CN1732814A - 一种纯净香烟 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将天然烟叶提纯为无杂质的纯净香烟浓缩液或者固化品，主要成分为茄尼醇、烟碱和精油。该香烟使用装置包括虑嘴、烟芯、喷烟器、微波管、负压传感器、集成电路、电源和工作状态指示灯等部件。本发明的效果是烟品纯正，不含杂质，不污染环境，不危害别人，不造成火灾，同时最大限度地降低吸烟者对自身的危害。

Description

一种纯净香烟

技术领域

本发明涉及一种将天然烟叶提纯为无杂质的浓缩液，并通过吸烟装置临时释放的纯净香烟，简称纯烟，或纯净烟。

技术背景

普通卷烟采用切制烟草与调制添加剂，通过纸张卷合在一起，模切成型。卷烟的使用过程是典型的污染与浪费过程，烟体燃烧产生大量的废气，特别是点燃端释放的烟气是有效吸食部分的2倍，烟体体积渐变为烟灰的体积，并留下长度为原长1/4的烟蒂，如果烟蒂没有掐灭，就是火患。不仅如此，还需要另外两种东西的配合才能吸食卷烟，那就是打火机和烟灰缸。

发明内容

将卷烟使用过程中浪费问题和污染问题消除在产品加工阶段，就是本发明所涉及的课题，这是一种将天然烟叶提纯为无杂质的浓缩液，并通过吸烟装置供吸烟者使用的纯净香烟。

其中纯净烟浓缩液与用于容纳浓缩液的烟芯代替了卷烟，吸烟器代替了打火机，工作状态指示灯代替了点火端，集成电路与负压传感器随时控制纯净香烟的分解状态与分解量，与使用者的吸烟动作所产成的负压紧密配合，丝毫不浪费，无烟灰、无废气、无烟头。

该香烟是对天然原料的提纯和浓缩，所以口味更正、更浓、更香，由于纯净香烟的液体状态，非常容易控制其中的烟碱量和焦油量，在吸烟者不产生对环境和他人污染的同时，最大限度地降低吸烟者对自身的危害。

该香烟克服了卷烟使用过程中浪费问题和污染问题，同时保持并加强了卷烟固有的特性。

下面结合说明书附图进一步说明：

图1：纯净香烟结构图

图2：纯净香烟烟芯结构之一

图3：纯净香烟烟芯结构之二

图4：超小型微波管原理图

图5：微波管电荷轮幅场结构示例

图6：纯净香烟集成电路原理图

图7：实验室萃取与制备纯净烟程序示例

图8：气热式纯净香烟结构原理

图9：普通卷烟气热式吸烟器示例

图10：普通卷烟消烟式吸烟器示例

图11：车载式纯净香烟

具体实施方式

如图1所示：纯净香烟包括虑嘴101、烟芯102、喷烟器109、微波管103、负压传感器105、集成电路104、电源106、工作状态指示灯111、导线110、外壳108和后盖107等部件。其中负压传感器105与集成电路104构成控制电路，由于外壳108和后盖107形成密封状态，吸烟者吸气时产生一定量的负压，调整负压的帕数就是调节负压传感器105的灵敏度，也就是调节吸烟者吸气的强度，将最佳状态值的上限和下限固定为感应区间。当吸烟者吸气时，负压帕数为感应区间值，调制好的压传感器105将负压信号传至集成电路104，集成电路104驱动微波管103和喷烟器109工作，同时工作状态指示灯111亮起。当吸烟者停止吸气动作后，负压帕数离开感应区间，负压信号中断，集成电路104停止驱动微波管103和喷烟器109工作，同时工作状态指示灯111灭。在吸烟者看来，随着一口一口地吸烟，工作状态指示灯111也随着一闪一灭。如图6所示：集成电路601的引脚分别由高温绝缘导线连接电源、负压传感器、微波管、阴极丝、工作状态指示灯等元件。其中负压传感器105与集成电路104构成输入控制电路，微波管103和喷烟器109以及工作状态指示灯111与集成电路104构成输出电路，共同完成纯净香烟的工作状态与待机状态之间的转换。

