DE1767458A1

DE1767458A1 - Tobacco irradiation processes and tobacco products made from the process products

Info

Publication number: DE1767458A1
Application number: DE19681767458
Authority: DE
Inventors: Stephens John Taswell
Original assignee: Steber Corp
Current assignee: Steber Corp
Priority date: 1967-05-24
Filing date: 1968-05-13
Publication date: 1971-10-21
Also published as: DE6753870U; GB1164425A; FR1566060A; US3472237A

Description

DIPL-CHEM. DR. RER. NAT. WALTER NIELSCHDIPL-CHEM. DR. RER. NAT. WALTER NIELSCH

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

2 HAMBURQ 70, POSTFACH 10914 · SCHLOSS-STRASSE 112 ■ TELEFON: 6529707 2 HAMBURQ 70, POST BOX 10914 · SCHLOSS-STRASSE 112 ■ TELEPHONE: 6529707

1767458 13. Mai 19681767458 May 13, 1968

Tabakbestrahlungsverfahren und aus den VerfahrensproduktenTobacco irradiation processes and from the process products

hergestellte Tabakwarenmanufactured tobacco products

Anmelder: Steber Corporation, Washington (Vereinigte Staaten von Nordamerika)Applicant: Steber Corporation, Washington (United States of North America)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Vereinigte Staaten von Nordamerika vomUnited States of North America from

24_# Mai 196? Nr. 640 82424 _# May 196? No. 640 824

Die vorliegende Erfindung umfaßt ein Verfahren und ein Verfahrensprodukt zur Behandlung von Tabak, der mit einem Trockenmittel vorbehandelt worden ist, um den Feuchtigkeitsgehalt unter 20 Gew.£ zu senken, wobei man den Tabak mit 0,5 bis 8*0 Gew«#, bezogen auf das Trockengewicht des Tabaks, mit einer Metalloxydimprägnierung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen-, Calcium- und Kupferoxyden, deren Mischungen und deren Hydraten behandelt, wobei mindestens ein Drittel der Metalloxyde Eisenoxyd ist und das Metalloxyd in Form einer Dispersion mit einem aktiven Träger ausgesucht ist aus der Gruppe, bestehend aus reduzierenden Zuckerr und zu reduzierenden Zuckern hydrolysierbaren Kohlehydraten.The present invention encompasses a process and a process product for the treatment of tobacco which has been pretreated with a desiccant to keep the moisture content below 20% by weight to lower, the tobacco with 0.5 to 8 * 0 Gew «#, related on the dry weight of the tobacco, with a metal oxide impregnation, selected from the group consisting of iron, calcium and copper oxides, their mixtures and their hydrates treated, at least one third of the metal oxides being iron oxide and the metal oxide in the form of a dispersion with an active carrier is selected from the group consisting of reducing sugar and carbohydrates hydrolyzable to be reduced sugars.

Der imprägnierte Tabak wird selektiv bestrahlt und einer wirksamen Menge sichtbaren Lichtes in den Bereichen 4000 - 5000 S und 6000 - 7000 8 und ultraviolettem Licht unter 3400 S ausgesetzt, um eine chemische Korabination aus dem Metalloxyd, Zuckerträger und den Tabakfasern zu bilden. Der Tabak wird dann getrocknet₉ um das Wasser zu entfernen und der Tabak wird abgetrennt_#mittelr;The impregnated tobacco is selectively irradiated and exposed to an effective amount of visible light in the ranges 4000 - 5000 S and 6000 - 7000 8 and ultraviolet light below 3400 S in order to form a chemical combination of the metal oxide, sugar carriers and tobacco fibers. The tobacco is then dried ₉ to remove the water and the tobacco is separated _# medium;

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Vakuum gereinigt und weiterverarbeitet. Später, während des Glimmens, wenn der Tabak zum Rauchen benutzt wird, wird die Menge des gebildeten Kohlenmonoxyds, die für den Raucher erreichbar ist, durch die katalytischen Matalloxyde, die chemisch an die Tabakfasern durch die Bestrahlungsbehandlung gebunden worden sind, drastisch herabgesetzt.Vacuum cleaned and processed. Later, during the glow, if the tobacco is used for smoking, the amount of carbon monoxide formed that can be reached by the smoker, through the catalytic matal oxides that have been chemically bonded to the tobacco fibers through the irradiation treatment, drastically reduced.

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Modifikation des Tabaks, so daß durch einige Mittel, die im vorliegenden Fall katalysierender Art sind, eine Modifizierung oder ein Wechsel im Charakter der flüchtigen Komponenten des Tabaks bewirkt wird, die während des Rauchens abgegeben werden. Die vorliegende Erfindung erzielt eine ausgezeichnete und erhebliche Herabsetzung in der Kohlen- monoxydmenge _y die für den Raucher zur Verfügung steht, wenn er · Tabak raucht, der nach dem Verfahren der Erfindung behandelt worden ist.The invention lies in the field of modifying tobacco such that some means, which in the present case are of the catalyzing nature, effect a modification or change in the character of the volatile components of the tobacco which are emitted during smoking. The present invention achieves an excellent and substantial reduction in the amount of carbon monoxide _y available to the smoker when smoking tobacco that has been treated by the method of the invention.

In der USA-Patentschrift 2 003 690 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem feinverteilte Ferri- oder Ferri/Ferrooxyde zu Tabakfasern zugefügt werden. Jedoch wird hierzu kein wirksames Verfahren angegeben, um die Additive an den Tabakfasern festzuhalten, um ein wirksames Produkt zu erhalten und Nachteile zu vermeiden, wie das Abfärben von dem Oxydgehalt.In the USA patent 2 003 690 a method is described, in which finely divided ferric or ferric / ferrous oxides are added to tobacco fibers. However, no effective procedure is given for this purpose, to keep the additives on the tobacco fibers, to get an effective product and avoid disadvantages like that Coloring off from the oxide content.

Durch die USA-Patentschrift 2 007 407 ist eine Verfahrensweise bekannt, bei der man kolloides Silikagel,kolloidales Aluminiunihyclroxyd, Aluminiumoxyd oder Titanoxyd zu den Tabakfasern hinzugibt _c um einen bitteren Geschmack zu maskieren.By the US Patent 2,007,407 a method is known in which one of colloidal silica, colloidal Aluminiunihyclroxyd, aluminum oxide or titanium oxide added to the tobacco fibers are _c in order to mask a bitter taste.

