WO2022165896A1 - 一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置和制备方法 - Google Patents

一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置和制备方法 Download PDF

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Abstract

一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置和制备方法。制备装置包括：负压仓（1），冷却件（3）；负压仓（1）内设置有多孔烟油容纳仓（2），温度控制器（1-3）控制冷却件（3）的温度，多孔烟油容纳仓（2）与冷却件（3）之间的空隙作为烟油容纳腔（4）。

Description

一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置和制备方法 技术领域
本发明属于电子烟领域，特别涉及一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置和制备方法。
背景技术
人们对烟草减害的需求推动了电子烟的诞生和迅猛发展。电子烟是将尼古丁和香精香料等溶解在甘油或丙二醇等多元醇类溶剂中制成烟油，作为发烟材料，然后将烟油灌装到电子烟烟具中，烟油经导油棉等传导元件传递至烟具中的雾化器，在此处通过电加热元件使烟油雾化，形成与传统卷烟相仿的烟雾，供用户抽吸。
然而，由于烟油是液体形态，电子烟烟具的烟油容器、烟油导油棉和电加热元件等在实际装配中难免因零部件加工尺寸不能精准一致而造成密封性不好，或者虽然出厂时装配得具有密封性但在后续储运和使用过程中因震动和磕碰而造成密封性被破坏，故都或多或少会产生漏油，影响客户体验。为此，已经有人提出用凝胶态烟油代替液态烟油作为发烟材料，以解决漏油问题。已经报道的凝胶态烟油中，多使用胶凝剂使液体烟油凝固成凝胶(果冻状或固体)，该凝胶通常能发生热可逆相变，即低温下凝固成凝胶，而受热后又能被液化，降温后再次凝固成凝胶。
但凝胶态烟油在实际使用时又产生了新的问题：现有的固体烟油制备方法大都是将凝胶因子(或叫做胶凝剂)或增稠剂、香精和雾化剂等的简单混合，只追求混合后可以得到固体状态的烟油即可。但是，混合过程中不可避免的会混入气体，冷却后在固体状态的烟油中会存在大大小小的气泡。这导致固体烟油出现外观不均一、透明度低、不美观等缺陷，严重影响使用者的抽吸感受和视觉享受。
本发明旨在解决上述问题的至少一个。
发明内容
本发明第一方面提供一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，所述制备装置包括具有抽负压装置的负压仓1，所述负压仓1内设置有多孔烟油容纳仓2， 所述多孔烟油容纳仓2内设置有冷却件3，所述多孔烟油容纳仓2的内壁与所述冷却件3外壁之间存在空隙，该空隙作为烟油容纳腔4；
其中，所述多孔烟油容纳仓2的侧壁具有允许气体通过但不允许液体烟油通过的孔洞。
优选地，所述孔洞的形状是规则或者不规则的孔洞，所述孔洞的当量直径为0.01～2毫米。
优选地，所述多孔烟油容纳仓2的侧壁为具有孔隙的丝网结构，所述孔隙的当量直径为0.01～2毫米，该丝网上的孔隙相当于所述孔洞。
优选地，所述负压仓1内还设有温度控制器1-3，其与所述冷却件3连接并控制所述冷却件3的温度变化。
所述冷却件3可以是金属发热管，是或印刷有发热涂层或发热线路的陶瓷管，温度控制器1-3可以是用来控制输送到冷却件3的电源功率的控制板。
优选地，所述烟油容纳腔4为空心圆柱体或空心长方形柱体，该空心圆柱体或空心长方形柱体的壁厚为0.2cm～1.5cm。
优选地，所述负压仓1上具有可打开的上盖1-1。
优选地，所述负压仓1内还设置底座1-2，所述温度控制器1-3设置在所述底座1-2中，温度控制器1-3与冷却件3电性连接。
负压仓1可以使用现有的任何合适的提供负压的舱体。
例如，所述负压仓1还包括：与所述抽负压装置和多孔烟油容纳仓2连通的排气管、检测负压仓1内气压的压力传感器等。抽负压装置可以选自微型真空泵等。
