CN109730352A - 一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，包括以下步骤：(1)烟草粉末的制备；(2)烟草提取物的制备；(3)分散助剂溶液的制备；(4)导热材料的分散；(5)将所述步骤(2)得到的烟草提取物中加入阻燃剂的质量比为1:1‑1:4；(6)混合体系的制备；(7)将所述(6)得到的混合体系送入单螺杆挤出机中继续混合，同时注入发泡剂CO2进行发泡挤出成型，使挤出物呈现多孔结构，所得挤出物经干燥后用刀具切成丝状烟草材料，即得加热非燃烧型烟草制品的烟草材料；本发明解决烟气品质不高、烟气释放性能不佳，烟草阻燃性能不好的问题且制备工艺简单、成本低，具有良好的工业化前景。
Description
技术领域
本发明涉及烟草技术领域，特别涉及一种适用于加热非燃烧型烟草制 品的烟草材料制备方法。
背景技术
加热非燃烧型烟草制品起源于上世纪八十年代，从产品面世至今已有 近30年的历史。经过不断的技术革新和产品推广，已经成为新型烟草制品 的重要类型之一。这类产品产生的烟气与传统卷烟较为接近，而且侧流烟 气和部分有害成分明显减少，使其具有一定的市场潜力，因而相关技术目 前已成为了国外烟草公司研究的热点。近些年来，随着控烟力度的不断加 大，国外烟草公司将加热非燃烧型烟草制品作为传统卷烟的替代性产品不 断加大研发力度，并开始向公共健康部门和世界范围内的消费者推广，这 也引起了国际烟草领域对加热非燃烧型烟草制品的广泛关注，并将其定义 为“真正的减害产品”。
加热非燃烧型烟草制品的技术核心主要集中在热源和烟芯两个方面。 根据相关技术的特点，热源类型分为电加热型、热源加热型和化学反应加 热型，其中前两种热源已应用于产品，如菲莫国际(Philip Morris International)的“Accord”和美国雷诺烟草控股公司(R.J.Reynolds Tobacco Holdings,Inc.)的“Eclipse”。烟芯作为加热非燃烧型烟草制品的核心技术之 一，目前其设计所采用的烟草材料主要有烟丝、烟末、烟草薄片、烟草提 取物等，有关专利主要涉及的是不同形式烟草材料的组合方式以及相应的 产品结构设计方式。然而，对于烟芯而言，烟草材料的制备加工非常关键， 直接影响烟芯加热非燃烧状态下的烟气释放特征，进而决定烟芯和加热元 件的设计特征以及产品的品质。但是可能出于技术保密的原因，有关的研 究和具体技术国外鲜有报道。通过对现有产品的剖析发现，该类产品加热 下能够有效释放出具有烟草特征香味的烟气，加热后烟草材料出现了明显的炭化现象，但也发生了一定程度的燃烧，说明现有产品还需在阻燃方面 进一步优化，才能真正做到烟草材料是在加热非燃烧的状态下释放烟气。 因此，发明一种能有效提高烟草材料加热非燃烧状态下的烟气释放性能的 制备方法，对于加热非燃烧型烟草制品的开发是非常有意义的。
但是通过对现有产品的剖析发现，碳加热类加热非燃烧型烟草制品主 流烟气中CO的释放量高，而且烟气的感官品质也尚未达到令人满意的程 度：电加热类加热非燃烧型烟草制品受热下能够有效释放出具有烟草特征 香味的烟气，加热后烟草材料出现了明显的炭化现象，但也发生了一定程 度的燃烧，说明现有产品还需在阻燃方面进一步优化，才能真正做到烟草 材料是在加热非燃烧的状态下释放烟气，而且烟气的感官品质也是有待于 进一步改善。
发明内容
发明的目的在于提供一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制 备方法，解决了烟气品质、烟气释放性能、阻燃性的问题。
本发明是这样实现的，一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料 制备方法，包括以下步骤：
(1)烟草粉末的制备：将烟草原料的水分调节至15％-20％后，置于密 闭体系中，150℃-200℃下加热处理1h-6h；加热结束后，保持密闭条件室 温冷却10h-40h，在研钵中研磨至通过粒径为0.05mm-0.20mm的过滤筛， 得烟草粉末；
(2)烟草提取物的制备：将烟草原料用乙醇水溶液进行浸提，浸提结 束后，将溶液与烟草分离，得到烟草提取液，将该提取液在减压条件下蒸 发除去乙醇后浓缩，得烟草提取物；
(3)分散助剂溶液的制备：将分散助剂加入水中进行搅拌溶胀，加热 至80℃-90℃使其分散均匀，溶液浓度为2-4％；
(4)导热材料的分散：将导热材料分散于步骤(3)中的分散助剂溶 液中；
(5)将所述步骤(2)得到的烟草提取物中加入阻燃剂的质量比为 1:1-1:4；
