CN108065456B - 一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,该烟草制品由依次连接的降温滤棒和复合滤棒通过卷烟接装纸复合而成，降温滤棒内填充有降温材料，复合滤棒包括依次连接的第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段，空腔颗粒段内填充有烟草颗粒，第一过滤段和第二过滤段内填充有过滤材料，第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段外通过卷烟纸包覆在一起形成复合滤棒。本发明相比现有技术具有以下优点：空腔颗粒段的烟草颗粒密封填装在两个过滤段之间，该烟草制品与加热烟杆配合，使用后可将该烟草制品直接从加热烟杆内取出，烟草制品的释烟材料完全不会残留在加热烟杆内，不会污染加热烟杆，因此无须对加热烟杆进行清洁。

Description

一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品及制备方法

技术领域

本发明涉及烟草制品技术领域，尤其涉及的是一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品及制备方法。

背景技术

近年来，随着《烟草控制框架公约》的颁布与实施，各国政府的烟草管控措施日趋严格，对烟草的监管立法愈加严格，控烟和反烟的呼声越来越强烈，国内外市场竞争压力持续增大；同时，随着人们生活水平的不断提高，人们更加注重自己的身心健康和环境保护，对烟草有了新的认识。

诸如上述原因使传统卷烟的发展受到越来越多的制约，据2011年统计数据显示，在世界范围内卷烟产销量有所下降的同时，其他类型烟草制品呈现快速增长趋势，世界烟草市场产品结构不断发生深刻变化，积极发展全系列烟草制品逐渐成为各个跨国烟草公司的战略取向。目前，市场上已出现了三种主要的新型烟草制品类型：加热不燃烧型烟草制品、电子烟和无烟气烟草制品。

其中，加热不燃烧烟草制品是一种靠加热不同形式的烟草材料产生释烟效果的新型烟草制品，始于20世纪80年代，是新型烟草制品的重要品类之一。一般通过“加热不燃烧”的方式将烟草香味传递给消费者，其外观与消费方式上也与传统卷烟相似，在一定程度上适应和满足了消费者的生理需要和心理需求。这种“加热不燃烧”的方式，使烟草只在较低的温度下(一般低于500℃)被加热，避免了烟草高温燃烧导致的焦油和大量有害化合物生成，而且由于基本没有侧流烟气，不会产生二手烟气，不会对公共环境产生影响。近年来众多烟草制造企业、研究机构都看到了加热不燃烧烟草制品的巨大潜力，重金投入这一领域，并收获颇丰。其中，电加热不燃烧烟草制品由于具有加热温度可控、加热方式灵活、使用方便时尚等优点，具有更高的关注度，是当前国内外加热不燃烧烟草制品的重要发展方向。

加热不燃烧烟草制品的技术核心主要包括热源和释烟材料两个方面。热源类型分为电加热、碳加热以及化学反应加热三种类型，其中电加热和碳加热两种热源已经应用于产品，如菲莫烟草公司的“iQOS”和雷诺烟草公司的“Revo”。释烟材料是影响加热不燃烧烟草制品抽吸体验的关键因素，目前所开发的释烟材料主要包括烟丝、烟末、烟草薄片等。这些材料在不同的加热环境下能够释放具有烟草特征香气的烟气，但普遍存在受热不均匀、易碳化、操作不便等缺陷。其中烟丝和烟末由于难以添加雾化剂，存在烟雾量小、发烟不均匀、易焦化等问题；而“iQOS”所用的烟草薄片虽然解决了发烟量问题，但制造工艺复杂，设备成本昂贵，可调控性不强，且烟气中存在较重的烧纸味，影响口感，同时，现有产品在使用后，释烟材料由于焦化、碳化、粘结等原因会残留于电加热组件上，需要配套专门的工具对加热组件进行清洁，而且该类产品，与传统卷烟一样，在使用完抛弃后存在安全火灾隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品及制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,所述烟草制品由依次连接的降温滤棒和复合滤棒通过卷烟接装纸复合而成，所述降温滤棒内填充有降温材料，所述复合滤棒包括依次连接的第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段，所述空腔颗粒段内填充有烟草颗粒，所述第一过滤段和第二过滤段内填充有过滤材料，所述第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段外通过卷烟纸包覆在一起形成复合滤棒；

