CN107082193B - 烟草气氛智能调节装置及含有其的烟草存储装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草气氛智能调节装置及含有其的烟草存储装置。调节装置包括透气不漏液的膜套以及填充在所述膜套内的烟草气氛调节液；膜套包括至少一层带有智能气体微孔通道的聚合物膜；智能气体微孔通道能够对烟草气氛调节液挥发后的气体通过量进行调控，以使得环境达到设定温度湿度时，智能气体微孔通道控制的气体分压达到稳定状态。该调节装置可通过内部调节液的挥发对烟草所处环境气氛调节，当达到特定温度湿度时，调节液以一定速率通过智能气体通道释放，即调控气体通过量达到稳定状态。该智能调节装置不直接接触烟草，提高了烟草保润质量、稳定性。经处理的烟草吸味气格得到巩固和稳定，香气丰富感增加，烟气柔和绵醇，增加了甜韵感。

Description

烟草气氛智能调节装置及含有其的烟草存储装置

技术领域

本发明属于烟草气氛调节技术领域，具体涉及一种烟草气氛智能调节装置及含有其的烟草存储装置。

背景技术

现有的卷烟密封工艺中存在着烟草中易挥发成分含量不断变化，烟草存储过程中的气氛不能保持稳定状态等问题。有些成分比如尼古丁、水分等挥发导致卷烟烟气的口感不再饱满，有些成分导致烟气中杂气成分的含量增多。因此，保持烟草所处环境的气氛稳定对于烟草行业来说是非常重要的。烟草所处环境的气氛比如烟草氛围中的湿度，如果烟草太湿，不容易点燃，抽起来比较费力，并且还会导致燃烧不均匀，出现局部过热。相反，如果烟草过干，则会逐渐失去香味，首先变辣接着变苦或产生异味。

为了解决烟草香味不稳定，烟气口感不饱满的问题，现有技术中的通常做法是在烟草中喷洒适当的保润剂，以增加烟叶的柔韧性，从而保证烟草的香味不流失、不变质。如专利CN201510209794.7中公开了一种烟草保润剂，其组成物和重量份为水溶性植物油1～5份、多元醇50～80份、聚乙二醇2～5份、聚葡萄糖2～5份、麦芽糖2～5份、环己六醇3～7份、无水乙醇5～25份，其在一定程度上形成均匀稳定的湿度氛围体系，从而起到烟叶保润作用。与此相类似的技术还包括专利CN201510523422.1，CN201510106100.7，CN201510209344.8。但上述专利技术中均需要将保润剂直接以液体的形式添加到烟草中，如喷洒的方式，这就在一定程度上为烟草添加了一些不必要的甚至有害的物质，使得烟草燃烧时烟气中杂气增多，甚至出现有害物质，导致了不良效果。并且喷洒的方式保持时间较短，不能够长时间保持烟草氛围。

因此，目前迫切需要出现一种新的装置，其能够对烟草所处的气氛进行调节，以解决烟草在加工和存储过程中抽食口感发生变化，甚至不断变差，放置在高温、干燥、潮湿等极端环境中容易变质、过于干燥或者发霉的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种烟草气氛智能调节装置及含有其的烟草存储装置，可以根据环境的变化智能地调节烟草所处的环境气氛。

为了实现上述目的，本发明提供了一种烟草气氛智能调节装置，包括透气不漏液的膜套以及填充在所述膜套内的烟草气氛调节液；所述膜套包括至少一层带有智能气体微孔通道的聚合物膜；所述智能气体微孔通道能够对一定组成的烟草气氛调节液挥发后的气体通过量进行调控，以使得环境达到设定温度湿度条件时，所述智能气体微孔通道控制的气体分压达到稳定状态。

进一步地，设定温度湿度条件是指：温度为18～35℃；优选为23～26℃；湿度为45±3％～75±2％；优选为65±3％～73±2％；优选地，聚合物膜的智能气体微孔通道的孔径为0.1～10μm；优选孔径为200～900nm，进一步优选孔径为400～600nm；智能气体微孔通道的孔径例如可以是200±30nm，400±20nm，450±20nm或600±35nm。

