CN108851193B - 一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，包括加热混合一定量的食用胶和去离子水，制成的溶液A；再和一定量的导热盐粉末加热混合后，制备成涂布液B；最后将涂布液B涂布在具有发烟剂的烟芯材料表面，真空低温干燥固化处理后，制得加热不燃烧烟芯材料。由本发明的加热不燃烧烟芯材料的制备方法制备出的烟芯材料具有优良的传热性能，以该烟芯材料卷制的烟支受热不产生焦糊现象，发烟量大，香味成分逸出均匀、稳定，烟香丰富、柔和，且有效了改善烟芯材料的抗张强度，更易切条成型，具有很强的实用性和广泛的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟芯材料的制备方法，具体涉及烟草技术领域中的一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法。
背景技术
近年来，随着吸烟与健康的问题日益受到关注，研发能够有效降低烟草有害成分释放量的新型烟草制品已成为各国烟草行业的发展重点。其中，具有代表性的新型烟草制品有电子烟和加热不燃烧卷烟制品。
加热不燃烧卷烟制品是通过加热源对烟芯材料进行加热(温度一般不超过500℃)，烟芯材料受热后其含有的尼古丁和香味成分受热挥发产生烟气来满足消费者的需求。由于烟芯材料处于加热而非燃烧状态，因此传统卷烟高温燃烧产生的有害成分在加热不燃烧卷烟中大幅度减少，有效降低产品对消费者健康的危害。因此，加热不燃烧卷烟制品逐渐受到消费者的青睐。
目前，主流加热不燃烧卷烟的加热模式有电加热型和碳加热型，烟芯材料通常使用烟草薄片制造。
电加热型加热不燃烧卷烟制品通过对烟芯进行中心或者环壁加热，使烟芯材料受热挥发出尼古丁和香味成分。然而，由于烟芯材料传热性能较差，加热时热量不能迅速扩散至整体烟芯材料上，造成热源附近的薄片容易过热产生焦糊现象，而离热源较远的薄片则受热不充分，使得烟雾量和香味成分释放不均匀，并且偶尔会有异味产生，严重影响产品的感官质量。
此外，不同工艺方法生产的烟芯材料在结构和性能上存在差异，对于发烟剂和香味成分的负载量不尽相同，整体适用于加热不燃烧卷烟的烟芯材料有限，造成烟芯材料的利用率不高。
因此，开发具有高导热性能的烟芯材料从而改善电加热型加热不燃烧卷烟制品的品质已成为行业内亟需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有高导热性能的加热不燃烧烟芯材料的制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、混合一定质量比的食用胶和去离子水，加热搅拌，制备成透明易流动的溶液A；
S2、混合一定质量比的导热盐粉末和溶液A，加热搅拌，制备成导热盐涂布液B；
S3、按一定质量比，将涂布液B均匀涂布在具有发烟剂的烟芯材料表面，真空低温干燥固化处理，制得加热不燃烧烟芯材料。
上述步骤S1中的食用胶为卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶、海藻酸钠、***胶和果胶中的一种或多种混合。
上述步骤S2中的导热盐为硝酸钠和硝酸钾形成的二元盐，或硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾形成的三元盐；导热盐粉末为40-100目过筛后的粉末。
上述步骤S3中的发烟剂为甘油和/或丙二醇。
上述步骤S3中的烟芯材料为烟末、烟草碎片、烟梗、植物纤维中的一种或多种，通过造纸法、稠浆法或辊压法制造而成。
上述步骤S1中的食用胶与去离子水的质量比为1:1-1:50，加热温度为50-100℃。
上述步骤S2中的导热盐粉末与溶液A的质量比为1:1-1:10；加热温度为200-250℃。
上述步骤S3的烟芯材料中发烟剂的质量占比为15％-25％。
上述步骤S3中涂布液B为烟芯材料质量的10％-50％；涂布方式包括喷涂、浸渍、刷涂。
上述步骤S3中真空低温干燥处理的真空度为10-50Pa，温度-20-20℃，干燥时间为1-10h。
本发明的有益之处在于：
本发明的一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，相比现有技术，具有以下优点，
(1)、通过在烟芯材料表面均匀负载导热盐，有效提高烟芯材料的导热性能，使得加热源对烟芯材料加热时，热量扩散更加迅速，烟芯受热均匀性显著提高。
(2)、烟芯材料的来源为烟末、烟草碎片、烟梗、植物纤维等，对造纸法、稠浆法和辊压法制造的烟芯材料均适用，提高了不同类型的烟芯材料在加热不燃烧卷烟中的使用率。
(3)、用本发明的方法制备出的加热不燃烧烟芯材料制备的卷烟成品，烟雾量大，香味释放均衡稳定，烟气柔和，与现有产品相比其感官质量显著提高。
