CN105433434B - 一种用于抽吸的烟草材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟草技术领域，具体涉及一种用于抽吸的烟草材料及其制备方法。该烟草材料为片状或膜状，厚度为0.1~2mm；由烟草粉末、烟草提取物、气溶胶发生剂、导热材料、聚乙二醇及粘合剂而成；以质量份数计，各物料的具体用量为：烟草粉末10~50份、烟草提取物20~50份、气溶胶发生剂10~30份、导热材料0.1~5份、聚乙二醇1~5份、粘合剂1~5份。本发明的优点主要有：通过在烟草材料中负载导热材料改善烟草材料的受热状况，较好提升了烟雾浓度；通过将导热材料均匀分散于聚乙二醇溶液中提高烟草材料受热的均匀度，烟气释放均匀性明显提高；烟草材料适用范围广泛。

Description

一种用于抽吸的烟草材料及其制备方法

技术领域

本发明属于烟草技术领域，具体涉及一种用于抽吸的烟草材料及其制备方法。

背景技术

随着全球范围控烟力度的持续增大，国际烟草领域一直致力于寻求未来烟草产品发展的方向。加热非燃烧型烟草制品是一种新型的烟草制品，该类产品在非燃烧状态下产生供消费者吸食的烟雾，相对于传统卷烟，抽吸温度显著降低，侧流烟气和部分有害成分明显减少，在减小环境污染及健康风险方面具有明显的优势。但是由于加热非燃烧型烟草制品的抽吸温度显著低于传统卷烟，烟草材料的热解反应程度相对有限，多数产品在烟雾浓度与香气释放方面的表现仍不理想。

改善受热烟草材料的烟气释放性能是提高加热非燃烧型烟草制品品质的一个重要途径，国内外烟草企业已经相继开展了相关研究。具体例如：CN103445283A公开了一种加热非燃烧型烟草制品烟草原料的处理方法，对烟草原料进行高温处理并加入多元醇和香味前体物质可提高烟草原料的烟气释放性能；CN103462210A公开了一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草膜的制备方法，采用成膜材料、烟草提取物、多元醇和金属氢氧化物的混合物制备具有良好感官品质和阻燃性的烟草膜；CN101631478A公开了一种制备再造烟草片的方法，向再造烟叶中施加大量的多元醇以促进气溶胶的形成。对现有研究总结可见，目前涉及受热烟草材料的处理方法主要包括：一是以烟草提取物为主体，提高烟草固有香气物质的负载量和释放量；二是施加大量多元醇等气溶胶发生剂，提高抽吸时释放的烟雾浓度；三是根据产品性状施加其它功能性添加剂，如粘合剂、膨松剂、香精及阻燃剂等。

加热温度或热量供给是影响烟气释放性能的重要因素，然而目前大多数方法制备的烟草材料不具备理想的导热性能，一方面在能量利用方面存在不足，另一方面在能量传输方面无法达到均匀、连续的效果。这些都导致烟草材料在既定的加热温度下很难充分利用热能且均匀受热，烟气的释放量及均匀性还有待提高。总体而言，目前有关提高烟草材料的导热性能方面的研究相对较少。现有研究中，具体例如：CN103190705A公开了一种用于加热不燃烧装置的烟草制品及其制备方法，该烟草制品中含有电致热物质，有助于热量快速传递和均匀受热；CN103919279A公开了一种具有固体加热功能的电子烟及固体烟草制品，固体烟草制品包括固态导热介质，有利于加热时热量的传递和受热充分。上述专利中虽然表示利用导热材料有助于烟草材料的热量传递，但在导热材料如何应用（如种类、用量、施加方式等）方面没有涉及，而这是影响烟草材料热量利用及热量传递性能的关键因素，因而尚需进一步研究完善。

发明内容

本申请主要是提供一种用于抽吸的烟草材料及其制备方法，所提供的针对抽吸用的烟草材料能够更加有效地利用加热器所提供的热量，使烟气释放更加均匀，且烟雾浓度与香气质量也有明显提高。

本申请所采取的详细技术方案介绍如下。

一种用于抽吸的烟草材料，为片状或膜状，由烟草粉末、烟草提取物、气溶胶发生剂、导热材料、聚乙二醇及粘合剂而成；

以质量份数计，各物料的具体用量为：烟草粉末10~50份、烟草提取物 20~50份、气溶胶发生剂 10~30份、导热材料 0.1~5份、聚乙二醇1~5份、粘合剂 1~5份；

所述烟草粉末为烟梗、烟叶碎片或烟草经提取后所剩残渣经干燥粉碎所得粉末；优选粒度为20~100目；

所述烟草提取物为采用乙醇、水或乙醇-水溶液提取而得；

所述气溶胶发生剂为山梨醇、甘油、丙二醇、柠檬酸酯、硬脂酸酯的一种或几种任意比例的混合物；

所述导热材料为金属、金属氧化物、碳质材料及碳-金属复合材料中一种或几种任意比例的混合物；具体例如：铝、氧化铝、石墨烯、碳纳米管、石墨烯-铝复合材料；优选粒度为50~300目；

