CN110236218B - 用于生产均质化烟草材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备用于生产均质化烟草材料的浆料的方法，所述方法包含：‑使粘合剂悬浮于气溶胶形成剂中以形成悬浮液；‑由纤维素纤维和水形成纤维素浆粕；‑提供烟草粉末掺合物；和‑使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物组合以形成所述浆料。

Description

用于生产均质化烟草材料的方法

本申请是原始中国专利申请号201580049815.1，申请日2015年9月9日，发明名称“用于生产均质化烟草材料的方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的方法。具体来说，本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的方法，所述均质化烟草材料适用于气溶胶生成物品，如香烟或含有烟草的“加热非燃烧”型产品。

背景技术

当今，在制造烟草产品(烟草叶除外)时，也使用均质化烟草材料。这种均质化烟草材料通常由较不适于生产去筋烟叶的烟草植物部分(如烟草梗或烟末)制造。通常，烟末是在制造期间处理烟草叶的过程中作为副产品而产生。

均质化烟草材料最常使用的形式是复原烟草薄片和流延叶。形成均质化烟草材料薄片的方法通常包含将烟末与粘合剂混合以形成浆料的步骤。接着使用浆料产生烟草幅材，例如通过将粘稠的浆料流延于移动的金属带上以产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低粘度和高含水量的浆料在类似造纸的方法中产生复原烟草。在制备后，可以类似方式将均质化烟草幅材切割成全叶烟草，以产生适用于香烟和其它吸烟物品的烟草去筋烟叶。均质化烟草适用于常规香烟的功能基本上受限于烟草的物理特性，如填充能力、抽吸阻力、烟丝条坚实度和燃烧特征。这种均质化烟草通常经设计以不影响味道。用于制造这类均质化烟草的方法例如在欧洲专利EP 0565360中公开。

在“加热非燃烧”气溶胶生成物品中，将气溶胶形成基材加热至相对低的温度以形成气溶胶，但防止烟草材料燃烧。另外，均质化烟草材料中所存在的烟草通常仅是烟草，或包括这类“加热非燃烧”气溶胶生成物品的均质化烟草材料中所存在的大部分烟草。这意味着由这类“加热非燃烧”气溶胶生成物品生成的气溶胶组合物基本上仅基于均质化烟草材料。因此，重要的是良好控制均质化烟草材料的组成以控制例如气溶胶的味道。因此，使用来自其它烟草生产的烟末或剩余物生产用于气溶胶生成物品的均质化烟草材料较不合适，因为并不知晓烟末的精确组成。

因此，需要一种新的制备适用于“加热非燃烧”型加热气溶胶生成物品的均质化烟草材料的方法，所述均质化烟草材料适于这类加热气溶胶生成物品的不同加热特征和气溶胶形成需要。另外，需要一种均质化烟草材料，其具有适于承受作用于所述均质化材料的力的拉伸强度。

发明内容

根据第一方面，本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的方法，所述方法包含：由纤维素纤维和水形成纤维素浆粕，提供烟草粉末掺合物；并且组合所述纤维素浆粕、所述烟草粉末掺合物、粘合剂和气溶胶形成剂以形成所述浆料。根据本发明，将粘合剂和气溶胶形成剂预混合以形成悬浮液并随后与纤维素浆粕和烟草粉末掺合物组合。

均质化烟草材料是通过将数种成分与水混合以获得浆料并且随后例如通过使所述浆料流延在支撑物上形成均质化材料的连续幅材来形成。所期望的是所得均质化烟草材料具有相对高的拉伸强度和良好的均质性。

拉伸强度减小可引起后续操作均质化烟草幅材生产气溶胶生成物品的困难并且可能例如造成机器停止。此外，非均质烟草幅材可在气溶胶递送方面与由相同均质化烟草幅材生产的气溶胶生成物品之间产生不希望的差异。

另外，用于获得均质化烟草材料的浆料的另一个重要参数是其粘度，尤其在流延或以其它方式形成烟草的连续幅材时。粘度影响均质化烟草幅材的拉伸强度和其均一性。浆料的密度，尤其在浆料流延形成均质化烟草幅材的步骤之前，对于决定幅材本身的最终品质来说是重要的。适当的浆料密度和均质性使缺陷数目降到最低并且使幅材的拉伸强度达到最大。

浆料包含多种组分以产生均质化烟草幅材。这些组分影响均质化烟草材料特性。第一种成分是烟草粉末掺合物，其优选地含有浆料中所存在的大部分烟草。烟草粉末掺合物是均质化烟草材料中大部分烟草的来源并且因此赋予气溶胶味道。添加含有纤维素纤维的纤维素浆粕充当增强剂，以便增加烟草材料幅材的拉伸强度。还添加粘合剂和气溶胶形成剂，以便增强均质化薄片的拉伸特性并且促进气溶胶的形成。另外，为了达到对于流延均质化烟草材料幅材来说最优的特定粘度和湿度，添加水至浆料中。

