CN105555153A

CN105555153A - 处理过的烟草及其制备方法，包含处理过的烟草的装置及处理过的烟草的用途

Info

Publication number: CN105555153A
Application number: CN201480051506.3A
Authority: CN
Inventors: S.贝尔; M.福斯特; J.菲利普斯
Original assignee: British American Tobacco Co Ltd
Current assignee: British American Tobacco Investments Ltd
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2034-08-20
Also published as: JP2016527913A; US10588340B2; RU2016109989A; HK1225924B; EP3035811B1; JP6356244B2; US20160205992A1; GB201314917D0; RU2639979C2; EP3035811A1; WO2015025158A1; CN105555153B

Abstract

本发明提供具有至少9的pH和基于烟草干重不超过20%的水分含量的处理过的烟草材料。本发明还提供了处理烟草材料以便将其pH提高到至少9的方法，所述方法包括向待处理的烟草材料施加碱性溶液，并干燥该材料以产生具有不超过20%的水分含量的处理过的烟草材料。本发明还提供了包含处理过的烟草材料的装置以及处理过的烟草材料的用途。

Description

处理过的烟草及其制备方法，包含处理过的烟草的装置及处理过的烟草的用途

技术领域

本发明涉及处理过的烟草材料，并涉及处理烟草材料以提高其pH的方法。本发明还涉及处理过的烟草例如在无烟吸入装置中的用途，还涉及包含所述处理过的烟草的装置。

发明背景

吸烟制品如卷烟和雪茄在使用过程中燃烧烟草以生成烟草烟雾。已经尝试通过产生释放化合物而不生成烟草烟雾的产品来提供这些吸烟制品的替代品。此类产品的实例是所谓的热不燃（heat-not-burn）产品，其通过加热烟草但非燃烧烟草来释放化合物。

发明概述

根据本发明的第一方面，提供处理过的烟草材料，其具有至少大约9的pH和基于烟草干重的不超过大约20%的水分含量。

在一些实施方案中，该烟草材料的粒度为大约1至大约3毫米或大约1至大约2毫米。

在一些实施方案中，该烟草材料是磨碎的烟草（groundtobacco）。

在一些实施方案中，该处理过的烟草材料的水分含量是基于烟草干重的大约5至大约20%、大约8至大约18%或大约10至大约15%。

根据本发明的第二方面，提供用于处理烟草材料以便将其pH提高到至少大约9的方法，该方法包括向待处理的烟草材料施加碱性溶液，并干燥该材料以产生具有不超过大约20%的水分含量的处理过的烟草材料。

在一些实施方案中，该方法包括将烟草材料的粒度降低到大约1至大约3毫米、或大约1至大约2毫米的尺寸。

在一些实施方案中，在向该烟草材料施加碱性溶液之前降低该烟草材料的粒度。

在一些实施方案中，在施加碱性溶液之前将烟草切片（slice），并在施加碱性溶液之后将烟草粒度进一步降低到大约1至大约3毫米的尺寸，或降低到大约1至大约2毫米的尺寸。

在一些实施方案中，该碱性溶液包含选自以下的碱：碳酸钠、氢氧化钠和磷酸钠。在一些实施方案中，该碱性溶液包含氢氧化钠。在一些实施方案中，该氢氧化钠溶液具有大约3.0至大约9.0摩尔/升的浓度。

在一些实施方案中，将处理过的烟草材料干燥至具有基于烟草干重的大约5至大约20%、大约8至大约18%、或大约10至大约15%的水分含量。

在一些实施方案中，烟草原材料是打包的烟叶（baledleaf）。

在一些实施方案中，烟草在该处理过程中并未暴露于高于大约65℃、高于大约60℃、高于大约55℃、或高于大约50℃的温度。

根据本发明的第三方面，提供无烟吸入装置，其包含如第一方面所述的烟草材料，或包含通过如第二方面所述的方法制备的处理过的烟草材料。

在一些实施方案中，加热该装置中的处理过的烟草材料以使尼古丁挥发。

在一些实施方案中，将处理过的烟草材料加热到不高于大约80℃、不高于大约75℃、不高于大约70℃、不高于大约65℃、不高于大约60℃、或不高于大约55℃的温度以产生可吸入形式的尼古丁。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式（smokingregime），该装置提供不小于大约0.01毫克/克烟草和不超过大约0.3毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁。

根据本发明的第四方面，提供了如第一方面所述的处理过的烟草材料或通过如第二方面所述的方法制备的处理过的烟草材料用于在将处理过的烟草加热到小于大约100℃的温度时提供可吸入形式的尼古丁的用途。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，使用处理过的烟草材料提供不小于大约0.01毫克/克烟草和不超过大约0.3毫克/克烟草的剂量的可吸入形式的尼古丁。

