专利名称：：从含水的烟草提取物中选择性地除去成份的方法和装置的制作方法从含水的烟草提取物中选择性地除去成份的方法和装置背景已经公开了涉及通过使用含水的烟草提取物制备再造的烟草的多种方法。例如见美国专利序号1016844;3760815;3847163;3386449和4674519。已经公开了调节烟草植物提取物的含量的多种方法。例如美国专利序号3616801描述了使烟草植物部分与水接触以获得含水的烟草提取物，处理所述提取物以调节它的某些金属离子的含量并再次合并被处理的含水的烟草提取物和提取的烟草部分。美国专利序号5810020描述了对烟草物料脱氮的方法，其中包含冠醚的有机溶剂用来从可溶的烟草组分的水溶液中提取某些成份。美国专利序号4153063、5119835和5497792描述了使用超临界溶剂从烟草中除去生物碱，例如尼古丁。概述公开的是用于从烟草植物提取物中选择性地分离特定成份的方法和装置。此外，该申请中描述了从含水的烟草提取物中经济地和选择性地除去特定成份的方法和装置。例如，选择性地降低含水的烟草提取物中的烟草特有的亚硝胺(TSNA)的方法包括使所述提取物与TSNA选择性吸附剂接触。本文使用的TSNA选择性吸附剂是选择性地吸附TSNA化合物至大大高于含水的烟草提取物的其它成份(例如生物碱)的程度的试剂。所述TSNA选择性吸附剂优选具有大于2，更优选大于4和最优选大于约8的TSNA选择性指数。所述TSNA选择性吸附剂可以是多孔树脂聚合物。所述多孔树脂聚合物可以以球粒的形式提供。所述树脂可以是大孔树脂。优选地，所述树脂是已经在溶胀状态下交联的苯乙烯_二乙烯基苯共聚物树脂。此类树脂的优选的类型具有包含大孔和微孔的孔结构，即它具有相对较大的直径在100l的数量级的腔体和通道，所述腔体和通道分支成更小的腔体。这些更小的孔优选具有小于100A、例如约30-60A或约40-50A、例如约46A的平均直径。此外，选择性地降低含水的烟草提取物中的特定金属离子(例如镉)的量的方法包括使所述提取物与金属选择性吸附剂接触。金属选择性吸附剂可以是例如球粒形式的官能化的树脂。所述树脂可以是聚合物树脂，例如已经在溶胀状态下交联并且具有包含在该树脂中的用于结合金属的官能团的苯乙烯-二乙烯基苯树脂。所述官能化的树脂可以含有用于结合金属的官能团，例如螯合用结构部分。螯合用结构部分的优选类型是亚氨基二乙酸根结构部分。上述方法还可以包括制备含水的烟草提取物的步骤，例如切碎烟草的植物部分、收集烟草植物部分、和使烟草的植物部分与水溶液(例如水)接触。以上方法还可以包括浓縮所述含水的烟草提取物的步骤。以上方法步骤还可以组合起来作为包括选择性地除去含水的烟草提取物的多种成份的步骤的处理方法的一部分。此外，可以组合所述方法以使得使浓縮的烟草提取物与多种选择性吸附剂接触的步骤合并为使所述烟草提取物与选择性吸附剂的混合床接触的单一步骤，其中所述选择性吸附剂混合床是沿用于与树脂接触的容器的长度分布的一系列选择性试剂剂，或各自含有选择性吸附剂的一系列相连的容器。或者，含水的烟草提取物可以在一个或多个间歇工艺步骤与一种或多种选择性吸附剂接触，其中提取物与试剂在容器中接触以使得所述试剂不形成床层。例如，试剂和提取物可以在容器中接触并遭受搅拌或搅动，其中所述搅拌或搅动足以维持所述试剂悬浮但是优选不是太剧烈以至于引起发泡。然后通过任意适合的方法(例如过滤或使所述试剂沉降)分离吸附剂与提取物，通过离心可以加速所述分离。或者，可以在接触步骤中使用逆流安排。在这样的安排中，从容器相对的部分引入含水的烟草提取物和选择性吸附剂。例如将含水的烟草提取物引入到容器的上部，而将选择性吸附剂连续地引入到容器的下部以使得所述试剂穿过所述提取物的流速达到活塞流，并且在所述容器的顶部或顶部附近进行收集，并在所述容器的底部或底部附近收集提取物。或者可以将含水的烟草提取物引入到容器的下部，而将选择性吸附剂引入到容器的上部，并且维持所述含水的烟草提取物向上流动的速度以使得选择性吸附剂向下流动穿过所述提取物，以便可以在容器的底部或底部附近收集所述试剂，而在容器的顶部或顶部附近收集提取物。使提取物同时经过多个串联或并联连接的接触容器是有利的。在这样的体系中，还有利的是维持不用的容器的数目近似等于使用中的容器的数目，并且不用的容器可以处于备用或再生模式。优选地，所述含水的烟草提取物与选择性吸附剂在长度与直径之比小于约2:i的接触容器内接触。优选实施方案详述在由植物例如烟草制备吸烟物料中，通过将植物的可溶的提取物与植物的不可溶部分分开可以制备再造物料。可以分开处理可溶的部分和不可溶的部分，并且随后可以将它们再次组合为成品。此类再造物料可以用在烟草制品的各个部分中，并且可以与天然烟草和/或其它物料混合。在可溶部分的处理中，希望分离特定的成份，例如，用在其它应用中或改变再造产物的特性。见，例如共同拥有的美国专利序号3616801和5339838，在此引入所述专利的全部内容作为参考。可以以本领域中认可的任何适当的方式制备烟草植物的含水提取物。例如通过包含使烟草植物物料与水(例如过滤水、蒸馏水、去离子水、普通自来水)或水溶液接触的方法。可以将添加剂包括酸、碱、盐、缓冲剂和/或可与水混溶的溶剂(例如醇)加入到水中以改变烟草可溶组分的提取。烟草通常在加工之前被干燥或被熏制。通常在制备提取物之前将所述烟草切割或切碎为小尺寸。或者，或除此以外，能使用可以在烟草的加工中产生出来的烟草植物物料的小片和尘屑来制备含水的烟草提取物。