所述烟草颗粒由如下质量百分比的原料构成：

烟草超微粉末40-60％，其他生物质粉末0-10％，烟草干馏物5-10％，雾化剂20-40％，粘结剂1-5％，余量为烟用香精香料。

进一步的，所述第一过滤段和第二过滤段的长度为5-12mm，直径为7.2-7.8mm；所述空腔颗粒段的长度为5-10mm，直径为7.2-7.8mm。

进一步的，所述降温滤棒的长度为20-30mm，直径为7.2-7.8mm。

进一步的，所述第一过滤段、第二过滤段的过滤材料均采用醋酸纤维丝束材料。

进一步的，所述降温滤棒的降温材料选择纸质滤棒、铝箔纸、聚乳酸无纺布、聚乳酸薄膜、改性聚乳酸无纺布、改性聚乳酸薄膜中的至少一种。

进一步的，所述烟草超微粉末选自烤烟、白肋烟、香料烟、膨胀烟、烟梗中的一种或几种；所述烟草超微粉末的粒径≤250μm。

进一步的，所述其他生物质粉末选自陈皮、檀皮、乌梅、石斛、红薯、板栗、麦芽中的一种或几种；所述其他生物质粉末的粒径≤250μm。

进一步的，所述其他生物质粉末的质量占烟草超微粉末质量的比例≤20％；所述烟草干馏物的质量占烟草超微粉末质量的5-20％。

进一步的，所述雾化剂选自1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、丙三醇中的一种或几种；所述粘结剂选自淀粉、黄原胶、卡拉胶、明胶、瓜尔胶、麦芽糊精中的一种或几种。

本发明还公开了如上所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品的制备方法,所述制备方法按如下步骤依次进行：

(1)通过空腔式三元复合滤棒成型工艺将过滤材料和烟草颗粒相间隔的依次填充到滤芯中，形成第一基棒；

(2)在第一基棒外包裹卷烟纸，形成第二基棒；

(3)将所述第二基棒分切成多个第二基棒单元，使得每个第二基棒单元均由两段过滤材料段和位于两段过滤材料段之间的烟草颗粒段组成，每个所述第二基棒单元形成所述复合滤棒；

(4)通过纸质滤棒成型工艺将降温材料制作成滤棒形状，形成第三基棒；

(5)将所述第三基棒分切成多个第三基棒单元，每个所述第三基棒单元形成所述降温滤棒；

(6)将步骤(3)得到的复合滤棒和步骤(5)得到的降温滤棒通过卷烟接装纸在复合滤棒成型机组上进行复合，即制得烟草制品。

本发明中使用的烟草干馏物的制备方法参考专利CN204579897U“一种可提升电子烟感官质量的亚微米烟颗粒制备装置”制备得到，具体制备方法如下：

在无氧气氛下，将烤烟、白肋烟、香料烟中的至少一种作为烟草原料，在200-400℃下进行干馏，馏出物经冷凝后收集，60℃减压浓缩至无水蒸气蒸出，所得残留产物即为烟草干馏物。

本发明的烟草颗粒为均匀的球状颗粒，颗粒直径为0.5-0.8mm。

本发明的烟草颗粒的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：将烟草超微粉末和其他生物质粉末按配比量混合后作为主料，将烟草干馏物、雾化剂、粘结剂和烟用香精香料按配比量混合后作为辅料；将所述主料和所述辅料进行湿法混合(有雾化剂就可以，不再外加其他混合介质)，得到预混物；

步骤2：将步骤1得到的预混物进行烘焙醇化处理，得到醇化物；

步骤3：将步骤2所得醇化物通过挤出机挤出成型，得到挤出物；

步骤4：将步骤3所得挤出物进行滚圆造粒，干燥除去水份，即可获得烟草颗粒。

步骤1中，混合的过程通过高速搅拌机进行，混合条件为：混合时间≥15min；混合转速≥500rpm。

步骤2中，烘焙醇化处理的条件为：气氛条件为氮气连续通气；温度为100-200℃；时间为2-4h。烘焙醇化处理时，预混物置于可加热、可通气的不锈钢罐中进行烘培醇化处理。步骤2的过程一方面能够让预混物中各组分混合更加均匀，另一方面加热醇化过程中的梅拉德反应能够使产物烟草颗粒材料香气更加丰富，同时去除青杂气等不良气味；此外，该步骤还可去除预混物中的部分水份，有利于挤出成型和产物的感官体验。

步骤3中，挤出成型的条件为：挤出温度≤40℃；孔直径为0.5-0.8mm；挤出速率为5-10kg/h。孔直径优选为0.7mm。所述挤出机采用筛网式挤出机或可变密度式挤出机(即螺杆挤出机)，优选采用可变密度式挤出机。

步骤4中，所述滚圆造粒采用高速滚圆机，滚圆转速≥1000rpm。所述干燥采用控温烘箱，优选采用隧道式快速烘干机，干燥温度为60-80℃，干燥时间≤1h；优选干燥至含水率≤5wt％。