附图概述

仅出于示例的目的，下面参照附图描述了本发明的实施方案，其中：

图1是显示向不同的烟草材料添加碳酸钠溶液对pH的影响的图；

图2是显示向不同的烟草材料添加氢氧化钠溶液对pH的影响的图；

图3是显示向不同的烟草材料添加磷酸钠溶液对pH的影响的图；

图4至9是显示根据本发明不同实施方案的不同工艺步骤顺序的流程图；和

图10是吸入装置的示意图，所述吸入装置包括热源和如本发明的实施方案所述的处理过的烟草材料。

发明详述

在本发明中，烟草材料的处理包括提高该烟草材料的pH。经熟化的烟草材料的正常、未经调节的pH取决于烟草的类型，但是一般为略微酸性，通常在4.5-6.5的范围内，且常常为大约5。使烟草提高至碱性pH（>7）将导致更多存在于该烟草中的尼古丁为尼古丁游离碱的形式。这种形式的尼古丁在加热该烟草时更容易释放。

在一些无烟吸入装置中，烟草材料可以被加热但是不会燃烧（所谓的热不燃装置）。在此类装置中，重要的是烟草材料在加热该烟草材料达到的相对低的温度下释放所需组分。通过加热所释放的组分在相关温度下挥发，使得它们可以被使用者吸入。

待挥发的烟草组分包括香料和尼古丁。这些组分可以固有地存在于烟草材料中，或者可以将它们添加到烟草材料中。此外，可以处理烟草材料以提高所述组分的释放。

通过由本文中所述的方法提高烟草材料的pH，可以在较低温度下释放尼古丁。当此类处理过的烟草包含在其中加热但不燃烧烟草的装置（所谓的热不燃装置）中时，尽管其暴露于相对低的温度也能从烟草材料中释放出一部分尼古丁。在一些装置中，将该烟草加热至低于100℃、低于90℃、低于80℃、低于70℃、低于60℃或甚至加热至低于55℃。在这些较低温度下，从常规烟草中将释放非常少的可测量的尼古丁。

在一些实施方案中，调节烟草的pH将提高当加热装置的温度由大约100-150℃移至大约50-95℃时释放的尼古丁和香料的水平。

由于其对尼古丁可用性的影响，还理解烟草的pH调节对加热的吸烟制品的最终感官品质是重要的。

在一些实施方案中，该处理过程包括向待处理的烟草材料施加碱性溶液。随后搅拌烟草材料与碱性溶液的混合物。在一些实施方案中，通过将该混合物混合或通过移动烟草材料来实现搅拌。这可以提高碱与烟草之间的接触。在搅拌该混合物期间或之后，可以除去通过用碱性溶液处理烟草所生成的氨气。

已经发现，由于pH提高而释放氨。可以除去这种氨。在一些实施方案中，本文中描述的方法因此包括氨去除的步骤。

施加碱性溶液使烟草材料与碱性溶液中的碱接触，并且搅拌可以进一步增加这样的接触。在与烟草接触后，至少一部分碱预期被固有地存在于烟草中的缓冲化合物中和。取决于烟草的pH响应，可能存在残余的游离碱。在一些实施方案中，除去这些残余的碱，而在其它实施方案中其保持存在于烟草材料上。

在一些实施方案中，该方法可用于将pH由9-11调节至8.5-12的范围内。在其它实施方案中，该方法可用于将pH调节至高于9、高于9.5、高于10或高于10.5。在一些实施方案中，该方法可用于将pH调节至不高于12、不高于11.5或不高于11。

烟草原材料

要使用该方法处理的烟草材料可以是任何类型或等级的烟草。本文中所用的术语“烟草材料”包括烟草属的任何成员的任何部分，例如叶或茎，以及其再造材料。用于本发明的烟草材料可以来自普通烟草（Nicotianatabacum）物种。

该烟草材料可以来自于一个品种的烟草。或者，该烟草材料可以来自于超过一个品种的烟草。换句话说，该烟草材料可以包含烟草品种的共混物。该烟草材料可以包含特定品质的烟草。例如，该烟草材料可以包含高、中和/或低品质的烟草。在一些实施方案中，该烟草材料包含中和/或低品质的烟草。

烟草材料的尼古丁含量不等，通常为0.2%至7%。在一些实施方案中，使用具有相对高尼古丁含量的烟草品种或烟草品种的共混物来制备处理过的烟草材料。例如，该烟草原材料可以具有0.2%至7%的尼古丁含量。在其它实施方案中，使用具有相对低尼古丁含量的烟草品种或烟草品种的共混物来制备处理过的烟草材料。例如，该烟草原材料可以具有0.2%至4%的尼古丁含量。

任何类型的烟草可用于制备本文中所述的处理过的烟草。可以处理的烟草的实例包括但不限于弗吉尼亚（Virginia）、白肋（Burley）、东方（Oriental）和黄花（Rustica）烟草。在处理以调节pH和水分含量之前可以按照已知的实践预处理该烟草材料，例如干燥、熟化等。

在一些实施方案中，烟草原材料包含片烟烟草材料。该烟草材料可以包含最多50%、最多60%、最多70%、最多80%、最多90%、或最多100%的片烟烟草材料。

处理过的烟草材料

在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有至少大约9的pH。在一些实施方案中，其具有至少9.5或至少大约10的pH。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有不超过大约12、或不超过大约11.5、不超过大约11、不超过大约10.5或不超过大约10的pH。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有大约9.5的pH或大约10的pH。

