CN112586796A

CN112586796A - 一种中心加热烟草卷烟芯材及加热烟草卷烟芯材的制备方法

Info

Publication number: CN112586796A
Application number: CN202110027833.7A
Authority: CN
Inventors: 吴建霖; 周桂园; 陈宇超; 冯涛; 魏明文; 周俊; 张文军; 李锐
Original assignee: China Tobacco Schweitzer Yunnan Reconstituted Tobacco Co ltd
Current assignee: China Tobacco Schweitzer Yunnan Reconstituted Tobacco Co ltd
Priority date: 2021-01-08
Filing date: 2021-01-08
Publication date: 2021-04-02

Abstract

本发明公开了一种中心加热烟草卷烟芯材及加热烟草卷烟芯材的制备方法，以超细烟草粉体造纸抄造成型工艺获得高吸收性、高负载量、高密度、高导热性能的片基；片基经涂布后获得高涂布率，高热水可溶物含量的涂布样；涂布样表面防吸湿处理、干燥、收卷、轧光、分切、复卷后制备得到中心加热烟草卷烟芯材子卷。该方法解决了采用传统造纸法再造烟叶工艺生产中心加热烟草卷烟芯材热水可溶物含量低、致密性差、表面粗糙、均匀性差、导热性能差、发烟效果差、易吸潮等问题。所制备得到的中心加热烟草卷烟芯材热水可溶物含量≥50％，导热系数≥0.22W/mK，平滑度≥1200S，密度≥1.28g/cm³，同时在感官抽吸品质上具有烟气浓度高、香气量足、烟雾释放稳定等优点。

Description

一种中心加热烟草卷烟芯材及加热烟草卷烟芯材的制备方法

技术领域

本发明属于加热烟草卷烟的制备技术领域，尤其涉及一种中心加热烟草卷烟芯材及加热烟草卷烟芯材的制备方法。

背景技术

控烟环境日趋严峻的背景下，传统烟草制品的销量在一些发达国家及发展中国家市场出现了停滞甚至下降，并随着人们健康意识的普遍提高，以及智能微电子技术的快速发展，新型烟草制品的开发呈井喷式发展。市场上代表性的非传统烟草制品主要有加热不燃烧型烟草制品、无烟气烟草制品等几类。加热不燃烧卷烟作为新型烟草制品中的一类主要产品，其研究与开发普遍受到了烟草企业的重视。在新型烟草制品的研发和发展方面，国内外烟草行业工作者已经做了大量的工作。上世纪70年代，跨国烟草公司就开始做前期准备工作，投入了大量的资金进行市场调研、产品研发、广告宣传。当前，海外市场已经陆续出现了热度较高的产品主要由菲莫国际(PMI)的IQOS、英美烟草的iFuseglo、日本烟草的Ploom Tech等，并取得了较好的销量和消费者转化率(由传统卷烟消费者转而消费加热不燃烧制品的人数占全体体验人数的比例)，具有良好的市场前景。而国内部分中烟公司和科研机构虽有志于此类产品的研究，但大多数侧重于基础理论和烟具研发两方面，或尚停留在实验室研究阶段，尚未形成较为成熟的产品，形成了小批量的烟具和数量较多的专利。

采用传统造纸法再造烟叶工艺生产中心加热烟草卷烟芯材热水可溶物含量低、致密性差、表面粗糙、均匀性差、导热性能差、发烟效果差、易吸潮等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决了采用传统造纸法再造烟叶工艺生产中心加热烟草卷烟芯材热水可溶物含量低、致密性差、表面粗糙、均匀性差、导热性能差、发烟效果差、易吸潮等问题。

