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WO2008056011A1 - Mezclas tabaco-catalizador para la reducción de los compuestos tóxicos presentes en el humo del tabaco - Google Patents

Mezclas tabaco-catalizador para la reducción de los compuestos tóxicos presentes en el humo del tabaco Download PDF

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Publication number
WO2008056011A1
WO2008056011A1 PCT/ES2007/000628 ES2007000628W WO2008056011A1 WO 2008056011 A1 WO2008056011 A1 WO 2008056011A1 ES 2007000628 W ES2007000628 W ES 2007000628W WO 2008056011 A1 WO2008056011 A1 WO 2008056011A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mcm
tobacco
additive
mixtures
zsm
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/ES2007/000628
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English (en)
French (fr)
Inventor
Antonio Marcilla Gomis
María Isabel BELTRAN RICO
Amparo Gomez Siurana
Rosa Navarro Martinez
Deseada BERENGUER MUÑOZ
Isabel Martinez Castellanos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universidad de Alicante
Original Assignee
Universidad de Alicante
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP07823034A priority patent/EP2092838B1/en
Priority to ES07823034T priority patent/ES2383359T3/es
Priority to AT07823034T priority patent/ATE547015T1/de
Publication of WO2008056011A1 publication Critical patent/WO2008056011A1/es
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Ceased legal-status Critical Current

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    • A24B15/287—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes by chemical substances by inorganic substances only
    • A24B15/288—Catalysts or catalytic material, e.g. included in the wrapping material

Definitions

  • the present invention is framed in the field of the smoking articles preparation industry. More specifically, the present invention relates to the use of tobacco-catalyst mixtures for the reduction of toxic compounds present in tobacco smoke.
  • Nicotine is the main addictive component present in tobacco and, in the human body, it is transformed into a metabolite called cotinine, which, since it has been found only in smokers and passive smokers, is used as a benchmark for measure the degree of exposure to tobacco smoke.
  • the process of smoking a cigarette generates the appearance of two types of smoke currents, the so-called "mainstream", consisting of the smoke that the smoker inhales and exhales directly from the cigarette; and the secondary current consisting of the smoke that is eliminated through the lit cigarette, which is diluted in the surrounding air and inhaled by passive smokers.
  • the main current corresponds to the smoke that is generated in the combustion of tobacco and passes through the cigarette from the lit end, to exit through the end of the filter. Since this is the current As smokers inhale, it is of great interest to eliminate or reduce its content in toxic substances.
  • Li et al. Li, P., Hajaligol, M., "Oxidant / catalyst nanoparticles to reduce carbon monoxide in the mainstream smoke of a cigarette", US 20030075193, April 24, 2003] have described the use of Fe 2 ⁇ 3, CuO, TiO nanoparticles 2 , CeO 2 , Ce 2 O 3 , AI 2 O 3 , and 2 O 3 doped with Zr, Mn 2 O 3 doped with Pb, as well as mixtures of these materials, to increase the degree of conversion of CO to CO 2 .
  • This patent also describes the procedure for the preparation of cigarettes, which includes a) the addition of the nanoparticle additive to the tobacco bite, b) the introduction of the most additive tobacco bite mixture into a machine manufacture of cigarettes to form a cigarette and c) the placement of the paper wrap around tobacco to shape the final cigarette.
  • Li et al. Li, P., Rasouli, F., Hajaligol, M., "Application of nanoparticle iron oxide in cigarette for simultaneous CO and NO removal in the mainstream smoke", Beitraege Kunststoff Tabkforschubg International 21 (1) (2004), 1] They described the use of an additive formed by iron oxide nanoparticles, which is generated in situ while the cigarette is burning, and which is capable of increasing the degree of conversion of CO and NO to CO 2 and N 2 , respectively.
  • organic potassium salts can also be used as additives, which allow reducing the yield of CO, nicotine and dry nicotine-free particulate matter (NFDPM) [Li, C 1 Parry, A., "Potassium organic salts as burn additives ⁇ n cigarettes", Beitraege Kunststoff Tabkforschubg International 20 (5) (2003), 341].
  • NFDPM dry nicotine-free particulate matter
  • Jianhua et al. Jianhua, Z., Ying, W., Yilun, W, "Mesopore solid alkali, mesopore functional material, its preparation method and application", CN 1460641, 2003-12-10] describe the use of an alkaline solid catalyst and a functional material based on a silicon-based mesoporous molecular sieve (for example MCM-41 or NaA, NaY and ZSM-5 zeolites), which contains a lantanoid, actinoid or transition metal, for the reduction of nitrosamines by selective adsorption.
  • a silicon-based mesoporous molecular sieve for example MCM-41 or NaA, NaY and ZSM-5 zeolites
  • the additive is deposited in the tobacco stream during the cigarette making process, using a device that allows the material to be deposited, in powder form or in the form liquid, in suspension or as foam.
  • any of the aforementioned additives can also be added directly to tobacco using the cigarette rolling machines described by Pascual [Pascual UA, "Cigarette rolling and tobacco rolling machines", U 200202253, September 18, 2002].
  • EP 740907 describes the use of zeolitic, natural and synthetic materials, as additives to reduce toxic compounds in tobacco smoke.
  • a smoking article is claimed which is comprised of a filter, tobacco and a wrapper.
  • the additives, with different characteristics depending on the destination of the additive, are incorporated into both the filter and tobacco.
  • hydrophilic materials are preferred for mixing with tobacco.
  • These hydrophilic additives are used saturated with water and consist of zeolites X, Y, L, mordenite and BETA, and are added to tobacco, using or not adhesion agents, such as silica gel. At high temperatures, these materials act as catalysts and have positive effects in order to reduce the toxic compounds generated in the combustion of tobacco, without affecting the taste of it.
  • an additive for mixing with tobacco to reduce the amount of toxic and carcinogenic substances present in tobacco smoke
  • said additive is selected from the group formed by: a) zeolites in their acidic, sodium or iron-exchanged forms; b) mesoporous aluminosilicates in their acidic, sodium or iron-exchanged forms; c) mixtures of the above materials with oxides of iron, cerium or zirconium; and d) mixtures of the above materials.
  • the invention provides a composition comprising any form of blond, black, leaf, sting, rolling tobacco (RYO), pipe filling tobacco (MYO), pipe tobacco or any other article capable of being smoked, with at least one additive selected from: a) zeolites in their acidic, sodium and exchanged forms with iron; b) mesoporous aluminosilicates in their acidic, sodium and iron-exchanged forms; c) mixtures of the above materials with oxides of iron, cerium or zirconium; d) mixtures of the above materials.
  • the invention provides a method for reducing the amount of toxic and carcinogenic compounds present in tobacco smoke, which comprises the use of the additives of the present invention in dry blending with tobacco.
  • the invention provides a method for preparing the composition according to the invention, which comprises contacting the tobacco with the appropriate amount of additive, and mixing both components.
  • the invention provides the use of a KIT that provides the adequate amount of catalyst for the "in situ" preparation of the tobacco-additive mixture described above.
  • the kit of the invention comprises separate compartments for tobacco and additive, in the appropriate proportions, as well as instructions for its preparation. DESCRIPTION OF THE INVENTION:
  • an additive belonging to the group consisting of the following materials is described, to reduce the presence of toxic and carcinogenic compounds in tobacco smoke: acid, sodium or exchanged forms with iron of BETA zeolite (H-BETA, Na-BETA, Na-Fe-BETA, Na-Ce-BETANa-Zr-BETA); acid, sodium or exchanged forms with zeolite iron ZSM-5 (H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5) ; acidic, sodium or exchanged forms with zeolite iron USY (H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce-USY, Na-Zr-USY); acid, sodium or exchanged forms with mesoporous aluminosilicate iron MCM-41 (Na-MCM-41, Na-Fe-MCM-41, Na-Ce-MCM
  • the additive used is selected from the group consisting of H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5, H- USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce-USY, Na-Zr-USY, Na-MCM-41, Na-Fe-MCM-41, Na-Ce-MCM-41, Na-Zr- MCM-41, Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22, mixtures of the above with Fe, Ce or Zr oxides; and mixtures of these materials.
  • the additive is selected from the group formed by the sodium and iron exchanged forms of the zeolites or aluminosilicates, mixtures of Fe, Ce or Zr oxides with any of the above materials, and mixtures of the above.
  • the additive is selected from Na-MCM-41, Na-Fe-MCM-41, Na-Ce-MCM-41, Na-Zr-MCM-41, mixtures thereof with oxides of Fe, Ce or Zr; and mixtures of these materials.
  • compositions of the invention are characterized by containing as additives those materials described above.
  • the additive is selected from the group consisting of: a) the acid, sodium and exchanged forms with zeolite iron
  • BETA H-BETA, Na-BETA, Na-Fe-BETA; b) the acid, sodium and exchanged forms with zeolite iron ZSM-5: H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5; c) the acid, sodium and exchanged forms with zeolite iron USY: H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY; d) the acid, sodium and exchanged forms with mesoporous aluminosilicate iron MCM-41: Na-MCM-41, Na-Fe-MCM-41; e) Acid, sodium and exchanged forms with MCM-22 alumninosilicate iron: Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22; f) mixing oxides of Fe, Ce or Zr with any of the above materials; g) mixtures of the above.