然而，粘合剂在与水接触时可胶凝并且凝胶交联阻止浆料中的粘合剂进一步均一分散，从而妨碍达成所需浆料均质性和粘度。

根据本发明，进行粘合剂与气溶胶形成剂之间的预混合，使得水与粘合剂之间的接触并且因此使得凝胶形成尽可能地延迟。当由粘合剂和气溶胶形成剂形成的悬浮液与水组合时，在粘合剂与气溶胶形成剂之间形成的悬浮液延迟凝胶的形成。在不受理论束缚的情况下，气溶胶形成剂分子延迟氢键的形成。换句话说，气溶胶形成剂通过定位在水与粘合剂分子之间而至少部分抑制粘合剂与水的交联。

术语“均质化烟草材料”在本说明书通篇用于涵盖通过烟草材料粒子的聚结形成的任何烟草材料。均质化烟草的薄片或幅材在本发明中是通过使颗粒烟草聚结而形成，所述颗粒烟草通过研磨或以其它方式粉碎烟草叶片和烟草叶梗中的一种或两种而获得。

另外，均质化烟草材料可包含在烟草的处理、操作和运送期间形成的少量烟末、烟草碎屑和其它颗粒烟草副产品中的一种或多种。

在本发明中，浆料是由不同烟草类型的烟草叶片和梗适当掺合而形成。术语“烟草类型”意思指不同烟草品种中的一种。就本发明来说，这些不同烟草类型区分成三个主要群组：亮色烟草、深色烟草和香料烟草。这三个群组之间的区别是基于在进一步加工成烟草产品之前进行的烟草处理工艺。

亮色烟草是具有一般大的淡色叶子的烟草。在本说明书通篇，术语“亮色烟草”用于已经烟道处理的烟草。亮色烟草的实例是中国烤烟、巴西烤烟、美国烤烟(如弗吉尼亚烟草)、印度烤烟、坦桑尼亚烤烟或其它非洲烤烟。亮色烟草的特征在于高糖氮比。从感官视角来看，亮色烟草是在处理之后伴随有辛辣和提神感觉的烟草类型。根据本发明，亮色烟草是还原糖含量以烟叶干重计在约2.5％与约20％之间并且总氨含量以烟叶干重计不到约0.12％的烟草。还原糖包含例如葡萄糖或果糖。总氨包含例如氨和氨盐。

深色烟草是具有一般大的深色叶子的烟草。在本说明书通篇，术语“深色烟草”用于已经风干处理的烟草。此外，深色烟草可发酵。主要用于咀嚼、鼻烟、雪茄和烟斗掺合物的烟草也包括在这个类别中。从感官视角来看，深色烟草是在处理之后伴随有烟熏味的深色雪茄型感觉的烟草类型。深色烟草的特征在于低糖氮比。深色烟草的实例是马拉维白肋或其它非洲白肋、深色处理的巴西加尔泡(Brazil Galpao)、晒制或晾制的印尼蜘蛛兰(Indonesian Kasturi)。根据本发明，深色烟草是还原糖含量以烟叶干重计不到约5％并且总氨含量以烟叶干重计至多约0.5％的烟草。

香料烟草是常常具有小的淡色叶子的烟草。在本说明书通篇，术语“香料烟草”用于具有高芳香物含量(例如高含量精油)的其它烟草。从感官视角来看，香料烟草是在处理之后伴随有辛辣和芳香感觉的烟草类型。香料烟草的实例是希腊东方、东方土尔其、半东方烟草以及烘烤的美国白肋，如珀里克(Perique)、黄花烟(Rustica)、美国白肋或莫里兰(Meriland)。

此外，掺合物可包含所谓的填料烟草。填料烟草并非特定烟草类型，但是其包括主要用于补充掺合物中所用的其它烟草类型并且不将特定特征芳香带入最终产品的烟草类型。填料烟草的实例是其它烟草类型的梗、中脉或茎。特定实例可为烟道处理的巴西下部茎的经烟道处理的梗。

在每种类型的烟草内，烟草叶例如根据来源、植物中的位置、颜色、表面纹理、大小和形状而进一步分级。这些和其它特征的烟草叶用于形成烟草掺合物。烟草掺合物是属于相同或不同类型的烟草的混合物，使得烟草掺合物具有聚结的特定特征。这个特征可为例如在加热或燃烧时独特的味道或特定气溶胶化学组成。掺合物以一种相对于另一种的给定比例包含特定烟草类型和等级。

根据本发明，相同烟草类型内的不同等级可交叉掺合以减小每种掺合物组分的变化性。根据本发明，选择不同烟草等级以便获得所期望的具有预先确定的特定特征的掺合物。举例来说，掺合物可以均质化烟草材料的干重计具有目标值的还原糖、总氨和总生物碱。总生物碱为例如烟碱和次要生物碱，包括降烟碱、新烟草碱、新烟碱和麦斯明(myosmine)。

