Carbones activados nanoporosos como aditivos en el tabaco para reducir la emisión de productos tóxicos.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300305.
Solicitante: UNIVERSIDAD DE ALICANTE.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: RODRIGUEZ REINOSO,FRANCISCO, MARCILLA GOMIS,ANTONIO, BELTRAN RICO,MARIA ISABEL, MARTINEZ CASTELLANOS,ISABEL, GOMEZ SIURANA,Amparo, BERENGUER MUÑOZ,Deseada, SEPÚLVEDA ESCRIBANO,Antonio, MARTÍNEZ ESCANDELL,Manuel, SILVESTRE ALBERO,Joaquín, SILVESTRE ALBERO,Ana, MONTEIRO DE CASTRO,Mateus C.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- A24B15/28 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A24 TABACO; PUROS; CIGARRILLOS; DISPOSITIVOS PARA SIMULAR LA ACCIÓN DE FUMAR; ARTICULOS PARA FUMADORES. › A24B FABRICACION O PREPARACION DEL TABACO PARA FUMAR O PARA MASCAR; TABACO; TABACO PARA ASPIRAR. › A24B 15/00 Características químicas o tratamiento del tabaco; Sucedáneos del tabaco, p.ej. en forma líquida (A24B 3/00 tiene prioridad). › por su sustancias químicas.
PDF original: ES-2499990_A1.pdf
Fragmento de la descripción:
CARBONES ACTIVADOS NANOPOROSOS COMO ADITIVOS EN EL TABACO PARA REDUCIR LA EMISIÓN DE PRODUCTOS TÓXICOS
Campo de la invención
La presente invención se refiere al uso carbones activados nanoporosos como aditivos para la reducción de los compuestos tóxicos y cancerígenos presentes en el humo del tabaco.
Estado de la técnica
El humo que se genera en la 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. El hábito de fumar tabaco representa un problema global con consecuencias muy negativas sobre la salud de los seres humanos, con un impacto muy significativo sobre los departamentos o ministerios de salud pública.
En el humo que se genera en la combustión del tabaco se han identificado más de 4000 compuestos diferentes [R.R. Baker and L.J. Bishop, J. Anal. Appl. Pyrol., 74 (2005), 145]. Al menos 60 de ellos se reconocen como tóxicos y cancerígenos. Los más abundantes son los alquitranes, monóxido y dióxido de carbono, acetaldehído, fenoles, acetona, formaldehído, benceno, tolueno y nicotina. La nicotina es el principal componente adjetivo presente en el humo del tabaco.
El proceso de fumar un cigarrillo genera la aparición de dos tipos de corrientes de humo, la denominada corriente principal, consistente en el humo que inhala y exhala el fumador directamente del cigarrillo, y la 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. Poder reducir la concentración de compuestos tóxicos en ambas corrientes sería de suma importancia desde todos los puntos de vista.
Existen numerosas patentes sobre el uso de carbones activados de distintas características y en distintas formas, granulares en forma de tejido, en forma de fibras, mezclados con otros tipos de compuestos y con diversos fines, desde la adsorción de compuestos orgánicos pesados, incluyendo nicotina y alquitranes hasta la disminución del monóxido de carbono. De hecho, se han comercializado varias marcas incluyendo este tipo de filtros. Las siguientes patentes son ejemplos de estas aplicaciones.
La patente US75552735 describe un filtro formado por haces de fibras de carbón activado
distribuidas en el filtro convencional. También describe la disposición helicoidal de dichos haces, así como la adición de otras partículas adsorbentes.
La patente US7784471 describe el uso de partículas esféricas de carbón activado para rellenar cavidades en los filtros convencionales y retener determinados compuestos.
La patente US7484511 describe el uso de carbones activados en filtros para liberar aromas al pasar el humo a su través.
La solicitud de patente US20110088704 describe un filtro concéntrico de carbón activado en un filtro convencional de acetato de celulosa.
