ES2885184T3 - Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides y artículo formador de aerosol que comprende un componente preparado a partir de este - Google Patents

Abstract

Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, dicho método que comprende: o formar una mezcla que comprende un azúcar reductor y partículas de un material que contiene alcaloides; o extruir la mezcla; o añadir agua a la mezcla extruida para formar una suspensión; y o moldear la suspensión en una lámina.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides y artículo formador de aerosol que comprende un componente preparado a partir de este

La presente invención se relaciona con un método para producir una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, tal como material de tabaco homogeneizado.

Actualmente, en la fabricación de los productos de tabaco, además de las hojas de tabaco, se usa también el material de tabaco homogeneizado. Este material de tabaco homogeneizado se fabrica típicamente de partes de la planta de tabaco que son menos adecuadas para la producción de picadura, como, por ejemplo, tallos de tabaco o polvo de tabaco. Típicamente, el polvo de tabaco se crea como un único producto durante la manipulación de las hojas de tabaco durante la fabricación.

El material de partida para la producción de material de tabaco homogeneizado para el artículo generador de aerosol puede también ser principalmente la hoja de tabaco que tiene por tanto el mismo tamaño y propiedades físicas que el tabaco para la mezcla de picadura de relleno cortada.

Las posibles formas de material de tabaco homogeneizado incluyen lámina de tabaco reconstituido y hoja de molde. El proceso para formar láminas de material de tabaco homogeneizado comprende comúnmente una etapa en la cual el tabaco molido y un aglutinante se mezclan para formar una suspensión. La suspensión se usa entonces para crear una trama de tabaco o lámina, por ejemplo, al moldear una suspensión viscosa sobre una cinta móvil de metal para producir la denominada hoja de molde. Alternativamente, una suspensión con baja viscosidad y alto contenido de agua puede usarse para crear tabaco reconstituido en un proceso que se asemeja a la fabricación del papel. La lámina o trama de material de tabaco homogeneizado típicamente se extrae a partir de una cinta móvil de metal y entonces se enrolla en bobinas, las cuales necesitan desenrollarse con el fin de que se procese e incluya en el sustrato formador de aerosol del artículo formador de aerosol.

Puede desearse mejorar o modificar el proceso para formar una lámina que incluya un material de tabaco homogeneizado en términos de su productividad o de las características del aerosol generado a partir del material de tabaco homogeneizado.

De hecho, la lámina que incluye un material de tabaco homogeneizado puede ser difícil de manipular y almacenar debido a su consistencia, sensibilidad al calor, pegajosidad o baja resistencia a la tracción: podría romperse fácilmente y, si se usa una fuerza demasiado alta para manipular las láminas o tramas, las mismas podrían romperse. Por ejemplo, la lámina de material de tabaco homogeneizado puede ser difícil de eliminar de una cinta de metal móvil donde se coloca o desenrolla cuando se enrolla en bobinas.

Adicionalmente, las bobinas que incluyen láminas de materiales de tabaco homogeneizados también pueden ser difíciles de transportar. Además, actualmente se deben usar preferentemente dentro de un período de tiempo muy corto, ya que de cualquier otra manera los embobinados de la lámina de materiales de tabaco homogeneizados se unen entre sí y pueden comprometer el desenrollado. En consecuencia, la creación de acciones de seguridad de tales bobinas también puede ser una tarea difícil.

Además, en dependencia de las características del tabaco usado para producir el material de tabaco homogeneizado, puede ser conveniente controlar la cantidad de ciertos compuestos para obtener una composición conveniente que tenga características predeterminadas específicas del aerosol generado a partir de él.

El tabaco presente en el material de tabaco homogeneizado puede constituir la mayoría del tabaco, o incluso sustancialmente la cantidad total de tabaco presente en el artículo generador de aerosol. Por lo tanto, el impacto sobre las características del aerosol puede derivar predominantemente de la cantidad de ciertos compuestos contenidos en el material de tabaco homogeneizado, entre otros, amoniaco y compuestos que contienen amonio. Por ejemplo, debido a la presencia de amoniaco o compuestos que contienen amonio, el tabaco usado para producir el material de tabaco homogeneizado, puede obtenerse un aerosol con características no deseadas debido a la presencia de ciertos compuestos. Por lo tanto, puede ser conveniente controlar, minimizar o eliminar la cantidad de tales compuestos que contienen amoniaco y amonio con el fin de obtener una composición conveniente que tenga características predeterminadas específicas, por ejemplo, sabor, cuando se genera un aerosol a partir de ella.

Por lo tanto, existe la necesidad de un método para producir una lámina de material que contenga alcaloides, tal como material de tabaco homogeneizado, que pueda satisfacer al menos una de las necesidades anteriores en términos de productividad o de características del aerosol generado a partir del material que contiene alcaloides. Entre otros, existe la necesidad de un método para producir una lámina de material que contiene alcaloides que se extrae fácilmente de una cinta móvil en la cual se transporta. Existe la necesidad de un método para producir una lámina de material que contiene alcaloides que se desenrolle fácilmente de una bobina y que, por lo tanto, permita proporcionar una alimentación continua, constante y regular de material a un aparato aguas abajo para que el resto de la línea de producción pueda aumentar la velocidad de producción general, lo que mejora sus propiedades de producción o manipulación.

También es necesario un método para la preparación de un material que contiene alcaloides que permite controlar las características del aerosol, tal como su sabor, generado a partir de dicho material al disminuir la cantidad de amoniaco o compuestos que contienen amonio.

El documento US 3098492 se refiere a la fabricación de productos de tabaco que consisten esencialmente en partículas de tabaco molido finamente unidos por adhesivo. El objeto de esta descripción para proporcionar la fabricación de tales productos de tabaco por medio de un proceso que permita su producción simplificada y económica.