不同烟草类型一般可在叶片和梗中获得。为了生产用于均质化烟草材料的浆料，所选烟草类型必须研磨以便获得适当烟草尺寸，例如适于形成浆料的烟草尺寸。

纤维素浆粕包括水和纤维素纤维。烟草本身包括天然纤维素纤维。除烟草掺合物中所含的那些纤维素纤维以外，浆粕的纤维素纤维也添加至浆料中并在下文中称为“所添加的”纤维素纤维。用于包括在用于均质化烟草材料的浆料中的纤维素纤维是所属领域中已知的并且包括(但不限于)：软木纤维、硬木纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、烟草纤维和其组合。除制浆以外，所添加的纤维素纤维可经受合适的工艺，如精制、机械制浆、化学制浆、漂白、硫酸盐制浆和其组合。

纤维粒子可包括烟草梗材料、茎或其它烟草植物材料。优选地，基于纤维素的纤维(如木纤维)包含低木质素含量。可基于需要选择纤维粒子以产生足够的拉伸强度。或者，纤维(如植物纤维)可与上述纤维一起使用或用于包括竹材的替代物中。

添加粘合剂(如本文所述的胶或果胶中的任一种)促使烟草粉末基本上保持分散在整个均质化烟草幅材。关于胶的描述性综述，参见《用于食品行业的胶和稳定剂(GumsAnd Stabilizers For The Food Industry)》，IRL出版社(G.O.菲利普(Phillip)等人编，1988)；惠斯勒(Whistler)，《工业胶：多糖和其衍生物(Industrial Gums:PolysaccharidesAnd Their Derivatives)》，学术出版社(Academic Press)(第2版，1973)；和劳伦斯(Lawrence)，《用于可食用目的的天然胶(Natural Gums For Edible Purposes)》，诺伊斯数据公司(Noyes Data Corp.)(1976)。

虽然可采用任何粘合剂，但优选的粘合剂是天然果胶，如水果、柑橘或烟草果胶；瓜尔胶，如羟乙基瓜尔胶和羟丙基瓜尔胶；刺槐豆胶，如羟乙基和羟丙基刺槐豆胶；海藻酸盐；淀粉，如经改性或衍生的淀粉；纤维素，如甲基、乙基、乙基羟甲基和羧甲基纤维素；罗望子胶；葡聚糖；普拉兰(pullalon)；魔芋粉；黄原胶等等。尤其优选的适用于本发明的粘合剂是瓜尔胶。

用于生产均质化烟草材料的浆料可包含除上文提及的清单以外的其它成分或添加剂。举例来说，浆料可包括(但不限于)烟草纤维、塑化剂、香料、填充剂、水性和非水性溶剂和其组合。

根据本发明，产生用于生产均质化烟草材料的浆料的方法包括至少部分预混合气溶胶形成剂和粘合剂(如瓜尔胶和丙三醇)以使得两者形成悬浮液的步骤。悬浮液是类溶质粒子在其引入后偶尔从类溶剂相中沉降出的异质性混合物。

在气溶胶形成剂与粘合剂之间的悬浮是在不存在水的情况下进行。在此上下文中，“不存在水”理解为粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液的含水量小于悬浮液总重量的约1％。

在预混合相和粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液之后，根据本发明的方法形成浆料。

将所有上文提及的要素组合在一起形成浆料：粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、浆粕和烟草粉末掺合物。在浆料形成时，由于浆粕含有水的事实，所以粘合剂与水接触。当与水接触时，熟化工艺开始，其中一些凝胶可形成并且浆料的粘度连续变化。然而，悬浮液中的粘合剂与未在悬浮液中与气溶胶形成剂预混合相比耗费更多的时间形成凝胶。因此，在例如借助于流延步骤形成均质化烟草幅材之前，混合并且使得浆料尽可能均一和均匀的时间更长。

优选地，本发明的方法另外包含以下步骤：

-添加水至由所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物形成的浆料。

有利的是，所述用纤维素纤维和水形成浆粕的步骤包含：

-形成浓浆粕，其中浓浆粕中纤维素纤维的量在浆粕总重量的约3％与约5％之间。

浆粕是通过将纤维素纤维和水添加在一起而形成。水优选地分两个单独的步骤添加。首先，将纤维素纤维和第一量的水混合在一起来产生浆粕，使得纤维素纤维的量占浆粕总重量的约3％至约5％。接着优选地储存此浓浆粕并且当欲将其添加至其它成分中形成浆料时稀释。以这种方式可易于控制引入浆料中的水量。

在一有利实施例中，组合粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、纤维素浆粕和烟草粉末掺合物形成浆料的步骤包含以下步骤：

-使粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、纤维素浆粕和烟草粉末掺合物以一定比例组合，使得粘合剂的量以浆料的干重计占约1％至约5％。

在根据背景技术用于制备均质化烟草材料的浆料中，添加至其中的粘合剂的量一般以浆料总量的干重计超过5％。在本发明的方法中，将以浆料的干重计仅约1％与约5％的粘合剂添加至浆料中，降低获得浆料的总成本，因为粘合剂一般相对昂贵。

有利的是，所述组合所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物形成所述浆料的步骤包含：

-使粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、纤维素浆粕和烟草粉末掺合物以一定比例组合，使得气溶胶形成剂的量以浆料的干重计占约5％至约30％。

