung der Komponenten und

4. dadurch, daß die Pektine, Aminosäuren und Zucker weitgehend in ihrer aus dem eingesetzten Pflanzengut und Pflanzenrohextrakt gegebenen natürlichen Vernetzung vorliegen.

Diese Tabakersatzfolie kann wie Naturtabak verarbeitet werden, gegebenenfalls gemischt mit diesem und bietet ein angenehmes Aroma im Rauch ohne nachteiligen Beigeschmack.

In vielen Fällen hat der nach der Erfindung erzielte Tabakersatz nicht die gleiche Farbe wie der aus Tabakpflanzen gewonnene Tabak. In solchen Fällen.kann man eine Farbänderung des Tabakersatzes herbeiführen, indem man als Färbemittel getrocknetes braunes Laub, wie Eichenlaub, Ahornlaub, Buchenlaub oder Rotbuchenlaub als Teil des Nichttabakpflanzengutes in den Brei mit einrührt und mit homogenisiert.

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Claims (4)

P280 02 29.1 .1972 ANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Aufbereiten von holzarmen oder -freiem Nichttabakpflanzengut zu mit in der Tabakbranche üblichen technologischen Methoden verarbeitbarem und rauchbarem Tabakersatz, dadurch gekennzeichnet, daß aus den chlorophyll- und fettarmen oder -freien Blättern, Blüten, Stengeln, Früchten, Schalen, Knollen oder dergleichen Nichttabakpflanzengut und Wasser ein homogener Brei gebildet wird, der durch Zusatzstoffe auf einen Mindestgehalt von 7,5 % Pektin, 2 % Aminosäuren und 10 % Zucker (jeweils Trockengewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht des Breies) aufgefüllt ist und bei mangelhafter Bindefähigkeit durch Untermischen von NaCMC - Natriumcarboxymethylcellulose - bindefähig gemacht wird und bei mangelhafter Hygroskopizität durch Untermischen von Weichmachersubstanz hygroskopisch gemacht wird und dann zum Tabakersatz ausgeformt wird und durch Trocknen verfestigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzstoffe zum Auffüllen des Gehaltes an Aminosäuren und Zucker Rohextrakte von Nichttabakpflanzen verwendet werden.

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3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei auf mittlere kolloidale Teilchengröße von 5 jj, feingemahlen ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brei hergestellt wird, indem aus grob vorzerkleinertem Nichttabakpflanzengut, Wasser und mindestens den in grober und wasserunlöslicher Form vorliegenden Zusatzstoffen eine Aufschlämmung gebildet wird, die dann zwischen den sich durch Umrühren aufeinander abwälzenden Mahlkörnern einer Mahlkörnerpackung hindurchgetrieben wird, um sie auf die endgültige Teilchengröße zu vermählen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenpflanzengut zu mehr als zwei Drittel, vorzugsweise zu 90 % aus Getreideabfällen besteht.

6. Tabakersatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet

1. durch die Zusammensetzung des Trockengehaltes aus folgenden Komponenten

mindestens 2/3 chlorophyllarmes, fettarmes, holzarmes Tabakersatzpflanzengut und höchstens i/3 Pflanzenrohextrakt aus Tabakersatzpflanzen, NaCMC, Weichmacher sowie anderen Chemikalien; und

2. durch einen Trockengewichtanteil von

mindestens 7,5 % vorzugsweise jedoch mindestens 10 % Pektin, mindestens 2 % vorzugsweise jedoch mindestens

A % Aminosäuren, mindestens 10 % Zucker und

3. durch eine homogene Verteilung der Komponenten

und

4. dadurch, daß die Pektine, Aminosäuren und Zucker weitgehend in ihrer aus dem eingesetzten Pflanzengut und Pflanzenrohextrakt gegebenen natürlichen Vernetzung vorliegen.

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