CN110477446A - 一种用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒及其制备方法,是将低温分解化合物、基底材料与粘合剂作为原料通过湿法造粒技术制得。本发明的降温颗粒是利用低温分解化合物的分解吸热特性对烟气进行降温,添加至烟支产品中,受热后不产生热变形、颗粒间无相互粘接,不会阻塞烟气的流通,分解产物不影响烟气品质,且原料易得、价格低廉、制备方法简单,易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于新型烟草制品技术领域,尤其涉及的是一种用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒及其制备方法。
背景技术
低温加热型卷烟是新型烟草制品的重要品类之一,这种“加热不燃烧”的方式,使烟草只在较低的温度下(理想温度区间450-550℃)被加热,避免了烟草燃烧时高温环境导致的焦油和大量有害化合物生成。而且由于基本没有侧流烟气,不会产生二手烟气,不会对公共环境产生影响,在一定程度上缓解了吸烟和公共场所禁烟的矛盾。
由于加热不燃烧卷烟烟支较短,入口烟气过烫,极大影响了消费者抽吸体验,需要辅以添加降温材料对烟气进行降温。降温材料作为加热不燃烧卷烟的重要组成之一,为提高其综合性能,烟草科技工作者做出了大量的研究工作。最早采用的降温材料是聚乳酸(PLA),如菲莫国际公司将PLA压制成薄片用在IQOS配套烟支Marlboro HeatSticks中,韩国烟草公司将PLA纤维编织成纤维管进行烟气降温。然而由于PLA力学性能较差,受热时易产生热收缩,某些程度上限制了PLA的进一步应用。Glo的配套烟支Kent Neostik使用纸质空心嘴棒来进行烟气降温,通过对纸质空管与水松纸连接处进行打孔以及增加烟气流通管道的长度来达到降低烟气温度的目的,但该技术不适用与烟支长度较短的烟支,且对于烟支的成型需要进行相应的工艺调整。
各大烟草公司从材料的种类选择、物理形态和化学改性等方面着手,不断设计开发新型降温材料。专利CN109567271A报道了一种低温加热不燃烧卷烟降温功能滤棒添加剂,通过在多孔材料中负载烷基烯酮二聚体(AKD)-g-聚乙烯醇(PVA)相变材料,达到降低烟气温度的目的。专利CN201410624331.2报道了一种由C19~C21的烷烃负载在膨胀石墨和/或多孔硅胶颗粒表面构成的复合相变材料,将该相变材料添加至卷烟滤棒中时,可有效降低卷烟抽吸烟气温度。但上述技术存在截留烟气,从而降低抽吸体验的缺陷。
因此,希望找到一种新型降温材料,能够降低烟气温度的同时,具备优良的力学性能与耐热收缩性,避免降温段塌缩的问题;除此之外还希望这种降温材料对烟气吸附截留率低,对抽吸体验影响较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒及其制备方法,旨在使其具有烟气降温效果好、受热无热塌陷的特点。
本发明为实现发明目的,采用如下技术方案:
一种用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒,其特点在于:所述降温颗粒是以按如下质量百分比构成的各原料,通过湿法造粒技术制备获得:
基底材料40~70%,浓度为0.02~0.06g/mL的低温分解化合物的水溶液20~50%,粘合剂0~15%。
本发明的降温颗粒是利用低温分解化合物的分解吸热特性对烟气进行降温。
进一步的:降温颗粒的粒径对其降温效果产生影响,通过筛选获得,本发明的降温颗粒在粒径为0.8mm~3.2mm时,烟气降温的综合性能最优。
进一步的:所述基底材料为蒙脱土、长石、硅酸铝盐、膨润土和金属氧化物粉体中的至少一种;所述低温分解化合物为NaHCO3、KHCO3、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2中的至少一种;所述粘合剂为瓜尔胶、水、甘油、明胶和淀粉中的至少一种。
本发明所述降温颗粒的制备方法,是按照方法一或方法二进行:
方法一、配制低温分解化合物的水溶液;称取基底材料和粘合剂,置于湿法制粒机中搅拌混合均匀,然后继续搅拌并滴加所述低温分解化合物的水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得颗粒材料;将所得颗粒材料置于滚圆机上进行滚圆,再通过筛网筛分出所需粒径,最后置于35~40℃烘箱中烘干4~10h,即获得降温颗粒;