当与根据背景技术的用于生产均质化烟草材料的浆料相比时，本发明的浆料含有相对较大量的气溶胶形成剂。使用相对较大量的气溶胶形成剂与粘合剂一起制造悬浮液，使得基本上所有粘合剂被气溶胶形成剂分子围绕，以便当组合在浆料中时使粘合剂尽可能地远离水。

在一优选实施例中，本发明的方法另外包含：

-使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物在槽中组合以形成所述浆料；和

-冷却所述槽以使得所述浆料的温度保持在约10摄氏度与40摄氏度之间。

已观察到，为了获得具有良好拉伸强度和相对较少缺陷的浆料，浆料的温度，其继而联系到浆料的粘度，也是相关参数。由于浆料需要不断混合以使其均匀和均一的事实，所以由混合器引起的摩擦可升高浆料的温度。为了使温度在控制下保持在约10摄氏度与约40摄氏度之间、优选地在约15摄氏度与约25摄氏度之间的合适范围内，优选地冷却浆料槽。所述槽优选地包含冷却套。槽内与套接触的浆料部分通过热交换降低其温度。由于在浆料形成槽中混合，所以温度变得均一，因为与所述槽的冷却套接触的浆料部分朝向温度较高的槽内部移动。混合因此使得浆料温度均质化。

有利的是，根据本发明的方法另外包含：

-使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物在槽中组合以形成所述浆料；和

-混合所述浆料。

混合使得浆料的所有成分均匀组合并且形成其所有的均一混合物。当水和粘合剂接触时，粘合剂与水可开始胶凝。这也意味着局部浆料的粘度将连续变化。因此，为了在流延时达到粘度目标值，槽中所存在的全部量浆料优选地具有相同粘度。这意味着，全部浆料基本上具有相同“年龄”，即在槽中耗费并且混合的时间量。

更优选地，浆料混合是在界定中心区和外部套的槽中进行，借助于用于从外部套移出浆料并且将其导向中心区或从中心区移出浆料并且将其导向外部套的螺旋混合器进行混合，从而均一地混合浆料。

如上文所提及，浆料应尽可能均匀，以使其粘度也尽可能均一并且接近于最适于流延的目标值。为了获得均一粘度，优选地混合全部量的浆料。因此，使浆料的不移动部分减到最少。否则，浆料的这些不移动部分可能附着于槽侧壁。出于此目的，以使得浆料连续从外壁或套朝向混合器中心移动或反之亦然的方式设计混合器。以此方式，全部浆料本体连续移动并且不存在比其它混合更多(或更少)的浆料部分。这可极大地改良浆料粘度的均质性和流延烟草幅材的物理特性，包括流延烟草幅材的机械加工性。

在一实施例中，用纤维素纤维和水形成浆粕的步骤包含：

-借助于研磨减小纤维素纤维的纤维长度，以便获得包含在约0.2毫米与4毫米之间的所述纤维素纤维的平均纤维长度。

根据本发明，除天然存在于烟草中的纤维素纤维以外，还将纤维素纤维引入浆料中。将纤维素纤维引入至浆料中的烟草中所存在的纤维增加烟草材料幅材的拉伸强度，充当增强剂。因此，添加纤维素纤维可增加均质化烟草材料幅材的回弹性。这在气溶胶生成物品制造期间支持顺利的制造工艺和均质化烟草材料的后续操作。继而，这可引起气溶胶生成物品和其它吸烟物品制造的生产效率、成本效率、可再生性和生产速度增加。

所添加的纤维素纤维中的一个相关因素是纤维素纤维长度。在纤维素纤维太短的情况下，纤维将无法有效贡献于所得均质化烟草材料的拉伸强度。在纤维素纤维太长的情况下，纤维素纤维将影响浆料均质性并且继而可能在均质化烟草材料中产生非均质性和其它缺陷，尤其对于薄均质化烟草材料来说，例如具有数百微米厚度的均质化烟草材料。根据本发明，包含平均尺寸在约0.03毫米与约0.12毫米之间的烟草粉末和在浆料干重约1％与约3％之间的量的粘合剂的浆料中所添加的纤维素纤维的尺寸宜在约0.2毫米与约4毫米之间，优选地在约1毫米与约3毫米之间。另外，根据本发明，所添加的纤维素纤维的量占浆料总重量的干重的约1％至约3％。已显示与仅依赖于粘合剂解决均质烟草幅材的拉伸强度的均质化烟草材料相比，浆料成分的这些值在维持均质化烟草材料的高水平均质性的同时改善拉伸强度。同时，所添加的平均长度在约0.2毫米与约4毫米之间的纤维素纤维在均质化烟草材料用作气溶胶生成物品的气溶胶生成基材时，未显著抑制物质从研磨的烟草细粉释放。在本说明书中，纤维“尺寸”意思指纤维长度，即，纤维长度是纤维的主维数。因此，平均纤维尺寸具有平均纤维尺寸长度的含义。平均纤维长度是每一给定数目纤维的平均纤维长度，排除长度低于约200微米或高于约10.000微米的纤维并且排除宽度低于约5微米或高于约75微米的纤维。根据本发明，可获得均质化烟草幅材的相对快速和可靠的制造工艺以及用于高度可再生气溶胶的基材。