纯净香烟烟芯采用吸气通道与供液通道或固化品接触通道互相分离的方法，也就是使用系统与供应系统尽管在结构上组合在一起，实际上是互不干扰的两个系统。如图2所示：纯净香烟烟芯包括吸气孔201、过滤嘴202、溶液仓或固化品容器203、纯净烟溶液或固化品204、卡扣螺纹205、进气孔206等部件。其中吸气孔201、过滤嘴202和进气孔206构成使用系统，也就是从微波管103和喷雾头109工作时产生的烟气通道，也是吸力所产生的负压驱动负压传感器105的通道。过滤嘴202采用醋纤、活性炭、微孔陶瓷或其它过滤材料作为虑芯，起到过滤和缓冲烟气浓度的双重作用，同时降低从微波管103和喷烟器109所产生的烟气的炙热程度，达到人体所适应的最佳温度。与此同时，溶液仓或固化品容器203和纯净烟溶液或固化品204与微波管结构中的挥发仓401和储液仓402构成供应系统，共同完成纯净烟溶液或固化品204从溶液仓或固化品容器203到储液仓402，再到挥发仓401的供应流程。首先是在由于密度原因所造成的溶解力的驱动下，纯净烟溶液或固化品204从溶液仓或固化品容器203到储液仓402，然后是在吸力所产成的气压作用力的驱动下，相对于进气口方向，后面储液仓402里的纯净烟溶液微滴或固化品微粒进入前面的挥发仓401，为微波管103和喷烟器109提供工作原料。

在实际应用中，为了减小纯净香烟烟芯，从而减小整个纯净香烟的体积，可以去除过滤嘴202，取而代之一根纤细的烟气通道。如图3所示：纯净香烟烟芯包括吸气管301、溶液仓或固化品容器302、进气管303、纯净烟溶液或固化品304、进气孔305、卡扣螺纹306等部件，该结构按照上述原理完成使用系统与供应系统的两个流程，其中吸气管301、进气管303、进气孔305构成使用系统，溶液仓或固化品容器302、纯净烟溶液或固化品304与微波管结构中的挥发仓401和储液仓402构成供应系统。由于吸气管301和进气管303结构纤长，同样可以达到降低烟气温度的效果。

如图4所示：超小型微波管包括挥发仓401、储液仓402、环阳极块403、波导管404、内极靴405、聚焦线圈406、喷烟器407、阴极引线408、阴极409、磁钢410、调谐环411、顶帽412等部件。其中阳极谐振系统由许多单个环阳极块403组成的首尾相接的谐振腔，决定着微波管的震荡频率和频率稳定度，也储存着由电子与高频场相互作用所产生的高频能量，通过能量输出器波导管404馈送给负载挥发仓401，图5给出了微波管电荷轮幅场由热阴极502、环阳极501和电荷轮辐503的平面结构，它们是同腔系统，热阴极502是电子流的发射体，表面光滑，二次电子发射系数均匀且足够大，无打火和跳模现象，由于电子回轰阴极502，使阴极温度急剧升高，同时阴极不断受到高能电子和离子的轰击，所以阴极材料应选用要耐电子和离子轰击，同时导电性和导热性俱佳，可采用改进型氧化物阴极，如镍海绵氧化物或CPC等；也可采用钡钨材料，如铝酸盐钡钨、钨酸钡钡钨以及钪酸盐等；也可采用氧化钍金属陶瓷、氧化钇金属陶瓷等。阳极部件403采用热膨胀系数小很小的材料，如铜包钼材料，高矫顽力磁钢及温度补偿材料，结构紧凑、可靠。在图5中，阴极502和阳极501之间加有电场和磁场，电场的方向是径向的，磁场的方向是横向的，磁场的方向与电场的方向相互垂直。电子由阴极502发出来，进入由阴极502和阳极501组成的相互作用的空间，受到正交的电磁场作用，作旋转运动，回旋运动的电子流又激发耦合腔链谐振，产生高频交变电场，高频电场进一步与电子相互作用，使电子流群聚成电子轮辐503。当电子轮辐503处于高频场减速相位时，电子流将外加电源106处获得能量转换成微波能量，最后打在阳极501，这一过程在瞬间完成。

波导管404是能量输出器，也就是将微波管产生的微波功率在聚焦线圈406的效率优化作用下，由谐振腔耦合传输到外负载挥发仓401和喷烟器407的装置，波导管404由阻抗变换器和输出窗两部分组成，可以是同轴型、同轴—波导型、工字型、指数式等。聚焦线圈406的效率优化作用特别适用于小功率超小型微波管的能量集中，将有限的能量集中应用到选定区域挥发仓401。

调谐环411用于改变微波管的震荡频率，等效于谐振腔的电容、电感。采用机械方法或者电的方法改变谐振腔的电容、电感，都可以改变微波管的震荡频率，其中前者为机械调谐，后者为电调谐。机械调谐可采用叶片调谐、液压调谐、旋转调谐、音圈调谐、压电抖动调谐等，电调谐可采用PIN二极管调谐、倍增放电调谐、铁氧体调谐等。在小功率超小型微波管的实用过程中，可根据需要将微波频率固定为一定的数值区间，从而有效地保证小功率微波管的超小化。

