处理烟草材料的方法、处理烟草材料的装置、处理过的烟草材料及其用途与流程

烟草加工设备的制造及烟草加工技术处理烟草材料的方法、处理烟草材料的装置、处理过的烟草材料及其用途1.领域本发明提供一种处理烟草材料的方法。还提供一种处理烟草材料的装置。本发明还提供处理过的烟草材料以及包含其的产品。2.背景各种方法和装置已知用于使烟草材料膨胀以改进烟草材料的填充值。3.概述根据本发明的第一个方面，提供一种处理烟草材料的方法，其包括：将预切丝和/或预膨胀的梗（stem）与叶片（lamina）合并以形成梗和叶片的初始组合；将梗和叶片的初始组合切丝；使梗和叶片的组合膨胀；和使梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触以产生处理过的烟草材料。4.在一些实施方案中，梗和叶片的初始组合包含按重量计至少大约5%叶片至最多大约99%叶片，和/或按重量计至少大约1%梗至最多大约95%梗。5.在一些实施方案中，搅动梗和叶片的膨胀组合以使其间歇接触加热表面。6.在一些实施方案中，加热表面在与烟草材料接触前具有至少大约100℃至大约300℃的温度。7.在一些实施方案中，加热表面的温度在与烟草材料接触前为至少大约120℃至大约250℃，或在与烟草材料接触前为至少大约150℃至大约300℃。8.在一些实施方案中，梗和叶片的膨胀组合与加热表面的接触将烟草材料加热到大约120℃至大约230℃的峰值温度。9.在一些实施方案中，加热表面是加热的金属表面。10.在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有0至大约10%烘箱挥发物（ov）的湿含量。11.在一些实施方案中，梗和叶片的膨胀组合在其与加热表面间歇接触前具有至少5% ov的湿含量。在一些实施方案中，梗和叶片的膨胀组合在其与加热表面间歇接触前具有大约5%至大约25% ov、或大约12至大约16% ov的湿含量。12.在一些实施方案中，使梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触至少大约1分钟至大约15分钟的时间。在一些实施方案中，使梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触至少大约2分钟至大约10分钟的时间。在一些实施方案中，使梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触至少大约2.5分钟至大约5分钟的时间。13.在一些实施方案中，在梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触的同时将水和蒸汽的至少一种添加到其中，以提高其湿含量。在一些实施方案中，在梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触的同时将水和蒸汽的至少一种重复添加到其中，以提高其湿含量。14.在一些实施方案中，所述方法是连续工艺。15.在一些实施方案中，通过以下至少一种搅动梗和叶片的膨胀组合：螺杆机构；双螺杆机构；空气流；和转鼓。16.在一些实施方案中，处理过的烟草的填充值比正要进行梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触的步骤前的梗和叶片的组合的填充值高至少大约5%或至少大约15%。在一些实施方案中，处理过的烟草的填充值比梗和叶片的初始组合的填充值高大约30%至大约50%。17.在一些实施方案中，处理过的烟草的糖含量比梗和叶片的初始组合的糖含量小大约20%至大约95%。在一些实施方案中，处理过的烟草的糖含量比梗和叶片的初始组合的糖含量小大约60%至大约90%。18.在一些实施方案中，处理过的烟草的尼古丁含量比梗和叶片的初始组合的尼古丁含量小大约10%至大约80%。在一些实施方案中，处理过的烟草的尼古丁含量比梗和叶片的初始组合的尼古丁含量小大约35%至大约70%。19.在一些实施方案中，处理过的烟草的氨含量比梗和叶片的初始组合的氨含量小大约30%至大约99%。在一些实施方案中，处理过的烟草的氨含量比梗和叶片的初始组合的氨含量小大约50%至大约90%。20.在一些实施方案中，通过使切丝的梗和叶片暴露于膨胀剂而使梗和叶片的切丝组合膨胀。在一些实施方案中，膨胀剂选自：液态二氧化碳、固态二氧化碳、蒸汽、液氮、液态短（c5或c6）链碳水化合物或其混合物。21.根据本发明的第二个方面，提供一种用于进行根据第一个方面的方法的装置，所述装置包括用于使梗和叶片的膨胀组合与加热表面间歇接触的模块，所述模块包括用于间歇接触梗和叶片的膨胀组合的加热表面。22.在一些实施方案中，所述装置包括用于搅动梗和叶片的膨胀组合的工具。在一些实施方案中，用于搅动梗和叶片的膨胀组合的工具包括以下至少一种：螺杆机构；双螺杆机构；空气流；和转鼓。23.在一些实施方案中，加热表面在与烟草材料接触前具有至少大约100℃至大约300℃的温度。在一些实施方案中，加热表面的温度在与梗和叶片的膨胀组合接触前为至少大约120℃至大约250℃，或在与梗和叶片的膨胀组合接触前为至少大约150℃至大约300℃。24.在一些实施方案中，梗和叶片的膨胀组合与加热表面的接触将梗和叶片的膨胀组合加热到大约120℃至大约230℃的峰值温度。25.在一些实施方案中，加热表面是加热的金属表面。