CN107307466B - 一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体及其制备方法，包括如下步骤：(1)将烟草原料磨粉，过筛后得粒径分布在60‑200目的烟粉，(2)将烟粉、烟草提取物和保润剂均匀混合，然后加入乙醇制成适合制粒的软材；(3)将软材用挤压法经筛网制粒，湿颗粒干燥后晾至室温，置于药筛中进行整粒，即得不同粒径的颗粒状基体。本发明将烟末原料通过一定工艺制备成不同粒径的内部具有孔隙的颗粒，不仅增大了原料的比表面积，而且在抽吸时能通过基体本身的孔隙以及基体颗粒之间的孔隙同时调控吸阻，不仅能使烟气在加热状态下快速释放，还能提高烟气的均匀性。

Description

一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体及其制备方法
技术领域
本发明涉及新型烟草制品领域，尤其是涉及一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体。
背景技术
新型烟草制品研发是国家局最新确定的重大专项之一，目前国际市场上具有代表性的加热不燃烧制品分为电加热型和碳加热型产品，其特征都是不直接燃烧烟支而是通过加热烟草材料释放烟气，减少了烟草因高温燃烧裂解产生的有害成分，降低了主流烟气危害成分。其中，新型烟草制品关键技术之一加热段基体的研究尤为重要，在低温条件下烟草提取物能迅速的从基体中释放出来，使消费者能达到与传统卷烟抽吸燃烧时同等的生理强度，并释放更少的有害成分。国外烟草公司围绕新型烟草制品已经开展了近30年的技术研究，在产业上有全面的布局和规划，有相关的产品和技术储备。
国内在无烟烟草产品开发方面还处于起步阶段，拥有的核心技术非常少，目前国内市场尚无自主研发的无烟烟草制品，且专利申报集中于电加热型器具设计等方面，烟草结构本身处理方面尚处起步阶段。公开号为CN103919267A和CN103892437A中国发明申请文献公开了一种新型烟草制品的制备方法，在打孔的再造烟叶纸基上涂布一种新的涂布液，这种新的涂布液是将烟叶原料卷制成烟束，吸燃后收集主流烟气的气相和粒相物，冷凝后组成混合物作为涂布液。公告号为CN103750535的中国发明申请文献公开了一种加热非燃烧型卷烟烟块的制备方法，烟块由50％-70％的烟叶末、5％-20％烟梗末、3％-7％烟用香料、10％-20％去离子水、7％-11％藻酸盐、1％-2％甘油组成。公开号为CN103445283A的中国发明申请文献公开了一种加热非燃烧型烟草制品烟草原料的处理方法，包括加热处理、加香处理及加料处理等过程；公开号为CN103462213A和CN103462210A的发明申请文献中将烟草提取物去除乙醇后冷冻干燥得到固体烟草提取物，与具有阻燃作用的金属氢氧化物颗粒混合后，加入溶剂充分分散形成粘稠状混合物，滚筒干燥经粉碎后得到烟草材料和烟草膜。公开号为CN103584288A的发明申请文献公开了一种非燃烧型低温卷烟，其中烟草可以是烟丝、烟粉末或类似植物材料等；CN104223354A公开了一种受热不塌陷的低温卷烟，其烟草部分添加了受热膨胀的添加剂。
对于基体设计方面而言，烟草原料的制备工艺尤其重要，会直接影响基体在加热不燃烧状态下的烟气释放。目前围绕基体设计方面，主要涉及到是烟草原料和烟草提取物，最核心材料仍然是烟草(包括烟丝、烟草碎片、再造烟叶、烟草颗粒、烟末等)或者烟草中的关键成分提取物(如烟碱、烟草香味物质等)。CN103750535公开了一种加热非燃烧型卷烟烟块以及CN103462213A和CN103462210A将烟草提取物去除乙醇后冷冻干燥得到固体烟草提取物，与具有阻燃作用的金属氢氧化物颗粒混合后，加入溶剂充分分散形成粘稠状混合物，滚筒干燥经粉碎后得到烟草材料和烟草膜。其制备的基体如果填充在加热不燃烧烟弹中，会存在吸阻过大问题，从而影响加热抽吸时烟气释放的均匀性。
发明内容