在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有基于烟草干重的不超过20%的水分含量。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有不超过15%或不超过14%的水分含量。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有小于20%或小于15%的水分含量。这些水分含量意味着该处理过的烟草材料适用于无烟吸入装置，如热不燃装置。

在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有不超过大约20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%或不超过大约10%的水分含量。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有至少大约5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14或至少大约15%的水分含量。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有基于烟草干重的大约5至大约20%、大约8至大约18%或大约10至大约15%的水分含量。在本文中，以基于烟草干重的重量百分数的形式给出水分含量。

本文中对于处理过的烟草的水分含量所公开的各种数字和范围代表水分含量的目标水平，并且在一些实施方案中，这些代表大多数处理过的烟草材料的水分含量。但是，应当认识到，烟草是一种天然和本身可变的产品，处理过的烟草的样品的实测水分含量可能是可变的，有时高于或低于规定的水平或范围。尽管存在此类微小变化，但处理过的烟草被认为落在权利要求的范围内，其中至少一种样品具有落在所述范围内的水分含量。

在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有大约1至大约3毫米或大约1至大约2毫米的粒度。在一些实施方案中，处理过的烟草材料具有大于1毫米的粒度。

在一些实施方案中，处理过的烟草材料的粒度可以通过任何合适的方法来降低。在一些实施方案中，处理过的烟草材料是磨碎的烟草。

装置

本文中描述的处理过的烟草材料可以并入到装置中。在一些实施方案中，该装置是无烟吸入装置。

在一些实施方案中，该装置包括在使用时，例如在由使用者启动装置时发热的热源。可以使用各种不同类型的热源，任选包括电热源或化学热源，如放热化学反应或放热相变。在一些实施方案中，该热源加热到大约40至大约60℃、或大约45至大约55℃的峰值温度。

在一些实施方案中，如图10中所示，这种吸入装置（1）包括外壳（5），在其中热源材料（3）固定在热源室中，并且处理过的烟草材料（2）固定在单独的加热室中，布置该热源室与加热室以允许热量从热源室传递到处理过的烟草材料，以使得可以使处理过的烟草材料中的至少一部分尼古丁挥发。在一些实施方案中，该吸入装置另外包括烟嘴（4），可以通过该烟嘴吸入挥发的尼古丁（以及处理过的烟草的任选其它挥发组分）。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，对于处理过的烟草可能合意的是在加热到大约35℃至小于大约80℃的温度时提供0.01毫克/克烟草至0.3毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁，例如当所述处理过的烟草包含在无烟吸入装置中时可以实现的那样。可吸入尼古丁的这种剂量可以有助于在使用加热烟草而非燃烧烟草的无烟吸入装置时实现令人满意的感官效果。在一些实施方案中，当处理过的烟草被加热到大约35、40、45、50或55℃至大约80、75、70、65、60或55℃的温度时可以提供可吸入尼古丁的这种剂量。

所述ISO吸烟模式涉及每60秒钟2秒钟持续时间的35cm³抽吸（puff）。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，处理过的烟草在加热到大约35至小于大约80℃的温度时提供至少大约0.01、0.015、0.02、0.025或至少大约0.03毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁。在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，处理过的烟草在加热到大约35至小于大约80℃的温度时提供不超过大约0.3、0.25、0.2、0.15、0.1或不超过大约0.05毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，含有大约300至大约450毫克处理过的烟草并加热到35至80℃的温度的装置以0.01毫克至0.1毫克的量提供可吸入尼古丁。

用途

本文中所述的调节过pH的烟草材料可用于当该烟草材料被加热至低于100℃的温度时释放可吸入形式的尼古丁。

事实上，在一些实施方案中，本文中所述的处理过的烟草材料可用于在将所述处理过的烟草加热至低于80℃，或不超过80℃、75℃、70℃、65℃或不超过55℃的温度时提供可吸入形式的尼古丁。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，该处理过的烟草用于在加热到大约35至小于大约80℃的温度时提供至少大约0.01、0.015、0.02、0.025或至少大约0.03毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁。在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，该处理过的烟草用于在加热到大约35至小于大约80℃的温度时提供不超过大约0.3、0.25、0.2、0.15、0.1或不超过大约0.05毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁。

在一些实施方案中，基于ISO吸烟模式，在加热处理过的烟草材料时以至少大约0.01毫克和不超过大约0.3毫克/克烟草的量产生可吸入形式的尼古丁。

制备处理过的烟草材料的方法

可以使用多种方法来制备处理过的烟草材料以便将其pH提高到至少9并将水分含量调节至所需水平。

在一些实施方案中，该方法包括向待处理的烟草材料施加碱性溶液，并干燥该材料以产生具有不超过20%的水分含量的处理过的烟草材料。

碱性溶液

在一些实施方案中，通过将烟草暴露于碱来调节处理过的烟草的pH。在一些实施方案中，处理过的烟草的所得pH可以取决于：（i）用于制备碱性溶液的碱；（ii）碱性溶液的浓度；（iii）烟草材料的表面暴露于碱性溶液的程度；（iv）烟草材料暴露于碱性溶液的持续时间；（v）烟草材料的起始pH；（vi）天然存在于烟草材料中的任何缓冲化合物；（vii）烟草材料的起始水分含量；（iix）烟草材料的粒度和形态；和（ix）烟草类型。

