CN113876025A - 一种碳棒加热不燃烧烟草制品 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段、燃烧烟气净化段、吸食烟气发生段，所述燃料段设有同轴的第一碳棒与第二碳棒，所述燃烧烟气净化段内填充有过滤剂，所述吸食烟气发生段内填充有烟草原料，所述第一碳棒的着火点为150‑350℃，所述第一碳棒的燃尽温度小于等于600℃，所述第二碳棒的着火点为300‑600℃，所述第二碳棒的燃尽温度小于等于850℃，持久耐烧、避免不完全燃烧。

Description

一种碳棒加热不燃烧烟草制品

技术领域

本发明涉及加热不燃烧新型烟草制品领域，具体涉及一种碳棒加热不燃烧烟草制品。

技术背景

新型烟草制品由于其减害特性逐渐取代卷烟等传统烟草制品成为研发热点。新型烟草制品主要是指区别于采用传统燃吸方式的卷烟烟草制品，根据使用形式可以分为无烟气、有烟气两类。其中无烟气产品以加热不燃烧型烟草制品和电子烟为代表。有烟气产品则主要包含***烟、嚼烟，以及含化型烟草制品。目前市场上以无烟气的两类产品居多。

传统卷烟在抽吸时烟草处于高温燃烧状态，容易生成焦油、苯并芘、小分子气体污染物等。加热非燃烧型烟草制品（又名低温卷烟）是通过特殊的加热源对烟丝进行加热，加热时烟丝中的尼古丁及香味物质通过挥发产生烟气来满足吸烟者需求的一种新型烟草制品。与传统卷烟不同，在抽吸间歇加热非燃烧型烟草制品的烟丝处于非燃烧状态，加热温度最高一般不超过350°C，从而尽可能减少烟草高温燃烧裂解产生的有害成分。

加热非燃烧型烟草制品按照加热源的不同，可分为“电加热型烟草制品”、“燃料加热型烟草制品”和“理化反应加热型烟草制品”。在加热不燃烧烟草制品的三个种类中，电加热吸烟***产品开发和技术研究最为广泛，主要包括烟具、烟弹和充电器组成。使用时将烟弹***烟具中，通过烟具给烟弹加热，使烟弹中的烟草即热而不燃烧。烟弹主要由烟草原料段、空管段、降温段、滤嘴段组成，其中烟草段主要原料为烟草薄片。

