CN113598403B - 一种加热卷烟用颗粒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种加热卷烟用颗粒及其制备方法。所述颗粒包括颗粒内芯和颗粒外壳，颗粒内芯材料包括：内芯烟草粉末、内芯发烟剂和内芯香料组分；颗粒外壳材料包括：外壳烟草粉末、外壳发烟剂、外壳香料组分和导热材料颗粒；其中，所述内芯发烟剂的吸湿性大于所述外壳发烟剂的吸湿性，所述内芯香料组分的沸点低于所述外壳香料组分的沸点，所述内芯烟草粉末的粒径小于所述外壳烟草粉末的粒径。本发明通过原料分级处理，螺杆挤出造粒与旋转造粒相结合，解决了颗粒吸潮问题及香气释放不稳定的问题。且工艺操作简单易行，设备为市售常规设备，可实现批量生产。

Description

一种加热卷烟用颗粒及其制备方法
技术领域
本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种加热卷烟用颗粒及其制备方法。
背景技术
目前颗粒型加热卷烟用颗粒均为一次造粒制备工艺，绝大部分采用湿法造粒，少部分采用直接粉碎筛分。其中直接粉碎筛分的多为膨胀烟梗颗粒，具备一定的发烟剂吸收能力，但是吸潮性极强，对后期产品包装要求极高，且易发生质量事故。湿法造粒制备工艺，绝大部分采用旋转挤出造粒，颗粒可塑性较强、结构相对疏松，但仍然存在吸潮问题以及香气保持率问题。发明专利CN112716029A公开了一种颗粒型加热卷烟用纳微胶囊及其制备方法，该纳微胶囊由芯材和壁材组成，芯材包括雾化剂及烟用香精香料，壁材为结冷胶和纳米无机物的复合材料。该专利采用纳微胶囊的方式来对吸潮和保香问题进行改进，但此种方法工艺复杂成本较高，且其引入了多种烟草外物质，存在安全性问题以及抽吸品质影响问题。
为了解决以上问题，提出本发明。
发明内容
本发明通过原料分级处理，将超细粉与易吸潮发烟剂组分混料吸附进行原料一级处理，吸附后的原料再进行一次造粒，一次造粒选用螺杆挤出造粒抛丸成40-80目颗粒。一次造粒后再与二级处理的原料采用旋转造粒进行二次造粒。二级处理的原料中引入了导热材料，提高颗粒导热效率，为烟支烟雾量稳定性提供保障。此外，本发明通过原料分级处理，螺杆挤出造粒与旋转造粒相结合，解决了颗粒吸潮问题及香气释放不稳定的问题。且工艺操作简单易行，设备为市售常规设备，可实现批量生产。
本发明第一方面提供一种加热卷烟用颗粒，所述颗粒包括颗粒内芯和颗粒外壳；
颗粒内芯材料包括：内芯烟草粉末、内芯发烟剂和内芯香料组分；
颗粒外壳材料包括：外壳烟草粉末、外壳发烟剂、外壳香料组分和导热材料颗粒；
其中，所述内芯发烟剂的吸湿性大于所述外壳发烟剂的吸湿性，所述内芯香料组分的沸点低于所述外壳香料组分的沸点，所述内芯烟草粉末的粒径小于所述外壳烟草粉末的粒径。
其中，颗粒内芯材料的内芯烟草粉末、内芯发烟剂和内芯香料组分是均匀混合的。颗粒外壳材料的外壳烟草粉末、外壳发烟剂、外壳香料组分和导热材料颗粒的均匀混合的。
优选地，所述内芯烟草粉末包括：粒径150-200目烟草粉末与粒径小于200目的烟草粉末；所述外壳烟草粉末包括：粒径80-150目烟草粉末与粒径150-200目烟草粉末。
优选地，所述内芯发烟剂为丙三醇与丙二醇混合物，其中丙三醇含量为60wt％以上，所述外壳发烟剂为丙三醇与丙二醇混合物，其中丙二醇质量含量为60wt％以上。