所述烟草物料与水或水溶液在容器中接触一段时间，在该时间内搅拌或以其它方式例如通过旋转所述容器搅动所述混合物。可以控制混合物的温度和压力以便使提取过程最优化。例如，水或水溶液的温度可以大于约38t:(约100°F)，例如约43°C-约60°C(约110°F-约140°F)，但是优选小于或等于该溶液的沸腾温度。优选的温度为约46t:_52°C(约115°F-125°F)，例如约49°C(约120°F)。当希望温度升高的溶液时，可以在提取期间加热该混合物，或者可以在溶液与植物物料接触之前加热所述溶液。如果合意的话，所述提取物可以在提取和/或加工过程中维持在升高的温度下。可以通过任何适合的方法，例如倾析、过滤或离心，将所述液态含水的提取物(包5括烟草的可溶部分)与所述混合物的不溶部分分离开。例如可以在使不溶部分沉降后通过倾析所述液体提取物使所述液体与固体部分分开，通过例如在转筒中旋转所述混合物，通过压制所述混合物，通过例如在斗式或篮式离心机中离心，通过组合地或顺序地进行此类步骤等来辅助该分离。用于将所述液体提取物与不溶的烟草部分分离开的优选的离心机类型包括例如Alfa-Laval生产的篮式离心机。分离之后，但是在所述提取物的浓縮之前，可以将所述提取物称为预浓縮提取物。在本文描述的方法中，优选浓縮所述含水的提取物。多种因素，例如提取中水溶液与烟草物料之比、叶子和茎杆部分的相对比例、时间、温度、压力和其它提取条件会影响含水提取物在浓縮之前的可溶烟草成份的量。可以通过任何适合的方法浓縮提取物，实例包括蒸发和反渗透。优选地，可以通过蒸发含水的溶剂经济地浓縮所述提取物。通过使所述提取物暴露在降低的压力和/或升高的温度下并通过增加溶剂暴露的表面积的装置例如旋转容器来加速蒸发。—般地，使所述提取物维持在升高的温度下，例如约43t:-约6(rC(约110°F-约140°F)，优选约49t:(约120°F)。含水的烟草提取物的性质可以导致提取物粘度在更高的温度下升高，因此更低的温度可以改进提取物流动加工性和吸附能力。恒定的搅拌或以其它方式在例如旋转装置上的容器中混合所述提取物是有利的。此类搅拌优选足以防止提取物中凝胶的形成，并且优选不是太剧烈以至于导致所述提取物发泡。可以通过多种方法，例如比重和折光率，测定提取物的浓縮程度。为了在本方法中使用，优选所述提取物以约1.5x、2x或3x-5x的因子进行浓縮，例如所述提取物可以被浓縮到在约43"-约6(TC(约110°F-约140°F)下的密度为约1.2g/ml-约1.35g/ml，例如约1.28g/ml。从含水的烟草提取物中选择性地除去烟草特有的亚硝胺(TSNA)已经确定了在从含水的烟草提取物中选择性地除去TSNA方面有效的TSNA选择性吸附剂的优选性质。本文使用的TSNA包括化合物4-(甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)N'-亚硝基降烟碱(NNN)，N'-亚硝基新烟碱(NAB)和N'_亚硝基新烟草碱(NAT)。因此，例如选择性地降低含水的烟草提取物中的这些TSNA中的一种或多种的量的方法可包括使所述提取物与TSNA选择性吸附剂接触。尽管非特性吸附剂，例如活性炭，可以从水溶液中除去例如TSNA的有机化合物，已经发现具有优选性质的组合的吸附剂具有令人吃惊的选择性和效率。优选的TSNA选择性吸附剂包括苯乙烯或烷基苯乙烯与二乙烯基苯和/或三乙烯基苯共聚物树脂的高度交联的非离子型共聚物的球粒。包含使用Friedel-Crafts催化剂在溶胀状态下后交联的卤烷基化的苯乙烯-二乙烯基苯树脂球粒的试剂是优选的。美国专利序号5079274和其中引用的参考文献详细描述了此类树脂，在此引入它们的全部内容作为参考。TSNA选择性吸附剂可以是非离子苯乙烯-二乙烯基苯大孔或大网络树脂。大孔树脂具有相对大的、在几百A的数量级的孔，它们分支成较小的孔和通道，所述较小的孔具有几十l的数量级的直径。因此，TSNA选择性吸附剂优选具有包含宽的孔尺寸分布的高内表面积。优选的TSNA选择性吸附剂可以通过小于约100A，或小于约50人(例如约46A)的孔尺寸进行表征。TSNA选择性吸附剂的内表面积从约300m7g至更优选至少约1000m7g或6更大，最优选约1100m7g。还优选约1.15cmVg或更大的总孔隙率(颗粒比孔容)。优选的TSNA选择性吸附剂具有约20-50目的颗粒尺寸以及表明高度交联的树脂的大于约500(g/球粒)的破碎强度。包含苯乙烯-二乙烯基苯树脂的优选的TSNA选择性吸附剂可以具有至少约1.2g/cm3、例如约1.24g/cm3的固体密度，至少约0.3g/cm3、例如约0.35g/em3的堆密度，和约0.50g/cm3的颗粒密度。此类树脂可以具有约0.7、例如0.71的空隙率，与约0.3、例如0.31的堆空隙率，和约0.6、例如0.59的颗粒孔隙率。此类树脂的颗粒比孔容可以为至少约1.lcmVg，例如约1.17cmVg。颗粒尺寸优选使得沙乌特平均直径为约0.7mm，而数均直径为约0.65mm以及大于约70%的颗粒具有介于0.5mm和0.8mm之间的直径。具有TSNA选择性吸附剂的优选性质的树脂的优选实例是由Dow化学公司生产的DowexOptiporeL493(还被生产商称为XUS-43493,并且当为气相应用而制备时称为V493)。PuroliteTMMN-200在某些方面类似于DowexTMOptiporeL493，并且是可以接受的TSNA选择性吸附剂的另一个实例。