提出了一种中心加热烟草卷烟芯材及加热烟草卷烟芯材的制备方法。

为了实现上述目的，为解决上述现有技术的不足，本发明采用如下技术方案来实现。

一种中心加热烟草卷烟芯材，由包括如下重量份的原料制备得到：

其中，所述助剂为罗望子多糖胶(TSP)、壳聚糖、羧甲基纤维素钠(CMC)、阳离子淀粉、瓜尔胶、聚乙烯醇中的一种或多种组合。

进一步地，所述超细烟草粉末为烟叶原料、烟叶碎片、烟梗、烟末等经粉碎处理后的一种或多种组合。

进一步地，所述纤维素纤维为木浆(针叶木浆、阔叶木浆)、麻浆(亚麻浆、***浆)、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。

进一步地，所述发烟剂为丙二醇、丙三醇、甘露醇、1、3-丙二醇、山梨醇及木糖醇等多碳脂肪醇以及多碳脂肪酸的一种或多种组合；

所述的防潮剂为罗望子多糖胶(TSP)、蜂蜡、可可脂、中的一种或多种组合。

进一步地，所述香原料为烟草粉末、烟草及香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。

本发明的另一目的提供了一种中心加热烟草卷烟芯材的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1.将烟草原料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细烟草粉末；

步骤S2.将步骤S1制备得到的超细烟草粉末与水混合进行提取，提取完毕后过滤得到提取液和滤渣；

步骤S3.将步骤S2中制备得到的提取液进行浓缩制备得到浓缩液，在浓缩液中加入香原料、发烟剂充分混合均匀后制备得到涂布液，备用；

步骤S4.将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，备用；

步骤S5.将步骤S2制备得到的滤渣与步骤S4制备得到的纤维素纤维浆料进行混合，加入助剂进行充分混合均匀后制备得到混合浆料；

步骤S6.将步骤S5制备得到的混合浆料按造纸抄造成型工艺进行抄造制备得到片基；

步骤S7.将步骤S3中制备得到的涂布液与步骤S6制备得到的片基采用浸滞涂布工艺进行涂布，制备得到涂布样；

步骤S8.将步骤S7中制备得到涂布样采用喷涂工艺在涂布样表面喷涂防潮剂；

步骤S9.将步骤S8表面喷涂防潮剂后制备得到的涂布样经干燥、收卷、轧光、分切、复卷后制备得到加热烟草卷烟芯材产品。

进一步地，所述步骤S1中的超细烟草粉末的特征为：中位粒径D50为139.20um～31.34um，小于20um粒径含量在16.64％～33.88％之间。

进一步地，所述步骤S2中超细烟草粉末与水的混合的重量比为1：4.6～8，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min。

进一步地，所述步骤S4中的制浆，制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为20⁰SR～55⁰SR。

进一步地，所述步骤S6中抄造制备得到片基的绝干定量为30g/m²～80g/m²；

所述步骤S7中制备得到涂布样的绝干定量为50g/m²～200g/m²；

所述步骤S9中轧光压力为10-30Mpa。

本发明的工作原理：

将原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到中位粒径D50为139.20um～31.34um，小于20um粒径含量在16.64％～33.88％之间的超微粉，再加水混合，后分离得提取液和滤渣；纤维素纤维制浆制得的浆料中再加入从原材料中提取的滤渣和助剂制得混合浆料，再抄造成型得片基。

由于原料为超微粉，若按植物细胞平均直径为20um来算(大多数植物细胞的粒径在10um～30um之间)，则当小于20um粒径含量在16.64％～33.88％之间时，意味着占比达到16.64％～33.88％的烟草细胞已经破壁，细胞的破壁程度不同，所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同，而这些指标是影响成品涂布率、平滑度、均匀性、理化指标、感官质量等的重要因素。

