CN105419349A - 一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材及其应用 - Google Patents

一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及卷烟技术领域，具体公开了一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材及其应用。所述烟用胶囊囊材的原料包括如下重量份的成分：填充剂2～30份、增塑剂1～10份、去离子水100份、结冷胶0.1～1份和明胶20～50份。本发明通过向囊材中添加一定量的结冷胶，在不影响滴制成型的前提下，使胶囊具有了一定的防潮性能。本发明提供的囊材配方更有利于共挤出法的滴制，同时也省去了胶囊滴制成型后需经低温凝胶固化和二价离子固化等过程复杂、控制困难的步骤，使整套工艺更简单、高效。本发明为烟用脆性胶囊工业化大规模生产提供一种简单、高效、可控的方法。

Description

一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材及其应用
技术领域
本发明涉及卷烟技术领域，具体地说，涉及一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材及其应用。
背景技术
将烟用香精香料和调味品等改善烟草品质的添加剂装载于胶囊中，制成烟用脆性胶囊添加于卷烟滤棒，消费者在抽吸时通过外力作用使胶囊破裂释放香料物质。这样不仅可延长香精香料在卷烟中的保留期，还有效避免烟草添加剂传统添加方法中存在的香精香料易挥发施加困难、添加剂溶解性差无法有效施加、添加剂残留污染设备等缺点。
烟用胶囊粒径通常在2～4mm之间，对于这种粒径的胶囊，通常采用共挤出法(滴制法)制备，滴制法是指采用一种同轴双层滴制设备，在压力或重力作用下将外层囊材和内层芯材(烟用香精香料等)通过同轴双层滴头滴入冷却介质中，在表面张力作用下形成液滴，液滴表层囊材遇冷凝固形成一种具有流体内核和固体外壳的胶囊，该方法也称共挤出法。传统药用胶囊多为明胶胶囊，其囊材原料通常为明胶、甘油和水。将明胶用于制备烟用胶囊，由于其囊皮具有较大弹性以及对水分敏感易软化，存在胶囊压碎强度大不易捏破、潮湿环境下胶囊软化而无法通过手指压力使胶囊破裂等问题。出于该原因，研究者设法通过寻找新的制备方法或改进囊材配方以获得满足使用要求的烟用脆性胶囊。
现有技术中，公开号为CN12824887A的中国专利申请公开了一种采用化学方法制备烟用胶囊：将油溶性烟用香精、水和多价金属离子制成水包油乳化液，滴入以海藻酸钠为主要原料的成膜液中，含多价金属离子的乳化液滴外围在成膜剂胶体溶液中通过成膜剂胶体粒子在乳化液滴表面自组装成有序的球形凝胶包裹层，再通过胶体粒子与乳化液滴中多价金属离子的化学作用交联形成致密、坚固的膜，形成胶囊粗产品，经过染色、干燥脱水，得到烟用胶囊。这种方法由于需要先对香精进行乳化、对香精理化性质要求较高，并不能广泛适用于烟用香精香料的包裹；而且，该工艺复杂，过程中香精与各物料间存在较多的传质交换，致香物质损失严重，影响加香效果。公开号为JP10291928的日本专利申请公开了采用包含有吉兰糖胶和钙盐的外部液相为囊材，通过共挤出法制备胶囊的方法。但是，在共挤出过程中由于吉兰糖胶快速凝胶，因此并不能获得球形的、均一的易碎胶囊。对于JP10291928专利方法的缺陷，公开号为CN101203213A和CN101203148A中国专利申请分析其可能是由于钙盐在共挤出过程中存在于吉兰糖中，给出的改进方法是：在不存在钙盐的情况下对含有吉兰糖胶的液相进行共挤出形成胶囊，将胶囊在低温浴下以及与二价金属离子或有机酸溶液接触固化，后经干燥得到脆性胶囊。但是用该方法也存在一定的局限性：如胶囊的固化分为低温凝胶和二价离子固化两步，在固化过程中需严格调控固化剂温度和PH值，过程复杂、控制困难；囊材配方中使用较易凝胶的吉兰糖胶比例较大，滴制时易堵塞滴头导致滴制不顺，造成胶囊大小、皮厚不均，成品率低。另外，公开号为CN103361173A、CN102977412A和CN0823381的中国专利申请均公开了一类明胶和植物多糖类胶、海藻胶等多种物质进行复配作为囊材，但由于不同类型的胶具有不同的溶解性质及形态，具有非亲和性，配成的胶液不能形成完全均一的相，影响滴制成型的稳定性。