在一些实施方案中，选择碱性溶液以便将烟草的pH调节至所需目标范围。在一些实施方案中，可能同样合意的是仅使用少量的碱性溶液来调节烟草的pH，以致添加该碱性溶液不会显著提高烟草的水分含量。使用更少量的碱性溶液来调节烟草的pH可以减少或甚至可以消除在施加该碱性溶液后干燥烟草的需要。在一些实施方案中，所选择的碱是强碱并具有高水溶性以便能够使用更高浓度的溶液，并由此能够使用更少量的溶液。

向待处理的烟草材料中加入大量的碱性溶液意味着一旦该步骤已完成则存在更多需要除去的溶液。这可能涉及使用大量能量和/或时间，并可能需要将处理过的烟草暴露于可能影响处理过的烟草的化学和/或物理性质的条件如温度。

因此，在一些实施方案中，该pH处理步骤涉及加入尽可能少量的碱性溶液。为了补偿低使用量，在一些实施方案中使用更强的碱和/或更长的暴露时间。

在一些实施方案中，该碱性溶液是水溶液。在一些实施方案中，该碱性溶液具有大约3至大约10摩尔/升，或大约6至大约9摩尔/升的浓度。

在一些实施方案中，该碱性溶液包含碳酸钠（Na₂CO₃）水溶液。在一些实施方案中，Na₂CO₃溶液的浓度为大约6至大约9摩尔/升、大约7至大约9、或大约8至大约9摩尔/升。

其它合适的碱包括氢氧化钠（NaOH）或磷酸钠。在一些实施方案中，NaOH水溶液的浓度为大约5至大约9摩尔/升、大约6至大约8、或大约6至大约7摩尔/升。

进行试验以研究将四种烟草等级（即两个等级的白肋烟和两个等级的弗吉尼亚烟草）的pH提高至确切水平所需要的更强的碱的量。对于各种碱，将测得的pH对添加到该烟草中的碱性溶液的量（毫摩尔/克烟草）进行绘图，所得的图显示在图1至3中。该数据表明，尽管四种烟草等级具有不同的起始pH，未处理的弗吉尼亚等级具有比白肋烟等级更低的pH，加入碱时不同等级烟草的pH的提高看上去遵循相同的曲线。

但是，当将pH对加入的碱量绘图时，三种碱——碳酸钠、氢氧化钠和磷酸钠表现出不同的曲线。碳酸钠在pH达到所需水平时显示平台效应（参见图1），而氢氧化钠和磷酸钠不显示该效应（参见图2和3）。

在一些实施方案中，碱性溶液中使用的碱是氢氧化钠。该碱在某些情况下可能是优选的，因为需要较少量的碱性溶液来达到所需pH并因此在pH处理后需要较少的干燥。

在一些实施方案中，通过将该溶液喷施到烟草材料上来将碱性溶液施加至烟草。在一些实施方案中，可以布置烟草以提高暴露的表面积，例如通过将烟草大面积铺开。这将确保该碱性溶液均匀分布在烟草材料上。

搅拌

在一些实施方案中，可以在施加碱性溶液期间或之后混合或搅拌烟草材料。这种混合或搅拌可有助于碱性溶液在烟草材料表面上的均匀分布，这可以增强该烟草材料的pH的均匀调节。

在一些实施方案中，烟草与碱性溶液的混合物的搅拌可以涉及搅拌和/或翻动该混合物。

在一些实施方案中，将所有碱性溶液施加至烟草并随后混合该混合物。在其它实施方案中，向烟草施加一部分碱性溶液，并混合该混合物，随后再加入一部分碱性溶液并随后进一步混合该混合物。这可以重复进行，直到所有碱性溶液已经加入。可以将碱性溶液分成2份或更多份。这些部分可以具有大致相等的体积，或它们可能具有不同的体积。

干燥

当添加碱性溶液涉及向烟草材料中加入水时，在一些实施方案中可能有必要或适于干燥碱性溶液处理过的烟草以确保该烟草对其预期用途具有可接受的水分含量。

在施加碱性溶液后干燥烟草材料和去除氨可以同时或连续进行。在一些实施方案中，可能有益的是设计该过程以需要尽可能少的干燥，并且在尽可能少地损失尼古丁的条件下进行该过程的步骤。由此，例如，可能合意的是尽可能少地将该烟草暴露于升高的温度和/或降低的压力。

在一些实施方案中，该过程包括在施加碱性溶液后的干燥步骤。干燥步骤在一些实施方案中可能包括除去用于调节pH的液体。

在一些实施方案中，该干燥步骤包括将烟草暴露于空气流。在一些实施方案中，在环境温度（即大约20℃至大约25℃）下进行干燥步骤。在一些替代实施方案中，干燥步骤可能涉及温和加热。为了尽量减少挥发物的损失，可以限制加热湿烟草。在一些实施方案中，在大约65℃至大约85℃下将湿烟草加温（相对于加温至该温度范围的烟草材料）。该加温温度明显低于干燥常规切丝烟草的温度（其通常在200℃或更高的温度下进行）。