在一些实施方案中，通过加热介质加热所述加热表面，所述加热介质是水、油、蒸汽、电或其组合。26.根据本发明的第三个方面，提供通过根据第一个方面的方法获得或可获得的处理过的烟草材料。27.在一些实施方案中，与梗和叶片的初始组合中的含量相比，处理过的烟草材料具有以下一种或多种的降低的含量：糖、尼古丁和氨。28.在一些实施方案中，处理过的烟草的糖含量比梗和叶片的初始组合的糖含量小大约20%至大约95%、或大约60%至大约90%。29.在一些实施方案中，处理过的烟草材料的尼古丁含量比梗和叶片的初始组合的尼古丁含量小大约10%至大约80%、或大约35%至大约70%。30.在一些实施方案中，处理过的烟草材料的氨含量比梗和叶片的初始组合的氨含量小大约30%至大约99%、或大约50%至大约90%。31.在一些实施方案中，处理过的烟草的填充值比梗和叶片的初始组合的填充值高至少大约25%或至少大约30%。在一些实施方案中，处理过的烟草的填充值比梗和叶片的初始组合的填充值高大约30%至大约50%。32.根据本发明的第四个方面，提供一种烟草工业产品，其包含根据第三个方面的处理过的烟草材料。33.根据本发明的第五个方面，提供根据第三个方面的处理过的烟草材料用于制造烟草工业产品的用途。34.附图简述仅作为实例，现在参考附图描述本发明的实施方案，其中：图1显示示例性方法的工艺流程图；和图2是烟草材料经过用于处理烟草材料的装置的进程的示意图。35.详述本发明试图改进烟草材料的加工以为其并入烟草工业产品做准备。如下文论述，烟草工业产品包括吸烟制品，如可燃香烟，以及烟草加热产品等。烟草工业产品还包括包含烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品的非吸烟产品。36.在收获后，烟草材料可以各种方式处理以将该材料为使用做准备。一种处理是干燥。干燥的目的是除去烟草材料中的水分。另一种处理是烟草材料的膨胀。膨胀的目的是提高烟草的填充值。再进一步的处理或一系列处理可能具有改善烟草材料的感官和/或味道特征的目的。37.本发明试图以简单且相对快速的方法实现所有这些效果，同时也生产在颜色、粒度和燃烧性质方面具有高度一致性或均匀性的处理过的烟草材料，尽管原材料包含梗（stem）和叶片（lamina）。38.本文所用的术语“烟草材料”包括烟草属的任何成员的任何部分和任何相关的副产品，例如叶或梗。用于本发明的烟草材料优选来自nicotiana tabacum物种。39.可以处理任何类型、风格和/或品种的烟草。可使用的烟草的实例包括但不限于维吉尼亚（virginia）、白肋（burley）、东方型（oriental）、卡莫姆（comum）、amarelinho和马里兰（maryland）烟草，以及任何这些类型的共混物。技术人员将意识到，不同类型、风格和/或品种的处理将产生具有不同感官性质的烟草。40.烟草材料可根据已知做法预处理。41.待处理的烟草材料可包含和/或由熟化后烟草（post-curing tobacco）组成。本文所用的术语“熟化后烟草”是指已经过熟化但尚未经过任何进一步处理工艺以致改变烟草材料的味道和/或香气的烟草。熟化后烟草可能已经与其它风格、品种和/或类型混合。熟化后烟草不包含烟丝或不由烟丝组成。42.香烟通常含有不同类型烟草的共混物。在这些共混物中通常使用三种主要类型的烟草，即维吉尼亚（virginia）、白肋（burley）和东方型（oriental）。这些主要的烟草类型根据烟草的生长地点、取自植物的哪一部分以及与烟草的感知品质相关的其它特征（包括颜色、成熟度和均匀度）进一步分为亚类。不同的类型和不同的亚类具有不同的性质。三种主要烟草类型和亚类可能具有不同的味道特征和不同的尼古丁含量。43.完整烟叶含有一个中央梗（或中脉）和叶（叶片）。叶子的这些部分通常通过机械打叶（mechanical threshing）分离。44.重复打叶和分级直至所有的梗和叶片分离。它们然后分开加工。梗通常经过回潮（conditioning）以使梗的湿含量高于绿叶。然后在干燥前将梗切丝。45.在打叶和分级后，叶片的湿含量经常发生变化，重要的是处理叶片以确保湿含量均匀。首先，将叶片干燥，然后冷却。接着，其进入高湿度回潮室（conditioning chamber），在此叶片吸收水分并达到平衡。然后将叶片包装并进入存储直至使用。46.叶片和梗的物理特性差异很大。叶片是更脆弱的结构，而烟梗更具纤维质、木质且坚固。47.通常希望在并入吸烟制品的共混物中包括共混的叶片和梗。通常，在共混以包括在吸烟制品中之前，这些材料在上面讨论的分离和预处理之后分开处理。48.叶片的进一步处理涉及切丝。通常处理梗以使其具有更像叶片的物理特性。这样的处理通常涉及辊轧、切丝和/或膨胀。49.尽管如此，情况经常是当观察包含叶片和梗的共混物的吸烟材料时，可在视觉上察觉梗组分。与仅由叶片组成的吸烟材料相比，梗组分还可使吸烟材料燃烧时形成的烟雾具有更粗糙和更刺激的品质。50.合并梗和叶片根据该处理烟草材料的方法的第一步骤，合并烟梗和烟草叶片（tobacco lamina）。在此，为了方便和清楚起见，由这一步骤形成的梗和叶片的组合被称为“梗和叶片的初始组合”。51.在与叶片合并之前，梗已经切丝和/或其已经膨胀。52.在一些实施方案中，在与叶片合并之前，梗已经按常规加工。在一些实施方案中，梗具有大约18%至大约45% ov的湿含量。