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是通过大量试验摸索囊材配方和工艺，提供一种囊材配伍性能优良、制造工艺简单、能广泛适用各种烟用香精香料等添加剂包裹的烟用胶囊囊材及其应用。所制备的胶囊圆整、大小均匀，粒径2.0～4.0mm范围、内容物装量10～25mg范围可调可控，可满足不同规格卷烟的使用要求。胶囊压碎强度3～15N，用手指可轻松压破并伴有脆响，且在潮湿环境下仍具有脆性。
通过选择适当的增塑剂、填充剂与明胶和水按合理的比例配制的胶液，可很顺利地包裹烟用香精，制备的胶囊干燥后在低湿(RH<50％)的环境下，具有良好的脆性(压碎强度8～10N)；但当胶囊处于较高湿度(RH>60％)环境下时，胶囊在捏破时形变量变大，失去脆性，不易捏破(压碎强度>15N)。发明人发现，通过在上述囊材配方中添加结冷胶，制备的烟用胶囊在湿度较高的环境下(RH>60％)仍保持原有脆性。但随结冷胶添加量的增加，胶液凝固温度升高，对香精的包裹性变差，滴制成型困难。
为保证制备的烟用胶囊具有一定的防潮性，同时使囊材配方胶液又利于香精包裹。本发明提供一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材及其应用。
为了实现本发明目的，本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明提供了一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材，其特征在于，其原料包括如下重量份的成分：填充剂2～30份、增塑剂1～10份、去离子水100份、结冷胶0.1～1份和明胶20～50份。
作为优选，其原料包括如下重量份的成分：填充剂10～12份、增塑剂3～5份、去离子水100份、结冷胶0.15～0.3份和明胶29～35份。
在上述配比条件下，所述囊材在湿度较高的环境下(RH>60％)仍可保持原有脆性，且胶液凝固温度在35℃以下，利用共挤出法(滴制法)制备烟用胶囊时，对胶囊内容物的包裹性好，易于滴制成型。
进一步地，其原料还包括着色剂0.01～0.06份，优选0.02～0.05份。所述着色剂为食品级水溶性色素，可根据目标颜色选择着色剂种类，例如亮篮、靛篮、柠檬黄、日落黄、赤藓红、胭脂红、苋菜红、番茄红、葡萄紫、嫩叶绿、可可棕等。
进一步地，所述填充剂选自糊精、麦芽糊精、环糊精、羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。
进一步地，所述增塑剂选自甘油、山梨糖醇、甘露醇、木糖醇或氢化玉米浆中的一种或多种。
第二方面，本发明提供了一种具有防潮性能的烟用胶囊，其囊材为前述烟用胶囊囊材。
进一步地，其制备方法包括如下步骤：
(1)烟用胶囊囊材胶液的制备：取填充剂、增塑剂和去离子水，加入化胶罐中，搅拌并加热至90～100℃，待混合物完全溶解，加入结冷胶，搅拌至结冷胶完全溶解，降温至70～90℃，加入明胶，继续搅拌待明胶完全溶解，加入着色剂，搅拌至着色剂完全溶解、分散均匀，停止搅拌，保温静置除去气泡，过80目网筛，得到目标胶液；
(2)采用具有同轴双层滴头的共挤出滴制设备，将胶液和胶囊内容物通过同轴双层滴头滴入冷凝介质，形成球形胶囊。
作为优选，所述步骤(1)取填充剂、增塑剂和去离子水，加入化胶罐中，搅拌并加热至90～98℃，待混合物完全溶解，加入结冷胶，搅拌至结冷胶完全溶解，降温至75～85℃，加入明胶，继续搅拌待明胶完全溶解，加入着色剂，搅拌至着色剂完全溶解、分散均匀，停止搅拌，70～80℃保温静置除去气泡(优选74～76℃保温静置除去气泡)，过80目网筛；
所述步骤(2)中胶液的滴制温度为75～85℃，优选为78～82℃；胶囊内容物的滴制温度为常温；冷凝介质温度为8～20℃，优选为13～15℃。
满足上述滴制温度和冷凝介质温度时，能使胶囊更好地包裹成型，并使囊体具有优良的防潮性能和适宜的脆性。
进一步地，所述胶液与胶囊内容物的滴入比例为1/4～3/5w/w。当所述胶液与胶囊内容物按此比例共挤出制备胶囊时，可得到包裹效果更好的胶囊。