所述聚乙二醇的分子量范围为200~20000；具体如聚乙二醇2000或聚乙二醇3000；

所述粘合剂为纤维素衍生物，具体如羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素钠。

所述用于抽吸的烟草材料的制备方法，具体步骤如下：

（1）导热材料溶液的制备，在水中依次加入导热材料与聚乙二醇，通过超声或机械搅拌使导热材料分散均匀；

（2）混合体系的制备，将烟草粉末、粘合剂充分混合均匀后，然后依次加入烟草提取物、气溶胶发生剂、步骤（1）所制备溶液，搅拌、混合均匀；

（3）烟草材料的成型，将步骤（2）的混合体系采用成型与干燥工艺制成片状或膜状烟草材料；

所述成型工艺为辊压或流延法成膜方式；

所述干燥工艺采用气流干燥方式，加热温度40~60℃，加热时间3~12h；

所述片状或膜状烟草材料的厚度为0.1~2mm。

所述用于抽吸的烟草材料，可根据抽吸装置加热腔体结构的特点，经卷制、切丝、切片或粉碎后获得不同形状与尺寸的材料填充于加热装置中，受热后及可释放供消费者吸食的烟气。

总体而言，本发明的优点主要体现在以下几个方面：

1、烟雾浓度明显提高：通过在烟草材料中负载导热材料改善烟草材料的受热状况，较好提升了烟雾浓度；具体而言，由于烟草本身的导热性能较低，加入导热材料后显著地改善了烟草材料导热性能，提高了烟草材料对能量的利用效率，较好地达到了促进烟气释放目的；同时，导热材料的应用也可减少能耗，对于电加热式抽吸装置而言，有利于降低电池功率的设计要求；

2、烟气释放均匀性明显提高：通过将导热材料均匀分散于聚乙二醇溶液中提高烟草材料受热的均匀度；具体而言，由于导热材料均为金属、金属化合物或复合物，因而溶解性能较差，如果将导热材料直接与其他配料混合将使得导热材料难以均匀分散于混合物料中；本申请利用聚乙二醇高分子的分散性能，使导热材料均匀分散于混合物料中，从而提高了导热材料分布的均匀性，利于热量的均匀传递，使得烟气释放也更为均匀；

3、烟草材料具有广泛的适用范围：可以根据不同抽吸装置规格、尺寸的需要，采用相应的成型工艺制备不同形状和尺寸的烟草材料。

具体实施方式

下面结合实施例对本申请做进一步的解释和说明，介绍具体实施例前，对下述实施例中所用到的部分物料及实验设备简要介绍说明如下。

实施例1

本实施例所提供的适用于抽吸的烟草材料，为以质量份数计，各物料的具体用量为：烟梗粉末 20份、烟草水提物30份、甘油30份、氧化铝粉末2份、聚乙二醇（分子量2000）2.5份、羧甲基纤维素钠3份；

所述烟梗粉末为卷烟生产过程中烟梗，粒度为40目；

所述氧化铝粉末，粒度为100目；

所述烟草水提物可采用具体的类似市售产品，也可参考如下方法制备而成：取卷烟生产过程中废弃烟末，烘干后按料液比1:3（w/w）加入水，90℃提取2h后固液分离，滤液经减压浓缩得烟草水提物。

制备时，具体步骤如下：

（1）导热材料溶液的制备，在水中依次加入氧化铝粉末与聚乙二醇（2000），通过超声或机械搅拌使导热材料分散均匀；

（2）混合体系的制备，将烟梗粉末、羧甲基纤维素钠充分混合，依次加入烟草水提物、甘油、步骤（1）的溶液，混合均匀；

（3）烟草材料的成型，将步骤（2）的混合体系经辊压后于50℃干燥10 h制成厚度为0.5mm的片状烟草材料即可。

将制备的片状烟草材料切丝后填充于抽吸装置的加热腔体中，组织7人以上评价小组进行感官评价并打分（0~5分，将对照样各指标分值设为中间值2.5）（评价标准参考卷烟感官评价相关标准），主要考察劲头、浓度、均匀性、香气的变化，具体评价结果如下表所示：

从上表结果可以看出，与相同工艺不添加氧化铝粉末的烟草材料（以上述相同方法制备，但仅不添加导热材料氧化铝粉末的对照样品）相比，抽吸时烟气劲头无明显变化，浓度明显提高，烟气释放均匀性显著增加，香气质量稍有改善。

实施例2

本实施例所提供的适用于抽吸的烟草材料，以质量份数计，各物料的具体用量为：烟末30份、烟草70 %乙醇提取物 40份、丙二醇20份、石墨烯粉末 0.2份、聚乙二醇（分子量3000）2份、羟丙基纤维素钠5份；