所述制备装置还包括：测量所述冷却件3外壁温度的温度传感器。温度传感器可以是设置在所述冷却件3外壁上的一个或者多个热电偶。
抽负压装置和排气管也可以设置在底座5中。
优选地，所述制备装置还包括：设置在所述负压仓1的外壁上的操作显示屏1-4，所述操作显示屏1-4通信连接抽负压装置、温度控制器1-3、压力传感器、温度传感器等，可以对抽负压装置、温度控制器1-3进行操作，也可以实时显示压力传感器和温度传感器的压力和温度数值。
所述制备装置内设置有电源，其向所述温度控制器1-3、抽负压装置、操作显示屏1-4等供电。
优选地，所述冷却件3为圆柱体或者长方体。
优选地，所述多孔烟油容纳仓2为空心圆柱体或者空心长方体。
优选地，所述多孔烟油容纳仓2与所述冷却件3同轴设置。
本发明第二方面提供一种高透性凝胶态烟油制备方法，其使用本发明第一方面所述的凝胶态烟油制备装置，所述制备方法包括以下步骤：
准备好溶胶态烟油，所述溶胶态烟油中存在制备过程中自然混入的气泡；
控制所述冷却件3外壁的温度，使其初始温度大于或等于所述溶胶态烟油的温度；
打开所述负压仓1，将所述溶胶态烟油倒入所述制备装置中的烟油容纳腔4中，关闭所述负压仓1，开启所述负压仓1的抽负压装置，使得整个负压仓1内为负压状态，同时控制所述冷却件3的温度开始逐渐下降，则开始所述溶胶态烟油冷却过程：与所述冷却件3外壁接触的溶胶态烟油先开始冷却变为凝胶，即溶胶态烟油从内到外开始冷却凝固，同时溶胶态烟油中的气泡从内到外通过所述多孔烟油容纳仓2侧壁上的孔洞被抽出所述多孔烟油容纳仓2，一段时间以后，所述冷却件3的温度下降到室温，所述溶胶态烟油完全冷却为凝胶状态，且其中的气泡被完全排出，最终得到高透性凝胶态烟油5，所述冷却件3所占据的空间形成所述凝胶态烟油5的中空腔。
优选地，在所述溶胶态烟油冷却过程，所述冷却件3的温度从初始温度下降到25摄氏度并保持恒定，从初始温度下降到25摄氏度所用的时间为1～3小时。
优选地，在所述溶胶态烟油冷却过程中，所述负压仓1内的压力可以为恒定值，也可以为变化值。
优选地，在所述溶胶态烟油冷却过程，所述冷却件3的初始温度为90摄氏度，所述冷却件3的温度控制过程为：首先从90摄氏度下降到60摄氏度，下降速率为0.5摄氏度/分钟，然后从60摄氏度下降到25摄氏度并保持恒定，下降速率为1摄氏度/分钟。
优选地，在所述溶胶态烟油冷却过程，所述负压仓1内的压力从初始压力值逐渐增大到大气压。上述初始压力值低于大气压，为0～95KPa，优选50～95KPa，更优选80～-90KPa。初始压力值可以微负压，只要可以保证烟油内的气泡排出即可。
上述温度和压力的控制过程取决于溶胶态烟油的成分、温度、内含的气泡形 态等因素。
本发明第三方面提供第一方面所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置的用途，其可用于消除凝胶态烟油5中的气泡。
本发明第四方面提供第二方面所述的高透性凝胶态烟油制备方法制备得到的高透性凝胶态烟油5用于中心加热式电子烟的用途，将中心加热式电子烟的加热元件插入凝胶态烟油5的中空腔内使用。
上述技术方案在不矛盾的前提下，可自由组合。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明首次设计了一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，其结合负压仓、冷却件、多孔烟油容纳仓，冷却件为中心冷却件，使得溶胶态烟油可以从内到外冷却，负压仓给烟油提供负压环境，使得溶胶态烟油在从内到外冷却过程中，溶胶态烟油内部的气泡在负压作用下，向外部运动，最终从烟油中完全被排出，最终得到的凝胶态烟油内无气泡、外观均一、透明度高、美观。
2、优选的技术方案中，所述烟油容纳腔的厚度很薄，为0.2cm～1.5cm，气泡向外运动时所受阻力较小，有助于气泡的排出。
3、本发明制备得到的凝胶态烟油整体为具有中空腔的柱状结构，可以适用于中心加热式电子烟，将中心加热式电子烟的加热元件插入凝胶态烟油5的中空腔内使用。
