CN110169606A - 一种加热不燃烧发烟颗粒及其制备方法和应用 - Google Patents

一种加热不燃烧发烟颗粒及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加热不燃烧发烟颗粒及其制备方法和应用，所述发烟颗粒由目数为30～40目植物多孔膨胀颗粒、水以及植物提取物混匀制备而成；所述发烟颗粒的水分含量为25％～35％；所述植物多孔膨胀颗粒由果壳和秸秆或草根茎粉碎混合膨化制备得到；通过将植物多孔膨胀颗粒、水以及天然植物提取物混匀后，干燥，控制发烟颗粒的含水量为25％～35％，即得。本发明的发烟颗粒不含有危害人体健康的原料组分，加热后的烟雾不会产生尼古丁等成瘾及危害健康的物质，当所述发烟颗粒加热至300℃～350℃即可发烟，烟雾量与传统卷烟接近，且气雾量稳定，抽吸的感官舒适度好。

Description

一种加热不燃烧发烟颗粒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及香烟烟弹技术领域，更具体地，涉及一种加热不燃烧发烟颗粒及其制备方法和应用。
背景技术
烟草的发展历史悠久，现在全世界烟草制品主要还是传统燃吸式卷烟，而香烟中对人体造成危害的主要物质就来自燃烧过程，烟草燃烧时产生的一氧化碳、焦油等都是危害健康的元凶，这些有害物质含的致癌物多达40种以上。为了减少传统烟草制品带来的危害，人们又相继研究出来了一些新型烟草制品，例如电子烟，来替代传统的燃吸式卷烟，人们吸入人体的是电子烟烟油的雾化液，而不是传统卷烟燃烧产生的裂解产物。由于电子烟不需要燃烧，极大减少了因燃烧产生的焦油和其他有害成分，相比传统卷烟危害性较小，然而传统的电子烟需要采用液态状的烟油，其加热温度需要高达600度以上才可以产生良好的雾化效果，然而如此高的加热温度不可避免的会导致烟油中的一些有机物发生裂解，产生危害物质。
随着烟草市场的转型，加热不燃烧烟草制品逐渐推广开来。加热不燃烧烟草制品(又名低温卷烟)是通过特殊的加热源对烟丝进行加热，加热时烟丝中的尼古丁及香味物质通过挥发产生烟气来满足吸烟者需求的一种新型烟草制品，加热的温度最高不超过500℃。而利用加热不燃烧的吸烟产品中的代表作IQOS(菲莫国际的电加热型无烟气烟草制品)的使用也越来越广泛。普通电子烟与IQOS避免燃烧这一过程，普通电子烟是通过加热烟油，而IQOS则是通过加热烟弹来提供接近真实香烟的感受。而相同的是普通电子烟和IQOS让烟民们吸入的是蒸汽，这种蒸汽的主要组成部分来自于加热过程中产生的较少尼古丁与香料，本身并不含有焦油，但IQOS比加热烟油的电子烟能提供最接近传统卷烟的真实口感。IQOS的烟弹为特殊处理后烟草，当烟弹插入加热棒后，无需点燃，利用电子加热装置将烟弹加热，燃点度低，晶片只会将温度控制在摄氏350度左右，将烟草加热至足以产生蒸汽(蒸发出尼古丁以及香料)而不会燃烧，以避免释出焦油，释放的化学物质较少，但是却有同真烟一样的口感。
然而，由于IQOS依然采用的是烟草作为加热材料，其加热蒸出的蒸气中依然会存在使人上瘾的尼古丁，无法使人真正戒烟；而且IQOS烟雾少，吸食口数过少，且气雾量不稳定，吸到最后几口，口感明显不如前面几口，“糊”味上升，香味下降，气雾没有厚实度和满足感，抽吸感受不好。专利CN201811285170.3和201710785616.8均公开了一种加热不燃烧卷烟发烟颗粒材质/抽吸材料，然而上述加热不燃烧材料均不同程度的含有发烟剂、烟叶、香精等成分，依然会产生尼古丁及其它有害健康的物质。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种加热不燃烧发烟颗粒，所述发烟颗粒不含有危害人体健康的原料组分，加热后的烟雾不会产生尼古丁等成瘾及危害健康的物质，当发烟颗粒加热至300℃～350℃即可发烟，烟雾量与传统卷烟接近，且气雾量稳定，抽吸的感官舒适度好。