有利的是，所述用纤维素纤维和水形成浆粕的步骤包含：

-使纤维素纤维至少部分原纤维化。

除天然存在于烟草中的纤维以外所添加的纤维的原纤维化可改善均质化烟草幅材的增强。为了获得纤维的原纤维化，使所添加的纤维例如经受机械摩擦剪切和压缩力。原纤维化可包括纤维素纤维细胞壁的部分分层，产生润湿的纤维素纤维表面在显微镜下多毛的外观。“毛”也称为原纤维化。最小的微纤丝可与单独的纤维素链一样小。原纤维化倾向于增加纤维素纤维之间的相对粘合面积，在浆料已干燥之后，增加均质化烟草幅材的拉伸强度。

优选地，混合粘合剂和气溶胶形成剂形成悬浮液的步骤包含：

-添加第一量的粘合剂至第一量的气溶胶形成剂；

-混合所述第一量的粘合剂和所述第一量的气溶胶形成剂；和

-添加第二量的气溶胶形成剂。

粘合剂是通常相对较粘的物质，其易于残留在接通的管道或运输的负载物上。根据本发明的方法存在粘合剂和气溶胶形成剂形成悬浮液的第一预混合步骤意味着相对大量的粘合剂在工艺管线流动以与气溶胶形成剂组合。工艺管线可能因此常常需要清洁，造成均质化烟草材料生产工艺的中断。清洁造成浪费，需要时间并且降低生产率。为了使清洁干预减到最少，在粘合剂业已运输之后使用一些气溶胶形成剂“冲洗”工艺管线。因此，有利的是，工艺管线可在生产期间通过去除新鲜的粘合剂残余物而高效清洁。因此，添加第二量气溶胶形成剂的步骤可包含用所述第二量气溶胶形成剂冲洗工艺管线从而清洁工艺管线的步骤。

优选地，本发明的方法另外包含以下步骤中的一个或多个：

-监测浆料的粘度；

-监测浆料的温度；或

-监测浆料的湿度。

浆料的形成是决定最终产品的质量的精细工艺。可控制数个参数以使得用根据本发明制备的浆料获得的均质化烟草薄片的排斥风险降到最低。举例来说，由于缺陷或低拉伸强度，可能形成不合规格的材料。具体来说，除其它参数以外，这些工艺参数是浆料的温度、湿度、停留时间和粘度。已知粘度实际上是(尤其)浆料的温度、湿度和停留时间的函数。因此，优选地，使用适当传感器监测浆料的粘度、温度和湿度含量中的至少一个。优选地，传感器信号与用于在线信号处理和控制的反馈回路一起使用以使得参数维持在一组预定范围内。举例来说，工艺控制可影响针对如冷却量、混合器温度、混合器速度、引入浆料中的水量、形成浆料的其它化合物的量、其组合等的适当变化。

优选地，所述方法另外包含：

-使浆料流延；和

-干燥流延浆料。

均质化烟草材料幅材优选地通过一种类型的流延工艺来形成，所述工艺一般包含在支撑表面上流延所制备的包括上述烟草粉末掺合物的浆料。优选地，接着干燥流延薄片以形成均质化烟草材料薄片，并且接着将其从支撑表面移出。

优选地，流延烟草材料幅材在流延时的湿度在流延烟草幅材总重量的约60重量百分比与约80重量百分比之间。优选地，用于生产均质化烟草材料的方法包含干燥所述流延薄片，卷绕所述流延薄片的步骤，其中所述流延薄片在卷绕时的湿度在烟草材料幅材总重量的约7％与约15％之间。优选地，所述均质化烟草幅材在卷绕时的湿度在均质化烟草幅材总重量的约8％与约12％之间。

浆料在流延时的湿度是控制影响均质化烟草幅材的均质性的另一重要参数。

根据第二方面，本发明涉及一种均质化烟草材料，其包含：

-以所述均质化烟草材料的干重计，占约1％至5％的量的粘合剂；

-以所述均质化烟草材料的干重计，占约5％至约30％的量的气溶胶形成剂；

-以所述均质化烟草材料的干重计，占约20％至约93％的量的研磨烟草掺合物；和

-添加至烟草掺合物中所存在的纤维素纤维中的纤维素纤维，所添加的纤维素纤维的量以所述均质化烟草材料的干重计占约1％至约3％，所述纤维素纤维包含来自木、亚麻或烟草中的一种或多种的纤维。

