DE102014108584B4

DE102014108584B4 - Verfahren zur Herstellung eines zur Verdampfung vorgesehenen Verbrauchsstoffs

Info

Publication number: DE102014108584B4
Application number: DE102014108584.1A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Klaus Hagen
Current assignee: AF DEVELOPMENT HOLDING LTD., AE
Priority date: 2014-06-18
Filing date: 2014-06-18
Publication date: 2016-09-01
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: WO2015192834A3; DE102014108584A1; WO2015192834A2

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines zur Verdampfung in elektronischen Zigaretten vorgesehenen, ein Basisliquid und zumindest einen Wirkstoff enthaltenden Verbrauchsstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass Basisliquid und Wirkstoff aus einem festen oder flüssigen Ausgangszustand in einem abgeschlossenen Gefäß gemeinsam zunächst in einen gasförmigen Zwischenzustand und anschließend in einen flüssigen Endzustand überführt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zur Verdampfung in elektronischen Zigaretten vorgesehenen, ein Basisliquid und zumindest einen Wirkstoff enthaltenden Verbrauchsstoffs.
Als elektrische, elektronische oder auch E-Zigaretten bekannte Geräte erfreuen sich in den letzten Jahren zunehmender Beliebtheit. Die notwendige Beheizung eines solchen Gerätes führt zur Verdampfung einer darin vorgehaltenen Flüssigkeit. Dieser Dampf wird dann von dem „Raucher“ inhaliert. Beliebt sind solche elektrischen Zigaretten auch als Mittel zur Entwöhnung von Tabak enthaltenden Zigaretten, weswegen auch bei elektrischen Zigaretten häufig Nikotin in vergleichsweise geringeren Dosen als Wirkstoff Verwendung findet. Gebräuchlich sind auch nikotinfreie Liquide. Zweckmäßig ist es, wenn der betreffende Wirkstoff in dem Liquid in einer Konzentration enthalten ist, die geeignet ist, nach Verdampfen des Liquids und Aufnahme des Dampfes über den Respirationstrakt einen Plasmaspiegel zu erzeugen, der in etwa dem nach Aufnahme eines konventionellen Produktes mit dem gleichen Wirkstoff über den Gastro-intestinal-Trakt entspricht oder aber, wie bei einigen Wirkstoffen entsprechend, durch den sogenannten First-Pass-Effekt eine geringere Menge an Wirkstoff notwendig ist, um eine vergleichbare Wirkung zu erzeugen sowie durch die Aufnahme in der Leber eine schneller ausgelöste Wirkung erzeugt. Anders ausgedrückt, es ist weniger entscheidend, wie hoch der Input der Wirkstoffkonzentration ist. Von Bedeutung ist vielmehr der wissenschaftlich gemessene Output, der beim Inhalieren des Liquids gemessen wird. Dieser sollte eine Wirkstoff-Konzentration z. B. analog zu einer Tasse Kaffee enthalten. Aus der WO 2012/106739 A1 ist ein Verbrauchsstoff zur Verdampfung in elektronischen Zigaretten bekannt, der durch übliches Mischen von Basisliquid und Wirkstoffen unter dem Einsatz von Rührwerkzeugen hergestellt wird.
Der vorliegenden Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen, zur Verdampfung in elektronischen Zigaretten vorgesehenen Verbrauchsstoffs zu schaffen, der einen Wirkstoff enthält, mit dem höhere Output-Konzentrationen generiert werden können.
Diese Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass Basisliquid und Wirkstoff aus einem festen oder flüssigen Ausgangszustand in einem abgeschlossenen Gefäß gemeinsam zunächst in einen gasförmigen Zwischenzustand und anschließend in einen flüssigen Endzustand überführt werden.
Auf diese Weise können verschiedenste für die spätere Verdampfung geeignete Wirkstoffe effektiv aus ihrem ursprünglichen festen oder flüssigen Aggregatzustand in die für die elektrische Zigarette besonders wichtige Gasphase transferiert werden, um durch den Konsum eines besonders wirkungsvollen und gleichzeitig gesunden Verbrauchsstoff die erwünschten Effekte im Körper zu optimieren und eine besonders zielgerichtete Wirkung zu entfalten.
Die erforderliche Menge an Wirkstoff(en) wird zunächst auf einer Analysenwaage abgewogen. Anschließend wird die Wirkstoffmenge quantitativ in ein Behältnis überführt, in welchem das Basisliquid bereits vorgehalten wird. D. h., dass der Wirkstoff in seinem Ausgangszustand zu einem bereits in einem Gefäß vorgehaltenen Basisliquid beigemengt wird. Durch diese Reihenfolge kann der unerwünschte Effekt des Cakings weitestgehend unterbunden werden, eine besonders präzise Verbindung von Basisliquid und Wirkstoff(en) ist garantiert.