In der kanadischen Patentschrift 680 761 und den entsprechenden britischen Patentschriften 863 287 und 903 067 werden als Katalysatoren Oxyde des Magnesiums, Eisens, Calciums und Kupfers benutzt, welche mit dem Tabak in einer Glukoselösung oder als brei~ ige Suspension hinzugefügt werden.In Canadian patent 680 761 and the corresponding British patents 863 287 and 903 067 are used as catalysts Oxides of magnesium, iron, calcium and copper are used, which are mixed with tobacco in a glucose solution or as a pulp ige suspension can be added.

Keine dieser Patentschriften lehrt jedoch die wesentlichen Ausbildungen dieser Erfindung einer selektiven Fixierung der Additive innerhalb der Tabakfasern mittels einer chemischen Kombination, die durch Bestrahlungsbehandlung in speziell ausgesuchten Lichtbanden erfolgt. 10 9843/1390 However, none of these patents teach the essential developments of this invention of a selective fixation of the additives within the tobacco fibers by means of a chemical combination which is carried out by radiation treatment in specially selected light bands. 10 9843/1390

Eine zusätzliche Ausbildung dieser Erfindung, die bei den bisherigen Verfahren nicht berücksichtigt worden ist,, besteht in der Vorbehandlung des Tabaks vor der Imprägnierung, welche icr Herabsetzen des Feuchtigkeitsgehaltes durch Verwendung trockener Luft mit unter 20 .% Feuchtigkeitsgehalt besteht, welche, ermöglicht, eine größere Menge des katalytischen Additivs in dem Tabak für die spätere Wirkung beim Rauchen unterzubringen*An additional embodiment of this invention, which has not been taken into account in the previous processes, consists in the pretreatment of the tobacco before impregnation, which consists in reducing the moisture content by using dry air with less than 20 % moisture content, which enables a greater one To accommodate the amount of the catalytic additive in the tobacco for the subsequent effect when smoking *

Im letzten Jahrzehnt wurde viel Aufmerksamkeit den karzinogenen Eigenschaften von Bestandteilen des Tabakrauches gegeben·, wie Teeren und Phenolen. Bis 1966 wurde nur wenig Aufmerksamkeit einem Tabak oder einer Zigarette gewidmet, die während des Rauchprozesses eine deutlich herabgesetzte Menge. Kohlenmonoxyd (CO) in den Lungen liefern würde, . Im Jahre 1966 wies Otto Warburg, zweimaliger Träger des Nobelpreises und Direktor des Max Planck Institutes Berlin, in seinem Vortrag auf dem jährlichen Treffen der Nobelpreisträger in Lindau daraufhin, später veröffentlicht mit dem Titel "Primäre und sekundäre Ursachen des Krebses", kurzgesagt die Warburg-Thesen besagen, daß die primäre Ursache des Krebaes der Ersatz des Atmungssauerstoffs in normalen -Körperzellen durch eine Zuckergärung ist. In anderen Worten, daß Krebs primär durch eine Verdrängung des Sauerstoffs ausgelöst wird. Es ist bereits bekannt, daß Hämoglobin vorzugsweise Kohlenmonoxyd und Sauerstoff in einem Verhältnis von etwa JOO zu 1 chemisch absorbiert. 'In the past decade, much attention has been paid to the carcinogenic properties of components of tobacco smoke, such as Tars and phenols. Until 1966, little attention was paid to a tobacco or cigarette used during the smoking process a significantly reduced amount. Carbon monoxide (CO) in the lungs would deliver. In 1966 Otto Warburg, two-time winner of the Nobel Prize and director of the Max Planck Institute in Berlin, in his lecture at the annual meeting of the Nobel Prize winners in Lindau thereupon, later published with the title "Primary and secondary causes of cancer ", in short the Warburg theses state that the primary cause of cancer is replacement of respiratory oxygen in normal body cells through sugar fermentation is. In other words, cancer is primarily caused by the displacement of oxygen. It is already known that hemoglobin is preferably carbon monoxide and oxygen in a ratio chemically absorbed by about JOO to 1. '

Es fehlt gegenwärtig nicht an Bemühungen, Mittel zu finden, um die Menge des Kohlenmonoxyds herabzusetzen, welches in beachtlichen Mengen während des Rauchens entsteht. Die Aufmerksamkeit ¹ wurde auch auf die Umwandlung des CO-Moleküls gerichtet, um diesen Faktor in den Raucherprodukten während des Rauchens auszuschalten. Durch die schon genannten Literaturstellen ist es bekannt, daß katalytisch^ Metalloxyde für die Umwandlung des Kohlenmonoxyds in Kohlendioxyd gut bräuchbar sind.There is currently no lack of efforts to find a means to reduce the amount of carbon monoxide which is produced in considerable quantities during smoking. Attention ¹ has also been directed to the conversion of the CO molecule to eliminate this factor in smoking products while smoking. From the literature references already mentioned it is known that catalytic metal oxides can be used for the conversion of carbon monoxide into carbon dioxide.

Die Hauptaufgabe des Metalloxydkatalysators gemäß dem vorliegenden Verfahren ist es, die Oxydation des Kohlenmonoxyds, welches als Verbrennungsprodukt beim Rauchen entsteht, in Kohlendioxyd umzuwandeln. The main task of the metal oxide catalyst according to the present The process is to convert the oxidation of carbon monoxide, which arises as a combustion product from smoking, into carbon dioxide.