均质化烟草材料可为流延叶烟草。用于形成流延叶的浆料包括烟草粉末和优选地纤维粒子、气溶胶形成剂、香料和粘合剂中的一种或多种。烟草粉末可呈平均尺寸大约在约0.03毫米与约0.12毫米之间的粉末形式，根据所期望的薄片厚度和流延间隙而定。烟草掺合物的量以均质化烟草材料的干重计占约20％至约93％，优选地约50％至约90％。烟草包括纤维素纤维。另外，除烟草本身中天然存在的纤维以外，将以所述均质化烟草材料的干重计占约1％至约3％的量的纤维素纤维添加至均质化烟草材料中。所添加的纤维素纤维也可能是来源于其它烟草的纤维素纤维。

本发明的第三方面涉及一种气溶胶生成物品，其包含已根据如上所述的方法制备的一部分均质化烟草材料。气溶胶生成物品是包含气溶胶形成基材的物品，气溶胶形成基材能够释放可形成气溶胶的挥发性化合物。气溶胶生成物品可为非可燃气溶胶生成物品或可为可燃气溶胶生成物品。非可燃气溶胶生成物品在不燃烧气溶胶形成基材的情况下释放挥发性化合物，例如通过加热气溶胶形成基材，或通过化学反应，或通过机械刺激气溶胶形成基材。

气溶胶形成基材能够释放挥发性化合物，所述挥发性化合物可形成气溶胶挥发性化合物并且可通过加热气溶胶形成基材释放。为了将均质化烟草材料用于气溶胶形成生成物品中，气溶胶形成剂优选地包括于形成流延叶的浆料中。气溶胶形成剂可基于预定特征中的一个或多个来选择。在功能上，气溶胶形成剂提供这样的机制，所述机制允许气溶胶形成剂在加热超过气溶胶形成剂的特定挥发温度时挥发并且在气溶胶中传送例如风味。

附图说明

将参照附图仅通过举例方式进一步描述具体实施例，在所述附图中：

-图1是用于生产均质化烟草材料的浆料的制备方法的实施例的流程图；

-图2是用于生产粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液的设备的示意图；

-图3是用于生产纤维素浆粕的设备的示意图；

-图4是用于浆料制备的设备的示意图；和

-图5是用于流延和干燥均质化烟草薄片的设备的示意图。

具体实施方式

参照图1，示意性描绘一种根据本发明获得用于生产均质化烟草材料的浆料的方法。

获得浆料的方法包括制备纤维素浆粕的步骤100。浆粕制备步骤100优选地包含以浓缩形式混合水1和纤维素纤维2，任选地储存如此获得的浆粕并且随后在形成浆料之前稀释浆粕。将例如呈板或袋形式的纤维素纤维装载于打浆机中并且随后用水液化。所得水-纤维素溶液可以不同密度储存，然而作为步骤100的结果的浆粕优选地是“浓缩物”。优选地，“浓缩物”意思是约3％至约5％的纤维素纤维包括于水/纤维素浆粕中。优选的纤维素纤维是软木纤维。优选地，除添加至浆料中的烟草掺合物中所存在的纤维素纤维以外，浆料中纤维素纤维的总量(干重)在均质化烟草材料干重的约1％与约3％之间，优选地在约1.2％与约2.4％之间。

优选地，混合水和纤维素纤维的步骤宜在包含于约15摄氏度与约40摄氏度之间的温度下持续约20至约60分钟。

如果进行浆粕储存，那么储存时间可优选地在约0.1与约7天之间变化。

有利的是，在储存浓浆粕的步骤之后，进行水稀释。水以使得纤维素纤维不到浆粕总重量的约1％的量添加至浓浆粕中。举例来说，可进行因数包含在约3与约20之间的稀释。另外，可进行额外混合步骤，其包含混合浓浆粕和所添加的水。额外混合步骤优选地在约15摄氏度至约40摄氏度的温度下，更优选地在约18摄氏度至约25摄氏度的温度下，持续约120分钟至约180分钟。

优选地，在浆粕制备步骤100之后，进行任选的纤维的原纤维化步骤(未描绘在图1中)。

进行浆粕形成方法步骤100的设备200描绘在图2中。图2示意性描绘纤维素纤维进料和制备管线200，其包含进料系统201，优选地用于以散装形式(如板/薄片或抖松纤维)操作纤维素纤维2，和打浆机202。进料系统201用于将纤维素纤维引导至打浆机202，其继而用于均一地分散所接收的纤维。

打浆机202包括温度控制单元201a，使得打浆机中的温度保持在给定温度区间内，和转速控制单元201b，使得打浆机202中所存在的叶轮(未示出)的速度受到控制并且优选地保持包含在约5rpm与约35rpm之间。

纤维素纤维进料和制备管线200另外包含水管204，用于将水引入打浆机202中。优选地在水管204中添加控制引入打浆机202中的水的流动速率的流动速率控制器205。

纤维素纤维进料和制备管线200还可以另外包含纤维精制器系统203以处理纤维并使其原纤维化，以便去除长纤维和嵌套纤维，并且获得均一的纤维分布。

优选地，在精制步骤之后纤维素纤维的平均纤维长度在约0.2毫米与约4毫米之间。

平均尺寸被视为平均长度。纤维的各个长度是根据纤维构架计算所得的，因此其是纤维的实际展开长度。平均纤维长度是每一数目的纤维计算所得的，例如其可以是对5.000个纤维计算所得的。