4、同样，由于分段式的中心加热元件容易制备。本发明的凝胶态烟油适用于分段式中心加热电子烟，分段式加热可以根据用户抽吸需要，将凝胶态烟油分段雾化。凝胶态烟油不必经历反复的熔化-凝固，既使得加热元件电能得到了最大化利用，又能几乎毫无延迟地进行雾化，避免了用户的抽吸滞后感，且避免了凝胶态烟油中的化学物质因反复加热而变质，减少了产生异味的可能性。
5、同样因为分段式加热可以将凝胶态烟油分段雾化，凝胶态烟油不必经历反复的熔化-凝固，故不必要求得到的凝胶态烟油具有热可逆固液相变性质，这大大拓展了可使用的胶凝剂的选择范围，使得一些不具有热可逆固液相变性质的胶凝剂也能被使用。
6、一般溶胶态烟油冷却到凝胶态的过程是从外周到内部，烟油表面先凝固，即使在负压环境中，烟油内部的气泡也无法排出。本发明将冷却件设置在烟油容纳仓内部，作为中心冷却件，使烟油从内到外开始冷却，同时在负压的作用下， 烟油中心的气泡从内向外运动而被排出。
附图说明
图1为本发明一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置结构示意图。
图2为本发明得到的高透性凝胶态烟油结构示意图。
附图标记列表：
1、负压仓；1-1、上盖；1-2、底座；1-3、温度控制器；1-4、操作显示屏；2、多孔烟油容纳仓；3、冷却件；4、烟油容纳腔；5、凝胶态烟油。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。
实施例1
本实施例1使用图1和上述发明内容所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置制备高透性凝胶态烟油。
第一步，先配置溶胶态凝胶态烟油；
1、制备烟用香精，其配方中脱色烟草净油含量为50％、薄荷油含量为30％，烟碱含量为20％，将其以500r/min的转速搅拌混合15min直至均匀；
2、制备液体烟油，其配方中蔬菜甘油含量为42％、食用丙二醇含量为56％、烟用香精含量为2％，混合并采用电动搅拌器以500r/min的转速搅拌10min直至均匀，过滤得到澄清液体烟油；
3、搅拌下，将3份鱼胶与5份水混匀后逐渐加到81份液体烟油中。加完后，升高温度至80℃，保持恒温反应继续搅拌反应1h；
4、调节反应体系pH为5，逐渐加入0.5份黄原胶与10.5份水混合物。加完后，升高温度至90℃，保持恒温反应继续搅拌反应3h，得到溶胶态烟油。
经过观测发现该溶胶态烟油中不可避免的混有大大小小的气泡。
第二步，使用本发明的胶态烟油制备装置制备胶态烟油：
所述多孔烟油容纳仓2内壁与所述冷却件3外壁之间的空隙即烟油容纳腔4为空心圆柱体，该空心圆柱体的壁厚为0.5cm，高度为10cm。
使用所述温度控制器1-3控制所述冷却件3的温度，使其初始温度为90摄氏度；
打开所述上盖1-1，将第一步得到的溶胶态烟油倒入所述制备装置中的烟油 容纳腔4中，关闭所述上盖1-1，开启所述负压仓1的抽负压装置，得整个负压仓1内为50KPa负压状态，同时所述温度控制器1-3控制所述冷却件3的温度从90摄氏度开始逐渐下降到25摄氏度并保持恒定，下降速度为0.5摄氏度/分钟；
这个过程中，观测发现与所述冷却件3外壁接触的溶胶态烟油先开始冷却变为凝胶，即溶胶态烟油从内到外开始冷却凝固，同时溶胶态烟油中的气泡从内到外通过所述多孔烟油容纳仓2侧壁的孔洞，被抽出所述多孔烟油容纳仓2，当所述冷却件3的温度下降到室温并保持3小时后，所述溶胶态烟油完全冷却为凝胶状态，且其中的气泡被完全排出，最终得到高透性凝胶态烟油5，所述高透性凝胶态烟油5整体为具有中空腔的柱状结构。
对比例1
将实施例1步骤4得到溶胶态烟油直接倒入具有长方体凹槽的磨具中，长方体凹槽的宽度和高度为0.5cm，长度为10cm，在室温下冷却8小时，得到凝胶态烟油，经过观测发现上述气泡仍旧存在凝胶态烟油中。
对比例2
将实施例1步骤4得到溶胶态烟油直接倒入具有长方体凹槽的磨具中，长方体凹槽的宽度和高度为0.5cm，长度为10cm，放在任意的负压环境中冷却，负压的压力为50KPa，温度为室温，冷却8小时，得到凝胶态烟油，经过观测发现上述气泡仍旧存在凝胶态烟油中，没有被排出。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

