Nikulla, Hans-jürgen (Schulstrasse 31 Jork, 21635, DE)
Intorp, Michael (Grüne Twiete 95 Halstenbek, 25469, DE)
Nikulla, Hans-jürgen (Schulstrasse 31 Jork, 21635, DE)
| 1. | Verfahren zum Behandeln von Tabak, insbesondere von Burley Tabak, mit den folgenden Schritten : Behandeln von Tabak, vorzugsweise Blatttabak, mit einem Casing, das vorzugsweise zuckerhaltig ist, thermisches Behandeln des casingbehandelten Tabaks mit Sattdampf, wobei vor der Dampfbehandlung die Tabakfeuchte im Bereich von 15% bis 25W liegt und wobei nach der Dampfbe handlung die Tabakfeuchte im Bereich von 15W bis 25% und die Tabaktemperatur im Bereich von 80 °C bis 115 °C liegt. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkzeit des Dampfes auf den Tabak im Bereich von 0,1 Minuten bis 10 Minuten liegt. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Massenverhältnis von eingespeistem Dampf zu behan deltem Tabak 0, 1 bis 0,5 beträgt. |
| 4. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die thermische Behandlung in einem Dampftunnel erfolgt. |
| 5. | Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Dampfes vor dem Einspeisen in den Dampftunnel im Bereich von 2 bar bis 12 bar liegt. |
| 6. | Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Dampfes vor dem Einspeisen in den Dampftunnel im Bereich von 4 bar bis 10 bar liegt. |
| 7. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, dass im Anschluss an die Dampfbehandlung der Tabak gekühlt und in einer Trommel mit einem Topdressing behandelt wird. |
Die Applikation so genannter Casings stellt einen üblichen Ar- beitsschritt in der Aufbereitung von Blatttabak vor dem Schnei- den dar. Ziel einer Casing-Behandlung ist die Verbesserung der Verarbeitungsfähigkeit sowie der geschmacklichen Eigenschaften des Tabakmaterials. Übliche Bestandteile von Casings sind Feuchthaltemittel wie z. B. Glycole oder Glycerin, Zucker sowie feste Naturstoffe wie beispielsweise Kakao oder Lakritz. Hohe Viskosität und der Feststoffgehalt von Casings erschweren eine erwünschte, gleichmäßige Durchdringung des Tabakguts mit den Casing-Komponenten. Um ein Eindringen des Casings in die Zell- struktur des Tabaks zu verbessern, erfolgt die Aufgabe des er- wärmten Casings zusammen mit einer Auffeüchtung durch Wasser und Dampf in als Casing-Trommeln bezeichneten Aggregaten. Die kon- ventionelle Technik der Casing-Applikation ist beschrieben in Voges,"Tobacco Encyclopediatw, Mainzer Verlagsanstalt und Druk- kerei Willi und Rothe GmbH & Co KG, Mainz, 1984 ; S. 65 (Stich-
wort"Casing"), S. 411 (Kapitel"Tobacco Flavours and Casings"), S. 416 und 417 (Kapitel"The Production of Cut Tobacco", Ab- schnitte"Special Treatment for Burley"und"Casing").
Burley-Tabake weisen in der Regel relativ hohe Gehalte von Stickstoffverbindungen bei gleichzeitig niedrigen Zuckergehalten auf. Aus diesem Grund kann häufig erst durch Anwendung von zuk- kerhaltigen Casings in Kombination mit einer nachfolgenden ther- mischen Behandlung ein akzeptabler Rauchgeschmack erzielt wer- den. Neben einer Entfernung flüchtiger Stickstoffverbindungen durch die thermische Behandlung können aus Zucker-und Stick- stoffkomponenten Reaktionsprodukte wie z. B. Pyrazine entstehen, die zur Verbesserung der sensorischen Qualität beitragen. In der Regel wird für die thermische Behandlung von casingbehandeltem Burley-Tabak ein sogenannter Bandtrockner mit mehreren Trocken- und Kühlzonen eingesetzt, in dem der Tabak von etwa 30% Anfangs- feuchte auf etwa 5% Feuchte abgetrocknet wird. Zur weiteren Verarbeitung, insbesondere zum Schneiden, muss der Tabak an- schließend wieder auf etwa 16% bis 22% aufgefeuchtet werden.
Diese konventionelle Vorgehensweise weist mehrere Nachteile auf.