La invención puede satisfacer al menos una de las necesidades anteriores.

La invención se refiere a un método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, que comprende dicho método: formar una mezcla que comprende un azúcar reductor y partículas de un material que contiene alcaloides; extruir la mezcla; añadir agua a la mezcla extruida para formar una suspensión; y moldear la suspensión en una lámina.

En el método de la invención, se forma y se extruye una mezcla de partículas de un material que contiene alcaloides y un azúcar reductor. La extrusión puede modificar el material que contiene alcaloides, de manera que el material resultante descargado de la extrusora tenga características diferentes en comparación con el material que contiene alcaloides antes de la extrusión en términos de composición del material que contiene alcaloides. Estas diferencias afectan las características finales de la lámina de molde que se forma al crear una suspensión a partir de la mezcla extruida.

Con respecto a la composición del material que contiene alcaloides después de la extrusión, durante la extrusión se produce posiblemente una reacción entre el azúcar reductor y el material que contiene alcaloides, particularmente si el amoniaco y los compuestos que contienen amonio se contienen en este último. Esta reacción modifica la composición del material que contiene alcaloides, de manera que el material resultante descargado de la extrusora tiene una menor cantidad de amoniaco o compuestos que contienen amonio en comparación con el material que contiene alcaloides antes de la extrusión y de manera que el aerosol generado a partir de dicho material pueda por tanto mostrar las características deseadas, por ejemplo en términos de sabor.

Además, el tratamiento en la extrusora modifica las características químicas o físicas del material que contiene alcaloides, de manera que el material resultante se descargue de la extrusora cuando se combina con un aglutinante para formar una suspensión y luego el molde puede dar lugar a una lámina que muestre características mejoradas con respecto a la consistencia, la sensibilidad al calor, pegajosidad y resistencia a la tracción.

Como se usa en la presente descripción, el término “lámina” denota un elemento laminar que tiene una longitud y una longitud sustancialmente mayor que su grosor. El ancho de una lámina es preferentemente mayor de l0 milímetros aproximadamente, con mayor preferencia aproximadamente mayor de 20 milímetros o 30 milímetros. Aún con mayor preferencia, el ancho de la lámina comprende entre aproximadamente 100 milímetros y 300 milímetros. Un “material que contiene alcaloides” es un material que contiene uno o más alcaloides. Los alcaloides pueden comprender nicotina. La nicotina puede encontrarse, por ejemplo, en el tabaco.

Los alcaloides son un grupo de compuestos químicos naturales que contienen principalmente átomos básicos de nitrógeno. Este grupo incluye además algunos compuestos relacionados con propiedades neutras e incluso ligeramente ácidas. Algunos compuestos sintéticos de estructura similar también se denominan alcaloides. Además del carbono, hidrógeno y nitrógeno, los alcaloides también pueden contener oxígeno, azufre y, más raramente, otros elementos como cloro, bromo y fósforo.

Los alcaloides se producen por una gran variedad de organismos que incluyen las bacterias, los hongos, las plantas y los animales. Pueden purificarse a partir de extractos crudos de estos organismos por extracción ácido-base. La cafeína, la nicotina, la teobromina, la atropina, la tubocurarina son ejemplos de alcaloides.

Como se usa en la presente, el término “material de tabaco homogeneizado” denota un material que se forma por aglomeración de partículas de tabaco, que contiene la nicotina alcaloide. Por tanto, el material que contiene alcaloides puede ser un material de tabaco homogeneizado.

Las formas más comúnmente usadas de material de tabaco homogeneizado son la lámina de tabaco reconstituido y la hoja de molde. El proceso para formar láminas de material de tabaco homogeneizado comprende comúnmente una etapa en la que el polvo de tabaco y un aglutinante, se mezclan para formar una suspensión. La suspensión entonces se usa para crear una lámina de tabaco. Por ejemplo, al moldear una suspensión viscosa sobre una cinta de metal móvil para producir la llamada hoja de molde. Alternativamente, una suspensión con baja viscosidad y alto contenido de agua puede usarse para crear tabaco reconstituido en un proceso que se asemeja a la fabricación del papel.

El material en lámina de tabaco puede referirse a un material en lámina reconstituido y formado mediante el uso de tabaco en forma de partículas (por ejemplo, tabaco reconstituido) o una mezcla de partículas de tabaco, un humectante y un solvente acuoso para formar la composición de tabaco. Esta composición de tabaco puede entonces moldearse, extruirse, enrollarse o prensarse para formar un material en lámina a partir de la composición del tabaco. La lámina de tabaco puede formarse al utilizar un proceso húmedo, donde las picaduras finas de tabaco se usan para fabricar un material similar al papel; o un proceso de hoja de molde, donde las picaduras finas de tabaco se mezclan junto con un material aglutinante y se moldean sobre una cinta móvil para formar una lámina. La lámina de material de tabaco homogeneizado puede entonces enrollarse en bobinas, las cuales necesitan desenrollarse con el fin de que se procesen más, para ser parte, por ejemplo, de un artículo formador de aerosol, que va a incluirse en el sustrato formador de aerosol del artículo formador de aerosol. En un artículo generador de aerosol “calienta, pero no quema”, un sustrato formador de aerosol se calienta a una temperatura relativamente baja, con el fin de formar un aerosol, pero evitar la combustión del material de tabaco. Además, el tabaco presente en la lámina de tabaco homogeneizado es típicamente el único tabaco, o incluye la mayoría del tabaco, presente en el material de tabaco homogeneizado de tal artículo generador de aerosol “calienta, pero no quema”. Esto significa que la composición del aerosol que se genera por tal artículo generador de aerosol “calienta, pero no quema” se basa sustancialmente sólo en el material de tabaco homogeneizado.