本发明制备的烟草颗粒为均匀的球状颗粒，颗粒直径为0.5-0.8mm。

本发明的烟草颗粒，颗粒度均匀，嗅香愉悦，能够根据需求调节雾化剂的添加量，所释放的烟气烟雾量大，在加热不燃烧状态下能够提供消费者类似吸烟的满足感。烟草干馏物和烟草粉末的配合使用可以显著提升烟气感官品质，使烟气具有优异的均匀性、香气、浓度和劲头；且其他生物质粉末的选择性加入能够赋予烟气以独特的香味和口感。

表1烟草颗粒材料感官评价表(使用配套电加热烟具评价)

颗粒配方组成	香气	浓度	劲头	综合评价
					烟末+干馏香料	A+	A++	A+	A+
烟末	A-	A-	A	A-

本发明相比现有技术具有以下优点：

本发明提供的包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品，通过加热烟草颗粒产生烟雾，能够产生类似于传统卷烟的效果。该烟草制品由降温滤棒和复合滤棒，复合滤棒包括依次连接的第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段并外包覆有一层卷烟纸，空腔颗粒段的烟草颗粒密封填装在两个过滤段之间，该烟草制品与加热烟杆配合，使用后可将该烟草制品直接从加热烟杆内取出，烟草制品的释烟材料完全不会残留在加热烟杆内，不会污染加热烟杆，因此无须对加热烟杆进行清洁，使用非常方便，且烟弹更换抛弃后不会产生火灾隐患。此外，本发明提供的烟草制品的制备方法简单方便，制备成本低。

附图说明

图1是本发明的烟草制品结构示意图。

图2是本发明的第一基棒的结构示意图。

图3是实施例1制备的烟草颗粒材料与其他释烟材料如烟草薄片、烟末在加热不燃烧状态下(350℃)的烟气释放速率比较。

图4是实施例1制备的烟草颗粒材料与其他释烟材料如烟草薄片、烟末在加热不燃烧状态下(350℃)的烟气释放量比较。

从图3、4中可以看出，烟草颗粒材料较烟草薄片和烟末的烟气释放速率和烟气释放量均具有明显的优势，在同等条件下，该烟草颗粒材料在加热不燃烧状态下烟气释放更快，烟气释放量更大。

图5是实施例2制备的烟草颗粒材料与其他释烟材料如烟草薄片、烟末在加热不燃烧状态下(350℃)的烟气释放速率比较。

图6是实施例2制备的烟草颗粒材料与其他释烟材料如烟草薄片、烟末在加热不燃烧状态下(350℃)的烟气释放量比较。

从图5、6中可以看出，烟草颗粒材料较烟草薄片和烟末的烟气释放速率和烟气释放量均具有明显的优势，在同等条件下，该烟草颗粒材料在加热不燃烧状态下烟气释放更快，烟气释放量更大。

图中标号：1第一过滤段、2空腔颗粒段、3第二过滤段、4降温滤棒、5卷烟纸、6卷烟接装纸、7第二基棒、71过滤材料段、72烟草颗粒段。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1、图2，本实施例公开了一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,所述烟草制品由依次连接的降温滤棒4和复合滤棒通过卷烟接装纸6复合而成，所述降温滤棒4内填充有降温材料，所述降温滤棒4的降温材料选择纸质滤棒、铝箔纸、聚乳酸无纺布、聚乳酸薄膜、改性聚乳酸无纺布、改性聚乳酸薄膜中的至少一种。所述复合滤棒包括依次连接的第一过滤段1、空腔颗粒段2、第二过滤段3，所述空腔颗粒段2内填充有烟草颗粒，所述第一过滤段1和第二过滤段3内填充有过滤材料，所述第一过滤段1、第二过滤段3的过滤材料均采用醋酸纤维丝束材料。所述第一过滤段1、空腔颗粒段2、第二过滤段3外通过卷烟纸5包覆在一起形成复合滤棒。

其中，所述第一过滤段1和第二过滤段3的长度为5-12mm，直径为7.2-7.8mm；所述空腔颗粒段2的长度为5-10mm，直径为7.2-7.8mm。所述降温滤棒4的长度为20-30mm，直径为7.2-7.8mm。

本实施例还公开了一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品的制备方法,该制备方法按如下步骤依次进行：

(1)通过空腔式三元复合滤棒成型工艺将过滤材料和烟草颗粒相间隔的依次填充到滤芯中，形成第一基棒；其中，空腔式三元复合滤棒成型工艺可参照专利申请公开号为CN204120210U中的工艺步骤来实施；

