CN107319628A - 一种适用于加热不燃烧的烟草基体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于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；将木浆纤维磨粉过筛后得粒径分布在60‑200目的木浆纤维粉；(2)将所述烟粉、木浆纤维粉、胶黏剂、填料、保润剂、香精香料及烟草提取物按配比混合得混合浆料，然后向混合浆料中加水搅拌，混合均匀得松散的团粒状浆料；(3)将所述团粒状浆料压片，压片后烘干即得片状的加热不燃烧的烟草基体。本发明在基体制备过程中考虑将烟草原料先打磨成粉，破坏纤维的结构，增大了原料的比表面积，同时考虑到成型过程强度问题，采用部分木浆长纤维磨成粉来增加基体的强度，制备时与烟草提取物混合更均匀。

Description

一种适用于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，尤其是涉及一种适用于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的发明申请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。公开号为CN103750535的发明申请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的发明申请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；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。公开号为CN103584288A的发明申请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；公开号为CN104223354A的发明申请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)。但是，在制备过程中，烟草原料有没有进行预处理或是处理的不够好，在制备过程中与烟草提取物混合存在不均匀等问题，从而影响加热抽吸时烟气释放的均匀性。另外，加热温度较低，热量传递过程不仅会损失，相应加热时间也会延长。

发明内容

本发明提供一种适用于加热不燃烧的烟草基体，用于解决现有技术中加热不燃烧基体抽吸时烟气快速释放及释放均匀的问题，并可在此基础上进一步改进解决现有技术中加热不燃烧基体在较低温度下烟气释放的效率低的问题。

一种适用于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(60目筛)后得粒径分布在60-200目的烟粉；将木浆纤维磨粉过筛(60目筛)后得粒径分布在60-200目的木浆纤维粉；

(2)将所述烟粉、木浆纤维粉、胶黏剂、填料、保润剂、香精香料及烟草提取物按配比混合得混合浆料，然后向混合浆料中加水搅拌，混合均匀得松散的团粒状浆料；

(3)将所述团粒状浆料压片，压片后烘干即得片状的加热不燃烧的烟草基体。

针对现有烟草基体所存在的热抽吸时烟气释放均匀性不好的问题，本发明在基体制备过程中考虑将烟草原料先打磨成粉，破坏纤维的结构，增大了原料的比表面积，同时考虑到成型过程强度问题，采用部分木浆长纤维磨成粉来增加基体的强度，制备时与烟草提取物混合更均匀。

本发明的烟草基体通过特定的压片及干燥手段，制成片状基体，片状基体使用时根据厚度既可切成丝卷制成烟支，也可以折叠多层置入空烟管中，进行加热不燃烧抽吸。片状基体的厚度在0.05mm-0.20mm内可调。

所述压片过程为：将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取团粒状浆料放在保鲜膜上，用辊子辊压成20cm×30cm大小，自然晾干，制备完成加热不燃烧基体；将自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内干燥，得到最终片状的加热不燃烧基体。

优选地，压片后的烘干温度45-55℃，烘干时间为4-6h；进一步优选地，压片后的烘干温度50℃，烘干时间为5h。

优选地，制备混合浆料时还加入有金属粉末。

针对现有烟草基体传热效率低的问题，本发明在解决烟气均一性问题上进一步改进了制备方法，本发明为了提高加热不燃烧烟草基体在低温加热下烟气释放的效率，在制备过程中添加一定比例的金属粉末，增加基体的导热性能，从而在提高整体的传热效率。

含有金属粉末的加热不燃烧烟草基体，可以提高加热不燃烧烟草基体在低温加热下烟气释放的效率，增加基体的导热性能，从而提高整体的传热效率，抽吸时仅需少量的能量就能让烟草提取物迅速的从基体中释放出来。

进一步优选地，所述金属粉末为为铁粉，铜粉和不锈钢粉，粒径分布在200-400目。

原料的粒径越小，基体成型时越容易混合均匀。

未添加金属粉末的基体加热至300℃所需的能量高，而添加金属粉末后由于具有良好的传热效率，加热至300℃所需的能量降低一半以上。

本发明通过实验证实未添加金属粉末的基体加热温度至300℃所需的能量为635mJ·mol-1，而添加10％铜粉后能量仅需224.5mJ·mol^-1，大大降低了器具提供能量。引申为加热不燃烧器具抽吸基体时，少量能量就能使基体释放出烟气。但是过高势必影响抽吸时口感，因此金属粉末添加范围最高不超过10％。