进一步地，膜套具有与所述烟草气氛调节液相接触的疏水性微孔内膜；优选地，所述疏水性微孔内膜的表面水接触角大于100°；优选为110～120°；优选地，膜套还包括设置在疏水性微孔内膜外部的吸附层，用于对烟草的杂气进行吸附；进一步优选地，所述吸附层为微纳米结构薄层，其厚度为10～200μm；所述吸附层例如可以为纤维素、介孔二氧化硅、半纤维素、木素、活性炭等；优选地，吸附层可以是厚度为75μm的纤维素膜，或者吸附层可以是厚度为90μm的活性炭材料层；或者可以是厚度为80μm的吸附纸(纤维素、半纤维素、木素为主要成分)；或者是厚度为120μm的含有介孔硅材料的吸附纸。

进一步地，聚合物膜为聚合物纤维膜，聚合物纤维膜的厚度为1～50μm；优选厚度为5～40μm；更优选10～25μm；例如可以为20或者35μm。优选地，聚合物纤维膜的材料选自聚对苯二甲酸乙二醋、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、聚四氟乙烯、聚氟代烃中的一种或多种；优选采用聚四氟乙烯的聚合物薄膜。

进一步地，聚合物膜是由具有贯通孔结构的纳米纤维无序排列构成；优选地，纳米纤维中贯通孔的孔径为10～100nm；更优选孔径为30～40nm；具体可以为具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜，其纳米纤维本身的贯通孔径为20nm。

进一步地，具有贯通孔结构的纳米纤维是通过向聚合物溶液中加入无机纳米棒，形成纤维后去除纳米棒得到的。

进一步地，具有贯通孔结构的纳米纤维的直径尺寸为100～900nm。

进一步地，具有贯通孔结构的纳米纤维的制备方法如下：S1、配制聚合物纺丝溶液；优选采用N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，配制质量浓度为12％的聚丙烯腈的纺丝溶液；S2、向所述聚合物纺丝溶液中加入纳米棒，混合均匀后，进行静电纺丝，制得聚丙烯腈纳米纤维膜；优选加入占聚丙烯腈质量10wt％且直径为20nm±10nm，长度为500nm±50nm的氧化铝纳米棒；静电纺丝的纺丝距离为16cm，纺丝电压为60kv；S3、将制备的聚丙烯腈纳米纤维膜通过质量浓度为10％的氢氧化钠溶液处理，清洗后再加入质量浓度为15％的盐酸处理，干燥后将纤维浸泡在质量浓度为5％的全氟辛基硅烷偶联剂的乙醇溶液中浸泡20小时，得到具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜；

优选地，所述无机纳米棒为长度小于500nm，直径为10～100nm的二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌中的一种或几种。

进一步地，按照重量百分比计，调节液包括以下组分：水20～80％；无机盐20～80％；增稠剂0.1～3％；烟草提取物0.1～5％；香精0～2.5％；特异吸附剂0.1～5％；其中，上述各组分的和为百分之百；优选地，按照重量百分比计，调节液包括以下组分：烟草提取物3～4％；水35～45％；盐50～60％；增稠剂0.2～2.0％；香精0.1～2.0％；特异吸附剂0.1～3.5％；其中，上述各组分的和为百分之百；更优选地，按照重量百分比计，调节液包括以下组分：烟草提取物3.5～4％；水38.5～45％；盐55～60％；增稠剂0.6～0.8％；香精0.1～0.7％；特异吸附剂0.8～1.5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

进一步地，烟草提取物为新植二烯、棕榈酸乙酯、十七烷酸乙酯、棕榈酸甲酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯、尼古丁、亚麻酸甲酯、亚麻酸乙酯、十三烷酸、β-4,8,13-杜法三烯-1,3-二醇中的一种或多种；优选烟草提取物为新植二烯、棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯或油酸乙酯；可选地，盐为柠檬酸钠、氯化钠、乙酸钠、甲酸钠、乙酸钾、氯化钾、硝酸铵、氯化铵、氯化镁和硝酸镁中的一种或多种；优选盐为氯化镁、氯化钠、甲酸钠、乙酸钠或柠檬酸钠；可选地，增稠剂为纳米二氧化硅、黄原胶、蔗糖、预胶化木薯淀粉和藻酸丙二醇酯中的一种或多种；优选增稠剂为预胶化木薯淀粉或黄原胶。可选地，香精为与烟草味道匹配的香精，优选为果香、花香、木香、草香中的一种或多种；优选例如可以是薄荷香精、苹果香精或檀木香精；优选地，特异吸附剂为凹凸棒石、无定型铝硅酸、无定型铝硅酸盐、多孔碳纤维和介孔二氧化硅中的一种或多种；较优选为介孔二氧化硅或凹凸棒石。