本发明提供一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体，用于解决现有技术中加热不燃烧烟弹内部填充物的调控吸阻及烟气释放均匀的问题。
一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体的制备方法，包括如下步骤：
(1)将烟草原料磨粉，过筛后得粒径分布在60-200目的烟粉，
(2)(2)将烟粉、烟草提取物及香精香料按比例混合和保润剂均匀混合成物料，然后加入乙醇搅拌均匀制成适合制粒的软材；
(3)将软材用挤压法经筛网制粒得湿颗粒，湿颗粒干燥后晾至室温，置于药筛中进行整粒，即得不同粒径的颗粒状基体。
本发明将烟末原料通过一定工艺制备成不同粒径的内部具有孔隙的颗粒，不仅增大了原料的比表面积，而且在抽吸时能通过基体本身的孔隙以及基体颗粒之间的孔隙同时调控吸阻，不仅能使烟气在加热状态下快速释放，还能提高烟气的均匀性。本发明所提供的一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体为国内研发加热不燃烧烟草制品提供基础参考，同时为行业在基体材料研发共性方面提供新思路。
优选地，所述烟草原料为片烟、烟丝、烟末、烟梗和烟灰中的至少一种。磨粉后过60目筛。
优选地，步骤(2)中所述烟粉、烟草提取物、香精香料和保润剂的质量百分比配比为：
步骤(2)中所述烟粉、烟草提取物、香精香料和保润剂的质量百分比配比为：
进一步优选地：
烟粉 55～65％；
烟草提取物与香精香料 30～40％；
保润剂 5％-10％；
其中烟草提取物与香精香料比例本身按常规配比混合。
本发明的制备方法适用于所有烟草基体的配方，与上述配方相结合制备得到的基体性能更佳。
优选地，步骤(2)中乙醇的加入量以乙醇与物料的质量比为1:3-1:5计，所述乙醇以无水乙醇计量。进一步优选地，所述无水乙醇配置成质量分数为50～70％的乙醇水溶液后再加入物料中。
加入乙醇的目的是作为润湿剂，通过润湿烟草载体诱发载体自身的黏性而使载体聚结在一起，所用乙醇通常配置成适宜浓度(50-70％左右)的乙醇水溶液使用，有利于软质物料的顺利制粒，制备得到的湿颗粒中水分含量在1～3％范围内，且制备得到的颗粒基体具有较好的内部空隙结构。当载体自身的黏性不足时可以加入适当的黏合剂进行制粒。常用的黏合剂有淀粉、纤维素衍生物类、聚乙二醇等制成适合制粒的软材。
优选地，所述保润剂为丙二醇或丙三醇或两种的混合溶剂。
优选地，所述烟草提取物为云烟浸膏、秘鲁浸膏，烟草水提取物、烟草乙醇提取物及烟草超临界提取物、烟草原料分子蒸馏组分的一种或多种。
优选地，步骤(3)中所述湿颗粒采用鼓风干燥机干燥，干燥温度为40～50℃，干燥时间为2-4h。
优选地，筛网制粒所用筛网目数为10目-20目；所述药筛的目数为20-40目。
进一步优选地，筛网制粒所用筛网目数为10目-15目；所述药筛的目数为20-30目。
更进一步优选地，筛网制粒所用筛网目数为10目目；所述药筛的目数为25-30目。
本发明的制备方法，首先将烟草原料磨粉，过筛后得粒径分布在60-200目的烟粉，与烟草提取物混合后软化，先用挤压法经筛网制粒，湿颗粒干燥后晾至室温，然后置于药筛中进行整粒，制备得到的颗粒基体不仅粒径适中，颗粒基体本身内部形成均匀的空隙结构，在抽吸时能通过基体本身的孔隙以及基体颗粒之间的孔隙同时调控吸阻，不仅能使烟气在加热状态下快速释放，还能提高烟气的均匀性。
本发明采用两步筛网制粒：先向载体(粉末)中加入适量的润湿剂，用玻璃棒沿同一方向搅拌均匀，搅拌时间5～15min，至形成的软材剧具有一定的流动性，细粉少，手握能成团，用手指轻触即散为止即得软材；将制得的软材强制通过10目筛网，形成具有一定粒径的湿颗粒，该湿颗粒中的水分含量为1～3％；湿颗粒用鼓风干燥箱干燥后，经过24目药筛除去颗粒中的细粉。