碳是世界上使用历史悠久，来源广泛的可燃材料，与电加热不燃烧烟相比，以碳作为热源所制备的加热不燃烧烟草制品在外形上与传统的卷烟制品较为接近，容易被传统卷烟的消费者所接受。国内近年来也开展了较多的碳加热不燃烧烟草制品的研发工作，但是遗憾的是目前在市场上并未有广泛销售的碳加热不燃烧烟草制品。主要原因分析如下：1）碳棒不易点燃，体验效果差。虽然碳加热不燃烧烟外形和传统卷烟相似，但是由于碳棒的着火温度远高于烟草，采用火柴或者打火机点燃较为困难，常用的解决方式就是在炭棒配方中加入催化剂、助燃剂等物质，如发明专利CN 103619198 B名称为用于发烟制品的可燃热源，包括碳和至少一种点火助剂，点火助剂选自由金属硝酸盐、氯酸盐、过氧化物、铝热材料、金属间材料、镁、锆等；如发明专利申请号201810918505 .4名称一种改性炭材料、其制备方法及用途，使用CuO作为改性剂改性碳质材料，此外，还可以采用特殊的点燃器具快速点燃碳棒，如申请号 201610985613 .4发明专利名称一种可点燃炭加热不燃烧卷烟的点燃器具采用激光器和聚光透镜形成高温快速点燃碳棒；2)碳棒燃烧时产生的烟气含有有害气体CO，可能对人体健康产生危害。为了降低碳棒燃烧过程中CO的产生量，进而避免进入人体肺部，目前通常的做法就是在碳棒制备的过程中加入催化剂，这些催化剂通常在固体燃料如煤、碳、石墨等的燃烧过程中被使用以提高燃烧效率，如碱金属碱土金属的氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氯化物，或者过渡金属的氧化物及盐类物质；除了在碳棒原料配方上进行改进之外，还可以通过改善烟支结构降低CO的吸入量，如发明专利201610466840.6，名称一种气路分离式燃料加热型烟草制品，在燃料段上分别设置中心孔以及周边轴向通孔，其中中心轴向通孔的内表面涂有不透气涂层，并与隔气且导热性挡板相连，其他周边轴向通孔与径向通孔相连，该种设计使得流经中心轴向通孔的空气被碳棒预热然后经过挡板来加热发烟材料，供抽吸；碳棒燃烧所需要的空气以及产生的烟气由周边轴向通孔进入，从径向通孔流出，该种设计可以保证进入抽吸者的口中是空气和发烟材料挥发出来的物质，最大限度的避免了烟气中CO对人体的危害。但是该种设计由于碳棒周边轴向通孔属于自然对流，氧的扩散速度较低，缺乏吸烟者吸力，可能使得碳棒的实际燃烧稳定性变差，此外，随着碳棒的燃烧，中心不透气涂层会脱落、氧化和燃烧，此时将不再起到隔绝烟气甚至还会产生更多的有毒有害物质；3）碳棒不耐烧，不能满足持续深度吸烟者的需求。碳棒的长度有限，采用易燃碳或者在碳粉体中掺入过多的氧化剂、催化剂、助燃剂之类的物质，容易导致碳棒着火快，燃烧时间短，无法满足抽吸者的抽吸时间要求，反之，采用低挥发分、石墨化相对致密的碳甚至纯碳如石墨粉、碳纤维、焦炭等作为碳棒的原料具有耐烧的特点，但是不容易点燃。鉴于着火与耐烧二者存在难以兼容的特性，发明专利申请号201911263915 .0、名称易燃耐烧碳质热源及其制备方法和用途提出采用碳源调配的方法制备碳棒，将易燃碳和难燃碳进行掺混，同时发挥易燃碳容易点火、难燃碳持火耐烧性强的特点，保证了碳棒的易燃耐烧双重优点。该种碳源调配的方法虽然兼顾了着火和耐烧特性，但是实际燃烧过程中可能出现碳棒中易燃碳颗粒快速燃烧耗氧、难燃碳颗粒燃烧供氧不足的情况，由于易燃碳颗粒与难燃碳颗粒在燃烧时的竞争抢风，空气中的氧气，现象存在，可能导致燃烧烟气中出现不完全燃烧现象，进而产生CO。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种碳棒加热不燃烧烟草制品，持久耐烧、避免不完全燃烧。

本发明的技术方案是，一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段、燃烧烟气净化段、吸食烟气发生段，所述燃料段设有同轴的第一碳棒与第二碳棒，所述燃烧烟气净化段内填充有过滤剂，所述吸食烟气发生段内填充有烟草原料，第一碳棒和第二碳棒的着火点、耐烧特性显著不同，所述第一碳棒的着火点为150-350℃，所述第一碳棒的燃尽温度小于等于600℃，视为易燃碳棒，所述第二碳棒的着火点为300-600℃，所述第二碳棒的燃尽温度小于等于850℃，视为难燃碳棒，本方案采用同轴的双层碳棒在物理空间进行复合形成碳质热源，内层为实心碳棒，外层为中空碳棒，形成的碳质热源可以直接点燃产生高温烟气同时预热流经第一碳棒和第二碳棒表面的空气，该热源中易燃型碳棒可以迅速点燃，而难燃型碳棒可以耐烧持久，具有易燃耐烧的双重优点，燃料段、燃烧烟气净化段、吸食烟气发生段依次串联，来自燃料段的烟气、热空气以及二者的混合气经过烟气净化段后，到达吸食烟气发生段，利用来流气体所携带的热量使得吸食烟气发生段所放置的烟草原料发生蒸发、挥发、热解等物理化学过程，形成可供吸食的烟气。

优选地，所述第二碳棒容置于所述第一碳棒的内部，所述第一碳棒的内表面与所述第二碳棒的外表面贴合，所述第一碳棒的外表面设有用于增大所述第一碳棒表面积的凹槽，所述凹槽至少设有一个，即内层为难燃碳棒，外层为易燃碳棒，二者通过接触表面的摩擦力固定相对位置而贴合，实现易燃碳棒对难燃碳棒的包裹，所述凹槽具有任意形状，任意形状包括但不限于圆柱状、方形、三角形、波浪状、螺旋状、不规则形状，以增大空气与易燃碳棒外表面的接触面积。

