CN102754913A - 用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂及其使用方法和烟草组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂，其为混合溶液态，包括用作溶质的丙二醇和用作溶剂的甘油，甘油与丙二醇的质量比为（3～5）∶1。采用质量比为（2～3）∶1的烟草粉末和前述调和添加剂可以配制成烟草组合物，烟草粉末粒度为1mm以下。本发明还公开了一种调和添加剂在烟草吸食中的使用方法，包括以下步骤：取烟丝置于磨烟器中反复研磨，将研磨得到的烟草粉末与调和添加剂按配比混匀，将混合后的烟草组合物置于烟草加热器加热至180℃～240℃，使其中的有效成分溶入调和添加剂并与其一并雾化，其他有害成分直接留存于剩余物中。本发明能使抽烟方式更加健康、环保，并减轻对人体身体危害。
Description
技术领域
本发明属于香烟制品及烟草抽吸相关用品技术领域，尤其涉及一种烟草用调和添加剂及其使用方法。
背景技术
目前世界上有超过十亿的吸烟者，而抽烟的过程中产生的主要成分包括尼古丁、一氧化碳、焦油等，香烟的有效成分是尼古丁，其他成分绝大部分都对人体有害，所以每年都会有很多人因为抽烟而死亡，许多公共场合都禁止抽烟，甚至在部分国家都严禁抽烟。如果能够开发一种烟草组合物，使其经过适当的方式加热后，仅有效成分被吸烟者吸食，而其他有害成分则不会随之产生或散布到空气环境中，则此种烟草产品不论是对吸烟者还是对位于烟气环境中的二手烟者，都具有非常积极的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能使抽烟方式更加健康、更加环保、减轻对人体身体危害的用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂，还相应提供该调和添加剂的使用方法及包含有该调和添加剂的烟草组合物。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂，所述调和添加剂为混合溶液态，所述调和添加剂包括用作所述混合溶液溶质的丙二醇和用作溶剂的甘油，所述甘油与丙二醇的质量比为（3～5）∶1。
上述的调和添加剂中，还优选包含有天然香料，所述天然香料与所述甘油的质量比为1∶（3～5）。所述天然香料优选是指从薄荷、茉莉花和/或薰衣草中分离提取出的芳香物。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种烟草组合物，所述烟草组合物主要由烟草粉末和上述的调和添加剂配制而成，所述烟草粉末的粒度为1mm以下，所述烟草粉末与调和添加剂的质量比为（2～3）∶1。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的调和添加剂在烟草吸食中的使用方法，包括以下步骤：
（1）取烟丝置于磨烟器中反复研磨，得到烟草粉末；
（2）将研磨后得到的烟草粉末与所述调和添加剂按2∶1的质量比混合均匀，得到烟草组合物；
（3）将所述烟草组合物置于烟草加热器中，控制烟草加热器的加热温度至180℃～240℃，使烟草中的有效成分溶入所述调和添加剂中，并与调和添加剂一并雾化形成可被吸食的烟雾，烟草中的其他有害成分未经过燃烧而直接留存于加热后剩余的烟草组合物中。
作为对上述使用方法的进一步改进，所述烟草加热器优选包括壳体和设于壳体内的电池、控制单元，所述壳体的一端设有吸嘴，所述壳体上设有用于控制电热片工作状态的控制开关，所述控制开关与控制单元相连，所述壳体内还设有用于放置烟草组合物的烤箱，所述烤箱上设有进气孔和用于蒸发烟草组合物的电热片，所述烤箱与吸嘴连通，所述电池通过控制单元与电热片电连接。