根据本发明的另一方面，还提供了一种烟草存储装置，其含有上述任一种所述的烟草气氛智能调节装置。

本发明的有益效果：

该烟草气氛智能调节装置可通过其内部调节液的挥发对烟草所处环境气氛进行调节，当环境达到特定的温度和湿度条件时，装入膜套内的调节液能以一定的速率以气体分子的形式通过智能气体通道释放出来，即调控调节液挥发物的气体通过量达到稳定状态，从而保证烟草在一个恒定气氛的环境内储存，进而达到智能可控无接触气氛型绿色保润烟草的作用。该装置与烟草同时处于密闭空间时，智能纳米微孔膜既可以保证调节液挥发气体进入烟草气氛，又能够将调节液与烟草隔离开，即在密闭空间内形成了一定组分比例的气氛。当烟草处于此气氛时，液体本身的组分含量会因气氛浓度变化而进行相应的调整。为了增强烟草本身的醇香味，可以通过提高液体中能够增加烟草品质的有益组分的含量，由于该有益组分的气氛含量对于烟草本身相对较高，在气氛达到平衡时就达到了通过挥发气氛来增加烟草中有益组分含量的目的。

本发明的烟草气氛智能调节装置无须直接接触烟草，突破了在烟叶中喷洒液态保润剂的传统方法，解避免了直接在烟草中添加保润剂导致烟草中有害物质增加或变味的问题，提高了烟草的保润质量、稳定性，增强了烟草保湿防霉变功能；使得烟草气氛调节作用持久。本发明可以方便地对液体调节组分的成分浓度进行调整，并在智能微孔膜的协同作用下达到对烟草本身增香保润、降焦减害的目的，在保持和增加烟草原有香气的前提下，平衡烟盒中的湿度，去除烟草中的杂气，以保证烟草抽吸时口感的饱满感，因而具有很好的应用前景。

本发明还可以在智能纳米微孔膜的外部设置吸附层，以加快烟草气氛中杂气的吸附，从而降低烟草中不利于抽食口感的杂味。经调节处理后的烟草如烟叶或烟丝，其吸味气格得到进一步的巩固和稳定，香气丰富感增加，烟气柔和绵醇，成团性好，还增加了烟气的甜韵感。

本发明的烟草气氛智能调节装置兼具保湿、防潮和平衡气味的功效，使卷烟始终保持相对稳定的含水率，不受地域和季节的影响，使香味保持一定的平衡状态。该装置配合烟草储存仓库、成品烟的烟盒一起使用，可以使卷烟保持原有风格不变，也可以通过加香或补香的方式提升烟气的香气品质，对香烟品吸品质有一定的改善和提高。本发明实现了在密闭空间中智能调节烟草储存气氛的平衡状态，大大延长了烟草的储存时间。并且所采用的原料无毒无害，来源充足，制作工艺简单方便，成本低廉，提高了企业的核心竞争力，可为企业带来可观的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为本发明的烟草气氛智能调节装置中烟草气氛调节液的湿度随温度变化的曲线图；

图2为具有贯通孔结构的纳米纤维的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了解决烟草在加工和存储过程中抽食口感不断变差，放置在高温、干燥、潮湿等环境中容易变质、过于干燥或者发霉的问题，本发明提供了一种烟草气氛智能调节装置，其包括透气不漏液的膜套以及填充在膜套内的调节液，该膜套包括至少一层带有智能气体微孔通道的聚合物膜。该聚合物膜中的智能气体微孔通道能够对烟草气氛调节液的气体通过量进行调控，以使得环境达到设定温度湿度条件时，智能气体微孔通道控制的气体分压达到稳定状态。

为了防止调节装置在使用前其内部的烟草气氛调节液挥发造成浪费，优选在烟草气氛智能调节装置外设置不透气层。例如在膜套的外部粘贴一层不透气层或者设置一个不透气塑料袋。该调节装置放入烟草储存箱前，先撕去外部的不透气层，之后放入烟草储存箱，通过内部调节液挥发对烟草所处环境熏蒸，调节烟草的环境气氛，提高烟草气味和口感质量。