另一方面，罗望子胶是一种水溶性木葡聚糖，以葡萄糖作为主链，半乳糖和木糖组成侧链的水溶性聚合多糖。木葡聚糖是一种存在于高等植物的细胞壁的多糖，特别是许多植物细胞生长的壁(主壁)级分。此外木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支较多，故多糖分子具有很强的亲水性，能够结合许多水分子(即水合)并产生一定的粘度，该多糖溶液的粘度不是很高，但其特征在于在有糖共存时有增粘的作用，且可诱导发生凝胶化。助剂使用罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物等的一种或几种混合而成的助剂，在制备混合浆料的过程中，由于其分子主链结构与超细植物粉末分子的相似性，使其易于吸附到纤维上而产生助留、助滤和增强效果，促进分子伸展；另外，罗望子多糖胶精准用量下和壳聚糖、羧甲基纤维素钠(CMC)、阳离子淀粉、瓜尔胶、聚乙烯醇混合后与混合浆料充分混匀，木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支能够与带电荷的淀粉水溶物充分匀合，并容易与带负电荷的纤维及超微植物粉末发生相互络合作用，使得整个助剂带有电荷密度均匀的特性，从而提升浆料留着率；最后，上述包含罗望子多糖胶的助剂由于有效的促进了混合浆料中分子的伸展，因此整体混合浆料分子量适中，因而不会产生过度絮凝，有助于提升片基的均匀性。

最后，由于发烟剂在芯材表面形成聚聚层，表面张力的存在加大了其与水分子结合的几率，从而导致芯材出现吸潮的问题，采用喷涂的工艺在芯材的表面喷涂罗望子多糖胶(TSP)、蜂蜡、可可脂、羧甲基纤维素中的一种或多种组合可使发烟剂形成凝胶状，热风干燥后形成一层相对干燥的膜，该类材料不仅可以起到防吸潮的作用，还可以提高芯材烟雾释放量。

基于以上因素，将单一或者多元化的烟草原料进行超微粉碎，使浸提和打浆工艺所使用的物料最大均质化，而超细颗粒粉末通过和纤维素纤维充分混合后进行片基抄造，其片基定量均匀、质地柔软、超微粉碎处理后的颗粒比表面积及孔隙容积率大幅度提升带来加载能力大幅提升；经涂布后表面细腻、涂布一致性好、可实现55％以上涂布率加载；经喷涂防潮剂干燥以后，芯材表面形成一层相对干燥的膜，可有效防止芯材的吸潮。依据该工艺制备得到的中心加热烟草卷烟芯材热水可溶物含量高，导热性能好，平滑度高，密度高，同时在感官抽吸品质上具有烟气浓度高、香气量足、烟雾释放稳定等优点。

有益效果：

(1)通过对植物原材料的超细粉化粉碎处理制成粉膏，并提取分离，提取液制成浓缩液后制备涂布液，而粉渣和浆料混配制成混合浆料，通过超微粉的处理，使得原料细胞不同比例的破壁，破壁程度的不同，所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同，当20um的粒径含量在16.64％～33.88％之间，中位径(D50)为139.20um～31.34um时，所制备得到的片基定量均匀、质地柔软，经涂布后成品涂布一致性好、均匀性较好，同时可实现55％以上涂布率加载，物理指标波动更趋于稳定。

(2)所制备得到的中心加热烟草卷烟芯材热水可溶物含量≥50％，导热系数≥0.22W/mK，平滑度≥1200S，密度≥1.28g/cm³，同时在感官抽吸品质上具有烟气浓度高、香气量足、烟雾释放稳定等优点；制成的芯材，可溶物含量高、致密性好、表面光滑、均匀性好、导热性能好、发烟效果好、不易吸潮。

附图说明

图1为常规工艺制备得到的加热烟草芯材DTG曲线

图2为本发明工艺制备得到的加热烟草芯材DTG曲线

附图标记：A为TG曲线；B为DTG曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例

(1)将烟草原料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细烟草粉末，超细烟草粉末的中位径(D50)为50.19um，小于20um粒径含量25.26％；

