CN108851216A

CN108851216A - 一种蜡包乳液型烟用胶囊及其制备方法

Info

Publication number: CN108851216A
Application number: CN201810988783.7A
Authority: CN
Inventors: 孙培健; 孙学辉; 杨松; 王宜鹏; 郭军伟; 贾云祯; 张晓兵; 聂聪; 刘惠民
Original assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Current assignee: Zhengzhou Tobacco Research Institute of CNTC
Priority date: 2018-08-28
Filing date: 2018-08-28
Publication date: 2018-11-23

Abstract

一种蜡包乳液型烟用胶囊，为皮芯结构，由外皮和内芯组成；所述外皮为蜡、长链脂质材料、增强材料的组合物；内芯为脂质溶液和水性溶液组合的乳液。本发明的有益效果在于：1）不仅适用于脂溶性香精香料，而且适用于广大水溶性、醇溶性香精香料，极大地拓展了香精的应用范围。2）捏破后可释放出水溶液，一方面能够增加烟气湿度、柔和烟气、降低刺激性；另一方面，由于水的溶解性和减害材料的作用，可大幅降低烟气有害成分释放量。3）采用蜡质材料包封内芯乳液，独特的壁材配方（如添加增强材料），不仅赋予了胶囊合适的抗碎强度，使得胶囊具有良好的耐加工性，还能有效防止未使用时胶囊内水分的溢出，保障了胶囊的存储、使用周期。

Description

一种蜡包乳液型烟用胶囊及其制备方法

技术领域

本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种蜡包乳液型烟用胶囊及其制备方法。

背景技术

近年来，内含烟用胶囊（也称为烟用爆珠）的卷烟在卷烟市场日趋流行，烟用胶囊作为一种卷烟新材料添加到卷烟过滤嘴中，消费者抽吸时可挤碎烟用胶囊，从而释放出具有特殊香味的香精，达到丰富烟香、强化风格、建立互动性等作用。

现有技术中，烟用胶囊通常以油溶性香精和作为香精稀释剂的脂质溶剂作为内芯材料，而以明胶、阿拉伯胶、海藻酸等动植物胶作为外壁材料。制备时，分别将内芯材料和作为外壁材料的水溶液通过同轴双层滴头，滴入至保护液中，在保护液中，外壁材料冷却凝固，从而形成“水包油”的同心球形胶囊，经洗涤、干燥后得到烟用胶囊。但是，这类烟用胶囊仍存在一些问题：（1）脂质溶剂本身带有一定的固有气味，与烟气烟香的协调存在一定问题，可能在一定程度上掩盖外加香精的香味。（2）现有烟用香精香料很大一部分为水溶性物质，不能溶于脂质溶剂，因此此类烟用胶囊能够应用的香精种类及范围被大大缩小，可选用及适用的香精类型极为有限，不利于烟用胶囊在卷烟品牌中的推广应用。（3）这些烟用胶囊中的脂质溶剂在捏破后会溢出，容易污染卷烟滤棒丝束，甚至通过滤棒成型纸及接装纸透出纸外，影响烟支外观品质，给消费者不良的油腻感觉。（4）这些烟用胶囊功能相对单一，通常仅作为加香手段，而减害功能往往不能集成于这类烟用胶囊中。

若以水或水溶液体系为内芯材料，开发可包裹水或水溶液的烟用胶囊，则具有以下优势：（1）扩大烟用胶囊香精适用范围。水，作为一种良好的溶剂，可以溶解数量众多的水溶性烟用香精香料，可大大扩大烟用胶囊能够应用的香精种类及范围。（2）提升润感，降低干燥和刺激感。包裹水或水溶液的烟用胶囊在挤破后可释放出水，而水具有湿润烟气、柔和烟气烟香、降低刺激性的功效，可显著提高卷烟抽吸舒适度，提升润感，降低干燥感和刺激感。（3）赋予烟用胶囊其他功能，如降低烟气有害成分释放量。水一方面可溶解烟气中很多有害成分（例如，氨、HCN等），另一方面水可作为减害添加剂（如聚乙二醇）的良好溶剂，进而实现进一步降低烟气有害成分的目的。但是，市场上尚未出现此类能够对水或者水溶性芯液进行有效包裹的烟用胶囊产品。