优选地，所述内芯香料组分选自烟草精油、净油，花、果类香精中的一种或几种，含量为1wt％-10wt％，以所述内芯烟草粉末的质量为基准。
优选地，所述导热材料颗粒选自碳化硅颗粒、石墨颗粒、氮化硼颗粒、氮化铝颗粒中的一种或几种。
本发明第二方面提供一种加热卷烟用颗粒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
A、原料一级处理：将内芯烟草粉末、内芯发烟剂和内芯香料组分混匀；
B、原料二级处理：将外壳烟草粉末、外壳发烟剂、外壳香料组分和导热材料颗粒混匀；
其中，所述内芯发烟剂的吸湿性大于所述外壳发烟剂的吸湿性，所述内芯香料组分的沸点低于所述外壳香料组分的沸点，所述内芯烟草粉末的粒径小于所述外壳烟草粉末的粒径；
C、平衡：将步骤A得到的物料在恒温恒湿条件下平衡2-8小时，得到一级物料；将步骤B得到的物料在同样的在恒温恒湿条件下平衡1-3小时，得到二级物料；
D、一次造粒：将上述平衡后的一级物料进行造粒，造粒使用螺杆挤出造粒，挤出后进行抛丸，作为一次造粒颗粒待用；
E、二次造粒，将步骤D得到的一次造粒颗粒和步骤C平衡后的二级物料进行混料，混料后进行二次造粒，造粒方式为旋转造粒；
其中，步骤E旋转造粒的造粒挤出网孔径大于步骤D螺杆挤出造粒的造粒挤出网孔径；
F、造粒后使用冷冻干燥，干燥至水分6wt％-8wt％，进行整粒，筛分得到加热卷烟用颗粒。
优选地，所述制备方法还包括以下步骤：
步骤A之前先进行原料预处理步骤和原料粉碎分级步骤：
原料预处理步骤：选定的叶组原料进行烘烤去除杂气，同时将水分含量调节至6wt％-12wt％之间；
原料粉碎分级步骤：将预处理后的原料粉碎分级，将烟叶原料进行初碎，初碎后的原料再进行超微粉碎，粉碎机出口设置为80目网，得到粉碎后原料，将粉碎后的原料进行分级，分出80-150目烟草粉末、150-200目烟草粉末和粒径小于200目的烟草粉末；
所述内芯烟草粉末为：粒径150-200目烟草粉末与粒径小于200目的烟草粉末按照8:1至20:1质量比例混配而成；
所述外壳烟草粉末为：粒径80-150目烟草粉末与150-200目烟草粉末按照8:1至20:1质量比例混配而成；
步骤B中，导热材料颗粒的添加比例为外壳烟草粉末总量的0.1wt％至3wt％；
步骤E中，二次造粒混料比例为：一次造粒颗粒与二级物料质量比例为1:1-1:20。
优选地，步骤D螺杆挤出造粒的造粒挤出网孔径为0.6mm，步骤D中所述一次造粒颗粒的粒径为40～80目；
步骤E旋转造粒的造粒挤出网孔径为1mm；
步骤F筛分颗粒至整粒后筛分出20-40目颗粒。
优选地，所述内芯发烟剂为丙三醇与丙二醇的混合物，混合比例为丙三醇与丙二醇的质量比为5:1-30:1；
所述外壳发烟剂为丙二醇与丙三醇的混合物，混合比例为丙二醇与丙三醇的质量比为5:1-20:1。
优选地，所述内芯烟草粉末包括：粒径150-200目烟草粉末与粒径小于200目的烟草粉末；所述外壳烟草粉末包括：粒径80-150目烟草粉末与粒径150-200目烟草粉末。
原因是，内芯烟草粉末选用较小粒径更有效的吸附发烟剂，同时选用压力较大的螺杆挤出造粒，使得一次造粒颗粒更密实，在二次造粒时不易发生破碎。此外，颗粒内芯更密实使得低沸点的内芯香料组分更不易挥发，能稳定释放。
外壳烟草粉末选用较大粒径，使得颗粒外壳的整体孔隙率大于颗粒内芯整体孔隙率，方便烟雾从内向外扩散。
