Aluminosilicato SAB-15 como aditivo para la reducción de los compuestos tóxicos y cancerígenos presentes en el humo del tabaco.

La presente invención se refiere al uso del aluminosilicato SAB-15,

o sus formas ácidas, sódicas, intercambiadas con Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr, sus óxidos de Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr y mezclas de los mismos como aditivo para reducir las sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al uso de aluminosilicatos en particular, SAB-15 como aditivo para la reducción de los compuestos tóxicos y cancerígenos presentes en el humo del tabaco.

Estado de la técnica

El hábito de fumar tabaco ha representado y representa un problema global con consecuencias muy negativas sobre la salud de los seres humanos. Su impacto sobre los departamentos o ministerios de salud pública resulta de gran importancia. En el tabaco y en el humo que se genera en su combustión se han identificado más de 4000 compuestos diferentes [R.R. Baker, Progress in Energy and Combustión Science, 32 (2006), 373], de entre los cuales, por lo menos 60 se reconocen como tóxicos y cancerígenos. Entre estos compuestos se encuentran alquitranes, monóxído 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 y se utiliza como un índice de referencia para medir el grado de exposición al humo del tabaco.

El proceso de fumar un cigarrillo genera la aparición de dos tipos de corrientes de humo, la denominada corriente principal y la corriente secundaria La corriente principal corresponde al humo que se genera en la combustión del tabaco y atraviesa el cigarrillo desde el extremo encendido, para salir por el extremo del filtro.

En la patente EP2092838 se describe el uso de ciertas zeolitas y otros aluminosilicatos y sólidos mesoporosos, en diferentes formas y con composiciones diversas, adicionándolos y mezclándolos directamente con el tabaco en forma de polvo, sin necesidad de usar ningún tipo de adhesivo o tecnología especial, como aditivos del tabaco para reducir drásticamente la 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.

La solicitud de patente US2005133052, describe el uso de tamices moleculares de aluminosilicatos mesoporosos modificados con grupos aminoalquilsililo en filtros para

retener determinados compuestos.

La solicitud de patente US 20050133051 propone el uso de filtros que contienen materiales compuestos por una matriz de alúmina o aluminosilicato poroso que contiene partículas adsorbentes de carbón activado o zeolitas para eliminar de manera selectiva determinados compuestos del humo del tabaco.

La solicitud de patente WO 2004110183 A2 describe filtros que contienen un catalizador disperso en una matriz de aluminosilicato poroso, con el fin de transformar el CO del humo de los cigarrillos en C02.

En la solicitud de patente WO 2004086888 se describe un filtro que incluye por lo menos 2 segmentos de adsorbentes monolíticos porosos, que son capaces de eliminar selectivamente componentes de la corriente gaseosa de humo, y un segmento de mezcla entre ambos.

La solicitud de patente CN102242527 propone el uso de papel de cigarrillos que contiene un adsorbente microencapsulado que permite reducir el contenido de sustancias tóxicas en el humo del tabaco. Entre los distintos materiales adsorbentes utilizados se encuentran uno o más óxidos de Cu, Mn, Zn, Fe, Al, Ti, etc., así como materiales compuestos donde los óxidos están soportados por zeolitas, MCM-48, o SBA-15.

Zhu y col. [Zhou, F.N. Gu, L. Gao, J.Y. Yang, W.G. Lin, J.,Yang, Y.,Wang, J. H. Zhu, Catalysis Today, 166(1), (2011), 39 y Zhou, Gao, Gu, Yang, Yang, Wei, Wang y Zhu, Welnheiman der Bergstrasse, Germany, 15(27), (2009), 6748] han descrito el uso de SBA- 15 para reducir selectivamente la concentración de nitrosaminas específicas del tabaco (TSNA) en el humo del tabaco, sin embargo, este artículo se centra en la síntesis, caracterización, adsorción y actividad catalítica del SBA-15 y se examina una nueva ruta que permite aumentar su eficiencia como adsorbentes/catalizadores con aplicaciones medioambientales a través del control de la morfología.

En la solicitud de patente WO 2011015861 se propone el uso de un filtro que contiene un material adsorbente que es capaz de eliminar el fenol del humo del tabaco. El material está compuesto por un sólido poroso (con micro o mesoporos) que contiene un promotor de la adsorción que es una sustancia orgánica hidrofílica, dadora o aceptora de protones.

En la solicitud de patente CN 101433818 se reivindica el uso de un material mesoporoso, consistente en SBA-15, para adsorber materia particulada, alquitrán, fenol y nitrosaminas de la corriente principal del humo del tabaco.

En las solicitudes de patente US2006130855-A1 y US2005133047-A1, se menciona explícitamente la posibilidad de utilizar sustratos a base SBA-15.

Los resultados descritos la patente EP0740907 para la generación de alquitranes (tar) o nicotina cuando se utilizan las formas ácida y sódica de la zeolita BETA ponen de manifiesto diferencias mínimas con respecto al cigarrillo de referencia, fumado sin aditivo.