Durch den Einsatz von Emulgatoren als Hilfsstoffe können an sich nicht miteinander mischbare Stoffe zu einem fein verteilten Gemisch, einer Emulsion, vermengt und stabilisiert werden, z. B. Wasser und fettlösliche Wirkstoffe. Es empfiehlt sich daher, dass dem Basisliquid bzw. Wirkstoff ein Emulgator beigefügt wird, durch den es ermöglicht wird, unterschiedliche Wirkstoffe in eine Liquid-Formel zusammenzusetzen und dadurch den gewünschten Effekt zu optimieren.
Es ist dann weiter vorgesehen, dass das Gefäß in einem ersten Verfahrensschritt zwischen Ausgangszustand und Zwischenzustand in einem beheizten Ultraschallbad in mehreren Zyklen inkubiert wird. Die Anzahl und Dauer der Zyklen im Rahmen dieser Wasserdampfdestillation bis zum Erreichen der gewünschten Gasphase sind den verwendeten Wirkstoffen anzupassen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Inkubation bei einer Frequenz von ca. 42.000 Hertz durchgeführt wird.
Ergänzend dazu ist vorgesehen, dass ca. drei bis fünf Zyklen mit einer Dauer von ca. acht Minuten durchgeführt werden.
Schließlich wird empfohlen, dass die Zyklen bei einer Temperatur von 65°C bis 85°C durchgeführt werden.
Ergebnis dieser Inkubation in mehreren definierten und auf den jeweiligen Wirkstoff oder die Wirkstoffe abgestimmten Zyklen ist nach dem entsprechenden ersten Arbeitsschritt dann eine klare Lösung.
Daran schließt sich nun an, dass das Gefäß in einem zweiten, einer Erkaltung entsprechenden Verfahrensschritt zwischen Zwischenzustand und Endzustand in einem Flüssigkeits-, vorzugsweise Wasserbad bei Raumtemperatur inkubiert wird. Die Temperatur der Flüssigkeit beträgt ca. 17°C bis 25°C, was durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen ist. Ziel dieses zweiten Verfahrensschritts ist es, die Kristallisation während des Erkaltungsprozesses zu unterbinden und so eine Verfestigung des Liquids in dem Gefäß zu vermeiden. Entscheidend ist hierbei, dass durch Zusatz von Säuren oder Laugen die Lösbarkeit der Wirkstoffe deutlich verbessert und damit auch der Konzentrationsgehalt des jeweiligen Wirkstoffes merkbar erhöht werden kann.
Es empfiehlt sich in diesem Zusammenhang, dass der zweite Verfahrensschritt durchgeführt wird, bis der Verbrauchsstoff in etwa die Temperatur des Flüssigkeitsbades angenommen hat. Das fertige Produkt in Form des Verbrauchsstoffs ist dann möglichst bei Raumtemperatur zu lagern. Es kann jederzeit in die bei elektronischen Zigaretten vorgesehenen Liquid-Behälter abgefüllt und dann konsumiert werden.
Eine Alternative zu der zuvor angesprochenen Wasserdampfdestillation sieht vor, dass der Wirkstoff isoliert auf das Basisliquid aufgebracht wird und dass das Basisliquid samt Wirkstoff anschließend so stark erhitzt wird, dass der Wirkstoff zumindest annähernd seinen spezifischen Siedepunkt erreicht. Dabei ist naturgemäß zu beachten, dass der jeweilige Wirkstoff seinen spezifischen Siedepunkt erreichen, aber keinesfalls überschreiten darf. Vielmehr gilt es, dass sich die Wirkstoffe mit dem verdampfenden Wasser eben vermischen, ohne dabei zersetzt oder zerstört zu werden.