磁路系统包括磁钢410和导磁回路，提供给由阴极502、阳极501组成的谐振腔空间所需的磁场，磁钢可采用永久磁铁和电磁铁两种形式。在小功率微波管的实用中，由于电磁铁体积和重量较大，还需要直流励磁电源附加装置，为了保证小功率微波管的超小化，又鉴于小功率微波管不需要调整磁场强度，可采用永久磁铁的形式，不消耗功率，矫顽力相对比较高，磁能积相对比较大，保证超小型小功率微波管的工作稳定性。作为永久磁铁的磁性材料，可采用铝镍钴系列或者剡钴类材料。

烟叶中含有多种天然化学物质，其中有很多种物质经济价值很高，又具有较高的药用价值。如烟碱类、脂类、精油类、蛋白质、氨基酸、纤维素等。人们对尼古丁和茄尼醇的提取和利用比较多，但对于对精油类等其他物质的开发利用还很少；对单一物品的提取比较多，对综合物品——纯净香烟的提取却还没有。如何综合性地提取烟叶中的相对于吸烟者的有效成分而同时又摒弃有害成分和环境污染成分，是本发明所面对的课题。

茄尼醇是一种多聚异戊二烯醇，纯品为白色粉状固体，茄尼醇是长链的脂肪醇，弱极性，易溶于有机溶剂。茄尼醇主要存在于烤烟的烟叶中，另外在马铃薯叶和桑叶中也含少量的茄尼醇。茄尼醇是一种很重要的医药中间体，可用作合成维生素A以及辅酶和治疗心脏病的药物)原料，还可作为某些抗过敏药，抗溃疡药，降血脂药和抗癌药物的合成原料，所以，纯净香烟保留茄尼醇的原始含量。

尼古丁俗称烟碱，是烟叶中生物碱的主要成分。纯尼古丁为无味、无色或淡黄色状液体，极易溶于醇、醚等有机溶剂。能与各种无机酸和有机酸生成结晶的单盐或双盐，在烟叶中主要以有机酸盐的形式存在。烟碱有好处，也有坏处。少量烟碱对中枢神经有兴奋作用，对人机体有抗菌杀毒作用，容易成瘾，吸烟者每天需要一定的盐碱量来维持自身的生理平衡和心理平衡，如果纯净香烟中不含烟碱，就不称为纯净香烟了，所以纯净香烟不得不保留烟碱，以其原始含量保留，以其复合有机酸的形式存在，这样更加有利于人体的定量吸收。

烟叶香气是烟叶散发出的特殊气体，是烟叶的组成部分，它是烟叶内在质量的重要方面。烟草精油是烟草自然香气的精华，对于吸烟者来说，原汁烟草精油优于任何来自其他有机物的精油添加剂，因此要保证纯净香烟的品质，就必须保留原始烟草精油，从而避免人为勾兑有可能对人体造成的其他影响。

脂类、蛋白质、氨基酸、纤维素以及其他诸多杂质元素在高温吸食状态下，很快糊化成焦油、废烟和废气，是主要污染源，因此要坚决予以清除。

基于上述纯净香烟的原则，即保留烟草中茄尼醇、烟碱和精油的原始含量和存在形式，就能够提纯出对人体和环境无害的纯净香烟。由于茄尼醇、烟碱和精油的沸点相近，所以采取超临界合成流体萃取分离法。由于流体的萃取能力取决于流体的密度，可以通过调节温度与压力加以控制，具体有等温降压法或等压降温法，二者都可以使萃取物与萃取剂分离，图7所示实验室萃取与制备纯净烟程序采用了后者，即等压降温法。该程序由烘烤装置701、萃取瓶702、萃取剂703、冷凝管704、冷气机705、废液槽706、分馏瓶707、分馏瓶708、过滤器709等部分构成。

对萃取物烟碱的检测系统采用重量分析法、滴定分析法、光分析法、电分析法等方法的综合运用，也可采取气相色谱法。其中填充柱气相色谱是指柱内填充固定相的气相色谱，利用烟碱与其他物质分配系数的不同进行分离。

对萃取物精油的检测系统除采用香气、香味和外观签定等感官检验，以及相对密度、折射率、醇值、酯值等理化常数测定等方式，也可采用几种前处理方法：同时蒸馏萃取、顶空分析、超临界流体技术和固相微萃取。几种方法各有优劣，同时蒸馏萃取的优点是样品用量少，GC图形好，具有良好的重复性和较高的萃取量，适合于烟用香精香味成分的定量分析，但含香物质可能长期受热导致化学成分发生变化；顶空分析法无需溶剂提取，对色谱柱伤害小，其中静态顶空方法最为常用；超临界流体技术是一项极具发展潜力的技术，它无毒无害，无残留，操作温度低，萃取物不发生水解、氧化、酯化或热变化，因而萃取物确实代表原来的物质，但它的一个缺点是无法得到纯度较高的产品；固相微萃取用于香精香料成分的分析时，具有操作简便、灵敏度高、重复性好、定性效果理想、不使用溶剂和样品检测非破坏性等优点，适合于香精的剖析定性，但在准确定量分析方面尚需作进一步的探索研究和优化方法。