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Es wurde festgestellt, daß sich bei der Verbrennungstemperatur die Rauchprodukte in der Zigarette bei einer Temperatur von etwa 850⁰C bis 900⁰C bilden* Bei dieser Temperatur werden die Metalloxyde wie Eisen, Calcium und Kupfer in den metallischen Zustand reduziert und diese katalysieren wirkungsvoll die Reaktion der Oxydation des CQ. Um sicherzustellen, daß die Mll-Reaktion zwischen Zuckervorstufen bei der Photosynthese katalysiert wird_: ist es erforderlich, daß mindestens ein Drittel des Metalloxyds in Form von Hydrätisiertem Ferrioxyd vorliegen muß, um eine Quelle für Ferri-Ionen auf den imprägnierten Tabakflächen zu erhalten»It was found that the smoke products form in the cigarette at a temperature of about 850 ^° C. to 900 ^° C. at the combustion temperature * At this temperature, the metal oxides such as iron, calcium and copper are reduced to the metallic state and these effectively catalyze the Reaction of the oxidation of the CQ. To ensure that the MII reaction between sugar precursors is catalyzed during photosynthesis _: it is necessary that at least one third of the metal oxide must be in the form of hydrated ferric oxide in order to obtain a source of ferric ions on the impregnated tobacco surfaces »

Mit Hilfe des Bestrahlungsverfahrens kann die Adsorption der Me-* talloxyde in den Fasern des Tabaks durch chemische Kombination dauerhaft ausgeführt werden. Zusätzlich bewirkt das Vortrocknen des Tabaks bei einer relativ niedrigen Feuchtigkeit einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt bis zu einem Minimum, das bis zu 10 Gew.% des Metalloxyds, bezogen auf das Trockengewicht der Tabakfaser« betragen kann, welches darauf durch Imprägnieren aufgebracht werden kann.With the help of the irradiation process, the adsorption of the metal oxides in the tobacco fibers can be carried out permanently through chemical combination. In addition, causes the pre-drying of the tobacco may be at a relatively low moisture a low moisture content to a minimum, up to 10 wt.% Of the metal oxide, based on the dry weight of the tobacco fiber ", which can be applied thereto by impregnation.

In Abhängigkeit von der Abbrandgeschwindigkeit des Tabaks ergibt sich die Geschwindigkeit und Menge des gebildeten Kohlenmonoxyds_? welches während des Rauchens gebildet wird. Der Geschmack, das Aussehen und andere Variable ergeben einen ausführbaren Bereich von etwa 0,5 bis 10 Gew.% Metalloxyd-Additiv.The speed and amount of carbon monoxide formed depend on the burning rate of the tobacco _? which is made during smoking. Taste, appearance, and other variables give a workable range of about 0.5 to 10 weight percent metal oxide additive.

Brauchbare Zuckerträger in der vorliegenden Erfindung schließen die meisten Mono- und Disaccharide ein. Bevorzugte Zucker sind die sogenannten reduzierenden Zucker, wie hydrolysierter Rohrzucker, der Invertzucker (D-Fruktose) ergibt. Solche reduzierenden Zucker weisen die Aldehydgruppe auf, welche vorzugsweise gebraucht wird bei der späteren Verwendung des Trägers. Zusätzlich zum Rohrzucker sind die folgenden Zucker brauchbar: Maltose, Laktose, Glukose, Mannose und dergleichen. Die Zucker werden als Träger ausgesucht, um eine aktive Rolle in der späteren Bestrahlungsstufe auszuführen. Es wird angenommen, daß unter dem Bestrahlungsbombardement die Energiespiegel der Keto- und Aldehydgruppen in den Zuckern die Bildung von Komplexen mit den Metalloxyden bewirken, wie dies die im gleicher Weise bestrahlten Cellulosefasern tun, die Cellulose mit reaktiven Gruppen enthalten,,Useful sugar carriers in the present invention include most mono- and disaccharides. Preferred sugars are those so-called reducing sugars, such as hydrolyzed cane sugar, which results in invert sugar (D-fructose). Such reducing sugars have the aldehyde group, which is preferably used in the later use of the carrier. In addition to cane sugar the following sugars are useful: maltose, lactose, glucose, mannose, and the like. The sugars are used as a carrier chosen to play an active role in the later stage of irradiation. It is believed that under the radiation bombardment the energy level of the keto and aldehyde groups in the sugars, the formation of complexes with the metal oxides effect, like the cellulose fibers irradiated in the same way do that contain cellulose with reactive groups,

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Eine weite Variation kann bei der Ausführung der Erfindung in dem Verhältnis- Metalloxyd zu Zuckerträger verwendet werden, ein bevorzugtes Verhältnis liegt zwischen etwa 1 Gewichtsteil Metalloxyd zu 4 Gewichtsteilen Zuckerträger. Eine wichtige Misch- und Hydrolysestufe in dem vorliegenden Verfahren ist das erforderliche Schütteln und Erhitzen der Oxyd-Zuckerdispersion nach Zumischung und Wasserzugabe. Dieser Zeitabschnitt des Erhitzens beim Siedepunkt wird von 5 bis 30 Minuten und starkem Rühren durchgeführt. Diese Vorbehandlung dient dazu, um das Oxyd in dem Träger zum Zvock der Homogenität zu dispergieren und mindestens einen Teil des Metalloxyds, welches Ferrioxyde enthält, zu hydrolysieren, so daß ein beachtlicher Teil des hydratisieren Ferrioxyds anwesend ist j um Fe⁺⁺⁺Jonen für die Hill-Reaktion (R. Hill, Nature Magazine, „ Vol. 139, Seite 881 (1937)) zu liefern. Die Hill-Reaktion bewirkt, * daß in der Gegenwart von Ferri-Jon und Wasser die Chloroplasten (Chlorophyll) in den Tabakfasern enzymatisch bei der Bestrahlung wirken, um aktiven Wasserstoff und Sauerstoff zu liefern» Weiter ausgeführt kann Formaldehyd ebenfalls gebildet werden und in der USA--Pat ent schrift 2 121 881 wird die Bildung der Hexosen aus Formaldehyd durch herkömmliche Bestrahlung mit orangegefärbten Lichtquellen beschrieben.A wide variation can be used in the practice of the invention in the ratio of metal oxide to sugar carrier; a preferred ratio is between about 1 part by weight of metal oxide to 4 parts by weight of sugar carrier. An important mixing and hydrolysis stage in the present process is the necessary shaking and heating of the oxide-sugar dispersion after admixing and adding water. This period of heating at the boiling point is carried out from 5 to 30 minutes with vigorous stirring. This pretreatment serves to disperse the oxide in the carrier to ensure homogeneity and to hydrolyze at least a portion of the metal oxide which contains ferric oxide so that a substantial portion of the hydrated ferric oxide is present for the Fe ^{+++ ions} Hill reaction (R. Hill, Nature Magazine, "Vol. 139, p. 881 (1937)). The Hill reaction causes * that in the presence of Ferri-Jon and water, the chloroplasts (chlorophyll) in the tobacco fibers act enzymatically during irradiation to provide active hydrogen and oxygen. ”Further, formaldehyde can also be formed and in the USA - Patent 2 121 881 describes the formation of hexoses from formaldehyde by conventional irradiation with orange light sources.