调节装置工作一段时间后，当环境的温度和湿度达到一定条件时，智能气体微孔通道的大小和表面性质对其智能调节起了重要作用。由于智能膜中智能气体微孔通道的孔径越小表面能越高，越容易对水蒸气产生吸附作用。在温度一定时，可以使智能气体微孔通道的吸湿和放湿达到一定平衡，即水蒸气与孔道的吸附作用达到了一定平衡。在一定空间的总气压为一定值的情况下，通过一定大小孔径的微孔通道的其他组分气体分子的量也达到平衡状态。而且因为气体微孔通道表面性质为疏水，气体微孔通道表面虽然会吸附水蒸汽分子，但微孔通道内部不会被液滴浸润，进而可以防止膜内部的液体组分泄露。因此当相对湿度值较高时，其他气体组分就会降低，相对湿度较低时，其他气体组分会升高，当达到设定条件时，即达到一定的温度和湿度时，需要调节的烟草气氛(如：新植二烯)的气体分压就会是一个定值，这就达到了智能调节的作用。

本文中所述的气体分压达到稳定状态是指烟草气氛智能调节装置所在的密闭空间内各种气氛组成保持基本不变。本专利中提到的气体通过量是指液体组分中总的挥发到调控空间中的气体成分量。

根据本发明，该烟草气氛智能调节装置在达到稳定状态时的设定温度湿度条件是指：温度为18～35℃；优选为23～26℃；湿度为45±3％～75±2％；优选为65±3％～73±2％。

本发明的智能气体微孔通道的孔径可以为0.1～10μm，优选孔径可以为200～900nm，进一步优选孔径为400～600nm。例如本发明的智能气体微孔通道的孔径可以是200±30nm，400±20nm，450±20nm，600±35nm。本发明将聚合物膜的孔径限定在上述范围内，既能够保证液体成分不溢出，也能够保证液体挥发成分充分挥发，并且能够较快地达到稳定状态。

根据本发明，烟草气氛智能调节装置内设有与调节液相接触的疏水性微孔内膜。优选地，疏水性微孔内膜的表面水接触角大于100°；优选为110～120°。

根据本发明，烟草气氛智能调节装置还包括设置在疏水性微孔内膜外部的吸附层，以用于对烟草的杂气进行吸附。优选地，吸附层为微纳米结构薄层。其厚度可以为10～200μm。本发明中所指的吸附层是指具有吸附功能的材料形成的，例如吸附层可以是纤维素、介孔二氧化硅、半纤维素、木素或者活性炭等。优选地，吸附层可以是厚度为75μm的纤维素膜，或者吸附层可以是厚度为90μm的活性炭材料层；或者可以是厚度为80μm的吸附纸(纤维素、半纤维素、木素为主要成分)；或者是厚度为120μm的含有介孔硅材料的吸附纸。

本发明的烟草气氛智能调节装置内的聚合物膜可以是聚合物纤维膜。具体地，聚合物纤维膜的材料可以是选自聚对苯二甲酸乙二酯、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、聚四氟乙烯、聚氟代烃和聚丙烯腈中的一种或多种。优选聚四氟乙烯的聚合物薄膜。其中，聚合物纤维膜的厚度可以为1～50μm。优选聚合物纤维膜的厚度可以为5～40μm，更优选10～25μm。

根据本发明，用于烟草气氛智能调节装置的聚合物膜还可以是由具有贯通孔结构的纳米纤维构成。具有贯通孔结构的纳米纤维的直径范围为100-900nm。纳米纤维中的贯通孔结构可以提高智能气体微孔通道的调节效率。优选地，纳米纤维中贯通孔的孔径为10～100nm；更优选孔径为30～40nm。具体地，纤维膜为具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜，其纳米纤维本身的贯通孔径为20nm。

其中，具有贯通孔结构的纳米纤维可以是通过向聚合物溶液中加入无机纳米棒，形成纤维后去除纳米棒制备的。

具体地，具有贯通孔结构的纳米纤维的制备方法如下：S1、配制聚合物纺丝溶液。例如可以是采用N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，配制质量浓度为12％的聚丙烯腈的纺丝溶液。S2、向聚合物纺丝溶液中加入纳米棒，优选加入占聚丙烯腈质量10wt％且直径为20nm±10nm，长度为500nm±50nm的氧化铝纳米棒，混合均匀后，进行静电纺丝，制得聚丙烯腈纳米纤维膜。其中，静电纺丝的纺丝距离为16cm，纺丝电压为60kv。S3、将制备的聚丙烯腈纳米纤维膜通过质量浓度为10％的氢氧化钠溶液处理，清洗后再加入质量浓度为15％的盐酸处理，干燥后将纤维浸泡在质量浓度为5％的全氟辛基硅烷偶联剂的乙醇溶液中浸泡20小时，得到具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜。优选地，无机纳米棒为长度小于500nm，直径为10～100nm的二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌中的一种或几种。

