CN113057363A - 一种颗粒型烟芯材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种颗粒型烟芯材料，其特征在于，以重量份计，所述烟芯材料为颗粒状或类颗粒状，包括基体原料40‑80份、料液5‑20份、发烟剂20‑45份、胶黏剂1‑5份；其中，所述料液包括烟草提取物。本发明基于颗粒制备了一种新的抽吸芯材，对比市场上使用的薄片芯材或其它形式的抽吸材料，该基于颗粒制备的抽吸芯材具备高负载性能，能够高比例添加发烟剂，使得该产品抽吸时烟雾量较大，抽吸口数较多，同时能高负载天然植物提取物和香精香料，易形成多种不同风格且具有优质感官评吸效果的低温烟用芯材，生产工艺较为简单，能给消费者带来良好体验。

Description

一种颗粒型烟芯材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及烟草制品领域，尤其涉及一种颗粒型烟芯材料及其制备方法。
背景技术
加热不燃烧卷烟是近几年快速兴起的一种新型烟草制品，其主要特点是利用外部热源加热烟草而非燃烧烟草，使烟草中的香味成分等物质释放出来。由于烟草制品不参与燃烧，从而避免了因高温裂解产生大量的有害成分。在消费者获得满足感的同时降低了对人体的危害，并减少了环境污染。
鉴于加热非燃烧卷烟是加热烟丝而非传统卷烟的燃烧烟丝，烟气的感官特征与普通卷烟烟气存在较大的差异。目前市面上的加热不燃烧卷烟芯材主要采用的是薄片形式，以菲莫的IQOS烟弹和英美烟草的GLO烟弹为代表，其在香原料的负载及抽吸品质上存在一定局限性，很多卷烟烟气烟雾量低、抽吸口数少、品质不够浓郁，这都大大影响了用户的抽吸体验。
因此有必要开发一种具有较高卷烟释放烟气的感官质量的卷烟。
发明内容
本发明的其中一目的在于提供一种颗粒型烟芯材料，其特征在于，以重量份计，所述烟芯材料为颗粒状或类颗粒状，包括基体原料40-80份、料液5-20份、发烟剂20-45份、胶黏剂1-5份；其中，所述料液包括烟草提取物。
根据本发明另一实施方式，所述烟芯材料的粒径为10-80目；优选为20-50目。
根据本发明另一实施方式，所述烟芯材料的密度为0.30-0.65g/mL；优选为0.40-0.50g/mL。
根据本发明另一实施方式，所述烟草提取物选自烟碱、烤烟或白肋烟的净油、浸膏、水膏等。
根据本发明另一实施方式，所述烟芯材料还包括香原料5-20份。
根据本发明另一实施方式，所述基体原料选自烤烟、香料烟、白肋烟、晾晒烟及烟梗中的一种或几种。
根据本发明另一实施方式，所述发烟剂选自丙三醇、丙二醇、1,4-丁二醇、山梨醇中的一种或几种。
根据本发明另一实施方式，所述胶黏剂选自淀粉、瓜尔胶、壳聚糖、黄原胶、明胶、甲基纤维素中一种或几种。
根据本发明另一实施方式，所述香原料包括植物提取物、烟用香精。
本发明还提出了一种如前所述的颗粒型烟芯材料的制备方法，该方法包括：
粉碎筛分：将基体原料粉碎后过80-200目筛，得到基体原料粉末；
混合搅拌：将基体原料粉末与料液、胶黏剂混合后加水搅拌；
造粒：将经过搅拌后的混合原料进行造粒，然后进行烘干；
筛分基料：将烘干后的颗粒过筛得到基料；
加发烟剂：发烟剂加入到基料中进行混配。
根据本发明另一实施方式，所述加发烟剂过程包括：将发烟剂与香原料混合后加入到基料中进行混配。
根据本发明另一实施方式，所述混合搅拌过程中，加水比例为30-65％。
根据本发明另一实施方式，所述造粒为切割方式过10-80目筛进行造粒。
根据本发明另一实施方式，所述造粒过程中，所述烘干为将烘干后的颗粒水分控制在2-5％。
根据本发明另一实施方式，所述混合搅拌前，还包括将基体原料进行微波膨胀的步骤。
根据本发明另一实施方式，所述烘干选自用微波膨胀的方式对颗粒进行干燥。
本发明基于颗粒制备了一种新的抽吸芯材，对比市场上使用的薄片芯材或其它形式的抽吸材料，该基于颗粒制备的抽吸芯材具备高负载性能，相比于现有的做法(发烟剂25％以下且负载率低)，本发明能够高比例添加发烟剂，使得该产品抽吸时烟雾量较大，抽吸口数较多，同时能高负载天然植物提取物和香精香料，易形成多种不同风格且具有优质感官评吸效果的低温烟用芯材，生产工艺较为简单，能给消费者带来良好体验。