Ein bevorzugtes Verhältnis von Zuckerträger zu Metalloxyd beträgt 4 : i und ein ausführbarer Bereich ist 1 : 1 bis 10 : 1, bezogen auf das Gewicht, Die Mischung wird dann zu Wasser zugefügt in einer bevorzugten Menge von etwa 250 g Zuckeroxydgemisch zu > 1 Liter Wasser. Eiij Bereich von 50 g pro Liter bis 1500 g pro Liter ist ausführbar.A preferred ratio of sugar carrier to metal oxide is 4: 1 and a feasible range is 1: 1 to 10: 1 by reference by weight, the mixture is then added to water in a preferred amount of about 250 g of sugar oxide mixture to> 1 liter of water. Eiij range from 50 g per liter to 1500 g per Liter is feasible.

Tabnkfasern werden durch an sich bekannte Behandlungen, wie umlaufende erhitzte, trockene Luft desorbiert bis Gleichgewichtsbedingungen erreicht sind, wenn man als Behandlungsmittel trockene Luft, deren Feuchtigkeitsgehalt unter 20$ liegt, benutzt* Parups und Hoff mann haben gezeigt (Tobacco Science, Mai 15 > 1964 > Seite 45 - 48, Vol. 158, Nr. 20),daß in den meisten Fällen der Unterschied zwischen dem gewünschten Feuchtigkeitsgehalt und der erhältlichen Feuchtigkeit im Tabak in 6 bis 8 Stunden erhalten werden kann, wenn die Feuchtigkeitskurve ein Plateau erreicht. Dio vorrotrockneten Tabakfasern werden in das ImprägniermittelTobacco fibers are desorbed by treatments known per se, such as circulating heated, dry air until equilibrium conditions are reached are achieved when dry air with a moisture content below $ 20 is used as a treatment agent * Parups and Hoffmann have shown (Tobacco Science, May 15> 1964> page 45 - 48, Vol. 158, No. 20) that in most cases the difference between the desired moisture content and the obtainable moisture in the tobacco in 6 to 8 hours can be when the moisture curve reaches a plateau. The pre-red-dried tobacco fibers are used in the impregnating agent

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eingetaucht, wobei das letztere gerührt oder in anderer V/eise bewegt wird, um eine gleichmäßige Verteilung ungelöster Teilchen zu erhalten. Innerhalb weniger Sekunden wird die Dispersion an oder in den Tabakfasern sorbiert. Da die Sättigung der Tabakfasern sehr schnell erfolgt, ist nur erforderlich, diese für einige Sekunden zu tauchen, jedoch sind auch längere Tauchzeiten zulässig,. Größere oder kleinere Konzentrationen der adsorbierten Teilchen können durch Verändern der Materialkonzentrationen in dem Imprägniermittel erzielt werden und dies kann mit einer einstellbaren Verfahrenssteuereinrichtunc erfolgen, um Metalloxydprodukt-Varianten über einen weiten Bereich, wie erforderlich, herzustel·· len. Die erforderlichen katalytischen Komponentenkonzentrationen, die so sicher durch dieses Verfahren zugefügt werden können, sind 20 bis 50 mal größer als mögliche Maximalkonzentrationen, die durch Tabakimprägnierverfahren unter Benutzung der bisherigen Verfahren erzielbar waren.immersed, the latter being stirred or otherwise agitated, in order to ensure an even distribution of undissolved particles to obtain. Within a few seconds, the dispersion is sorbed on or in the tobacco fibers. Because the saturation of tobacco fibers takes place very quickly, it is only necessary to dive it for a few seconds, but longer dive times are also permitted. Greater or lesser concentrations of the adsorbed particles can be achieved by changing the material concentrations in the impregnating agent and this can be achieved with an adjustable Process control facilities are made to accommodate metal oxide product variants over a wide range as required. The required catalytic component concentrations, that can be added so safely through this process are 20 to 50 times greater than the maximum possible concentrations that can be achieved through Tobacco impregnation process using the previous process were achievable.

Die gesättigten Tabakfasern mit hohen Konzentrationen an adsorbierten Teilchen an ihren Außenflächen werden aus dem Imprägniermittel entfernt und in Schichten von etwa 6,35 bis 12,7 rom Dicke in einem Milieu, welches als photochemisches Reaktionsgefäß dient, ausgebreitet. Dieses Reaktionsgebiet wird auf einer relativ hohen Luftfeuchtigkeit gehalten, die 90$ übersteigt, um die Tabakfasern auf dem Sättigungsfeuchtigkeitsgehalt während der Zeitdauer der photochemischen Bestrahlung und der dabei ablaufenden Reaktion zu halten,The saturated tobacco fibers with high concentrations of adsorbed particles on their outer surfaces become out of the impregnating agent removed and in layers of about 6.35 to 12.7 rom thickness in an environment that serves as a photochemical reaction vessel. This reaction area is at a relatively high level Humidity kept in excess of $ 90 to the tobacco fibers on the saturation moisture content during the duration of the photochemical irradiation and the reaction taking place to keep,

Moderne Bestrahlungstheorien betonen die Notwendigkeit der Anwesenheit freier Radikale, vielfacher Energiestufen, aktiver ionisierter Spender und dergleichen. Der vollständige" Unfanc der vorlicgfi^isn Additionsreaktion ist noch nicht j^anz verständlich, aber es ist bekannt · ,, daß die Hill-Reaktion aktiven Wasserstoff liefert und die aktivierte Cellulose der Öffnung und Aktivierung der Hydroxylgruppen bei der Bestrahlung unterworfen wird. (Vergl. The Effects of Ionizing Irradiation on Natural and Synthetic High Polymers, Bovey Interscience 1958, Seite 196). Solcher Abbau von Cellulose wird deutlich durch Zunahme der Viskosität für eine Zeitdauer bis zu 29 Tagen in durchgeführten Testen angezeigteModern radiation theories emphasize the need for presence free radicals, multiple energy levels, more active ionized Donors and the like. The complete "Unfanc of the preliminary Addition reaction is not yet understandable, but it is known that the Hill reaction provides active hydrogen and the activated cellulose the opening and activation is subjected to hydroxyl groups upon irradiation. (See The Effects of Ionizing Irradiation on Natural and Synthetic High Polymers, Bovey Interscience 1958, p.196). Such degradation of cellulose is evidenced by an increase in viscosity for a Duration up to 29 days indicated in tests carried out