Como se usa en la presente descripción, el término “material formador de aerosol” denota un material que es capaz de liberar compuestos volátiles hasta el calentamiento para generar un aerosol. El tabaco, junto con otros compuestos, puede clasificarse como un material formador de aerosol, particularmente una lámina de tabaco homogeneizado que comprende un formador de aerosol. Un sustrato formador de aerosol puede comprender o consistir de un material formador de aerosol.

Las propiedades del material de tabaco homogeneizado pueden influir en el proceso para formar una lámina que incluya este último así como también las características del aerosol generado a partir de él.

De hecho, generalmente el material de tabaco homogeneizado es “pegajoso”, es decir, se pega a los objetos adyacentes y, al mismo tiempo, es bastante frágil con una resistencia a la tracción relativamente baja. Sin pretender imponer ninguna teoría, se cree que tales propiedades pueden deberse a la presencia de un aglutinante y un formador de aerosol, tal como goma guar y glicerina, en el material de tabaco homogeneizado.

A su vez, el material de tabaco homogeneizado también incluye compuestos que contribuyen - entre otras cosas - a las características del aerosol, por ejemplo, su sabor, generado a partir de dicho material. Los compuestos que contribuyen a las características del aerosol incluyen, entre otros, amoniaco y compuestos que contienen amonio. De acuerdo con el método de la invención, se produce una lámina de material que contiene alcaloides.

Se forma una mezcla de partículas de un material que contiene alcaloides y un azúcar reductor. La mezcla puede contener agua en diferentes cantidades. Preferentemente, las partículas y el azúcar reductor se mezclan con cualquier herramienta conocida.

A continuación, esta mezcla se extruye.

La extrusión es un proceso usado para crear objetos que empujan un material, en este caso la mezcla antes mencionada, a través de un troquel de la sección transversal conveniente. La mezcla en el troquel encuentra tensiones de compresión y cizallamiento. Por lo tanto, la mezcla se empuja desde una entrada a una salida de una extrusora mientras absorbe sustancialmente energía.

La extrusión modifica el material que contiene alcaloides presentes en la mezcla, para que el material resultante tenga diferentes características en comparación con el material que contiene alcaloides antes de la extrusión. Cuando se somete a tratamiento en la extrusora, el azúcar reductor de la mezcla puede reaccionar con el amoniaco o compuestos que contienen amonio presentes en el material que contiene alcaloides. Sin querer ceñirse a ninguna teoría específica, se cree que el grupo carbonilo del azúcar reductor de la mezcla puede sufrir la llamada reacción de Maillard con el grupo amino del amoniaco o de los compuestos que contienen amonio contenido en el material que contiene alcaloides, al reducir su cantidad.

De esta forma, la mezcla descargada de la extrusora comprende una cantidad de amoniaco o compuestos que contienen amonio en comparación con el material que contiene alcaloides antes de la extrusión y una composición conveniente que permite controlar las características del aerosol generado a partir de dicho material.

Además, la mezcla extruida se usa, preferentemente junto con un aglutinante, para formar una suspensión. Preferentemente, la mezcla extruida y el aglutinante se mezclan adicionalmente para volverse homogéneos. Preferentemente, también se agrega agua a la suspensión.

La suspensión entonces se moldea, por ejemplo, en un soporte móvil, tal como una cinta transportadora. El molde se realiza con cualquier aparato conocido, por ejemplo, al insertar la suspensión en una caja de molde colocada encima del soporte móvil y la suspensión se moldea por medio de una cuchilla de molde unida a la caja de molde. El tratamiento de la mezcla en la extrusora también puede modificar las características físicas del material que contiene alcaloides, de manera que la mezcla resultante descargada de la extrusora cuando está en forma de suspensión y luego se moldea, forma una lámina que muestra características de consistencia, sensibilidad al calor, pegajosidad y resistencia a la tracción que son óptimas para su uso como componente en un artículo generador de aerosol. En particular, la lámina puede tener una resistencia a la tracción mejorada, o una mejor resistencia al calor, o una pegajosidad menor o una mejor consistencia en comparación con una lámina formada por la misma suspensión, pero donde el material que contiene alcaloides no se extruye antes de moldear.

Además, la lámina puede mostrar mejores propiedades superficiales, tal como una superficie más lisa con menos defectos en comparación con una lámina formada por la misma suspensión, pero donde el material que contiene alcaloides no se extruye antes de moldear.

Además, la misma suspensión antes de moldear muestra propiedades óptimas relacionadas con su viscosidad y densidad, que permanecen estables.

Preferentemente, la mezcla antes de la etapa de extrusión comprende entre aproximadamente 2 por ciento y aproximadamente 30 por ciento por peso de azúcar reductor, sobre la base del peso en seco de la mezcla, con mayor preferencia, entre aproximadamente el 5 por ciento y aproximadamente el 25 por ciento por peso sobre la base del peso en seco de la mezcla, con mayor preferencia entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 15 por ciento por peso sobre la base del peso en seco de la mezcla, y aún con mayor preferencia entre aproximadamente el 11 por ciento y aproximadamente el 14 por ciento por peso sobre la base del peso en seco de la mezcla.

Esta cantidad de azúcar reductor demuestra ser óptima para obtener las características convenientes en el producto final. Por ejemplo, se obtiene el nivel conveniente de amoniaco.

Preferentemente, las partículas del material que contiene alcaloides tienen un tamaño medio comprendido entre aproximadamente 0,02 milímetros y aproximadamente 0,3 milímetros.