作为其它实例，能够从含水的烟草提取物中除去TSNA化合物的丙烯酸酯聚合物树脂是RohmandHaasXAD_7。在示例性的聚合物树脂中，具有DoWexTM0ptiporeL493的性质的树脂在选择性地除去TSNA方面优于RohmandHaasXAD-7。鉴于以上，可以通过检查这些产物的物理性质确定TSNA选择性吸附剂的其它优选性质。不想束缚于理论，认为发生TSNA减少的机理是疏水相互作用加上分子筛分。认为吸附剂的化学组成和结构特征对效率和选择性起作用。因此，TSNA选择性吸附剂优选是非离子的，并且包含对于TSNA分子来说是尺寸选择性的孔。前述优选的特征和商业产品是说明性的并且不是限制性的或穷举性的。TSNA选择性试剂不需要是实例中之一或具有每一个优选的性质。然而，在本方法中使用的优选的TSNA选择性吸附剂通常具有类似于示例性的优选试剂的性质的很多性质。与吸附剂接触的提取物的性质对于所选择的成份的吸附有影响。例如，提高TSNA的浓度会提高TSNA选择性吸附剂的吸附容量。高温降低TSNA选择性吸附剂的吸附容量。然而，浓縮的烟草提取物的粘度受温度的强烈影响，并且粘度可以影响吸附速率。简单地作为指导，约49t:(约120°F)的温度可以是优选的，或者可以作为最优化的起点。可以由熟练的实践者根据提取物的条件和装置的安排确定最佳的温度以平衡维持用于处理的适当粘度同时提供吸附容量的需要。所述提取物的pH值会影响TSNA选择性吸附剂的选择性。较高的pH值通常有利于有机碱例如胺的吸附。较低的PH值通常有利于有机酸例如酚的吸附。一般优选约5-约7、例如约5.7-约6.1的pH值范围。TSNA选择性吸附剂定义为从烟草提取物中有效地除去TSNA化合物，并且除去TSNA化合物至比它除去其它化合物更高的程度的试剂。例如，TSNA选择性吸附剂优选提取TSNA至比含水的烟草提取物中存在的其它有机组分更高的程度。相对于以下烟草提取物中的示例性的化合物来测定选择性生物碱、还原糖和可溶的氨。在标准条件下使用标准量的吸附剂直接测量TSNA化合物的减少来确定物料在从含水的烟草提取物中除去TSNA时的效率的量度。例如，可以使用任何认可的定量步骤测定未处理的浓縮的含水烟草提取物样品中的TSNA化合物和其它化合物的浓度。为测定吸附7能力，使浓縮的提取物(例如约1.25g/cm3)样品(35ml)在与烟草提取物的处理一致的温度下，例如约43°C-约60°C(约110°F-约140°F)，在lg吸附剂物料存在下，在足以维持所述吸附剂为悬浮物的恒定搅拌或搅动条件下(例如通过将所述提取物和吸附剂物料放置在旋转盘上的小瓶中)，达到平衡。比较处理的和未处理的提取物中全部TSNA化合物的浓度。通过从35ml浓縮的含水烟草提取物中由lg试剂除去的全部TSNA化合物的百分数定义0-100范围内的TSNA吸附能力指数。本方法中使用的TSNA选择性吸附剂优选具有大于约50的吸附能力指数。优选具有大于约70的吸附能力指数的TSNA选择性吸附剂，并且最优选具有约80或更大指数的试剂。可以使用以下步骤定义TSNA选择性试剂的选择性指数。测定浓縮的含水烟草提取物样品中全部TSNA化合物的水平和生物碱化合物的水平。使浓縮的含水烟草提取物样品(35ml)与一定量的试剂(lg)在与此类提取物的处理一致的温度例如约43t:-约60°C(约11(TF-约14(TF)下和恒定的搅拌下接触。使所述混合物达到平衡。将所述试剂与浓縮的含水烟草提取物分开，并再次测定浓縮的含水烟草提取物中TSNA化合物的水平和生物碱化合物的水平。TSNA选择性指数定义为35ml浓縮的含水烟草提取物中由lg试剂在43t:(110°F)下造成的所有TSNA化合物水平的减少的百分数除以生物碱减少的百分数。例如，使TSNA水平减少80%和使生物碱水平减少10%的试剂具有的TSNA选择性指数为8。根据本文的用法的TSNA选择性吸附剂的TSNA选择性指数优选至少为约2，优选大于约4和最优选至少为约8(例如大于20、30、40、50或60±5)。就这一点而言，发现具有DowexOptiporeL493(或V493)树脂特征的TSNA选择性试剂具有比备选的树脂，例如RohmandHaasXAD-7或一般用途的吸附剂，显著更大的对于TSNA的效率和选择性的组合。表1中总结了这些树脂颗粒的对比平均性质。有利地，所述TSNA选择性吸附剂具有约70或更高的TSNA吸附能力指数和至少约5的TSNA选择性指数。例如，所述TSNA选择性吸附剂可以具有约80或更高的TSNA吸附能力指数和至少约10的TSNA选择性指数。或者，所述TSNA选择性吸附剂可具有约50或更高的TSNA吸附能力指数和大于约10的TSNA选择性指数。树脂产品树脂类型平均表面积(m2)平均孔径(A)粒度OptiporeL493笨乙烯-DVB11004620-50XAD-7丙烯酸酯450卯20-60表1从含水的烟草提取物中选择性地除去镉(Cd)、荥(Hg)、镍(Ni)、铅(Pb)和其它可溶的金属离子选择性地降低含水的烟草提取物中的金属离子(例如镉)的量的方法包括使所述提取物与金属选择性吸附剂接触。已经确定了在从含水的烟草提取物中选择性地除去可溶的金属离子方面有效的金属选择性吸附剂的性质。已经发现通过使用具有以下性质组合的弱酸阳离子交换树脂能获得从含水的烟草提取物中除去金属离子的效率和选择性的令人吃惊的结合。优选的树脂包括具有金属选择性螯合用官能团的大孔或大网络苯乙烯-二乙烯8基苯树脂。适合的树脂具有约14-52或约16-50目的优选的筛网。