53.除非另有说明，本文中提到的湿含量是指烘箱挥发物（ov）。挥发物被定义为固体物质的总质量中所含的挥发性组分的百分比。这包括水和所有其它挥发性化合物。烘箱挥发物是排出的挥发性物质的质量。可作为当样品在强制通风烘箱中在调节至110℃ꢀ±ꢀ1℃的温度下干燥3小时±ꢀ0.5分钟时的质量减少测量湿含量（ov）。在干燥后，样品在干燥器中冷却至室温大约30分钟，以使样品冷却。54.当梗已经预切丝时，其在一些实施方案中已切割成0.08至0.3 mm的宽度。55.当梗已经预膨胀时，可通过任何常规膨胀步骤实现膨胀。常规梗膨胀技术包括例如蒸汽处理阀杆（steam treated stem）（sts）工艺、蒸汽隧道（steaming tunnel）、碎梗工艺（shredded stem process）和通常被称为膨胀梗丝（cut-rolled-expanded-stem）（cres）的工艺。56.叶片已经按常规加工，涵盖烟草工业中常见的所有已知方法和原理。在一些实施方案中，叶片已经回潮（conditioned）并具有大约20%至大约30% ov的湿含量。叶片也可能已经共混并可能已经用料液（casing）处理。57.在一些实施方案中，一旦已经合并梗和叶片，可将它们混合或共混以形成相对均匀的混合物。58.在一些实施方案中，梗和叶片的组合可包含至少大约5%叶片至最多大约99%叶片，和/或至少大约1%梗至最多大约95%梗。在一些实施方案中，梗和叶片的组合包含大约5%梗和95%叶片至大约50%梗和50%叶片。59.在一些实施方案中，梗和叶片的组合进一步包含再造烟草材料。再造烟草经常与叶级一起加工，因此其可能根据本发明与梗和叶片一起加工。60.将梗和叶片的组合切丝根据该处理烟草材料的方法的进一步步骤，将梗和叶片的初始组合切丝。61.切丝可使用任何常规切丝工艺和/或装置进行。62.在一些实施方案中，将梗和叶片的初始组合切割成至少大约0.2 mm的宽度。在一些实施方案中，将该组合切割成最多大约2 mm的宽度。通常，将叶片切割成0.6 mm至1.1 mm的宽度以用于可燃吸烟制品（对于自制卷烟烟草，使用明显更细的切丝叶片，甚至低至0.25 mm的宽度），并将梗切割成0.12 mm至0.25 mm之间的宽度。切丝越宽，所得产品越坚固，因此有可能在经过后续加工步骤留下可接受的粒度。但是，在较宽的切割宽度下产生较少的粒子。由于这个工艺除味道外还部分取决于最终产品的填充值，必须确定理想的粒度组合。本发明可提供超出叶片切割宽度的常规窗口的可能性，其宽度最多2 mm，从而有可能更大地提高烟草的所得填充值。63.使梗和叶片的组合膨胀根据该处理烟草材料的方法的进一步步骤，使梗和叶片的组合膨胀。64.可使切丝烟草膨胀以减少在香烟中包含并燃烧的烟草的质量。许多具有低iso焦油产率的烟草品牌在整体混合物中使用一定比例的膨胀烟草。65.在根据本发明的方法中，通过使切丝梗（cut stem）和切丝叶片（cut lamina）膨胀的膨胀步骤处理梗和叶片的切丝组合。在一些实施方案中，当在14.5% ov的归一化湿含量下测量时，这种膨胀产生的膨胀材料具有比梗和叶片的预膨胀切丝组合的填充值高至少大约10%的填充值。66.在一些实施方案中，膨胀步骤由梗和叶片的切丝组合开始，其在膨胀步骤前具有大约20%至大约40% ov的湿含量。67.在一些实施方案中，膨胀步骤由梗和叶片的切丝组合开始，其在14.5% ov的归一化湿含量下测量时具有大约3.5至大约7 ml/g的在膨胀步骤前的填充值。68.在一些实施方案中，膨胀步骤利用常规膨胀技术。各种方法已被提出用于使烟草膨胀，包括在压力下用气体或蒸汽浸渍烟草和随后释放压力，由此气体使烟草孔膨胀以增加处理过的烟草的体积。这可能涉及使用已知的叶片膨胀技术，如：用于生产干冰膨胀烟草（diet）的膨胀工艺、闪蒸塔干燥、incom（惰性气体压缩）工艺和涉及用烃溶剂浸渍烟草以及与干燥技术结合的蒸汽隧道的impex工艺。69.在一些实施方案中，该方法包括用液体，如水或相对易挥发的有机液体浸渍烟草，此后逐出液体以使烟草膨胀。一种普遍的常规膨胀技术涉及使用干冰，以产生所谓的干冰膨胀烟草或diet。该方法涉及在加热前用液态二氧化碳渗透烟草。产生的二氧化碳气体迫使烟草膨胀。70.可使用的其它方法包括用固体材料处理烟草，所述固体材料在加热时分解以产生用于使烟草膨胀的气体。其它方法包括用含气体的液体，例如含二氧化碳的水在压力下处理烟草，以用该液体浸渍烟草。然后将浸渍的烟草加热或减压以引起气体的释放和烟草的膨胀。已经开发出用于使烟草膨胀的其它技术，其涉及用在烟草内反应以形成固体化学反应产物的气体处理烟草，例如用二氧化碳和氨以形成碳酸铵。这些固体反应产物可随后被热分解以在烟草内产生气体，它们在释放时引起烟草膨胀。也可利用各种类型的热处理或微波能量使烟草膨胀。烟草的冷冻干燥也可用于获得体积的增加。连续干燥技术也可用于使梗和叶片的切丝组合膨胀，如空气干燥和流化床干燥等。71.在一些实施方案中，膨胀步骤包括使梗和叶片的切丝组合暴露于膨胀剂。膨胀剂可选自：液态二氧化碳、固态二氧化碳、蒸汽、液氮、液态短（c5或c6）链碳水化合物或其混合物。72.在一些实施方案中，梗和叶片的膨胀组合是干冰膨胀烟草（diet）。73.已知的是，这样的常规膨胀技术可导致填充值增加至少大约10%。