CN107319641A - 一种加热不燃烧烟草制品的烟草物料发烟体及其制备方法和用途 - Google Patents

一种加热不燃烧烟草制品的烟草物料发烟体及其制备方法和用途 Download PDF

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陆闻杰
李祥林
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    • A24B15/18—Treatment of tobacco products or tobacco substitutes

Abstract

本发明提供一种烟草物料发烟体，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。本发明制备的发烟体应用于加热不燃烧烟草制品，能均匀混合烟草物料及雾化剂，稳定性高；并且成型工艺简单，且硬度高强度大，结构不易损坏；能精确控制草含量，利用热作用提取烟草原料中的香气物质，释放烟碱；操作方式简单易用，适合作为加热不燃烧香烟的发烟体消耗品。

Description

一种加热不燃烧烟草制品的烟草物料发烟体及其制备方法和 用途
技术领域
本发明涉及一种加热不燃烧烟草制品的技术领域，特别是涉及一种加热不燃烧烟草制品烟草物料发烟体及其制备方法和用途。
背景技术
加热不燃烧烟草制品是新兴战略性烟草产品，其特征在于加热烟草而非燃烧烟草，有害成分释放量能有效降低并提供消费者一定的烟草特征感受。加热不燃烧型烟草制品利用特殊热源对烟草物料进行加热(500度以下甚至更低)，烟草物料只加热而不燃烧，温度远低于传统卷烟，烟气有害化学成分和生物毒性大幅降低。根据热源形式分类，目前加热不燃烧烟草制品分为炭加热和电加热两种形式；根据加热方式分类，加热装置相对烟草物料的位置有内芯加热和外围加热两种方式。但是目前的烟草物料发烟体都是以含雾化剂的卷接烟支形态存在，通过加热刀片插入烟支烟丝段或者在烟支外部烘烤烟丝段实现发烟。卷接烟支形态的烟草物料存在一些缺陷和工艺难题，比如雾化剂混合不均匀会使烟支一致性难以保证，加热时发烟量稳定性差；烟丝原料制备及烟支卷制工艺复杂；烟支柔性易损坏，包装成本高等。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有刚性的烟草物料发烟体及其制备方法和用途，其能够应用于加热不燃烧烟草制品，能均匀混合烟草物料及雾化剂，稳定性高；并且成型工艺相对简单，且强度大，结构不易损坏。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。
本发明第一发明提供一种烟草物料发烟体，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
优选地，所述雾化剂为所述烟草物料发烟体总质量的10～30wt％。
其中，干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为(1～8)：(1～8):1。优选地，所述烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为(1～7)：(2～8):1。
优选地，所述烟草粉末的目数不小于80目。更优选地，所述烟草粉末为80～300目。
优选地，所述木质纤维素的目数不小于50目。更优选地，所述木质纤维素的目数不小于80目。更优选地，所述木质纤维素为80～300目。
所述烟草粉末的成分为烟叶。
所述粘合剂为天然植物胶或食品增稠剂。优选地，所述粘合剂为食品增稠剂。优选地，所述粘合剂为田菁胶、瓜尔豆胶和黄原胶中的一种或多种。
更优选地，所述干性发烟体材料还包括黏土。所述黏土的含量为所述烟草粉末和所述木质纤维素总含量的0.01～0.1倍。更优选地，所述黏土的含量为所述烟草粉末和所述木质纤维素总含量的0.05～0.1倍。
木质纤维素是天然可再生木材经过化学处理、机械法加工得到的有机絮状纤维物质。
木质纤维素是生物质的一大种类，主要是指以木质素、纤维素和半纤维素为主要成分的生物质，如秸秆、树干、稻草杆等一类植物体。
本发明中所述木质纤维素不限定具体的树木的种类，可以采用现有技术中常用树木。如杨树、桦树、松树、槐树、柳树、椿树、榕树、樟树、杏树、橡树、桃树、梧桐树等。