(2)在第一基棒外包裹卷烟纸5，形成第二基棒7；

(3)将所述第二基棒7分切成多个第二基棒单元，使得每个第二基棒单元均由两段过滤材料段71和位于两段过滤材料段71之间的烟草颗粒段72组成，每个所述第二基棒单元形成所述复合滤棒；

(4)通过纸质滤棒成型工艺将降温材料制作成滤棒形状，形成第三基棒；其中，纸质滤棒成型工艺可参照专利申请公开号为CN103110185B中的工艺步骤来实施；

(5)将所述第三基棒分切成多个第三基棒单元，每个所述第三基棒单元形成所述降温滤棒4；

(6)将步骤(3)得到的复合滤棒和步骤(5)得到的降温滤棒4通过卷烟接装纸6在复合滤棒成型机组上进行复合，即制得烟草制品。其中，复合滤棒成型机组可采用专利申请公开号为CN105768213A中的复合滤棒成型机组。

该实施例提供的包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品，通过加热烟草颗粒产生烟雾，能够产生类似于传统卷烟的效果。该烟草制品由降温滤棒4和复合滤棒，复合滤棒包括依次连接的第一过滤段1、空腔颗粒段2、第二过滤段3并外包覆有一层卷烟纸5，空腔颗粒段2的烟草颗粒密封填装在两个过滤段之间，该烟草制品与加热烟杆配合，使用后可将该烟草制品直接从加热烟杆内取出，烟草制品的释烟材料完全不会残留在加热烟杆内，不会污染加热烟杆，因此无须对加热烟杆进行清洁，使用非常方便，且烟弹更换抛弃后不会产生火灾隐患。此外，本发明提供的烟草制品的制备方法简单方便，制备成本低。

其中，烟草颗粒由以下质量百分比的原料构成：

烟草超微粉末40-60％，其他生物质粉末0-10％，烟草干馏物5-10％，雾化剂20-40％，粘结剂1-5％，余量为烟用香精香料。

本发明中使用的烟草干馏物的制备方法参考专利CN204579897U“一种可提升电子烟感官质量的亚微米烟颗粒制备装置”制备得到，具体制备方法如下：

在无氧气氛下，将烤烟、白肋烟、香料烟中的至少一种作为烟草原料，在200-400℃下进行干馏，馏出物经冷凝后收集，60℃减压浓缩至无水蒸气蒸出，所得残留产物即为烟草干馏物。

实施例1：

本实施例中烟草颗粒的制备方法如下：

步骤1：取烤烟烟草粉末，用250μm筛网过筛，称取600g作为主料；分别称取烤烟烟草干馏物50g、丙三醇240g、丙二醇60g，瓜尔胶20g、明胶10g、麦芽糊精10g、烟用香精香料(薄荷香)10g于搅拌釜中，于1000rpm转速下搅拌15min，作为辅料；搅拌下向辅料中加入主料，室温下继续1000rpm转速下搅拌1h，得到预混物。

步骤2：将预混物倒入可加热、可通气的不锈钢反应罐中，从罐体上部通气孔中连续通入氮气，并保留出气孔为打开状态；醇化温度120℃，醇化时间2h，得到醇化物。

步骤3：待醇化物冷却至室温后，送入螺杆挤出机中进行挤压成型，挤出速率5kg/h，孔直径0.7mm，获得挤出物。

步骤4：将步骤3所得挤出物送入高速滚圆机进行滚圆造粒，转速2000rpm，得到粒径为0.7mm的湿颗粒材料，放入控温烘箱中，80℃下烘干至颗粒中含水率为5wt％，即得所需烟草颗粒。

利用锥形量热仪比较了该烟草颗粒材料与其他释烟材料如烟草薄片、烟末在加热不燃烧状态下(350℃)的烟气释放速率(图3)和烟气释放量(图4)，从图中可以看出，烟草颗粒材料较烟草薄片和烟末的烟气释放速率和烟气释放量均具有明显的优势，在同等条件下，该烟草颗粒材料在加热不燃烧状态下烟气释放更快，烟气释放量更大。

本实施例的烟草颗粒在加热不燃烧状态下，烟气释放速率快，释放量充足，具有显著的烤烟风格特征，并伴随轻若薄荷凉感，烟气满足感强，舒适性好。

实施例2：

本实施例中烟草颗粒的制备方法如下：

步骤1：分别称取经250μm筛网过筛的烤烟烟草粉末350g、白肋烟烟草粉末150g、陈皮粉末50g、乌梅粉末50g于搅拌釜中，转速500rpm搅拌20min，作为主料；分别称取烤烟烟草干馏物70g，白肋烟烟草干馏物10g、丙三醇250g、黄原胶20g、明胶10g、烟用香精香料(果香、可可香)40g于搅拌釜中，于1000rpm转速下搅拌15min，作为辅料；搅拌下向辅料中加入主料，室温下继续1000rpm转速下搅拌1h，得到预混物。