图2即为采用上述方法制备的具有贯通孔结构的纳米纤维的结构示意图。采用具有贯通孔结构的纳米纤维形成的聚合物膜，不仅纤维之间具有微孔，而且纤维本身还具有贯通孔结构，因此该贯通孔结构的纳米纤维形成的聚合物膜可以提高智能气体微孔通道的调节效率。

本发明采用智能聚合物膜调控调节液挥发后的气体通过量，并最终使得烟草在恒定气氛的环境内储存，增加了烟气的甜韵感，进而达到提升烟气香气品质的目的。按照重量百分比计，本发明的调节液包括：烟草提取物0.1～5％；水20％～80％；无机盐20％～80％；增稠剂0～3％；香精0～2.5％；特异吸附剂0.1～5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

优选地，烟草提取物3～4％；水35～45％；盐50～60％；增稠剂0.2～2.0％；香精0.1～2.0％；特异吸附剂0.1～3.5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

进一步优选地，按照重量百分比计，液体组分包括：烟草提取物3.5～4％；水38.5～45％；盐55～60％；增稠剂0.6～0.8％；香精0.1～0.7％；特异吸附剂0.8～1.5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

本发明中所采用的烟草提取物可以为新植二烯、棕榈酸乙酯、十七烷酸乙酯、棕榈酸甲酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯、尼古丁、亚麻酸甲酯、亚麻酸乙酯、十三烷酸、β-4,8,13-杜法三烯-1,3-二醇中的一种或多种。

根据本发明，盐可以是有机盐或无机盐，如可以为柠檬酸钠、氯化钠、乙酸钠、甲酸钠、乙酸钾、氯化钾、硝酸铵、氯化铵、氯化镁和硝酸镁中的一种或多种。优选盐为氯化镁、氯化钠、甲酸钠、乙酸钠或柠檬酸钠。通过向调节液中加入有机或无机盐，可以与智能气体通道协同调整烟草气氛中的湿度，将储存环境的湿度调控在合适的范围内，以使得烟草味道可以发挥到极致，燃烧均匀。

图1为本发明制备的烟草气氛智能调节装置中调节液的湿度随着温度的变化曲线图。可以看出，本发明的烟草气氛智能调节装置可以将环境湿度稳定地控制在一定的范围内。

调节液中还可以添加增稠剂，其目的是进一步的调节液组分泄露污染烟草。优选地，增稠剂可以为纳米二氧化硅、黄原胶、蔗糖、预胶化木薯淀粉和藻酸丙二醇酯中的一种或多种。优选增稠剂可以为预胶化木薯淀粉或黄原胶。香精可以采用与烟草味道匹配的香精，优选为果香、花香、木香、草香中的一种或多种。具体可以是薄荷香精、苹果香精或檀木香精。优选地，香精的浓度维持在50～70ppm；更优选为50～65ppm；具体地，薄荷香精的浓度可以维持在50ppm；苹果香精的浓度可以维持在70ppm；檀木香精的浓度可以维持在65ppm。

本发明还可以向调节液组分中添加特异吸附剂，其目的是吸附烟草气氛中的杂气，以保证烟草的醇香饱满。优选地，特异吸附剂可以是凹凸棒石、无定型铝硅酸、无定型铝硅酸盐、多孔碳纤维和介孔硅中的一种或多种。较优选为介孔二氧化硅或凹凸棒石。

根据本发明的另一方面，还提供了一种烟草存储装置，其上设置有上述任一种的烟草气氛智能调节装置。通过调节，烟草存储装置内的湿度可达湿度为45±3％～75±2％；优选为65±3％～73±2％。在这个环境下储存的烟草的味道可以发挥到极致，燃烧的温度慢而低，燃烧均匀。

下面结合具体实施例进一步说明本发明的有益效果。

实施例1

配制烟草气氛智能调节装置中的调节液组分：

将下述材料按照重量百分比混合：

烟草提取物3％(新植二烯20％、棕榈酸乙酯30％、棕榈酸甲酯50％)、水45％、盐50％(包括甲酸钠60％，柠檬酸钠40％)、增稠剂0.6％(预胶化木薯淀粉)，薄荷香精0.6％、特异吸附剂0.8％(凹凸棒石)。透气不漏液的聚合物膜材料为聚氨酯聚合物膜，聚合物膜的厚度为10μm，孔径为400±20nm。聚合物膜的包裹有一层厚度为75μm的纤维素膜材料的吸附层。将包裹有吸附层的聚合物膜制成和卷烟尺寸一致的密封袋。将调节液填入其中，混合均匀。为了防止调节液在使用前不挥发浪费，在密封袋外面粘贴一层聚乙烯材料的不透气薄膜，以便长期储存。