上述技术方案中，所述烤箱上设有用于检测烤箱温度的温度传感器，所述温度传感器与控制单元相连，所述控制单元在在工作状态时根据温度传感器检测的温度控制所述电热片的加热状态使烤箱的工作温度保持在180℃～240℃之间，当温度传感器检测的温度到达240℃时控制单元控制电热片停止加热，当温度传感器检测的温度低于180℃时控制单元控制电热片进行加热。
上述技术方案中，所述烤箱优选为桶状，所述电热片构成所述烤箱的桶底，所述进气孔设于所述电热片上，所述壳体上设有通孔，所述进气孔与通孔相连通。
上述技术方案中，所述控制单元优选设于电池和电热片之间，所述控制单元和电热片之间设有用于隔热保护控制单元并支承电热片的隔热支撑云母片。
上述技术方案中，优选的，所述吸嘴上设有吸嘴孔，所述吸嘴与壳体套接，所述吸嘴套接壳体的一端设有与吸嘴孔连通的凹槽，所述凹槽与烤箱的开口端相对布置且所述凹槽与烤箱的内腔连通，所述凹槽的底部设有用于防止烟草组合物从吸嘴孔漏出的镍丝网。
上述技术方案中，所述控制单元优选包括用于控制电热片加热状态的开关电路，所述电热片通过开关电路与电源相连。
上述技术方案中，所述壳体上优选设有USB充电接口，所述电池为可充电的锂离子电池，所述控制单元上设有用于调节充电电流和电压的充电电路，所述电池通过所述充电电路与USB充电接口相连。所述充电电路优选为BUCK充电电路。
上述技术方案中，所述壳体上优选设有用于指示所述充电电路充电状态的充电指示灯和用于指示电热片的加热状态的加热指示灯，所述充电指示灯与USB充电接口相连，所述加热指示灯的与控制单元相连。所述电热片优选为厚膜电热片。
针对烟草燃烧会产生大量对人体及周围环境有害的物质，本发明的上述技术方案提供了一种用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂，通过使用该调和添加剂调和而成的烟草不需要燃烧，在加热到180℃～240℃时会产生含烟叶中有效成分（例如尼古丁）的烟雾，并直接以烟雾方式被人体吸食。本发明的技术方案不仅能使烟草中的有效成分充分挥发出来，而且挥发出来的有效成分会直接溶入调和添加剂内被吸食，利用本发明的调和添加剂及使用方法不仅能使烟瘾者获得抽烟的心理效果，而且能从最大程度上减轻因烟叶燃烧给人体及环境造成的不利影响。
与现有技术相比，本发明调和而成的烟草组合物直接利用加热方式被人体抽吸，不需要先行燃烧，不产生一氧化碳、焦油等有害物质，雾化后的烟雾为雾状液滴，烟雾扩散快，且无二手烟产生，烟瘾者即使是在办公室、餐厅、车站、机场等公共场合抽吸本发明的烟草组合物，也不会对他人的身体健康造成影响。另外，本发明的烟草组合物也不同于现有的电子香烟，在抽吸本发明的烟草组合物时可以直接使用烟草，其更加接近普通卷烟的味道，对于即发的烟瘾者来说具有更好的效果。
此外，在本发明优选的技术方案中，本发明通过采用一种结构更为简单、巧妙、制作更为方便的烟草加热器对烟草混合物蒸发形成雾滴，这种优选的烟草加热器不仅体积小巧、使用携带方便，而且更便于本发明使用方法的推广，具有较好的市场前景。
附图说明
图1为本发明实施例中烟草加热器的立体结构示意图。
图2为本发明实施例中烟草加热器的剖视结构示意图。
图3为本发明实施例中控制单元及其外围电路的框架结构示意图。
图4为本发明实施例中充电电路的电路原理示意图。
图5为本发明实施例中加热指示灯的电路原理示意图。
图6为本发明实施例中控制单元及其外围电路的电路原理示意图。
图7为本发明实施例中开关电路的电路原理示意图。
图8为本发明实施例中控制单元稳压电路的电路原理示意图。
图9为本发明实施例中温度传感器的电路原理示意图。
图例说明：