Para la preparación de los cigarrillos se pueden utilizar diferentes tipos de equipos que facilitan y pueden llegar a mejorar la incorporación del aditivo a la picadura de tabaco, como por ejemplo mezcladores rápidos u orbitales, lechos fluidizados y lechos arrastrados, entre otros, así como tamices para separar y reclrcular el aditivo que no se hubiese fijado sobre las fibras del tabaco.

Explicación de la invención

Así pues en un primer aspecto, la presente invención se refiere al aluminosilicato SAB-15 o sus formas ácidas, sódicas, intercambiadas con Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr, sus óxidos de Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr y mezclas de los mismos como aditivo para reducir las sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco, tanto en la corriente principal como en la corriente secundaria del humo del tabaco. En particularsustancias tóxicas como alquitranes, monóxido de carbono y la nicotina, así como los componentes de los líquidos y gases generados en la combustión del tabaco en el proceso de fumado.

En un aspecto más en particular de la presente invención, el aluminosilicato SAB-15 tiene forma morfológica esférica, tubular o en forma de bastoncillo, o cualquier otra forma obtenida por diversos procesos de síntesis y distintos grados de acidez obtenido por incorporación de aluminio en su estructura, tanto en autoclave a presión y con agitación o reposo y a reflujo a diversas temperaturas, y donde se ha intercambiado con los cationes de los metales: Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr.

En un aspecto más en particular de la presente invención, el aluminosilicato SAB-15 tiene un tamaño de poro comprendido entre 4-10 nm y un volumen de mesoporos preferiblemente superior a 2.2 cm3/g, aunque el volumen de mesoporos puede ser menor.

En un segundo aspecto, la presente invención se refiere a una mezcla que comprende tabaco seco y aluminosilicato SAB-15, o sus formas ácidas, sódicas, intercambiadas con Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr, sus óxidos de Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr y mezclas de los mismos como aditivo y no comprende agentes adhesivos. Por tabaco en seco nos referimos a tabaco rubio, negro, hoja picadura, tabaco de liar, tabaco de pipa y cualquier otro tipo de tabaco susceptible de ser fumado.

Por agente adhesivo en la presente invención nos referimos a compuestos con capacidad de unirse o adherirse al tabaco o sustancias incorporadas en él, por ejemplo , goma guar, alginatos u otros compuestos de similares carctéristicas.

En una aspecto más en particular de la presente invención, el aditivo se encuentra en una concentración comprendida entre 0.5-10% en peso con respecto al tabaco seco, en otro aspecto más en particular, el aditivo se encuentra en una concentración comprendida entre 2-7% en peso con respecto al tabaco seco.

Breve descripción de las figuras

La figura 1 muestra la imagen de SEM de un SBA-15 fibroso (A) y un SBA-15 esférico (B).

La figura 2 muestra Isotermas de adsorción de N2 obtenidas para materiales SBA-15 sintetizados de diferentes formas.

Exposición detallada de modos de realización y ejemplo

EJEMPLO 1: Procedimiento de síntesis de los distintos materiales.

El SBA-15 se sintetizó siguiendo el siguiente procedimiento: inicialmente se preparó una disolución de pluronic P 123 en medio ácido a la que se le adicionó una cantidad de tetraetilortosillcato (TEOS). La disolución resultante se envejeció bajo agitación a 38°C durante 20 h. Posteriormente se traspasó a un autoclave con camisa de teflón y se mantuvo a 100°C durante 24h. La suspensión resultante, se lavó con agua, se secó toda la noche a 100 °C y finalmente se calcinó a 550°C durante 5h (F. Zhang, Y. Yan, H. Yang, Y. Meng, C. Yu, B. Tu, D. Zhao,... [Seguir leyendo]

1. Uso del aluminosilicato SAB-15, o sus formas ácidas, sódicas, intercambiadas con Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr, sus óxidos de Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr y mezclas de los mismos como

aditivo para reducir las sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco.

2. Uso según la reivindicación 1, donde el aluminosilicato SAB-15 tiene una forma morfológica esférica, tubular o en forma de bastoncillo.

3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el aluminosilicato SAB-15 tiene un tamaño de poro comprendido entre 4-10 nm y un volumen de mesoporos

preferiblemente superior a 2.2 cm3/g.

4. Mezcla que comprende tabaco seco y aluminosilicato SAB-15, o sus formas ácidas, sódicas, intercambiadas con Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr, sus óxidos de Fe, Na, K, Ca, Ce, Zr y mezclas de los mismos como aditivo y no contiene agentes adhesivos.

5. Mezcla según la reivindicación 4, caracterizado porque el aditivo se encuentra en una 15 concentración comprendida entre 0.5-10% en peso con respecto al tabaco seco.

6. Mezcla según la reivindicación 5, caracterizado porque el aditivo se encuentra en una concentración comprendida entre 2-7% en peso con respecto al tabaco seco.