下面对上述制备的烟草气氛智能调节装置进行测试。

首先撕去密封袋外的不透气薄膜，放于卷烟烟盒中。空白组为未放置密封袋的卷烟。实验组和空白组均在相同条件下测试：在自然空气中(平均温度23℃，湿度20％)放置48小时后送烟厂评吸专家品吸，将实验组与空白组的卷烟进行对比。经测试，实验组的卷烟烟盒空间内的气氛达到稳定状态，烟盒内的温度为26℃，湿度范围为73±2％，薄荷香精的浓度维持在50ppm。

与空白组对比：余味干净，刺激性减少，香气质充足、香气协调、有薄荷香味。

实施例2

配制烟草气氛智能调节装置中的调节液组分：

将下述材料按照重量百分比混合：烟草提取物3.5％(新植二烯50％、棕榈酸甲酯25％、油酸乙酯25％)、水38.5％、盐55％(包括氯化钠40％，氯化镁60％)、增稠剂黄原胶0.8％，苹果香精0.7％、特异吸附剂介孔二氧化硅1.5％。采用聚四氟乙烯聚合物作为透气不漏液的聚合物膜，聚合物膜的厚度为20μm，孔径为200±30nm。聚合物膜外面包裹有一层厚度为90μm的活性炭材料的吸附层。将包裹有吸附层的聚合物膜制成和卷烟尺寸一致的密封袋，将调节液组分填入其中，混合均匀，并在密封袋的外面粘贴一层聚乙烯材料的不透气薄膜，以便长期储存，从而得到本发明的装置。

下面对本发明制备的烟草气氛智能调节装置进行测试。首先撕去密封袋外的不透气聚乙烯薄膜，之后放置于卷烟烟盒中。空白组为内部未放置含有调节液的密封袋的卷烟。

实验组和空白组均在相同条件下测试：在自然空气中(平均温度23℃，湿度40％)放置48小时后送烟厂评吸专家品吸，将实验组与空白组的卷烟进行对比。经测试，实验组的卷烟烟盒空间内的气氛达到稳定状态，烟盒内的温度为23℃，湿度范围为45±3％，苹果香精的浓度维持在70ppm。

与空白组对比：余味干净，刺激性减少，香气质充足、香气协调、有苹果香味。

实施例3

配制烟草气氛智能调节装置中的调节液组分：

将下述材料按照重量百分比混合：烟草提取物4％(亚油酸乙酯60％、尼古丁10％、亚麻酸甲酯30％)、水35％、盐60％(包括乙酸钠30％，氯化镁70％)、增稠剂原胶0.8％，檀木香精0.1％、特异吸附剂介孔二氧化硅为0.1％。

采用聚四氟乙烯聚合物作为透气不漏液的聚合物膜，聚合物膜的厚度为25μm，孔径为600±35nm。聚合物膜外面包裹有一层厚度为80μm的吸附纸材料(纤维素、半纤维素、木素为主要成分)的吸附层。将包裹有吸附层的聚合物膜制成和卷烟尺寸一致的密封袋。将调节液填入其中，混合均匀，在密封袋的外面粘贴一层聚乙烯材料的不透气薄膜，以便长期储存。

下面对本发明制备的烟草气氛智能调节装置进行测试。首先将上述制备的含有液体调节组分的密封袋外的不透气薄膜去除，之后放置于卷烟烟盒中。空白组为内部未放置含有调节液的密封袋的卷烟。

实验组和空白组均在相同条件下测试：在自然空气中(平均温度25℃，湿度60％)放置48小时后送烟厂评吸专家品吸，将实验组与空白组的卷烟进行对比。经测试，实验组的卷烟烟盒空间内的气氛达到稳定状态，烟盒内的温度为25℃，湿度范围为65±3％，檀木香精的浓度维持在65ppm。

与空白组对比：余味干净，刺激性减少，香气质充足、香气协调、有檀木香味。

实施例4

配制烟草气氛智能调节装置中的液体调节组分：

将下述材料按照重量百分比混合：烟草提取物3％(新植二烯20％、棕榈酸乙酯30％、棕榈酸甲酯50％)、水45％、盐50％(包括甲酸钠60％，柠檬酸钠40％)、增稠剂0.6％(预胶化木薯淀粉)，薄荷香精0.6％、特异吸附剂0.8％(凹凸棒石)。