本发明的另一目的在于提供所述加热不燃烧发烟颗粒的制备方法。
本发明的另一目的在于提供所述加热不燃烧发烟颗粒的应用。
本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：
一种加热不燃烧的发烟颗粒，由植物多孔膨胀颗粒、水以及植物提取物混匀制备而成；所述发烟颗粒的水分含量为25％～35％，所述多孔膨胀颗粒的目数为30～40目；所述植物多孔膨胀颗粒由果壳和秸秆或草根茎粉碎混合膨化制备得到。
本发明的加热不燃烧的发烟颗粒不含有危害人体健康的有害物质组分且不需要发烟剂，通过采用核桃壳、咖啡豆壳等具有芳香味的果壳与植物秸秆或草根茎为多孔膨胀颗粒的制备原材料，将一定比例的果壳与植物秸秆或草根茎混匀、粉碎，制成颗粒，再将植物颗粒通过膨化过程得到植物多孔膨胀颗粒。由于多孔膨胀颗粒的多孔性结构，具有良好的吸附效果；本发明上述目数下的多孔膨胀颗粒，对各种天然植物提取物均具有良好的吸附，由于多孔颗粒的吸附，使得在抽吸过程中烟雾释放较为缓慢均匀，使得抽吸材料利用率提高，抽吸口数增加，且出烟品质稳定；本发明的发烟颗粒由于有一定的含水量，因而烟点较现有的加热不燃烧烟草更低，只需要加热至300℃～350℃即可发烟，且一定的含水量有助于提高烟雾量。本发明研究发现，在上述含水量及目数条件下得到的加热不燃烧的发烟颗粒发烟温度低、烟雾量高，加热后也不会产生尼古丁等成瘾及危害健康的物质，烟雾量与传统卷烟接近，且气雾量稳定，抽吸的感官舒适度好。
优选地，所述植物多孔膨胀颗粒与植物提取物的质量比为10：1～2。
优选地，所述果壳为坚果壳。
优选地，所述植物多孔膨胀颗粒由坚果壳与植物秸秆或草根茎按质量比(5～9)：(1～2)混匀后，粉碎、过筛，膨化得到。
优选地，所述植物多孔膨胀颗粒由核桃壳、咖啡豆壳与茅草根按质量比(4～-6)：(1～3)：(1～2)混匀后，粉碎、过筛，膨化得到。
优选地，所述膨化为90℃～110℃膨化反应25min～35min；若膨化温度过低，膨化时间过短，则无法得到有效数量的多孔颗粒；若膨化温度过高，膨化时间过长，则容易造成反应原料糊化。
优选地，所述膨化为微波膨化。
优选地，所述植物提取物为红枣提取物、薄荷提取物、枸杞提取物、甘草提取物、胖大海提取物或罗汉果提取物中的一种或多种。
本发明上述任一所述加热不燃烧的发烟颗粒的制备方法，将植物多孔膨胀颗粒、水以及天然植物提取物混匀后，干燥，控制发烟颗粒的含水量为25％～35％，即得。
本发明还请求保护所述加热不燃烧的发烟颗粒在制备加热不燃烧烟弹中的应用。
本发明还提供一种加热不燃烧的烟弹，含有上述任一所述的加热不燃烧的发烟颗粒。
具体地，所述烟弹包括纸管、以及包裹在纸管内部的吸食物加热不燃烧的发烟颗粒，以及与纸管相连的过滤嘴。
本发明加热不燃烧的烟弹由于不含有烟草，且不含有尼古丁等成瘾及危害健康的物质，因而严格意义讲并非是一种新型的烟草制品，可以被认为是烟草制品的替代品，在实现吸烟民众对吸烟的满足感的同时又不会危害健康。本发明所述烟弹可使用现有中已经报道的对加热可抽吸材料的加热器及其加热不燃烧发烟设备进行加热发烟。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种加热不燃烧发烟颗粒，所述加热不燃烧发烟颗粒不含有危害人体健康的原料组分，加热后的烟雾也不会产生尼古丁等成瘾及危害健康的物质，当发烟颗粒加热至300℃～350℃即可发烟，烟雾量与传统卷烟接近，抽吸口数可达16口，且气雾量稳定，抽吸的感官舒适度好。本发明加热不燃烧发烟颗粒加热发烟所需温度低，且不需要发烟剂，天然的可食用材料及较低的发烟温度有效避免了有害物质的产生，且可以降低能耗。且本发明的工艺简单，生产成本低，使用方便，易于工业化大生产。