优选地，所述木质纤维素为杨桦树木粉。
优选地，所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:(9～99)。
所述香精为天然或人工合成认证安全的香精香料。
所述溶剂为丙二醇或甘油中的任意一种或两种组合。
本发明还公开了如上述所述烟草物料发烟体的制备方法，将所述雾化剂混合均匀，将所述干性发烟体材料混合均匀，并将所述雾化剂施加与所述干性发烟体材料上。
更优选地，所述烟草物料发烟体还包括成型步骤。更优选地，干性发烟体材料混合后成型，然后施加所述雾化剂到成型的干性发烟体材料上；或将干性发烟材料和雾化剂混合后成型。
优选地，所述烟草物料发烟体的制备方法还包括烘干步骤，烘干温度为60～100℃。
如上述所述烟草物料发烟体在加热不燃烧卷烟中的用途。
本发明制备的发烟体应用于加热不燃烧烟草制品，能均匀混合烟草物料及雾化剂，稳定性高；并且成型工艺简单，且硬度高强度大，结构不易损坏；能精确控制草含量，利用热作用提取烟草原料中的香气物质，释放烟碱；操作方式简单易用，适合作为加热不燃烧香烟的发烟体消耗品。
附图说明
图1和图2显示为本发明中烟草物料发烟体成型后用于加热不燃烧香烟中作为烟芯的结构示意图。
图1和图2中有斜线部分为本申请中的烟草物料发烟体。
其中，图1为烟草物料发烟体制备成实心时放入加热不燃烧香烟的加热腔体中的结构示意图。
图2为烟草物料发烟体制备成空腔结构时放入加热不燃烧香烟的加热腔体中的结构示意图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
本发明下述实施例中所采用的烟草粉末均为不小于80目。具体地，所述烟草粉末为80～300目。
所述烟草粉末均为上海卷烟厂采用烟叶制备。
本发明下述实施例中所采用的木质纤维素的目数不小于50目。
本发明实施例中烟草物料发烟体的制备方法，为将所述雾化剂混合均匀，将所述干性发烟体材料混合均匀，并将所述雾化剂施加与所述干性发烟体材料上。所述烟草物料发烟体还包括成型步骤。干性发烟体材料混合后成型，然后施加所述雾化剂到成型的干性发烟体材料上；或将干性发烟材料和雾化剂混合后成型。所述烟草物料发烟体的制备方法还包括烘干步骤，烘干温度为60～100℃。
实施例1
本实施例中，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为1:8:1。所述粘合剂为田菁胶。所述木质纤维素为杨桦树木粉，其目数不小于50目。
所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:9。将香精和溶剂混合即获得所述雾化剂。所述溶剂为丙二醇。
将烟草粉末、木质纤维素与田菁胶在室温下混合均匀，也可加入少量水；通过压力成型机，挤出成型为实心圆条状，外径为Φ7mm；然后烘干，烘干温度设为90℃；烘干固化后，将其分切成16mm的实心芯棒段；浸泡于雾化剂中，待均匀渗透棒体后，即得到烟草物料发烟体。
本实施例1中烟草物料发烟体的加热不燃烧应用请参阅图1，发烟体以斜划线示意。将用作芯棒的发烟体置于加热不燃烧香烟的加热腔体中，封盖加热槽。启动加热功能，预热40s后即可抽吸烟气。
本申请实施例1中的烟草物料发烟体制备成型，其直径为7.1mm，长度为16mm，质量为0.7g的发烟体均可以循环使用3次不会形变，每次工作时间4min。但该烟棒不建议重复使用，是作一次性加热的，因为后续发烟量可能不足，香气口感会变差。
实施例2
本实施例中，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为5:4:1。所述粘合剂为瓜尔豆胶。所述木质纤维素的目数不小于50目。
所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:99。将香精和溶剂混合即获得所述雾化剂。所述溶剂为甘油。
将烟草粉末、木质纤维素与瓜尔豆胶混合均匀，可加少量水；通过压力成型机，挤出成型为空腔圆条状，内腔为Φ5mm，外径为Φ7mm；烘干，烘干温度为80℃；烘干固化后，分切成16mm的空腔芯棒段；浸泡于雾化剂中得到烟草物料发烟体。
将本申请中的烟草物料发烟体在加热不燃烧香烟中的应用请参阅图2，发烟体以斜划线示意。将加热不燃烧香烟的加热器插入烟草物料发烟体的空腔，封盖加热槽。启动加热功能，预热40s后即可抽吸烟气。