优选地，所述内芯发烟剂包含60wt％以上的丙三醇，所述外壳发烟剂包含60wt％以上的丙二醇。原因是，丙三醇吸湿性较强若被包含在颗粒外壳容易导致颗粒吸潮粘结。但是，丙三醇发烟性能优于丙二醇，因此将其作为内芯发烟剂，能有效促进发烟。丙二醇吸湿性低于丙三醇，将其作为外壳发烟剂，不易吸潮。
优选地，所述内芯香料组分选自烟草精油、净油，花、果类香精中的一种或几种，例如津巴布韦烟草精油、树兰花净油、香柠檬油、薄荷精油、K326烟草精油、弗吉尼亚烟草精油、香荚兰豆丁、大茴香油、大枣净油中的中的一种或几种，含量为1wt％-10wt％，以所述内芯烟草粉末的质量为基准。
内芯香料组分为用于风格塑型的低沸点类香料。
优选地，所述导热材料颗粒选自碳化硅颗粒、石墨颗粒、氮化硼颗粒、氮化铝颗粒中的一种或几种。
优选地，所述外壳香料组分选自天然香原料的花、果、根、茎、叶、分泌物类提取物、烟草提取物、树苔提取物、合成香料中的一种或几种，例如树苔提取物、无花果提取物、梅子提取物、K326烟梗提取物、安息香浸膏、红花大金元烟草提取物、赖白当浸膏、雪梨提取物、香料烟提取物中的一种或几种，以所述外壳烟草粉末的质量为基准。
外壳香料组分为用于增强和丰富烟香体香、基香的高沸点类香料。
本发明第三方面提供一种第一方面所述的加热卷烟用颗粒的用途，所述加热卷烟用颗粒能够降低颗粒吸潮性、增强颗粒香气释放和烟气释放的稳定性，解决首口烟烟气量不足的问题。
本文的百分数若无特殊说明，均为质量百分数(wt％)。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、本发明颗粒所使用的基材为96％以上烟草本源物质，不必使用外来粘合剂，减少外源物质所带来的不良影响。
2、颗粒原料分级处理，按照不同粒径原料粒径按照特定比例混配，混配后分级吸附吸湿性不同的发烟剂，降低了颗粒吸潮性。
3、颗粒采用二次造粒，一次造粒使用挤压力较强的螺杆挤出造粒进一步固化发烟剂和用于风格塑型的低沸点类香料如精油、净油、香精等，二次造粒选用旋转造粒，挤压力适中兼顾了颗粒释香和颗粒成型，两种造粒方式相结合有效解决了颗粒吸潮问题，同时延长了颗粒留香时间，从而提升加热卷烟外观与抽吸品质。
4、本发明在二次造粒过程中引入导热材料颗粒，进一步保证了颗粒香气释放和烟气释放稳定性。具体表现为：导热材料颗粒提高了颗粒导热效率，加速了颗粒初始的升温过程，解决了颗粒初始的升温速率慢导致的首口烟烟雾量不足的问题。
附图说明
无。
具体实施方式
下面对本发明通过实施例作进一步说明,但不仅限于本实施例。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件以及手册中所述的条件,或按照制造厂商所建议的条件所用的通用设备、材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。以下实施例和对比例中所需要的原料均为市售。
实施例1
一种加热卷烟用颗粒的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1、原料前处理，将选定的叶组原料进行烘烤去除杂气，同时将水分含量调节至6wt％。
步骤2、原料粉碎分级，将烟叶原料进行初碎，初碎后的原料再进行超微粉碎，粉碎机出口设置为80目网，得到粉碎后原料。将粉碎后的原料进行分级，分出80-150目粉末、150-200目粉末和粒径小于200目的粉末。