本发明的一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，制备出的烟芯材料具有优良的传热性能，以该烟芯材料卷制的烟支受热不产生焦糊现象，发烟量大，香味成分逸出均匀、稳定，烟香丰富、柔和，且有效了改善烟芯材料的抗张强度，更易切条成型，具有很强的实用性和广泛的适用性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作具体的介绍。
实施例1
称取50g***胶与500g去离子水混合，搅拌加热至50℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取100g导热盐(二元盐)研磨过40目筛，将导热盐粉末均匀撒在食用胶溶液A中，升温混合物至200℃使导热盐熔化，并将混合物搅拌均匀，制得导热盐涂布液B。
取2kg造纸法烟芯材料，按照烟芯材料质量的15％均匀添加甘油后，再将导热盐涂布液B均匀喷涂在烟芯材料表面。处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度10Pa、温度-20℃下干燥1h后取出，即得负载导热盐的加热不燃烧用烟芯材料。
实施例2
称取50g卡拉胶与250g去离子水混合，搅拌加热至100℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取30g导热盐(三元盐)研磨过100目筛，将导热盐粉末均匀撒在食用胶溶液A中，升温混合物至250℃使导热盐熔化，并将混合物搅拌均匀，制得导热盐涂布液B。
取660g辊压法烟芯材料，按照烟芯材料质量的25％均匀添加丙二醇后，再浸渍于导热盐涂布液B中。待烟芯材料充分吸收导热盐涂布液B后，将烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度50Pa、温度20℃下干燥10h后取出，即得负载导热盐的加热不燃烧用烟芯材料。
实施例3
称取50g瓜尔胶与100g去离子水混合，搅拌加热至80℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取30g导热盐(二元盐)研磨过80目筛，将导热盐粉末均匀撒在食用胶溶液A中，升温混合物至230℃使导热盐熔化，并将混合物搅拌均匀，制得导热盐涂布液B。
取600g稠浆法烟芯材料，按照烟芯材料质量的20％均匀添加甘油后，再将导热盐涂布液B均匀刷涂在烟芯材料表面。将处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度20Pa、温度-10℃下干燥5h后取出，即得负载导热盐的加热不燃烧用烟芯材料。
实施例4
称取50g海藻酸钠与2500g去离子水混合，搅拌加热至80℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取1500g导热盐(三元盐)研磨过60目筛，将导热盐粉末均匀撒在食用胶溶液A中，升温混合物至250℃使导热盐熔化，并将混合物搅拌均匀，制得导热盐涂布液B。
取5kg稠浆法烟芯材料，按照烟芯材料质量的18％均匀添加甘油和丙二醇(质量比1:1)混合物后，再将导热盐涂布液B均匀喷涂在烟芯材料表面。将处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度30Pa、温度0℃下干燥8h后取出，即得负载导热盐的加热不燃烧用烟芯材料。
实施例5
称取50g卡拉胶、瓜尔胶和果胶的混合物(质量比为1:3:1)与100g去离子水混合，搅拌加热至80℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取30g导热盐(二元盐)研磨过100目筛，将导热盐粉末均匀撒在食用胶溶液A中，升温混合物至230℃使导热盐熔化，并将混合物搅拌均匀，制得导热盐涂布液B。
取600g稠浆法烟芯材料，按照烟芯材料质量的20％均匀添加甘油后，再将导热盐涂布液B均匀刷涂在烟芯材料表面。将处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度20Pa、温度-10℃下干燥6h后取出，即得负载导热盐的加热不燃烧用烟芯材料。
对照例1
称取50g***胶与500g去离子水混合，搅拌加热至50℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取2kg造纸法烟芯材料，按照烟芯材料质量的15％均匀添加甘油后，将食用胶溶液A均匀喷涂在烟芯材料表面。处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度10Pa、温度-20℃下干燥1h后取出，即得加热不燃烧用烟芯材料对照样。
对照例2