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Zusätzlich dienen die aktiven Keto- und Aldehydgruppen bei der Bestrahlung der Zucker im Träger als eine dritte aktive Seite der Energieerregung "bei der Bestrahlung,Es ist bekannt, daß ein Komplex gebildet wird, in dem mindestens das Metalloxyd und die CellQlose-Komponenten eintreten. Vergleichsteste zeigen mit und ohne Bestrahlung, daß nur nach Bestrahlung das Eisen in nichtreaktiver Komplexform aufgenommen wird. In addition, the active keto and aldehyde groups serve as a third active site when the sugars in the carrier are irradiated the excitation of energy "in irradiation, it is known that a Complex is formed in which at least the metal oxide and the CellQlose components enter. Comparative tests with and without irradiation show that the iron is only absorbed in non-reactive complex form after irradiation.

Produkte des partiellen photochemischen Abbaus von dem adsorbierten (Eisen) Oxyd-Zucker (Rohrzucker-Teilchen sind in der Lage, mit Produktstcllen des partiellen photochemischen Abbaus in der Cellulose der Tabakfasern zu. reagieren gemäß der Additionsreaktion, die Einflüsse auf die aktiven Spenderradikale auslöst, die g in der Hill-Reaktion zwischen dei;. Tabakfasern stattfinden.Products of the partial photochemical degradation of the adsorbed (iron) oxide sugar (cane sugar particles are able to react with product parts of the partial photochemical degradation in the cellulose of the tobacco fibers g in the Hill reaction between dei;. tobacco fibers take place.

Es ist möglich, Sonnenlicht als Bestrahlungsquelle zu benutzen, denn Sonnenlicht enthält in seinem breiten Spektrum die gewünschten Lichtwellenbereiche des sichtbaren Spektrums und einen nicht bevorzugten Bereich im UV-Spektrum; jedoch Sonnenliclrfc ist veränderlich, schwer zu handhaben und ungewöhnlich schwierig zu messen. Aus diesem Grunde sind die Ergebnisse damit problematisch und unsicher. Bei der vorliegenden Erfindung werden bevorzugt zwei Banden in dem sichtbaren Spektrum, die sich mit den Erregungsfre- - · quenzen für Chlorophyll A und Chlorophyll B decken und erforderlich sind, um die Hill-Reaktion auszulösen, nämlich der Bereich zwischen 4000 bis 5000 S und 6000 bis 7000 S des sichtbaren Spek- ( trums. (Gen. Phys., Vol. 33, Seite 389 (195O)). Zusätzlich benötigt dieses Verfahren etwa die Hälfte mehr Energiefluß wie im Sichtbaren im UltbaViolettspektrum, welches weit unter 34-00 A und vorzugsweise in dem keimtötenden Bereich unter 3000 £ liegt. Um die Hill-Reaktion durchzuführen wird ein schmaler Lichtbereich zwischen 4000 und 4900 2. und zwischen 6300 bis 6800 S benötigt. Der totale Lichtfluß innerhalb dieser Wellenlängenbereiche pro Einheit Tabakbestrahlungsbehälter soll im Optimum 1/2 Watt proIt is possible to use sunlight as an irradiation source, because sunlight contains in its broad spectrum the desired light wave ranges of the visible spectrum and a non-preferred range in the UV spectrum; however, solar radiation is variable, difficult to manipulate, and unusually difficult to measure. For this reason, the results are problematic and uncertain. In the present invention, two bands are preferred in the visible spectrum which coincide with the excitation frequencies for chlorophyll A and chlorophyll B and are required to trigger the Hill reaction, namely the range between 4000 to 5000 S and 6000 to 7000 S of the visible spectrum ((Gen. Phys., Vol. 33, page 389 (195O)). In addition, this method requires about half more energy flow than in the visible in the ultra violet spectrum, which is far below 34-00 A and is preferably in the germicidal range below 3000 pounds. To carry out the Hill reaction, a narrow light range between 4000 and 4900 2 and between 6300 to 6800 S. The total light flux within these wavelength ranges per unit tobacco irradiation container should be optimally 1/2 watt Per

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9,29 dm mit einem Maximum von 1 Watt pro 9,29 dm und einem Minimum von 0,05 Watt pro 9,29 dm betragen. Wie bei den meisten Reaktionen ist es so, je weicher die Bestrahlung durchgeführt wird, desto langer dauert die Reaktionszeit, Eine bevorzugte Lichtquelle9.29 dm with a maximum of 1 watt per 9.29 dm and one Minimum of 0.05 watts per 9.29 dm. As with most Reactions, the softer the irradiation is carried out, the the longer the response time, a preferred light source

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für die Durchführung zur Erzeugung des sichtbaren Lichtes ist eine Niederdruckquecksilberfluoreszenzlampe mit reinem Scheelit als Fluoreszenzmaterial und einer ausreichenden Strahlungskraft, um den erforderlichen Lichtfluß zu liefern. Weniger v/irksam und nicht bevorzugt sind für die Ausführung der vorliegenden Erfindung jede kontinuierliches Licht liefernde Lichtquelle (Wolfram- ~ drahtlampe, übliche Fluoreszenzlampen mit Phosphoren, Scheelit ausgenommen, Bogenlampen und dergleichen). Solche, nicht bevorzugten Lichtquellen arbeiten mit einem viel größeren Verlust an elektrischer Energie. Die Lichtquelle des Ultraviolettstrahlers soll Licht im keimtötenden Ultraviolettbereich unter 5000 &., vorzugsweise bei 2537 α oder darunter liefern mit einer Intensi-a low-pressure mercury fluorescent lamp with pure scheelite as the fluorescent material and sufficient radiation power to deliver the required light flux is used for the implementation of the generation of visible light. Any light source delivering continuous light (tungsten wire lamp, conventional fluorescent lamps with phosphors, scheelite, arc lamps and the like) are less effective and not preferred for carrying out the present invention. Such non-preferred light sources operate with a much greater loss of electrical energy. The light source of the ultraviolet radiator should deliver light in the germicidal ultraviolet range below 5000 &., Preferably at 2537 α or below with an intensity