(2)取80份重量的(绝干质量)的上述超细烟草粉末置于提取罐中，向其中加入4.6倍重量的水，70℃提取30分钟，提取完毕后过滤得到提取液和滤渣；

(3)提取液采用减压蒸馏浓缩工艺进行浓缩得到浓缩液,在浓缩液中加入20份重量的发烟剂，2份重量的香原料充分搅拌混合均匀后制备得到涂布液备用；

(4)取20份重量的针叶木浆，按造纸法再造烟叶制浆工艺进行制浆，浆料的肖博尔打浆度为50⁰SR；

(5)制浆完成后将烟草粉渣和纤维素纤维浆料一起混合，在混合浆料中加入0.4份重量的添加剂，充分搅拌混合均匀后采用造纸法再造烟叶片基抄造成型工艺进行片基的制备，片基的定量为60g/m²；

(6)将涂布液按造纸法再造烟叶涂布工艺涂布于片基上，涂布后再造烟叶的绝干定量控制为130g/m²；

(7)取0.5份重量的防潮剂采用喷涂工艺在涂布样表面喷涂防潮剂；

(8)涂布样经干燥、收卷、轧光、分切、复卷后制备得到加热烟草卷烟芯材产品，其中轧光压力为20Mpa

该工艺所制备得到的中心加热烟草卷烟芯材与常规造纸法再造烟叶工艺制备得到的中心加热烟草卷烟芯材指标差异如下。

该工艺所制备得到的中心加热烟草卷烟芯材与常规造纸法再造烟叶工艺制备得到的中心加热烟草卷烟芯材发烟效果以热失重分析结果为表述，如图1和图2所示。

烟具以340℃为基准，该工艺制备得到的芯材质量损失已经得到显著提升。常规工艺制备得到的芯材为48.4％，该工艺制备得到的芯材达到66.4％，同比提升37.2％；该工艺制备得到的芯材的剧烈质量损失提前，由对照的277.2℃提前至100.3℃及99.8℃。表明发烟剂产生气溶胶从而带来吸食感受的温度提前，在加热完成后产生的烟雾量也就更多；该工艺制备得到的芯材在每100℃区间内均存在峰值，每个区间峰值的出现，代表烟雾释放更趋于平稳，可以确保在每个温度段加热烟草芯材的烟雾释放。

Claims

1.一种中心加热烟草卷烟芯材，由包括如下重量份的原料制备得到：

其中，所述助剂为罗望子多糖胶、壳聚糖、羧甲基纤维素钠、阳离子淀粉、瓜尔胶、聚乙烯醇中的一种或多种组合。

2.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材，其特征在于，所述超细烟草粉末为烟叶原料、烟叶碎片、烟梗、烟末等经粉碎处理后的一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材，其特征在于，所述纤维素纤维为木浆、麻浆、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。

4.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材，其特征在于，所述发烟剂为丙二醇、丙三醇、甘露醇、1、3-丙二醇、山梨醇及木糖醇等多碳脂肪醇以及多碳脂肪酸的一种或多种组合；

所述的防潮剂为罗望子多糖胶、蜂蜡、可可脂中的一种或多种组合。

5.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材，其特征在于，所述香原料为烟草粉末、烟草及香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。

6.一种中心加热烟草卷烟芯材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的加热烟草卷烟芯材的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的超细烟草粉末的特征为：中位粒径D50为139.20um～31.34um，小于20um粒径含量在16.64％～33.88％之间。

8.如权利要求8所述的加热烟草卷烟芯材，其特征在于，所述步骤S2中超细烟草粉末与水的混合的重量比为1：4.6～8，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min。

9.如权利要求6所述的加热烟草卷烟芯材，其特征在于，所述步骤S4中的制浆，制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为20⁰SR～55⁰SR。

10.如权利要求8所述的加热烟草卷烟芯材，其特征在于，

所述步骤S6中抄造制备得到片基的绝干定量为30g/m²～80g/m²；

所述步骤S7中制备得到涂布样的绝干定量为50g/m²～200g/m²；

所述步骤S9中轧光压力为10-30Mpa。