CN110452219B - 一种尼古丁盐及其制备方法、设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种尼古丁盐及其制备方法、设备。组分为：包括苯甲酸、无水柠檬酸和尼古丁，所述苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照质量比1：0.5‑2：2‑3进行搭配反应制得；其制备方法为：包括如下步骤：S1：原材料准备；S2：升温反应，将原材料倒入至反应釜(1)中，升温至100‑130℃，搅拌50‑70min；S3：冷却至室温，进行称重，并添加丙二醇；S4：将反应釜(1)温度升至80‑100℃，搅拌30‑60min；S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存。本发明组合物具有良好口感，击喉感弱，入口柔顺，刺激性小从而赢得消费者的喜爱，而制备方法，其具有精准配料优点，减少有效成分的损失，保证成品的比例更加稳定，缩减人为误差，保证产品品质稳定。

Description

一种尼古丁盐及其制备方法、设备
技术领域
本发明涉及尼古丁盐制备领域，更具体地说，它涉及一种尼古丁盐及其制备方法、设备。
背景技术
尼古丁俗名烟碱，属于吡啶衍生物类生物碱，具有一定的碱性，能与酸反应生产胺盐。所以尼古丁盐本质上是一种胺盐，相对于尼古丁本身，尼古丁盐对于口腔或喉咙的粘膜刺激要小很多。尼古丁盐进入人体后会分解成尼古丁和对应的酸，同等质量的尼古丁盐和尼古丁相比，其实进入人体的尼古丁量要少，尼古丁盐中还有酸的重量，因此尼古丁盐一般可以加到50mg，甚至将近100mg，但其实里面真正尼古丁的量也许连一般都不到，烟油里面尼古丁盐是用柠檬酸和酒石酸做的，柠檬酸在柠檬、柑橘中都大量存在的，而酒石酸在葡萄中大量存在，用这种天然有机酸合成的尼古丁盐更加安全健康，甚至对人体还有一定益处，因为这些酸对于人体也是有一定帮助的。尼古丁盐是柠檬酸和酒石酸按一定比例与尼古丁结合生成的，当然是经过几百次实验才得出的这种比例，这种比例的好处就是能够让尼古丁盐配制成的烟油口感达到最佳状态，让人们能有抽烟的过瘾感，又不会感觉到太强的击喉感。
参考公开号为CN107536099A的发明专利申请，其公开了一种尼古丁盐的制备方法，包括以下步骤：将有机酸与尼古丁混合、搅拌进行反应，得到尼古丁盐；以质量份数计，所述有机酸为30-60份，尼古丁为40-60份。
现有的制备工艺中，在制备液体尼古丁盐的过程中，经常会出现成分比例不稳定、原材料选用不合理问题，这也最终会导致整体电子烟的口感受到一定的影响，因此如何开发更加具有使用舒适度的尼古丁盐则成为业界重要的开发方向。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种尼古丁盐，具有良好的口感，击喉感弱，入口柔顺，刺激性小从而赢得消费者的喜爱。
本发明的第二个目的在于提供一种尼古丁盐的制备方法，其具有精准配料优点，减少有效成分的损失，保证成品的比例更加稳定，缩减人为误差，从而保证产品本身品质的稳定。
为实现上述第一、第二个目的，本发明提供了如下两技术方案：
一种尼古丁盐，包括苯甲酸、无水柠檬酸和尼古丁，所述苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照质量比1：0.5-2：2-3进行搭配反应制得。
一种尼古丁盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：原材料准备，将苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照1：05-2:2-3；
S2：升温反应，将S1中的配置好的原材料倒入至反应釜中，并进行升温至100-130℃，充分搅拌反应50-70min；
S3：冷却至室温，进行称重，并添加S2步骤中得到产品1-2倍的丙二醇；
S4：将反应釜中的温度重新升温至80-100℃，充分搅拌30-60min；
S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存。
通过上述技术方案，在采用合理原料配比进行制备尼古丁盐后，能够获得击喉感弱，入口柔顺，刺激性小的尼古丁盐，同时尼古丁盐在反应过后处于高温活跃的状态，通过快速冷却来降低分子活跃性，此时在低温后进行称重，数据比较准确，通过这一步骤后，配置的的产品误差明显降低，尼古丁盐在反应过程中挥发的量已经被排除在外，此时再进行配置溶液能够充分的保证各项成分的稳定。