颗粒尺寸优选使得平均沙乌特直径为约0.44mm和数均直径为约0.42mm与约70%或更多的颗粒具有在0.35mm和0.5mm之间的直径。优选地，所述树脂具有在甲醇中约1.4g/cm^例如1.43g/cm3的平均固体密度，在空气中约0.5g/cm3、例如约0.47g/cm3的平均堆密度，和约0.6g/cm3、例如约0.64g/cm3的平均颗粒密度。总空隙率优选为约0.7，例如0.67，以及堆空隙率为约0.25，例如0.27，以及颗粒空隙率为约0.55。因此，颗粒比空隙体积优选约0.85cmVg。优选的树脂具有至少约1.leq/L的交换容量，更优选至少约1.35eq/L的交换容量。有利地，所述树脂用螯合用结构部分进行官能化。优选地，所述金属选择性吸附剂是用螯合用结构部分酸官能化的并且具有至少约1.leq/L的交换容量的树脂。螯合用结构部分通常是存在用于结合金属的原子(例如氧原子或氮原子)的化学官能团，该化学官能团在分子几何学上或多或少地适合于与金属离子的原子轨道相互作用。当用于结合金属的原子的位置几乎对应于特定的金属原子的价轨道几何学时，特异性和亲和力得以最优化。亚氨基二乙酸基团由于它选择性地与金属结合的性质而是优选的螯合用结构部分。螯合用结构部分的其它实例包括次氨基三乙酸(NTA)和乙二胺四乙酸，它们也可以掺入到树脂中。所述金属选择性吸附剂可以是用螯合用结构部分官能化的苯乙烯-二乙烯基苯树脂。优选的金属选择性吸附剂的实例包括由RhomandHaas生产的AmberliteIRC-748。是具有亚胺基二乙根官能团的大孔苯乙烯_二乙烯基苯树脂的备选的金属选择性吸附剂的实例是由Purolite公司生产的PuroliteS-930和由Dow化学公司生产的DowexIDA-1。其它实例包括由Bio-Rad销售的Chelex20和以Bayer公司的Sybron生产的LewatitTP207和TP208。另一种从含水的烟草提取物中选择性地除去特定金属的备选试剂包括包含氨基膦(aminophosphonic)官能团(_NHCH2P03)的苯乙烯-二乙烯基苯树脂。此类树脂的实例是由Dow化学公司生产的DoWexIPA-l。本领域的技术人员会承认上面确定的金属选择性吸附剂的优选特性和上述商购产品的实例是说明性的，并且不是限制性的或穷举性的。具有结合这些实施例所说明的性质组合的任何吸附剂物料，即包含金属选择性螯合用官能团的多孔物料，可以是本文描述的方法的范围之内的金属选择性吸附剂，前提是它具有合适的吸附能力和选择性。本文使用的金属选择性吸附剂是从浓縮的含水烟草提取物中有效地除去可溶性金属并且到比它吸附其它成份(即有机化合物例如生物碱)更高的程度的试剂。可以通过在标准条件下使用标准量的吸附剂直接测量可溶性金属的减少来确定物料从含水的烟草提取物中除去可溶性金属的效率的量度。例如，使用任何认可的定量步骤测定未处理的浓縮的含水烟草提取物样品中的可溶性金属的浓度。使浓縮的提取物样品(35ml)在与烟草提取物的处理一致的温度下，例如约43°C-约60°C(约110°F-约140°F)，在吸附剂(lg)的存在下，在足以维持所述吸附剂为悬浮物的恒定的搅拌或搅动的条件下(例如通过将所述物料放在旋转盘的小瓶中)达到平衡。比较处理的和未被处理的提取物中的全部可溶性金属的浓度。为了方便起见，通过由lg吸附剂在43t:(110°F)从35ml浓縮的含水烟草提取物中除去的可溶性金属的百分比定义从O至100的吸附能力指数。本方法中使用的可溶性金属选择性吸附剂优选具有高于约60的吸附能力指数。优选具有高于约70的吸附能力指数的可溶性金属选择性吸附剂，最优选具有约75或更高的指数的试剂。可以由通过直接测试确定的指数描述选择性。优选在金属(即金属阳离子)和有机化合物之间具有选择性的试剂，而不是在多种金属之间具有选择性的试剂。因此，金属和烟草提取物的有机组分之间的选择性是对于金属选择性吸附剂有用的标准。例如，对于以下金属选择性吸附剂，可以定义镉选择性指数确定浓縮的含水烟草提取物中的镉的水平和生物碱化合物的水平。使一定量的浓縮的含水烟草提取物(35ml)与一定量的试剂(lg)在与此类提取物的处理一致的温度下，例如约43°C-约60°C(约110°F-约140°F)，与恒定的搅拌下(即不向所述提取物中引入气泡或产生泡沫的搅拌或温和的摇动)接触。使所述混合物达到平衡。从浓縮的含水烟草提取物中分离出所述试剂，并且再次测定所述浓縮的含水烟草提取物中的镉的水平和生物碱化合物的水平。通过35ml浓縮的含水烟草提取物中由lg试剂在43t:(110°F)下造成的镉水平的减少百的分数除以生物碱的减少的百分数来定义所述金属选择性指数。例如，使镉的水平降低75%和生物碱水平降低5%的试剂具有的镉选择性指数为15。根据本文描述的用法的镉选择性吸附剂具有大于15和更优选大于约20(例如大于30、40、50、60或70±5)的镉选择性指数。正如下文陈述的，很多条件可以影响试剂的选择性。基于对这些因素的考虑，可以理解的是，与用于制备吸烟物料的烟草提取物的处理相匹配的最有利的条件应该在应用本文描述的方法时分别进行确定。有利地，所述金属选择性吸附剂可具有约75或更高的Cd吸附能力指数和约15或更大的Cd选择性指数。例如，所述金属选择性吸附剂可具有约75或更大的Cd吸附能力指数和约20或更大的Cd选择性指数。根据该发现，从含水的烟草提取物中选择性地除去金属例如镉、镍、汞和铅的方法包括使所述含水的提取物与金属选择性吸附剂接触。