  • the additive is selected from H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5, H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce-USY, Na-Zr-USY, Na-MCM-41, Na-Fe-MCM-41, Na-Ce-MCM-41, Na- Zr-MCM-41, Na- MCM-22, Na-Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22, mixtures of the above with Fe, Ce or Zr oxides; and mixtures of these materials.
  • the additive is selected from the group consisting of the sodium and iron exchanged forms of the zeolites or aluminosilicates, mixtures of Fe, Ce or Zr oxides with any of the above materials, and mixtures of the above. More preferably, the additive is selected from the group consisting of Na-MCM-41, Na-Fe-MCM-41, Na-Ce-MCM-41, Na-Zr-MCM-41, mixtures thereof with Fe oxides, Ce or Zr; and mixtures of these materials.
  • the composition is characterized in that the additive is in concentrations between 0.5 and 15% by weight with respect to tobacco. Preferably in concentrations between 2 and 7% by weight with respect to tobacco.
  • the additives considered, in powder form, are added and mixed directly with the tobacco sting, without using any type of adhesive agent or any other specific technology for the preparation of the mixtures.
  • the additives of the present invention no toxic components or fibrous materials are included.
  • additives belonging to the aforementioned group of materials allows obtaining significant reductions in the generation of a considerably high number of toxic and carcinogenic compounds generated by smoking tobacco (CO 1 nicotine, tars, aldehydes, etc.), unlike what is claimed in the documents of the state of the art, where only the reduction of a few compounds (NO and NO x , in the case of Cvetkovic et al., nitrosamines in the case of Jianhua et al. or NFDMP and polynuclear aromatic hydrocarbons (PAH) in the case of Radojicic et al.).
  • NO and NO x in the case of Cvetkovic et al.
  • nitrosamines in the case of Jianhua et al. or NFDMP
  • PAH polynuclear aromatic hydrocarbons
  • the proposed procedure can be used in a highly satisfactory manner with any type of tobacco preparation (blond, black, leaf, sting, rolling tobacco, pipe tobacco and any other items that can be smoked). Notwithstanding the foregoing, the application of a few drops of water, ethanol or any other wetting agent can facilitate the manufacturing process. In addition, as already mentioned, by the described process, reductions of toxic compounds are obtained which are significantly higher than those described in other patents related thereto.
  • kits comprising separate containers for tobacco and additive can be used. Said kit or dispenser provides the adequate amount of catalyst for the preparation of blond, black, leaf, sting, rolling tobacco, pipe tobacco and any other article that can be smoked.
  • This kit can consist of a blister pack, where each cavity contains the selected amount (between 5 and 70 mg, so that a dosage between 0.5 and 15% of additive is obtained with respect to tobacco, preferably between 2 and 7% by weight, which will usually be consumed in portions of about 1 g of tobacco), individual capsules containing said amounts, a container that includes a calibrated or graduated teaspoon or any other calibrated dispenser.
  • the present invention describes the use of catalysts that have adequate characteristics from this point of view since they have a non-fibrous morphology, approximately spherical and a particle size or aggregates such that, in the proportions described in the examples, they are observed in the secondary filters used, which constitutes a guarantee that they do not pass through the conventional filter. For other applications, it may be necessary to adjust the particle size to ensure this behavior.
  • This patent describes the use of certain zeolites and other aluminosilicates and mesoporous solids, in their neutral, acidic or exchanged forms with metal ions, as well as modifications and / or mixtures of these materials with non-toxic metal ions or with oxides of these metals, such as tobacco additives to drastically reduce the amount of toxic and / or carcinogenic compounds that are generated when smoking and that appear in the main and secondary currents of tobacco smoke.
  • tobacco additives also reduce the fraction of condensable and non-condensable products that are generated in the combustion of tobacco without substantially altering its organoleptic characteristics, while the amount of solid residue (coke) in the ashes increases.
  • an object of the present invention refers to the use of additives for the direct elimination of a large part of these undesirable compounds from the gases and condensable products that are part of the tobacco smoke in directly consumable products (packages of conventional cigarettes, cigars, cigars, etc.), as well as a kit comprising separate containers for tobacco and additive. Said kit or dispenser can be used preferentially for those forms that require prior manipulation to obtain the article that can be smoked (rolling tobacco-RYO-, tobacco for filling tube-MYO-, pipe tobacco, etc.).
  • the additives used in the present invention have the morphological and structural characteristics typical of molecular sieves.
  • the USY zeolite has smaller Si / Al ratios and larger pore size than the ZSM-5 zeolite, and a structure characterized by bulky, essentially spherical internal cavities ("supercages") connected tetrahedrally through the pore openings , defined by rings of 12 oxygen atoms (12-member rings or 12MR) [Boxiong S., Chunfei W., Rui W., Binbin G. and Cai L., "Pyrolysis of scrap tires with zeolite USY", Journal of Hazardous Materials, in Press (2006)].
  • the ZSM-5 zeolite features a 10-member ring system (10MR), with a three-dimensional network of interconnected sinusoidal and circular channels, with pore sizes of 5.3x5.6 ⁇ and 5.1x5.5 ⁇ and intersections between the channels of 0.9 nm [N. Kumar, "Synthesis, modification and application of high silica catalysts in the transformation of light hydrocarbons to aromatic hydrocarbons", N. Kumar, Ph. D. thesis, Abo Akademi University, ⁇ bo / Turku, Finland, 1996].
  • BETA zeolite has a structure with 12MR type holes [JM Newsam, M. MJ. Treacy, WT. Koetsier, Proc. R. Soc. Lond. A, 420 (1988), 375].
  • This zeolite has a highly disordered structure, consisting of the random growth of polymorphs A and B, with tetragonal and monoclinic symmetries, respectively, usually in an approximate ratio of 60:40 [Q. Li, A. Navrotsky, F. Rey, A. Corma, Micropor. Mater., 59 (2003), 177]. It has two types of straight channels, in the directions / a / and IbI with diameters of 7.3 x 6.8 ⁇ for the tetragonal system and 7.3 * 6.0 A for the monoclinic system, and a sinusoidal channel in the IcI direction, 5.5 * 5.5 ⁇ The intersection of these channels forms a highly accessible pore system [JC Jansen, EJ.
  • the MCM-22 material [MK Rubin, P. Chu, US patent 4954325, 1990] is a relatively recent aluminosilicate, which was first obtained by Rubin et al. in 1990.
  • the structure of the MCM-22 consists in two independent pore systems, one of them composed of two-dimensional channels with 10-member pore openings (10MR) and the other consists of a super-box system with 12-member openings (12MR). Due to this porous structure, the MCM-22 combines the behavior of both systems, 10MR and 12MR 1 that confer some unusual catalytic properties.
  • the MCM-41 material is also a mesoporous aluminosilicate, which was first synthesized by Beck et al. in 1992 [JS Beck, JC Vartuli, GJ Kennedy and CT Kresge, SE Schramm, Chem. Mater., 6 (1994), 1816].
  • the MCM-41 has a hexagonal arrangement of mesopores, with a highly regular pore system, of variable size between 1.5 and 10 nm, which confers a considerably high surface area. This property is of great importance for the reduction of the harmful effects of tobacco.
  • the non-acidic forms when used as tobacco additives in the manner described in this application, provide excellent results from the point of view of the reduction of the toxic and dangerous products present in tobacco smoke, since they avoid the negative effects associated with the possible hydrolysis of lignocellulosic materials present in tobacco, which can occur when acid forms are used in environments with a high degree of humidity.
  • Table 1 shows the chemical and structural characteristics of some of the additives studied in this application, as a representative example of this type of materials. For all of them, the Si / Al ratio, the external surface and other characteristics can be modified within relatively wide intervals for different purposes, without thereby substantially modifying the behavior and general properties of the material.
  • Another important aspect is the size and shape of the catalyst particles. Small particle sizes improve contact with the solid and the evolved gases, but can more easily pass through the filters or the tobacco bed and pass into the lungs, so this aspect must be taken into account and this possibility reduced or eliminated. In any case it is very important that these types of additives do not contain compounds or toxic elements or presenting a fibrous morphology that could be harmful to health.
  • the materials used have particle sizes of the order of 0.1-2 ⁇ m which, in many cases, are forming aggregates of 20-30 ⁇ m. In the experimental conditions used in the examples described in this invention, the materials described, with these particle dimensions, allow to obtain highly satisfactory results from the point of view of the reduction of toxic compounds present in tobacco smoke, without observing a significant presence of particles capable of passing through cigarette filters.
  • Example 1 Comparative study of cigarette smoking with and without additive.
  • Cigarette smoking conditions and analysis of the products generated
  • Cigarettes are conditioned at room temperature and 60% relative humidity, keeping them in a desiccator provided with a saturated solution of sodium nitrite, at least for 48 hours before being smoked.