本发明的目的三：一种尼古丁盐制备方法所用的设备，反应釜中设置有快速冷却机构，所述快速冷却机构包括进水组件、与进水组件连通且设置于反应釜底壁上的热交换组件、接收热交换组件流出温水的储水组件。
通过上述技术方案，能够充分的缩短在尼古丁盐制备过程中，尼古丁盐冷却的步骤，这一步骤的缩减能够很好缩短整个产品的生产时间，缩短时间就是提高生产效率，降低生产成本。
较佳的，进水组件包括一端延伸入反应釜与热交换组件连通、另一端连通储水组件的导水管、安装在导水管上并将水从储水组件导入热交换组件的进水泵。
通过上述技术方案，通过进水泵和导水管的设计能够给水流动增加充沛的动力，增加流动速度，提升热交换的效率，让制冷效果能够有所保障。
较佳的，热交换组件包括与导水管连通的分流主管、一端与分流主管连通另一端与储水组件连通的若干热交换支路。
通过上述技术方案，通过多热交换支路的设计能够增加热交换的实际面积，增加冷、热源的接触，从而进一步的提升热交换的速率。
较佳的，分流主管与导水管之间安装有依靠水流带动的水动力搅拌组件。
较佳的，所述水动力搅拌组件包括与导水管连通的进水端、与进水端连通的转轮室、设置在转轮室内且与转轮室转动连接的动力叶片转轮、以及处于动力叶片转轮远离进水端一侧的出水端，其中动力叶片转轮靠近进水端一侧延伸有与动力叶片转轮同轴的输出轴，输出轴远离动力叶片转轮的一端固接有传热转轮。
通过上述技术方案，在水流从水动力搅拌组件中的进水端进入后，带动动力叶片转轮，而动力叶片转轮的转动则带动输出轴转动，输出轴转动带动传热转轮转动，传热转轮处于反应釜内部，通过加速搅拌液体来提高热交换的速率，进一步缩短冷却时间，同时由于采用的动力为水流，并没有额外补充任何动力源，因此也进一步节省了成本。
较佳的，储水组件包括设置在反应釜底部的蓄水箱，蓄水箱与导水管连通，蓄水箱的上方设置有引水环，引水环固接在反应釜底壁的侧面上，引水环呈上方开口的半圆弧形，从而方便承接从热交换支路留出的水流，同时引水环与热交换组件、和蓄水箱均连通，引水环底壁与蓄水箱连通处还安装有排水阀，进水组件中还包括与排水阀配套使用的二次冷却水注入管，二次冷水却注入管与热交换组件同样连通。
通过上述技术方案，引水环和蓄水箱的设计能够保证水量稳定从热交换组件流入蓄水组件中，同时当冷却水温度过低时，并不适合回收再利用，因为温度差过低并不容易热量进行快速传递，因此当反应釜内成品液体趋于与冷却水温度相近后，启动二次冷却水注入管，此时水温重新降低，能够快速的协助反应釜内的液体进行冷却，而经过吸热的水分再从排水阀中直接排除，从而保证水温最后达到足够低的温度。
较佳的，蓄水箱与反应釜之间设置有金属材质的导热垫片，导热垫片与反应釜的底壁下侧滑动连接，同时导热垫片远离反应釜的一侧与蓄水箱的顶壁抵接。
通过上述技术方案，当蓄水箱中的水吸收了足够热量后，此时抽出导热垫片能够大幅度减少蓄水箱与反应釜的接触面积，改变热传导的介质，从而限制了蓄水箱中热量的回传，从而减少蓄水箱中热水对反应釜中成分冷却最后阶段工作的影响。
较佳的，若干所述热交换支路呈阶梯型环绕设置在反应釜底部，且起始热交换支路与结尾热交换管抵接。
通过上述技术方案，环绕阶梯形的结构能够充分让反应溶液在底层形成水平方向的阻力，在水流转动过程中能够不断的迫使底层水流与中间层水流交换，提升热交换的进度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
第一、由于本发明在进水组件和热交换组件之间设计有水动力搅拌组件，通过水流冲击的能量能够使水动力搅拌组件实现搅拌的功能，这一个功能在实际生产中十分重要，当尼古丁盐完成反应后，由于并没有任何溶剂添加入反应釜内，所以导致成分比较粘稠，同时容易粘粘在反应釜的侧壁上，而通过水动力搅拌组件的设计，能够在冷却的同时更加充分的搅拌的转动，减少局部成分粘粘在反应釜侧壁上的问题；
第二、水动力搅拌组件的设计不仅仅是单纯的起到冷却作用，当蓄水箱内的冷却水吸收了足够的温度后重新储存在蓄水箱内，重新储存高温水体后，撤去导热垫片，此时蓄水箱与反应釜底壁分离，此时蓄水箱与反应釜的底壁之间间隔为空气热传导速率明显降低，而在第二阶段反应釜重新升温，此时重新启动进水泵此时通过热交换组件的水为热水，能够提升添加了丙二醇的反应釜内溶液温度，同时通过搅拌快速的让溶液吸收水分散发的热量，从而达到余热利用的工序，节约生产所需的能源。
附图说明
图1是本发明中反应釜的外部结构图；
图2是本发明中反应釜的剖视图，并体现反应釜的内部结构的连接关系；
图3是本发明中反应釜的内部结构图，并体现水动力搅拌组件与其他部分的连接关系；