1、壳体；11、吸嘴；111、吸嘴孔；112、凹槽；113、镍丝网；12、控制开关；13、USB充电接口；14、充电指示灯；15、加热指示灯；16、通孔；2、电池；3、控制单元；31、开关电路；4、烤箱；40、隔热支撑云母片；41、电热片；42、进气孔；43、温度传感器。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：
一种本发明的用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂，该调和添加剂为混合溶液态，调和添加剂包括用作混合溶液溶质的丙二醇和用作溶剂的甘油，甘油与丙二醇的质量比为3∶1。
本实施例的调和添加剂中，还包含有天然香料（天然香料是指从薄荷、茉莉花和/或薰衣草中分离提取出的芳香物），天然香料与甘油的质量比为1∶3。
一种本发明的烟草组合物，其主要由烟草粉末和上述的调和添加剂配制而成，烟草粉末的粒度为1mm以下，烟草粉末与调和添加剂的质量比为2∶1。
一种本发明的调和添加剂在烟草吸食中的使用方法，包括以下步骤：
（1）取适量的烟丝置于磨烟器中反复不停地研磨，得到烟草粉末，然后就将研磨好的烟草粉末放入烟草罐中备用；
（2）将研磨后得到的烟草粉末与上述本实施例的调和添加剂按2∶1的质量比放入容器中，充分搅拌混合均匀，将得到的烟草组合物放入烟草罐中备用；
（3）将上述步骤2制得的烟草组合物置于常规的烟草加热器中（也可直接放入试管中并用酒精灯加热进行实验），控制烟草加热器的加热温度至180℃～240℃，使烟草中的有效成分溶入调和添加剂中，并与调和添加剂一并雾化形成可被吸食的烟雾，烟草中的其他有害成分未经过燃烧而直接留存于加热后剩余的烟草组合物中。
本实施例的上述使用方法中，采用了如图1、图2和图3所示的烟草加热器，其包括壳体1和设于壳体1内的电池2、控制单元3，壳体1的一端设有吸嘴11，壳体1上设有用于控制电热片41工作状态的控制开关12，控制开关12与控制单元3相连，壳体1内还设有用于放置烟草组合物的烤箱4，烤箱4上设有进气孔42和用于蒸发烟草组合物的电热片41，烤箱4与吸嘴11连通，电池2通过控制单元3与电热片41电连接。在工作状态时，控制单元3控制电热片41发热将烟草组合物蒸发形成的雾滴，吸烟者通过吸嘴11吸食烟草混合液蒸发形成的雾滴，由于本实施例通过蒸发的方式替代传统的燃烧方式，由于蒸发出来的是雾滴而不是烟雾，因此不产生一氧化碳、焦油等有害物质，而且不吸烟时也不会产生二手烟，使用非常方便。
本实施例中烟草组合物主要由烟草粉末和调和添加剂配制而成的半固态混合物，烟草组合物在180℃～240℃的加热范围内蒸发形成雾滴而且不产生一氧化碳、焦油等有害物质。烟草组合物中，烟草粉末的粒度约为1mm左右，烟草粉末与调和添加剂的质量比可为（2～3）∶1，本实施例中烟草粉末与调和添加剂的质量比可为2∶1；其中调和添加剂配制为混合溶液态，调和添加剂包括用作混合溶液溶质的丙二醇和用作溶剂的甘油，甘油与丙二醇的质量比可为（3～5）∶1，本实施例中甘油与丙二醇的质量比具体为3∶1。此外调和添加剂中还包含有天然香料，天然香料的含量可根据需要进行调整，本实施例中天然香料与甘油的质量比为1∶3。
如图1、图2和图3所示，吸嘴11上设有吸嘴孔111，吸嘴11与壳体1套接，吸嘴11套接壳体1的一端设有与吸嘴孔111连通的凹槽112，凹槽112与烤箱4的开口端相对布置且凹槽112与烤箱4的内腔连通，凹槽112的底部设有用于防止烟草组合物从吸嘴孔111漏出的镍丝网113。本实施例中，由于凹槽112与烤箱4的开口端相对布置形成的内腔，使得放置烟草组合物的空间更大，一次性能够放置的烟草组合物更多，镍丝网113则能够防止烤箱4内的烟草组合物从吸嘴孔111中漏出；进气孔42的孔径大小为0.5mm左右，能够防止烟草组合物中粒度约为1mm的烟草粉末从进气孔42中漏出。