该烟草材料可以在施加碱性溶液之前干燥。这可以减少在用碱处理后干燥烟草材料的需要。在一些实施方案中，干燥烟草材料以将其水分含量降低到5至10%。施加碱性溶液前优选的水分含量是10-14%。

降低粒度

该过程开始时烟草材料的形式（在本文中也称为烟草原材料）可以是烟丝、磨碎的烟草或打包的烟叶。

在一些实施方案中，可以以具有所需粒度的形式提供烟草原材料。这意味着该处理方法无需包括由此例如通过碎切、研磨或铣削来降低烟草材料的粒度并随后选择所需粒度的步骤。

在一些实施方案中，烟草原材料是磨碎的烟草。在替代实施方案中，该过程包括研磨或以其它方式降低烟草原材料的粒度并随后任选选择具有所需尺寸范围的颗粒的步骤。

在一些实施方案中，该过程的步骤之一涉及处理烟草材料以降低该烟草的粒度。在一些实施方案中，将烟草碎切、研磨或铣削。所得烟草颗粒可以随后分选以选择具有所需粒度的那些颗粒。该选择可以采用筛分来进行，使用限定了所需粒度范围的上限和下限的筛子。

在一些实施方案中，优选的粒度可以为大约1毫米至大约3毫米、或大约1毫米至大约2毫米。这些粒度范围内的颗粒可以通过筛分来分类。可以通过动态图像分析来测量粒度分布。对于尺寸为1至2毫米的颗粒，对于至少90%的颗粒，该测量可以是X_c最小<2.0毫米，并且对于至少50%的颗粒，X_长度为<2.0毫米。

在一些实施方案中，选择烟草的平均粒度为1-3毫米。在一些实施方案中，可以使用具有1毫米的筛目尺寸的筛子和具有3毫米的筛目尺寸的筛子进行筛分来测量粒度。

润叶（Conditioning）

在一些实施方案中，该处理方法包括润叶步骤，其中加入水分和/或加料（casing）（液体润叶剂）。其中该处理方法进一步包括其中调节该烟草材料的形式和/或尺寸的步骤，润叶步骤可以在该步骤之前或之后进行。

在其中烟草原材料是磨碎的烟草的一些实施方案中，该烟草在研磨前并未经过润叶。并非一定要加料。在该处理过程中添加水，因为需要水来承载用于调节烟草pH的碱。结果是，该处理方法可能还涉及添加过量的水并因此在单独的润叶步骤中不需要添加额外的水。但是，在一些实施方案中，可能在研磨步骤前进行润叶步骤以产生经过润叶的研磨烟草原材料。润叶剂可以改善研磨过程，或者其可以提供具有在最终烟草产品中合意的或增强该处理过程的性质的研磨烟草材料。

步骤的顺序

可以采用步骤的各种顺序，以便按照本发明的处理方法实现烟草材料的所需pH调节。下面描述了所选择的可能的操作顺序，如附图4至10的图中所示的那样。

在图4中图解了顺序1。提供烟草原材料，并例如通过将碱性溶液喷施到烟草材料上来将该溶液施加到烟草上。在一些实施方案中，可以提供已经经过润叶的烟草原材料，例如为烟丝或经过润叶的片烟（laminastrip）形式。在施加碱性溶液后，将烟草与碱性溶液的混合物混合以使该溶液均匀铺展在烟草材料表面上。在一些实施方案中，施加碱性溶液和混合可以重复进行。最终在顺序1中，在混合步骤后，将湿烟草材料干燥以使水分含量降低至所需目标水平。此外，该步骤还可以清除至少一部分由于烟草的pH调节而生成的挥发性氨。

在图5中图解了顺序2。在此，作为处理过程的一部分可以进行起始烟草材料的润叶。在一些替代实施方案中，可以提供已经经过润叶的原材料，例如为经过润叶的片烟或烟丝的形式。接着，处理该烟草原材料以获得所需的粒度。这可以通过研磨并随后任选例如通过筛分来选择尺寸在所需粒度范围内的颗粒来实现。接着，例如通过将碱性溶液喷施到烟草材料上来将该溶液施加到烟草上。随后，混合烟草与碱性溶液的混合物，例如如上文中结合顺序1所述的那样。随后将湿烟草材料干燥以获得所需水分含量。该干燥步骤还可以包括去除至少一部分由提高烟草的pH生成的挥发性氨。在最终的任选步骤中，向经干燥的处理过的烟草中加入香料。例如，可以将香料喷施到烟草上。如果这样添加香料提高烟草的水分含量，则可能需要调整该干燥步骤以确保最终产品具有所需水分含量。