在包裹水或水溶液的烟用胶囊方面，专利CN201410428708公开了一种用长链脂质材料（蜡类）和助凝剂作为壁材包裹水溶液的方法。湖北中烟在专利CN201410059720和CN201410059949分别公开了一种三层、四层结构水胶囊，其中三层结构的水胶囊采用海藻酸钠络合物包裹水性香精，再用蜡进行防水包裹；四层结构水胶囊在三层结构水胶囊基础上，最外侧又包裹一层海藻酸，防止蜡的破坏。上述技术虽能完成包裹，但工艺较为复杂，同时外层的蜡强度不够，得率不高且易破碎，不能适应工业化生产。专利CN201610513655采用可聚合的双酚A环氧丙烯酸树脂及其它树脂作为壁材，通过同轴双喷嘴喷头滴制法，利用壁材光聚合物形成致密膜层，制备水胶囊，但是由于需要使用大量的光引发剂以及可能存在单体残留，对水胶囊的安全性存在一定影响，同时光聚合形成的壁材通常较脆，不利于后续的加工成型。

发明内容

本发明的目的正是基于上述现有技术状况而提供一种蜡包乳液型烟用胶囊及其制备方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

一种蜡包乳液型烟用胶囊，该烟用胶囊具有皮芯结构，由50~75重量份的外皮和25-50重量份的内芯组成；

所述外皮为蜡、长链脂质材料、增强材料的组合物，三者重量比为1:0.4-2.5:0.4-2.5，组合物熔点60-110℃；

所述内芯为脂质溶液和水性溶液组合的乳液，两者重量比为1:4-4:1。

所述蜡为一种或多种选自下组的化合物：固体石蜡、微晶蜡、虫蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡。

所述长链脂质材料为一种或多种选自下组的化合物：14~22个碳原子的高级脂肪酸及其对应的甘油酯、14~22个碳原子高级脂肪醇。

所述增强材料为一种或多种选自下组的化合物：聚己内酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物。

所述脂质溶液为为辛癸酸甘油酯和脂溶性香精香料的组合物，两者比例为1:0.01-0.1；

所述水性溶液为水和增稠剂、水溶性香精香料、减害功能材料、乳化剂的组合物。

所述增稠剂为黄原胶、阿拉伯胶、明胶、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉的一种，质量占比0.1-3%；

所述水溶性香精香料为调配香精、天然植物提取物或其组合物，质量占比0.1-2%。该类组份在烟用胶囊捏破或者其他外力破坏后，能够释放出来，赋予卷烟一定的风格风味或能够增强卷烟风格风味，如酒香、薄荷味、本草香、焦甜香、烤甜香、果香等。

所述减害功能材料为聚乙二醇、氨基酸、氨基酸衍生物、聚氨基酸或其组合物，质量占比1-5%。该类组份在烟用胶囊捏破或者其他外力破坏后，能够释放出来，吸附或束缚烟气中的有害成分（如苯酚、醛类化合物等），从而降低烟气有害成分释放量。

所述乳化剂为吐温、司盘组合物，质量占比0.1-2%。

所述胶囊重量在20-60mg, 直径在3-6mm, 抗碎强度在5-30N。

本发明还提供一种蜡包乳液型的烟用胶囊的制备方法，包括以下步骤

（1）内芯乳液的配制

将水和增稠剂、水溶性香精香料、减害功能材料、乳化剂混合均匀得到水性溶液。

将脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯混合均匀得到脂质溶液。

将水性溶液和脂质溶液乳化得到内芯乳液。

（2）外皮油性胶液的配制

加热搅拌下，将蜡、长链脂质材料、增强材料按照配方比例混合均匀，熔融得到外皮油性胶液。

（3）滴制

将配制好的内芯乳液和熔融的外皮油性胶液分别通过计量泵泵入至配备同轴双层滴头的滴丸机中，内芯乳液、熔融的外皮油性胶液分别泵入至同轴双层滴头的内芯通道和外壁通道，通过同轴双层滴头滴入至保护液中，在表面张力作用下，内芯乳液、熔融的外皮油性胶液形成同心球形液滴，液滴内部为内芯乳液，外壁为熔融的外皮油性胶液；液滴被保护液冷却形成一种包覆乳液（由脂质溶液和水性溶液乳化所得）的烟用胶囊，经筛网分离并洗涤即可得到一种蜡包乳液型烟用胶囊。

步骤（3）熔融的外皮油性胶液温度70-110℃，内芯乳液温度20-60℃，同轴双层滴头滴头温度70-100℃。

步骤（3）保护液密度≤0.85g/mL，温度10-30℃.