tat um 1/4 Watt pro 9 »29 dm dieser bevorzugten monochromatischen UV-Spektrallinie liefern. Der Bereich für den Ultraviolettstrahlungsfluß liegt zwischen max. 1/2^Watt/9,29 dm" bis zu einem Minimum von etwa 0,02 Watt pro 9»29 dm des Tabakbestrahlungsbehälters. Es sei bemerkt, daß die Anforderungen für den Strahlungsfluß der UV-Energie etwa annähernd die Hälfte für das sichtbare Licht sind. Der Bereich für die Anwendung der Bestrahlungsbehandlung iu ¹^m vorliegenden Verfahren reicht von mindestens einer Stunde bei der höchsten Bestrahlungsintensität bis otwa zehn Stunden bei der optimalen Strahlungsintensität und reicht bis zu 100 Stunden für die niedrigste Bestrahlungsintensität.did deliver around 1/4 watt per 9 »29 dm of this preferred monochromatic UV spectral line. The range for the ultraviolet radiation flux is from a maximum of 1/2 watt / 9.29 dm "to a minimum of about 0.02 watt per 9» 29 dm of the tobacco irradiation container. It should be noted that the requirements for the radiation flux of the UV -energy are half of the visible light as approximate. the range for the application of the radiation treatment iu ¹ ^ m present process ranges from at least an hour at the highest irradiation intensity to OTWA ten hours at the optimum radiation intensity and reaches up to 100 hours for the lowest radiation intensity.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des nach dem geschilderten Verfahren imprägnierten Tabaks zur Herstellung von Rauchtabak in Form von Pfeifentabak oder geformten Tabakprodukten wie Zigaretten, Zigarren, Zigarillos, Stumpen und dergleichen. Schließlich betrifft die Erfindung auch Zigaretten, Zigarren, Zigarillos und Stumpen, die aus dem erfindungsgemäß imprägnierten Tabak hergestellt worden sind.The invention also relates to the use of the above Process of impregnated tobacco for the manufacture of smoking tobacco in the form of pipe tobacco or shaped tobacco products like cigarettes, cigars, cigarillos, cheroots and the like. Finally, the invention also relates to cigarettes, cigars, Cigarillos and cheroots made from the tobacco impregnated according to the invention.

example 1

JOO g geschnittener Kentucky Burley-Tabak wird bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60$ in eine Entwässerungsschankvorrichtung eingefüllt und erhitzte trockene Luft wurde über und durch den Tabak für eine Zeitdauer von zehn Stunden hindurchgeleitet, bis praktisch die Feuchtigkeit des Tabaks daß Gleichgewicht mit der relativen Feuchtigkeit des Trockenmediums von Λ% erreichte. 109.843/13 90100 grams of Kentucky Burley cut tobacco is placed in a dewatering tap apparatus at $ 60 relative humidity and heated dry air is passed over and through the tobacco for a period of ten hours until the moisture of the tobacco is practically equilibrium with the relative humidity of the Drying medium of Λ% reached. 109.843 / 13 90

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Gepulvertes Eisenoxyd (zum größten Teil Fe^O, mit einem kleinen Gehalt an niederem Oxyd EeO) wurde gemischt und dispergiert 1 ": 4 Gewichtsteile in 10 Litern Rohrzuckerlösung und unter intensiver Bewegung das Gemisch gerührt. Um den Rohrzucker und das Eisenoxyd zu der hydratisieren Form zu hydrolysieren,wurde der Glaskolben, durchgerührt und bewegt mit einem mechanischen Rührwerk, wobei bis zum Kochen für etwa 20 Minuten erhitzt wurde. Am Ende dieser Behandlungszeit wurde die Oxydzuckerdispersion 1 : 2 mit Wasser durch die Zugabe von 20 Litern Wasser verdünnt*Powdered iron oxide (mostly Fe ^ O, with a little Content of lower oxide EeO) was mixed and dispersed 1 ": 4 parts by weight in 10 liters of cane sugar solution and under intensive Agitation stirred the mixture. In order to hydrolyze the cane sugar and iron oxide to the hydrated form, the Glass flask, stirred and moved with a mechanical stirrer, heating to a boil for about 20 minutes. At the end of this treatment time the oxide sugar dispersion became Diluted 1: 2 with water by adding 20 liters of water *

Der vorgetrocknete Tabak wurde in eine Schale gegeben und mit Imprägnierlösung bedeckt. Wahlv/eise kann die Lösung in die Schale gegeben werden und der Tabak in der Imprägnierlösung durch- ä gezogen oder eingetaucht werden. Die Imprägnierungsstufe erfordert nur einige Sekunden und im Maximum eine Minute, um die Adsorption der Dispersion von den Tabakfasern durchzuführen. Der Tabak wurde dann aus der Imprägnierlösung entfernt und dann in eine Bestrahlungskamraer, in der die Feuchtigkeitsatmosphäre auf mindestens 90$ relativer Feuchtigkeit gehalten wurde, eingefüllt. Eine Niederdruckquecksilberfluoreszenzlampe (Scheelit) wurde als Quelle für die sichtbare Lichtbestrahlung benutzt und die Höhe von dem Bestrahlungsgut wurde so eingestellt, um 0,5The pre-dried tobacco was placed in a bowl and covered with impregnation solution. Wahlv / ice, the solution can be placed in the dish and the tobacco throughput in the impregnating solution are drawn or the like immersed. The impregnation step requires only a few seconds and a maximum of one minute in order to carry out the adsorption of the dispersion from the tobacco fibers. The tobacco was then removed from the impregnation solution and then placed in an irradiation chamber in which the humid atmosphere was maintained at at least 90% relative humidity. A low pressure mercury fluorescent lamp (scheelite) was used as a source of visible light irradiation, and the height of the irradiated material was adjusted to be 0.5