  • Temperataura injector 100 0 C
  • Injected volume 150 ⁇ L •
  • the condensable compounds (extracted with 2-propanol) are analyzed by GC with mass spectrometry detector (GC-MS), using an HP-5MS column and the following conditions:
  • Carrier gas He Temperataura injector: 5O 0 C
  • cigarettes were prepared in which the tobacco fiber was mixed manually with the catalyst, aiding with a few drops of ethanol. This operation was performed on a sieve that allowed to separate the catalyst that was not adhered to tobacco, so that a percentage of catalyst was obtained in the nominal mixtures, which corresponded to the amount of initially heavy catalyst, and a real one, which was the finally retained by the sample.
  • Other agents that are alternative to ethanol that can be used to aid in the tobacco-catalyst mixing process are water, glycerin and other similar solvents, which do not affect the properties of tobacco and evaporate with relative ease. Notwithstanding the foregoing, mixtures can also be carried out satisfactorily without using any of these substances.
  • Cigarettes were prepared using the procedure described in "cigarette preparation conditions" and using the additives indicated below:
  • Cigarettes were prepared using the procedure described in "cigarette preparation conditions" and using the nominal concentrations (weight percentage) indicated below:
  • Tables 2, 3 and 4 present the results obtained when smoking cigarettes using the conditions of preparation of cigarettes, smoking conditions and analysis of the products generated and the examples of group a), corresponding to different tobacco mixtures -additive.
  • the values obtained for: - CO and CO 2 , in mg of compound / cigarette are shown
  • TPM total particulate matter
  • Tables 2 to 4 show that the proposed additives, in their acidic, sodium and iron-exchanged forms, as well as their mixtures with oxides of Ce and Zr, when mixed with tobacco in the proportions described, provide a significant reduction of the amount of toxic compounds that appear in tobacco smoke.
  • This reduction implies a decrease in the potential negative effects caused by tobacco smoke in smokers and passive smokers, without causing appreciable changes in the organoleptic properties and taste and consistency of tobacco, and without apparent generation of other undesirable compounds.
  • the toxic compounds are reduced, but in general, the total amount of gases and liquids that are formed when smoking the cigarette (total particulate matter, TPM, plus the liquids retained in the filter), while increasing the solid residue along with the ashes.
  • the additives are retained in the ashes or in the tobacco that has not been smoked.
  • the use of these additives causes a significant reduction of the toxic substances present in tobacco smoke, such as CO, CO 2 , nicotine, etc., as well as the total amount of liquid and gaseous products.
  • the results obtained for the production of CO and CO2 expressed as mg of compound / cigarette, to a cigarette reference to mixtures with some of the additives which may be considered representative of the rest is.
  • Na-MCM-41 when used as an additive, the following reductions were observed with respect to the reference cigarette: CO 2 , 81.4%; CO, 84.4%; TPM, 97.1%; glycerin, 32.5%; neofitadian, 72.1%; nicotine, 79.1%; acetone, 57.5%; acetaldehyde, 70.3%; hydroquinone, 79.7%, propionaldehyde, 49.3%; acrolein, 69.1%; crotonaldehyde, 62.2%; isobutyraldehyde, 66.7%, furan, 63.8% and benzene, 62.2%.
  • All the mixtures described can also be prepared by using fast mixers, fluidized or entrained beds and any other type of equipment that favors the mixing between the tobacco fiber and the additive. Sieves can also be used to separate and recirculate the additive that had not been fixed on the tobacco fibers.
  • a dispenser can be used that provides the adequate amount of catalyst for the preparation of blond tobacco , black, leaf, sting, rolling tobacco, pipe tobacco and any Another item that can be smoked.
  • This dispenser can consist of a blister pack, where each cavity contains the selected quantity (between 5 and 70 mg, so that it is obtained between 0.5 and 7% with respect to tobacco, which will usually be consumed in portions of about 1 g of tobacco ), individual capsules containing said amounts, a container that includes a calibrated or graduated teaspoon or any other calibrated dispenser.
  • the ready-to-smoke product MYO, RYO, pipe or other forms
  • the content of the calibrated dispenser is poured onto the tobacco fiber and carefully mixed with the hand. This procedure guarantees excellent results, as good as those presented in Tables 2 to 4.
  • Table 3 TPM obtained by smoking tobacco under controlled conditions.
  • Table 4. Generation (mg compound / cigarette) of different toxic compounds present in the gases and in the condensable products retained in the trap after the filter when smoking tobacco under controlled conditions.

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Abstract

El uso de ciertos aditivos para su mezcla con tabaco, para reducir Ia cantidad de sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco. Son también objeto de Ia presente invención las composiciones de tabaco-aditivo, así como el procedimiento de preparación de las mismas.

Description

MEZCLAS TABACO-CATALIZADOR PARA LA REDUCCIÓN DE LOS COMPUESTOS TÓXICOS PRESENTES EN EL HUMO DEL TABACO
La presente invención se enmarca en el campo de Ia industria de preparación de artículos para fumar. Más concretamente, Ia presente invención se refiere al uso de mezclas tabaco-catalizador para Ia reducción de los compuestos tóxicos presentes en el humo del tabaco.
ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR
En Ia sociedad actual, el hábito de fumar tabaco representa un problema global con consecuencias muy negativas sobre Ia salud de los seres humanos, con un impacto muy significativo sobre los departamentos o ministerios de salud pública. El humo que se genera en Ia combustión del tabaco contiene una serie de compuestos tóxicos y cancerígenos que son inhalados por los fumadores, tanto activos como pasivos, y que hacen que el tabaco suponga una de las principales causas de mortandad a escala mundial.
En el tabaco y en el humo que se genera en su combustión se han identificado más de 4000 compuestos diferentes [R.R. Baker and LJ. Bishop, J. Anal. Appl. Pyrol., 74 (2005), 145], de entre los cuales, por Io menos 60 se reconocen como tóxicos y cancerígenos. Entre estos compuestos se encuentran alquitranes, monóxido y dióxido de carbono, acetaldehído, fenoles, acetona, formaldehído, benceno, tolueno y nicotina. La nicotina es el principal componente adictivo presente en el tabaco y, en el cuerpo humano, se transforma en un metabolito denominado cotinina, que, dado que se ha encontrado únicamente en personas fumadoras y en fumadores pasivos, se utiliza como un índice de referencia para medir el grado de exposición al humo del tabaco. El proceso de fumar un cigarrillo genera Ia aparición de dos tipos de corrientes de humo, Ia denominada "corriente principal", consistente en el humo que inhala y exhala el fumador directamente del cigarrillo; y Ia corriente secundaria consistente en el humo que se elimina a través del cigarrillo encendido, que se diluye en el aire circundante y es inhalado por los fumadores pasivos. La corriente principal corresponde al humo que se genera en Ia combustión del tabaco y atraviesa el cigarrillo desde el extremo encendido, para salir por el extremo del filtro. Dado que es ésta Ia corriente que inhalan los fumadores, es de gran interés eliminar o reducir su contenido en sustancias tóxicas.
Se han propuesto distintos métodos y aditivos con el fin de reducir Ia toxicidad del humo del tabaco. En Ia mayoría de éstos se usan materiales diferentes de zeolitas o aluminosilicatos. Una de las primeras propuestas corresponde a Seeofer y col. [Seeofer, F., kausch, E., "Removal of nitric oxide and carbón monoxide from tobáceo smoke", US 4,182,348, jan 8, 1980], que utilizan un compuesto de fórmula M2M1RuOe, donde M es un metal divalente, M' es a un metal trivalente lantanoide o actinoide, Ru actúa con valencia 5, y M y M' pueden formar una capa de perovskita con los iones de Ru. Este compuesto, una vez mezclado con el tabaco o incorporado al papel o al filtro, contribuye a Ia eliminación de NO y CO del humo del tabaco. En el mismo sentido, Rongved [Rongved, P., "Catalytic cigarette smoke cleaning devise and process", US 5,671 , 758A, sept 30, 1997] también describe un tipo de relleno que permite reducir las sustancias tóxicas, como el CO, de los gases de combustión del tabaco, por adición de catalizadores sólidos, inertes, estables y no contaminantes, junto con o cerca del tabaco. Entre estos catalizadores, propone el uso de pentóxido de vanadio, trióxido de molibdeno y óxidos de radio. Entre las primeras patentes se encuentra también Ia de Rosen [Rosen,
W.E., "Method of treating tobáceo", US 3,840,026, oct 8, 1974], en Ia que se propone el uso de un material absorbente, con un contenido de humedad elevado, y en una proporción comprendida entre un 1 y un 50%, para reducir los productos no deseables generados en Ia combustión del tabaco. El tipo de material pertenece al grupo de tierra de infusorios, diatomeas y silicatos de calcio o magnesio.