金属选择性吸附剂可以是用于结合金属的大孔交联的聚合物树脂。优选的大孔树脂是已经作为共聚物形成且然后在溶胀状态下后交联的那些。此类聚合物优选包含螯合用官能团，例如亚氨基二乙酸基团。在本方法的优选实施例中，所述方法包括使所述含水的提取物与亚氨基二乙酸官能化的苯乙烯_二乙烯基苯树脂接触。具有亚氨基二乙酸根螯合用官能团的苯乙烯-二乙烯基苯共聚物树脂对于特定的二价阳离子的相对亲和力会受到平衡离子、提取物的离子强度和液体提取物的pH值的影响。因此，在硝酸盐的存在下对于Hg2+的选择性会提高。在氯离子的存在下，Hg2+以更小的特异性程度被除去，并且其它离子以更高的相对亲和力被除去。作为另一个实施例，此类聚合物树脂在pH值为约4时对Hg2+的相对亲和力比对CcT的相对亲和力更大，而在更高的pH值下(例如pH值约为9)并且在所述含水提取物的离子强度更大(例如在离子强度为1.5M的溶液中)时，对Cd2+的相对亲和力提高了。因此，通过调节烟草提取物的pH值、通过提高或降低离子强度或特定的平衡离子(例如冊3)的存在，可以调节所述含水的提取物用来选择性地除去特定的可溶性金属离子。此类调整作为完整的处理方法的一部分通过安排处理步骤(即浓縮、稀释、除去硝酸盐等)可以经济地实现，以使根据合意的选定成份的除去的选择性最大化。例如，可通过浓縮或稀释烟草提取物调节提取物的离子强度。此外，可以在包括使所述提取物与包含螯合用官能团的大孔聚合物接触的步骤之前和/或之后实施进行非金属离子例如硝酸根的除去的处理步骤。作为另一个实施例，可以在使所述提取物与螯合树脂接触之前将所述含水的烟草提取物的pH值调节到低于约7，例如调节至pH为约5或约4。通过加入包括强酸或弱羧和强碱或弱碱(碱)和缓冲化合物的酸性或碱性化合物调节所述PH值。然而，在非常低的pH值下，例如pH值为约2，所述树脂不能结合金属离子。因此，在与螯合树脂接触过程中，所述pH值优选高于所述酸性螯合用官能团的pKa值。或者，例如，在所述提取物与螯合树脂接触之前，将含水的烟草提取物的pH值调节至高于约7，例如调节至pH约为9或pH约为12。在本方法的详细阐述中，可以对装置进行安排以便使所述烟草提取物与螯合树脂接触两次或更多次独立的时间，并调节所述提取物以在与螯合树脂的每次接触之间提高一种或多种金属离子的选择性除去。从含水的烟草提取物中选择性地除去硝酸盐—般地，通过结晶从烟草提取物中除去硝酸盐。然而，这需要单独的处理步骤和辅助设备操作以及维护成本。可以实施包括使所述提取物与硝酸盐选择性吸附剂接触的选择性地降低含水的烟草提取物中硝酸盐的量的方法，而不用结晶。此外，该方法可以单独进行，或者可以与选择性地除去烟草提取物的一种或多种其它成份结合进行。已经确定了在处理含水的烟草提取物中使用的硝酸盐选择性吸附剂的优选的性质。优选的硝酸盐选择性吸附剂包括作为凝胶或大网络树脂的阴离子型苯乙烯_二乙烯基苯共聚物或丙烯酸-二乙烯基苯，它们优选被强碱或弱碱结构部分官能化。优选的硝酸盐选择性吸附剂可包括叔胺或季胺或季铵官能团。具有硝酸盐选择性吸附剂的优选性质的树脂的优选实例包括由Dow化学公司生产的Dowex"MarathonWBA_2、DowexTMMarathonA禾PMTO-DowexM43，以及RohmandHaasAmberliteFPA51、FPA53和FPA90C1。应当指出，硝酸盐选择性吸附剂不限于所列举的物质。通过检测这些示例性的硝酸盐选择性吸附剂来确定硝酸盐选择性吸附剂的优选性质。此外，可以生产包含不同于前述实例的特征的硝酸盐选择性吸附剂，只要所述试剂具有硝酸盐选择性吸附剂的吸附作用和选择性即可。由包含具有弱碱官能团的大网络苯乙烯-二乙烯基苯树脂的RohmandHaasAmberliteFPA51所举例说明的优选的硝酸盐选择性吸附剂可具有约1.06g/cm3的固体密度、约0.32g/cm3的堆密度、以及约0.47g/cm3的颗粒密度。此类树脂优选具有约0.70的空隙率、约0.31的堆空隙率和约0.56的颗粒孔隙率。此类树脂的颗粒比孔容优选为约1.18cmVg。颗粒尺寸优选为使得沙乌特平均直径为约0.34mm，而数均直径为约0.29mm。由包含具有弱碱官能团的丙烯酸_二乙烯基苯凝胶的RohmandHaasAmberliteTMFPA53所举例说明的优选的硝酸盐选择性吸附剂可具有约1.15g/cm3的固体密度、约0.63g/cm3的堆密度、以及约0.97g/cm3的颗粒密度。此类树脂可以优选具有约0.45的空隙率，与约0.35的堆空隙率和约0.16的颗粒空隙率。此类树脂的颗粒比孔容可优选为约0.16cmVg。颗粒尺寸优选使得沙乌特平均直径为约0.49mm，而数均直径为约0.45mm。由包含具有强碱季铵官能团的苯乙烯_二乙烯基苯树脂大网络树脂的RohmandHaasAmberliteFPA90C1所举例说明的优选的硝酸盐选择性吸附剂可具有约1.26g/cm3的固体密度、约0.46g/cm3的堆密度、以及约0.60g/cm3的颗粒密度。此类树脂可优选具有约0.63的空隙率，与约0.23的堆空隙率和约0.53的颗粒空隙率。此类树脂的颗粒比孔容可优选为约0.88cmVg。颗粒尺寸优选使得沙乌特平均直径为约0.42mm，而数均直径为约0.36mm。由包含具有弱碱叔胺官能团的苯乙烯_二乙烯基苯树脂大网络树脂的DowexMarathonWBA-2所举例说明的优选的硝酸盐选择性吸附剂可具有约1.llg/cm3的固体密度、约0.42g/cm3的堆密度、以及约0.61g/cm3的颗粒密度。