图中，1、反应釜；11、加热组件；111、电加热丝；2、快速冷却机构；3、进水组件；31、导水管；32、进水泵；33、二次冷却水注入管；4、热交换组件；41、分流主管；42、热交换支路；5、储水组件；51、蓄水箱；52、导热垫片；53、引水环；6、水动力搅拌组件；61、进水端；62、转轮室；63、动力叶片转轮；64、出水端；65、输出轴；66、传热转轮；7、排水阀。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
实施例1、一种尼古丁盐的制备方法，包括如下步骤：
S1：原材料准备，将苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照1：1.3：2.5；
S2：升温反应，将S1中的配置好的原材料倒入至反应釜1中，并进行升温至115℃，充分搅拌反应60min；
S3：冷却至室温，参考图1，具体启用反应釜1包括安装在反应釜1侧壁上的加热组件11，加热组件11中包括设置在反应釜1侧壁上的电加热丝111；反应釜1还设置的快速冷却机构2，所述快速冷却机构2包括进水组件3、与进水组件3连通且设置于反应釜1底壁上的热交换组件4、接收热交换组件4流出温水的储水组件5。
参考图2、3，进水组件3包括一端延伸入反应釜1与热交换组件4连通、另一端连通储水组件5的导水管31、安装在导水管31上并将水从储水组件5导入热交换组件4的进水泵32。热交换组件4包括与导水管31连通的分流主管41、一端与分流主管41连通另一端与储水组件5连通的若干热交换支路42，若干所述热交换支路42呈阶梯型环绕设置在反应釜1底部，且起始热交换支路42与结尾热交换支路42抵接。
参考图2、3，分流主管41与导水管31之间安装有水动力搅拌组件6，所述水动力搅拌组件6包括与导水管31连通的进水端61、与进水端61连通的转轮室62、设置在转轮室62内且与转轮室62转动连接的动力叶片转轮63、以及处于动力叶片转轮63远离进水端61一侧的出水端64，其中动力叶片转轮63靠近进水端61一侧向进水端61延伸有与动力叶片转轮63同轴的输出轴65，输出轴65远离动力叶片转轮63的一端固接有传热转轮66。
参考图2、3，储水组件5包括设置在反应釜1底部的蓄水箱51，蓄水箱51与反应釜1之间设置有金属材质的导热垫片52，导热垫片52与反应釜1的底壁下侧滑动连接，同时导热垫片52远离反应釜1的一侧与蓄水箱51的顶壁抵接。
参考图2、3，蓄水箱51与导水管31连通，蓄水箱51的上方设置有引水环53，引水环53固接在反应釜1底壁的侧面上，引水环53呈上方开口的半圆弧形，从而方便承接从热交换支路42留出的水流，同时引水环53与热交换组件4、和蓄水箱51均连通，引水环53底壁与蓄水箱51连通处还安装有排水阀7，进水组件3中还包括与排水阀7配套使用的二次冷却水注入管33，二次冷水却注入管与热交换组件4同样连通；使用过程中，首先启动进水泵32，进水泵32从蓄水箱51中抽出冷水并导入导水管31，带有较大冲击力的水流经过导水管31和和分流主管41之间水动力搅拌组件6，此时动力叶片转轮63转动带动输出轴65转动，并最终同步与传热转轮66转动，传热转轮66会搅动正在冷却的反应釜1中的液体，保证热量的迅速交换，同时防止反应物粘粘在反应釜1的侧壁上；当温度达到50-60℃时，此时关闭进水泵32，启动二次冷却水注入管33，同时启动排水阀7，新的冷却水注入至热交换组件4中，从而将反应釜1内反应物的温度降至20-40℃，此时冷却水经排水阀7直接排出至反应釜1外，并对反应物进行称重，并添加S2步骤中得到产品1.5倍的丙二醇；
S4：将反应釜1中的温度重新升温至80-100℃，具体为同步启动进水泵32，进水泵32的启动会带动具有高温的冷却水重新流入热交换组件4，在热交换支路42中充分与带有丙二醇的产物实现热交换，同时水动力搅拌组件6的转动能够进一步的让丙二醇与反应物更好的溶解，同时能够让反应釜1内液体的温度更加均匀，减少因为与热交换支路42接触而导致的局部液体温度过高的情况发生，维持反应釜1内温度的平衡也能够进一步促使丙二醇与反应物的混合，当温度升温至45℃时，关闭进水泵32，仅依靠加热组件11进行升温，再次达到100℃，此过程中还需要进行搅拌45min；
S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存。
实施例2、一种尼古丁盐的制备方法，包括如下步骤：
S1：原材料准备，将苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照1：0.5：2；
S2：升温反应，将S1中的配置好的原材料倒入至反应釜1中，并进行升温至100℃，充分搅拌反应50min；
S3：冷却至室温，并对反应物进行称重，并添加S2步骤中得到产品2倍的丙二醇；
S4：将反应釜1中的温度重新升温至100℃，此过程中还需要进行搅拌60min；