如图1和图2所示，壳体1上设有USB充电接口13，电池2为可充电的锂离子电池，控制单元3上设有用于调节充电电流和电压的充电电路，电池2通过充电电路与USB充电接口13相连。电池2可以循环充电使用，能够降低使用成本。此外，电池2也可以根据需要采用其他类型的充电电池，或者采用普通的碱性电池。
如图4所示，本实施例的充电电路为BUCK充电电路，BUCK充电电路的PWM控制端与STC12C5204AD单片机的17号引脚相连，BUCK充电电路的BAT+和BAT-与电池2相连。BUCK充电电路为一种降压斩波电路，相对传统的充电电路而言具有电路简单，成本低，充电效率高等优点。
如图1、图2、图3和图5所示，壳体1上设有用于指示充电电路充电状态的充电指示灯14和用于指示电热片41的加热状态的加热指示灯15，充电指示灯14与USB充电接口13相连，加热指示灯15的与控制单元3相连。本实施例的充电指示灯14为与USB充电接口13相连的发光二极管，加热指示灯15为具有双色显示功能的发光二极管。加热指示灯15包括LED3和LED4共两个发光二极管，其中LED3为红色发光二极管，LED4为绿色发光二极管，当LED3发光时代表当前烤箱4的温度低于180℃，当LED4发光时代表当前烤箱4的温度处于180℃～240℃的区间内。
如图2、图3和图6所示，本实施例中控制单元3为基于STC12C5204AD单片机实现的控制电路板，STC12C5204AD单片机内置8路10bit AD采集模块可以将温度、电压等模拟信号转换为数字信号。STC12C5204AD单片机的4号引脚与LED3相连，STC12C5204AD单片机的5号引脚与LED4相连。控制开关12即为图中的S1，与STC12C5204AD单片机的23号引脚相连；STC12C5204AD单片机通过26号引脚（CONT1）与开关电路31相连，通过开关电路31来控制电热片41。
如图2、图3和图7所示，本实施例的控制单元3包括用于控制电热片41加热状态的开关电路31，电热片41通过开关电路31与电源相连，此外控制单元3也可以通过驱动电路的形式来直接驱动电热片41的加热状态。本实施例中，开关电路31基于高电平驱动的MOS管Q2实现，MOS管Q2的控制端通过电阻R3与STC12C5204AD单片机的26号引脚相连。按一下开关S1，则STC12C5204AD单片机的26号引脚由低电平变为高电平，从而驱动MOS管Q2导通，电热片41通电并开始发热。当温度传感器43检测到温度达到设置温度后，STC12C5204AD单片机的26号引脚变为低电平，MOS管Q2断开停止加热。
如图8所示，本实施例中控制单元3采用HT7530稳压IC芯片（U1）作为稳压电路实现电源供给，HT7530稳压IC芯片将电池电压稳定在3V通过OUT+引脚给STC12C5204AD单片机供电，同时起到为单片机内部的AD采集模块提供电压基准的作用。
如图2所示，本实施例的控制单元3设于电池2和电热片41之间，控制单元3和电热片41之间设有用于隔热保护控制单元3并支承电热片41的隔热支撑云母片40。隔热支撑云母片40能够对控制单元3起到隔热保护的作用，防止电热片41的热量传递到控制单元3影响电路板上的电路元器件；同时隔热支撑云母片40还对电热片41以及烤箱4起到支撑固定的作用。
如图2所示，本实施例的烤箱4为桶状，电热片41构成烤箱4的桶底，进气孔42设于电热片41上，壳体1上设有通孔16，进气孔42与通孔16相连通，通孔16设于壳体1上对应隔热支撑云母片40的位置；当吸烟时，壳体1外部的空气从设于壳体1上的通孔16进去壳体1的内腔，然后通过进气孔42进入烤箱4的内腔，将烤箱4内腔中蒸发形成的雾滴通过吸嘴孔111带入吸烟者的口腔。本实施例中，烤箱4的桶壁采用钢管制成，构成烤箱4桶底的电热片41与构成烤箱4桶壁的钢管焊接成桶状。本实施例中，电热片41为厚膜电热片，此外电热片41也可以根据需要采用其他类型的加热器。