本发明制备得到的基体颗粒内部也分布有空隙，颗粒基体形成的内部空隙与所选用的粘合剂或润湿剂的种类，用量，搅拌时间，颗粒中水分含量有关；湿颗粒形成后应尽可能迅速干燥，放置时间过长，颗粒易结块或变形；干燥温度不宜过高，烟草提取物属于易挥发成分，温度过高损失越大；粉末粒径与烟草基体内部空隙有关系，与粉末自身的黏性有关。粉末粒径应均一，尽量与辅料粒径一致，以便原辅料混合均匀，避免出现颗粒大小，形状不一。
本发明还提供一种如所述制备方法制备得到的颗粒状加热不燃烧的烟草基体。本发明方制备得到的烟草基体粒径分布在20目-30目之间。该粒径范围的烟草基体在抽吸时能通过基体本身的孔隙以及基体颗粒之间的孔隙同时调控吸阻，不仅能使烟气在加热状态下快速释放，还能提高烟气的均匀性。
本发明的颗粒基体使用时直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，根据颗粒大小调节烟弹吸阻，然后进行加热不燃烧抽吸。
本发明颗粒状基体可应用于新型卷烟装置中，在加热温度低于500℃条件下，烟气能迅速从基体中释放出来；在传统卷烟同样抽吸口数下，烟碱释放量可达到0.1～1mg，基体中的负载成分的脱附量可达到50％，有害成分大幅降低，危害性指数不高于4；在香气质、香气量以及劲头等感官方面获得满足。另外，本发明由于采用了上述的技术方案，实现烟气的释放，以及吸阻调控等。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的烟草原料制备颗粒状基体，最直观的作用是颗粒状基体填充在烟弹中，调节吸阻，同时提高烟末的使用效率；在加热不燃烧状态下抽吸时不仅改善了吸阻，而且烟气释放的均匀性也得到提高。
本发明方法处理工艺简单，能够很好地满足再造烟叶生产工艺的要求，可直接进行放大批量生产，具有很好的工业化应用前景。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明做进一步详细的描述，但所述实施例不构成对本发明的限制。
实施例1
(1)取烟末60g、香精香料及烟草提取物35g混合在一起，随后加入丙二醇丙三醇5g，30g乙醇，混合均匀制备出软材；
(2)将软材用挤压法经筛网10目制粒，湿颗粒经鼓风干燥机40～50℃干燥3h，晾至室温，置20目药筛中进行整粒，即得直径为0.83mm颗粒状基体。
(3)将颗粒基体直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，填充颗粒后测试吸阻为883pa，感官评吸结果烟气均匀性好、香气量适中、烟香较透发、烟雾量较足。
实施例2
(1)取烟末60g、香精香料及烟草提取物35g混合在一起，随后加入丙二醇丙三醇5g，30g乙醇，混合均匀制备出软材；
(2)将软材用挤压法经筛网10目制粒，湿颗粒经鼓风干燥机40～50℃干燥3h，晾至室温，置24目药筛中进行整粒，即得直径为0.70mm颗粒状基体。
(3)将颗粒基体直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，填充颗粒后测试吸阻为961pa，感官评吸结果烟气均匀性好、香气量适中、烟香较透发、烟雾量较足。
实施例3
(1)取烟末60g、香精香料及烟草提取物35g混合在一起，随后加入丙二醇丙三醇10g，30g乙醇，混合均匀制备出软材；
(2)将软材用挤压法经筛网10目制粒，湿颗粒经鼓风干燥机40～50℃干燥3h，晾至室温，置24目药筛中进行整粒，即得直径为0.70mm颗粒状基体。
(3)将颗粒基体直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，填充颗粒后测试吸阻为981pa，感官评吸结果烟气均匀性好、香气量较适中、烟香较透发、烟雾量较足。
实施例4
(1)取烟末60g、香精香料及烟草提取物35g混合在一起，随后加入丙二醇丙三醇5g，30g乙醇，混合均匀制备出软材；
(2)将软材用挤压法经筛网10目制粒，湿颗粒经鼓风干燥机40～50℃干燥3h，晾至室温，置28目药筛中进行整粒，即得直径为0.60mm颗粒状基体。