制备具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜：

S1、采用N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，配制质量浓度为12％的聚丙烯腈的纺丝溶液；向聚合物纺丝溶液中加入占聚丙烯腈质量10wt％且直径为20nm±10nm，长度为500nm±50nm的氧化铝纳米棒；混合均匀后，进行静电纺丝。静电纺丝的纺丝距离为16cm，纺丝电压为60kv；制得聚丙烯腈纳米纤维膜；S3、将制备的聚丙烯腈纳米纤维膜通过质量浓度为10％的氢氧化钠溶液处理，清洗后再加入质量浓度为15％的盐酸处理，干燥后将纤维浸泡在质量浓度为5％的全氟辛基硅烷偶联剂的乙醇溶液中浸泡20小时，得到具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜。该透气不漏液聚合物膜的厚度为35μm，孔径为450±20nm。该具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜中纳米纤维本身的贯通孔径为20nm。

在氟化聚丙烯腈纳米纤维膜的外面设置一层厚度为120μm的含有介孔硅材料的吸附纸，然后将氟化聚丙烯腈纳米纤维膜制成和卷烟尺寸一致的密封袋，充入调节液，并在在密封袋的外面黏贴一层PE材料的不透气薄膜，以便长期储存，从而得到本发明的装置。

下面对本发明制备的烟草气氛智能调节装置进行测试。首先撕去调节液的密封袋外的不透气薄膜，之后放置于卷烟烟盒中。空白组为内部未放置含有调节液的密封袋的卷烟。

实验组和空白组均在相同条件下测试：在自然空气中(平均温度23℃，湿度20％)放置48小时后送烟厂评吸专家品吸，将实验组与空白组的卷烟进行对比。经测试，实验组的卷烟烟盒空间内的气氛达到稳定状态，烟盒内的温度为25℃，湿度范围为67±2％，薄荷香精的浓度维持在60ppm。

与空白组对比：余味非常干净，无刺激性，香气质非常充足、香气协调、有檀木香味。

实施例5

其制作方法与实施例1相同，不同之处在于未添加特异吸附剂0.8％。

经测试，实验组的卷烟烟盒空间内的气氛达到稳定状态，烟盒内的温度为18℃，湿度范围为75±3％，檀木香精的浓度维持在65ppm。

与空白组对比：有余味，有刺激性气味，香气质非常充足、香气协调、有檀木香味。

表1

“*”的多少用来表示感官和气味的强弱。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种烟草气氛智能调节装置，包括透气不漏液的膜套以及填充在所述膜套内的烟草气氛调节液；所述膜套包括至少一层带有智能气体微孔通道的聚合物膜；所述智能气体微孔通道能够对一定组成的烟草气氛调节液挥发后的气体通过量进行调控，以使得环境达到设定温度湿度条件时，所述智能气体微孔通道控制的气体分压达到稳定状态；

所述膜套具有与所述烟草气氛调节液相接触的疏水性微孔内膜；所述疏水性微孔内膜的表面水接触角大于100°；所述膜套还包括设置在所述疏水性微孔内膜外部的吸附层，用于对烟草的杂气进行吸附；所述聚合物膜的智能气体微孔通道的孔径为0.1～10μm。

2.根据权利要求1所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述设定温度湿度条件是指：温度为18～35℃；湿度为45±3％～75±2％；所述聚合物膜的智能气体微孔通道的孔径为200～900nm。

3.根据权利要求2所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述设定温度湿度条件是指：温度为23～26℃；湿度为65±3％～73±2％；所述聚合物膜的智能气体微孔通道的孔径为400～600nm，或者所述智能气体微孔通道的孔径是200±30nm，400±20nm，450±20nm或600±35nm。

4.根据权利要求1或2所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述疏水性微孔内膜的表面水接触角为110～120°；所述吸附层为微纳米结构薄层，其厚度为10～200μm；所述吸附层为纤维素、介孔二氧化硅、半纤维素、木素、活性炭中的一种或者多种组合。

5.根据权利要求4所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，吸附层是厚度为75μm的纤维素膜，或者吸附层是厚度为90μm的活性炭材料层；或者是厚度为80μm的纤维素、半纤维素、木素为主要成分的吸附纸；或者是厚度为120μm的含有介孔硅材料的吸附纸。