方法二、配制低温分解化合物的水溶液;称取基底材料和粘合剂,置于湿法制粒机中搅拌混合均匀,然后继续搅拌并滴加所述低温分解化合物的水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得混合物料;将所述混合物料置于可变密度挤出机中均匀挤出,再置于滚圆机上进行滚圆,获得所需粒径的颗粒材料;将所得颗粒材料置于35~40℃烘箱中烘干4~10h,即获得降温颗粒。
本发明还公开了上述降温颗粒的应用,是用于作为降温材料添加到加热不燃烧卷烟的释烟材料段和实心滤嘴段之间的降温段,以降低烟气温度。所述加热不燃烧卷烟烟支圆周为18~25mm,降温段长度为10~15mm,降温颗粒填充质量为0.3~0.6g。
与已有技术相比,本发明的有益效果体现在:
1、本发明制备的降温颗粒流动性良好,受热过程中不会产生热塌陷,颗粒间无相互粘接,不会阻塞烟气流通,且颗粒状降温材料比表面积大,有利于增大与烟气的接触面积,改善烟气流通路径,增强烟气降温效果。
2、本发明的降温颗粒在受热过程中利用低分解化合物的分解吸热特性对烟气进行降温,应用于加热不燃烧卷烟制品时,分解产物不影响烟气品质。
3、本发明制备的降温颗粒原料易得、价格低廉,且制备方法简单,利于工业化生产。
附图说明
图1为各实施例制备的降温颗粒应用于烟支后烟气温度测试结果图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例的降温颗粒按如下方法制得:
称取30g蒙脱土与3g瓜尔胶置于湿法制粒机中搅拌均匀,继续搅拌滴加12mL现配制的0.05g/mL的NaHCO3水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得颗粒材料;将所得颗粒材料置于滚圆机上进行滚圆,然后通过10目与20目筛网筛分获得粒径在0.8~1.7mm分布范围的颗粒物,最后置于35℃烘箱中干燥6h,得到降温颗粒成品。
按如下方法测试本实施例所得降温颗粒的性能:
设置实验烟支,其圆周为22.4mm,总长度为45mm,其中降温段的长度为10mm,填充0.45g本实施例的降温颗粒成品。
在离滤嘴平面2mm处利用热电偶测试烟气温度,以IQOS为对照样,在iHEA烟具加热条件下,烟气温度测试结果如图1所示。可以看出,通过本实施例的降温颗粒,烟支样品的烟气温度较对比样品明显降低。
同时可知,本实施例的降温颗粒在受热过程中没有产生热塌陷,不会阻塞烟气流通。
实施例2
本实施例的降温颗粒按如下方法制得:
称取30g蒙脱土与3g瓜尔胶置于湿法制粒机中搅拌均匀,继续搅拌滴加12mL现配制的0.05g/mL的NaHCO3水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得颗粒材料;将所得颗粒材料置于滚圆机上进行滚圆,然后通过7目与10目筛网筛分获得粒径在1.7~2.8mm分布范围的颗粒物,最后置于35℃烘箱中干燥6h,得到降温颗粒成品。
按如下方法测试本实施例所得降温颗粒的性能:
设置实验烟支,其圆周为22.4mm,总长度为45mm,其中降温段的长度为10mm,填充0.45g本实施例的降温颗粒成品。
在离滤嘴平面2mm处利用热电偶测试烟气温度,以IQOS为对照样,在iHEA烟具加热条件下,烟气温度测试结果如图1所示。可以看出,通过本实施例的降温颗粒,烟支样品的烟气温度较对比样品明显降低。
同时可知,本实施例的降温颗粒在受热过程中没有产生热塌陷,且不会阻塞烟气流通。
实施例3
本实施例的降温颗粒按如下方法制得:
称取30g蒙脱土与5g瓜尔胶置于湿法制粒机中搅拌均匀,继续搅拌滴加15mL现配制的0.04g/mL的NaHCO3水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得混合物料;将混合物料置于可变密度挤出机中均匀挤出,再置于滚圆机上进行滚圆,获得粒径1mm的颗粒材料;将所得颗粒材料置于40℃烘箱中烘干6h,即获得降温颗粒。
按如下方法测试本实施例所得降温颗粒的性能:
设置实验烟支,其圆周为22.4mm,总长度为45mm,其中降温段的长度为10mm,填充0.45g本实施例的降温颗粒成品。
在离滤嘴平面2mm处利用热电偶测试烟气温度,以IQOS为对照样,在iHEA烟具加热条件下,烟气温度测试结果如图1所示。可以看出,通过本实施例的降温颗粒,烟支样品的烟气温度较对比样品明显降低。
同时可知,本实施例的降温颗粒在受热过程中没有产生热塌陷,且不会阻塞烟气流通。
实施例4