本发明在进行切割造粒烘干后，可进一步对烘干后的颗粒进行筛分，制备成大小不同的基料。对于单纯的粉碎过筛，由于中空数量太多、易破碎，往往压制成型困难，机械上无法实现，而本发明的方法能得到中空状的芯材，在后续过程中并非直接由粉末注塑成型，更有利于实现工业化生产。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明的具体实施方式进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。
其次，需要注意的是，本发明如未注明具体条件者，均按照常规条件或制造商建议的条件进行，所用原料或辅料，以及所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
除非另行定义，文中所使用的所有专业与科学用语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。此外，任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明。
本发明的其中一目的在于提供一种颗粒型烟芯材料，其特征在于，以重量份计，所述烟芯材料为颗粒状或类颗粒状，可由基体原料40-80份、料液5-20份、发烟剂20-45份(相对于颗粒芯材100份)、胶黏剂1-5份制得；其中，所述料液包括烟草提取物，所制得的烟芯材料可以是不同形态的规则或不规则颗粒，包括圆球体状、椭球体状等，也可以是各种形态颗粒的混合物。颗粒芯材即由包括基体原料、料液、胶黏剂等原材料制得的颗粒。
根据本发明另一实施方式，所述烟芯材料的粒径为10-80目；优选为20-50目。
根据本发明另一实施方式，所述烟芯材料的密度为0.30-0.65g/mL；优选为0.40-0.50g/mL。
根据本发明另一实施方式，所述烟草提取物选自烟碱、烤烟或白肋烟的净油、浸膏、水膏等。
根据本发明另一实施方式，所述烟芯材料还包括香原料5-20份(相对于颗粒芯材100份)。
根据本发明一具体实施方式，所述基体原料可以是烟草或非烟草植物材料或无机材料。
根据本发明一优选实施方式，所述基体原料包括但不限于烤烟、香料烟、白肋烟、晾晒烟、烟梗、茶叶、陈皮、葛根中中的一种或几种。
根据本发明另一实施方式，所述发烟剂选自丙三醇、丙二醇、1,4-丁二醇、山梨醇中的一种或几种。
根据本发明另一实施方式，所述胶黏剂选自淀粉、瓜尔胶、壳聚糖、黄原胶、明胶、甲基纤维素中一种或几种。
根据本发明另一实施方式，所述香原料包括植物提取物、烟用香精。如烤烟净油、醇膏或白肋烟浸膏。所述植物提取物可选自甘草、咖啡、可可、葫芦巴、菊苣、葛根等植物的提取物，所述烟用香精可选自大马酮、巨豆三烯酮、烟酮等酮类香精；苯甲醛、苯乙醛等醛类香精；乙酸乙酯、丁酸乙酯等酯类香精；玫瑰醇、芳樟醇等醇类香精；吡啶、2-甲基吡嗪等杂环类香精；以及乙基麦芽酚、乙基香兰素等。
本发明还提出了一种如前所述的颗粒型烟芯材料的制备方法，该方法包括：
粉碎筛分：将基体原料粉碎后过80-200目筛，得到基体原料粉末；
混合搅拌：将基体原料粉末与料液、胶黏剂混合后加水搅拌；
造粒：将经过搅拌后的混合原料进行造粒，然后进行烘干；
筛分基料：将烘干后的颗粒过筛得到基料；
加发烟剂：发烟剂加入到基料中进行混配。
根据本发明另一实施方式，所述加发烟剂过程包括：将发烟剂与香原料混合后加入到基料中进行混配。
根据本发明另一实施方式，所述混合搅拌过程中，加水比例为30-65％。
根据本发明另一实施方式，所述造粒为切割方式过10-80目网进行造粒。
根据本发明另一可选实施方式，所述造粒为切割方式过20-50目网进行造粒。
根据本发明另一实施方式，所述造粒过程中，所述烘干为将烘干后的颗粒水分控制在2-5％。
根据本发明另一实施方式，所述粉碎筛分前，还包括将基体原料进行微波膨胀的步骤。通过微波膨胀，一是去除原料中的杂气；二是使原料在微波作用下形成疏松多孔的结构，增加负载率。
根据本发明另一实施方式，所述烘干选自用微波膨胀的方式对颗粒进行干燥。相比于普通方式进行干燥，利用微波膨胀，可以更好地一是使颗粒快速干燥定型；二是再次膨胀形成疏松多孔结构。