In Bezug auf den Wirkstoff wird vorgeschlagen, dass es sich bei diesem um Koffein, Taurin, Tee, L-Theanin, Vitamine, Zitronenmelisse, Lavendel, Baldrian, Mineralien, Zink, Gingseng, Ingwer etc. handelt. Letztlich sind als Wirkstoffe jegliche legal erhältlichen, gesetzlich verkäuflichen und gesundheitlich verträglichen Substanzen geeignet, die in der Lage sind, in einem Organismus eine spezielle Wirkung zu erzeugen bzw. eine spezielle Reaktion hervorzurufen. Besonders geeignet ist in diesem Zusammenhang das für seine in Maßen vorhandene Wirkung bekannte Koffein, während Nikotin ausdrücklich ausgenommen werden soll, da es im Gegensatz zu den o. g. Wirkstoffen aus medizinischer wie aus gesellschaftlicher Sicht als bedenklich eingestuft werden muss.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein Verfahren zur Herstellung eines zur Verdampfung in elektronischen Zigaretten vorgesehenen Verbrauchsstoffs geschaffen ist, das besondere Input-Konzentrationen ermöglicht. Für dieses Herstellungsverfahren bietet sich vor allen Dingen die Wasserdampfdestillation an, bei der der Wirkstoff in seinem festen oder flüssigen Ausgangszustand einem bereits in einem Gefäß vorgehaltenen Basisliquid beigemengt wird. Bei Wirkstoffen ist vor allem an Koffein, Taurin, Tee, L-Theanin, Vitamine, Zitronenmelisse, Lavendel, Baldrian, Mineralien, Zink, Gingseng, Ingwer etc. gedacht, als Basisliquide sind vor allem Propylenglykol, Glycerin und Wasser geeignet. Für die Anwendung des chiralen, zweiwertigen Alkohols Propylenglykol im Basisliquid ist eine Enantiomerenreinheit nicht erforderlich. Es kann das Racemat verwendet werden. Die Wasserdampfdestillation sieht in einem ersten Verfahrensschritt vor, dass Basisliquid und Wirkstoff(e) aus ihrem Ausgangszustand in einen Zwischenzustand, d. h. in eine Gasphase transferiert werden, was zweckmäßigerweise in einem beheizten Ultraschallbad in mehreren Zyklen stattfindet. In einem sich daran anschließenden zweiten Verfahrensschritt wird der Verbrauchsstoff dann in den lagerungsfähigen Endzustand transferiert. Ein alternatives Verfahren sieht vor, dass das Basisliquid samt Wirkstoff(en) so stark erhitzt wird, dass diese(r) mit Hilfe dieses trockenen Verdampfens annähernd ihren spezifischen Siedepunkt erreichen. Das erhaltende Liquid eignet sich sowohl für den Einsatz in elektrischen Zigaretten zum Einmalgebrauch in Form so genannter Disposables als auch zum Betrieb von aufladbaren und wiederbefüllbaren elektrischen Zigaretten, so genannter Rechargeables.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigen jeweils schematisch:
1 die Wasserdampfdestillation und
2 die trockene Verdampfung.
1 zeigt einen Behältnis 1 mit unterschiedlichen Molekülen, nämlich Wassermolekülen 2 und Wirkstoffmolekülen 3. Die Wassermoleküle 2 umschließen sodann die Wirkstoffmoleküle 3, sodass die Wirkstoffmoleküle von dem Wasser bei der Wasserdampfdestillation mitgerissen werden, symbolisiert durch die Molekülpaare 4 und die Pfeile 5.
Im Vergleich dazu zeigt 2 die trockene Verdampfung in dem Behältnis 1. Der Wirkstoff 3 wird isoliert aufgebracht und fängt bei einer spezifischen Temperatur an zu schmelzen, z. B. Koffein bei 238°C. Es gilt, die Zersetzung des Koffeins als Wirkstoff zu vermeiden, die dann eben ab einer Temperatur von 239°C einsetzen würde.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines zur Verdampfung in elektronischen Zigaretten vorgesehenen, ein Basisliquid und zumindest einen Wirkstoff enthaltenden Verbrauchsstoffs, dadurch gekennzeichnet, dass Basisliquid und Wirkstoff aus einem festen oder flüssigen Ausgangszustand in einem abgeschlossenen Gefäß gemeinsam zunächst in einen gasförmigen Zwischenzustand und anschließend in einen flüssigen Endzustand überführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff in seinem Ausgangszustand einem bereits in einem Gefäß vorgehaltenen Basisliquid beigemengt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Basisliquid bzw. Wirkstoff ein Emulgator beigemengt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß in einem ersten Verfahrensschritt zwischen Ausgangszustand und Zwischenzustand in einem beheizten Ultraschallbad in mehreren Zyklen inkubiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Inkubation bei einer Frequenz von ca. 42.000 Hertz durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ca. drei bis fünf Zyklen mit einer Dauer von ca. acht Minuten durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zyklen bei einer Temperatur von 65° C bis 85° C durchgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß in einem zweiten Verfahrensschritt zwischen Zwischenzustand und Endzustand in einem Flüssigkeitsbad bei Raumtemperatur inkubiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Verfahrensschritt durchgeführt wird, bis der Verbrauchsstoff in etwa die Temperatur des Flüssigkeitsbades angenommen hat.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkstoff isoliert auf das Basisliquid aufgebracht wird und dass das Basisliquid samt Wirkstoff anschließend so stark erhitzt wird, dass der Wirkstoff zumindest annähernd seinen spezifischen Siedepunkt erreicht.