更进一步优选地，当制备中添加金属粉末时，步骤(2)以质量百分比计，各原料的配比为：

进一步优选地，当制备中添加金属粉末时，步骤(2)以质量百分比计，各原料的配比为：

当不加金属粉末时，步骤(2)以质量百分比计，各原料的配比为：

本发明的制备方法，适用于所有现有烟草基体配方，与上述配方相结合，制备得到的基体性能更佳。

所述烟草原料为片烟、烟丝、烟末、烟梗及烟灰中的一种或几种；所述木浆纤维为针叶木浆、滤纸纤维、甘蔗浆、龙须草中的一种或几种。

所述胶黏剂为羧甲基纤维素、阳离子淀粉、壳聚糖和瓜尔胶其中的一种或多种。

所述填料为碳酸钙、硅藻土及二氧化钛中的一种或多种。

所述保润剂为丙二醇或丙三醇或两种的混合溶剂。

所述的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中的一种或几种。

优选地，制备团粒状浆料时水的加入质量为混合浆料质量的6-12倍。

本发明还提供一种如所述制备方法制备得到的适用于加热不燃烧的烟草基体。

本发明的片状基体使用时根据厚度既可切成丝卷制成烟支，也可以折叠多层置入空烟管中，进行加热不燃烧抽吸，抽吸时候烟气均匀性好、传热效率高，仅需少量的能量就能让烟草提取物迅速的从基体中释放出来。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明所提供的烟草原料制备加热不燃烧基体，最直观的作用是提高低次烟叶的使用效率，且常温下混合制备基体时不损失任何烟草提取物及香精香料等配方；同时烟草原料预处理还提高了制备过程均匀性问题，改善了在低温加热下烟气从基体释放的均匀性。

(2)本发明所提供的烟草原料中添加少量的金属粉末制备加热不燃烧基体，最直观的作用是增加基体的传热性能，从而在提高整体的传热效率以及烟草基体在低温加热下烟气释放的效率，节省能耗及能量损失。

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，而且节省能源，可直接进行放大批量生产，具有很好的工业化应用前景，同时为国内研发加热不燃烧烟草制品提供基础参考。

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)将烟草原料分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(2)将木浆纤维分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(3)取烟粉39g、木桨粉9.75g、瓜尔胶3.25g、碳酸钙3.25g、丙二醇3.25g、香精香料及烟草提取物6.5g混合在一起，待用；

(4)在配好的(3)中加入6倍质量水，用搅拌机进行搅拌，将各组分与水混合均匀，形成松散的团粒状浆料，分成5份待用；

(5)将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取步骤(4)中的浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成20cm×30cm大小；另取浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成30cm×30cm大小，自然晾干，制备成加热不燃烧基体。

(6)将步骤(5)自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内，在低于50℃下干燥5小时左右，得到最终片状的加热不燃烧基体，基体厚度为0.1mm和0.15mm；

(7)使用时，将厚度为0.1mm和0.15mm两种规格的基体切成宽度为1mm，同烟丝形状，卷制成烟支，标注为1号和2号，进行加热不燃烧抽吸，感官评吸见表1。

表1评吸结果

实施例2

(1)将烟草原料分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(2)将木浆纤维分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(3)取烟粉39g、木桨粉9.75g、瓜尔胶3.25g、碳酸钙3.25g、丙二醇3.25g、香精香料及烟草提取物6.5g混合在一起，待用；

(4)在配好的(3)中加入6倍质量水，用搅拌机进行搅拌，将各组分与水混合均匀，形成松散的团粒状浆料，分成5份待用；

(5)将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取步骤(4)中的浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成30cm×30cm大小；另取浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成20cm×30cm大小，自然晾干，制备成加热不燃烧基体。

(6)将步骤(5)自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内，在低于50℃下干燥5小时左右，得到最终片状的加热不燃烧基体，基体厚度为0.1mm和0.15mm；

(7)使用时，将厚度为0.1mm和0.15mm两种规格的基体裁成重量为0.8g，长度等同普通空烟管的片状，卷成柱状后填充到空烟管中，标注为3号和4号，进行加热不燃烧抽吸，感官评吸见表2。

表2评吸结果

以上实施例1和实施例2证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)、木浆纤维粉(粒径60-200目)、胶黏剂、填料、保润剂、香精香料及烟草提取物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，制备的基体厚度可控制在0.05mm-0.20mm之间。

实施例3

(1)将烟草原料分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(2)将木浆纤维分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(3)取烟粉39g、木桨粉9.75g、瓜尔胶3.25g、碳酸钙3.25g、丙二醇3.25g、香精香料9.75g、铁粉6.5g混合在一起，待用；