在使用上述常规膨胀技术之一的膨胀步骤后，梗和叶片的切丝组合在14.5% ov的归一化湿含量下测量时可具有至少大约4 ml/g（参考3.5 ml/g的进料填充值）至至少大约8 ml/g（参考7 ml/g的进料填充值）的膨胀填充值。这些膨胀数值是保守的，并代表已知的常规膨胀和干燥工艺的最低膨胀效果。实际上，已知膨胀技术的膨胀效果有可能更明显。例如，在14.5% ov的归一化湿含量下测量时，梗和叶片的膨胀组合可具有大约5 ml/g至大约10 ml/g，如大约5 ml/g至大约9 ml/g，如大约5 ml/g至大约8 ml/g，如大约5 ml/g至大约7 ml/g的填充值。74.在一些实施方案中，膨胀步骤使梗和叶片的切丝组合膨胀以提供在14.5% ov的归一化湿含量下测量时的填充值比梗和叶片的预膨胀切丝组合的填充值高至少大约12%、至少大约15%、至少大约20%、至少大约25%、至少大约30%、至少大约35%、至少大约40%、至少大约50%、至少大约60%、至少大约70%、至少大约80%、至少大约90%、或至少大约100%的膨胀烟草材料。75.在一些实施方案中，梗和叶片的膨胀组合的湿含量为大约5%至大约25% ov，如大约5%至大约20% ov，如大约10%至大约15% ov。76.与加热表面的间歇接触根据该处理烟草材料的方法的进一步步骤，使梗和叶片的组合与加热表面间歇接触以产生处理过的烟草材料。77.已经发现，烟草暴露于热表面不仅将该材料干燥到极低的湿含量水平（基于烘箱挥发物），而且在一些实施方案中，该方法可能导致一种或多种以下理想的化学或物理变化：‑ꢀ加工后的材料的感官性能显著改善；‑ꢀ糖含量显著降低，例如对于处理过的切丝梗和处理过的切丝叶片，降低了20%至90%；‑ꢀ尼古丁含量显著降低，例如对于处理过的切丝梗和处理过的切丝叶片，降低了10%至70%；‑ꢀ氨的分析值显著降低，例如对于处理过的切丝梗和处理过的切丝叶片，降低了20%至90%；和‑ꢀ填充值显著增加，例如对于加工后的材料，增加了15%至50%。78.梗和叶片的组合与加热表面间歇接触的步骤导致烟草材料中的化学变化。在至少一些实施方案中，这些变化为处理过的烟草材料提供改善的感官性质。79.常规借助各种不同的处理提升烟草材料的感官性质。可将烟草材料熟化（cured）以将烟叶为使用做准备。烟草材料可以进一步处理，例如通过醇化（aging）或发酵，以提升烟草的感官性质。但是，这些工艺可能是冗长的，并且所得烟草材料的品质可能可变。在烟草加工的后期阶段为烟草材料提升或增加风味和香气的处理通常涉及将一种或多种添加剂添加到烟草中，并且可能需要额外的加工步骤和设备，这是昂贵和耗时的。80.梗和叶片的组合与加热表面的间歇接触导致反复短期暴露于剧热。在一些实施方案中，可通过搅动烟草实现这种间歇接触。加热表面的温度和因此烟草暴露于的温度显著高于大约100℃，并在一些实施方案中为至少大约150℃。因此，间歇接触是重要的，以确保烟草不会因长时间连续暴露于如此高温的表面而燃烧。81.在一些实施方案中，烟草与加热表面的间歇接触导致烟草材料被灼热或烤焦。这是由于暴露于突然且剧烈的热。这具有干燥效果，但也带来与现有技术中已知的温和干燥工艺不同的烟草处理。82.在一些实施方案中，可以降低在处理过程中烟草周围的氧含量。这可能具有效果在于降低因暴露于受热表面而形成“热点”的风险，和降低烟草燃烧的风险。因此，氧含量的这种降低可允许在比现有技术的工艺和装置中更高的温度下处理烟草。在一些实施方案中，通过施加蒸汽来降低氧含量。83.不希望受制于任何特定理论，但推测该工艺可分为两个阶段。在第一阶段的过程中，烟草材料由于在烟草材料的某种蒸汽蒸馏中暴露于热以逐出包括水在内的挥发性组分而被干燥。在第二阶段的过程中，发生在本文中称为“灼热（searing）”的效应。正是在该第二阶段的过程中似乎发生烟草中的主要化学变化。84.推测烟草材料与加热表面的短暂接触以及烟草的局部灼热可能导致美拉德和焦糖化反应产物的增加，其中许多已知有助于理想的感官性质。美拉德反应是在氨基酸和糖之间的化学反应，这些存在于烟草原料中，但在处理过的烟草材料中其量减少。其是通常在大约140至165℃的温度下发生的非酶反应。除美拉德反应产物对感官性质的令人愉悦的效果外，该反应也是造成材料的棕色化的原因。已经观察到，根据本发明的实施方案处理的烟草具有比烟草原料更深的棕色。85.在一些实施方案中，通过如本文所述使其与加热表面间歇接触来处理烟草材料为烟草材料提供（与未经处理或仅使用常规烟草加工法处理的烟草的风味属性相比）提升的风味属性或提升的感官性质。这意味着异味或刺激物减少，同时保持如在常规烟草加工后所见的烟草的味道特征。本文所用的术语“提升”就风味或感官性质而言用于表示如专业吸烟者所确定，味道或味道品质有所改善或精化。这可能但不一定包括味道变强。86.在本文中提到烟草材料的感官性质可能涉及烟草材料本身的感官性质，例如当消费者在口腔中使用时。附加地或替代性地，涉及通过燃烧烟草材料产生的烟雾或通过加热烟草材料产生的蒸气的感官性质。在一些实施方案中，该处理过的烟草材料为包括所述烟草材料的烟草产品提供在使用或消费所述产品时理想的感官性质。87.在一些实施方案中，本发明的方法具有减轻梗对共混物的整体性能的负面感官影响的出乎意料的优点。糊口（mouth coating）、纤维素味和“梗味”味道贡献被认为是梗整体特征的缺点。88.进一步推测，灼热也对烟草材料具有物理效应，以造成植物材料内的单个孔膨胀，因为它们内部的水分被迅速加热并蒸发。89.