步骤3、原料一级处理。将粒径150-200目烟草粉末与粒径小于200目的烟草粉末进行混配，配质量比例为10:1，混配后的粉末混匀后进行加香和加发烟剂，发烟剂为以丙三醇为主的混合物，香料为沸点较低的香料组分。
步骤4、原料二级处理。将粒径80-150目烟草粉末、粒径150-200目烟草粉末、导热材料颗粒进行混配，其中粒径80-150目烟草粉末与150-200目烟草粉末混配质量比例为8:1，导热材料的添加比例为此步骤烟草粉末总量的0.3wt％。将混匀的粉末进行加香加发烟剂，香料为沸点相对较高的香料，发烟剂为以丙二醇为主的混合物。
步骤5、平衡：将一级处理原料平衡2小时，得到一级物料；二级处理原料平衡1小时，得到二级物料。
步骤6、一次造粒，将一级物料进行造粒，造粒使用螺杆挤出造粒，挤出网孔径为0.6mm。挤出后进行抛丸，抛丸后颗粒粒径为40-80目，得到一次造粒颗粒待用。
步骤7、二次造粒，将一次造粒颗粒和二级物料进行混料，混料后进行二次造粒，造粒方式为旋转造粒，造粒挤出网孔径为1.0mm。
步骤8、造粒后使用冷冻干燥，干燥至水分含量7wt％，进行整粒，整粒后筛分出20-40目颗粒。
其中，步骤3所述发烟剂为丙三醇与丙二醇的混合物，混合比例为丙三醇与丙二醇质量比是7:1。
其中，步骤3所述的香料组分为用于风格塑型的香料，本实施例选用津巴布韦烟草精油2份、树兰花净油0.5份、香柠檬油0.2份和薄荷精油0.1份进行调配，添加比例是1wt％，以步骤3中烟草粉末的总质量为基准。
其中，步骤4所述的导热材料为碳化硅。
其中，步骤4所述的香料组分为用于增强和丰富烟香体香、基香的香料如天然香原料的花、果、根、茎、叶、分泌物类提取物、烟草提取物、树苔提取物、合成香料等的混合物，本实施例具体选用树苔提取物1份、无花果提取物5份、梅子提取物2份、K326烟梗提取物5份、安息香浸膏0.5份和红花大金元烟草提取物10份进行调配，添加比例是2wt％，以步骤4中烟草粉末的总质量为基准。
其中，步骤4所述的发烟剂为丙二醇与丙三醇的混合物，混合比例为丙二醇：丙三醇质量比为5:1。
其中，步骤7所述的混料比例为：一级颗粒与二级物料质量比例为1:1。
实施例2
一种加热卷烟用颗粒的制备方法，其包括以下步骤：
步骤1、原料前处理，将选定的叶组原料进行烘烤去除杂气，同时将水分调节至12wt％。
步骤2、原料粉碎分级，将烟叶原料进行初碎，初碎后的原料再进行超微粉碎，粉碎机出口设置为80目网，得到粉碎后原料。将粉碎后的原料进行分级，分出80-150目烟草粉末、150-200目烟草粉末和粒径小于200目的烟草粉末。
步骤3、原料一级处理。将粒径150-200目烟草粉末与粒径小于200目的烟草粉末进行混配，混配质量比例为20:1，混配后的粉末混匀后进行加香和加发烟剂，发烟剂为以丙三醇为主的混合物，香料为沸点较低的香料组分。
步骤4、原料二级处理。将粒径80-150目烟草粉末、粒径150-200目烟草粉末、导热材料颗粒进行混配，其中粒径80-150目烟草粉末与150-200目烟草粉末混配质量比例为20:1，导热材料颗粒的添加比例为烟草粉末量总量的3wt％。将混匀的粉末进行加香加发烟剂，香料为沸点相对较高的香料，发烟剂为以丙二醇为主的混合物。
步骤5、平衡：将一级处理原料平衡8小时，二级处理原料平衡1-3小时。