El tamaño medio de entre aproximadamente 0,02 milímetros y aproximadamente 0,3 milímetros representa el tamaño al cual se destruyen las celdas de tabaco al menos en parte. El uso de un material que contiene alcaloides que tiene un tamaño medio de este tipo conduce ventajosamente a una suspensión suave y uniforme en las etapas del procesamiento aguas abajo del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, el azúcar reductor se selecciona de glucosa, fructosa, xilosa, ribosa, galactosa y mezclas de los mismos. Con mayor preferencia, el azúcar reductor es glucosa, fructosa y mezclas de los mismos.

Preferentemente, el azúcar reductor se mezcla con el material que contiene alcaloides en forma de polvo, en forma líquida o en forma de suspensión.

El material que contiene alcaloides puede estar en cualquier forma conveniente antes de mezclarlo con los azúcares reductores. Posiblemente, se añade agua en caso de que el material que contiene alcaloides esté sustancialmente seco.

Preferentemente, antes de la etapa de extrusión, la mezcla tiene un contenido de agua de entre aproximadamente el 2 por ciento y aproximadamente el 30 por ciento por peso, con mayor preferencia de entre aproximadamente el 5 por ciento y aproximadamente el 25 por ciento por peso, con mayor preferencia entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 20 por ciento por peso, con mayor preferencia entre aproximadamente el 11 por ciento y aproximadamente el 18 por ciento en peso y aún con mayor preferencia entre aproximadamente el 11 por ciento y aproximadamente el 14 por ciento en peso.

El contenido de agua de la mezcla puede influir en la reacción entre el azúcar reductor y el amoniaco o los compuestos que contienen amonio dentro de la extrusora y por tanto puede ser un factor relevante.

Preferentemente, la etapa de extrusión se realiza a una temperatura menor o igual a aproximadamente 190 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 30 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius.

Preferentemente, en el método de la invención, la extrusión incluye: alimentar la mezcla a una extrusora; calentar la mezcla a una primera temperatura inferior o igual a aproximadamente 190 grados Celsius; enfriar la mezcla desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura inferior o igual a aproximadamente 70 grados Celsius; y que descarga una mezcla extruida de la extrusora.

De esta forma, el material descargado de la extrusora comprende una cantidad de amoniaco o compuestos que contienen amonio en comparación con el material que contiene alcaloides antes de la extrusión, sin pérdida no deseada de otros componentes del material, y particularmente de alcaloides como la nicotina.

Así, se obtiene un material que contiene alcaloides que tiene una composición conveniente que permite controlar las características del aerosol generado a partir de dicho material.

Con mayor preferencia, el método de la invención comprende calentar la mezcla a una primera temperatura entre aproximadamente 90 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 140 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 175 grados Celsius y aproximadamente 185 grados centígrados.

Con mayor preferencia, el método de la invención comprende enfriar la mezcla desde la primera temperatura a una segunda temperatura entre aproximadamente 30 grados Celsius y aproximadamente 70 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 50 grados Celsius, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 45 grados Celsius.

Preferentemente, la etapa de extrusión se realiza durante un tiempo de extrusión que comprende entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 80 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 60 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 15 segundos y aproximadamente 50 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 20 segundos y aproximadamente 30 segundos y aún con mayor preferencia entre aproximadamente 22 segundos y aproximadamente 27 segundos. El tiempo de extrusión puede influir en la reacción entre el azúcar reductor y el amoniaco o los compuestos que contienen amonio. Particularmente, la reducción de la cantidad de amoniaco o compuestos que contienen amonio en el material que contiene alcaloides puede conducir a la pérdida de otros componentes o compuestos presentes en el material, por ejemplo también de alcaloides tal como nicotina.

Este tiempo de extrusión en la extrusora demuestra ser óptimo para obtener una disminución de la cantidad de amoniaco y compuestos que contienen amonio en el material que contiene alcaloides sin causar la pérdida de otros componentes del material, y particularmente de alcaloides tal como la nicotina.

Preferentemente, el calentamiento se lleva a cabo en una primera parte del extrusor y el enfriamiento se lleva a cabo en una segunda parte del extrusor, que tiene la segunda parte del extrusor aguas abajo de la primera parte del extrusor en la dirección de extrusión.

Como se usa en la presente, el término “dirección de extrusión” denota la dirección de flujo del material que se somete a extrusión dentro de la extrusora.

Preferentemente, la mezcla tiene un tiempo de residencia en la primera parte de la extrusora que comprende entre aproximadamente 2 segundos y aproximadamente 60 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 40 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 14 segundos y aproximadamente 35 segundos, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos.

La primera parte del extrusor es la parte del extrusor donde se calienta la mezcla.

Preferentemente, la mezcla tiene un tiempo de residencia en la segunda parte de la extrusora que comprende entre aproximadamente 2 segundos y aproximadamente 60 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 10 segundos y aproximadamente 40 segundos, con mayor preferencia entre aproximadamente 14 segundos y aproximadamente 35 segundos, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos. La segunda parte de la extrusora es la parte de la extrusora donde se enfría la mezcla.

Preferentemente, el proceso de extrusión incluye mantener la mezcla a la primera temperatura durante un tiempo de residencia entre aproximadamente 2 segundos y aproximadamente 55 segundos antes de la etapa de enfriamiento de la mezcla, con mayor preferencia entre aproximadamente 6 segundos y aproximadamente 26 segundos, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 7 segundos y aproximadamente 11 segundos.

En el proceso de la invención, el perfil térmico en la extrusora puede influir en la reacción entre el azúcar reductor y el amoniaco y compuestos que contienen amonio.