Más recientemente, Li y col. [Li, P., Hajaligol, M., "Oxidant/catalyst nanoparticles to reduce carbón monoxide in the mainstream smoke of a cigarette", US 20030075193, 24 Abril 2003] han descrito el uso de nanopartículas de Fe2θ3, CuO, TiO2, CeO2, Ce2O3, AI2O3, Y2O3 dopado con Zr, Mn2O3 dopado con Pb, así como de mezlas de éstos materiales, para aumentar el grado de conversión de CO a CO2. En esta patente se describe también el procedimiento para Ia preparación de los cigarrillos, que incluye a) Ia adición del aditivo a base de nanopartículas a Ia picadura de tabaco, b) Ia introducción de Ia mezcla de picadura de tabaco más aditivo en una máquina de fabricación de cigarrillos para formar un cigarrillo y c) Ia colocación del envoltorio de papel alrededor del tabaco para dar forma al cigarrillo final. En una continuación de esta patente [Li, P., Hajaligol, M., "Oxidant/catalyst nanoparticles to reduce tobáceo smoke constituents such as carbón monoxide", US 200313118759, 17 Julio 2003], los mismos autores ponen de manifiesto Ia capacidad de los aditivos descritos para reducir Ia cantidad generada de otros constituyentes del tabaco como por ejemplo, aldehidos, 1 ,3-butadieno, ¡sopreno, acroleína, acrilonitrilo, HCN, o-toluidina, 2- naftilamina, óxidos de nitrógeno, benceno, N-nitrosonornicotina, fenol, catecol o benzantraceno). En otra patente, Li y col. [Li, P., Rasouli, F., Hajaligol, M., "Manganese oxide mixtures in nanoparticle form to lower the amount of carbón monoxide and/or nitric oxide in the mainstream smoke of a cigarette", US 6,782,892, 31 Agosto 2004] han demostrado que Ia coprecipitación de óxido de manganeso con alguna de las nanopartículas previamente estudiadas también contribuye a aumentar el grado de conversión de óxido nítrico a nitrógeno. En Ia misma línea que las patentes anteriores, Li y col. [Li, P., Rasouli, F., Hajaligol, M., "Catalysts to reduce carbón monoxide and nitric oxide from the mainstream smoke of cigarette", WO 2004/110184, 23 Diciembre 2004] también describen un aditivo consistente en un catalizador que contiene nanopartículas de un metal y/o un óxido metálico soportadas sobre un material fibroso, que aumenta Ia conversión de monóxido de carbono en dióxido de carbono y de óxido nítrico en nitrógeno, mientras que en otra patente diferente [Rasouli, F., Li, P., Zhang, W.-J, Gedevanishvili, S., "Use of oxyhydroxide compounds in cigarette paper for reducing carbón monoxide in the mainstream smoke of a cigarette", WO 2005/039326, 6 Mayo 2005], se propone el uso, con Ia misma finalidad, de aditivos a base de hidroperóxidos de metales de transición o de tierras raras o mecías de estos materiales. En todas estas patentes también se describe el papel y los métodos utilizados para Ia preparación de los cigarrillos, así como las condiciones en que éstos fueron fumados.
En 2004, Li y col. [Li, P., Rasouli, F., Hajaligol, M., "Application of nanoparticle iron oxide in cigarette for simultaneous CO and NO removal in the mainstream smoke", Beitraege zur Tabkforschubg International 21 (1 ) (2004), 1] describieron el uso de un aditivo formado por nanopartículas de óxido de hierro, que se genera in situ mientras se está quemando el cigarrillo, y que es capaz de aumentar el grado de conversión de CO y NO a CO2 y N2, respectivamente. Por otro lado, también pueden utilizarse como aditivos sales orgánicas de potasio, que permiten reducir el rendimiento de CO, nicotina y materia particulada seca libre de nicotina (NFDPM) [Li, C1 Parry, A., "Potassium organic salts as burn additives ¡n cigarettes", Beitraege zur Tabkforschubg International 20 (5) (2003), 341].
Se ha encontrado otras patentes o publicaciones científicas en las que se describe el uso de zeolitas como aditivos del tabaco. Así, Cvetkovic y col. [Cvetkovic, N, Adnadjevich, B., Nikolic, M, "Catalytic reduction of NO and NOx content in tobáceo smoke", Beitraege zur Tabkforschubg International 20 (1) (2002), 43] utilizan un catalizador basado en zeolita Cu-ZSM-5 con el fin de disminuir Ia cantidad de NO y NOx en Ia corriente principal del humo del tabaco. Este aditivo puede incorporarse al filtro o mezclarse directamente con el tabaco y, de acuerdo con el mecanismo propuesto por estos autores, son las propiedades de adsorción del aditivo y Ia difusividad en el mismo las que determinan su actividad. Hay también otros autores que proponen el uso de ciertos aditivos, basándose en su capacidad de adsorción. Por ejemplo, Jianhua y col. [Jianhua, Z., Ying, W., Yilun, W, "Mesopore solid alkali, mesopore functional material, its preparation method and application", CN 1460641 , 2003-12-10] describen el uso de un catalizador sólido alcalino y de un material funcional basado en un tamiz molecular mesoporoso a base de silicio (por ejemplo MCM-41 o zeolitas NaA, NaY y ZSM-5), que contiene un lantanoide, actinoide o metal de transición, para Ia reducción de nitrosaminas por adsorción selectiva. El uso de zeolitas para Ia reducción de NFDMP e hidrocarburos aromáticos polinucleares (PAH) ha sido puesto de manifiesto también por Radojicic et al. [Radojicic, V., Nikolic, M., Adnadevic, B., Jovanovic, A., "Selective reduction of PAH content in cigarette tobáceo smoke by catalytic cracking process", Physical Chemistry, 2004]. Otros inventos también relacionados con los anteriores son, por ejemplo, el Shahtyar y col. [Shahryar R. R., Firooz Rasouli M., Hajaligol R.M., "Tobacco cut filler including metal oxide supported particles", US 2005/0126583 15 Junio 2005], que describe el procedimiento para preparar aditivos a base de partículas que incluyen óxidos metálicos soportados. En dicho estudio, el aditivo se forma por combinación de las partículas y una disolución del precursor del óxido metálico con Ia composición del artículo para fumar. Otras patentes, como Ia de Stanbridge [Stanbridge K.A., "Incorporating additives into cigarette rods", GB 2229079, 19 Septiembre 1990], centran su objetivo en el procedimiento utilizado para incorporar los aditivos al tabaco. En este caso, el aditivo se deposita en Ia corriente de tabaco durante el proceso de elaboración del cigarrillo, utilizando un dispositivo que permite depositar el material, en forma de polvo o en forma líquida, en suspensión o como espuma. Por otro lado, cualquiera de los aditivos mencionados puede añadirse también directamente al tabaco utilizando las máquinas de liar cigarrillos descritas por Pascual [Pascual U.A., "Máquinas de liar cigarillos y liar tabaco", U 200202253, 18 Septiembre 2002]. En EP 740907 se describe el uso de materiales zeolíticos, naturales y sintéticos, como aditivos para reducir los compuestos tóxicos en el humo del tabaco. En esta invención, se reivindica un artículo para fumar que está compuesto por un filtro, el tabaco y un envoltorio. Los aditivos, con caraterísticas diferentes según sea el destino del aditivo, se incorporan tanto al filtro como al tabaco. Así, mientras que el aditivo que se introduce en el filtro es hidrofóbico, para mezclar con el tabaco se prefieren materiales hidrofílicos. Estos aditivos hidrofílicos se utilizan saturados de agua y consisten en zeolitas X, Y, L, mordenita y BETA, y se añaden al tabaco, utilizando o no agentes de adhesión, como por ejemplo gel de sílice. A temperaturas elevadas, estos materiales actúan como catalizadores y tienen efectos positivos de cara a Ia reducción de los compuestos tóxicos generados en Ia combustión del tabaco, sin afectar al sabor del mismo.
Otra patente similar [Meier, M.W., "Process for treating tobáceo with catalitically active material for reducing toxic componentes in tobáceo smoke", EP 1 ,234,511 26.02.2001] se centra en el proceso de preparación de los cigarrillos utilizando los aditivos previamente citados, sin necesidad de utilizar agentes adherentes. El procedimiento consiste en 1 ) distribuir el material catalíticamente activo en el tabaco y 2) presionar dicho material sobre el tabaco. Es por tanto deseable disponer de aditivos para su mezcla con el tabaco, para reducir Ia cantidad de sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco. Aditivos que por otro lado eviten, o al menos minimicen, algunos de los inconvenientes conocidos en Ia técnica.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
De acuerdo con un primer aspecto de Ia invención, en ésta se proporciona el uso de un aditivo para su mezcla con el tabaco, para reducir Ia cantidad de sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco, donde dicho aditivo se selecciona entre el grupo formado por: a) zeolitas en sus formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro; b) aluminosilicatos mesoporosos en sus formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro; c) mezclas de los anteriores materiales con óxidos de hierro, cerio o circonio; y d) mezclas de los anteriores materiales.
De acuerdo con otro aspecto, Ia invención proporciona una composición que comprende cualquier forma de tabaco rubio, negro, hoja, picadura, tabaco de liar (RYO), tabaco para rellenar tubos (MYO), tabaco de pipa o cualquier otro artículo susceptible de ser fumado, con al menos un aditivo que se selecciona de: a) zeolitas en sus formas acidas, sódicas e intercambiadas con hierro; b) aluminosilicatos mesoporosos en sus formas acidas, sódicas e intercambiadas con hierro; c) mezclas de los anteriores materiales con óxidos de hierro, cerio o circonio; d) mezclas de los anteriores materiales.
De acuerdo con otro aspecto, Ia invención proporciona un método para reducir Ia cantidad de compuestos tóxicos y cancerígenos presentes en el humo del tabaco, que comprende el uso de los aditivos de Ia presente invención en su mezcla en seco con el tabaco.