Sin embargo, los documentos descritos anteriormente se refieren al uso de carbón activado en los filtros
Los carbones activados mesoporosos pueden obtenerse por procesos de activación física con C02 utilizando catalizadores como sales de hierro o calcio, o mediante activación química con distintos precursores, como pueden ser breas de petróleo o carbón, antracitas, determinados tipos de coque de petróleo o polímeros, utilizando elevadas proporciones de agente activante, típicamente ácido fosfórico, hidróxido sódico o potásico, o carbonato potásico. Así, por ejemplo, en la bibliografía se encuentran descritos este tipo de materiales que pueden alcanzar características como áreas superficiales de BET comprendidas entre 0-3500 m2/g, volumen total de poros entre 0 y 2.5 cm3/g y volumen de microporos entre 0 y 1.5 cm3/g (Carbón, 47 (2009) 195-200; Chemistry and Physics of Carbón (2008), 30, 1-62; Energy & Fuels 2002, 16, 1321-1328; Journal of Porous Materials 5, 43-58 (1998); Carbón 48 (2010) 636-644; Fuel Processing Technology (2013), 106, 501-510.
Existen patentes donde se describen procedimientos para su obtención (Preparation of super active carbón, SONGLIN ZUO; XUAN CAI, Application number: CN20081243618 20081210; Preparation of super active carbón material: WENDONG XU; HAIJUN BIAN, Application number: CN20071302283 20071224; Method for preparing pressed active carbón; KAIXI Ll; GUOHUA SUN; JIAN WANG; Application number:CN20101166141 20100505; CN101439857; Mesoporous activated carbón and preparation process thereof; SHITANG TONG: Application number:CN20081186027 20081211).
No se ha encontrado ningún documento que se refiera al uso del carbón directamente mezclado con el tabaco, de modo que se encuentre presente en el proceso de combustión.
En la presente invención se describe una nueva aplicación de estos materiales que consiste en el uso de este tipo de carbones activados y súper activados mesoporos mezclados directamente con el tabaco, de modo que se encuentren presentes en el proceso de
combustión del tabaco y que poseen un tamaño de partícula y una morfología tal que no atraviesan el filtro convencional y con objeto de reducir las sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco.
Descripción de la invención
Así pues, en un primer aspecto, la presente invención se refiere al uso de carbones activados mesoporosos con un tamaño de partícula comprendido entre 1-100 |xm, de elevado grado de activación, con una superficie SBet comprendida entre 1200-4200 m2/g, un volumen VMic comprendido entre 0.4-1.2 cm3/g y un volumen VMeso comprendido entre 0.6- 2.8 cm3/g como aditivo para reducir las sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco.
En una realización más en particular, los carbones activados mesoporosos tienen un tamaño de partícula comprendido entre 2-20 im. Más en particular el tamaño de partícula de los carbones activados mesoporosos se encuentra entre 5-15pm.
En una realización en particular, los carbones activados mesoporosos están impregnados con materiales de tipo carbonatos o hidróxidos de metales como el Na, Ca, Fe, Ce o Zr, o mezclados con zeolitas o alumninosilicatos, o mezclados con formas ácidas, sódicas o intercambiadas con óxidos de Fe, Ce, o Zr o mezclas de los mismos de las zeolitas o aluminosilicatos.
En un segundo aspecto la presente invención se refiere a una mezcla que comprende tabaco seco y carbones activados mesoporosos, con un tamaño de partícula comprendido entre 1-100 |am, con una superficie SBet comprendida entre 1200-4200 m2/g, un volumen VMic comprendido entre 0.4-1.2 cm3/g y un volumen VMESo comprendido entre 0.6-2.8 cm3/g como aditivo. En una realización más en particular, los carbones activados mesoporosos tienen un tamaño de partícula comprendido entre 2-20 |m. Más en particular el tamaño de partícula de los carbones activados mesoporosos se encuentra entre 5-15nm.
En una realización más en particular, los carbones activados mesoporosos de la mezcla se encuentran en una concentración comprendida entre 0.5-15% en peso con respecto del tabaco seco. Más en particular los carbones activados mesoporosos de la mezcla se encuentran en una concentración comprendida entre 2-7% en peso con respecto del tabaco seco.