S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存；
其余与实施例1相同。
实施例3、一种尼古丁盐的制备方法，包括如下步骤：
S1：原材料准备，将苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照1：2：3；
S2：升温反应，将S1中的配置好的原材料倒入至反应釜1中，并进行升温至130℃，充分搅拌反应70min；
S3：冷却至室温，并对反应物进行称重，并添加S2步骤中得到产品2倍的丙二醇；
S4：将反应釜1中的温度重新升温至100℃，此过程中还需要进行搅拌60min；
S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存；
其余与实施例1相同。
实施例4、一种尼古丁盐的制备方法，包括如下步骤：
S1：原材料准备，将苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照1：0.5：2；
S2：升温反应，将S1中的配置好的原材料倒入至反应釜1中，并进行升温至100℃，充分搅拌反应50min；
S3：冷却至室温，并对反应物进行称重，并添加S2步骤中得到产品1倍的丙二醇；
S4：将反应釜1中的温度重新升温至80℃，此过程中还需要进行搅拌30min；
S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存；
其余与实施例1相同。
实施例5、一种尼古丁盐的制备方法，包括如下步骤：
S1：原材料准备，将苯甲酸、无水柠檬酸、尼古丁按照1：2：2；
S2：升温反应，将S1中的配置好的原材料倒入至反应釜1中，并进行升温至130℃，充分搅拌反应50min；
S3：冷却至室温，并对反应物进行称重，并添加S2步骤中得到产品1倍的丙二醇；
S4：将反应釜1中的温度重新升温至100℃，此过程中还需要进行搅拌60min；
S5：最后获得产物尼古丁盐，采用低温避光保存；
其余与实施例1相同。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (3)

1.一种尼古丁盐制备方法所用的设备，其特征在于，反应釜(1)中设置有快速冷却机构(2)，所述快速冷却机构(2)包括进水组件(3)、与进水组件(3)连通且设置于反应釜(1)底壁上的热交换组件(4)、接收热交换组件(4)流出温水的储水组件(5)，进水组件(3)包括一端延伸入反应釜(1)与热交换组件(4)连通、另一端连通储水组件(5)的导水管(31)、安装在导水管(31)上并将水从储水组件(5)导入热交换组件(4)的进水泵(32)，热交换组件(4)包括与导水管(31)连通的分流主管(41)、一端与分流主管(41)连通另一端与储水组件(5)连通的若干热交换支路(42)，分流主管(41)与导水管(31)之间安装有依靠水流带动的水动力搅拌组件(6)，所述水动力搅拌组件(6)包括与导水管(31)连通的进水端(61)、与进水端(61)连通的转轮室(62)、设置在转轮室(62)内且与转轮室(62)转动连接的动力叶片转轮(63)、以及处于动力叶片转轮(63)远离进水端(61)一侧的出水端(64)，其中动力叶片转轮(63)靠近进水端(61)一侧延伸有与动力叶片转轮(63)同轴的输出轴(65)，输出轴(65)远离动力叶片转轮(63)的一端固接有传热转轮(66)；储水组件(5)包括设置在反应釜(1)底部的蓄水箱(51)，蓄水箱(51)与导水管(31)连通，蓄水箱(51)的上方设置有引水环(53)，引水环(53)固接在反应釜(1)底壁的侧面上，引水环(53)呈上方开口的半圆弧形，从而方便承接从热交换支路(42)留出的水流，同时引水环(53)与热交换组件(4)、和蓄水箱(51)均连通，引水环(53)底壁与蓄水箱(51)连通处还安装有排水阀(7)，进水组件(3)中还包括与排水阀(7)配套使用的二次冷却水注入管(33)，二次冷水却注入管与热交换组件(4)同样连通。
2.根据权利要求1所述尼古丁盐制备方法所用的设备，其特征在于，蓄水箱(51)与反应釜(1)之间设置有金属材质的导热垫片(52)，导热垫片(52)与反应釜(1)的底壁下侧滑动连接，同时导热垫片(52)远离反应釜(1)的一侧与蓄水箱(51)的顶壁抵接。
3.根据权利要求1所述尼古丁盐制备方法所用的设备，其特征在于，若干所述热交换支路(42)呈阶梯型环绕设置在反应釜(1)底部，且起始热交换支路(42)与结尾热交换支路(42)抵接。
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