Este perfil térmico en la extrusora demuestra ser óptimo para obtener una disminución de la cantidad de amoniaco o compuestos que contienen amonio en el material que contiene alcaloides sin causar la pérdida de otros componentes del material, y particularmente de alcaloides tal como nicotina.

Preferentemente, el método de la invención comprende calentar la mezcla a una primera temperatura entre aproximadamente 175 grados Celsius y aproximadamente 185 grados Celsius y la mezcla tiene un tiempo de residencia en la primera parte de la extrusora comprendido entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos.

Preferentemente, el método de la invención comprende enfriar la mezcla desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 45 grados Celsius y la mezcla tiene un tiempo de residencia en la segunda parte de la extrusora comprendido entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos. En el método de la invención, otras condiciones de procesamiento, tales como la energía mecánica aplicada durante la extrusión, también pueden ser factores relevantes para el resultado global del método de la invención, ya que también influyen en la reacción entre el azúcar reductor y los compuestos del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de extrusión se realiza mediante la aplicación a la mezcla de una energía mecánica entre aproximadamente 150 watt-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 350 watt-hora por kilogramo de la mezcla, con mayor preferencia entre aproximadamente 200 watt-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 300 watt-hora por kilogramo de la mezcla, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 225 watt-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 275 watt-hora por kilogramo de la mezcla.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de formar una suspensión comprende: combinar la mezcla extruida con un aglutinante para formar una suspensión.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de formar una suspensión comprende: combinar la mezcla extruida con un formador de aerosol para formar una suspensión.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de formar una suspensión comprende: homogeneizar la suspensión.

Preferentemente, la suspensión tiene un contenido de agua de entre aproximadamente el 10 por ciento y aproximadamente el 90 por ciento por peso, con mayor preferencia entre aproximadamente el 20 por ciento y aproximadamente el 80 por ciento por peso, aún con mayor preferencia entre aproximadamente el 40 por ciento y aproximadamente el 80 por ciento por peso, aún con mayor preferencia entre aproximadamente el 60 por ciento y aproximadamente el 80 por ciento antes de la etapa de moldear.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de formar una suspensión comprende añadir un aglutinante en una cantidad de entre aproximadamente el 1 por ciento y aproximadamente el 12 por ciento por peso sobre la base del peso en seco de la suspensión, con mayor preferencia entre aproximadamente el 4 por ciento y aproximadamente el 10 por ciento en base al peso en seco del peso en seco de la suspensión y aún con mayor preferencia entre aproximadamente el 5 por ciento y aproximadamente el 7 por ciento.

El aglutinante usado en la suspensión puede ser cualquiera de las gomas o pectinas descritas en la presente descripción. El aglutinante puede asegurar que las partículas de material que contiene alcaloides permanezcan sustancialmente dispersas por toda la lámina de molde. Para una revisión descriptiva de las gomas, las cuales pueden usarse como un aglutinante, ver Gums and Stabilizers For The Food Industry, IRL Press (G.O. Phillip y otros ed. 1988); Whistler, Industrial Gums: Polysaccharides and Their Derivatives, Academic Press (2da ed. 1973); y Lawrence, Natural Gums For Edible Purposes, Noyes Data Corp. (1976).

Aunque puede emplearse cualquier aglutinante, los aglutinantes preferidos son pectinas naturales, tales como frutas, cítricos o pectinas de tabaco; las gomas guar, tales como hidroxietil guar e hidroxipropil guar; gomas de algarrobo, tales como hidroxietil e hidroxipropil goma de algarrobo; alginato; almidón, tales como almidones modificados o derivatizados; celulosas, tales como metil, etil, etilhidroximetil y carboximetilcelulosa; goma de tamarindo; dextrano; pulalón; harina de konjac; goma xantana y similares. El aglutinante particularmente preferido para su uso en la presente invención es la goma guar.

Preferentemente, el método de la invención comprende añadir fibras de celulosa al material que contiene alcaloides. Pueden introducirse fibras de celulosa en la suspensión. La introducción de las fibras celulósicas en la suspensión aumenta típicamente la resistencia a la tracción de la trama del material que contiene alcaloides, que actúa como un agente de fortalecimiento. Por lo tanto, la adición de fibras de celulosa puede aumentar la resiliencia del material que contiene alcaloides.

Las fibras de celulosa para incluir a un material que contiene alcaloides tal como el material de tabaco homogeneizado se conoce en la técnica e incluyen, pero no se limita a: fibras de madera suave, fibras de madera dura, fibras de yute, fibras de lino, fibras de tabaco y sus combinaciones. Además de desfibrado, las fibras celulósicas pudieran someterse a los procesos adecuados tales como el refinado, el desfibrado mecánico, el desfibrado químico, el blanqueado, la desfibrado con sulfato y sus combinaciones.

Las fibras de celulosa pueden incluir materiales de los tallos de tabaco, cañas u otro material de la planta del tabaco. Preferentemente, las fibras de celulosa tales como las fibras de madera comprenden un bajo contenido de lignina. Alternativamente las fibras, tales como las fibras vegetales, pueden usarse tanto con las fibras anteriores o como alternativa, que incluye cáñamo y bambú.

La longitud de las fibras de celulosa se encuentra ventajosamente entre aproximadamente 0,2 milímetros y aproximadamente 4 milímetros. Preferentemente, la longitud promedio por peso de las fibras de celulosa es de entre aproximadamente 1 milímetro y aproximadamente 3 milímetros.

Además, preferentemente, la cantidad de fibras de celulosa añadidas al material que contiene alcaloides además de las fibras de celulosa ya presente en este último se comprende entre aproximadamente un 1 por ciento y aproximadamente un 7 por ciento en base del peso en seco del peso total de la suspensión.

Preferentemente, el método de la invención comprende añadir un formador de aerosol al material que contiene alcaloides. Formadores de aerosoles puede introducirse en la suspensión.