在一些实施方案中，加热表面的温度在大约100℃至大约300℃的范围内。在一些实施方案中，该温度为至少大约105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃或至少大约200℃。在一些实施方案中，加热表面的温度为最多大约295℃、290℃、285℃、280℃、275℃、270℃、265℃、260℃、255℃、250℃、245℃、240℃、235℃、230℃、225℃、220℃、215℃、210℃、205℃或最多大约200℃。在一些实施方案中，加热表面具有至少大约120℃至大约250℃、或至少大约150℃至大约300℃的温度。90.当讨论加热表面的温度时，在此涉及与烟草材料接触前的温度。这是因为与烟草材料的接触和干燥工艺会导致加热表面的冷却。因此，加热表面在干燥工艺中的确切温度取决于完成了多少“干燥工作”。例如，在从烟草中蒸发水的初始阶段，将使用更多的能量，由此导致加热表面的更大冷却。因此可容易和准确测定的是与烟草接触前的加热表面的温度。91.在一些实施方案中，控制加热表面的温度以使处理工艺中的显著变化最小化。例如，可使用反馈机制确保温度保持在可接受的范围内，当温度由于处理烟草材料而下降时加热该表面。92.在一些实施方案中，适当的是根据处理的烟草材料的类型调节加热表面的温度。这为何适当的一个原因在于不同的烟草材料具有不同的起始湿含量，因此处理将涉及除去不同量的水分和挥发物。93.在一些实施方案中，该加热表面是金属，如不锈钢，或具有足够传热特性的任何其它适当的钢和金属类型。在另一些实施方案中，该加热表面由可加热到本文所述的方法中所用温度的具有足够传热特性的任何材料制成。例如，可以使用陶瓷表面。94.该加热表面可例如通过加热介质间接加热，如选自油、水或蒸汽的加热介质。在一些实施方案中，热油是优选的加热介质。替代性地或附加地，该加热表面可被直接加热。在一些实施方案中，用电加热该加热表面。95.当烟草材料与加热表面间歇和反复接触时，这将加热烟草材料。考虑到加热表面的高温，烟草的温度显著升高。在一些实施方案中，由于该处理方法，烟草材料的温度升高到大约120℃至大约230℃的峰值温度。在一些实施方案中，烟草材料的峰值温度为至少大约125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃、210℃、215℃或至少大约220℃。在一些实施方案中，烟草的峰值温度为最多大约225℃、220℃、215℃、210℃、195℃、190℃、185℃、180℃、175℃、170℃、165℃、160℃、155℃、150℃、145℃、140℃、135℃、130℃或最多大约125℃。可用合适的测量装置测量烟草的温度，如红外测量或电阻温度计。96.在一些实施方案中，在惰性气氛下加热烟草材料。97.在一些实施方案中，在该装置中加入惰性气体，如氮气、饱和蒸汽、二氧化碳或其混合物，以控制氧含量并由此控制在加工过程中的所需化学反应。98.在一些实施方案中，烟草材料与加热表面的间歇接触具有干燥效果并降低所述烟草材料的湿含量。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有0%至大约10%烘箱挥发物（ov）的湿含量。换言之，处理过的烟草材料具有不大于大约10% ov的湿含量。在一些实施方案中，处理过的烟草材料的湿含量不大于9.5%、9%、8.5%、8%、7.5%、7%、6.5%、6%、5.5%、5%、4.5%、4%、3.5%、3%、2.5%、2%、1.5%、1%或不大于大约0.5% ov。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有不大于大约2% ov的湿含量。99.在一些实施方案中，在正要进行与加热表面间歇接触的步骤前，烟草材料具有至少大约5% ov的湿含量。在一些实施方案中，紧邻这一步骤前的烟草材料的湿含量为至少大约6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%或至少大约24% ov。在一些实施方案中，紧邻这一步骤前的烟草材料的湿含量不大于大约25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%或不大于大约6% ov。在一些实施方案中，紧邻这一步骤前的烟草材料的湿含量为至少大约5%至大约25% ov、或至少大约5%至大约20% ov。在一些实施方案中，紧邻这一步骤前的烟草材料的湿含量为至少大约12%至大约16% ov。100.因此，在一些实施方案中，通过与加热表面间歇接触而处理的烟草材料的初始湿含量意味着该烟草材料已经干燥。在一些实施方案中，通过与加热表面间歇接触而处理这种烟草的主要目的不是进一步降低烟草材料的湿含量，而是实现由灼热（其归因于短暂接触加热表面的高温）引起的烟草的物理和化学变化。在一些实施方案中，在没有或基本没有因为与加热表面接触而导致烟草材料燃烧的情况下实现这一效果。101.在一些实施方案中，在烟草材料与加热表面间歇接触的步骤的过程中可通过加湿调节烟草材料的湿含量。在处理过程中可能以水或蒸汽的形式向烟草中引入水分。这可以在烟草材料与加热表面间歇接触的同时喷洒到烟草材料上。102.在一些实施方案中，这种水分引入使烟草材料的湿含量增加2%至5% ov。在一些实施方案中，在整个工艺中的不同点或位置引入水分。