Zunächst ist die Penetration des Casings in das Blattmaterial bei Applikation durch eine Casing-Trommel aufgrund der geringen Einwirkungsintensität des Dampfes nicht optimal. Weiterhin muss für die starke Abtrockung viel Energie aufgewendet werden. Band- trockner verfügen zudem über einen hohen Raumbedarf und führen konstruktionsbedingt zu einer inhomogenen Feuchteverteilung. Ein weiterer Nachteil liegt in der hohen Fragilität des Tabakmateri- als bei Feuchten unter 10%, die zu Verlusten durch Bildung von Tabakgrus und-staub führt.
Aus diesem Grund sind mehrere Verfahren beschrieben worden, die einen oder mehrere Nachteile der konventionellen Behandlungs- methode umgehen sollen.
Die US 5 755 238 beschreibt eine Methode zum schnellen Trocknen, Kühlen und Wiederbefeuchten mit Hilfe eines in mehrere Behand-
lungszonen unterteilten Trocknungsaggregates und der Rückfeuch- tung in einem separaten Dampftunnel. Die Feuchte des Tabakmate- rials beträgt vor der Trocknung ca. 30%, vor dem Dampftunnel ca. 5% und nach der Rückfeuchtung ca. 15%. Die Heißlufttemperatur des Trockners beträgt ca. 105 °C bis 115 °C und die Gesamtdurch- laufzeit ca. 60 Sekunden. Durch Einsatz mehrerer Wirbelschicht- Trockenzonen soll eine verbesserte Feuchtehomogenität erzielt werden.
Die US 4 004 594 offenbart eine Methode zum Konditionieren von Tabak, insbesondere von Burley-Tabak, die eine Imprägnierung der Tabakpartikel mit Casing, eine thermische Behandlung zum Aus- treiben des Stickstoffs bzw. der Stickstoffverbindungen und die Einstellung des gewünschten Feuchtegehaltes vorsieht. Die Be- handlungsanlage besteht aus einer Dosiereinheit, einer Casing- Trommel, einer Vorkonditioniereinheit zur Behandlung mit Dampf und Aggregaten zum Erhitzen, Kühlen und Rückfeuchten des Tabaks.
Die Tabakfeuchten betragen nach der Dosiereinheit 14% bis 20%, vorzugsweise 18W, nach der Casing-Trommel 30% bis 42%, vorzugs- weise 32%, nach der Vorkonditionierung ca. 35%, nach dem Erhit- zen 4% bis 7% und nach der Rückfeuchtung ca. 18% bis 22%. In der Vorkonditioniereinheit erfolgt eine Behandlung mit Sattdampf von 2,5 bar bis 3,5 bar, resultierend in einer Tabaktemperatur von etwa 70 °C, um eine verbesserte Penetration des Casings in das Tabakblatt zu erzielen.
Die US 3 402 479 beschreibt eine tunnelartige Apparatur zum Transport und zur Behandlung von stickstoffreichem Tabak mit Zonen zum Vortrocknen, zum Erhitzen des Tabaks ohne Feuchtever- lust durch den Einsatz eines entsprechend konditionierten Medi- ums und zum Kühlen des Behandlungsgutes. Die Eintrittsfeuchte des Tabakmaterials beträgt 40% bis 50%, die Temperatur des Medi- ums nach der Vortrocknung ca. 100 oc und die Austragsfeuchte cae 16% bis 18%. Durch Anwendung dieses apparativ aufwändigen Ver- fahrens in Verbindung mit den extrem hohen Eintrittsfeuchten soll eine Übertrocknung des Tabakmaterials und die damit ver- bundene Erhöhung der Fragilität umgangen werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Behandeln von Tabak, insbesondere von Burley-Tabak, durch Aufbringen von Ca- sing und anschließende thermische Behandlung zu schaffen, das die Nachteile der beschriebenen Verfahren vermeidet. Insbesonde- re sollen die Anzahl der notwendigen Prozessschritte reduziert und der Energiebedarf verringert sowie eine gleichmäßige Pro- duktqualität erzielt werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren zum Behandeln von Tabak mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestal- tungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der mit Casing beauf- schlagte und etwa 15% bis 25% Feuchte aufweisende Tabak, der in der Regel als Blatttabak vorliegt, einer intensiven Dampfbehand- lung unterzogen. Direkt nach der Dampfbehandlung liegt die Ta- baktemperatur in einem Bereich von 80 °C bis 115 °C, während die Tabakfeuchte 15% bis 25% beträgt. Ein Zwischenschritt, der zu einer starken Trocknung des Tabaks führt, kommt bei dem erfin- dungsgemäßen Verfahren nicht vor.
Die Dampfbehandlung wird vorzugsweise so durchgeführt, dass der Tabak über einen Zeitraum von 0,1 Minuten bis 10 Minuten in einen möglichst intensiven Kontakt mit dem Behandlungsmedium gebracht wird.