De acuerdo con otro aspecto, Ia invención proporciona un método para preparar Ia composición de acuerdo con Ia invención, que comprende en poner en contacto el tabaco con Ia cantidad adecuada de aditivo, y mezclar ambos componentes.
De acuerdo con otro aspecto, Ia invención proporciona el uso de un KIT que proporcione Ia cantidad adecuada de catalizador para Ia preparación "in situ" de Ia mezcla tabaco-aditivo descrita anteriormente. El kit de Ia invención comprende compartimentos separados para tabaco y aditivo, en las proporciones adecuadas, así como instrucciones para su preparación. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN:
De acuerdo con una realización de Ia presente invención, se describe el uso de un aditivo pertenciente al grupo formado por los siguientes materiales, para reducir Ia presencia de compuestos tóxicos y cancerígenos en el humo del tabaco: formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro de zeolita BETA (H-BETA, Na-BETA, Na-Fe-BETA, Na-Ce-BETANa-Zr- BETA); formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro de zeolita ZSM-5 (H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5); formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro de zeolita USY (H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce-USY, Na-Zr-USY); formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro de aluminosilicato mesoporoso MCM-41 (Na-MCM- 41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr-MCM-41); formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro de alumninosilicato MCM-22 (Na-MCM-22, Na- Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22); mezclas de las anteriores con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
Preferentemente, el aditivo empleado se selecciona entre el grupo formado por H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM- 5, H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce-USY, Na-Zr-USY, Na-MCM-41 , Na- Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr-MCM-41 , Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22, mezclas de las anteriores con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
De acuerdo con una realización de Ia presente invención, el aditivo se selecciona entre el grupo formado por las formas sódica e intercambiada con hierro de las zeolitas o aluminosilicatos, mezclas de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales, y mezclas de los anteriores.
En una realización más preferida, el aditivo se selecciona entre Na- MCM-41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr-MCM-41 , sus mezclas con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
Las composiciones de Ia invención se caracterizan por contener como aditivos aquellos materiales descritos anteriormente. Así, de acuerdo con una realización de Ia invención, el aditivo se selecciona entre el grupo formado por: a) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita
BETA: H-BETA, Na-BETA, Na-Fe-BETA; b) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita ZSM-5: H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5; c) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita USY: H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY; d) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de aluminosilicato mesoporoso MCM-41 : Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM- 41 ; e) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de alumninosilicato MCM-22: Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22; f) mezcla de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales; g) mezclas de los anteriores.
Preferentemente el aditivo se selecciona estre H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5, H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce-USY, Na-Zr-USY, Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na- Zr-MCM-41 , Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22, mezclas de las anteriores con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales. En una realización alternativa, el aditivo se selecciona entre el grupo formado por las formas sódica e intercambiada con hierro de las zeolitas o aluminosilicatos, mezclas de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales, y mezclas de los anteriores. De forma más preferida el aditivo se selecciona entre el grupo formado por Na-MCM-41 , Na- Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr-MCM-41 , sus mezclas con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
En una realización de Ia invención, Ia composición se caracterizada porque el aditivo se encuentra en concentraciones comprendidas entre el 0.5 y el 15% en peso con respecto al tabaco. Preferentemente en concentraciones comprendidas entre el 2 y el 7% en peso con respecto al tabaco.
Como ya se ha dicho, a diferencia de otras aplicaciones en las que también se utilizan zeolitas o materiales relacionados con éstas, en Ia presente patente, los aditivos considerados, en forma de polvo, se añaden y se mezclan directamente con Ia picadura de tabaco, sin necesidad de usar ningún tipo de agente adhesivo o cualquier otro tipo de tecnología específica para Ia preparación de las mezclas. Entre los aditivos de Ia presente invención, no se incluye ningún componente tóxico, ni materiales fibrosos. Por otro lado, el uso de los aditivos pertenecientes al grupo de materiales previamente citado permite obtener reducciones importantes en Ia generación de un número considerablemente elevado de compuestos tóxicos y cancerígenos generados al fumar tabaco (CO1 nicotina, alquitranes, aldehidos, etc.), a diferencia de Io que se reivindica en los documentos del estado de Ia técnica, donde se refiere únicamente Ia reducción de unos pocos compuestos (NO y NOx, en el caso de Cvetkovic y col., nitrosaminas en el caso de Jianhua y col. o NFDMP e hidrocarburos aromáticos polinucleares (PAH) en el caso de Radojicic y col.). Por otro lado, como ya se ha dicho, los materiales propuestos en Ia presente patente provocan una reducción muy importante de Ia cantidad de compuestos tóxicos y cancerígenos presentes en el humo del tabaco, debido a su papel como catalizadores de craqueo en los procesos de pirólisis y combustión del tabaco, más que a sus propiedades adsorbentes, que es Ia base del mecanismo propuesto por algunos de los autores anteriores [Cvetkovic y col. y Jianhua y col.).
Hay que hacer notar que el uso de los aditivos y de Ia metodología propuestos en Ia presente patente conduce a resultados sensiblemente superiores a los que se recogen en algunas de las patentes consultadas, donde también se propone el uso de algún material incluido en el grupo anteriormente citado. Así, por ejemplo, los resultados descritos por Meier y col. [Meier M. W., Jost, W., Scanlan, F., EP 0 740 907] para Ia generación de alquitranes (tar) o nicotina cuando se utilizan las formas acida y sódica de Ia zeolita BETA ponen de manifiesto diferencias mínimas con respecto al cigarrillo de referencia, fumado sin aditivo, mientras que los resultados observados al utilizar el procedimiento descrito en Ia presente patente suponen una reducción muy importante de dichas sustancias. Este hecho supone uno de los objetivos principales de Ia presente invención. Esta mejora es todavía más notable cuando se comparan los resultados de Meier y col. con los obtenidos con otros de los materiales aquí propuestos, por ejemplo con MCM-41. Por otro lado, en Ia presente patente se describe y se hace especial hincapié en Ia reducción drástica de ciertas sustancias tóxicas muy importantes, como por ejemplo el CO, a las que no se hace referencia en ninguna de las patentes revisadas que utilizan materiales relacionados con los propuestos en el presente trabajo.
El procedimiento propuesto puede utilizarse de manera altamente satisfactoria con cualquier tipo de preparación de tabaco (rubio, negro, hoja, picadura, tabaco de liar, tabaco de pipa y cualquier otro artículo susceptible de ser fumado). No obstante Io anterior, Ia aplicación de unas gotas de agua, etanol o cualquier otro agente humectante puede faciliar el proceso de manufactura. Además, como ya se ha dicho, mediante el procedimiento descrito, se obtienen reducciones de los compuestos tóxicos que son sensiblemente superiores que los descritos en otras patentes relacionadas con ésta. Merece Ia pena resaltar que, incluso en aquellas patentes en que se propone Ia posibilidad de utilizar los aditivos con o sin agentes de adhesión [Meier M. W., Jost, W., Scanlan, F., EP 0 740 907], al describir los diferentes ejemplos, éstos se mezclan con el tabaco vaporizándolos en forma de suspensión de Ia zeolita con C-GeI y LC-674, mientras que en el presente invento, las zeolitas se mezclan directamente con Ia picadura de tabaco y, a Io sumo, se añaden unas gotas de etanol para favorecer Ia humectación del catalizador. Por otro lado, en Ia patente de Meier y col. se reconoce explícitamente que en el artículo para fumar, el catalizador se incorpora al tabaco utilizando un adhesivo. Este hecho es muy importante, ya que Ia presencia del adhesivo o Ia mezcla del elemento activo con otros componentes pueden provocar efectos indeseables de difusión interparticular o incluso bloqueo parcial o total de los poros del catalizador con Ia consiguiente pérdida de efectividad.
Independientemente de todo Io anterior, para Ia preparación de los cigarillos se pueden utilizar diferentes tipos de equipos que facilitan y pueden llegar a mejorar Ia incorporación del aditivo a Ia picadura de tabaco, como por ejemplo mezcladores rápidos u orbitales, lechos fluidizados y lechos arrastrados, entre otros, así como tamices para separar y recircular el aditivo que no se hubiese fijado sobre las fibras del tabaco. Por otro lado, para otras preparaciones diferentes de los cigarillos convencionales, donde Ia preparación de las mezclas tabaco-aditivo deba realizarse de manera manual por parte del propio fumador, puede utilizarse un kit que comprende contenedores separados para tabaco y aditivo. Dicho kit o dispensador proporciona Ia cantidad adecuada de catalizador para Ia preparación de tabaco rubio, negro, hoja, picadura, tabaco de liar, tabaco de pipa y cualquier otro artículo susceptible de ser fumado. Este kit puede consistir en un blister, donde cada cavidad contenga Ia cantidad seleccionada (entre 5 y 70 mg, de forma que se obtenga una dosificación entre 0.5 y 15 % de aditivo con respecto al tabaco, preferentemente entre 2 y 7% en peso, que habitualmente se consumirá en porciones de alrededor de 1 g de tabaco), cápsulas individuales que contengan dichas cantidades, un recipiente que incluya una cucharilla calibrada o graduada o cualquier otro dispensador calibrado.