根据本发明另一实施方式，在烘干前，所述的颗粒型烟芯材料的制备方法还包括，对小于10目筛，大于80目筛的颗粒进行二次造型的步骤(例如通过摇摆造粒机或者振筛震动实现，物料可以是湿料，通过控制例如摇摆造粒机网孔大小，实现二次造型后颗粒在一定粒径范围内)。通过二次造型可得到更为规则的颗粒，所述的颗粒无论是一次造粒，还是二次造型后的颗粒，均可单独使用或者是以任何比例混合使用。
根据本发明另一可选实施方式，在烘干前，所述的颗粒型烟芯材料的制备方法还包括，对小于20目筛，以及大于60目筛的颗粒进行二次造型的步骤，并通过筛分，从而得到了粒径在20-60目间的规则颗粒。实验中发现，当粒径过小或过大，都不利于负载率、以及抽吸品质的提高。颗粒粒径过大，孔隙率增大，加热片的有效加热接触面积少，会导致烟雾量少。颗粒粒径过小，有效加热面积虽然增大，但是孔隙率过小，吸阻较大，烟雾难以有效释放。因此，本发明优选20-60目间的颗粒芯材。
此外，本发明的颗粒密度优选为0.40-0.50g/mL，密度过大导致颗粒过小，与发热元件接触面积过大，加热时瞬时温度过大导致加热器产生自我保护停止工作。密度过小，则颗粒过大，与发热元件接触面积过小，导致抽吸口数不够，烟雾量小。
实施例1
称取烤烟80份作为烟草基底原料、10％烤烟水膏20份作为料液、瓜尔胶3份作为胶黏剂，按以下过程制备烟草颗粒：
(1)粉碎筛分。将所述烟草原料粉碎后过80目筛，得到烟草原料粉末；
(2)混合搅拌。将原料粉末与料液、胶黏剂加水搅拌，加水比例为45％；
(3)切割造粒。将经过搅拌后的混合原料进行切割过10目网进行造粒，然后进行烘干，烘干后颗粒水分控制在4％；
(4)筛分基料。将烘干后的颗粒过10-20目筛，制备成大小不同的基料；
(5)加香混配。将甘油30份与烤烟净油20份混合后利用喷枪加入到基料(基础颗粒100份)中进行混配，即得烟用颗粒。
经检测，该颗粒密度为0.33g/mL，其附载率为33.3％，当进一步提高烤烟净油和甘油的含量时，颗粒流动性差、粘度增加，不利于后续的充填，口感反而下降。
实施例2
称取绿茶原料80份、10％葫芦巴水溶液20份作为料液、瓜尔胶5份作为胶黏剂，按以下过程制备烟草颗粒：
(1)粉碎筛分。将所述绿茶粉末粉碎后过150目筛，得到原料粉末；
(2)混合搅拌。将原料粉末与料液、胶黏剂加水搅拌，加水比例为50％；
(3)切割造粒。将经过搅拌后的混合原料进行切割过10目网进行造粒，然后进行烘干，烘干后颗粒水分控制在4％；
(4)筛分基料。将烘干后的颗粒过10-20目筛，制备成大小不同的基料；
(5)加香混配。将丙二醇30份与烤烟净油20份混合后利用喷枪加入到基料(基础颗粒100份)中进行混配，即得烟用颗粒。
经检测，该颗粒密度0.30g/mL，其附载率为33.3％，同样地，当进一步提高烤烟净油和丙二醇的含量，如烤烟净油提高至25份时，颗粒流动性差、粘度增加，不利于后续的充填，导致最后产品的口感反而下降。
实施例3
称取烤烟80份、10％烤烟水膏20份、瓜尔胶3份，按以下过程制备烟草颗粒：
(1)粉碎筛分。将所述烤烟粉碎后过100目筛，得到烟草原料粉末；
(2)混合搅拌。将原料粉末与料液、胶黏剂加水搅拌，加水比例为45％；
(3)切割造粒。将经过搅拌后的混合原料进行切割过30目网进行造粒，然后进行烘干，烘干后颗粒水分控制在3％；
(4)筛分基料。将烘干后的颗粒过30-50目筛，制备成大小不同的基料；
(5)加香混配。将甘油35份与烤烟净油20份混合后利用喷枪加入到基料(基础颗粒100份)中进行混配，即得烟用颗粒。
经检测，该颗粒0.55g/mL，其附载率能达到35.5％。
实施例4
称取烤烟原料80份、10％烤烟水膏20份、瓜尔胶3份，按以下过程制备烟草颗粒：
(1)粉碎筛分。将所述烤烟烟草原料粉碎后过130目筛，得到烟草原料粉末；
(2)混合搅拌。将原料粉末与烤烟水膏、胶黏剂加水搅拌，加水比例为45％；
(3)切割造粒。将经过搅拌后的混合原料进行切割过20目网进行造粒，然后进行烘干，烘干后颗粒水分控制在3％；
(4)筛分基料。将烘干后的颗粒过20-40目筛，制备成大小不同的基料；
(5)加香混配。将甘油40份与烤烟净油20份混合后利用喷枪加入到基料(基础颗粒100份)中进行混配，即得烟用颗粒。
经检测，该颗粒密度0.47g/mL，其附载率能达到37.5％。
实施例5
称取烤烟原料80份、10％烤烟水膏20份、瓜尔胶3份，按以下过程制备烟草颗粒：