本申请实施例2中的烟草物料发烟体制备成型，其外径为7.1mm，内腔直径为5.1mm；长度为16mm，质量为0.28g的发烟体均可以循环使用3次不会形变，每次工作时间4min。但该烟棒不建议重复使用，是作一次性加热的，因为后续发烟量可能不足，香气口感会变差。
实施例3
本实施例中，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为7:2:1。所述粘合剂为黄原胶。所述木质纤维素的目数不小于80目。
所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:99。将香精和溶剂混合即获得所述雾化剂。所述溶剂为甘油和丙二醇的混合物，两者的混合比例为1:1。
将烟草粉末、木质纤维素与黄原胶混合均匀，可以加入少量水；通过压力成型机挤出成型为空腔圆条状，内腔为Φ5mm，外径为Φ7mm；烘干，烘干温度为80℃；分切成16mm的空腔芯棒段；浸泡在雾化剂中即得到烟草物料发烟体。
本申请实施例3中的烟草物料发烟体制备成型，其外径为7.1mm，内腔直径为5.2mm；长度为16mm，质量为0.26g的发烟体均可以循环使用3次不会形变，每次工作时间4min。但该烟棒不建议重复使用，是作一次性加热的，因为后续发烟量可能不足，香气口感会变差。
烟草物料发烟体的加热不燃烧应用请参阅图2，发烟体以斜划线示意。将加热器的热探针插入烟草物料发烟体的内腔，封盖加热槽。启动加热功能，预热40s后即可抽吸烟气。
实施例4
本实施例中，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为8:1:1。所述粘合剂为田菁胶。所述木质纤维素的目数不小于80目。
所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:50。将香精和溶剂混合即获得所述雾化剂。所述溶剂为丙二醇。
将烟草粉末、木质纤维素与田菁胶在室温下混合均匀，也可加入少量水；通过压力成型机，挤出成型为实心圆条状，外径为Φ7mm；然后烘干，烘干温度设为90℃；烘干固化后，将其分切成16mm的实心芯棒段；浸泡于雾化剂中，待均匀渗透棒体后，即得到烟草物料发烟体。
本实施例1中烟草物料发烟体的加热不燃烧应用请参阅图1，发烟体以斜划线示意。将用作芯棒的发烟体置于加热不燃烧香烟的加热腔体中，封盖加热槽。启动加热功能，预热40s后即可抽吸烟气。
本申请实施例4中的烟草物料发烟体制备成型，其直径为7mm，长度为16mm，质量为0.7g的发烟体均可以循环使用3次不会形变，每次工作时间4min。但该烟棒不建议重复使用，是作一次性加热的，因为后续发烟量可能不足，香气口感会变差。
实施例5
本实施例中，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为4:5:1。所述粘合剂为田菁胶。所述木质纤维素的目数不小于80目。
所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:60。将香精和溶剂混合即获得所述雾化剂。所述溶剂为丙二醇。
将烟草粉末、木质纤维素与田菁胶在室温下混合均匀，也可加入少量水；通过压力成型机，挤出成型为实心圆条状，外径为Φ7mm；然后烘干，烘干温度设为90℃；烘干固化后，将其分切成16mm的实心芯棒段；浸泡于雾化剂中，待均匀渗透棒体后，即得到烟草物料发烟体。
本实施例1中烟草物料发烟体的加热不燃烧应用请参阅图1，发烟体以斜划线示意。将用作芯棒的发烟体置于加热不燃烧香烟的加热腔体中，封盖加热槽。启动加热功能，预热40s后即可抽吸烟气。
本申请实施例5中的烟草物料发烟体制备成型，其直径为7.1mm，长度为16mm，质量为0.7g的发烟体均可以循环使用3次不会形变，每次工作时间4min。但该烟棒不建议重复使用，是作一次性加热的，因为后续发烟量可能不足，香气口感会变差。
实施例6
本实施例中，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为6:3:1。所述粘合剂为田菁胶。所述木质纤维素的目数不小于80目。
所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:80。将香精和溶剂混合即获得所述雾化剂。所述溶剂为丙二醇。