En Ia presente invención se describe el uso de unos catalizadores que reúnen unas características adecuadas desde este punto de vista ya que poseen una morfología no fibrosa, aproximadamente esférica y un tamaño de partícula o agregados tal que, en las proporciones descritas en los ejemplos, no se observan en los filtros secundarios utilizados, Io que constituye una garantía de que no atraviesan el filtro convencional. Para otro tipo de aplicaciones puede resultar necesario ajustar el tamaño de partícula para garantizar este comportamiento.
Tal y como se ha puesto de manifiesto en Ia sección anterior, se han descrito diferentes métodos para reducir Ia cantidad de sustancias tóxicas y cancerígenas procedentes de Ia combustión del tabaco, que se encuentran presentes en las corrientes principal y secundaria del humo que se genera al fumar tabaco.
En esta patente se describe el uso de ciertas zeolitas y otros aluminosilicatos y sólidos mesoporosos, en sus formas neutra, acida o intercambiada con iones metálicos, así como de modificaciones y/o mezclas de estos materiales con iones metálicos no tóxicos o con óxidos de estos metales, como aditivos del tabaco para reducir drásticamente Ia cantidad de compuestos tóxicos y/o cancerígenos que se generan al fumar y que aparecen en las corrientes principal y secundaria del humo del tabaco. Estos aditivos también reducen Ia fracción de productos condensables y no condensables que se generan en Ia combustión del tabaco sin alterar sustancialmente sus características organolépticas, mientras que Ia cantidad de residuo sólido (coque) en las cenizas aumenta.
Estos aditivos, en forma de polvo, pueden adicionarse y mezclarse directamente con el tabaco, sin necesidad de usar ningún tipo de adhesivo o tecnología especial. Éstos resultan válidos y pueden utilizarse para este fin para cualquier tipo de presentación del tabaco para fumar directamente (paquetes de cigarrillos convencionales, puros, cigarros, etc.), así como para aquellas formas que requieran una manipulación previa para obtener el artículo que puede ser fumado (MYO, RYO, tabaco de pipa, etc.). Por Io tanto, un objeto de Ia presente invención se refiere al uso de aditivos para Ia eliminación directa de gran parte de estos compuestos no deseables de los gases y productos condensables que forman parte del humo del tabaco en productos directamente consumibles (paquetes de cigarrillos convencionales, puros, cigarros, etc.), así como de un kit que comprende contenedores separados para tabaco y aditivo. Dicho kit o dispensador puede emplearse de modo preferente para aquellas formas que requieran una manipulación previa para obtener el artículo que puede ser fumado (tabaco de liar-RYO-, tabaco para rellenar tubo-MYO-, tabaco de pipa, etc.).
Los aditivos empleados en Ia presente invención presentan las características morfológicas y estructurales típicas de los tamices moleculares. Así pues, Ia zeolita USY presenta relaciones Si/Al menores y tamaño de poro mayor que Ia zeolita ZSM-5, y una estructura caracterizada por cavidades internas voluminosas, esencialmente esféricas ("supercages") unidas tetraédricamente a través de las aberturas de los poros, definidas por anillos de 12 átomos de oxígeno (anillos de 12 miembros o 12MR) [Boxiong S., Chunfei W., Rui W., Binbin G. and Cai L., "Pyrolysis of scrap tyres with zeolite USY", Journal of Hazardous Materials, in Press (2006)]. La zeolita ZSM-5 presenta un sistema de anillos de 10 miembros (10MR), con una red tridimensional de canales sinusoidales y circulares interconectados, con tamaños de poro de 5.3x5.6 Á y 5.1x5.5 Á e intersecciones entre los canales de 0.9 nm [N. Kumar, "Synthesis, modification and application of high silica catalysts in the transformation of light hydrocarbons to aromatic hydrocarbons", N. Kumar, Ph. D. thesis, Abo Akademi University, Ábo/Turku, Finland, 1996]. La zeolita BETA presenta una estructura con orificios del tipo 12MR [J. M. Newsam, M. MJ. Treacy, WT. Koetsier, Proc. R. Soc. Lond. A, 420 (1988), 375]. Esta zeolita presenta una estructura altamente desordenada, consistente en el crecimiento aleatorio de polimorfos A y B, con simetrías tetragonal y monoclínica, respectivamente, habitualmente en una proporción aproximada de 60:40 [Q. Li, A. Navrotsky, F. Rey, A. Corma, Micropor. Mater., 59 (2003), 177]. Presenta dos tipos de canales rectos, en las direcciones /a/ y IbI con diámetros de 7.3 x 6.8 Á para el sistema tetragonal y de 7.3 * 6.0 A para el sistema monoclínico, y un canal sinusoidal en Ia dirección IcI, de 5.5 * 5.5 Λ. La intersección de estos canales forma un sistema de poros de gran accesibilidad [J.C. Jansen, EJ. Creyghton, S. L. Njo, H. Koningsveld and H. Bekkum, Catal. Today, 38 (1997), 205]. El material MCM-22 [M.K. Rubin, P. Chu, US patent 4954325, 1990] es un aluminosilicato, de preparación relativamente reciente, que fue obtenido por vez primera por Rubin y col. en 1990. La estructura del MCM-22 consiste en dos sistemas independientes de poros, uno de ellos compuesto por canales bidimensionales con aberturas de poro de 10 miembros (10MR) y el otro consiste en un sistema de supercajas con aberturas de 12 miembros (12MR). Debido a esta estructura porosa, el MCM-22 combina el comportamiento de ambos sistemas, 10MR y 12MR1 que Ie confieren algunas propiedades catalíticas poco habituales. El material MCM-41 es también un aluminosilicato mesoporoso, que fue sintetizado por primera vez por Beck y col. en 1992 [J. S. Beck, J. C. Vartuli, G. J. Kennedy and C. T. Kresge, S. E. Schramm, Chem. Mater., 6 (1994), 1816]. El MCM-41 presenta una disposición hexagonal de mesoporos, con un sistema de poros altamente regular, de tamaño variable entre 1.5 y 10 nm, que Ie confiere un área superficial considerablemente elevada. Esta propiedad es de gran importancia de cara a Ia reducción de los efectos nocivos del tabaco.
Todos estos materiales se encuentran ampliamente descritos en Ia bibliografía, tanto en Io que se refiere a los procedimientos de obtención, como a sus características fisicoquímicas y estructurales.
Dentro del grupo de materiales al que se refiere esta patente, las formas no acidas, cuando se utilizan como aditivos del tabaco de Ia manera descrita en esta aplicación, proporcionan excelentes resultados desde el punto de vista de Ia reducción de los productos tóxicos y peligrosos presentes en el humo del tabaco, ya que evitan los efectos negativos asociados a Ia posible hidrólisis de los materiales lignocelulósicos presentes en el tabaco, que puede producirse cuando se utilizan las formas acidas en ambientes con un grado de humedad elevado. En Ia Tabla 1 se muestran las características químicas y estructurales de algunos de los aditivos que se estudian en esta aplicación, como ejemplo representativo de este tipo de materiales. Para todos ellos, Ia relación Si/Al, Ia superficie externa y otras características pueden modificarse dentro de unos intervalos relativamente amplios con difrentes finalidades, sin que con ello se modifique sustancialmente el comportamiento y las propiedades generales del material.
Otro aspecto importante es el tamaño y forma de las partículas del catalizador. Tamaños de partícula pequeños mejoran el contacto con el sólido y los gases desprendidos, pero pueden atravesar más fácilmente los filtros o el lecho de tabaco y pasar a los pulmones, por Io que es preciso tener en cuenta este aspecto y reducir o eliminar esta posibilidad. En todo caso resulta muy importante que este tipo de aditivos no contengan compuestos o elementos tóxicos ni que presenten una morfología fibrosa que podría resultar lesiva para Ia salud. Los materiales utilizados presentan tamaños de partícula del orden de 0.1-2 μm que, en muchos casos, se encuentran formando agregados de 20-30 μm. En las condiciones experimentales utilizadas en los ejemplos descritos en esta invención, los materiales descritos, con estas dimensiones de partículas, permiten conseguir resultados altamente satisfactorios desde el punto de vista de Ia reducción de compuestos tóxicos presentes en el humo del tabaco, sin que se observe una presencia significativa de partículas capaces de atravesar los filtros del cigarrillo. No obstante, para otras formas de tabaco susceptibles de ser fumadas, será preciso optimizar el tamaño de partícula de los aditivos de forma que éstos se encuentren presentes con un tamaño Io suficientemente pequeño como para producir buenos resultados, pero no tanto como para atravesar los filtros del cigarrillo o el lecho de tabaco. A Io largo de Ia descripción y las reivindicaciones Ia palabra
"comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos.
Para los expertos en Ia materia, otros objetos, ventajas y características de Ia invención se desprenderán en parte de Ia descripción y en parte de Ia práctica de Ia invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de Ia presente invención.
EXPOSICIÓN DETALLADA DE UN MODO DE REALIZACIÓN
Ejemplo 1. Estudio comparativo de fumado de cigarrillos con y sin aditivo.