此类树脂可优选具有约0.63的空隙率，与约0.32的堆空隙率和约0.45的颗粒空隙率。此类树脂的颗粒比孔容优选为约0.73cm3/g。颗粒尺寸优选使得沙乌特平均直径为约0.53mm，而数均直径为约0.50mm。由包含具有强碱季胺官能团的苯乙烯_二乙烯基苯树脂大网络树脂的DowexMarathonA所举例说明的优选的硝酸盐选择性吸附剂可具有约1.26g/cm3的固体密度、约0.65g/cm3的堆密度、以及约0.96g/cm3的颗粒密度。此类树脂可优选具有约0.48的空隙率，与约0.32的堆空隙率和约0.24的颗粒空隙率。此类树脂的颗粒比孔容可优选为约0.25cm3/g。颗粒尺寸优选使得沙乌特平均直径为约0.35mm，而数均直径为约0.33mm。由包含具有大于约1.55eq/L的弱碱官能团的苯乙烯_二乙烯基苯树脂大网络树脂DowexTMM43所举例说明的优选的硝酸盐选择性吸附剂可具有约1.13g/cm3的固体密度、约0.43g/cm3的堆密度、以及约0.61g/cm3的颗粒密度。此类树脂可优选具有约0.62的空隙率，与约0.30的堆空隙率和约0.46的颗粒空隙率。此类树脂的颗粒比孔容可优选为约0.75cmVg。颗粒尺寸优选使得沙乌特平均直径为约0.52mm，而数均直径为约0.46mm。优选地，硝酸盐选择性吸附剂具有很大的容量用于吸附硝酸盐，例如在具有约0.6%(即0.12mmol/ml)硝酸盐提取物的提取物中负载量大于约0.35mmol，优选大于约0.37mmol，更优选大于约0.38mmo1或0.42mmo1硝酸盐每克吸附剂，并且能在与烟草提取物接触小于约6小时之内，更优选在小于约4小时之内，和最优选在约2小时之内或更少的时间内，达到平衡。硝酸盐选择性吸附剂定义为从烟草提取物中有效地除去硝酸盐化合物并且除去硝酸盐化合物至比它除去其它化合物更高的程度的试剂。例如，硝酸盐选择性吸附剂优选提取硝酸盐到比含水烟草提取物中存在的其它有机组分更高的程度。相对于以下烟草提取物中的示例性的化合物来测定选择性生物碱、还原糖和可溶的氨。通过在标准条件下使用标准量的吸附剂直接测定硝酸盐化合物的减少来确定试剂在从含水的烟草提取物中除去硝酸盐化的效率的量度。例如，使用任何认可的定量步骤测定未处理的浓縮的含水烟草提取物样品中硝酸盐化合物和其它化合物的浓度。使浓縮的提取物样品(35ml)，例如具有约1.28g/ml的密度，在与烟草提取物的处理一致的温度下，例如约43°C-约60°C(约110°F-约140°F)，在3g吸附剂物料的存在下，在足以维持所述吸附剂为悬浮物的恒定的搅拌或搅动下(例如通过将所述提取物和吸附剂物料放在旋转盘上的小瓶中)，达到平衡。比较处理的和未处理的提取物中全部硝酸盐化合物的浓度。取由3g试剂在43t:(110°F)下从35ml浓縮的含水烟草提取物中除去的全部硝酸盐化合物的百分数来定义在0-100范围内的吸附能力指数。本方法中使用的硝酸盐选择性吸附剂优选具有约12或16并且优选大于约23的吸附能力指数。所述硝酸盐选择性吸附剂可具有约37的硝酸盐吸附能力指数。更优选具有大于约37的吸附能力指数的硝酸盐选择性吸附剂，并且最优选具有大于约44或51或更大的指数的试剂。可以使用以下步骤定义硝酸盐选择性试剂的选择性指数。测定浓縮的含水烟草提取物样品中的全部硝酸盐化合物的水平和生物碱化合物的水平。将一定量的浓縮的含水烟草提取物(35ml)与一定量的试剂(3g)在处理此类提取物过程中通常维持的温度例如约43°C(约110°F)下以恒定的搅拌接触。使该混合物达到平衡。将所述试剂与浓縮的含水烟草提取物分开，并再次测定所述浓縮的含水烟草提取物中的硝酸盐化合物的水平和生物碱化合物的水平。用所有硝酸盐化合物水平的减少的百分数除以生物碱减少的百分数。例如，使硝酸盐的浓度减少42%和使生物碱的浓度减少4.1%的试剂具有大于10的硝酸盐选择性指数。根据本文中的用法，硝酸盐选择性吸附剂优选具有至少3.8，并优选大于约4，更优选大于约12和最优选至少约45或更大的硝酸盐选择性指数。有利地，所述硝酸盐选择性吸附剂可具有至少约12的硝酸盐吸附能力指数和至少约4的硝酸盐选择性指数。例如，所述硝酸盐选择性吸附剂可具有至少约50的硝酸盐吸附能力指数和至少约12的硝酸盐选择性指数。使选择性吸附剂与浓縮的烟草提取物接触的优选方法通过使所述提取物穿过盛放在容器中的聚合物树脂球粒来使所述含水的提取物与所述吸附剂接触，其中所述容器例如为圆柱状柱、或者并联连接的多个容器，优选后者的安排。在优选的安排中，至少两个并联连接的柱在任何时候都在线，以及大约相等数目的柱离线用于再生，例如通过热水、蒸汽和/或溶剂洗涤来再生。例如，提取物可在足以大大降低所述提取物中的金属离子的量的时间内穿过多个并联连接的柱内的亚氨基二乙酸官能化的苯乙烯_二乙稀苯树脂的床层。通过控制所述提取物的流速和柱中树脂球粒床层的深度使得接触时间可以调节。可以调节本文描述的方法中所用的流速以便根据结合动力学控制接触时间。优选地，根据试剂的结合速率常数和床层的空隙体积设定流速，以使得所述试剂在等于速率常数的时间内穿过大约一个空隙体积。在所述烟草提取物是浓縮的含水烟草提取物时，令人吃惊地，很难通过使所述提取物穿过吸附剂柱进行所述接触步骤。例如，含水的烟草提取物在吸附剂柱中的凝胶化可以产生超过系统泵的压降或导致穿过吸附剂床层的沟流。因此，在所述接触步骤中使用备选安排是有利的。