(1)原料预处理。将烤烟原料倒入回潮筒中，加水回潮至含水率20％左右，将回潮后的原料储存6小时后进微波膨胀线(微波功率30千瓦，加热蒸汽1000公斤/小时)。
(2)粉碎筛分。将所述烟草原料粉碎后过130目筛，得到烟草原料粉末；
(3)混合搅拌。将原料粉末与料液、胶黏剂加水搅拌，加水比例为45％；
(4)切割造粒。将经过搅拌后的混合原料进行切割过20-40目网进行造粒；
(5)微波干燥。将造粒好的颗粒进微波滚筒烘干(微波功率30千瓦，不加蒸汽)，颗粒水分控制在3％；
(6)筛分基料。将烘干后的颗粒过20-40目筛，制备成大小不同的基料；
(7)加香混配。将甘油45份与烤烟净油20份混合后利用喷枪加入到基料(基础颗粒100份)中进行混配，即得烟用颗粒。
经检测，该颗粒粒径密度0.43g/mL，其附载率能达到39.4％。
对比例1
制作以烤烟为原料的烟草薄片加热不燃烧烟芯。该烟草薄片加热不燃烧烟芯包含以下原材料：木浆纤维10份，烤烟60份，丙三醇20份，烤烟净油的涂布料18份。
该非烟草加热不燃烧烟芯制备方法包括以下步骤：
(1)茶叶粉制备：将茶叶进行烘干处理，水分控制在10％以下，然后将烘干的烤烟原料通过粉碎机粉碎后过100目筛，备用；
(2)涂布液的制备；将制备好的烟粉与发烟剂、涂布料加水混配，加水比例为80％，形成涂布液备用；
(3)基片的制备：将木浆纤维解纤成若干单根纤维后，经由干法气流成型器中自然沉降、负压抽吸相结合形成基片；
烟芯材料制备：将配置好的涂布液按照90％的涂布率喷涂于基片上，再经过干燥、压光后，即得烟草薄片加热不燃烧烟芯材料。
薄片最大附载率27.5％，料香18+发烟剂20/(基础薄片100+料香18+发烟剂20)。
抽吸的体验
颗粒低温烟制备：先将圆筒纸管中一端封口，再将加热不燃烧颗粒填充至纸管中，然后依次塞入封堵颗粒固件、醋纤，制备成颗粒烟备用；
薄片低温烟制备：将加热不燃烧薄片切丝后卷制成烟芯棒，再将烟芯棒与中空异形棒、醋纤棒等复合制备成低温烟备用。
评吸过程：盲评(不告知样品编号)，7-9人(单数)每人单支样品评吸，按表打分。
Figure BDA0002352768410000111
Figure BDA0002352768410000121
以上仅实施例也仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种颗粒型烟芯材料，其特征在于，以重量份计，所述烟芯材料为颗粒状或类颗粒状，包括基体原料40-80份、料液5-20份、发烟剂20-45份、胶黏剂1-5份；其中，所述料液包括烟草提取物。
2.根据权利要求1所述的颗粒型烟芯材料，其特征在于，所述烟芯材料的密度为0.30-0.65g/mL。
3.根据权利要求1所述的颗粒型烟芯材料，其特征在于，所述烟草提取物选自烟碱、烤烟或白肋烟的净油、浸膏、水膏。
4.根据权利要求1所述的颗粒型烟芯材料，其特征在于，所述烟芯材料还包括香原料5-20份。
5.根据权利要求1所述的颗粒型烟芯材料，其特征在于，所述胶黏剂选自淀粉、瓜尔胶、壳聚糖、黄原胶、明胶、甲基纤维素中一种或几种。
6.如权利要求1所述的颗粒型烟芯材料的制备方法，其特征在于，该方法包括：
粉碎筛分：将基体原料粉碎后过80-200目筛，得到基体原料粉末；
混合搅拌：将基体原料粉末与料液、胶黏剂混合后加水搅拌；
造粒：将经过搅拌后的混合原料进行造粒，然后进行烘干；
筛分基料：将烘干后的颗粒过筛得到基料；
加发烟剂：发烟剂加入到基料中进行混配。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述加发烟剂过程包括：将发烟剂与香原料混合后加入到基料中进行混配。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述造粒为切割方式过10-80目筛进行造粒。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述混合搅拌前，还包括将基体原料进行微波膨胀的步骤。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述烘干选自用微波膨胀的方式对颗粒进行干燥。
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