Los formadores de aerosol adecuados para su inclusión a un material que contiene alcaloides tal como material de tabaco homogeneizado se conocen en la técnica e incluyen, pero no se limitan a: alcoholes monohídricos como mentol, alcoholes polihídricos, tales como trietilenglicol, 1,3-butanoidol y glicerina; ésteres de alcoholes polihídricos, tales como mono-, di- o triacetato de glicerol; y ésteres alifáticos de ácidos mono-, di- o policarboxílicos, tales como dodecanodioato de dimetilo y tetradecanodioato de dimetilo.

Los ejemplos de formadores de aerosol preferidos son la glicerina y el propilenglicol.

El material que contiene alcaloides puede tener un contenido formador de aerosol mayor que aproximadamente el 3 por ciento en una base de peso en seco. Alternativamente, el material que contiene alcaloides puede tener un contenido formador de aerosol de entre aproximadamente 3 por ciento y aproximadamente 30 por ciento en peso sobre una base de peso en seco. Con mayor preferencia, el formador de aerosol se comprende entre aproximadamente el 7 por ciento a aproximadamente el 25 por ciento del peso en seco del material que contiene alcaloides. Con mayor preferencia, el formador de aerosol se comprende entre aproximadamente el 10 por ciento a aproximadamente el 25 por ciento del peso en seco del material que contiene alcaloides.

Preferentemente, el método de la invención comprende la etapa de añadir a la suspensión un material adicional que contiene alcaloides.

Preferentemente, en el método de la invención, la etapa de homogeneización se realiza a una temperatura entre aproximadamente 20 grados Celsius y aproximadamente 60 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 25 grados Celsius y aproximadamente 55 grados Celsius.

Preferentemente, el método de la invención comprende la etapa de secar la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides después de moldear.

Preferentemente, la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides tiene un contenido de agua de entre aproximadamente el 7 por ciento y aproximadamente el 15 por ciento en peso después del secado. Preferentemente, la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides comprende entre aproximadamente el 45 por ciento y aproximadamente el 93 por ciento en base al peso en seco de material que contiene alcaloides.

Preferentemente, el material que contiene alcaloides es un material de tabaco homogeneizado. En tal caso, los alcaloides contenidos en el material pueden comprender nicotina. Preferentemente, el el material de tabaco incluye tabaco Burley.

De acuerdo con un segundo aspecto, se fabricaun artículo formador de aerosol. Las ventajas de este segundo aspecto ya se detallan con referencia al primer aspecto y no se repiten a continuación.

Los artículos formadores de aerosol pueden estar en forma de cigarrillos con filtro u otros artículos para fumar en los cuales se combustiona material de tabaco para formar humo. Se abarcan artículos en los cuales el material de tabaco se calienta para formar un aerosol, en lugar de combustionarse, y artículos en los cuales se genera un aerosol que contiene nicotina a partir de material de tabaco sin combustión o calentamiento.

Los artículos formadores de aerosol pueden ser artículos formadores de aerosol completos, conjuntos o componentes de artículos formadores de aerosol que se combinan con uno o más de otros componentes para proporcionar un artículo conjunto para producir un aerosol, tal como por ejemplo, la parte consumible de un dispositivo para fumar calentado.

Un artículo formador de aerosol puede ser un artículo que genera un aerosol que puede inhalarse directamente hacia los pulmones del usuario a través de la boca del usuario. Un artículo formador de aerosol puede parecerse a un artículo para fumar convencional, tal como un cigarrillo y puede comprender tabaco. Un artículo formador de aerosol puede ser desechable. Un artículo formador de aerosol alternativamente puede ser parcialmente reusable y puede comprender un sustrato formador de aerosol sustituible o reemplazable.

Un artículo formador de aerosol puede incluir, además, un cigarrillo combustible. En modalidades preferidas el artículo formador de aerosol puede ser de forma sustancialmente cilíndrica. El artículo formador de aerosol puede ser sustancialmente alargado. El artículo formador de aerosol puede tener una longitud y una circunferencia sustancialmente perpendicular a la longitud. El artículo formador de aerosol puede tener una longitud total de entre aproximadamente 30 milímetros y aproximadamente 100 milímetros. El artículo formador de aerosol puede tener un diámetro externo de entre aproximadamente sobre los 5 milímetros y aproximadamente sobre los 12 milímetros. En todos los aspectos de la invención, preferentemente, el material que contiene alcaloides es un material de tabaco homogeneizado. En tal caso, los alcaloides contenidos en el material pueden comprender nicotina.

De acuerdo con el primer aspecto de la invención, el material de tabaco homogeneizado se obtiene en forma de lámina por el molde de una suspensión.

La lámina de tabaco homogeneizada incluye partículas de tabaco trituradas de hojas de tabaco (por ejemplo, tallo y lámina de tabaco).

La lámina de tabaco homogeneizada puede comprender además una cantidad menor de uno o más de polvo de tabaco, fragmentos finos de tabaco y otros productos secundarios del tabaco en forma de partículas que se forman durante el tratamiento, la manipulación y el envío del tabaco.

El tabaco presente en el material de tabaco homogeneizado puede constituir la mayoría del tabaco, o incluso sustancialmente la cantidad total de tabaco presente en el artículo generador de aerosol.