在图6中图解了顺序3。将烟草进料到润叶筒或直接润叶加料筒（DCC或DCCC）中，在其中将烟草润叶并且可以加料。当在润叶筒中时，烟草材料的水分含量可以升高至超过20%。随后可以切割经过润叶的烟草材料以制造烟丝或研磨至所需粒度。在该实施方案中，接下来可以是任选的干燥步骤。接着，通过加入碱来调节该烟草的pH。当该步骤还涉及加入水时，该水分含量将再次提高。随后在结合了去除水与清除氨的步骤中减少烟草中的水分。在一些实施方案中，清除/干燥步骤使水分含量回落至大约12-14%的区域。可以包括进一步的润叶步骤以调节所述经pH调节的烟草材料的性质，该清除/干燥步骤应当将水分含量降低至低于12%。在一些实施方案中，所得烟草材料的pH在大约9-11的区域内，且最终的水分含量在大约12-14%的区域内。在一些实施方案中，可以在最终任选的润叶步骤之前或之后进行任选的增香步骤并干燥。

在图7中图解了顺序4。其是上文所述顺序1的调整。已经消除了后一个润叶步骤，并增加了增香步骤。在pH调节的上游引入了尺寸降低步骤。在pH调节步骤之前降低烟草的尺寸意味着不润叶和处理材料，该材料随后因尺寸降低而损耗。尺寸降低常常导致显著比例的材料损耗，例如因为其不具有所需粒度。在研磨的情况下，一部分磨碎的烟草将因为太小以致于无法使用，微细材料可能也需要丢弃。在尺寸降低后进行pH处理可能意味着该材料更适于常规烟草设备，并且可能存在更大的用于传热和传质的表面积。由于pH处理过的材料很可能更脆，由粒度降低导致的磨损也可能更低。润叶可以改善由粒度降低导致的磨损，而且使随后在pH调节后的干燥更容易，这有可能包括在pH处理之前的任选干燥步骤。

在图8中图解了顺序5。顺序5结合了润叶与pH调节，因为这两个步骤均需要加入水。不同于顺序3，这仅有一个干燥步骤；其使得贯穿该过程的水分调控合理化。该方案在pH调节后具有尺寸降低步骤。

在图9中图解了顺序6。顺序6类似于顺序5，但是在pH调节的上游具有尺寸降低步骤。

通常，具有小的步骤数量的顺序预期在成本、时间和易于实施方面提供益处。

在一些实施方案中，优选的原料是打包的、熟化的烟叶。在一些实施方案中，不需要加料。

实验1

下面描述了使用碳酸钠碱性水溶液调节烟草的pH的实验室方法。

将大约200克湿基重量（WWB）的烟草在实验室烘箱中在24℃至30℃下干燥整夜。一旦干燥，使用Mettler-Toledo水分分析仪测量并记录该烟草的水分。如下计算提供160克干基重量（DWB）的烟草所需的干烟草质量（WWB）：

制备碱性溶液，每100毫升水包含30克固体碳酸钠（Na₂CO₃）。为了制备250毫升的这种Na₂CO₃水溶液，称重75克Na₂CO₃，溶解在去离子水中并置入250毫升容量瓶中。用去离子水补充体积以获得所需溶液量。将50毫升的这种Na₂CO₃水溶液加入到喷雾瓶中。

将80克干烟草（DWB）放置在具有气密盖的容器（例如FisherScientific透明塑料样品盒）中，并将一半Na₂CO₃水溶液（25毫升）喷施到烟草上。将含有该烟草的容器密封，并用手（反复手动翻转该盒子）或通过放置在实验室旋转器（例如Stuart实验室旋转器）中来翻动该容器以混合内容物最少1分钟和最多5分钟。随后重新打开该容器并将剩余（25毫升）Na₂CO₃溶液喷施到烟草上。随后再次密封该容器并翻动附加的5分钟以充分混合内容物。

随后将Na₂CO₃处理过的烟草转移到适于干燥的另一容器中，例如大的浅盘。该容器（敞口）放置在通风橱中，开启空气流，将通风橱窗扇关闭至留下大约75毫米的缝隙，并使其干燥/清除12至48小时。在12小时后和随后每24小时检查并记录pH和水分含量。

在烟草干燥后，将其转移到气密容器中并储存在22℃和60%相对湿度（RH）下的调节箱中。在储存的第一天，该容器的盖子并未紧密闭合，而是还保持半开。

为了在加热调节过pH的烟草时释放的尼古丁方面分析烟草，将调节过的烟草放置到加热装置中，其随后连接到机械吸烟机。所连接的填充烟草的加热装置随后在下列一组模式中进行抽吸，记录为“抽吸量/抽吸持续时间/频率”，将其编程到机械吸烟机中。例如，该ISO吸烟模式为35毫升抽吸量，2秒抽吸持续时间，60次抽吸频率。

在下面显示了四种不同的调节过pH的烟草的典型批次的共混分析数据和对于这些烟草的实测尼古丁递送：

表1：四种不同的调节过pH的烟草的共混分析和尼古丁递送结果

实验2

进行该工作以了解将四种不同的烟草材料的pH调节至9.5所需的碱量。

遵循用于pH调节的标准实验室过程（参见实验1），将三种碱性水溶液——碳酸钠、氢氧化钠和磷酸钠补充至0.1摩尔/毫升。随后将该溶液逐步滴入烟草与去离子水的搅拌的混合物中，同时用探针监测pH。每次后继加入5毫升碱性溶液后记录pH，这些结果显示在图1至3中。图2和3中的图表明，基于这些实验，大约1.5毫摩尔的氢氧化钠或磷酸钠将1克烟草范围的pH升高至所需水平或更高。