步骤（3）保护液为90%-100%（体积比）的乙醇水溶液、石蜡油的一种。

步骤（3）同轴双层滴头由内滴头和外滴头组成，内滴头内径0.2~2.0mm, 外径1.2-3.0mm, 外滴头内径2.5-5.5mm，外径3.5-6.5mm。

本发明的有益效果在于：（1）与现有技术中的包裹脂质溶剂的烟用胶囊相比，本发明提供的一种蜡包乳液型的烟用胶囊不仅适用于脂溶性香精香料，而且适用于广大水溶性、醇溶性香精香料，极大地拓展了香精的应用范围。（2）本发明烟用胶囊捏破后可释放出水，一方面能够增加烟气湿度、柔和烟气、降低刺激性；另一方面，由于水的溶解性和减害材料的作用，可大幅降低烟气有害成分释放量。（3）采用蜡质材料包封内芯乳液，独特的壁材配方（如添加增强材料），一方面赋予胶囊合适的抗碎强度，使得胶囊具有良好的耐加工性，另一方面可很好地阻止了未使用时胶囊内水分的溢出，保障了胶囊的存储、使用周期；（4）制备方法简单，与现有设备兼容性好。

附图说明

图1为本发明所用滴丸机（现有公知设备）生产烟用胶囊的生产过程示意图，

图中：1-芯材罐，2-壁材罐，3-计量泵，4-同轴双层滴头，5-内芯通道，6-外壁通道，7-保护液，8-筛网，9-保护液制冷罐，10-循环泵，11-保护液回流管。

具体实施方式

本发明以下结合实施例（附图）做进一步描述：

实施例1

1. 一种蜡包乳液型烟用胶囊，所述烟用胶囊具有皮芯结构，由外皮和内芯组成。

（1）外皮：外皮为蜡、长链脂质材料、增强材料的组合物，组合物熔点70℃。其中蜡为固体石蜡，长链脂质材料为硬脂酸，增强材料为聚己内酯，三者重量比为1:2.5:1.5.

（2）内芯：内芯为脂质溶液和水性溶液的组合物，脂质溶液和水性溶液重量比为4:1。

水性溶液为黄原胶、水溶性香精香料、吐温20的水性溶液，黄原胶、水溶性香精香料、吐温20质量占比分别为0.2%、0.5%、0.5%。

脂质溶液为脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯的组合物，脂溶性香精香料质量占比2%。

2. 上述一种蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）内芯乳液的配制

将水和增稠剂、水溶性香精香料、减害功能材料、乳化剂按照配方混合均匀得到水性溶液。

将脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯按照配方混合均匀得到脂质溶液。

将1份水性溶液和4份脂质溶液乳化得到内芯乳液。

（2）外皮油性胶液的制备

加热搅拌下，将蜡（固体石蜡）、长链脂质材料（硬脂酸）、增强材料（聚己内酯）按照配方比例1:2.5:1.5混合均匀，加热至80℃熔融得到外皮油性胶液。

（3）滴制

将内芯乳液、熔融的外皮油性胶液分别通过计量泵泵入至配备同轴双层滴头的滴丸机中，内芯乳液、熔融的外皮油性胶液分别泵入至同轴双层滴头的内芯通道和外壁通道，通过同轴双层滴头滴入至保护液中。在表面张力作用下，内芯乳液、熔融的外皮油性胶液形成同心球形液滴，液滴内部为内芯乳液，外壁为熔融的外皮油性胶液。液滴进入保护液后被保护液冷却成型，经筛网分离并洗涤即可得到一种蜡包乳液型的烟用胶囊。

熔融的外皮油性胶液温度在80℃，内芯乳液温度25℃，同轴双层滴头滴头温度在80℃

保护液为乙醇，温度10℃。

实施例2

（1）外皮：外皮为蜡、长链脂质材料、增强材料的组合物，组合物熔点80℃。其中蜡为巴西棕榈蜡，长链脂质材料为硬脂酸甘油酯，增强材料为乙烯-丙烯酸共聚物，三者重量比为1:1:1