经测量的对象如果长度和宽度包含在以下范围内，那么其被视为纤维：

200μm<长度<10.000μm

5μm<宽度<75μm

为了计算平均纤维长度，可使用由TechPap SAS制造的对于纤维的MorFi Compact纤维分析仪。

例如将纤维置于溶液中从而形成水性纤维悬浮液来进行分析。优选地，使用去离子水并且在样品制备期间不施加机械混合。由纤维分析仪进行混合。优选地，对已保持在约22摄氏度和50％相对湿度下至少24小时的纤维进行测量。

在纤维精制器系统203下游，纤维素纤维进料和制备管线200可包含与纤维精制器系统203连接的纤维素缓冲槽207以储存由系统203产生的高稠度纤维溶液。

在纤维素纤维进料和制备管线200的末端，优选地存在稀释浆粕的纤维素稀释槽208并且与纤维素缓冲槽207连接。纤维素稀释槽208用于分批输出具有适当稠度的纤维素纤维用于后续浆料混合。稀释用水经由第二水管210引入槽208中。

返回参看图1，根据本发明的获得浆料的方法还包括悬浮液制备步骤101。悬浮液制备步骤101优选地包含混合气溶胶形成剂3和粘合剂4以形成悬浮液。优选地，气溶胶形成剂3包含丙三醇并且粘合剂4包含瓜尔胶。粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮步骤101包括将气溶胶形成剂和粘合剂负载于容器中并且混合两者的步骤。优选地，接着储存所得悬浮液，随后引入浆料中。优选地，将丙三醇分两步添加至瓜尔胶中，第一量的丙三醇与瓜尔胶混合并且接着将第二量的丙三醇注入运输管道中，以便使用丙三醇清洁加工管线，从而避免管线内难以清洁的点。

用于进行本发明的粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮步骤101的浆料制备管线300描绘于图3中。

浆料制备管线300包括气溶胶形成剂(如丙三醇)、收集槽301和管道传输系统302，所述管道传输系统具有质量流控制系统303，用于从槽301传输气溶胶形成剂3并且控制其流动速率。另外，浆料制备管线300包含粘合剂操作台304和气动运输和供给系统305以运输和称量在操作台304接收的粘合剂4。

将来自槽301和操作台304的气溶胶形成剂和粘合剂运输至混合槽或多于一个混合槽306，所述混合槽是浆料制备管线300的一部分，被设计成均一地混合粘合剂和气溶胶形成剂。

所有纤维素纤维、瓜尔胶和丙三醇的槽和传输管道优选地被设计成最佳尽可能短以减少传输时间、使浪费减到最少、避免交叉污染并且有助于清洁便利。另外，优选地，纤维素纤维、瓜尔胶和丙三醇的传输管道尽可能直以允许快速不间断的流动。尤其对于粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液来说，传输管道中的转角可能另外产生低流动速率或甚至停止的区域，其继而可为传输管道内可发生胶凝并且可能堵塞的区域。如先前所提及，那些堵塞可能导致需要清洁和停止整个制造工艺。

另外，本发明的方法包括烟草粉末掺合物形成步骤102。烟草已在掺合和研磨管线(未描绘在图中)中掺合并研磨以获得平均尺寸优选地在约0.03毫米与约0.12毫米之间的烟草粉末掺合物。

根据本发明的形成浆料的方法另外包含浆料形成步骤103，其中在步骤101中获得的粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液5、在步骤100中获得的浆粕6和在步骤102中获得的烟草粉末7组合在一起。

优选地，浆料形成步骤103包含首先在槽中引入粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液5和纤维素浆粕6的步骤。然后，同样引入烟草粉末7。优选地，适当供给悬浮液5、浆粕6和烟草粉末7以便控制其中的每一个引入槽中的量。根据其成分的特定比例制备浆料。优选地，还添加水8。

优选地，浆料形成步骤103另外包含混合步骤，其中所有浆料成分混合在一起固定的时间量。在根据本发明的方法的另一步骤中，浆料接着传输至后续流延步骤104和干燥步骤105。

用于实现本发明方法的步骤103的用于浆料形成的设备400示意性描绘于图4中。设备400包括混合槽401，其中引入纤维素浆粕6和粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液5。另外，来自掺合和研磨管线的烟草粉末7被细磨过并且以规定数量供给至混合槽401中以制备浆料。

举例来说，烟草粉末7可被包含在烟草细粉缓冲储存仓中以确保连续上游粉末操作并且满足浆料混合工艺的需求。烟草粉末优选地借助于气动传输系统(未示出)传输至混合槽401。

设备400另外优选地包含粉末供给系统(也未示出)以供给所需量的浆料成分。举例来说，烟草粉末可通过天平(未示出)或称量皮带(未示出)称量以便精确供给。混合槽401专门被设计成混合干燥和液体成分以形成均匀的浆料。浆料混合槽优选地在混合槽401的外壁包含冷却器(未示出)，如允许水冷却的水套壁。浆料混合槽401另外装备有一个或多个传感器(未示出)，如水平传感器、温度探针和采样端口，用于控制和监测目的。混合槽401具有叶轮402，用于确保浆料的均一混合，尤其用于将浆料从槽外壁传输至槽内部或反之亦然。叶轮的速度可优选地借助于专用控制单元控制。混合槽401还包括用于以受控流动速率引入水8的水管。