此后，进行重复实验，将碱性溶液逐步滴入烟草与去离子水的搅拌的混合物中，并记录该混合物达到pH9.5所需的溶液体积。表2显示了这四种烟草类型对于碳酸钠的这些结果，将1克四种不同的烟草升高至pH9.5所需的碳酸钠的计算质量。表3和4显示了使用氢氧化钠和磷酸钠水溶液的相同结果与计算。

表2：将烟草/水混合物的pH升高至9.5所需的碳酸钠（Na₂CO₃）的量

表3：将烟草/水混合物的pH升高至9.5所需的氢氧化钠（NaOH）的量

表4：将烟草/水混合物的pH升高至9.5所需的磷酸钠（Na₃PO₄）的量

通过将pH处理过程中使用的碱由Na₂CO₃变为更强的碱，不仅能够将烟草的pH调节至更高pH，还能够降低加入到烟草中的水的体积（由此减少该过程中所需的干燥）。

实验3

下面描述使用氢氧化钠碱性水溶液调节烟草的pH的实验室方法，以及所得烟草作为加热时的尼古丁来源的评估。

如上文那样将待处理的烟草（WWB）干燥整夜。如在实验1中那样，随后测量该烟草的水分并计算DWB。对于使用氢氧化钠水溶液的pH调节而言，使用每克烟草1.5至2.0毫摩尔的氢氧化钠，其中将50毫升溶液加入到80克烟草（DWB）中。

通过将固体氢氧化钠丸粒溶解在去离子水中并置入到250毫升容量瓶中来制备氢氧化钠碱性溶液。随后用去离子水补充体积以获得所需溶液体积。随后将每克待处理烟草0.625毫升的这种NaOH水溶液加入到喷雾瓶中（其中喷雾瓶的总容积为大约100毫升）。

随后将待处理的烟草批料按质量分成相等的两批（通常80-100克），并如上文那样将各批料放置在具有气密盖的容器中。随后将一半NaOH水溶液喷施到各烟草批料上。随后将含有烟草的容器密封并通过放置在实验室旋转器（例如Stuart实验室旋转器）中来翻动以混合内容物最少5分钟和最多10分钟。

随后将两批NaOH处理过的烟草重新混合并随后转移到适于干燥的另一容器中，例如大的浅盘。该容器（敞口）如上文那样放置在通风橱中。在12小时后和随后每24小时检查并记录pH和水分含量。

在将烟草干燥后，将其转移到气密容器中并储存在22℃和60%相对湿度（RH）下的调节箱中。在储存的第一天，该容器的盖子并未紧密闭合，而是还保持半开。

为了在加热调节过pH的烟草时释放的尼古丁方面分析烟草，将调节过的烟草放置到加热装置中，其随后连接到机械吸烟机。连接的填充烟草的加热装置随后遵循一组模式进行抽吸，记录为“抽吸量/抽吸持续时间/频率”，将其编程到机械吸烟机中。例如，该ISO吸烟模式为35毫升抽吸量，2秒抽吸持续时间，60抽吸频率。表5显示了在不同吸烟模式下已经使用氢氧化钠水溶液（每克烟草2毫摩尔）调节过pH的烟草的实测尼古丁递送，其中该尼古丁递送为每375毫克调节过pH的烟草的尼古丁毫克数。

表5：不同吸烟模式下调节过pH的烟草的尼古丁递送，加热至55℃，该烟草已经用氢氧化钠水溶液（每克烟草2毫摩尔）处理过

通过氢氧化钠（每克烟草2毫摩尔）处理的调节过pH的烟草的典型批料的共混分析数据显示在下表6中。

表6：调节过pH的烟草的共混分析结果，使用氢氧化钠水溶液（每克烟草2毫摩尔）调节

实验4

继实验2和3之后，实验4探索通过提高氢氧化钠水溶液的浓度来降低加入到烟草中的水的体积。

研究了三种溶液浓度——3.0摩尔/升、6.0摩尔/升和9.0摩尔/升。将大约400克烟草在大约30℃下烘箱干燥48小时。随后使用水分天平分析水分。称量各自大约40克的三种已知质量的干燥烟草并计算该烟草的干基重量。

随后计算按干燥烟草质量计的三种批料各自所需的溶液体积，并且还计算要加入到各自三种批料中所需的氢氧化钠质量（其中每千克烟草将加入1.5摩尔NaOH）和在所需体积的溶液中提供所需量的固体的三种溶液的浓度。

随后在250毫升容量瓶中将三种氢氧化钠溶液补充至所需浓度。

对于250毫升的氢氧化钠质量＝浓度×0.250×40。

然后将第一烟草批料以二等份放置在两个透明盒（crystalbox）中，并将一半溶液均匀地喷施在两部分各自的表面上，将盖子加到透明盒上，并放置在旋转器中。该透明盒以稳定速度旋转10分钟。测量该烟草的pH，并将烟草的部分合并，并且如实施例1和3中那样干燥。