Das Verhältnis des Massendurchsatzes Dampf zu Tabak (jeweils in kg/h) wird bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 einge- stellt.
Vorzugsweise wird die Behandlung in einem sogenannten Dampftun- nel durchgeführt. Derartige Aggregate sind beispielsweise von den Firmen Sagemüller GmbH, Bockhorn oder HAUNI Maschinenbau AG, Hamburg erhältlich. Bei Verwendung eines Dampftunnels wird vor- zugsweise Sattdampf mit einem Druck (vor dem Einspeisen in den Dampftunnel) von 2 bar bis 12 bar, besonders bevorzugt von 4 bar bis 10 bar, benutzt.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei erfindungsgemäßem Vorgehen neben einer verbesserten Casing-Penetration durch den bevorzugten Einsatz des Dampf tunnels auch die erwünschten Effek- te der thermischen Behandlung, also das Austreiben flüchtiger Stickstoffverbindungen und eine Reaktion von Zuckern und Stick- stoffkomponenten, in einem einzigen Prozessschritt erreicht werden können.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ändert sich die Feuchte des Tabaks während der Dampfbehandlung je nach Wahl der Prozesspara- meter wie Druck des Dampfes und Verweildauer (Einwirkzeit des Dampfes) lediglich um einige Prozentpunkte. Durch Wahl einer geeigneten Eintrittsfeuchte kann somit direkt die zum Schneiden benötigte Feuchte erreicht werden.
Aufgrund des geringen Feuchtegradienten im Prozess weist der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Tabak eine deut- lich homogenere Feuchteverteilung auf als solcher, der nach dem konventionellen Verfahren mit einem Bandtrockner behandelt wur- de.
Gemäß dem Stand der Technik kann der erfindungsgemäß behandelte Tabak nach Dampfbehandlung und Kühlung mit mittelflüchtigen Aromastoffen in Form eines sogenannten Topdressings beaufschlagt werden, das vorzugsweise alkoholisch ist.
Anschließend wird der Tabak allein oder nach Abmischung mit anderen Tabaksorten ohne weitere Auffeuchtungs-oder Trocken- schritte dem Schneidevorgang zugeführt.
Weitere Angaben zur Durchführung und zu Effekten des erfindungs- gemäßen Verfahrens sind den folgenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Insbesondere ist zu erkennen, dass dem konventionel- len Verfahren entsprechende Reduzierungen an Gesamtaminosäuren und Ammoniak festzustellen sind, die als charakterisierend für die erwünschten Effekte der thermischen Behandlung angesehen
werden können. Dies wird durch die Ergebnisse der Rauchsensorik bestätigt.
Weiterhin ist den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, dass durch eine Veränderung der Einwirkzeit des Dampfes oder auch entspre- chend eine Erhöhung der Behandlungstemperatur bzw. des Druckes des Dampfes die Effekte der Nachbehandlung verändert werden können, ohne die Austragsfeuchte (d. h. die Tabakfeuchte nach der Dampfbehandlung) in höherem Maße zu beeinflussen. Insbesondere kann auf diese Weise eine Anpassung an den Stickstoffgehalt des Tabakmatarials erfolgen, um beispielsweise bei stickstoffarmen Tabaken geringere Mengen an flüchtigen Stickstoffverbindungen auszutreiben als bei stickstoffreichen, was wiederum zu verbes- serten sensorischen Ergebnissen führen kann.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber den bekannten Prozessen liegen in der wirtschaftlicheren Durchfüh- rung durch geringeren apparativen Aufwand und Energiebedarf. Da auf eine Übertrocknung verzichtet wird, werden die Tabakverluste minimiert. Gegenüber dem konventionellen Verfahren wird eine verbesserte Feuchtehomogenität des Endprodukts erreicht. Dies führt in Verbindung mit der guten Casing-Penetration zu einer deutlichen Verringerung der Fleckenbildung auf dem Papier von mit dem erfindungsgemäß behandelten Tabak hergestellten Ciga- retten.
Beispiel 1 (herkömmliches Verfahren) Als Basismaterial für die Untersuchung dienten ein qualitativ hochwertiger koreanischer Burley mit einem Nikotingehalt von 3,1% und ein preiswerter italienischer Burley als sogenannter Filler mit einem Nikotingehalt von 1,5%, jeweils bezogen auf Trockensubstanz. Beide Versuchstabake wurden in jeweils gleicher Menge und Qualität mit einer teilinvertierten wässrigen Saccha- roselösung beaufschlagt und nach zwei Methoden (Beispiel 1, Beispiel 2) in entsprechenden Versuchsanlagen thermisch behan-
delt. Der Gesamtzuckergehalt betrug vor der thermischen Behand- lung 10%.