步骤2：将预混物倒入可加热、可通气的不锈钢反应罐中，从罐体上部通气孔中连续通入氮气，并保留出气孔为打开状态；醇化温度100℃，醇化时间4h，得到醇化物。

步骤3：待醇化物冷却至室温后，送入螺杆挤出机中进行挤压成型，挤出速率6kg/h，孔直径0.8mm，获得挤出物。

步骤4：将步骤3所得挤出物送入高速滚圆机进行滚圆造粒，转速1500rpm，得到粒径为0.8mm的湿颗粒材料，放入控温烘箱中，80℃下烘干至颗粒中含水率为3wt％，即得所需烟草颗粒。

利用锥形量热仪比较了该烟草颗粒材料与其他释烟材料如烟草薄片、烟末在加热不燃烧状态下(350℃)的烟气释放速率(图5)和烟气释放量(图6)，从图中可以看出，烟草颗粒材料较烟草薄片和烟末的烟气释放速率和烟气释放量均具有明显的优势，在同等条件下，该烟草颗粒材料在加热不燃烧状态下烟气释放更快，烟气释放量更大。

本实施例的烟草颗粒材料在加热不燃烧状态下，烟气释放速率快，释放量充足，具有显著的混合型烟草风格特征，并融合陈皮、乌梅的香气，烟气满足感强，舒适性好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述烟草制品由依次连接的降温滤棒和复合滤棒通过卷烟接装纸复合而成，所述降温滤棒内填充有降温材料，所述复合滤棒包括依次连接的第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段，所述空腔颗粒段内填充有烟草颗粒，所述第一过滤段和第二过滤段内填充有过滤材料，所述第一过滤段、空腔颗粒段、第二过滤段外通过卷烟纸包覆在一起形成复合滤棒；

所述烟草颗粒由如下质量百分比的原料构成：

烟草超微粉末40-60％，其他生物质粉末0-10％，烟草干馏物5-10％，雾化剂20-40％，粘结剂1-5％，余量为烟用香精香料；

所述烟草超微粉末选自烤烟、白肋烟、香料烟、膨胀烟、烟梗中的一种或几种；所述烟草超微粉末的粒径≤250μm；

所述其他生物质粉末选自陈皮、檀皮、乌梅、石斛、红薯、板栗、麦芽中的一种或几种；所述其他生物质粉末的粒径≤250μm。

2.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述第一过滤段和第二过滤段的长度为5-12mm，直径为7.2-7.8mm；所述空腔颗粒段的长度为5-10mm，直径为7.2-7.8mm。

3.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述降温滤棒的长度为20-30mm，直径为7.2-7.8mm。

4.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述第一过滤段、第二过滤段的过滤材料均采用醋酸纤维丝束材料。

5.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述降温滤棒的降温材料选择纸质滤棒、铝箔纸、聚乳酸无纺布、聚乳酸薄膜、改性聚乳酸无纺布、改性聚乳酸薄膜中的至少一种。

6.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述其他生物质粉末的质量占烟草超微粉末质量的比例≤20％；所述烟草干馏物的质量占烟草超微粉末质量的5-20％。

7.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品,其特征在于：所述雾化剂选自1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、丙三醇中的一种或几种；所述粘结剂选自淀粉、黄原胶、卡拉胶、明胶、瓜尔胶、麦芽糊精中的一种或几种。

8.如权利要求1至7任一项所述的一种包含烟草颗粒的加热不燃烧烟草制品的制备方法,

其特征在于，所述制备方法按如下步骤依次进行：

(1)通过空腔式三元复合滤棒成型工艺将过滤材料和烟草颗粒相间隔的依次填充到滤芯中，形成第一基棒；

(2)在第一基棒外包裹卷烟纸，形成第二基棒；

(3)将所述第二基棒分切成多个第二基棒单元，使得每个第二基棒单元均由两段过滤材料段和位于两段过滤材料段之间的烟草颗粒段组成，每个所述第二基棒单元形成所述复合滤棒；

(4)通过纸质滤棒成型工艺将降温材料制作成滤棒形状，形成第三基棒；

(5)将所述第三基棒分切成多个第三基棒单元，每个所述第三基棒单元形成所述降温滤棒；

(6)将步骤(3)得到的复合滤棒和步骤(5)得到的降温滤棒通过卷烟接装纸在复合滤棒成型机组上进行复合，即制得烟草制品。

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