优选地，所述第一碳棒容置于所述第二碳棒的内部，所述第一碳棒的外表面与所述第二碳棒的内表面部分贴合，所述第一碳棒的外表面及所述第二碳棒的内表面均设有用于供气流流通的缝隙，所述缝隙至少设有一个，即内层为易燃碳棒，外层为难燃碳棒，二者通过接触表面的摩擦力固定相对位置而贴合，实现难燃碳棒对易燃碳棒的部分接触，所述缝隙为任意形状且任意分布的缝隙，任意形状包括但不限于圆柱状、方形、三角形、波浪状、螺旋状、不规则形状，。

优选地，所述过滤剂为负载有金属氧化物的多孔材料，该材料具有吸附、催化CO和氧气反应的功能，将来流气体中的CO氧化为CO₂，同时可以吸附捕获部分来流气体中携带的灰颗粒、炭黑等固体小颗粒。

优选地，所述金属氧化物包括CuO、Fe₂O₃、MnO₂、CeO₂中的一种或几种，金属氧化物的负载量为1-5%，负载方法包括但不限于公知技术中的浸渍法、沉淀法、氧化还原法。

优选地，所述多孔材料包括分子筛、沸石、颗粒活性炭、粉末氧化铝、粉末氧化钛中的一种或几种，一方面是作为金属氧化物的载体，另一方面作为吸附材料使用。

优选地，所述烟草原料包括烟草粉末、烟草薄片、烟弹中的一种或几种。

优选地，所述第一碳棒的长度比所述第二碳棒的长度长1-2mm，即易燃碳棒比难燃碳棒长1-2mm，本方案中难燃碳棒的长度为8-15mm，设置长度差的原因在于，双层碳棒在燃烧时存在先后顺序，首先易燃型碳棒很快着火燃烧，提供抽吸所需要的热量，与此同时，燃烧的烟气和预热的空气将热量通过传导、对流和辐射的形式传递给难燃碳棒，提升了难燃型、碳棒的温度，有利于难燃碳棒的着火，进而当易燃碳棒处于燃烧后期时，难燃碳棒可以继续燃烧，提供抽吸所需要的热量。

优选地，所述第一碳棒包括果木炭、菊花炭、棉杆炭、烟草炭中的一种或几种，所述第一碳棒的碳元素含量不小于60%，此类炭棒结构蓬松且含有易燃物质，着火点为150-350℃，燃尽温度小于等于600℃，可作为易燃碳棒使用。

优选地，所述第二碳棒包括石墨粉、碳纤维、焦炭、竹炭、活性炭、乌冈炭、白炭、备长炭中的一种或几种，所述第二碳棒的炭元素含量不小于80%，此类炭棒结构紧密且含碳量高，着火点为300-600℃，燃尽温度小于等于850℃，耐烧持久。

本发明的有益效果在于：

1.本方案将第一碳棒作为易燃炭棒，第二碳棒作为难燃碳棒进行空间组合，形成复合型双层碳棒的碳质热源，该热源中易燃碳棒可以迅速点燃，而难燃碳棒可以耐烧持久，具有易燃耐烧的双重优点；

2.燃料段内的双层碳棒，与现有技术中采用易燃碳和难燃碳掺配形成的单只碳棒不同，克服了现有技术中单只碳棒因在燃烧过程中由于不同燃烧特性的碳颗粒同时氧化燃烧而相互影响导致燃烧不完全的现象，本方案的双层碳棒在燃烧时存在先后顺序，首先易燃碳棒很快着火燃烧，提供抽吸所需要的热量，与此同时，燃烧的烟气和预热的空气将热量通过传导、对流和辐射的形式传递给难燃碳棒，提升了难燃碳棒的温度，有利于难燃碳棒的着火，进而当易燃型碳棒处于燃烧后期时，难燃碳棒可以继续燃烧，提供抽吸所需要的热量；