(6)混合体系的制备：将步骤(4)的溶液、所述步骤(5)得到的溶 液与多元醇混合形成混合液，然后在混合液中加入步骤(1)得到的烟草粉 末，并搅拌使之混合均匀；
(7)将所述(6)得到的混合体系送入单螺杆挤出机中继续混合，同 时注入发泡剂CO2进行发泡挤出成型，使挤出物呈现多孔结构，所得挤出 物经干燥后用刀具切成丝状烟草材料，即得加热非燃烧型烟草制品的烟草 材料；
所述单螺杆挤出机的设定温度为室温，并通冷却水控制其温度在±2℃ 之间波动。
本发明的进一步技术方案是：所述烟草原料为烤烟、白肋烟、香料烟 中的任意一种或几种混合。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤(2)中烟草原料与乙醇水溶 液的质量比为1：8-1：16，乙醇水溶液的浓度为50％-75％，浸提温度为 30℃-70℃，浸提时间为10h-70h。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤(3)中所述分散助剂为植物 多糖、真菌多糖的一种或几种任意比例的混合物；分散助剂质量份为2-4 份。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤(4)中所述导热材料为金属、 金属氧化物、碳质材料及碳-金属复合材料中一种或几种任意比例的混合 物；导热材料质量份为0.5-4份。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤(5)中烟草提取物的质量份 为15-25份，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝的任意一种。
本发明的进一步技术方案是：所述步骤(6)中多元醇、烟草粉末质量 份分别为10-25份、35-70份，所述多元醇为丙二醇、丙三醇的任意一种或 两种的混合。
本发明的有益效果：(1)对烟草原料在一定温度范围内进行加热处理， 能够起到良好的熟化作用，提高烟草原料香味物质的含量，同时加热处理 也会导致烟草原料中的多糖等大分子物质的部分降解，而且整个处理过程 在密闭体系中进行，由于加热挥发出的物质冷却过程中又会重新被烟草原 料所吸附，不会发生损失。因此，加热处理有利改善烟草原料在加热非燃 烧状态下的烟气释放性能及所释放烟气的感官品质。
(2)阻燃剂具有良好的阻燃作用，在烟草材料受热过程中能够有效吸 收热量，从而保证所制备的材料是在加热非燃烧的状态下释放烟气；
(3)丙二醇或丙三醇对烟草原料进行加料处理，可以增强烟草原料在 加热非燃烧状态下的烟气释放性能，提高烟气浓度；
(4)本发明中烟草材料的多孔性使其受热更均匀，烟气释放更容易， 对发烟量的增加大有益处；
(5)本发明解决烟气品质不高、烟气释放性能不佳，烟草阻燃性能不 好的问题且制备工艺简单、成本低，具有良好的工业化前景。
具体实施方式
以下对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各 种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通 技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而 不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省 略了对公知功能和结构的描述。
实施例一：
本发明示出了一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方 法，包括以下步骤：
(1)烟草粉末的制备：将烟草原料的水分调节至15％后，置于密闭体 系中，150℃下加热处理1h；加热结束后，保持密闭条件室温冷却10h，在 研钵中研磨至通过粒径为0.08mm的过滤筛，得烟草粉末；所述烟草原料为 烤烟。
(2)烟草提取物的制备：将烟草原料用乙醇水溶液进行浸提，浸提结 束后，将溶液与烟草分离，得到烟草提取液，将该提取液在减压条件下蒸 发除去乙醇后浓缩，得烟草提取物；所述烟草原料为烤烟；烟草原料与乙 醇水溶液的质量比为1：8，乙醇水溶液的浓度为50％，浸提温度为30℃， 浸提时间为10h。
(3)分散助剂溶液的制备：将分散助剂加入水中进行搅拌溶胀，加热 至80℃使其分散均匀，溶液浓度为2％；所述分散助剂为植物多糖；分散助 剂2份。