如图2和图9所示，烤箱4上设有用于检测烤箱4温度的温度传感器43，温度传感器43与控制单元3相连，控制单元3在在工作状态时根据温度传感器43检测的温度控制电热片41的加热状态使烤箱4的工作温度保持在180℃～240℃之间，当温度传感器43检测的温度到达240℃时控制单元3控制电热片41停止加热，当温度传感器43检测的温度低于180℃时控制单元3控制电热片41进行加热。温度传感器43为负温度系数的热敏电阻RT（负温度系数的热敏电阻RT的阻值与温度成反比，温度越高则阻值越低），温度传感器43设于烤箱4的桶壁上，STC12C5204AD单片机通过18号引脚（ADCT）采集热敏电阻RT的电压，通过输入的电压计算出热敏电阻RT的阻值，再查表得出温度。当温度低于180℃时打开电热片41进行加热，当温度高于240℃时关闭电热片41停止加热，采用这种方法来达到恒温控制的效果，从而使烤箱4的工作温度保持在180℃～240℃之间，防止烟草组合物受热产生一氧化碳、焦油等有害物质。
本实施例中，上述烟草加热器的工作过程如下：
（1）充电：需要充电时将DC-5V电源插头插到壳体1底部的USB充电接口13上，USB充电接口13处的充电指示灯14则立即亮起，同时BUCK充电电路控制电池2的充电电流和充电电压开始给电池2充电。充电过程中，控制单元3上的单片机采集电池2的电量，充电过程中充电指示灯14保持亮起，当电池2的电量充满后控制单元3立即控制BUCK充电电路停止给电池2充电，同时控制充电指示灯14熄灭。
（2）使用：取适量的烟草组合物放入烤箱4内并将本实施例装配好，按一下控制开关12，则控制单元3控制电热片41通电开始加热，此时加热指示灯15显示为红色，同时控制单元3上的单片机通过温度传感器43获取烤箱4的温度。当温度传感器43检测到烤箱4的温度加热到240℃时，控制单元3上的单片机控制电热片41停止加热，同时控制加热指示灯15的显示由红色变为绿色；当温度传感器43检测到烤箱4的温度低于180℃时控制单元3上的单片机控制电热片41通电加热，同时控制加热指示灯15的显示由绿色变为红色；这样循环往复，使烤箱4的工作温度保持在180℃～240℃之间，烟草组合物在该温度区间内蒸发产生雾滴，同时不会产生一氧化碳、焦油等有害物质；而且不吸时烟草组合物蒸发形成的雾滴不会流出吸嘴11的外部形成二手烟。
采用上述使用方法得到的烟雾跟普通香烟的味道没有区别，此种使用方法没有促成烟叶燃烧，所以不会产生一氧化碳、焦油等有害物质，蒸发出来的是雾状的液态颗粒而不是固态烟灰，所以不会产生二手烟，不会对抽烟者周围的环境造成恶劣影响，是一种相对而言更加健康、更加环保的抽烟方式。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明技术思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，也应视为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于使烟草加热后烟气雾化的调和添加剂，所述调和添加剂为混合溶液态，所述调和添加剂包括用作所述混合溶液溶质的丙二醇和用作溶剂的甘油，所述甘油与丙二醇的质量比为（3～5）∶1。
2.根据权利要求1所述的调和添加剂，其特征在于：所述调和添加剂中还包含有天然香料，所述天然香料与所述甘油的质量比为1∶（3～5）。
3.根据权利要求2所述的调和添加剂，其特征在于：所述天然香料是指从薄荷、茉莉花和/或薰衣草中分离提取出的芳香物。