进一步地，所述胶囊内容物为烟用添加剂，是符合YCT164-2012标准的诸如酒香、巧克力香、咖啡香、薄荷香、奶香、果香等香型的香精香料。
进一步地，所述冷凝介质选自石蜡油、二甲基硅油、玉米油、大豆油、菜籽油、花生油、橄榄油、葵花籽油、棕榈油、三醋酸甘油酯、辛癸酸甘油酯中的一种或多种。优选石蜡油、二甲基硅油、玉米油和辛癸酸甘油酯，成型效果好，胶囊圆整。
更进一步地，所述制备方法还包括如下步骤：
(3)取出冷凝液中的胶囊，置于擦油设备中用擦油布擦去表面油渍；
(4)将胶囊放入转笼定型干燥设备中，进行定型干燥；
(5)将胶囊置于晾丸间，干燥，得烟用脆性胶囊。
其中，步骤(3)中擦油设备是诸如糖衣锅、包衣机类的具有转速可调的圆筒的装置，圆筒内径为200～1000mm，优选为400～800mm；擦油设备转速为4～10转/min,优选为6～8转/min。
其中，步骤(4)中转笼定型干燥设备为常规胶囊干燥设备，如北京鑫航成科技发展有限公司的YGJ-II流化床软胶囊转笼干燥机。转笼转速为4～20转/min，优选为8～16转/min，风机分量为100～1000m3/h，优选为400～700m3/h。
其中，步骤(5)中晾丸温度为15～30℃，优选为20～25℃；晾丸湿度为20％～40％，优选为25％～35％；晾丸时间为12～48h，优选为24～36h。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一种既利于香精包裹又使成品胶囊具有一定的防潮性的胶囊囊材。制备胶囊所使用的囊材，选择了具有外观光泽、味道中性、弹性质地及热可逆等优良性质的明胶作主要原料，通过与适当的增塑剂、填充剂进行复配，使胶囊强度满足使用要求。同时，向囊材中添加一定量的结冷胶，在不影响滴制成型的前提下，也使胶囊具有了一定的防潮性能。相比于CN101203213A和CN101203148A专利申请，本发明提供的囊材配方更有利于共挤出法的滴制，同时也省去了胶囊滴制成型后需经低温凝胶固化和二价离子固化等过程复杂、控制困难的步骤，使整套工艺更简单、高效。本发明为烟用脆性胶囊工业化大规模生产提供一种简单、高效、可控的方法。
附图说明
图1为本发明实施例1所得胶囊、对比例1所得胶囊及外购胶囊的吸湿曲线图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的优选实施方式进行详细说明。需要理解的是以下实施例的给出仅是为了起到说明的目的，并不是用于对本发明的范围进行限制。本领域的技术人员在不背离本发明的宗旨和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和替换。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
实施例1用于说明本发明所述的具有防潮性能的烟用胶囊及其制备方法。
1、原料
2、制备方法
按重量计，分别取麦芽糊精、甘油、去离子水，加入化胶罐中，搅拌并加热至95℃，待混合物完全溶解，加入结冷胶，搅拌至结冷胶完全溶解，降温至80℃，加入明胶，继续搅拌待明胶完全溶化，加入着色剂，搅拌至着色剂完全溶解、分散均匀，停止搅拌，75℃保温静置3～4小时除去气泡，过80目网筛，得到目标胶液。
将胶液加入滴制设备，胶液及滴头升温至80℃，设备冷凝介质液体石蜡油降温至13℃。将胶液和烟用香精(胶囊内容物)通过同轴双层滴头滴入冷凝介质，制得胶囊粗品。
取出冷凝介质中的胶囊，置于擦油设备用擦油布擦去表面油渍。
将擦油后的胶囊放入转笼定型干燥设备干燥4h。
将胶囊放入温度22℃，湿度25％的晾丸间干燥24h。
将胶囊进行筛选，得到成品胶囊。
本实施例最后制得的成品胶囊重量为26.0±0.5mg，其中内容物重量为22.5±0.2mg，壳体重量3.5±0.3mg；胶囊粒径为3.62±0.08mm；胶囊颗粒强度3.09～12.89N，胶囊卷入滤棒可用手指轻松捏破。
实施例2
实施例2用于说明本发明所述的具有防潮性能的烟用胶囊及其制备方法。
1、原料
2、制备方法
胶液配制方式同实施例1。
胶囊滴制、擦油、干燥和选丸同实施例1。