Preferentemente, no todo el material que contiene alcaloides se extruye antes de formar la suspensión. Por lo tanto, preferentemente la etapa de agregar agua a la mezcla extruida para formar una suspensión incluye agregar agua y partículas de un material que contiene alcaloides a la mezcla extruida para formar una suspensión. Como se mencionó, la extrusión se realiza con el fin de obtener, en el material resultante descargado de la extrusora, una cantidad menor de amoniaco o amonio que el material de partida. Sin embargo, no todos los materiales que contienen alcaloides tienen la misma cantidad de amoniaco o amonio. Por ejemplo, en caso de que el alcaloide sea la nicotina, los diferentes tipos de tabaco tienen un contenido de amoniaco diferente. Generalmente, una lámina de molde incluye una mezcla de diferentes tipos de tabacos. Por lo tanto, solo se extruyen los tipos de tabaco que tienen un alto contenido de amoniaco o amonio, y los tipos restantes de tabaco con un contenido de amoniaco o amonio relativamente “bajo” pueden agregarse a la suspensión sin la etapa de extrusión. De esta manera, la etapa adicional de extrusión se usa solo cuando es necesario.

Las modalidades específicas de la invención se describirán además, a manera de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos acompañantes en los cuales:

• La Figura 1 muestra un diagrama de flujo de un método para la producción de una lámina que incluye un material de tabaco homogeneizado de acuerdo con la invención;

• La Figura 2 muestra una vista lateral esquemática de una extrusora usada para producir una mezcla extruida; y

• La Figura 3 muestra un perfil térmico de una extrusora usada para producir una mezcla extruida.

Con referencia inicial a la Figura 1, se representa un método para producir una mezcla extruida de un material de tabaco homogeneizado de acuerdo con la invención.

En la primera etapa 100 se forma una mezcla de partículas de un material que contiene alcaloides y un azúcar reductor. El material que contiene alcaloides es un material de tabaco que contiene el alcaloide nicotina. El azúcar reductor es glucosa, fructosa o una mezcla de los mismos. La mezcla de azúcar reductor y material de tabaco puede tener un contenido de agua entre aproximadamente el 11 por ciento y aproximadamente el 14 por ciento por peso sobre la base del peso en seco de la mezcla.

El método incluye una etapa adicional 101 en el que la mezcla se extruye en una extrusora 200 (representada en la Figura 2) que incluye una entrada 201 y una salida 202. En la extrusora 200, la mezcla se mueve a lo largo de una dirección de extrusión definida entre la entrada 201 y la salida 202 indicada en la Figura 2 por la flecha 203 y se somete a un tratamiento termomecánico durante el cual el azúcar reductor preferentemente se somete a una reacción con el amoniaco y los compuestos que contienen amonio del material de tabaco. Preferentemente, durante la extrusión una energía mecánica entre aproximadamente 225 watt-hora por kilogramo de la mezcla y aproximadamente 275 watt-hora por kilogramo de la mezclase aplica a la mezcla presente en la extrusora.

En la Figura 3 se muestra un perfil térmico esquemático a lo largo de la dirección de extrusión 203 de un proceso de extrusión del método de la invención.

La etapa 101 de la Figura 1 incluye una subetapa 301 en el que la mezcla se alimenta al extrusor 200.

Después de la subetapa 301, la etapa 101 incluye una subetapa adicional 302 de calentamiento de la mezcla presente en el interior de la extrusora 200 a una primera temperatura inferior o igual a aproximadamente 190 grados Celsius. Preferentemente, la primera temperatura está entre aproximadamente 90 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 140 grados Celsius y aproximadamente 190 grados Celsius, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 175 grados Celsius y aproximadamente 185 grados Celsius. Preferentemente, el calentamiento se lleva a cabo en una primera parte 204 de la extrusora 200. Preferentemente, el tiempo de residencia en la primera parte de la extrusora está entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos.

Después de la subetapa 302 calentar la mezcla a una primera temperatura, otra subetapa 303 de enfriar la mezcla presente dentro de la extrusora 200 desde la primera temperatura hasta una segunda temperatura menor o igual a aproximadamente 70 grados Celsius se realiza preferentemente. Preferentemente, la segunda temperatura está entre aproximadamente 30 grados Celsius y aproximadamente 70 grados Celsius, con mayor preferencia entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 50 grados Celsius, aún con mayor preferencia entre aproximadamente 35 grados Celsius y aproximadamente 45 grados Celsius. Preferentemente, el enfriamiento se lleva a cabo en una segunda parte 205 de la extrusora 200, aguas abajo de la primera parte 204 de la extrusora 200 en la dirección de extrusión 203. Preferentemente, el tiempo de residencia en la segunda parte 205 de la extrusora está entre aproximadamente 18 segundos y aproximadamente 22 segundos.

Como se muestra en la Figura 3, la etapa de extrusión 101 puede incluir mantener la mezcla a la primera temperatura, preferentemente dentro de la primera parte 204 de la extrusora 200, durante un cierto tiempo de residencia antes de la etapa de enfriamiento de la mezcla. Preferentemente, este tiempo de residencia se comprende entre aproximadamente 6 segundos y aproximadamente 40 segundos. Con mayor preferencia, este tiempo de residencia está entre aproximadamente 7 segundos y aproximadamente 11 segundos.

Después de la subetapa 303 de enfriamiento de la mezcla de la primera temperatura a una segunda temperatura, se realiza una etapa adicional 304 que descarga la mezcla a la segunda temperatura del extrusor 200. De esta manera, una mezcla de tabaco que tenga una más baja cantidad de amoniaco y compuestos que contienen amonio en comparación con el material de tabaco antes del proceso de extrusión.

Después de la etapa de extrusión 101, la mezcla extruida se usa en una etapa de preparación de suspensión subsiguiente 102.