En una realización en particular de la presente invención, los carbones activados mesoporosos de la mezcla presentan un tamaño de partícula comprendido entre 5 y 15 pm,
una superficie SBet superior a 3000 m2/g, un volumen VM|C superior a 1.1 cm3/g y un volumen Vmeso superior a 2.0 cm3/g.
Descripción de las figuras.
Figura 1. Isotermas de adsorción de N2 a 77K de los carbones activados utilizados, donde Vads STP (cm3/g) representa el volumen de gas adsorbido en condiciones normales a la presión relativa P/P0.
Figura 2. Imagen SEM típica de los carbones utilizados.
Figura 3. Detalle, entre los tiempos de retención de 15 y 21 min, del cromatograma de los líquidos generados al fumar el tabaco 3R4F y 3R4F mezclado con el carbón LMA-414.
Figura 4. Detalle, entre los tiempos de retención de 21 y 25 min, del cromatograma de los líquidos generados al fumar el tabaco 3R4F y 3R4F mezclado con el carbón LMA-414.
Figura 5. Detalle, entre los tiempos de retención de 25 y 55 min, del cromatograma de los líquidos generados al fumar el tabaco 3R4F y 3R4F mezclado con el carbón LMA-414.
Figura 6. Detalle, entre los tiempos de retención de 15 y 21 min, del cromatograma de los líquidos generados al fumar el tabaco 3R4F y 3R4F mezclado con el carbón LMA-414.
Figura 7. Detalle, entre los tiempos de retención de 21 y 25 min, del cromatograma de los líquidos generados al... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Uso de carbones activados mesoporosos con un tamaño de partícula comprendido entre 1 -100 pm, con una superficie SBet comprendida entre 1200-4200 m2/g, un volumen VMic comprendido entre 0.4-1.2 cm3/g y un volumen VMeso comprendido entre 0.6-2.8 cm3/g como aditivo para reducir las sustancias tóxicas y cancerígenas presentes en el humo del tabaco.
2. Uso según la reivindicación 1, donde el tamaño de partícula se encuentra comprendido entre 2-20pm.
3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el tamaño de partícula se encuentra comprendido entre 5-15pm.
4. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los carbones activados mesoporosos están impregnados con materiales de tipo carbonatos o hidróxidos de metales como el Na, Ca, Fe, Ce o Zr, o mezclados con zeolitas o alumninosilicatos, o mezclados con formas ácidas, sódicas o intercambiadas con óxidos de Fe, Ce, o Zr o mezclas de los mismos de las zeolitas o aluminosilicatos.
5. Mezcla que comprende tabaco seco y carbones activados mesoporosos, con un tamaño de partícula comprendido entre 1-100 pm, con una superficie SBet comprendida entre 1200- 4200 m2/g, un volumen VM|C comprendido entre 0.4-1.2 cm3/g y un volumen VMeso comprendido entre 0.6-2.8 cm3/g como aditivo.
6. Mezcla según la reivindicación 5, donde el tamaño de partícula de los carbones activados mesoporosos se encuentra comprendido entre 2-20pm.
7. Mezcla según la reivindicación 6, donde el tamaño de partícula de los carbones activados mesoporosos se encuentra comprendido entre 5-15pm.
8. Mezcla según la reivindicación 5, caracterizada por que los carbones activados mesoporosos se encuentran en una concentración comprendida entre 0.5-15% en peso con respecto del tabaco seco.
9. Mezcla según la reivindicación 8, caracterizada por que los carbones activados mesoporosos se encuentran en una concentración comprendida entre 2-7% en peso con respecto del tabaco seco.
10. Mezcla según cualquiera de las reivindicaciones 5-9, caracterizada por que los carbones activados mesoporosos presenta un tamaño de partícula comprendido entre 5 y 15 pm, con una superficie SBET superior a 3000 m2/g, un volumen VMic superior a 1.1 cm3/g y un volumen Vmeso superior a 2.0 cm3/g.
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