Watt pro 9,29 dm Energiefluß zu erhalten. Die sichtbare Strahlung wurde für 10 Stunden durchgeführt. Scheelit Fluoreszenz liefert optimale sichtbare Strahlung im sichtbaren Spektrum im Bereich von 6300 bis 6800 2. und 4000 bis 4900 2. Die Quelle des ( Ultraviolettlichtes in dem keimtötenden Bereich unter 3C00 A wurde mit einer im Handel erhältlichen Niederdruckquecksilberdampflampe, die ihre ultraviolette Strahlung als monochromatische Strahlung bei 2537 S emittiert, benutzt. Die Höhe der Lampe wurde so eingestellt, um etwa die Hälfte des Energieflusses im sichtbaren Spektrum von etwa 1/4 Watt pro 9,29 dm zu bewirken,. Die Bestrahlungszeit mit dem Ultraviolettlicht wurde ebenfalls 10 Stunden durchgeführt, Nach Abschluß der Bestrahlungsbehandlung wurde der Tabak aus der Behandlungskammer genommen, die Feuchtigkeit geeignet entfernt und der Tabak mittels Vakuum gesäubert und handgerollte Zigaretten von dem Produkt gefertigt, Watts per 9.29 dm of energy flow. The visible radiation was carried out for 10 hours. Scheelite fluorescence provides optimal visible radiation in the visible spectrum in the range from 6300 to 6800 2. and 4000 to 4900 2. The source of the (ultraviolet light in the germicidal range below 3C00 A was with a commercially available low-pressure mercury vapor lamp, which emits its ultraviolet radiation as monochromatic radiation emitted at 2537 S. The height of the lamp was adjusted so as to cause about half of the energy flow in the visible spectrum of about 1/4 watt per 9.29 dm. The irradiation time with the ultraviolet light was also carried out 10 hours, After completion of the irradiation treatment, the tobacco was taken out of the treatment chamber, the moisture removed appropriately and the tobacco was cleaned by means of vacuum and hand-rolled cigarettes were made from the product,

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Es wurde festgestellt, daß das Tabakprodukt nicht an den Händen und am Papier abfärbend war und wenn es geprüft wurde mit dem Standard Kohlenmonoxydtest (Standard Mine Safety Carbon Monoxide Test) mittels Palladiumreduktion wurden überzeugende Resultate erhalten, die die Entfernung des Kohlenmonoxyds beim Glimmen mit einem durchschnittlichen Wert von 80$ Entfernung anzeigten,. (Mine Safety Appliance CO Monoxide Tester 08-47133).It was found that the tobacco product was not on the hands and rubbed off on the paper and if it was tested with the standard carbon monoxide test (Standard Mine Safety Carbon Monoxide Test) by means of palladium reduction convincing results have been obtained that remove carbon monoxide during smoldering with an average value of $ 80 distance indicated. (Mine Safety Appliance CO Monoxide Tester 08-47133).

Vergleich 1Comparison 1

Zum Vergleich wurden Zigaretten gemäß dem in der USA-Patentschrift 2 003 690 beschriebenen Verfahren hergestellt, um diese mit den Zigaretten, die gemäß Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung erhalten worden sind, zu vergleichen. Diese beim Vergleich angewandten Verfahren bestehen im einfachen Mischen des Tabaks mit fein gemahlenem Ferri/Ferrooxyd im Bereich 3 bis Gew.^, bezogen auf das Gewicht des Tabaks, wobei beim Mischen keine spezielle Feuchtigkeitsbehandlung für die Entfeuchtung ausgeführt wurde. Vergleichsteste mit dem Standard Mine Safety CO-Test zeigten, daß eine mittlere bis gute Entfernung des Kohlenmonoxyds beim Glimmen bewirkt wurde, im Durchschnitt etwa 4-0$. Jedoch hatten diese einfachen Mischungen die sehr unerwünschte, sichtbare Eigenschaft des Verschmierens und Abfärbens an alle Gegenstände mit denen diese,durch die von den äußerlich aufgebrachten Oxydpigmenten,in Kontakt kamen. Vergleich 2For comparison, cigarettes according to the US patent 2 003 690 manufactured to this to compare with the cigarettes obtained according to Example 1 of the present invention. This when comparing The methods used consist of simply mixing the tobacco with finely ground ferric / ferrous oxide in the range 3 to Weight ^ based on the weight of the tobacco, when mixing no special moisture treatment for dehumidification has been carried out. Comparative tests with the standard mine safety CO tests showed moderate to good removal of carbon monoxide when glowing was caused, on average about $ 4-0. However, these simple mixtures had the very undesirable visible property of smearing and rubbing off to all objects with which they came into contact through the oxide pigments applied externally. Comparison 2

Eine 1 : 4- Ferrioxyd-Glukose Lösung wurde 1 : 2 volumenmäßig wäßrig verdünnt, ähnlich der im Beispiel 1 angegebenen Arbeitsweise. Es wurde eine Dispersion gebildet und die Tabakfasern wurden ohne Rühren der Dispersion und ohne die spezielle Vorerhitzung imprägniert. Der erhaltene Tabak wurde mittels Hand zu Zigaretten gerollt und mit dem nach Beispiel 1 erhaltenen Produkt mit Hilfe des CO Mine Safety Testes verglichen. Das Ergebnis zeigte eine leicht höhere Kohlenmonoxyd-Entfernung als beim Vergleich 1, war aber unter dem Wert der CO-Entfernung gemäß dem Ergebnis des Beispiels 1 dieser Erfindung. Auch dieser Test zeigte abfärbende Eigenschaften.A 1: 4 ferric oxide-glucose solution was diluted 1: 2 by volume with water, similar to the procedure given in Example 1. A dispersion was formed and the tobacco fiber was made without stirring the dispersion and without the special preheating impregnated. The tobacco obtained was rolled into cigarettes by hand and mixed with that obtained in Example 1 Product compared using the CO Mine Safety Test. The result showed a slightly higher carbon monoxide removal than in comparison 1, but was below the value of the CO removal according to the result of Example 1 of this invention. This test also showed staining properties.