下表7显示了相同烟草的共混分析结果，使用三种不同浓度的氢氧化钠水溶液（3.0、6.0和9.0摩尔/升）来调节pH。这些结果的分析表明，当使用该研究中所用的三种不同浓度的氢氧化钠水溶液来处理时，对于烟草的调节过pH的烟草共混物尼古丁水平并没有显著的统计学差异（p值为0.150）。这表明可以通过提高碱性溶液的浓度来降低加入到烟草中的溶液体积。

表7：使用三种不同浓度的氢氧化钠水溶液调节过pH的单一烟草类型的共混分析

为了解决各种问题并推进本领域，本公开的整体内容以举例说明的方式显示了其中实施所要求保护的发明的各种实施方案，并提供了优异的处理过的烟草材料、烟草处理方法、包含处理过的烟草材料的装置和处理过的烟草的用途。本公开的优点和特征仅具有实施方案的代表性样品，并且并非穷举和/或排他的。它们仅用于协助理解和教导所要求保护的特征。要理解的是，本公开的优点、实施方案、实施例、功能、特征、结构和/或其它方面不视为对权利要求所限定的公开内容的限制或对权利要求的等效方案的限制，并且在不背离本公开的范围和/或精神的情况下可以采用其它实施方案并可以进行修改。各种实施方案可以适当地包含所公开的要素、组分、特征、部分、步骤、装置等等的各种组合，或由所述组合组成或基本由所述组合组成。此外，本公开包括目前未要求保护，但是其可以在未来要求保护的其它发明。

Claims

1.处理过的烟草材料，其具有至少大约9的pH和基于所述烟草干重不超过大约20%的水分含量。

2.如权利要求1中所要求保护的处理过的烟草材料，其中所述烟草材料的粒度为大约1至大约3毫米或大约1至大约2毫米。

3.如前述权利要求之一所要求保护的处理过的烟草材料，其中所述烟草材料是磨碎的烟草。

4.如前述权利要求任一项中所要求保护的处理过的烟草材料，其中所述水分含量是基于所述烟草干重的大约5至大约20%、大约8至大约18%、或大约10至大约15%。

5.处理烟草材料以便将其pH提高到至少大约9的方法，所述方法包括向待处理的烟草材料施加碱性溶液，并干燥所述材料以产生具有不超过大约20%的水分含量的处理过的烟草材料。

6.如权利要求5中所要求保护的方法，其中所述方法包括将所述烟草材料的粒度降低到大约1至大约3毫米，或大约1至大约2毫米。

7.如权利要求6中所要求保护的方法，其中在向所述烟草材料施加碱性溶液之前降低所述烟草材料的粒度。

8.如权利要求6中所要求保护的方法，其中在施加所述碱性溶液之前将所述烟草切片，并在施加所述碱性溶液之后将所述烟草粒度进一步降低到大约1至大约3毫米的尺寸，或降低到大约1至大约2毫米的尺寸。

9.如权利要求5至8任一项中所要求保护的方法，其中所述碱性溶液包含选自以下的碱：碳酸钠、氢氧化钠和磷酸钠。

10.如权利要求9中所要求保护的方法，其中所述碱性溶液包含氢氧化钠。

11.如权利要求10中所要求保护的方法，其中所述氢氧化钠溶液具有大约3.0至大约9.0摩尔/升的浓度。

12.如权利要求5至11任一项中所要求保护的方法，其中将所述处理过的烟草材料干燥以具有基于所述烟草干重的大约5至大约20%、大约8至大约18%、或大约10至大约15%的水分含量。

13.如权利要求5至12任一项中所要求保护的方法，其中在所述处理过程中不将所述烟草加热到高于大约65℃、高于大约60℃、高于大约55℃、或高于大约50℃的温度。

14.无烟吸入装置，包含如权利要求1至4任一项中所要求保护的处理过的烟草材料或通过如权利要求5至13任一项中所要求保护的方法制备的处理过的烟草材料。

15.如权利要求14中所要求保护的装置，其中加热所述处理过的烟草材料以使尼古丁挥发。

16.如权利要求15中所要求保护的装置，其中将所述处理过的烟草材料加热到不高于大约80℃、不高于大约75℃、不高于大约70℃、不高于大约65℃、不高于大约60℃、或不高于大约55℃的温度以产生可吸入形式的尼古丁。

17.如权利要求15和16任一项中所要求保护的装置，其中基于ISO吸烟模式，所述装置提供不小于大约0.01毫克/克烟草和不超过大约0.3毫克/克烟草的剂量的可吸入尼古丁。

18.如权利要求1至4任一项中所要求保护的处理过的烟草材料或通过如权利要求5至13任一项中所要求保护的方法制备的处理过的烟草材料用于在将所述处理过的烟草加热到小于大约100℃的温度时提供可吸入形式的尼古丁的用途。

19.如权利要求18中所要求保护的用途，其中基于ISO吸烟模式递送不小于大约0.3毫克/克烟草和不小于大约0.01毫克/克烟草的可吸入形式的尼古丁。