  1. 一种用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，其特征在于，所述制备装置包括具有抽负压装置的负压仓(1)，所述负压仓(1)内设置有多孔烟油容纳仓(2)，所述多孔烟油容纳仓(2)内设置有冷却件(3)，所述多孔烟油容纳仓(2)的内壁与所述冷却件(3)外壁之间存在空隙，该空隙作为烟油容纳腔(4)；
    其中，所述多孔烟油容纳仓(2)的侧壁具有允许气体通过但不允许液体烟油通过的孔洞。
  2. 根据权利要求1所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，其特征在于，所述孔洞的形状是规则或者不规则的孔洞，所述孔洞的当量直径为0.01～2毫米。
  3. 根据权利要求1所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，其特征在于，所述多孔烟油容纳仓(2)的侧壁为具有孔隙的丝网结构，所述孔隙的当量直径为0.01～2毫米，该丝网上的孔隙相当于所述孔洞。
  4. 根据权利要求1所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，其特征在于，所述负压仓(1)内还设有温度控制器(1-3)，其与所述冷却件(3)连接并控制所述冷却件(3)的温度变化。
  5. 根据权利要求1所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置，其特征在于，所述烟油容纳腔(4)为空心圆柱体或空心长方形柱体，该空心圆柱体或空心长方形柱体的壁厚为0.2cm～1.5cm。
  6. 一种高透性凝胶态烟油制备方法，其特征在于，其使用权利要求1所述的凝胶态烟油制备装置，所述制备方法包括以下步骤：
    准备好溶胶态烟油，所述溶胶态烟油中存在制备过程中自然混入的气泡；
    控制所述冷却件(3)外壁的温度，使其初始温度大于或等于所述溶胶态烟油的温度；
    打开所述负压仓(1)，将所述溶胶态烟油倒入所述制备装置中的烟油容纳腔(4)中，关闭所述负压仓(1)，开启所述负压仓(1)的抽负压装置，使得整个负压仓(1)内为负压状态，同时控制所述冷却件(3)的温度开始逐渐下降，则开始所述溶胶态烟油冷却过程：与所述冷却件(3)外壁接触的溶胶态烟油先开始冷却变为凝胶，即溶胶态烟油从内到外开始冷却凝固，同时溶胶态烟油中的气泡从内到外通过所述多孔烟油容纳仓(2)侧壁上的孔洞被抽出所述多孔烟油容纳仓(2)，一段时间以后，所述冷却件(3)的温度下降到室温，所述溶胶态 烟油完全冷却为凝胶状态，且其中的气泡被完全排出，最终得到高透性凝胶态烟油(5)，所述冷却件(3)所占据的空间形成所述凝胶态烟油(5)的中空腔。
  7. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述溶胶态烟油冷却过程，所述冷却件(3)的温度从初始温度下降到25摄氏度并保持恒定，从初始温度下降到25摄氏度所用的时间为1～3小时；
    在所述溶胶态烟油冷却过程中，所述负压仓(1)内的压力可以为恒定值，也可以为变化值。
  8. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述溶胶态烟油冷却过程，所述冷却件(3)的初始温度为90摄氏度，所述冷却件(3)的温度控制过程为：首先从90摄氏度下降到60摄氏度，下降速率为0.5摄氏度/分钟，然后从60摄氏度下降到25摄氏度并保持恒定，下降速率为1摄氏度/分钟。
  9. 权利要求1所述的用于减少气泡的凝胶态烟油制备装置的用途，其特征在于，其可用于消除凝胶态烟油(5)中的气泡。
  10. 权利要求6所述的高透性凝胶态烟油制备方法制备得到的高透性凝胶态烟油(5)用于中心加热式电子烟的用途，其特征在于，将中心加热式电子烟的加热元件插入凝胶态烟油(5)的中空腔内使用。
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