对萃取物茄尼醇的检测系统可采用含量测定方法，所需仪器为高效液相色谱仪、色谱柱。具体步骤为精密称取样品，用乙腈、异丙醇溶液溶解，定容至配制成定量溶液，进样用流动相展开。通过以上对纯净香烟所含三种萃取物茄尼醇、烟碱和精油的精密提纯和检测，可得到质量可靠的纯净香烟混合液，也可添加固化剂固化成各种便于使用的形状。

纯净香烟所使用原料是提纯过滤的烟中精品，其基本形态为液体或者人为纯净烟溶液或固化品，除使用电热式装置图1之外，还可以使用气热式装置。如图8所示：气热式纯净香烟由过滤嘴801、集成电路802、负压传感器803、电子或压电点火器804、打火线805、纯净烟溶液或固化品806、外壳807、燃料仓808、燃料阀809、后盖8010等部件构成。在没有纯净烟芯的情况下，气热式装置还可以在应用于普通的卷烟中，消除废气和烟灰对别人的危害。如图9所示：气热式卷烟吸烟器由卷烟901、套筒902、打火线903、电子或压电点火器904、负压传感器905、燃料阀906、燃料仓907、集成电路908等部件组成。如图10所示：消烟式卷烟吸烟器由负压传感器1001、集成电路1002、燃料仓1003、电子或压电点火器1004、燃料阀1005、打火线1006、烟灰盖1007、密封垫1008、换液口1009、单向阀1010、消烟剂1011、套筒1012、卷烟1013等部件组成。如果外接电源和加装适配器，纯净香烟还可以设计为台式或者车载式。如图11所示：车载式纯净香烟由过滤嘴1101、烟芯1102、微波管1103、电源线1104、电源适配器1105、电源适配器卡片1106、外壳1107、喷烟器1108、集成电路1109、负压传感器1110、馈线盒1111等部件组成。

Claims (10)

1、一种纯净香烟，简称纯烟，或纯净烟，其特征在于该纯净香烟包括虑嘴、烟芯、喷烟器、微波管、负压传感器、集成电路、电源、工作状态指示灯、导线、外壳和后盖等部件。

2、一种纯净香烟，简称纯烟，或纯净烟，其特征在于该纯净香烟包括过滤嘴、烟芯、微波管、电源线、电源适配器、电源适配器卡片、外壳、喷烟器、集成电路、负压传感器、馈线盒等部件。

3、一种纯净香烟，简称纯烟，或纯净烟，其特征在于该纯净香烟包括过滤嘴、集成电路、负压传感器、电子或压电点火器、打火线、纯净烟溶液或固化品、外壳、燃料仓、燃料阀、后盖等部件。

4、一种纯净香烟，简称纯烟，或纯净烟，其特征在于该纯净香烟包括卷烟、套筒、打火线、电子或压电点火器、负压传感器、燃料阀、燃料仓、集成电路等部件。

5、一种纯净香烟，简称纯烟，或纯净烟，其特征在于该纯净香烟包括卷烟、负压传感器、集成电路、燃料仓、电子或压电点火器、燃料阀、打火线、烟灰盖、密封垫、换液口、单向阀、消烟剂、套筒等部件。

6、按照权利要求1所述纯净香烟，其特征在于纯净香烟烟芯包括吸气孔、过滤嘴、溶液仓或固化品容器、纯净烟溶液或固化品、卡扣螺纹、进气孔等部件。

7、按照权利要求1所述纯净香烟，其特征在于纯净香烟烟芯包括吸气管、溶液仓或固化品容器、进气管、纯净烟溶液或固化品、进气孔、卡扣螺纹等部件。

8、按照权利要求1所述纯净香烟，其特征在于超小型微波管包括挥发仓、储液仓、环阳极块、波导管、内极靴、聚焦线圈、喷烟器、阴极引线、阴极、磁钢、调谐环、顶帽等部件。

9、按照权利要求1所述纯净香烟，其特征在于集成电路的引脚分别由高温绝缘导线连接电源、负压传感器、微波管、阴极丝、工作状态指示灯等元件。

10、按照权利要求1所述纯净香烟，其特征在于纯净烟溶液或固化品的超临界萃取为等温降压或等压降温程序。主要成分为茄尼醇、烟碱和精油。

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