CN108185524A - 一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,包括电加热烟杆和插入电加热烟杆内的烟弹，烟弹包括外部套管、过滤部、颗粒部、底座，过滤部、颗粒部从上往下依次设置在外部套管内部的空腔内，颗粒部底部依靠底座来支撑，颗粒部由烟草颗粒组成；电加热烟杆包括烟杆本体，烟杆本体上部设有容纳腔，烟杆本体顶端可拆卸的设有密封帽，烟杆本体的容纳腔内设有电加热组件；底座上开有供电加热组件插入的插孔，烟弹从上往下完全装入电加热烟杆的容纳腔内，使得电加热烟杆的电加热组件从烟弹的插孔处插入烟弹的颗粒部内，并通过密封帽将烟弹密封在容纳腔内。本发明优点：使用后烟弹的释烟材料不会残留在电加热烟杆内。

Description

一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统

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内部电加热气雾产生系统。

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。因此，开发一种操作简便、雾化效果好、无需清洁、对环境友好的新型电加热气雾产生系统，对于新型烟草制品开发是非常有意义的。

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内部电加热气雾产生系统。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,包括电加热烟杆和插入电加热烟杆内的烟弹，

所述烟弹包括外部套管、过滤部、颗粒部、底座，所述外部套管顶端敞口、底端通过底座封闭，所述过滤部、颗粒部从上往下依次设置在外部套管内部的空腔内，所述颗粒部底部依靠底座来支撑，所述颗粒部由烟草颗粒组成，所述外部套管侧壁在对应颗粒部的位置上开有内通气孔；

所述电加热烟杆包括烟杆本体，所述烟杆本体上部设有顶端敞口的容纳腔，所述烟杆本体顶端可拆卸的设置有用于密封容纳腔的密封帽，所述烟杆本体的容纳腔内设有一个竖直向上伸出的电加热组件，所述容纳腔的腔体侧壁上开有外通气孔；

所述底座上开有供电加热组件插入的插孔，所述烟弹从上往下完全装入所述电加热烟杆的容纳腔内，使得电加热烟杆的电加热组件从烟弹的插孔处插入烟弹的颗粒部内，并通过密封帽将烟弹密封在容纳腔内；

所述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。

进一步的，所述烟杆本体内部设置有用于对电加热组件进行供电的电池，所述烟杆本体上还设有用于对电池进行充电的充电接口。

进一步的，所述烟杆本体上还设有开关。

进一步的，所述烟弹的颗粒部和底座的轴向长度之和大于所述电加热组件的长度。

进一步的，所述电加热组件为电加热片或电加热管。

进一步的，所述密封帽上开有顶部通气孔。

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。

其中，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：

本发明提供的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统，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。其烟弹由外部套管和底座围成一个底部相对封闭的空间，颗粒部的烟草颗粒密封填装在该空间内，该烟弹与电加热烟杆配合，使用后将该烟弹直接从电加热烟杆内取出，烟弹的释烟材料完全不会残留在电加热烟杆内，不会污染电加热烟杆，因此无须对电加热烟杆进行清洁，使用非常方便，且烟弹更换抛弃后不会产生火灾隐患。

附图说明

图1是本发明的电加热烟杆的结构示意图。

图2是本发明的烟弹结构示意图。

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电加热烟杆，11烟杆本体，12容纳腔，13密封帽，14电加热组件，15外通气孔，16充电接口，17开关，18电池，2烟弹，21外部套管，22过滤部,23颗粒部,24底座，25内通气孔，26插孔。

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内部电加热气雾产生系统,包括电加热烟杆1和插入电加热烟杆1内的烟弹2，

烟弹2包括外部套管21、过滤部22、颗粒部23、底座24，外部套管21顶端敞口、底端通过底座24封闭，过滤部22、颗粒部23从上往下依次设置在外部套管21内部的空腔内，颗粒部23底部依靠底座24来支撑，颗粒部23由烟草颗粒组成，外部套管21侧壁在对应颗粒部23的位置上开有内通气孔25；