步骤6、一次造粒：将平衡后的一级处理的原料进行造粒，造粒使用螺杆挤出造粒，挤出网孔径为0.6mm。挤出后进行抛丸，抛丸后颗粒粒径为40-80目，待用。
步骤7、二次造粒，将一次造粒颗粒和原料二级处理平衡后的原料进行混料，混料后进行二次造粒，造粒方式为旋转造粒，造粒挤出网孔径为1.0mm。
步骤8、造粒后使用冷冻干燥，干燥至水分含量至8wt％，进行整粒，整粒后筛分出20-40目颗粒。
其中，步骤3所述发烟剂为丙三醇与丙二醇的混合物，混合质量比例为丙三醇：丙二醇为20:1。
其中，步骤3所述沸点较低的香料组分为用于风格塑型的香料，本实施例具体选用K326烟草精油4份、弗吉尼亚烟草精油0.5份、香荚兰豆丁1份、大茴香油0.1份和大枣净油1份进行调配，添加比例为4wt％，以步骤3烟草粉末的总质量为基准。
其中，步骤4所述的导热材料为石墨与氮化铝质量比1:1的混合物。
其中，步骤4所述的香料为用于增强和丰富烟香体香、基香和改善口感的香料，具体为赖白当浸膏0.5份、雪梨提取物1份、香料烟提取物3份和白肋烟提取物0.5份，添加比例为5wt％，以步骤4烟草粉末的总质量为基准。
其中，步骤4所述的发烟剂为丙二醇与丙三醇的混合物，混合质量比例为丙二醇：丙三醇为20:1。
其中，步骤7所述的混料比例为：一次造粒颗粒与原料二级处理平衡后的原料的质量比为1:10。
对比例1
使用实施例1的方法制备加热卷烟用颗粒，其区别仅为：步骤6、7合并，使用一次造粒技术，将步骤5处理后的一级物料和二级物料共同混合，使用步骤7的方法进行造粒，造粒方式为旋转造粒，造粒挤出网孔径为1.0mm。然后进行步骤8，造粒后冷冻干燥至水分含量7wt％，进行整粒，整粒后筛分出20-40目颗粒，即为对比样1。
对比例2
使用实施例1的方法制备加热卷烟用颗粒，其区别仅为：步骤3和步骤4选用的发烟剂均为：所述发烟剂为丙三醇与丙二醇的混合物，混合质量比例为丙三醇：丙二醇为20:1，得到对比样2。
对比例3
使用实施例1的方法制备加热卷烟用颗粒，其区别仅为：步骤3和步骤4选用的香料组分均为步骤3所述的风格塑型的香料，步骤3和步骤4的香料添加比例和实施例1相同，得到对比样3。
对比例4
使用实施例1的方法制备加热卷烟用颗粒，其区别仅为：步骤4中不添加导热材料颗粒，得到对比样4。
应用例1
分别使用实施例1和对比例1-4制备得到的颗粒加入加热卷烟的发烟段制备实施例加热卷烟样品1-2和对比例加热卷烟样品1-4。
根据云南中烟工业有限责任公司企业标准Q/YNZY J04022-2015《新型卷烟感官评价方法》，对实施例加热卷烟样品1-2和对比例加热卷烟样品1-4进行评吸，结果如下表所示。
表1评吸结果
Figure BDA0003208856420000091
表1证明：
1、相比于加热卷烟样品1，对比例加热卷烟样品1吸潮严重，因此使用二次造粒的方式可有效改善吸潮问题。
2、相比于加热卷烟样品1，对比例加热卷烟样品2烟支感官香气透发性差，且颗粒吸潮，因此内芯和外壳使用特定的发烟剂比例可以改善吸潮问题。
3、相比于加热卷烟样品1，对比例加热卷烟样品3烟支感官评吸香气弱，因此内芯使用低沸点香料，外壳使用高沸点香料可以改善保香问题。
4、相比于加热卷烟样品1，对比例加热卷烟样品4首口烟烟雾量不足，整体烟雾量偏小，烟香略弱，因此在外壳物料中引入导热材料可有效提高内芯材料中的香气释放已经发烟剂雾化。