（2）内芯：内芯为脂质溶液和水性溶液的组合物，脂质溶液和水性溶液重量比为1:1。

水性溶液为水溶性香精香料、PEG600、吐温20的水溶液，质量占比分别为0.5%、5.0%、0.5%。

脂质溶液为脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯的组合物，脂溶性香精香料质量占比1%。

2. 上述蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，包括以下步骤：

（1）内芯乳液的配制

将脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯混合均匀得到脂质溶液。

将1份水性溶液和1份脂质溶液乳化得到内芯乳液。

（2）外皮油性胶液的制备

加热搅拌下，将蜡（巴西棕榈蜡）、长链脂质材料（硬脂酸甘油酯）、增强材料（乙烯-丙烯酸共聚物）按照配方比例1:1:1混合均匀，加热至90℃，熔融得到外皮油性胶液。

（3）滴制

熔融的外皮油性胶液温度在90℃，内芯乳液温度50℃，同轴双层滴头滴头温度在90℃

保护液为95%乙醇，温度20℃。

实施例3

（1）外皮：外皮为蜡、长链脂质材料、增强材料的组合物，组合物熔点95℃。其中蜡为虫蜡，长链脂质材料为十八醇，增强材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，三者重量比为1 :0.83 : 1.67。

（2）内芯：内芯为脂质溶液和水性溶液的组合物，脂质溶液和水性溶液重量比为20：80。

其中水性溶液为阿拉伯胶、水溶性香精香料、PEG600、斯盘80的水性溶液，质量占比分别为1.0%、0.5%、3.0%、0.5%。

脂质溶液为脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯的组合物，脂溶性香精香料质量占比5%。

2. 上述蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，包括以下步骤

（1）内芯乳液的配制

将脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯混合均匀得到脂质溶液。

将80份水性溶液和20份脂质溶液乳化得到内芯乳液。

（2）外皮油性胶液的制备

加热搅拌下，将蜡（虫蜡）、长链脂质材料（十八醇）、增强材料（乙烯-醋酸乙烯共聚物）按照配方比例混合均匀，熔融得到外皮油性胶液。

（3）滴制

熔融的外皮油性胶液温度在100℃，内芯乳液温度60℃，同轴双层滴头滴头温度在100℃

保护液为轻质石蜡油，温度20℃。

实施例4

（1）外皮：外皮为蜡、长链脂质材料、增强材料的组合物。其中蜡为虫蜡，长链脂质材料为二十酸，增强材料为乙烯-醋酸乙烯共聚物，三者重量比为1:1:1.5

（2）内芯：内芯为脂质溶液和水性溶液的组合物，脂质溶液和水性溶液重量比为50:50。

其中水性溶液为阿拉伯胶、水溶性香精香料、赖氨酸、吐温20、斯盘80的水性溶液，质量占比分别为1.0%、0.5%、3.0%、0.5%、0.5%。、

脂质溶液为脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯的组合物，脂溶性香精香料质量占比10%。

2. 上述蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，包括以下步骤

（1）内芯乳液的配制

将脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯混合均匀得到脂质溶液。

将50份水性溶液和50份脂质溶液乳化得到内芯乳液。

（2）外皮油性胶液的制备

加热搅拌下，将蜡（虫蜡）、长链脂质材料（二十酸）、增强材料（聚苯乙烯）按照配方比例混合均匀，熔融得到外皮油性胶液。

（3）滴制

熔融的外皮油性胶液温度在100℃，内芯乳液温度25℃，同轴双层滴头滴头温度在100℃

保护液为轻质石蜡油，温度30℃。

实施例5

本实施例为对照例，仅外皮材料与实施例3不同，其余与实施例3完全一致。不同之处在于外皮未添加增强材料。

外皮选用蜡（虫蜡）和长链脂质材料（十八醇）的组合物，两者重量比为1:0.83。

各实施例所制备的烟用胶囊性能评价比对

1. 烟用胶囊性能评价

（1）烟用胶囊重量采用称重法，称重至少20颗。

（2）烟用胶囊直径采用游标卡尺测量，测量至少20颗。

（3）烟用胶囊抗碎强度测定采用自制设备测定, 设备核心包括与压力记录仪相连的电子天平以及上方链接的推压杆，测量时推压杆匀速挤压置于天平平台上的胶囊，通过记录仪记录压力的变化趋势以及胶囊破裂瞬间的作用力，即可测定胶囊的抗碎强度。测定至少10颗。

（4）烟用胶囊减害性能评价：将烟用胶囊添加于卷烟，捏破胶囊后采用吸烟机测定主流烟气有害成分释放量，与对照卷烟（未捏破胶囊）相比，计算主流烟气有害成分释放量降低率。