本实施例最后制得的成品胶囊重量为26.0±0.7mg，其中内容物重量为21.4±0.4mg，壳体重量4.6±0.3mg；胶囊粒径为3.62±0.08mm；胶囊颗粒强度3.12～13.52N，胶囊卷入滤棒可用手指轻松捏破。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于，所述囊材胶液中不含结冷胶，其他成分及其用量与制备方法均与实施例1相同。所得成品胶囊重量为25.5±0.5mg，其中内容物重量为22.0±0.3mg，壳体重量为3.5±0.2mg；胶囊粒径为3.56±0.10mm；胶囊颗粒强度4.10～16.92N，胶囊卷入滤棒可用手指轻松捏破。
将实施例1胶囊、该对比例胶囊及外购胶囊放入温度22℃、湿度60％的环境下，每隔一段时间取出称重，考察成品胶囊的吸湿率，胶囊吸湿曲线如图1所示。
由图1可知，实施例1烟用胶囊的吸湿性明显低于外购烟用胶囊，低于对比例1的烟用胶囊。对比例1中的烟用胶囊随着吸湿量的增加，部分胶囊出现破裂，内容物挥发。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于，所述结冷胶的用量为1.5份，其他成分及其用量与制备方法均与实施例1相同。胶液堵塞滴头，不能顺利滴制成珠。
对比例3
本对比例与实施例1的区别在于，胶液及滴头温度替换为90℃，滴制时胶液流出断断续续，滴制不稳定，滴出的胶囊经干燥、筛选后重量为25.8±2.0mg，其中内容物重量为21.8±0.6mg，壳体重量4.0±1.4mg；胶囊粒径为3.50±0.30mm；胶囊颗粒强度3.10～50.00N，部分胶囊在卷入滤棒时破裂，大部分胶囊或卷入滤棒后用手指捏不破。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种具有防潮性能的烟用胶囊囊材，其特征在于，其原料包括如下重量份的成分：填充剂2～30份、增塑剂1～10份、去离子水100份、结冷胶0.1～1份和明胶20～50份。
2.根据权利要求1所述的烟用胶囊囊材，其特征在于，其原料包括如下重量份的成分：填充剂10～12份、增塑剂3～5份、去离子水100份、结冷胶0.15～0.3份和明胶29～35份。
3.根据权利要求1或2所述的烟用胶囊囊材，其特征在于，其原料还包括着色剂0.01～0.06份，优选0.02～0.05份。
4.根据权利要求1或2所述的烟用胶囊囊材，其特征在于，所述填充剂选自糊精、麦芽糊精、环糊精、羧甲基纤维素或羟丙基甲基纤维素中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的烟用胶囊囊材，其特征在于，所述增塑剂选自甘油、山梨糖醇、甘露醇、木糖醇或氢化玉米浆中的一种或多种。
6.一种具有防潮性能的烟用胶囊，其特征在于，其囊材为权利要求1～5任一项所述的烟用胶囊囊材。
7.根据权利要求6所述的烟用胶囊，其特征在于，其制备方法包括如下步骤：
(1)烟用胶囊囊材胶液的制备：取填充剂、增塑剂和去离子水，加入化胶罐中，搅拌并加热至90～100℃，待混合物完全溶解，加入结冷胶，搅拌至结冷胶完全溶解，降温至70～90℃，加入明胶，继续搅拌待明胶完全溶解，加入着色剂，搅拌至着色剂完全溶解、分散均匀，停止搅拌，保温静置除去气泡，过60～120目网筛，得到目标胶液；
(2)采用具有同轴双层滴头的共挤出滴制设备，将胶液和胶囊内容物通过同轴双层滴头滴入冷凝介质，形成球形胶囊。
8.根据权利要求7所述的烟用胶囊，其特征在于，所述步骤(1)取填充剂、增塑剂和去离子水，加入化胶罐中，搅拌并加热至90～98℃，待混合物完全溶解，加入结冷胶，搅拌至结冷胶完全溶解，降温至75～85℃，加入明胶，继续搅拌待明胶完全溶解，加入着色剂，搅拌至着色剂完全溶解、分散均匀，停止搅拌，70～80℃保温静置除去气泡，过80目网筛。
9.根据权利要求7或8所述的烟用胶囊，其特征在于，所述步骤(2)中胶液的滴制温度为75～85℃，优选为78～82℃；冷凝介质温度为8～20℃，优选为13～15℃。
10.根据权利要求9所述的烟用胶囊，其特征在于，所述胶液与胶囊内容物的滴入比例为1/4～3/5w/w。
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