本实施例的降温颗粒按如下方法制得:
称取30g蒙脱土与5g瓜尔胶置于湿法制粒机中搅拌均匀,继续搅拌滴加30mL现配制的0.05g/mL的NaHCO3水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得混合物料;将混合物料置于可变密度挤出机中均匀挤出,再置于滚圆机上进行滚圆,获得粒径1mm的颗粒材料;将所得颗粒材料置于40℃烘箱中烘干6h,即获得降温颗粒。
按如下方法测试本实施例所得降温颗粒的性能:
设置实验烟支,其圆周为22.4mm,总长度为45mm,其中降温段的长度为10mm,填充0.45g本实施例的降温颗粒成品。
在离滤嘴平面2mm处利用热电偶测试烟气温度,以IQOS为对照样,在iHEA烟具加热条件下,烟气温度测试结果如图1所示。可以看出,通过本实施例的降温颗粒,烟支样品的烟气温度较对比样品明显降低。
同时可知,本实施例的降温颗粒在受热过程中没有产生热塌陷,且不会阻塞烟气流通。
实施例5
本实施例的降温颗粒按如下方法制得:
称取30g氧化铝粉末与5g瓜尔胶置于湿法制粒机中搅拌均匀,继续搅拌滴加30mL现配制的0.05g/mL的NaHCO3水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得混合物料;将混合物料置于可变密度挤出机中均匀挤出,再置于滚圆机上进行滚圆,获得粒径1mm的颗粒材料;将所得颗粒材料置于35℃烘箱中烘干8h,即获得降温颗粒。
按如下方法测试本实施例所得降温颗粒的性能:
设置实验烟支,其圆周为22.4mm,总长度为45mm,其中降温段的长度为10mm,填充0.45g本实施例的降温颗粒成品。
在离滤嘴平面2mm处利用热电偶测试烟气温度,以IQOS为对照样,在iHEA烟具加热条件下,烟气温度测试结果如图1所示。可以看出,通过本实施例的降温颗粒,烟支样品的烟气温度较对比样品明显降低。
同时可知,本实施例的降温颗粒在受热过程中没有产生热塌陷,且不会阻塞烟气流通。
以上所述仅为本发明的示例性实施例而已,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。
Claims (5)
1.一种用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒,其特征在于:所述降温颗粒是以按如下质量百分比构成的各原料,通过湿法造粒技术制备获得:
基底材料40~70%,浓度为0.02~0.06g/mL的低温分解化合物的水溶液20~50%,粘合剂0~15%。
2.根据权利要求1所述的用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒,其特征在于:所述降温颗粒的粒径为0.8mm~3.2mm。
3.根据权利要求1所述的用于降低加热不燃烧卷烟烟气温度的降温颗粒,其特征在于:所述基底材料为蒙脱土、长石、硅酸铝盐、膨润土和金属氧化物粉体中的至少一种;
所述低温分解化合物为NaHCO3、KHCO3、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2和Ba(HCO3)2中的至少一种;
所述粘合剂为瓜尔胶、水、甘油、明胶和淀粉中的至少一种。
4.一种权利要求1~3中任意一项所述降温颗粒的制备方法,其特征在于,按照方法一或方法二进行:
方法一、配制低温分解化合物的水溶液;称取基底材料和粘合剂,置于湿法制粒机中搅拌混合均匀,然后继续搅拌并滴加所述低温分解化合物的水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得颗粒材料;将所得颗粒材料置于滚圆机上进行滚圆,再通过筛网筛分出所需粒径,最后置于35~40℃烘箱中烘干4~10h,即获得降温颗粒;
方法二、配制低温分解化合物的水溶液;称取基底材料和粘合剂,置于湿法制粒机中搅拌混合均匀,然后继续搅拌并滴加所述低温分解化合物的水溶液,滴加完成后停止搅拌,获得混合物料;将所述混合物料置于可变密度挤出机中均匀挤出,再置于滚圆机上进行滚圆,获得所需粒径的颗粒材料;将所得颗粒材料置于35~40℃烘箱中烘干4~10h,即获得降温颗粒。
5.一种权利要求1~3中任意一项所述降温颗粒的应用,其特征在于:用于作为降温材料添加到加热不燃烧卷烟的释烟材料段和实心滤嘴段之间的降温段,用来降低烟气温度。
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