Antes de o durante la etapa de preparación de la suspensión 102, el método de la invención puede incluir dos etapas adicionales: una etapa de preparación de pulpa 103 donde las fibras celulósicas 5 y el agua 6 se hacen pulpa para dispersar uniformemente y refinar las fibras en el agua, y una etapa de preparación de la suspensión 104, donde un formador de aerosol 7 y un aglutinante 8 se mezclan previamente. Preferentemente el formador de aerosol 7 incluye glicerol y el aglutinante 8 incluye goma guar. Ventajosamente, la etapa de preparación de la suspensión 104 incluye mezclar previamente la goma guar y el glicerol sin introducir agua.

La etapa de preparación de la suspensión 102 comprende preferentemente transferir la solución mezclada previamente del formador de aerosol y el aglutinante a un tanque de mezclado de la suspensión y transferir la pulpa al tanque de mezclado de la suspensión. Además, la etapa de preparación de la suspensión comprende dosificar la mezcla de polvo de tabaco hacia el tanque de mezclado de la suspensión con pulpa, y la suspensión de goma guar -glicerol. Con mayor preferencia, esta etapa incluye además el procesamiento de la suspensión con una mezcladora de cizallamiento alto para asegurar la uniformidad y homogeneidad de la suspensión.

Preferentemente, la etapa de preparación de la suspensión 102 incluye además una etapa de adición de agua, donde el agua se añade a la suspensión para obtener la viscosidad y humedad deseadas. Preferentemente, la cantidad de agua está entre aproximadamente un 65 por ciento y aproximadamente un 75 por ciento en peso del peso total de la suspensión.

Para formar la lámina que incluye el material de tabaco homogeneizado, preferentemente la suspensión formada de acuerdo con la etapa 102 se moldea en una etapa de moldeado 105. Preferentemente, esta etapa de moldeado 105 incluye transportar la suspensión hacia una estación de moldeado y moldear la suspensión hasta obtener una lámina que tiene un grosor homogéneo y uniforme sobre un soporte. Preferentemente, durante el moldeado, el grosor, el contenido de agua y la densidad de la lámina de molde se controlan inmediatamente después del moldeado y con mayor preferencia se monitorean continuamente y se controlan por realimentación mediante el uso de dispositivos de medición de la suspensión durante todo el proceso.

La lámina de molde homogeneizada se seca luego en una etapa de secado 106 que comprende un secado uniforme y moderado de la lámina de molde, por ejemplo, en un secador de cinta de acero inoxidable, en un sin fin. El secador de cinta de acero inoxidable, sin fin puede comprender zonas controlables individualmente. Preferentemente la etapa de secado comprende monitorear la temperatura de la lámina de molde en cada zona de secado para asegurar un perfil de secado moderado en cada zona de secado y calentar el soporte cuando se forma la trama moldeada homogeneizada. Preferentemente, el perfil de secado es un perfil de secado denominado TLC. Al final de la etapa de secado de la trama 106, se ejecuta una etapa de monitoreo (no se muestra) para medir el contenido de humedad y el número de defectos presentes en la trama secada.

La lámina que incluye el tabaco homogeneizado que se ha secado hasta un contenido de agua objetivo, se extrae luego de la cinta de acero móvil y se enrolla preferentemente en una etapa de embobinado 107, para formar, por ejemplo, una única bobina maestra. Debido a las características mejoradas de la lámina que incluye el tabaco homogeneizado de acuerdo con la invención, la misma se manipula fácilmente o luego se desenrolla de la bobina maestra sin rotura significativa de la lámina, lo que aumenta la productividad del proceso global. Esta bobina maestra puede usarse luego para realizar la producción de bobinas más pequeñas mediante el proceso de ranurado y de formación de bobinas pequeñas. La bobina más pequeña puede luego usarse para la producción de un artículo generador de aerosol (no se muestra).

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Método para la preparación de una lámina que incluye un material homogeneizado que contiene alcaloides, dicho método que comprende:

^o formar una mezcla que comprende un azúcar reductor y partículas de un material que contiene alcaloides;

^o extruir la mezcla;

^o añadir agua a la mezcla extruida para formar una suspensión; y

^o moldear la suspensión en una lámina.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la mezcla antes de la etapa de extrusión comprende entre el 2 por ciento y el 30 por ciento en peso de azúcar reductor sobre la base del peso en seco de la mezcla.

3. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde las partículas del material que contiene alcaloides tienen un tamaño medio comprendido entre 0,02 milímetros y 0,3 milímetros.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el azúcar reductor se selecciona entre glucosa, fructosa, xilosa, ribosa, galactosa y mezclas de los mismos.

5. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la mezcla tiene un contenido de agua de entre 2 por ciento y 30 por ciento en peso antes de la etapa de extrusión.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de extrusión se realiza a una temperatura inferior o igual a 190 grados Celsius.

7. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de extrusión se realiza durante un tiempo de extrusión entre 10 segundos y 80 segundos.

8. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de extrusión se realiza al aplicar una energía mecánica entre 150 watt-hora por kilogramo y 350 watt-hora por kilogramo de mezcla.

9. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de formar una suspensión comprende añadir un aglutinante en una cantidad de entre el 1 por ciento y el 12 por ciento en peso sobre la base del peso en seco de la suspensión.

10. Método de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que comprende:

- añadir fibras de celulosa al material que contiene alcaloides.

11. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende:

- añadir un formador de aerosol al material que contiene alcaloides.

12. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende la etapa de secar la lámina que incluye el material homogeneizado que contiene alcaloides después de moldear.

13. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el material que contiene alcaloides es un material de tabaco.

14. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la suspensión tiene un contenido de agua de entre el 10 por ciento y el 90 por ciento en peso antes de moldear.

15. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la etapa de añadir agua a la mezcla extruida para formar una suspensión incluye añadir agua y partículas de un material que contiene alcaloides a la mezcla extruida para formar una suspensión.