Der sogenannte Wirbelschichttrockner (Beispiel 1) repräsentiert die Anwendung eines konventionellen Verfahrens und basiert auf dem Prinzip des Schwingförderers mit Bohrungen im Bodenblech, über die Heißluft durch das Behandlungsgut strömt. Die Eingangs- feuchte (Eintragsfeuchte) des Blatttabaks betrug einheitlich 22%.
Zur Bestimmung der Tabakfeuchte diente wie auch bei allen fol- genden Beispielen die Abtrocknung der Tabakproben in unver- schlossenen Aluminiumdosen mit Hilfe eines kalibrierten Umluft- trockenschrankes bei einer Temperatur von 80 °C während eines Zeitraums von 3 Stunden.
Tabelle 1 zeigt die angewandten Heißlufttemperaturen, die korre- spondierenden Verweilzeiten und die Austragsfeuchten (d. h. Ta- bakfeuchten nach Behandlung im Wirbelschichttrockner) des Blatt- tabaks.
Tabelle 1 : Parameterkombinationen Wirbelschichttrockner <BR> <BR> <BR> <BR> Nr. Heißluft- Verweil- Eingangs- Austrags- temperatur zeit feuchte feuchte (°C) 9sec) (%) (%) 1 130 15 22 6 2 150 30 22 3 3 200 40 22 Beispiel 2 (erfindungsaemä. l3es Verfahren) Es wurden die gleichen, mit teilinvertierter Saccharose beauf- schlagen Basistabake wie im Beispiel 1 eingesetzt. Die Ein- gangsfeuchte betrug hier einheitlich 18%.
Als Behandlungsaggregat diente ein herkömmlicher Dampftunnel mit einem Schwingförderer, bei dem aus Bohrungen in einem Bodenblech herausströmender heißer Dampf (Sattdampf) mit dem Blatttabak in Wechselwirkung tritt ; grundsätzlich herrscht in dem Dampftunnel Atmosphärendruck (offenes System). Der Druck des Dampfes vor dem Einspeisen in den Dampftunnel betrug einheitlich ca. 7 bar und das Massenverhältnis von Tabak zu Dampf 0,2. Tabelle 2 zeigt die angewandten Parameterkombinationen. Die Tabaktemperatur Austrag und die Austragsfeuchte sind die Tabaktemperatur bzw. die Tabak- feuchte unmittelbar nach der Dampfbehandlung.
Tabelle 2 : Parameterkombinationen Dampftunnel Nr. Tabaktempera-Verweil-Eingangs-Austrags- tur Austrag zeit feuchte feuchte (°C) (min) (%) (%) 4 106 3 18 18 5 108 6 18 17 6 112 9 18 15 Man erkennt, dass der Tabak im Dampftunnel relativ schnell einen stationären Zustand erreichte, bei dem sich Tabaktemperatur und Tabakfeuchte mit der Dauer der Dampfbehandlung nur leicht änder- ten.
Vergleich Die beiden Tabellen 3 und 4 vergleichen für jeden der beiden untersuchten Basistabake die nach den in den Tabellen 1 und 2 beschriebenen Parameterkombinationen 1 bis 3 bzw. 4 bis 6 er- zielten Resultate. Untersucht wurden der Gehalt von Gesamtami- nosäuren und Ammoniak, jeweils bezogen auf Trockensubstanz (TS).
Tabelle 3 : Analysendaten behandelter koreanischer Burley Nr. Gesamtaminosäuren Ammoniak (mmol/kg TS) (W TS) 1 488 0,56 2 456 0,47 3 359 0,40 4 424 0,56 5 405 0,51 6 385 0,48 Tabelle 4 : Analysendaten behandelter italienischer Burley Nr. Gesamtaminosäuren Ammoniak (mmol/kg TS) (% TS) 1 549 0,82 2 498 0,68 3 420 0,55 4 502 0, 77 5 478 0,68 6 423 0,59 Der Vergleich des Gehaltes an Gesamtaminosäuren und Ammoniak zeigt die Gleichwertigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem konventionellen Prozess.
Zusätzlich zur analytischen Untersuchung wurden die behandelten Burley-Tabake zur Bereitung von Probecigaretten geschnitten und von einem Expertengremium paarweise miteinander verglichen. In beiden Fällen ergab der Vergleich zwischen erfindungsgemäßem und konventionellem Verfahren keine signifikanten Unterschiede.
Next Patent: METHOD OF CONTROLLING PESTS IN STORED GOODS