4.一种烟草组合物，其特征在于，所述烟草组合物主要由烟草粉末和权利要求1或2或3所述的调和添加剂配制而成，所述烟草粉末的粒度为1mm以下，所述烟草粉末与调和添加剂的质量比为（2～3）∶1。
5.一种如权利要求1或2或3所述的调和添加剂在烟草吸食中的使用方法，包括以下步骤：
（1）取烟丝置于磨烟器中反复研磨，得到烟草粉末；
（2）将研磨后得到的烟草粉末与所述调和添加剂按2∶1的质量比混合均匀，得到烟草组合物；
（3）将所述烟草组合物置于烟草加热器中，控制烟草加热器的加热温度至180℃～240℃，使烟草中的有效成分溶入所述调和添加剂中，并与调和添加剂一并雾化形成可被吸食的烟雾，烟草中的其他有害成分未经过燃烧而直接留存于加热后剩余的烟草组合物中。
6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于，所述烟草加热器包括壳体（1）和设于壳体（1）内的电池（2）、控制单元（3），所述壳体（1）的一端设有吸嘴（11），所述壳体（1）上设有用于控制电热片（41）工作状态的控制开关（12），所述控制开关（12）与控制单元（3）相连，所述壳体（1）内还设有用于放置烟草组合物的烤箱（4），所述烤箱（4）上设有进气孔（42）和用于蒸发烟草组合物的电热片（41），所述烤箱（4）与吸嘴（11）连通，所述电池（2）通过控制单元（3）与电热片（41）电连接。
7.根据权利要求6所述的使用方法，其特征在于：所述烤箱（4）上设有用于检测烤箱（4）温度的温度传感器（43），所述温度传感器（43）与控制单元（3）相连，所述控制单元（3）在工作状态时根据温度传感器（43）检测的温度控制所述电热片（41）的加热状态使烤箱（4）的工作温度保持在180℃～240℃之间，当温度传感器（43）检测的温度到达240℃时控制单元（3）控制电热片（41）停止加热，当温度传感器（43）检测的温度低于180℃时控制单元（3）控制电热片（41）进行加热。
8.根据权利要求7所述的使用方法，其特征在于：所述烤箱（4）为桶状，所述电热片（41）构成所述烤箱（4）的桶底，所述进气孔（42）设于所述电热片（41）上，所述壳体（1）上设有通孔（16），所述进气孔（42）与通孔（16）相连通；所述控制单元（3）设于电池（2）和电热片（41）之间，所述控制单元（3）和电热片（41）之间设有用于隔热保护控制单元（3）并支承电热片（41）的隔热支撑云母片（40）。
9.根据权利要求6、7或8所述的使用方法，其特征在于：所述吸嘴（11）上设有吸嘴孔（111），所述吸嘴（11）与壳体（1）套接，所述吸嘴（11）套接壳体（1）的一端设有与吸嘴孔（111）连通的凹槽（112），所述凹槽（112）与烤箱（4）的开口端相对布置且所述凹槽（112）与烤箱（4）的内腔连通，所述凹槽（112）的底部设有用于防止烟草组合物从吸嘴孔（111）漏出的镍丝网（113）。
10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：所述控制单元（3）包括用于控制电热片（41）加热状态的开关电路（31），所述电热片（41）通过开关电路（31）与电源相连；所述壳体（1）上设有USB充电接口（13），所述电池（2）为可充电的锂离子电池，所述控制单元（3）上设有用于调节充电电流和电压的充电电路，所述电池（2）通过所述充电电路与USB充电接口（13）相连；所述充电电路为BUCK充电电路；所述壳体（1）上设有用于指示所述充电电路充电状态的充电指示灯（14）和用于指示电热片（41）的加热状态的加热指示灯（15），所述充电指示灯（14）与USB充电接口（13）相连，所述加热指示灯（15）的与控制单元（3）相连；所述电热片（41）为厚膜电热片。
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