电加热烟杆1包括烟杆本体11，烟杆本体11上部设有顶端敞口的容纳腔12，烟杆本体11顶端可拆卸的设置有用于密封容纳腔12的密封帽13，密封帽13上开有顶部通气孔。烟杆本体11的容纳腔12内设有一个竖直向上伸出的电加热组件14，电加热组件14为电加热片或电加热管；容纳腔12的腔体侧壁上开有外通气孔15；烟杆本体11内部设置有用于对电加热组件14进行供电的电池18，烟杆本体11上还设有用于对电池18进行充电的充电接口16；烟杆本体11上还设有开关17，用于对电加热组件14的启闭。

底座24上开有供电加热组件14插入的插孔26，烟弹2从上往下完全装入电加热烟杆1的容纳腔12内，使得电加热烟杆1的电加热组件14从烟弹2的插孔26处插入烟弹2的颗粒部23内，并通过密封帽13将烟弹2密封在容纳腔12内。其中，烟弹2的颗粒部23和底座24的轴向长度之和大于电加热组件14的长度，以避免电加热组件14伸入过滤部22内部。

其中，烟弹2的过滤段所用材料可选择醋酸纤维滤棒、纸质滤棒、活性炭、铝箔、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种。金属套管和金属底座24的材料可选择铜、铝、铝合金、铁、不锈钢中的至少一种。

使用时，将密封帽13从电加热烟杆1上拆卸下来，将烟弹2装进并全部纳入容纳腔12中，容纳腔12内的电加热组件14即通过底座24上的插孔26插入颗粒部23中，插入后，将密封帽13与容纳腔12相连接。通过开关17启动电加热组件14对颗粒部23内的烟草颗粒进行加热，待达到设定的加热温度后，即可从密封帽13处进行抽吸。

本发明通过加热烟草颗粒材料产生烟雾，能够产生类似于传统卷烟的效果。烟草颗粒材料密封于烟弹2中，使用完不会残留和污染电加热烟杆1，不需要对电加热烟杆1进行清洁，且烟弹2更换抛弃后不会产生火灾隐患。

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 (10)

1.一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,其特征在于：包括电加热烟杆和插入电加热烟杆内的烟弹，

所述烟弹包括外部套管、过滤部、颗粒部、底座，所述外部套管顶端敞口、底端通过底座封闭，所述过滤部、颗粒部从上往下依次设置在外部套管内部的空腔内，所述颗粒部底部依靠底座来支撑，所述颗粒部由烟草颗粒组成，所述外部套管侧壁在对应颗粒部的位置上开有内通气孔；

所述电加热烟杆包括烟杆本体，所述烟杆本体上部设有顶端敞口的容纳腔，所述烟杆本体顶端可拆卸的设置有用于密封容纳腔的密封帽，所述烟杆本体的容纳腔内设有一个竖直向上伸出的电加热组件，所述容纳腔的腔体侧壁上开有外通气孔；

所述底座上开有供电加热组件插入的插孔，所述烟弹从上往下完全装入所述电加热烟杆的容纳腔内，使得电加热烟杆的电加热组件从烟弹的插孔处插入烟弹的颗粒部内，并通过密封帽将烟弹密封在容纳腔内；

所述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。

2.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,其特征在于：所述烟杆本体内部设置有用于对电加热组件进行供电的电池，所述烟杆本体上还设有用于对电池进行充电的充电接口。

3.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,其特征在于：所述烟杆本体上还设有开关。

4.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,其特征在于：所述烟弹的颗粒部和底座的轴向长度之和大于所述电加热组件的长度。

5.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,其特征在于：所述电加热组件为电加热片或电加热管。

6.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统,其特征在于：所述密封帽上开有顶部通气孔。

7.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统，其特征在于：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。

8.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统，其特征在于：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。

9.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统，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％。

10.如权利要求1所述的一种包含烟草颗粒的内部电加热气雾产生系统，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。