2. 烟用胶囊性能评价结果

烟用胶囊性能评价结果见表1。

烟用胶囊(实施例1-4)中单粒重量在21~55mg，直径3.3~4.7mm，烟用胶囊的重量和尺寸主要受同轴双层滴头尺寸的影响。

烟用胶囊(实施例1-4)具有合适的抗碎强度，抗碎强度在9-22N，能够被消费者捏破且不影响加工性能。

烟用胶囊减害性能评价结果显示，实施例1-3中胶囊均可降低烟气有害成分释放量。其中，实施例2和实施例3中由于胶囊中添加了聚乙二醇，对苯酚的降低效果显著；对于氨和HCN，由于两者在水中有较高的溶解性，也能得到有效降低。

表1 胶囊性能评价

此外，为了对比增强材料的作用，实施例5外皮未添加增强材料，未添加增强材料制备的烟用爆珠的抗碎强度仅为3~5N左右，在加工过程中易破碎，而实施例1-4所制备的烟用爆珠（本发明提供的壁材配方示例）抗碎强度在9-22N，抗碎强度适宜，不仅适宜加工，而且可以被消费者较好的捏破释放包裹的内容物。

在本发明保护的范围内的实施例1-4制备的烟用爆珠在30天内失水率仅2-5%，对包裹的水保持能力优秀；而实施例5的烟用爆珠30天内失水率高达38%，对包裹的水的保持能力较差。

Claims

1.一种蜡包乳液型烟用胶囊，其特征在于，该烟用胶囊具有皮芯结构，由50~75重量份的外皮和25-50重量份的内芯组成；

2.如权利要求1所述的一种蜡包乳液型烟用胶囊，其特征在于，

所述蜡为一种或多种选自下组的化合物：固体石蜡、微晶蜡、虫蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡；

所述长链脂质材料为一种或多种选自下组的化合物：14~22个碳原子的高级脂肪酸及其对应的甘油酯、14~22个碳原子高级脂肪醇；

3.如权利要求1所述的一种蜡包乳液型烟用胶囊，其特征在于，

所述脂质溶液为辛癸酸甘油酯和脂溶性香精香料的组合物，两者比例为1:0.01-0.1；

所述水性溶液为水和增稠剂、水溶性香精香料、减害功能材料、乳化剂的组合物，其中增稠剂为黄原胶、阿拉伯胶、明胶、羧甲基纤维素、羧甲基淀粉的一种，质量占比0.1-3%；水溶性香精香料为调配香精、天然植物提取物或其组合物，质量占比0.1-2%；减害功能材料为聚乙二醇、氨基酸、氨基酸衍生物、聚氨基酸或其组合物，质量占比1-5%；乳化剂为吐温、司盘组合物，质量占比0.1-2%。

4. 权利要求1-3所述的一种蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）内芯乳液的配制

将水和增稠剂、水溶性香精香料、减害功能材料、乳化剂混合均匀得到水性溶液；

将脂溶性香精香料和辛癸酸甘油酯混合均匀得到脂质溶液；

将水性溶液和脂质溶液乳化得到内芯乳液；

（2）外皮油性胶液的配制

加热搅拌下，将蜡、长链脂质材料、增强材料按照配方比例混合均匀，熔融得到外皮油性胶液；

（3）滴制

将配制好的内芯乳液和熔融的外皮油性胶液分别通过计量泵泵入至配备同轴双层滴头的滴丸机中，内芯乳液、熔融的外皮油性胶液分别泵入至同轴双层滴头的内芯通道和外壁通道，通过同轴双层滴头滴入至保护液中，在表面张力作用下，内芯乳液、熔融的外皮油性胶液形成同心球形液滴，液滴内部为内芯乳液，外壁为熔融的外皮油性胶液；液滴被保护液冷却形成一种包覆乳液的烟用胶囊，经筛网分离并洗涤即可得到一种蜡包乳液型烟用胶囊。

5.如权利要求4所述一种蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，其特征在于，

6.如权利要求4所述一种蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，其特征在于，

步骤（3）保护液密度≤0.85g/mL，温度10-30℃。

7.如权利要求4所述一种蜡包乳液型烟用胶囊的制备方法，其特征在于，

步骤（3）保护液为90%-100%体积比的乙醇水溶液、石蜡油的一种。