3. 燃烧烟气净化段填充的负载有金属氧化物的多孔材料可以有效氧化未燃尽的CO，避免了碳棒燃烧产生的烟气对人体的危害，另外可以有效阻挡碳棒燃烧产生的灰分、炭黑等颗粒物被人体吸入，同时可以隔开碳棒与吸食烟气发生段，避免碳棒末端直接与所填充的可供吸食烟气的物质接触，减少可供吸食烟气的物质由于温度过高所导致的对人体健康有害的物质的挥发。

附图说明

图1为本方案所述的碳棒加热不燃烧烟草制品的结构示意图；

图2为实施例1所述的碳棒加热不燃烧烟草制品的燃料段纵截面示意图；

图3为实施例1所述的碳棒加热不燃烧烟草制品的燃料段横截面示意图；

图4为实施例2所述的碳棒加热不燃烧烟草制品的燃料段纵截面示意图；

图5为实施例2所述的碳棒加热不燃烧烟草制品的燃料段横截面示意图；

图6为实施例1-3及对比例1所制备的碳棒加热不燃烧烟草制品的燃烧测试数据。

图中：1、燃料段；2、燃烧烟气净化段；3、吸食烟气发生段；4、第一碳棒；41、凹槽；5、第二碳棒；6、缝隙。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

如本文所用的术语“易燃碳棒”和“难燃碳棒”分别是指着火点偏低和着火点偏高的碳质材料，易燃碳棒等同于本文所述的第一碳棒，难燃碳棒等同于本文所述的第二碳棒。

实施例1

一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段1、燃烧烟气净化段2、吸食烟气发生段3。

所述燃料段1设有同轴的第一碳棒4与第二碳棒5，第一碳棒4与第二碳棒5组成双层碳棒形式的碳质热源，第一碳棒4和第二碳棒5的着火点、耐烧特性显著不同，所述第一碳棒4的着火点为150℃，所述第一碳棒4的燃尽温度为600℃，视为易燃碳棒，所述第二碳棒5的着火点为300℃，所述第二碳棒5的燃尽温度小于等于850℃，视为难燃碳棒，所述第一碳棒4为菊花炭，所述第一碳棒4的碳元素含量为60%，所述第二碳棒5为焦炭，所述第二碳棒5的炭元素含量为80%，难燃碳棒的长度位于8mm，易燃碳棒的长度位于9mm，值得注意的是，所述第一碳棒4及第二碳棒5通过采用工业分析仪分析其水分、挥发分、固定碳和灰分的含量以判定是否符合本方案所述的易燃碳棒、难燃碳棒的定义要求后选定；所述第二碳棒5容置于所述第一碳棒4的内部，所述第一碳棒4为中空碳棒，所述第二碳棒5为实心碳棒，所述第一碳棒4包裹所述第二碳棒5，所述第一碳棒4的内表面与所述第二碳棒5的外表面贴合，所述第一碳棒4的外表面设有用于增大所述第一碳棒4表面积的凹槽（41），所述凹槽（41）有2个，所述凹槽（41）可以为任意形态，如方形凹槽（41）、沟槽状，也可是波浪状，也可以是螺旋状等；

所述燃烧烟气净化段2填充有所述过滤剂，所述过滤剂为负载有金属氧化物的多孔材料，所述金属氧化物为Fe₂O₃，所述多孔材料为颗粒尺寸小于1mm的活性炭粉末，所述金属氧化物通过浸渍法在活性炭粉末上负载质量含量1%的Fe₂O₃；

所述吸食烟气发生段3内填充有0.45g烟草原料，所述烟草原料包括烟草粉末、烟草薄片的混合物；

本实施例所述的碳棒加热不燃烧烟草制品在使用时的过程如下：采用火柴直接点燃外层的易燃碳棒，易燃碳棒燃烧产生的热量加热了流过表面的空气和形成的烟气，这些气流在抽吸力的作用下经过燃烧烟气净化段2，其中气流携带的颗粒被过滤下来，烟气中有害气体CO被催化氧化为CO₂，经过净化的具有一定温度的气流加热吸食烟气发生段3的烟草原料，释放出可供吸食的烟气供抽吸者享用；