具体实施方式
以下结合说明书和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
称取质量比为4：3：1的核桃壳、咖啡豆壳和茅草根，混匀后进行粉碎，过筛，选取30目的颗粒粉末进行后续膨化；将筛选得到的核桃壳和克咖啡豆壳粉末颗粒进行微波膨化，膨化温度为100℃，膨化时间为30min，得到固体膨胀性多孔颗粒，再过30目过筛，得到多孔颗粒。将质量比为10：5：1的30目多孔颗粒、水及薄荷提取物，搅拌混匀，然后于40℃下干燥，控制多孔颗粒的水分含量为30％，即得到加热不燃烧发烟颗粒。
称取3g得到的加热不燃烧发烟颗粒，将所述加热不燃烧发烟颗粒填装至现有的加热不燃烧卷烟的烟纸管中，即制备得到加热不燃烧的烟弹。
实施例2
称取质量比为6：1：2的核桃壳、咖啡豆壳和茅草根，混匀后进行粉碎，过筛，选取30目的颗粒粉末进行后续膨化。将筛选得到的核桃壳和克咖啡豆壳粉末颗粒进行微波膨化，膨化温度为90℃，膨化时间为35min，得到固体膨胀性多孔颗粒，30目过筛，得到多孔颗粒。将质量比为10：4：2的30目多孔颗粒、水及甘草提取物，搅拌混匀，然后于40℃下干燥，控制多孔颗粒的水分含量为35％，即得到加热不燃烧发烟颗粒。
称取3g得到的加热不燃烧发烟颗粒，将所述加热不燃烧发烟颗粒填装至现有的加热不燃烧卷烟的烟纸管中，即制备得到加热不燃烧的烟弹。
实施例3
称取质量比为5：2：2的核桃壳、咖啡豆壳和茅草根，混匀后进行粉碎，过筛，选取30目的颗粒粉末进行后续膨化。将筛选得到的核桃壳和克咖啡豆壳粉末颗粒进行微波膨化，膨化温度为110℃，膨化时间为25min，得到固体膨胀性多孔颗粒，35目过筛，得到多孔颗粒。将质量比为10：5：1.5的35目多孔颗粒、水及红枣提取物，搅拌混匀，然后于40℃下干燥，控制多孔颗粒的水分含量为25％，即得到加热不燃烧发烟颗粒。
将所述加热不燃烧发烟颗粒填装至现有的加热不燃烧卷烟的烟纸管中，即制备得到加热不燃烧的烟弹。
实施例4
称取质量比为6：3：2的核桃壳、咖啡豆壳和茅草根，混匀后进行粉碎，过筛，选取30目的颗粒粉末进行后续膨化。将筛选得到的核桃壳和克咖啡豆壳粉末颗粒进行微波膨化，膨化温度为105℃，膨化时间为27min，得到固体膨胀性多孔颗粒，40目过筛，得到多孔颗粒。将质量比为10：4：2的40目多孔颗粒、水及红枣提取物，搅拌混匀，然后于40℃下干燥，控制多孔颗粒的水分含量为35％，即得到加热不燃烧发烟颗粒。
称取3g得到的加热不燃烧发烟颗粒，将所述加热不燃烧发烟颗粒填装至现有的加热不燃烧卷烟的烟纸管中，即制备得到加热不燃烧的烟弹。
实施例5
称取质量比为5：3：1的核桃壳、咖啡豆壳和茅草根，混匀后进行粉碎，过筛，选取30目的颗粒粉末进行后续膨化。将筛选得到的核桃壳和克咖啡豆壳粉末颗粒进行微波膨化，膨化温度为90℃，膨化时间为25min，得到固体膨胀性多孔颗粒，30目过筛，得到多孔颗粒。将质量比为10：5：2的30目多孔颗粒、水及胖大海提取物，搅拌混匀，然后于40℃下干燥，控制多孔颗粒的水分含量为35％，即得到加热不燃烧发烟颗粒。
称取3g得到的加热不燃烧发烟颗粒，将所述加热不燃烧发烟颗粒填装至现有的加热不燃烧卷烟的烟纸管中，即制备得到加热不燃烧的烟弹。
实施例6
称取质量比为4：3：2的核桃壳、咖啡豆壳和茅草根，，混匀后进行粉碎，过筛，选取30目的颗粒粉末进行后续膨化。将筛选得到的核桃壳和克咖啡豆壳粉末颗粒进行微波膨化，膨化温度为110℃，膨化时间为35min，得到固体膨胀性多孔颗粒，35目过筛，得到多孔颗粒。将质量比为10：4：1的30目多孔颗粒、水及罗汉果提取物，搅拌混匀，然后于40℃下干燥，控制多孔颗粒的水分含量为30％，即得到加热不燃烧发烟颗粒。