103.由于烟草的这种加湿在处理步骤的过程中进行，当加湿的烟草接触加热表面时，湿含量再次降低。该方法可包括多次加湿，以使烟草材料的湿含量在处理过程中反复上下波动。104.在一些实施方案中，这一步骤涉及在至少大约1分钟至大约15分钟的处理期间内使烟草材料与一个或多个加热表面反复和间歇地接触。在一些实施方案中，烟草与加热表面间歇接触的时期为至少大约1分钟、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或至少大约14分钟。在一些实施方案中，烟草与加热表面间歇接触的时期为最多大约14分钟、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3或最多大约2分钟。在一些实施方案中，使烟草材料与加热表面接触至少大约2分钟至大约10分钟、或至少大约2.5分钟至大约5分钟的总时间。105.在一些实施方案中，该间歇接触可能涉及烟草与加热表面直接和连续接触最多大约5秒的时间。在一些实施方案中，直接和连续接触期的平均长度为大约0.1秒至大约3秒。106.在本文中提到烟草材料与加热表面的间歇接触是指烟草材料的任何部分仅暂时与加热表面直接接触。在一些实施方案中，这意味着烟草材料相对于加热表面运动，以防止烟草材料在与加热表面接触的特定位置停留太久，和/或确保烟草材料的同一部分不会与加热表面直接接触太久。烟草材料的同一部分与加热表面的长时间接触会引起燃烧，这对烟草材料的物理和化学性质具有不利影响并使处理过的材料不太适合进一步使用，例如用于烟草工业产品。107.在一些实施方案中，烟草与加热表面间歇接触的步骤包括在处理烟草材料时搅动烟草材料。在一些实施方案中，提供包括搅动烟草材料的工具的装置。108.在一些实施方案中，优选的是通过翻滚烟草材料来搅动烟草材料。这可例如通过拾取处理中的烟草材料、将其提起然后使其落下以造成烟草材料的翻滚运动来实现。109.在一些实施方案中，可通过如包含一个或多个螺杆的机构造成烟草材料的运动。在这样的布置中，螺杆包括围绕旋转轴的螺旋面，其中螺旋面被配置为拾取烟草材料。随着轴旋转，螺旋面铲起至少一部分处理中的烟草材料。然后通过旋转的螺旋面携带和提起这种烟草材料，直至螺杆的旋转允许其（在重力作用下）从螺杆上落下。在一些实施方案中，所述一个或多个螺杆可安置成除搅动烟草材料外还将烟草材料移动经过处理室。这样的布置允许以连续方式处理烟草。在一些实施方案中，可以加热螺旋面和/或螺杆轴以提供用于处理烟草的加热表面。在使用两个螺杆移动烟草材料的情况下，这些螺杆可以平行安置，并且安置成接触和移动所有要处理的烟草。在一些实施方案中，螺杆可包括附加的桨叶以助于拾取和携带烟草材料。这些桨叶也可以是用于处理烟草材料的加热表面。110.在另一些实施方案中，可通过转鼓搅动烟草材料。鼓的内部可以是在其中处理烟草的腔室。烟草位于鼓内，并可在鼓旋转时从鼓底拾取并提升。可通过具有能够与烟草材料保持接触的内表面的鼓促进烟草材料的拾取，例如通过具有粗糙表面或突起，如铲起烟草材料的桨叶。当鼓旋转时，与鼓的内表面接触的烟草被升起，直至鼓的旋转允许其（在重力作用下）从鼓壁落下并回到鼓底。这可导致烟草材料的翻滚和混合。鼓的内表面上的不规则结构可能有助于控制烟草材料与鼓壁保持接触的时间。不规则结构还可用于确保烟草材料在其落下（沿壁向下滑落）时不与鼓壁保持接触，由此增强烟草材料的翻滚运动。旋转速度也会影响翻滚运动，旋转轴的方向也如此。在一些实施方案中，鼓的内表面可以是用于处理烟草的加热表面。鼓可围绕水平或基本水平的轴旋转。在另一些实施方案中，围绕倾斜轴的旋转可以使烟草与鼓内表面保持接触更长时间，并且还使烟草纵向移动。由鼓的旋转引起的烟草纵向运动可以附加地或替代性地通过在鼓的内表面上提供适当定位和/或成角度的突起来实现。111.在另一些实施方案中，可通过空气流搅动烟草材料。例如，通过空气流拾取和移动烟草材料。112.在一些实施方案中，没有通过穿过该装置的空气流搅动烟草材料。在一些实施方案中，用于处理烟草材料的装置不包括用于将空气泵过该装置以搅动烟草材料的工具。113.在一些实施方案中，烟草与加热表面间歇接触的步骤是连续工艺的一部分。例如，将烟草原料连续供入该装置，进行处理，然后作为处理过的烟草材料离开该装置。在替代性实施方案中，该方法是分批工艺，其中将一批烟草原料供入该装置，加工以产生一批处理过的烟草材料，在加工新批次之前将其取出。114.附加处理步骤在一些实施方案中，在合并、切丝、膨胀和与加热表面间歇接触后，可将处理过的烟草回潮（conditioned）。例如，在一些实施方案中，可向处理过的烟草材料加湿。在一些实施方案中，这通过使处理过的烟草材料暴露于水和/或蒸汽实现。在一些实施方案中，将湿含量增加到大约10% ov以上，或大约10至大约20% ov。115.在一些实施方案中，在处理后，可将处理过的烟草冷却。在一些实施方案中，这可能涉及使用冷却带，在此环境空气或冷却空气穿过一层加工后的烟草。在另一些实施方案中，可通过任何一个或多个以下步骤将烟草冷却：静置、经过冷却筒（cooling cylinder）、空气提升和借助流化床冷却等。116.图1中所示的流程图概括了用于处理烟草材料的示例性工艺。烟草原料可任选已经过预处理，如常规初级制造（pmd）工艺。对于梗，这可包括例如以下一项或多项：生梗（raw stem）的回潮（conditioning）、随后辊轧、干燥和混合。