所述烟末为烟叶碎片粉碎后粉末，粒度为50目；

所述烟草70 %乙醇提取物可采用具体的类似市售产品，也可参考如下方法制备而成：取卷烟生产过程中废弃烟末，烘干后按料液比1:5（w/w）加入70%乙醇，70℃提取5h后固液分离，滤液经减压浓缩得烟草70 %乙醇提物。

制备时，具体步骤如下：

（1）导热材料溶液的制备，在水中依次加入石墨烯粉末与聚乙二醇（3000），通过超声或机械搅拌使导热材料分散均匀；

（2）混合体系的制备，将烟末、羟丙基纤维素钠充分混合，依次加入70 %乙醇提取物、丙二醇、步骤（1）的溶液，混合均匀；

（3）烟草材料的成型，将步骤（2）的混合体系采用流延法成膜后于60℃干燥5 h制成厚度为0.5mm的膜状烟草材料即可。

将制备的膜状烟草材料卷制成同心筒状，按所需长度切分后填充于加热装置中，组织7人以上评价小组进行感官评价并打分（0~5分，将对照样各指标分值设为中间值2.5）（评价标准参考卷烟感官评价相关标准），主要考察劲头、浓度、均匀性、香气的变化，具体评价结果如下表所示：

从上表结果可以看出，与相同工艺不添加石墨烯粉末的烟草材料（以上述相同方法制备，仅不添加导热材料石墨烯粉末的对照样品）相比，抽吸时烟气劲头略有增加，浓度明显提高，烟气释放均匀性显著增加，香气质量稍有改善。

Claims (10)

1.一种用于抽吸的烟草材料，其特征在于，该烟草材料为片状或膜状，厚度为0.1~2mm；由烟草粉末、烟草提取物、气溶胶发生剂、导热材料、聚乙二醇及粘合剂制成；

以质量份数计，各物料的具体用量为：烟草粉末10~50份、烟草提取物 20~50份、气溶胶发生剂 10~30份、导热材料 0.1~5份、聚乙二醇1~5份、粘合剂 1~5份；

所述烟草粉末为烟梗、烟叶碎片或烟草经提取后所剩残渣经干燥粉碎所得粉末；

所述导热材料为金属、氧化铝、石墨烯、及碳-金属复合材料中一种或几种任意比例的混合物；

该烟草材料通过如下步骤制备获得：

（1）导热材料溶液的制备：在水中依次加入导热材料与聚乙二醇，分散均匀；

（2）混合体系的制备：将烟草粉末、粘合剂混合均匀后，依次加入烟草提取物、气溶胶发生剂、步骤（1）所制备溶液，搅拌、混合均匀；

（3）烟草材料的成型：将步骤（2）的混合体系采用成型工艺与干燥工艺制成片状或膜状烟草材料；

所述成型工艺为辊压或流延法成膜方式；

所述干燥工艺采用气流干燥方式，加热温度40~60℃，加热时间3~12h。

2.如权利要求1所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，所述烟草提取物为采用乙醇、水或乙醇-水溶液提取而得。

3.如权利要求1所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，所述气溶胶发生剂为山梨醇、甘油、丙二醇、柠檬酸酯和硬脂酸酯中的一种或几种任意比例的混合物。

4.如权利要求1所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量范围为200~20000。

5.如权利要求4所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇2000或聚乙二醇3000。

6.如权利要求1所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，所述粘合剂为纤维素衍生物。

7.如权利要求6所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，所述纤维素衍生物为羧甲基纤维素钠或羟丙基纤维素钠。

8.如权利要求7所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，各物料的具体用量为：烟草粉末20份、烟草提取物30份、气溶胶发生剂 30份、导热材料 2份、聚乙二醇 2.5份、粘合剂3份；

所述烟草粉末为烟梗粉末；所述导热材料为氧化铝粉末。

9.如权利要求7所述用于抽吸的烟草材料，其特征在于，各物料的具体用量为：烟草粉末30份、烟草提取物40份、气溶胶发生剂20份、导热材料0.2份、聚乙二醇2份、羟丙基纤维素钠5份；

所述烟草粉末为烟末，所述烟末为烟叶碎片粉碎后粉末，粒度为50目；

所述烟草提取物为烟草70 %乙醇提取物；

所述导热材料为石墨烯；

所述气溶胶发生剂为丙二醇。

10.权利要求1所述用于抽吸的烟草材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）导热材料溶液的制备：在水中依次加入导热材料与聚乙二醇，分散均匀；

（2）混合体系的制备：将烟草粉末、粘合剂混合均匀后，依次加入烟草提取物、气溶胶发生剂、步骤（1）所制备溶液，搅拌、混合均匀；

（3）烟草材料的成型：将步骤（2）的混合体系采用成型工艺与干燥工艺制成片状或膜状烟草材料；

所述成型工艺为辊压或流延法成膜方式；

所述干燥工艺采用气流干燥方式，加热温度40~60℃，加热时间3~12h；

所述片状或膜状烟草材料的厚度为0.1~2mm。