Con el fin de demostrar el papel de los aditivos propuestos en esta patente, se fumaron: a) cigarillos comerciales de referencia y b) cigarillos a los que se incorporaron los aditivos, utilizando una máquina de fumar que funcionaba de acuerdo con las siguientes variables de operación:
Condiciones de fumado de cigarrillos y de análisis de los productos generados
• Se fuman simultáneamente 5 cigarrillos, siguiendo las especificaciones de Ia norma ISO 3308 (caladas de 2 s de duración, volumen aspirado 35 ml_, frecuencia de caladas 60 s y pérdida de presión en Ia calada menor de 300 Pa).
• Los cigarrillos se acondicionan a temperatura ambiente y 60% de humedad relativa, manteniéndolos en un desecador provisto de una disolución saturada de nitrito sódico, al menos durante 48 h antes de ser fumados.
• Durante el proceso de fumar, el humo, incluyendo CO1 CO2 y otros productos no condensables, atraviesa el filtro del cigarillo así como una trampa ubicada inmediatamente detrás de éste. Los productos no condensables se recogen en una bolsa Tediar para gases, que se reserva para su posterior análisis por cromatografía de gases (GC) y los productos condensables se recogen en el filtro del cigarrillo y en Ia trampa posterior. En ésta quedan retenidos los productos condensables que serían directamente inhalados por los fumadores. • La presión de aspiración de Ia máquina de fumar es del orden de 150 cm de H2O.
• Los productos condensables retenidos en Ia trampa posterior al filtro se extraen con 2-propanol, asegurándose que se recuperan todos los compuestos retenidos en Ia trampa. A continuación el extracto se seca con sulfato sódico y se reserva para su posterior análisis por GC.
• La determinación del contenido en CO y CO2 en Ia fracción no condensable se lleva a cabo por GC, utilizando un detector de conductividad térmica (GC-TCD) y una columna Porapack Q, en un equipo SHIMADZU GC-14A, utilizando un calibrado mediante patrones externos. Las condiciones del análisis son:
Gas portador: He
Temperataura del inyector: 1000C
Temperatura del detector: 1 1O0C
Volumen inyectado: 250 μL « El resto de componentes no condensables se analizan por GC con detector de ionización de llama (GC-FID), utilizando una columna a GAS-PRO y las sigiuientes condiciones:
Gas portador: He
Temperataura del inyector: 15O0C Temperatura del detector: 23O0C
Volumen inyectado: 150 μL • Los compuestos condensables (extraídos con 2-propanol) se analizan por GC con detector por espectrometría de masas (GC-MS), utilizando una columna HP-5MS y las siguientes condiciones:
Gas portador: He Temperataura del inyector: 5O0C
Temperatura del detector: 23O0C Volumen inyectado: 1 μl_
• Para Ia determinación de las cantidades obtenidas de cada compuesto, se lleva a cabo Ia integración del área bajo los picos cromatográficos y se utilizan los factores de respuesta correspondientes.
Condiciones de preparación de los cigarrillos
Para llevar a cabo todos los ensayos se prepararon cigarrillos en los que Ia fibra de tabaco se mezclaba manualmente con el catalizador, ayudándose con unas gotas de etanol. Esta operación se realizaba sobre un tamiz que permitía separar el catalizador que no quedaba adherido al tabaco, de forma que se obtenía un porcentaje de catalizador en las mezclas nominal, que correspondía a Ia cantidad de catalizador inicialmente pesada, y otro real, que era el finalmente retenido por Ia muestra. Otros agentes alternativos al etanol que pueden servir para ayudar en el proceso de mezcla tabaco-catalizador son el agua, Ia glicerina y otros disolventes similares, que no afectan a las propiedades del tabaco y que se evaporan con relativa facilidad. No obstante Io anterior, las mezclas pueden realizarse también de manera satisfactoria sin necesidad de utilizar ninguna de estas sustancias.
Características de las muestras empleadas
A continuación se presentan las características correspondientes a algunos ejemplos que permitieron ilustrar los resultados que se puede conseguir con Ia utilización de los aditivos propuestos. Se indica el porcentaje nominal de cada tipo de aditivo. El tabaco utilizado, tanto en los cigarrillos de referencia como en las diferentes mezclas con los aditivos, fue siempre un tabaco rubio comercial de Ia misma marca.
a) Ejemplos correspondientes a diferentes mezclas tabaco-aditivo En todos los casos se utiliza un porcentaje nominal de un 10% en peso de aditivo. Los cigarrillos se prepararon utilizando el procedimiento descrito en "condiciones de preparación de los cigarrillos" y utilizando los aditivos que se indica a continuación:
Tabaco
Tabaco + H-MCM-22 10%
Tabaco + Na-MCM-22 10%
Tabaco + Na-Fe-MCM-22 10%
Tabaco + H-MCM-41 10%
Tabaco + Na-MCM41 10%
Tabaco + Na-Fe-MCM41 10%
Tabaco + Na-Fe-MCM-41 +CeO2 10%
Tabaco + H-USY 10%
Tabaco + H-ZSM-5 10%
Tabaco + Beta 10%
Tabaco + Na-Beta 10%
b) Ejemplos correspondientes a mezclas tabaco-aditivo con diferente concentración de aditivo
El aditivo utilizado es en todos los casos Na-Fe-MCM-41. Se indican los porcentajes en peso de catalizador. Los cigarrillos se prepararon utilizando el procedimiento descrito en "condiciones de preparación de los cigarrillos" y utilizando las concentraciones nominales (porcentaje en peso) que se indica a continuación:
Figure imgf000018_0001
Resultados obtenidos: a) Ejemplos correspondientes a diferentes mezclas tabaco-aditivo
En las tablas 2, 3 y 4 se presentan los resultados obtenidos al fumar los cigarillos utilizando las condiciones de preparación de los cigarrillos, las condiciones de fumado y de análisis de los productos generados y los ejemplos del grupo a), correspondientes a diferentes mezclas tabaco-aditivo. Se muestran los valores obtenidos para: - CO y CO2, en mg de compuesto/cigarrillo
- cantidad de algunos productos tóxicos, en mg de compuesto/cigarrillo
- porcentaje de líquidos, gases y cenizas generados
- materia particulada total (TPM) en mg/cigarrillo, calculada como:
_ mλ - m0
"1TPM ~ q donde m0 es Ia masa de Ia trampa posterior al filtro, en mg, antes de fumar mi es Ia masa de Ia trampa posterior al filtro, en mg, después de fumar q cigarrillos q es el número de cigarillos fumados
Las tablas 2 a 4 ponen de manifiesto que los aditivos propuestos, en sus formas acida, sódica e intercambiada con hierro, así como sus mezclas con óxidos de Ce y Zr, cuando se mezclan con el tabaco en las proporciones descritas, proporcionan una reducción significativa de Ia cantidad de compuestos tóxicos que aparecen en el humo del tabaco. Esta reducción supone a su vez una disminución de los potenciales efectos negativos que causa el humo del tabaco en los fumadores y en los fumadores pasivos, sin provocar cambios apreciables en las propiedades organolépticas y en el sabor y en Ia consistencia del tabaco, y sin Ia generación aparente de otros compuestos no deseables. Por otro lado, no sólo se reducen los compuestos tóxicos, sino que, en general, también disminuye de manera apreciable Ia cantidad total de gases y de líquidos que se forman al fumar el cigarrillo (materia total particulada, TPM, más los líquidos retenidos en el filtro), mientras que aumenta el residuo sólido junto con las cenizas. Al finalizar el proceso de fumar el cigarrillo, los aditivos quedan retenidos en las cenizas o en el tabaco que no ha sido fumado. Tal y como se ha puesto de manifiesto con anterioridad, el uso de estos aditivos provoca una reducción importante de las sustancias tóxicas presentes en el humo del tabaco, como por ejemplo CO, CO2, nicotina, etc., así como de Ia cantidad total de productos líquidos y gaseosos. Por ejemplo, en Ia Tabla 2 se muestran los resultados obtenidos para Ia producción de CO y CO2, expresada como mg de compuesto/cigarillo, para un cigarillo de referencia y para mezclas con algunos de los aditivos, que pueden considerarse representativos del resto. Como puede verse, cuando se uilizaron los aditivos propuestos, se obtuvieron reducciones del orden del 24- 88% en Ia cantidad de CO generada, con respecto al cigarrillo de referencia, mientras que Ia reducción en Ia formación de CO2 puede llegar a alcanzar el 0-84%. Por otro lado, de acuerdo con los datos que se presentan en Ia tabla 3, y tal y como ya se ha puesto de manifiesto, los materiales estudiados también reducen Ia cantidad total de productos líquidos y gaseosos generados, de forma que, por ejemplo, se observan reducciones del orden del 37-97% en Ia TPM, mientras que el residuo sólido generado aumenta. En Ia tabla 4 se presentan, a título de ejemplo, los resultados obtenidos para Ia producción de algunos compuestos tóxicos y cancerígenos que aparecen en el humo del tabaco. Como puede verse, en Ia mayoría de los casos, el uso de los aditivos propuestos proporciona una reducción de más del 50% para Ia mayoría de los compuestos. Por ejemplo, cuando se utiliza Na-MCM-41 como aditivo, se observaron las siguientes reducciones con respecto al cigarrillo de referencia: CO2, 81.4%; CO, 84.4%; TPM, 97.1%; glicerina, 32.5%; neofitadieno, 72.1%; nicotina, 79.1%; acetona, 57.5%; acetaldehído, 70.3%; hidroquinona, 79.7%, propionaldehído, 49.3%; acroleina, 69.1 %; crotonaldehído, 62.2%; isobutiraldehído, 66.7%, furano, 63.8% y benceno, 62.2%.