(4)导热材料的分散：将导热材料分散于步骤(3)中的分散助剂溶 液中；所述导热材料为金属；导热材料0.5份。
(5)将所述步骤(2)得到的烟草提取物中加入阻燃剂的质量比为1:1； 烟草提取物的质量份为15份，所述阻燃剂为氢氧化镁。
(6)混合体系的制备：将步骤(4)的溶液、所述步骤(5)得到的溶 液与多元醇混合形成混合液，然后在混合液中加入步骤(1)得到的烟草粉 末，并搅拌使之混合均匀；多元醇、烟草粉末分别为10份、35份，所述多 元醇为丙二醇。
(7)将所述(6)得到的混合体系送入单螺杆挤出机中继续混合，同 时注入发泡剂CO2进行发泡挤出成型，使挤出物呈现多孔结构，所得挤出 物经干燥后用刀具切成丝状烟草材料，即得加热非燃烧型烟草制品的烟草 材料；
所述单螺杆挤出机的设定温度为室温，并通冷却水控制其温度在±2℃ 之间波动。
该烟草材料在200℃-400℃下加热不会发生明显的燃烧现象，300℃下 的热失重率为40％，具备有效释放烟气的能力，而且所释放的烟气呈现明 显的混合型风格特征，具有良好满足感和舒适性；
本实施例的烟草材料用于加热非燃烧状态下，烟气释放速率快，释放 量充足，且具有显著的烤烟风格特性，满足感强，舒适性高。
实施例二：
本发明示出了一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方 法，包括以下步骤：
(1)烟草粉末的制备：将烟草原料的水分调节至18％后，置于密闭体 系中，180℃下加热处理4h；加热结束后，保持密闭条件室温冷却30h，在 研钵中研磨至通过粒径为0.10mm的过滤筛，得烟草粉末；所述烟草原料为 烤烟和香料烟混合。
(2)烟草提取物的制备：将烟草原料用乙醇水溶液进行浸提，浸提结 束后，将溶液与烟草分离，得到烟草提取液，将该提取液在减压条件下蒸 发除去乙醇后浓缩，得烟草提取物；所述烟草原料为烤烟和香料烟混合； 烟草原料与乙醇水溶液的质量比为1：15，乙醇水溶液的浓度为60％，浸提 温度为50℃，浸提时间为50h。
(3)分散助剂溶液的制备：将分散助剂加入水中进行搅拌溶胀，加热 至85℃使其分散均匀，溶液浓度为3％；所述分散助剂为植物多糖、真菌多 糖任意比例的混合物；分散助剂3份。
(4)导热材料的分散：将导热材料分散于步骤(3)中的分散助剂溶 液中；所述导热材料为金属、金属氧化物、碳质材料任意比例的混合物； 导热材料2份。
(5)将所述步骤(2)得到的烟草提取物中加入阻燃剂的质量比为1:2； 烟草提取物的质量份为20份，所述阻燃剂为氢氧化铝。
(6)混合体系的制备：将步骤(4)的溶液、所述步骤(5)得到的溶 液与多元醇混合形成混合液，然后在混合液中加入步骤(1)得到的烟草粉 末，并搅拌使之混合均匀；多元醇、烟草粉末分别为20份、50份，所述多 元醇为丙二醇、丙三醇两种的混合，其中丙二醇10份，丙三醇10份。
(7)将所述(6)得到的混合体系送入单螺杆挤出机中继续混合，同 时注入发泡剂CO2进行发泡挤出成型，使挤出物呈现多孔结构，所得挤出 物经干燥后用刀具切成丝状烟草材料，即得加热非燃烧型烟草制品的烟草 材料；
所述单螺杆挤出机的设定温度为室温，并通冷却水控制其温度在±2℃ 之间波动。
该烟草材料在200℃-400℃下加热不会发生明显的燃烧现象，300℃下 的热失重率为47％，具备有效释放烟气的能力，而且所释放的烟气呈现明 显的混合型风格特征，具有良好满足感和舒适性；
本实施例的烟草材料用于加热非燃烧状态下，烟气释放速率快，释放 量充足，且具有显著的烤烟风格特性，满足感强，舒适性高。
实施例三：
本发明示出了一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方 法，包括以下步骤：
(1)烟草粉末的制备：将烟草原料的水分调节至20％后，置于密闭体 系中，200℃下加热处理6h；加热结束后，保持密闭条件室温冷却40h，在 研钵中研磨至通过粒径为0.18mm的过滤筛，得烟草粉末；所述烟草原料为 白肋烟。
(2)烟草提取物的制备：将烟草原料用乙醇水溶液进行浸提，浸提结 束后，将溶液与烟草分离，得到烟草提取液，将该提取液在减压条件下蒸 发除去乙醇后浓缩，得烟草提取物；所述烟草原料为白肋烟；烟草原料与 乙醇水溶液的质量比为1：16，乙醇水溶液的浓度为75％，浸提温度为70℃， 浸提时间为70h。
(3)分散助剂溶液的制备：将分散助剂加入水中进行搅拌溶胀，加热 至90℃使其分散均匀，溶液浓度为4％；所述分散助剂为真菌多糖；分散助 剂4份。
(4)导热材料的分散：将导热材料分散于步骤(3)中的分散助剂溶 液中；所述导热材料为金属氧化物；导热材料4份。