称取3g得到的加热不燃烧发烟颗粒，将所述加热不燃烧发烟颗粒填装至现有的加热不燃烧卷烟的烟纸管中，即制备得到加热不燃烧的烟弹。
对比例1
与实施例1基本相同，不同之处在于：多孔颗粒由淀粉颗粒采用相同的膨化条件后得到。
对比例2
与实施例1基本相同，不同之处在于：为直接使用多孔硅藻土材料替代固体膨胀性多孔颗粒来制备烟弹。
对比例3
与实施例1基本相同，不同之处在于，多孔颗粒的目数为20目。
对比例4
与实施例1基本相同，不同之处在于，多孔颗粒的目数为50目。
对比例5
与实施例1基本相同，不同之处在于：控制多孔颗粒的水分含量为20％。
对比例6
与实施例1基本相同，不同之处在于：控制多孔颗粒的水分含量为40％。
性能测试
相同条件下，取相同质量的3g传统卷烟烟丝、IQOS烟丝及上述的实施例1～6及对比例1～6制备得到的发烟颗粒，测试其发烟温度，烟雾中有害物质的含量及人体感官质量评吸。
(1)发烟温度测试：传统卷烟烟丝采用加热燃烧的方式，IQOS烟丝及发烟颗粒采用加热不燃烧设备加热，采用红外线测温仪及热电偶进行检测上述样本产生烟雾时所需要的最高温度。
(2)烟雾中有害物质的含量：采用RTE-CY332香烟自动抽吸机器抽吸上述样本，设置抽吸量50mL，抽吸评率为20s，持续抽吸时间2s，将抽吸得到的烟雾通过袋子或瓶子收集，经气相色谱进行物质分离，再用经质谱仪检测气体中有害物质含量。主要检测的有害物质为亚硝氨、苯并芘、醛(甲醛、乙醛和丙烯醛)、挥发性有机物(苯和1,3-丁二烯)、一氧化碳和尼古丁。
表1发烟温度和烟雾中有害物质检测情况
(3)人体感官质量评吸：通过多个专业评价人员对传统卷烟烟丝、IQOS烟丝及上述的实施例1～6及对比例1～6制备得到的发烟颗粒进行感官质量评吸，测试如下的品质因素：(1)烟气量；(2)刺激性；(3)香气；(4)协调性；(5)杂气、(6)余味；具体每项的得分如表2所示；
实施例1所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为16口，后续烟气量足，鼻腔无刺激，香气丰满协调，回味十足。
实施例2所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为15口，后续烟气量足，鼻腔无刺激，香气丰满协调，回味十足。
实施例3所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为15口，后续烟气量足，鼻腔无刺激，香气丰满协调，回味十足。
实施例4所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为15口，后续烟气量足，鼻腔无刺激，香气丰满协调，回味十足。
实施例5所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为16口，后续烟气量足，鼻腔无刺激，香气丰满协调，回味十足。
实施例6所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为16口，后续烟气量足，鼻腔无刺激，香气丰满协调，回味十足。
对比例1所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为9口，后续烟气量不足，鼻腔有刺激，香气不协调，无回味。
对比例2所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为10口，后续烟气量不足，鼻腔有刺激，香气不协调，无回味。