Claims (6)

1.一种加热卷烟用颗粒，其特征在于，所述颗粒包括颗粒内芯和颗粒外壳；颗粒内芯材料包括：内芯烟草粉末、内芯发烟剂和内芯香料组分；
颗粒外壳材料包括：外壳烟草粉末、外壳发烟剂、外壳香料组分和导热材料颗粒；
其中，所述内芯发烟剂的吸湿性大于所述外壳发烟剂的吸湿性，所述内芯香料组分的沸点低于所述外壳香料组分的沸点，所述内芯烟草粉末的粒径小于所述外壳烟草粉末的粒径；
所述颗粒通过以下制备方法制备得到：
A、原料一级处理：将内芯烟草粉末、内芯发烟剂和内芯香料组分混匀；
B、原料二级处理：将外壳烟草粉末、外壳发烟剂、外壳香料组分和导热材料颗粒混匀；
C、平衡：将步骤A得到的物料在恒温恒湿条件下平衡2-8小时，得到一级物料；将步骤B得到的物料在同样的在恒温恒湿条件下平衡1-3小时，得到二级物料；
D、一次造粒：将上述平衡后的一级物料进行造粒，造粒使用螺杆挤出造粒，挤出后进行抛丸，作为一次造粒颗粒待用；
E、二次造粒，将步骤D得到的一次造粒颗粒和步骤C平衡后的二级物料进行混料，混料后进行二次造粒，造粒方式为旋转造粒；
其中，步骤E旋转造粒的造粒挤出网孔径大于步骤D螺杆挤出造粒的造粒挤出网孔径；
F、造粒后使用冷冻干燥，干燥至水分6wt%-8wt%，进行整粒，筛分得到加热卷烟用颗粒；
所述内芯烟草粉末为：粒径150-200目烟草粉末与粒径小于200目的烟草粉末按照8:1至20:1质量比例混配而成；
所述外壳烟草粉末为：粒径80 -150目烟草粉末与150-200目烟草粉末按照8:1至20:1质量比例混配而成。
2.根据权利要求1所述的颗粒，其特征在于，所述制备方法还包括以下步骤：
步骤A之前先进行原料预处理步骤和原料粉碎分级步骤：
原料预处理步骤：选定的叶组原料进行烘烤去除杂气，同时将水分调节至6wt%-12wt%之间；
原料粉碎分级步骤：将预处理后的原料粉碎分级，将烟叶原料进行初碎，初碎后的原料再进行超微粉碎，粉碎机出口设置为80目网，得到粉碎后原料，将粉碎后的原料进行分级，分出80-150目烟草粉末、150-200目烟草粉末和粒径小于200目的烟草粉末；
步骤B中，导热材料颗粒的添加比例为外壳烟草粉末总量的0.1wt%至3wt%；
步骤E中，二次造粒混料比例为：一次造粒颗粒与二级物料质量比例为1:1-1:20。
3.根据权利要求1所述的加热卷烟用颗粒，其特征在于，所述内芯发烟剂为丙三醇与丙二醇混合物，其中丙三醇含量为60wt%以上，所述外壳发烟剂为丙三醇与丙二醇混合物，其中丙二醇含量为60wt%以上。
4.根据权利要求1所述的加热卷烟用颗粒，其特征在于，所述导热材料颗粒选自碳化硅颗粒、石墨颗粒、氮化硼颗粒、氮化铝颗粒中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的加热卷烟用颗粒，其特征在于，步骤D螺杆挤出造粒的造粒挤出网孔径为0.6mm，步骤D中所述一次造粒颗粒的粒径为40~80目；
步骤E旋转造粒的造粒挤出网孔径为1mm；
步骤F筛分颗粒至整粒后筛分出20-40目颗粒。
6.一种用于降低加热卷烟的发烟段中颗粒吸潮性、增强颗粒香气释放和烟气释放的稳定性的方法，其特征在于，在所述加热卷烟的发烟段中使用权利要求1~5任一项所述的加热卷烟用颗粒。
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