此外，已经确定的是，作为选择性吸附剂的吸附速率性质的结果，有可能通过使用下面描述的优选方法来使用试剂的更大部分的吸附容量。因此，含水烟草提取物可以在一个或多个间歇工艺步骤中与一种或多种选择性吸附剂接触，其中提取物与试剂在容器中接触以使得所述吸附剂在该接触步骤过程中不形成床层。例如，试剂与提取物在容器中接触并且遭受搅拌或搅动，其中所述搅拌或搅动足以使所述试剂保持悬浮，但优选不是太剧烈以至于引起发泡。之后，可以通过任何适当的方法，例如过滤或在使所述试剂沉降后倾析，将试剂与提取物分开。试剂的沉降可以通过离心来加速。或者，可以在所述接触步骤中使用逆流安排。在这样的安排中，含水的烟草提取物和选择性吸附剂从容器的相对的部分引入。例如，可将含水的烟草提取物导至容器的上部，而将选择性吸附剂连续地从所述容器的下部引入，以使得所述试剂穿过所述提取物的流速实现活塞流并且在所述容器的顶部或顶部附近进行收集和在容器的底部或底部附近收集提取物。或者，可将含水的烟草提取物导至容器的下部，而将选择性吸附剂从所述容器的上部引入，并且可维持所述含水的烟草提取物向上流动的速度以使得所述选择性吸附剂向下穿过所述提取物，以使得可以从所述容器的底部收集所述试剂，而从所述容器的顶部收集提取物。13有利的是将多于一种的选择性吸附剂组合到接触容器中以使得，例如，方法的从含水的烟草提取物中除去TSNA的接触步骤和方法的从所述提取物中除去金属离子的接触步骤可以同时进行。使用柱或间歇工艺可以完成这一点。因此，选择性地减少含水的烟草提取物中的金属和TSNA的方法可包括使所述提取物与金属选择性吸附剂和TSNA选择性吸附剂接触的步骤。所述试剂的比可以是近似等量的，即TSNA选择性试剂与金属选择性试剂之比为l:1。例如，优选的TSNA选择性试剂与可溶性金属选择性试剂的组合是Dow0ptiporeL493和RohmandHaasIRC-748,或具有这些树脂的优选物理性质的相似试剂的约l:1的混合物(基于干重量)。或者，在所述方法的详述中，可以选择所述试剂的比例以与所述试剂的相对容量和/或动力学相匹配。也可有利地选择该比例以使得试剂在给定时间内的相对容量与由该试剂选择性地除去的成份的相对浓度相匹配。还有利的是同时使用多个基本上相似或为并行处理物流而连接的接触容器。在使用此类系统时，维持处于备用或再生模式的不用的容器的数目大约等于使用中的容器的数目也是有利的。用于除去浓縮的含水烟草提取物中的选定成份的改进的柱装置当希望在所述接触步骤中使用柱排列时，优选使用适合于所述目的的装置实施所述方法。如上所述，所述烟草提取物可以在使所述提取物与所述选择性吸附剂接触之前被有利地浓縮。当所述吸附剂为树脂球粒床层的形式和所述接触容器为柱的形式时，使树脂球粒柱的使用周期的持续时间最大化也是有利的。然而，已经发现同时实现这些目标的障碍是浓縮的烟草提取物在树脂球粒床层中形成凝胶的趋势。这导致跨越所述柱的压降急剧升高，从而縮短柱的可工作的使用周期。为增加树脂球粒柱的使用周期的持续时间并克服与压降升高相关的问题，可以对树脂球粒床层柱的通用设计进行修改。用于使液体与吸附剂树脂接触的柱通常具有约5:1或更大的长度直径的相对尺寸，其中长度为理解为入口和出口之间的距离，宽度是垂直方向的平均尺寸。浓縮的烟草提取物流过此类相对长尺寸的柱会导致所述提取物的更大的凝胶化并縮短了柱的使用周期。当在本方法中使用时，通过使用尺寸为长度直径小于约2:i，例如约i:i或优选为约0.6-0.75:l的柱可以减小该影响。实际上，熟练的实践者可以根据合意的容量确定并联柱的规模和数目。此外，包括一个或多个沿所述柱的长度隔开的压力盘可以使总压降沿所述柱更均匀地分布。这些压力盘是圆盘，优选是薄的但相对坚硬的圆盘，其直径大约等于所述柱的内径，并且穿过一个或多个从中流过提取物的？L。这些盘可以由任何适合的材料(例如陶瓷、塑料、聚碳酸酯和金属例如不锈钢)制成。所述压力盘可以穿有一个或多个均匀分布的孔或通道。还可以使用一个或多个网筛。可以通过使所述盘连接在所述柱的侧面或者通过以其它方式限制所述盘不能沿柱的长度方向移动而将所述盘恰当地安放在柱内。当组合所述方法的接触步骤时，可以将所述盘放在容器中不同的吸附剂床层之间。然而，不需要将所述试剂分隔开。例如，可以制备并使用包含多种混合的选择性吸附剂的混合床。这样，可以使用单一的均匀混合床来完成所述含水的烟草提取物中多种成份的选择性除去。适合于本文描述的方法的装置可以包含一个或多个用于接触选择性试剂的容器。在优选的安排中，在选择性吸附剂接触容器中进行接触步骤，同时在另一个容器中再生该试剂。可以并联连接容器或容器对。例如，适合实施上述方法的烟草提取物加工装置的一部分可以包括四个并联连接的选择性试剂接触容器，其中在某一时刻，两个容器在使用中，而在两个容器中通过使溶剂例如蒸汽流过所述容器来再生所述试剂。尽管参照实施例及其优选的实施方案详细描述了多种方法和设备，对于本领域技术人员来说显而易见是，可以进行多种改变和使用等价物而不背离本文描述的范围。提供以下附加的实施例以说明本文描述的原理，并且不应该以任何方式视为限制本文描述的方法和设备。