优选地，混合槽401包括两个分开的槽，一个在浆料流动中在另一个的下游，一个槽用于制备浆料并且第二槽用于浆料传输以提供连续浆料供应至浆料流延台。

本发明的生产均质化烟草幅材的方法另外包括流延步骤104，其中在步骤103中制备的浆料以连续烟草幅材形式流延于支撑物上。流延步骤104包括使浆料从混合槽401传输至流延盒。接着，流延步骤104包括优选地借助于流延刀片使浆料流延于支撑物(如钢传送器)上。另外，为了获得形成气溶胶的物品中所用的最终均质化烟草幅材，本发明的方法包括干燥步骤105，其中优选地干燥均质化烟草材料的流延幅材。干燥步骤105包括借助于蒸汽和热空气干燥流延幅材。优选地，在流延幅材与支撑物接触的一侧进行蒸汽干燥，而在流延幅材的自由侧进行热空气干燥。

用于进行流延104和干燥105步骤的设备示意性描绘于图5中。流延和干燥设备500包括浆料传输系统501，如泵，优选地具有流量控制；和流延盒502，通过泵向其中传输浆料。优选地，流延盒502装备有水平控制503和流延刀片504用于使浆料流延成均质化烟草材料的连续幅材。流延盒502还可以包含密度控制装置505以控制流延幅材的密度。

支撑物(如不锈钢带式传送器506)接收由流延刀片504流延的浆料。

流延和干燥设备500还包括干燥台508以干燥浆料的流延幅材。干燥台508包含蒸汽加热509和顶部空气干燥510。

优选地，在流延步骤104和干燥步骤105结束时，从支撑物506移出均质化烟草幅材。在干燥台508之后优选地在适当的湿度含量下进行流延幅材的刮除。

优选地，流延烟草幅材运输至二次干燥工艺以进一步去除幅材的湿度含量，从而达到目标湿度。

在干燥步骤105之后，流延幅材优选地在卷绕步骤106中卷绕在一个或多个筒管上，例如以形成单个主筒管。这个主筒管可接着用于通过裁切和小筒管形成工艺进行较小筒管的生产。较小筒管可随后用于生产气溶胶生成物品(未示出)。

Claims (13)

1.一种生产均质化烟草材料的方法，所述方法包含：

使粘合剂悬浮于气溶胶形成剂中以形成悬浮液；

由纤维素纤维和水形成纤维素浆粕，包含使所述纤维素纤维至少部分原纤维化；

提供烟草粉末掺合物；和

组合所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物以形成浆料。

2.根据权利要求1所述的方法，其另外包含以下步骤：

添加水至由所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物形成的浆料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述用纤维素纤维和水形成浆粕的步骤包含：

形成浓浆粕，其中所述浓浆粕中纤维素纤维的量占所述浆粕的总重量的3％至5％。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述组合所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物以形成浆料的步骤包含以下步骤：

使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物以一定比例组合，使得所述粘合剂的量以所述浆料的干重计占1％至5％。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述组合所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物以形成浆料的步骤包含：

使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物以一定比例组合，使得所述气溶胶形成剂的量以所述浆料的干重计占5％至30％。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其另外包含：

使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物在槽中组合以形成浆料；和

冷却所述槽以使得所述浆料的温度保持在15摄氏度与40摄氏度之间。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其另外包含：

使所述粘合剂于气溶胶形成剂中的悬浮液、所述纤维素浆粕和所述烟草粉末掺合物在槽中组合以形成浆料；和

混合所述浆料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中浆料混合在界定中心区和外部套的槽中进行，所述混合借助于用于从所述外部套移出浆料并且将其导向所述中心区或从所述中心区移出浆料并且将其导向所述外部套的螺旋混合器来进行，从而均一地混合所述浆料。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述用纤维素纤维和水形成浆粕的步骤包含：

借助于研磨减小所述纤维素纤维的纤维长度，以便获得包含在0.2毫米与4毫米之间的所述纤维素纤维的平均纤维长度。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中混合所述混合粘合剂和气溶胶形成剂以形成悬浮液的步骤包含：

添加第一量的粘合剂至第一量的气溶胶形成剂；

混合所述第一量的粘合剂和所述第一量的气溶胶形成剂；和

添加第二量的气溶胶形成剂。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其另外包含以下步骤中的一个或多个：

监测所述浆料的粘度；

监测所述浆料的温度；或

监测所述浆料的湿度。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其包含：

使所述浆料流延，从而形成连续均质化烟草幅材；和

干燥所述均质化烟草幅材。

13.根据权利要求12所述的方法，其中在所述流延步骤之前，所述浆料的湿度占所述浆料的总重量的60％与80％之间。

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