Todas las mezclas descritas pueden prepararse también mediante el uso de mezcladores rápidos, lechos fluidizados o arrastrados y cualquier otro tipo de equipos que favorezcan Ia mezcla entre Ia fibra de tabaco y el aditivo. También pueden utilizarse tamices para separar y recircular el aditivo que no se hubiese fijado sobre las fibras del tabaco. Por otro lado, para otras preparaciones diferentes de los cigarillos convencionales, donde Ia preparación de las mezclas tabaco-aditivo deba realizarse de manera manual por parte del propio fumador, puede utilizarse un dispensador que proporcione Ia cantidad adecuada de catalizador para Ia preparación de tabaco rubio, negro, hoja, picadura, tabaco de liar, tabaco de pipa y cualquier otro artículo susceptible de ser fumado. Este dispensador puede consistir en un blister, donde cada cavidad contenga Ia cantidad seleccionada (entre 5 y 70 mg, de forma que se obtenga entre 0.5 y 7 % con respecto al tabaco, que habitualmente se consumirá en porciones de alrededor de 1 g de tabaco), cápsulas individuales que contengan dichas cantidades, un recipiente que incluya una cucharilla calibrada o graduada o cualquier otro dispensador calibrado. Para preparar el producto listo para fumar (MYO, RYO, pipa u otras formas), el contenido del dispensador calibrado se vierte sobre Ia fibra de tabaco y se mezcla cuidadosamente con Ia mano. Este procedimiento garantiza excelentes resultados, tan buenos como los que se presentan en las tablas 2 a 4.
Resultados obtenidos: b) Ejemplos correspondientes a mezclas tabaco- aditivo con diferente concentración de aditivo
Se ha estudiado también Ia influencia de Ia concentración del aditivo en las mezclas aditivo-tabaco. Para ello se prepararon mezclas con un porcentaje nominal de catalizador comprendido entre el 1 y el 10%, utilizando el procedimiento descrito con anterioridad. A título de ejemplo, en las tablas 5 y 6 se muestran los resultados obtenidos cuando se utiliza Na-Fe-MCM-41 como aditivo. Como puede verse, los mejores resultados se alcanzan cuando se usa Ia máxima concentración de aditivo, aunque en las mezclas con un 3- 7% se obtienen también excelentes resultados, que pueden ajustarse en función de Ia reducción de los compuestos tóxicos deseada.
Tabla 1. Valores típicos de diferentes propiedades de algunos de los aditivos estudiados en esta patente (aBJH; bmétodo BET, isotermas de adsorción de N2; cmétodo t, isotermas de adsorción de N2; dmedido a P/Po=O.995, isotermas de adsorción de N2; 6XRF, fTPD de NH3, 9NMR).
Figure imgf000022_0001
Tabla 1.- Continuación.
Figure imgf000023_0001
Tabla 2. Contenido en CO2 y CO en el humo del tabaco generado bajo condiciones controladas.
Figure imgf000024_0001
Tabla 3. TPM obtenido al fumar tabaco bajo condiciones controladas.
Figure imgf000024_0002
Tabla 4. Generación (mg compuesto/cigarillo) de diferentes compuestos tóxicos presentes en los gases y en los productos condensables retenidos en Ia trampa posterior al filtro al fumar tabaco bajo condiciones controladas.
Figure imgf000025_0001
Tabla 4. Continuación.
Figure imgf000026_0001
Tabla 5. TPM obtenido al fumar tabaco bajo condiciones controladas.
Figure imgf000027_0001
Tabla 6. Generación (mg compuesto/cigarillo) de diferentes compuestos tóxicos presentes en los gases y en los productos condensables retenidos en Ia trampa posterior al filtro al fumar tabaco bajo condiciones controladas.
Figure imgf000028_0001
[O
Tabla 6. Continuación.
Figure imgf000028_0002

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. Uso de un aditivo para su mezcla con el tabaco, caracterizado porque dicho aditivo se selecciona entre el grupo formado por: a) zeolitas en sus formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro; b) aluminosilicatos mesoporosos en sus formas acidas, sódicas o intercambiadas con hierro; c) mezclas de los anteriores materiales con óxidos de hierro, cerio o circonio; y d) mezclas de los anteriores materiales para reducir Ia cantidad de sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco
2. Uso de acuerdo con Ia reivindicación anterior, caracterizado porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por: a) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita BETA: H-BETA, Na-BETA, Na-Fe-BETA; b) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita ZSM-5: H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5; c) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita
USY: H-USY, Na-USY1 Na-Fe-USY; d) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de aluminosilicato mesoporoso MCM-41 : Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM-
41 ; e) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de alumninosilicato MCM-22: Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22; f) mezcla de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales; g) mezclas de los anteriores.
3. Uso de acuerdo con Ia reivindicación anterior 2, caracterizado porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe- ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5, H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce- USY, Na-Zr-USY, Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr- MCM-41 , Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22, mezclas de las anteriores con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
4. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por las formas sódica e intercambiada con hierro de las zeolitas o aluminosilicatos, mezclas de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales, y mezclas de los anteriores.
5. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 4, caracterizado porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por Na- MCM-41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr-MCM-41 , sus mezclas con óxidos de Fe1 Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
6. Uso del aditivo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 5, caracterizado porque se reducen los compuestos tóxicos y cancerígenos en Ia corriente principal y en Ia corriente secundaria del humo del tabaco.
7. Composición que comprende cualquier forma de tabaco rubio, negro, hoja, picadura, tabaco de liar (RYO), tabaco para rellenar tubos (MYO), tabaco de pipa o cualquier otro artículo susceptible de ser fumado, con al menos un aditivo seleccionado de entre el grupo formado por: e) zeolitas en sus formas acidas, sódicas e intercambiadas con hierro; f) aluminosilicatos mesoporosos en sus formas acidas, sódicas e intercambiadas con hierro; g) mezclas de los anteriores materiales con óxidos de hierro, cerio o circonio; h) mezclas de los anteriores materiales.
8. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 7, caracterizada porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por: h) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita
BETA: H-BETA, Na-BETA, Na-Fe-BETA; i) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita ZSM-5: H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-ZSM-5; j) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de zeolita
USY: H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY; k) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de aluminosilicato mesoporoso MCM-41 : Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM- 41 ;
I) las formas acida, sódica e intercambiada con hierro de alumninosilicato MCM-22: Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22; m) mezcla de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales; n) mezclas de los anteriores.
9. La composición de acuerdo con Ia reivindicación 8, caracterizada porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por H-ZSM-5, Na-ZSM-5, Na-Fe-
ZSM-5, Na-Ce-ZSM-5, Na-Zr-ZSM-5, H-USY, Na-USY, Na-Fe-USY, Na-Ce- USY, Na-Zr-USY, Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr- MCM-41 , Na-MCM-22, Na-Fe-MCM-22, Na-Ce-MCM-22, Na-Zr-MCM-22, mezclas de las anteriores con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
10. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 9, caracterizada porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por las formas sódica e intercambiada con hierro de las zeolitas o aluminosilicatos, mezclas de óxidos de Fe, Ce o Zr con alguno de los anteriores materiales, y mezclas de los anteriores.
11. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 10, caracterizada porque el aditivo se selecciona entre el grupo formado por Na-MCM-41 , Na-Fe-MCM-41 , Na-Ce-MCM-41 , Na-Zr-MCM-41 , sus mezclas con óxidos de Fe, Ce o Zr; y mezclas de éstos materiales.
12. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 7 a 11 , caracterizada porque el aditivo se encuentra en concentraciones comprendidas entre el 0.5 y el 15% en peso con respecto al tabaco.
13. La composición de acuerdo con Ia reivindicación anterior 12, caracterizada porque el aditivo se encuentra en concentraciones comprendidas entre el 2 y el 7% en peso con respecto al tabaco.
14. La composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6 a 13, caracterizado porque el aditivo tiene un tamaño de partícula comprendido entre 0.1-2 μm.
15. Procedimiento de preparación de Ia composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6 a 14, caracterizado porque comprende poner en contacto el tabaco con Ia cantidad adecuada de aditivo, y mezclar ambos componentes.
16. El procedimiento de acuerdo con Ia reivindicación anterior 15, caracterizado porque además se añade agua, etanol, glicerina o mezcla de los mismos.
17. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindiciones anteriores 15 a 16, caracterizado porque se emplean mezcladores rápidos, lechos fluidizados, lechos arrastrados o cualquier otro tipo de equipos que favorezcan Ia mezcla entre Ia fibra de tabaco y el aditivo; y tamices para separar y recircular el aditivo que no se hubiese fijado sobre las fibras del tabaco.
18. Kit para Ia preparación de Ia composición de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 6 a 14, caracterizado porque comprende compartimentos separados para tabaco y aditivo, en las proporciones adecuadas, e instrucciones para su preparación.
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