对比例3所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为10口，后续烟气量不足，鼻腔无刺激，香气协调，回味一般。
对比例4所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为10口，后续烟气量不足，鼻腔无刺激，香气协调，回味十足。
对比例5所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为10口，后续烟气量不足，鼻腔无刺激，香气协调，回味十足。
对比例6所述发烟颗粒制备得到的烟弹的抽吸口数为11口，后续烟气量不足，鼻腔无刺激，香气协调，回味十足。
传统卷烟的抽吸口数为16口，后续烟气量足，鼻腔有刺激，香气协调，回味一般。
IQOS的抽吸口数为10口，后续烟气量不足，鼻腔有略微刺激，香气丰满协调，回味一般。
具体每项测试结果及最后再计算综合得分如表2所示：
表2人体感官质量评吸结果
从上述结果可以看出，坚果壳与植物秸秆或草根茎来源的多孔颗粒可以赋予发烟颗粒更好的香气、气味协调性及余味，同时可以更好的提高发烟颗粒的烟雾量和烟雾稳定性；同时通过选择适当目数的多孔颗粒和适当控制发烟颗粒的含水量可以有效的降低发烟温度和提高烟雾量；所述发烟颗粒由于采用天然的可食用原材料，且由于其较低的发烟温度，因此烟雾中不含有有害物质。本发明通过采用坚果壳与植物秸秆混匀制备得到的植物多孔膨胀颗粒去负载植物提取物，制备得到的发烟颗粒，并控制发烟颗粒的含水量在一定范围内。制备得到的述加热不燃烧发烟颗粒不含有危害人体健康的原料组分，加热后的烟雾也不会产生尼古丁等成瘾及危害健康的物质，发烟温度低，当发烟颗粒加热至300℃～350℃即可发烟，烟雾量与传统卷烟接近，抽吸口数可达15～16口，且气雾量稳定，后续烟气量与初始烟气量基本无差别，且口感接近，感官舒适度好，具有较大的推广应用价值。

Claims (10)

1.一种加热不燃烧的发烟颗粒，其特征在于，由植物多孔膨胀颗粒、水以及植物提取物混匀制备而成；所述发烟颗粒的水分含量为25％～35％，所述多孔膨胀颗粒的目数为30～40目；所述植物多孔膨胀颗粒由果壳和秸秆或草根茎粉碎混合膨化制备得到。
2.根据权利要求1所述的加热不燃烧的发烟颗粒，其特征在于，所述植物多孔膨胀颗粒与天然植物提取物的质量比为10：1～2。
3.根据权利要求1或2所述的加热不燃烧的发烟颗粒，其特征在于，所述植物多孔膨胀颗粒由坚果壳与植物秸秆按质量比(5～9)：(1～2)混匀后，粉碎、过筛，膨化得到。
4.根据权利要求1或3所述的加热不燃烧的发烟颗粒，其特征在于，所述植物多孔膨胀颗粒由核桃壳、咖啡豆壳与茅草根按质量比(4～6)：(1～3)：(1～2)混匀后，粉碎、过筛，膨化得到。
5.根据权利要求1所述的加热不燃烧的发烟颗粒，其特征在于，所述植物提取物为红枣提取物、薄荷提取物、枸杞提取物、甘草提取物、胖大海提取物或罗汉果提取物中的一种或多种。
6.根据权利要求4所述的发烟颗粒，其特征在于，所述膨化为90℃～110℃膨化反应25min～35min。
7.权利要求1～6任一所述的加热不燃烧的发烟颗粒的制备方法，其特征在于，将植物多孔膨胀颗粒、水以及天然植物提取物混匀后，干燥，控制发烟颗粒的含水量为25％～35％，即得。
8.权利要求1～6任一所述的加热不燃烧的发烟颗粒在制备加热不燃烧烟弹中的应用。
9.一种加热不燃烧的烟弹，其特征在于，含有权利要求1～6任一所述的加热不燃烧的发烟颗粒。
10.根据权利要求9所述的加热不燃烧的烟弹，其特征在于，包括纸管、以及包裹在纸管内部的加热不燃烧的发烟颗粒，以及与纸管相连的滤嘴。
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