在一些实施方案中，叶片的预处理可包括切片、回潮（conditioning）、加料（casing）（任选的）、切丝、干燥、冷却和混合。117.将任选预处理的梗切丝和/或膨胀。切丝和/或膨胀可使用如本文论述的常规方法和装置进行。118.接着，将切丝和/或膨胀的梗与叶片合并。该合并步骤可能包括一定的混合或共混，以在进一步加工步骤前实现材料的部分均匀混合物。119.然后将梗和叶片的组合切丝。这仍然可使用常规工艺和装置完成。120.然后使梗和叶片的切丝组合膨胀。可使用一种或多种常规膨胀工艺和装置实现膨胀。121.然后将膨胀材料供入处理装置，在此通过与加热表面间歇接触而进行处理。在处理过程中，可以搅动烟草材料以导致与加热表面的间歇接触。122.一旦通过与加热表面的间歇接触进行的烟草材料的处理已经完成，处理过的烟草材料可任选经过回潮（conditioning）。根据一个可能的实施方案，这种回潮（conditioning）涉及向处理过的烟草材料添加水或蒸汽以将其湿含量提高到例如14.5% ov附近。123.工艺参数足够温和以使处理过的烟草材料保持其一部分或全部物理性质。例如，烟草材料在处理后保持足够完好以便操作和/或加工以并入含烟草的产品，如吸烟制品中。这使得该处理过的烟草材料能够根据标准工艺以与未经历如本文所述的加工的常规烟草相同的方式进行操作。124.装置适用于进行使加热表面与通过本文所述的方法处理的烟草材料间歇接触的步骤的装置的一个具体的说明性实例显示在图2中。在这一实施方案中，装置1包括双螺杆布置的两个螺杆2。这种布置被认为意味着由于该装置中的螺杆生成的搅动或湍流，烟草材料的任何部分在任何时刻只能与加热表面接触大约几秒钟的时间。125.烟草材料8在包括传送螺杆2的装置1处理，传送螺杆2包括螺旋面3和轴4，其中螺杆2将烟草材料移动经过装置1的处理室7。通过包括电动机的驱动机构11旋转螺杆2和旋转螺杆2的轴4。126.在一些实施方案中已经合并、切丝和膨胀的梗和叶片的组合经由烟草入口5进入处理室7，随后旋转螺杆拾取烟草材料，使其翻滚并使其朝烟草出口6移动经过处理室。127.更具体地，一堆烟草材料8经由烟草入口5进入处理室7。随着螺杆2的旋转，烟草材料被拾起，其中一些烟草材料与螺旋面3直接接触，并且可能还与螺杆2的轴4直接接触。烟草材料被螺杆2拖曳、提升和落下，以使其在传送经过处理室7的同时翻滚。由于旋转的螺杆而被提起的烟草随后落到传送经过室7的烟草材料8的物料中，并且该物料不断地混合和移动，以致该物料的不同部分在不同时刻与螺杆2接触。128.在所示实施方案中，螺杆2的表面被加热并且它们根据该处理烟草的方法间歇接触烟草材料。129.螺杆2具有金属表面，其被经由加热介质管道10供入装置1的加热介质加热。在所示实施方案中，加热介质是加热到所需温度的热油。130.在任何时刻都只有一部分处理中的烟草材料与加热表面直接接触。在传送烟草时，使其翻滚和混合，从而提供烟草材料的搅动或湍流以及与加热表面的所需间歇接触。单次接触时间被认为每次不超过几秒。由螺杆的形状引发的烟草流的动力学确保整堆烟草物料的均匀处理。131.在所示装置中，可将处理室划分为不同的温度区9。这些代表螺杆的不同区段并且这些可分开加热。因此，该装置可配置为具有加热到不同温度的表面。在一些实施方案中，可能希望通过在处理工艺中的不同点使烟草暴露于具有不同温度的加热表面来控制该处理的干燥和灼热阶段。132.处理过的烟草的用途根据本发明处理的烟草可用于烟草工业产品。烟草工业产品是指在烟草工业中制造或由烟草工业销售的任何物品，通常包括a) 香烟、小雪茄、雪茄、烟斗用烟草或自制卷烟和其它自制产品用的烟草（无论基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草还是烟草替代品）；b) 包含烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草或烟草替代品的非吸烟产品，如鼻烟（snuff）、口含烟（snus）、硬质烟草和加热不燃烧（hnb）产品；和c) 其它尼古丁递送系统，如吸入器、包括电子烟的气溶胶发生装置、锭剂（lozenges）和口香糖（gum）。这一名单无意排他，而是仅举例说明在烟草工业中制造和销售的一系列产品。133.该处理过的烟草材料可并入吸烟制品中。本文所用的术语“吸烟制品”包括可抽吸产品，如香烟、雪茄和小雪茄，无论基于烟草、烟草衍生物、膨胀烟草、再造烟草还是烟草替代品，还包括加热不燃烧产品。134.该处理过的烟草材料可用于自制卷烟烟草、自制产品和/或烟斗烟草。135.该处理过的烟草材料可并入无烟烟草产品中。“无烟烟草产品”在本文中用于表示不打算燃烧的任何烟草产品。这包括设计成在使用者的口腔中放置有限时间（在此期间在使用者的唾液与产品之间发生接触）的任何无烟烟草产品。136.该处理过的烟草材料可在并入吸烟制品或无烟烟草产品中或用于自制卷烟、自制产品或烟斗烟草之前与一种或多种烟草材料共混。137.实施例1烟梗按常规加工到切丝阶段。梗丝具有0.21 mm的宽度并具有33% ov的湿含量。138.叶片按常规加工到回潮（conditioned）阶段以具有24%至26% ov的湿含量。将叶片共混并携带料液。139.将梗丝和叶片合并，一起切丝到1 mm的切割宽度。140.用于该方法的材料由60%的叶片和40%的未膨胀梗丝组成。141.