(3)将颗粒基体直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，填充颗粒后测试吸阻为1017pa，感官评吸结果烟气均匀性好、香气量较足、烟香较透发、烟雾量较足。
实施例5
(1)取烟末60g、香精香料及烟草提取物40g混合在一起，随后加入丙二醇丙三醇10g，35g乙醇，混合均匀制备出软材；
(2)将软材用挤压法经筛网10目制粒，湿颗粒经鼓风干燥机40～50℃干燥3h，晾至室温，置30目药筛中进行整粒，即得直径为0.55mm颗粒状基体。
(3)将颗粒基体直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，填充颗粒后测试吸阻为1053pa，感官评吸结果烟气均匀性好、香气量较足、烟香较透发、烟雾量足。
实施例6
(1)取烟末60g、香精香料及烟草提取物35g混合在一起，随后加入丙二醇丙三醇5g，30g乙醇，混合均匀制备出软材；
(2)将软材用挤压法经筛网10目制粒，湿颗粒经鼓风干燥机40～50℃干燥3h，晾至室温，置30目药筛中进行整粒，即得直径为0.55mm颗粒状基体。
(3)将颗粒基体直接填充到加热不燃烧烟弹中，烟弹为圆柱形，长30mm，底面直径为8-10mm，填充颗粒后测试吸阻为1078pa，感官评吸结果烟气均匀性好、香气量较足、烟香透发、烟雾量足。
以上实施例1～6制备得到的颗粒状基体的堆积密度可按下式计算：
式中P'o——堆积密度，kg/m3；m——材料的质量，kg；V'o——材料的堆积体积，m3。颗粒的堆积体积包括材料绝对体积、内部所有孔体积和颗粒间的空隙体积。材料的堆积密度反映散粒构造材料堆积的紧密程度及材料可能的堆放空间。
经计算，上述实施例1～6制备得到的颗粒基体的颗粒密度在250-350kg/m3内。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中加热不燃烧基体制备过程均匀性及烟气在低温加热下释放的均匀性而具有工业化应用前景。所述实例不仅是实施例中烟粉(粒径60-200目)、烟草提取物、保润剂等按质量百分比例混合所提比例，而且适用于任意比例配制，制备得到的颗粒状基体颗粒与颗粒之间具有发达孔隙；颗粒本身具有疏松多孔特性。
以上对本发明一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种颗粒状加热不燃烧的烟草基体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将烟草原料磨粉，过筛后得粒径分布在60-200目的烟粉，
(2)将烟粉、烟草提取物及香精香料按比例混合和保润剂均匀混合成物料，然后加入乙醇搅拌均匀制成适合制粒的软材；
所述烟粉、烟草提取物、香精香料和保润剂的质量百分比配比为：
烟粉 55～65％；
烟草提取物与香精香料 30～40％；
保润剂 5％-10％；
乙醇的加入量以乙醇与物料的质量比为1:3-1:5计，所述乙醇以无水乙醇计量；所述无水乙醇配置成质量分数为50～70％的乙醇水溶液后再加入物料中；
(3)将软材用挤压法经筛网制粒，湿颗粒采用鼓风干燥机干燥，干燥温度为40～50℃，干燥时间为2-4h，干燥后晾至室温，置于药筛中进行整粒，即得不同粒径的颗粒状基体；所述湿颗粒筛网制粒所用筛网目数为10目-20目；所述药筛的目数为20-40目。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述烟草原料为片烟、烟丝、烟末、烟梗和烟灰中的至少一种。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述无水乙醇配置成质量分数为60％的乙醇水溶液后再加入物料中。
4.一种如权利要求1～3任一权利要求所述制备方法制备得到的颗粒状加热不燃烧的烟草基体，粒径分布在20目-30目之间。
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