称取50g卡拉胶与250g去离子水混合，搅拌加热至100℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取660g辊压法烟芯材料，按照烟芯材料质量的25％均匀添加丙二醇后，将烟芯材料浸渍于食用胶溶液A中。处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度50Pa、温度20℃下干燥10h后取出，即得加热不燃烧用烟芯材料对照样。
对照例3
称取50g瓜尔胶与100g去离子水混合，搅拌加热至80℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取600g稠浆法烟芯材料，按照烟芯材料质量的20％均匀添加甘油后，再将食用胶溶液A均匀刷涂在烟芯材料表面。将处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度20Pa、温度-10℃下干燥5h后取出，即得加热不燃烧用烟芯材料对照样。
对照例4
称取50g卡拉胶、瓜尔胶和果胶的混合物(质量比为1:3:1)与100g去离子水混合，搅拌加热至80℃，使两者充分混匀，得食用胶溶液A。
取600g稠浆法烟芯材料，按照烟芯材料质量的20％均匀添加甘油后，再将食用胶溶液A均匀刷涂在烟芯材料表面。将处理后的烟芯材料放置于真空低温干燥箱中，在真空度20Pa、温度-10℃下干燥6h后取出，即得加热不燃烧用烟芯材料对照样。
对本发明所制备的加热不燃烧烟芯材料(实施例1-5)及其对照样(对照例1-4)进行分析，各导热系数如下表1所示：
表1
从上表1可知，
对照例1—4所制备烟芯材料的导热系数介于0.08-0.125W·m-1·K-1之间，略高于常规烟草薄片，主要是由于烟芯材料表面添加了一定量的甘油或者丙二醇后，其导热性能略有提升。当使用导热盐处理烟芯材料后，由于烟芯材料表面均匀负载了导热盐，其导热系数明显提升。
实施例1—5所制备的烟芯材料的导热系数最低为0.1849W·m-1·K-1，最高达到0.2516W·m-1·K-1。与常规烟草薄片和对照例相比，实施例3所得烟芯材料的导热系数提高了2-3倍。
将本发明所制备的烟芯材料卷制成加热不燃烧卷烟烟支，并对烟支采用中心加热后的感官质量进行评价，评价项目为“烟雾量”、“香气”、“劲头”、“杂气”、“刺激性”和“余味”，每个项目的评分范围为0-10分；其中，“烟雾量”、“香气”、“劲头”、“余味”为正向指标，“杂气”和“刺激性”为反向指标(分数越高表明杂气和刺激性越低)。评吸结果如下表2所示：
表2
从上表2可知，
采用常规烟草薄片制作的加热不燃烧卷烟，其导热性能很差，加热后基本没有烟雾产生，香味成分和烟碱受热逸出量也较少。由于该薄片传热性能不佳，热量聚集在中心部位，造成薄片过热焦糊，其烟气中杂气和刺激性较为明显，整体感官质量较差。
烟芯材料上添加甘油和食用胶后，对照例中的几种烟芯材料卷制的烟支的发烟效果略有增加，香气和劲头有所提升，杂气和刺激性有所下降，但是整体效果改进仍不明显。
烟芯材料上进一步添加导热盐后，实施例中的烟支样品其导热性能显著提升，发烟量大，香味成分和烟碱逸出度高，烟气柔和，刺激性低，整体感官质量较好，达到了本发明的预期效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、混合一定质量比的食用胶和去离子水，加热搅拌，制备成溶液A；
S2、混合一定质量比的导热盐粉末和溶液A，加热搅拌，制备成涂布液B；
S3、按一定质量比，将涂布液B涂布在具有发烟剂的烟芯材料表面，真空低温干燥固化处理，制得加热不燃烧烟芯材料；
所述步骤S1中的食用胶为卡拉胶、黄原胶、瓜尔胶、海藻酸钠、***胶和果胶中的一种或多种混合；
所述步骤S2中的导热盐为硝酸钠和硝酸钾形成的二元盐，或硝酸钠、亚硝酸钠和硝酸钾形成的三元盐；导热盐粉末为40-100目过筛后的粉末；
所述步骤S1中的食用胶与去离子水的质量比为1:1-1:50，加热温度为50-100℃；
所述步骤S2中的导热盐粉末与溶液A的质量比为1:1-1:10；加热温度为 200-250℃；
所述步骤S3的烟芯材料中发烟剂的质量占比为15%-25%；
所述步骤S3中涂布液B为烟芯材料质量的10%-50%；涂布方式包括喷涂、浸渍、刷涂。
2.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的发烟剂为甘油和/或丙二醇。
3.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的烟芯材料为烟末、烟草碎片、烟梗、植物纤维中的一种或多种，通过造纸法、稠浆法或辊压法制造而成。
4.根据权利要求1所述的一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中真空低温干燥处理的真空度为10-50Pa，温度-20-20℃，干燥时间为1-10h。
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