Example 2

Probozigaretten wurden gemäß Beispiel 1 hergestellt, Jedoch mit der Abweichung, daß anstelle des Eisenoxyds eine Mischung ausTrial cigarettes were produced according to Example 1, but with the deviation that instead of the iron oxide a mixture of

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Kupferoxyd-Eisenoxyd verwendet wurde, worin das Eisenoxyd etwa ein Drittel des Gesamtgewichtes der Mischung betrug. Probezigaretten wurden hergestellt unter Benutzung des Verfahrens dieser Er* findung, wie es im Beispiel 1 beschrieben ist. Die Resultate für Kohlenoxyd und für das Abfärben waren analog zu den Resultaten, die bei der Benutzung des reinen Bisenoxyds im Beispiel 1 erhallten worden sind. Copper oxide-iron oxide was used, in which the iron oxide was about was one third of the total weight of the mixture. Trial cigarettes were manufactured using the process of this he * Finding as described in Example 1. The results for Carbon dioxide and for staining were analogous to the results, which have been obtained when using the pure Bisenoxids in Example 1.

Vergleich 3Comparison 3

Ein weiterer Vergleich wurde.gemäß Vergleich 1 durchgeführt, jedoch kam hierbei ein Kupferoxyd-Eisenoxydgemisch zur Anwendung, worin das Eisenoxyd etwa ein Drittel des Gesamtgewichtes dieser Mischung ausmachte. Es wurden gleiche Resultate wie im Vergleich 1 beschrieben, erhalten.A further comparison was carried out according to comparison 1, however A copper oxide-iron oxide mixture was used here, in which the iron oxide contained about a third of the total weight of these Mixture mattered. The same results as described in comparison 1 were obtained.

Vergleich 4-Comparison 4-

Es wird wie im Vergleich 2 beschrieben gearbeitet, jedoch wird ein Kupferoxyd-Eisenoxydgemisch benutzt, in dem das Eisenoxyd ungefähr ein Drittel des Gesamtgewichtes der Mischung beträgt. Es wurden die gleichen Ergebnisse wie im Vergleich 2 erhalten.It is worked as described in comparison 2, but is a copper oxide-iron oxide mixture is used, in which the iron oxide is about one third of the total weight of the mixture. The same results as in comparison 2 were obtained.

Example 3

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch wurde Laktose als Zucker eingesetzt. Dieser Zucker ergab brauchbare und vergleichbare Ergebnisse in Probezigaretten, die ähnlich denen des Beispiels 1 waren, · ,The procedure was as in Example 1, but lactose was used as the sugar. This sugar resulted in usable and comparable ones Results in sample cigarettes similar to those of the example 1 goods,

Beispiel ΛExample Λ

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch wurde Maltose als Zucker eingesetzt. Dieser Zucker ergab brauchbare und vergleichbare Ergebnisse in Probezigaretten, die ähnlich denen des Beispiels 1 waren.The procedure was as in Example 1, but maltose was used as Sugar used. This sugar resulted in usable and comparable ones Results in sample cigarettes similar to those of the example 1 were.

Example 5

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet, jedoch wurde D-Pruktose (Invert-Zucker) als Zucker eingesetzt. Dieser Zucker ergab brauchbare Ergebnisse in Probezigaretten, die ähnlich denen des Beispiels 1 waren,The procedure was as in Example 1, but D-pructose was used (Invert sugar) used as sugar. This sugar yielded useful results in sample cigarettes similar to those of Example 1,

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Claims

DIPL-CHEM. DR. RER. NAT. WALTER NIELSCH PATENTANWALT 1 7 R 7 Λ R ft 2 HAMBURQ 70, POST BOX 1091 * ■ SCHLOSS-STRASSE 11ϊ TELEPHONE: 65297 (7 May 13, 1968 Patent claims:

1.) Process for tobacco treatment with metal oxides for the purpose of degradation the carbon monoxide content of smoking, characterized by that the tobacco with 0.5 to 8.0 wt. ^, based on the weight of the dry tobacco, with a Metal oxide, which consists of the group consisting of iron, calcium and copper oxides and hydrates and their mixtures is selected and at least one third of the metal oxide consists of ferric oxide, impregnated by the Metal oxide in the form of an aqueous dispersion with a carrier selected from the group consisting of reducing agents Sugars and easily reduced sugars hydrolyzable carbohydrates, is applied and the impregnated Tobacco with an effective amount of visible light in the range of about WOO-5000S and 6000-7000S and UV light irradiated below about 3400 S to photochemically to form a non-staining complex of tobacco and metal oxide, then the tobacco is dried and erisxfcäer- ' If necessary, it is cleaned and separated.

2.) The method according to claim 1, characterized in that the Impregnated tobacco in the visible range at around 4000 4900 S and 63ΟΟ - 6800 S and in the UV range below 3000 S is irradiated.

3.) The method according to claim 1 or 2, characterized in that with visible light in the range of about 0.05 watts per 9.29 dm ² (100 hours) to 1 watt per 9.29 dm. (1 hour) and irradiated with UV light in the range from 0.02 watt per 9.29 dm ² (100 hours) to 0.5 watt per 9.29 dm ² (10 hours),

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OHiOiNAi INSPECTEDOHiOiNAi INSPECTED

4.) Method according to claim 3> characterized in that one is with

^{irradiated visible light with about 0.5 watt per 9.29 dm 2 for} 10 hours and with UV light for about 0.25 watt per 9.29 dm 2 for 10 hours.

5.) Method according to one of claims 1 to 4-, characterized in that that a partially hydrated • ferric oxide is used as the metal oxide.

6 ») Method according to one of claims 1 to 5j, characterized in that that the aqueous dispersion of the metal oxide and carrier is preheated to boiling and about 5 to 30 Minutes before the tobacco is impregnated.

7.) Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the tobacco in an atmosphere with under $ 20 relative humidity for a period of about Dried 6 to 8 hours before impregnating the tobacco became.

8.) Method according to one or more of claims 1 to 7 »thereby characterized in that the tobacco is in a humid atmosphere with a relative humidity of at least $ 90 is irradiated.

9.) A non-marking, irradiated tobacco, manufactured according to one of claims 1 to 8,

10.) Use of the tobacco according to claim 9 for the manufacture of Smoking tobacco, shaped tobacco products such as cigarettes, cigars, cigarillos, cheroots and the like for the purpose of reducing the Carbon monoxide content when smoking. ·

11.) Cigarettes, cigars, cigarillos, cheroots and the like, made from tobacco according to one of claims 1 to 8.

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