6.根据权利要求1所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述聚合物膜为聚合物纤维膜，所述聚合物纤维膜的厚度为1～50μm；所述聚合物纤维膜的材料选自聚对苯二甲酸乙二醋、聚酯、聚酰胺、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃、聚四氟乙烯、聚氟代烃中的一种或多种。

7.根据权利要求6所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述聚合物纤维膜的厚度为5～40μm；所述聚合物膜采用聚四氟乙烯的聚合物薄膜。

8.根据权利要求7所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述聚合物纤维膜的厚度为10～25μm。

9.根据权利要求1所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述聚合物膜是由具有贯通孔结构的纳米纤维无序排列构成；所述纳米纤维的直径尺寸为100～900nm；所述纳米纤维中贯通孔的孔径为10～100nm。

10.根据权利要求9所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述纳米纤维中贯通孔的孔径为30～40nm。

11.根据权利要求9所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述聚合物膜为具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜，其纳米纤维本身的贯通孔径为20nm。

12.根据权利要求9所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述具有贯通孔结构的纳米纤维是通过向聚合物溶液中加入无机纳米棒，形成纤维后去除纳米棒得到的。

13.根据权利要求12所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述具有贯通孔结构的纳米纤维的制备方法如下：

S1、配制聚合物纺丝溶液；采用N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，配制质量浓度为12％的聚丙烯腈的纺丝溶液；

S2、向所述聚合物纺丝溶液中加入纳米棒，混合均匀后，进行静电纺丝，制得聚丙烯腈纳米纤维膜；加入占聚丙烯腈质量10wt％且直径为20nm±10nm，长度为500nm±50nm的氧化铝纳米棒；所述静电纺丝的纺丝距离为16cm，纺丝电压为60kv；

S3、将制备的聚丙烯腈纳米纤维膜通过质量浓度为10％的氢氧化钠溶液处理，清洗后再加入质量浓度为15％的盐酸处理，干燥后将纤维浸泡在质量浓度为5％的全氟辛基硅烷偶联剂的乙醇溶液中浸泡20小时，得到具有贯通孔结构的氟化聚丙烯腈纳米纤维膜。

14.根据权利要求13所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述无机纳米棒为长度小于500nm，直径为10～100nm的二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锌中的一种或几种。

15.根据权利要求1中所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，按照重量百分比计，所述调节液包括以下组分：水20～80％；盐20～80％；增稠剂0.1～3％；烟草提取物0.1～5％；香精0～2.5％；特异吸附剂0.1～5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

16.根据权利要求1中所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，按照重量百分比计，所述调节液包括以下组分：烟草提取物3～4％；水35～45％；盐50～60％；增稠剂0.2～2.0％；香精0.1～2.0％；特异吸附剂0.1～3.5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

17.根据权利要求1中所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，按照重量百分比计，所述调节液包括以下组分：烟草提取物3.5～4％；水38.5～45％；盐55～60％；增稠剂0.6～0.8％；香精0.1～0.7％；特异吸附剂0.8～1.5％；其中，上述各组分的和为百分之百。

18.根据权利要求15所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，所述烟草提取物为新植二烯、棕榈酸乙酯、十七烷酸乙酯、棕榈酸甲酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯、尼古丁、亚麻酸甲酯、亚麻酸乙酯、十三烷酸、β-4,8,13-杜法三烯-1,3-二醇中的一种或多种；所述盐为柠檬酸钠、氯化钠、乙酸钠、甲酸钠、乙酸钾、氯化钾、硝酸铵、氯化铵、氯化镁和硝酸镁中的一种或多种；所述增稠剂为纳米二氧化硅、黄原胶、蔗糖、预胶化木薯淀粉和藻酸丙二醇酯中的一种或多种；所述香精为与烟草味道匹配的香精；所述特异吸附剂为凹凸棒石、无定型铝硅酸、无定型铝硅酸盐、多孔碳纤维和介孔二氧化硅中的一种或多种。

19.根据权利要求15所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，烟草提取物为新植二烯、棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯或油酸乙酯；盐为氯化镁、氯化钠、甲酸钠、乙酸钠或柠檬酸钠；增稠剂为预胶化木薯淀粉或黄原胶；香精为果香、花香、木香、草香中的一种或多种；特异吸附剂为介孔二氧化硅或凹凸棒石。

20.根据权利要求19所述的烟草气氛智能调节装置，其特征在于，香精是薄荷香精、苹果香精或檀木香精。

21.一种烟草存储装置，其特征在于，含有权利要求1-20中任一项所述的烟草气氛智能调节装置。

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