实施例实施例1:确定TSNA选择性吸附剂和金属选择性吸附剂测定以下物料对浓縮的烟草提取物的成份的吸附作用吸附剂组合物形式商品名称活性氧化铝粒状AlcoaDD2活性炭粒状CalgonCPGLF活性炭球状Norit脆8硅胶粒状Davison408Y型沸石球状U(PHysiv-lOOOZSM沸石球状U(PHysiv-3000聚合树脂(阴离子型)球粒R&HAmberliteIRA-400CL聚合树脂(螯合)球粒R&HAmberliteTMIRC-748丙烯酸树脂球粒R&HAmberliteTMXAD-7苯乙烯-DVB树脂球粒DowexTM0ptiporeTML493使具有0、0.03、0.1、0.3和lg的每种吸附剂物料的浓縮的烟草提取物(35ml)的各小瓶在6(TC(140°F)下在旋转台上的温和搅动下平衡24小时。测定构成全部TSNA的NAB、NAT、NNK和NNN的浓度以及生物碱、还原糖、可溶的氨、Ni、As、Se、Cd和Pb的浓度。表2中表明了所述吸附剂物料对于TSNA化合物的吸附效率。DowexOptiporeL493在从所述浓縮的烟草提取物中选择性地除去全部TSNA方面最有效。当吸附其它化合物时，可以从吸附剂中转移出水。出于本文报道的对比测量的目的，没有试图解释这种可能的效果。15<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>测定0.5gDowOptiporeL493和RohmandHaasIRC-748的组合对TSNA和Cd的总的吸附作用和选择性。结果示于表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>实施例2:确定硝酸盐选择性吸附剂测定物料对于硝酸盐和浓縮的烟草提取物的其它成份的吸附作用。使具有0、0.1、0.3、1和3g干吸附剂物料的浓縮的烟草提取物(约35ml)的小瓶在43°C(110°F)下在旋转台上的温和搅动下平衡124小时。测定硝酸盐以及生物碱、还原糖和可溶的氨的浓度。表5中表明了3g吸附剂物料对于硝酸盐的吸附容量和选择性和相对于生物碱的选择性。(表明，观察到的减少小于约O的误差幅度。为了计算选择性，将其取为1%)。表5<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>将所有上述参考文献的全部内容引入到本文中作为参考，其引入程度仿佛每一个单独的文献被专门并单独地指出以将其全部内容作为参考引入到本文中。权利要求从含水的烟草提取物中选择性除去烟草特有的亚硝胺(TSNA)的方法，该方法包括以下步骤制备含水的烟草提取物；使所述提取物与TSNA选择性吸附剂接触，其中所述TSNA选择性吸附剂具有至少为2的TSNA选择性指数。2.根据权利要求l的方法，还包括在使所述提取物与TSNA选择性吸附剂接触之前浓縮所述含水的烟草提取物的步骤。3.根据权利要求l的方法，其中所述TSNA选择性吸附剂具有小于100l的平均孔尺寸和约300m7g约1100m7g的内表面积。4.根据权利要求1的方法，其中所述TSNA选择性吸附剂具有至少约1000m2/g的内表面积和为约1.15(cmVg)或更大的总孔隙率。5.根据权利要求l的方法，其中所述TSNA选择性吸附剂是在溶胀状态下后交联的苯乙烯与二乙烯基苯的共聚物，其具有约20-50目的颗粒尺寸和大于约500(克/球粒)的破碎强度。6.根据权利要求1的方法，其中所述TSNA选择性吸附剂具有至少50的TSNA吸附能力指数。7.从含水的烟草提取物中选择性地除去可溶金属离子的方法，该方法包括以下步骤制备含水的烟草提取物；使所述提取物与金属选择性吸附剂接触，其中所述金属选择性吸附剂具有至少为15的金属选择性指数。8.根据权利要求7的方法，还包括在使所述提取物与所述金属选择性吸附剂接触之前浓縮所述含水的烟草提取物的步骤。9.根据权利要求7的方法，其中所述金属选择性吸附剂从所述含水的烟草提取物中选择性地除去镉至比生物碱更高的程度。10.根据权利要求7的方法，其中所述金属选择性吸附剂具有约60的Cd吸附能力指数。11.从含水的烟草提取物中选择性地除去硝酸盐的方法，该方法包括以下步骤制备含水的烟草提取物；使所述提取物与硝酸盐选择性吸附剂接触，其中所述硝酸盐选择性吸附剂具有至少为3.8的硝酸盐选择性指数。12.根据权利要求ll的方法，还包括在使所述提取物与所述硝酸盐选择性吸附剂接触之前浓縮所述含水的烟草提取物的步骤。13.根据权利要求11的方法，其中所述提取物中存在的硝酸盐的至少约37%在所述提取物与所述硝酸盐选择性吸附剂接触步骤的过程中被除去。14.根据权利要求11的方法，其中所述提取物中存在的硝酸盐的至少约42%在所述提取物与所述硝酸盐选择性吸附剂接触步骤的过程中被除去。15.根据权利要求ll的方法，其中所述硝酸盐选择性吸附剂是用弱碱官能化的苯乙烯_二乙烯基苯树脂，其具有大于约1.5eq/1的酸中和容量。16.处理含水的烟草提取物的方法，该方法包括以下步骤制备含水的烟草提取物浓縮所述含水的烟草提取物使浓縮的含水提取物与包含选自TSNA选择性吸附剂、金属选择性吸附剂和硝酸盐选择性吸附剂的多种试剂的多种选择性吸附剂接触。17.根据权利要求16的方法，其中所述多种选择性吸附剂包括金属选择性吸附剂和TSNA选择性吸附剂。18.根据权利要求16的方法，其中所述接触在含有选择性吸附剂的混合床的容器中进行。全文摘要选择性地除去烟草提取物中的特定成份的方法，该方法包括使所述提取物与亚硝胺选择性吸附剂、金属选择性吸附剂和/或硝酸盐选择性吸附剂接触。确定了此类试剂的优选的特征。文档编号A24B15/24GK101742929SQ200880003041公开日2010年6月16日申请日期2008年1月25日优先权日2007年1月26日发明者S·G·齐默尔曼申请人:菲利普莫里斯生产公司