随后，将该混合物转移到常规膨胀过程，其在相关干燥和重排（re-ordering）后得到湿含量为13%至15% ov的膨胀干燥产物。142.然后将这种已膨胀的共混物转移到所谓的“灼热”工艺，在此使其与加热表面间歇接触。143.切丝和膨胀的梗和叶片用作进料，并通过使用如图2所示装置的方法进行处理。144.该工艺可被描述为使烟草粒子暴露于热金属表面数秒，然后单个粒子“落”回处理中的烟草材料的整体物料中。145.烟草粒子的物料在该装置内的停留时间（和因此处理期）为1至5分钟。加热的金属表面由加热的夹套以及螺杆加热，以借助合成油使加热表面达到所需温度。146.下表1中提供的数值和参数反映了在将加热介质（油）温度设定为230℃时在整个处理工艺中的各个温度。147.表1参数值停留时间180秒设定点温度230℃夹套温度@出口(14)217℃螺杆1温度@出口221℃螺杆2温度@出口221℃温度传感器1126℃温度传感器2130℃温度传感器3154℃温度传感器4168℃温度传感器5175℃温度传感器6178℃温度传感器7145℃温度传感器8146℃温度传感器9161℃温度传感器10169℃温度传感器11176℃温度传感器12182℃148.通过涉及具有大约14.5% ov的湿含量的烟草的大约3分钟的停留时间（或处理期）和大约35 kg/h的烟草材料吞吐速率的工艺处理烟草。149.该工艺可分为两个不同的阶段。在第一阶段的全程，烟草粒子失去其水分。在230℃的加热介质（油）温度下，烟草粒子在大约2分钟后具有0% ov的湿含量。该处理的剩余过程为第二阶段并且效果被称为“灼热”。在第二阶段的全程，发生主要化学变化。150.灼热工艺导致处理过的烟草的尼古丁含量降低（例如，在230℃的加热介质温度下大于35%的降低），以及烟草的总糖和氨含量的显著降低（例如，大于60%的降低）。151.此外，灼热工艺也导致烟草材料在整个加工过程中发生显著变化。已经表明，这些变化转化为加工后的材料的感官性质的变化，这在处理过的烟草例如在香烟中燃烧时生成的烟雾中可分辨。专业吸烟者以非常正面的方式描述这种烟雾的感官性质，表明该烟草处理导致产生具有有益和理想性质的处理过的材料。这既涉及一些不理想的烟草成分的减少，又涉及感官性质的改善。这些变化也表现为灼热处理后的烟草的颜色或外观的变深或棕色化。152.更有甚者，由于梗和叶片的组合加工，在颜色和粒度方面实现加工材料的极高一致性。这可以例如使得可燃产品中的燃烧性质非常一致。加工后的共混物的梗部分在最终材料中确实不可见，这在许多产品中是理想的，包括用于烟斗、用于自制卷烟或自制产品的烟草。153.此外，该步骤组合使得产物的填充值高于常规加工的产物，即单位质量的烟草体积改进。154.60%叶片/40%梗混合物的归一化填充值在灼热工艺前测得为6.75 ml/g并在灼热和相关重排（re-ordering）后得到8.10 ml/g的归一化填充值。155.实施例2该工艺类似于实施例1中所用的工艺，但使用已膨胀的梗作为在组合切丝前与叶片合并的进料。156.用于该工艺的材料由60%的叶片和40%的膨胀梗丝组成。157.这种膨胀梗具有22%至24% ov的湿含量。158.将梗丝和叶片合并，一起切丝到0.9 mm的切割宽度。159.随后，将该混合物转移到常规膨胀工艺，其在相关干燥和重排（re-ordering）后得到湿含量为14%至15% ov的膨胀产物。160.下表2中提供的数值和参数反映了在如实施例1中将加热介质（油）温度设定为230℃时在整个处理工艺中的各个温度。161.表2参数值停留时间180秒设定点温度230℃夹套温度@出口(14)217℃螺杆1温度@出口221℃螺杆2温度@出口221℃温度传感器1128℃温度传感器2133℃温度传感器3155℃温度传感器4171℃温度传感器5176℃温度传感器6181℃温度传感器7148℃温度传感器8150℃温度传感器9162℃温度传感器10171℃温度传感器11178℃温度传感器12184℃162.通过涉及具有大约14.5% ov的湿含量的烟草的大约3分钟的停留时间（或处理期）和大约30 kg/h的烟草材料吞吐速率的工艺处理烟草。163.灼热工艺导致处理过的烟草的尼古丁含量降低（例如，在230℃的加热介质温度下大于40%的降低），以及烟草的总糖和氨含量的显著降低（例如，大于70%的降低）。164.60%叶片/40%梗混合物的归一化填充值在灼热工艺前测得为7.95 ml/g并在灼热和相关重排（re-ordering）后得到9.60 ml/g的归一化填充值。165.为了解决各种问题和推进本领域，本公开的全文通过举例说明展示了各种实施方案，其中可实施所要求保护的发明并提供优越的方法、装置和处理过的烟草材料和来自其的提取物。本公开的优点和特征仅是实施方案的代表性样本，并非穷举的和/或排他的。它们只是为了帮助理解和教导所要求保护的特征。应该理解的是，本公开的优点、实施方案、实例、功能、特征、结构和/或其它方面不应被视为对如权利要求界定的本公开的限制或对权利要求的等同物的限制，并且可能利用其它实施方案和可能作出修改而不背离本公开的范围和/或精神。各种实施方案可适当地包含、由或基本由所公开的要素、组分、特征、部分、步骤、装置等的各种组合组成。此外，本公开包括当前未要求保护但在将来可能要求保护的其它发明。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!