(5)将所述步骤(2)得到的烟草提取物中加入阻燃剂的质量比为1:4； 烟草提取物的质量份为25份，所述阻燃剂为氢氧化镁。
(6)混合体系的制备：将步骤(4)的溶液、所述步骤(5)得到的溶 液与多元醇混合形成混合液，然后在混合液中加入步骤(1)得到的烟草粉 末，并搅拌使之混合均匀；多元醇、烟草粉末分别为25份、70份，所述多 元醇为丙三醇。
(7)将所述(6)得到的混合体系送入单螺杆挤出机中继续混合，同 时注入发泡剂CO2进行发泡挤出成型，使挤出物呈现多孔结构，所得挤出 物经干燥后用刀具切成丝状烟草材料，即得加热非燃烧型烟草制品的烟草 材料；
所述单螺杆挤出机的设定温度为室温，并通冷却水控制其温度在±2℃ 之间波动。
该烟草材料在200℃-400℃下加热不会发生明显的燃烧现象，300℃下 的热失重率为50％，具备有效释放烟气的能力，而且所释放的烟气呈现明 显的混合型风格特征，具有良好满足感和舒适性；
本实施例的烟草材料用于加热非燃烧状态下，烟气释放速率快，释放 量充足，且具有显著的烤烟风格特性，满足感强，舒适性高。
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 (7)
1.一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)烟草粉末的制备：将烟草原料的水分调节至15％-20％后，置于密闭体系中，150℃-200℃下加热处理1h-6h；加热结束后，保持密闭条件室温冷却10h-40h，在研钵中研磨至通过粒径为0.05mm-0.20mm的过滤筛，得烟草粉末；
(2)烟草提取物的制备：将烟草原料用乙醇水溶液进行浸提，浸提结束后，将溶液与烟草分离，得到烟草提取液，将该提取液在减压条件下蒸发除去乙醇后浓缩，得烟草提取物；
(3)分散助剂溶液的制备：将分散助剂加入水中进行搅拌溶胀，加热至80℃-90℃使其分散均匀，溶液浓度为2-4％；
(4)导热材料的分散：将导热材料分散于步骤(3)中的分散助剂溶液中；
(5)将所述步骤(2)得到的烟草提取物中加入阻燃剂的质量比为1:1-1:4；
(6)混合体系的制备：将步骤(4)的溶液、所述步骤(5)得到的溶液与多元醇混合形成混合液，然后在混合液中加入步骤(1)得到的烟草粉末，并搅拌使之混合均匀；
(7)将所述(6)得到的混合体系送入单螺杆挤出机中继续混合，同时注入发泡剂CO2进行发泡挤出成型，使挤出物呈现多孔结构，所得挤出物经干燥后用刀具切成丝状烟草材料，即得加热非燃烧型烟草制品的烟草材料；
所述单螺杆挤出机的设定温度为室温，并通冷却水控制其温度在±2℃之间波动。
2.根据权利要求1所述的一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：所述烟草原料为烤烟、白肋烟、香料烟中的任意一种或几种混合。
3.根据权利要求1所述的一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中烟草原料与乙醇水溶液的质量比为1：8-1：16，乙醇水溶液的浓度为50％-75％，浸提温度为30℃-70℃，浸提时间为10h-70h。
4.根据权利要求1所述的一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中所述分散助剂为植物多糖、真菌多糖的一种或几种任意比例的混合物；分散助剂质量份为2-4份。
5.根据权利要求1所述的一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中所述导热材料为金属、金属氧化物、碳质材料及碳-金属复合材料中一种或几种任意比例的混合物；导热材料质量份为0.5-4份。
6.根据权利要求1所述的一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中烟草提取物的质量份为15-25份，所述阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种适用于加热非燃烧型烟草制品的烟草材料制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中多元醇、烟草粉末质量份为分别为10-25份、35-70份，所述多元醇为丙二醇、丙三醇的任意一种或两种的混合。
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