203961. lajstromszámú szabadalom • Dohányipari termék
1 HU 203 961 B 2 15 mm-nél nem nagyobb hosszúsággal is létre lehet hozni, számos esetben még előnyösebb a legfeljebb 10 mm-es hosszúságú 10 tüzelőanyagcella beépítése. A 10 tüzelőanyagcella átmérője egyébként legalább 2 mm, de mint említettük, 8 mm alatt marad. A legelőnyösebbnek a 4-6 mm átmérőtartomány bizonyult. A 10 tüzelőanyagcella anyagának sűrűsége általában a 0,7-1,5 g/cm3 értéktartományba esik, ahol a 0,85 g/cm3-nél nagyobb értékek tapasztalat szerint különösen ajánlhatók. A10 tüzelőanyagcella kialakításához előnyösen szenet alkalmazunk. A 10 tüzelőanyagcellában a szén mennyisége célszerűen legalább 60-70 tömeg%, célszerűen 80 tömeg% körüli érték, aminél azonban nagyobb részarány szintén választható. A10 tüzelőanyagcella anyagának nagy széntartalma azért kívánatos, mivel ezzel a megoldással a pirolitikus jellegű folyamatok intenzitása lecsökkenthető, a tökéletlen égési folyamatok megelőzhetők, az oldalirányú (a cigarettapapírrétegeken át haladó) áramlás kialakulása minimálisra korlátozható, a hamu mennyisége minimális, és ezenkívül a hőkapacitás értéke nagy. A kisebb széntartalmú 10 tüzelőanyagcellák is adott esetben előnyösek lehetnek: ha kis mennyiségű dohánnyal, dohánykivonattal vagy éghetetlen töltőanyaggal kell a dohányipari terméket létrehozni, az 50-60 tömeg% körüli széntartalmak ugyancsak javasolhatók. A találmány létrehozása szempontjából fontos a 14 aeroszolgenerátor alkalmazása. Ez a 10 tüzelőanyagcellától fizikailag is elkülönül. A fizikai elkülönülés az adott esetben azt jelenti, hogy a 14 aeroszolgenerátor egyetlen eleme sincs fedésben a 10 tüzelőanyagcellával, annak anyagával nem keveredik. Ez a megoldás elősegíti, hogy minimálisra csökkentsük az aeroszolt képző anyag termikus degradációjának veszélyét, vagy akár ezt a folyamatot kiküszöböljük, továbbá megakadályozzuk az oldalirányú füstáram kialakulását Bár a 10 tüzelőanyagcella nem foglal el a 14 aeroszolgenerátorral közös térrészt, mégis egymással közvetetten érintkeznek, kapcsolódnak vagy valamilyen módon egymással szomszédosán vannak elrendezve, mégpedig olyan szerkezetben, hogy közöttük a konduktív hőcsere feltételei létrejöjjenek. Az említett feltételeket például hővezető elem beépítésével étjük el: adott esetben ez előnyösen a 10 tüzelőanyagcella meggyújtandó végétől elválasztottan elhelyezett fémfólia, amely hatékonyan képes a hőt az égő 10 tüzelőanyagcellától elvezetni és/vagy a hőt a 14 aeroszolgenerátomak és az ebben elhelyezett szubsztrátum(ok)nak átadni. A14 aeroszolgenerátor célszerűen legfeljebb 15 mm távolságra van a 10 tüzelőanyagcella égetett végétől. Az aeroszolgenerátort alkotó elemek összességükben 2-60 mm, előnyösen 5-40 mm, általában 20-35 mm hosszúságú szerkezetben vannak elrendezve, amelynek átmérője a 2-8 mm, célszerűen a 3-6 mm tartományba esik. A 14 aeroszolgenerátort alkotó elemek között mindenekelőtt az aeroszolképző összetevőket tartalmazó egy vagy több szubszírátum játszik fontos szerepet. Ennek anyaga termikusán stabil, ami annyit jelent, hogy ez az anyag képes a nagyobb, 400-600 °C tartományba eső, esetleg szabályozottan változó, a tüzelőanyag égését kísérő hőmérsékleteknek ellenállni, és egyúttal az anyag összetétele biztosítja a dekompozíció (felbomlás) vagy az égés folyamatának teljes kizárását A megfelelő anyagok megválasztása hozzájárul ahhoz, hogy az aeroszol a kívánt összetételű legyen; a javasolt találmányi megoldásoknál a már említett Ames-féle ellenőrzési módszerek a mutagén aktivitás hiányát bizonyítják. Habár az itt bemutatott előnyös megvalósítási formák között nem szerepel, de ettől függetlenül a találmány szerinti dohányipari termékben az aeroszolgenerátor megvalósítható hő hatására felszakadó mikrokapszulával, szilárd aeroszolképző anyagokból, amelyekkel szemben az egyetlen feltétel, hogy a szükséges mennyiségű és összetételű aeroszolképző anyagot, aeroszolt hordozó gőzt szolgáltassák. Az aeroszol létrehozásához használt szubsztrátumok vagy hordozók kialakításában alkalmazott termikusán stabil anyagok önmagukban véve jól ismertek. A hordozónak porózusnak kell lennie, vissza kell tudnia tartani az aeroszolt képző vegyiiletet, a tüzelőanyag égése során keletkező hő hatására képesnek kell lennie a kívánt összetevőket tartalmazó gőz felszabadítására. Az erre a célra használható termikusán stabil anyagok néhány példája az abszorbens tulajdonságú szén, a porózus szénpor, a grafit, aktivált vagy aktiválatlan szén, amelyek például a Union Carbide Corp. PC-25 vagy PG-60 jelű termékei, esetleg a Calgon Corp. SGL jelű karbonterméke. A további alkalmas anyagok közé kell sorolni egyes szervetlen sziláid anyagokat, mint például a kerámiákat, az üveget, az alumínium-oxidot, a vermikulitot, az agyagokat, közöttük a bentonitot, esetleg az említett anyagok keverékeit. Különösen javasolt a karbonizált, illetve alumínium-oxid alapú szubsztrátumok felhasználása. Az alumínium-oxid alapú szubsztrátumok egy különösen hasznos változatát a nagy (kb. 280 m2/g) fajlagos felületű készítmények jelentik. Egyebek között megvizsgáltuk például a W. R. Grace and Co. vegyipari részlege által készített SMR-14-1896 jelű anyagot Ezt az alumínium-oxidot, amelynek szemcséit a 0,84-1,41 mm átlagos szemcsenagyság jellemzi, 1 órán keresztül megemelt hőmérsékleten szintereltük, majd felhasználás előtt megfelelő ideig mostuk és szárítottuk. A szinterelést általában legalább 1000 °C, előnyösen az 1400-1550 °C tartományba eső hőmérsékleten végeztük. A találmány szerinti termékek megvalósításában felhasznált aeroszolképző anyagokkal szemben követelmény, hogy az égő tüzelőanyagcella által biztosított hőmérsékleten az aeroszolgenerátorban uralkodó feltételek között képesek legyenek a kívánt mennyiségű aeroszolt felszabadítani. Célszerűen dohánymentes, vizet nem tartalmazó aeroszolképző anyagokat építünk be, amelyekben szén, hidrogén és oxigén mellett esetleg más célszerűen választott anyagok szintén jelen vannak. Az aeroszolképző lehet szilárd, képlékeny pasztaszeríí vagy folyékony halmazállapotú. Az egy vagy több aeroszolképzőből álló anyag szublimációs 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 10