(4)在配好的(3)中加入8倍质量水，用搅拌机进行搅拌，将各组分与水混合均匀，形成松散的团粒状浆料，分成5份待用；

(5)将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取步骤(4)中的浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成20cm×30cm大小；

(6)将步骤(5)自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内，在低于50℃下干燥5小时左右，得到最终片状的加热不燃烧基体，将样品平衡后进行(热重分析仪)TG分析，结果见表3。

实施例4

(1)将烟草原料分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(2)将木浆纤维分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(3)取烟粉39g、木桨粉9.75g、瓜尔胶3.25g、碳酸钙3.25g、丙二醇3.25g、香精香料9.75g、铜粉6.5g混合在一起，待用；

(4)在配好的(3)中加入8倍质量水，用搅拌机进行搅拌，将各组分与水混合均匀，形成松散的团粒状浆料，分成5份待用；

(5)将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取步骤(4)中的浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成20cm×30cm大小；

(6)将步骤(5)自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内，在低于50℃下干燥5小时左右，得到最终片状的加热不燃烧基体，将样品平衡后进行(热重分析仪)TG分析，结果见表3。

实施例5

(1)将烟草原料分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(2)将木浆纤维分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(3)取烟粉39g、木桨粉9.75g、瓜尔胶3.25g、碳酸钙3.25g、丙二醇3.25g、香精香料9.75g、不锈钢粉6.5g混合在一起，待用；

(4)在配好的(3)中加入8倍质量水，用搅拌机进行搅拌，将各组分与水混合均匀，形成松散的团粒状浆料，分成5份待用；

(5)将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取步骤(4)中的浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成20cm×30cm大小；

(6)将步骤(5)自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内，在低于50℃下干燥5小时左右，得到最终片状的加热不燃烧基体，将样品平衡后进行(热重分析仪)TG分析，结果见表3。

实施例6

(1)将烟草原料分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(2)将木浆纤维分别用磨粉机磨成粉，完全过60目筛，粒径分布在60-200目，待用。

(3)取烟粉39g、木桨粉9.75g、瓜尔胶3.25g、碳酸钙3.25g、丙二醇3.25g、香精香料9.75g混合在一起，待用；

(4)在配好的(3)中加入8倍质量水，用搅拌机进行搅拌，将各组分与水混合均匀，形成松散的团粒状浆料，分成5份待用；

(5)将保鲜膜平铺在底部为塑料的砧板模具上，取步骤(4)中的浆料1份放在保鲜膜上，用辊子辊压成成20cm×30cm大小；

(6)将步骤(5)自然晾干至表面无明显液体的基体放入烘箱内，在低于50℃下干燥5小时左右，得到最终片状的加热不燃烧基体，将样品平衡后进行(热重分析仪)TG分析，ΔH值为加热温度至300℃基体所需的能量，结果见表3。

表3 TG及评吸结果

	ΔH(mJ·mol-1)	评吸结果
			实施例6	635	烟气均匀性好、香气量较足、烟香透发、烟雾量足
实施例3	323	烟气、香气量及烟香较好、烟雾量较足
			实施例4	224.5	烟气、香气量及烟香较好、烟雾量足
实施例5	328	烟气、香气量及烟香较好、烟雾量较足

以上实施例3～5及对比例1的结果证明，本发明有效克服了现有技术中加热不燃烧基体在低温下烟气快速释放而具有工业化应用前景。所述实例不仅是实施例中金属粉末单独添加，根据口感可按质量百分比例混合，但总量不得高于10％添加比例；所述的香精香料及烟草提取物添加量最低为10％。

以上对本发明加热不燃烧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 (8)

1.一种适用于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；将木浆纤维磨粉过筛后得粒径分布在60-200目的木浆纤维粉；

(2)将所述烟粉、木浆纤维粉、胶黏剂、填料、保润剂、香精香料及烟草提取物按配比混合得混合浆料，然后向混合浆料中加水搅拌，混合均匀得松散的团粒状浆料；

(3)将所述团粒状浆料压片，压片后烘干即得片状的加热不燃烧的烟草基体。

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤(2)以质量百分比计，各原料的配比为：

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，制备混合浆料时还加入有金属粉末。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述金属粉末为铁粉，铜粉和不锈钢粉中的至少一种，粒径分布在200-400目。

5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，步骤(2)以质量百分比计，各原料的配比为：

6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，制备团粒状浆料时水的加入质量为混合浆料质量的6-12倍。

7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，压片后的烘干温度45-55℃，烘干时间为4-6h。

8.一种如权利要求1～7任一权利要求所述制备方法制备得到的适用于加热不燃烧的烟草基体。