将烟草粉末、木质纤维素与田菁胶在室温下混合均匀，也可加入少量水；通过压力成型机，挤出成型为实心圆条状，外径为Φ7mm；然后烘干，烘干温度设为90℃；烘干固化后，将其分切成16mm的实心芯棒段；浸泡于雾化剂中，待均匀渗透棒体后，即得到烟草物料发烟体。
本实施例1中烟草物料发烟体的加热不燃烧应用请参阅图1，发烟体以斜划线示意。将用作芯棒的发烟体置于加热不燃烧香烟的加热腔体中，封盖加热槽。启动加热功能，预热40s后即可抽吸烟气。
本申请实施例1中的烟草物料发烟体制备成型，其直径为7.1mm，长度为16mm，质量为0.7g的发烟体均可以循环使用3次不会形变，每次工作时间4min。但该烟棒不建议重复使用，建议只作为一次性加热使用，因为后续发烟量可能不足，香气口感会变差。
实施例1～6中各烟草物料发烟体的力学性能参数测试方法及测试结果如下所示。
邵氏硬度测试方法依照GB/T 2411-2008(塑料和硬橡胶邵氏硬度测定)：
1)试验设备：邵氏硬度计
2)试验步骤：
(1)取正方形截面边长50mm，厚度6mm的试样。试样表面均应光滑、平整、不应有机械损伤及杂质等缺陷。
(2)把试样放置在坚固的平面上,拿住硬度计,压足中孔的压针距离试块边缘至少12mm,平稳地把压足压在试样上,保持压足平行于试样表面,以使压针垂直地压入试样。在压足和试样完全按触后1秒内读数,在试样相距6mm的不同位置测量硬度值5次,取平均值。
抗压强度的测试方法为：
1)试验机：电子万能试验机。
2)试验步骤：
(1)按生产工艺条件制备直径(D)为7.2mm，长度(H)为16mm的规整样10件。试样上下两面在磨片机上用100号金刚砂磨料磨平整。
(2)将试件置于试验机的承压板上，使试验机承压板中心与试件中心重合。
(3)以200N/s的速度施加负荷，直至试样破坏，读出试样破坏时的最大负荷。
(4)将测试结果代入下式计算压缩强度：
RC＝P/S
式中：RC——压缩强度，MPa；
P——破坏负荷，N；
S——试样受力面积。
抗折强度的测试方法为：
1)试验机：电子万能试验机。
2)试验步骤：
(1)从三件烟棒制品的平整部位切取宽厚比为1：1，长约50mm试样5～10根。试样尺寸10×10×50mm。
(2)将合格样品编号并测量试样跨距中心附近三个截面的宽度和厚度，取算术平均值。
(3)调节支座之间跨距为50mm，把试样放在支座上，以2±0.5N/s的速度施加负荷直至试样破坏，读出破坏时的负荷值。
(4)将实验结果代入下式中求出抗折强度：
Rt＝3PL/2bh2
式中：Rt——试样的弯曲强度，MPa；
P——破坏负荷，N；
L——指点跨距，mm；
b——试样宽度，mm；
h——试样厚度，mm。
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
邵氏硬度 41 40 41 35 36 41
抗压强度(MPa) 23 22 22 18 22 22
抗折强度(MPa) 29 30 31 27 30 30
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种烟草物料发烟体，其特征在于，所述烟草物料发烟体包括干性发烟体材料和雾化剂。
2.如权利要求1所述烟草物料发烟体，其特征在于，所述雾化剂为所述烟草物料发烟体总质量的10～30wt％。
3.如权利要求1所述烟草物料发烟体，其特征在于，干性发烟体材料包括烟草粉末、木质纤维素和粘合剂。
4.如权利要求3所述烟草物料发烟体，其特征在于，烟草粉末、木质纤维素和粘合剂的质量比为(0.5～8)：(1～8):1。
5.如权利要求3所述烟草物料发烟体，其特征在于，所述烟草粉末的目数不小于80目。
6.如权利要求3所述烟草物料发烟体，其特征在于，所述粘合剂为食品增稠剂。
7.如权利要求1所述烟草物料发烟体，其特征在于，所述雾化剂包括香精和溶剂，香精和溶剂的质量比为1:(9～99)。
8.如权利要求7所述烟草物料发烟体，其特征在于，所述溶剂为丙二醇或甘油中的任意一种或两种组合。
9.一种如权利要求1～8任一项所述烟草物料发烟体的制备方法，将所述雾化剂混合均匀，将所述干性发烟体材料混合均匀，并将所述雾化剂施加与所述干性发烟体材料上。
10.一种如权利要求1～8任一项所述烟草物料发烟体在加热不燃烧卷烟中的用途。
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