随着易燃碳棒的持续燃烧，热量经过传导到内层难燃碳棒，当温度达到难燃碳棒的着火温度时，难燃碳棒会燃烧，进而持续产生热量加热流过表面的空气和形成的烟气，这些气流在抽吸力的作用下经过燃烧烟气净化段2，其中气流携带的颗粒被过滤下来，烟气中有害气体CO被催化氧化为CO₂，经过净化的具有一定温度的气流加热吸食烟气发生段3的烟草薄片，持续释放出可供吸食的烟气供抽吸者享用。

实施例2

一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段1、燃烧烟气净化段2、吸食烟气发生段3。

所述燃料段1设有同轴的第一碳棒4与第二碳棒5，第一碳棒4与第二碳棒5组成双层碳棒形式的碳质热源，第一碳棒4和第二碳棒5的着火点、耐烧特性显著不同，所述第一碳棒4的着火点为350℃，所述第一碳棒4的燃尽温度为580℃，视为易燃碳棒，所述第二碳棒5的着火点为600℃，所述第二碳棒5的燃尽温度为750℃，视为难燃碳棒，所述第一碳棒4包括菊花炭、棉杆炭的混合物，所述第一碳棒4的碳元素含量为62%，所述第二碳棒5为乌冈炭、白炭、备长炭的混合物，所述第二碳棒5的炭元素为86%，难燃碳棒的长度位于12mm，易燃碳棒的长度位于13mm，值得注意的是，所述第一碳棒4及第二碳棒5通过采用工业分析仪分析其水分、挥发分、固定碳和灰分的含量以判定是否符合本方案所述的易燃碳棒、难燃碳棒的定义要求后选定；所述第一碳棒4容置于所述第二碳棒5的内部，二者通过摩擦力发生物理接触，所述第一碳棒4的外表面与所述第二碳棒5的内表面部分贴合，所述第一碳棒4的外表面及所述第二碳棒5的内表面均设有用于供气流流通的缝隙6，所述缝隙6在第一碳棒4设有3个，在第二碳棒5设有5个，所述缝隙6可以是任意形状任意分布，气流可以无阻碍通过。

所述燃烧烟气净化段2填充有所述过滤剂，所述过滤剂为负载有金属氧化物的多孔材料，所述金属氧化物为MnO₂，所述多孔材料为柱状成型分子筛，所述金属氧化物通过沉淀法涂覆于所述分子筛上，负载量为5%；

所述吸食烟气发生段3内填充有0.45g烟草原料，所述烟草原料为雾化薄片；

本实施例所述的碳棒加热不燃烧烟草制品在使用时的过程如下：采用打火机点燃中心的易燃碳棒的头部，易燃碳棒燃烧产生的热量加热了流过表面的空气和形成的烟气，这些气流在抽吸力的作用下经过燃烧烟气净化段2，其中气流携带的颗粒被过滤下来，烟气中有害气体CO被催化氧化为CO₂，经过净化的具有一定温度的气流加热吸食烟气发生段3的烟草薄片，释放出可供吸食的烟气供抽吸者享用。

随着内层易燃碳棒的持续燃烧，热量经过传导、对流和辐射到内层难燃碳棒，当温度达到难燃碳棒的着火温度时，难燃碳棒会燃烧，进而持续产生热量加热流过表面的空气和形成的烟气，这些气流在抽吸力的作用下经过燃烧烟气净化段2，其中气流携带的颗粒被过滤下来，烟气中有害气体CO被催化氧化为CO₂，经过净化的具有一定温度的气流加热吸食烟气发生段3的烟草薄片，释放出可供吸食的烟气供抽吸者持续长时间享用。

实施例3

一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段1、燃烧烟气净化段2、吸食烟气发生段3。

所述燃料段1设有同轴的第一碳棒4与第二碳棒5，第一碳棒4与第二碳棒5组成双层碳棒形式的碳质热源，第一碳棒4和第二碳棒5的着火点、耐烧特性显著不同，所述第一碳棒4的着火点为300℃，所述第一碳棒4的燃尽温度为580℃，视为易燃碳棒，所述第二碳棒5的着火点为450℃，所述第二碳棒5的燃尽温度小于等于750℃，视为难燃碳棒，所述第一碳棒4为菊花炭、烟草炭的混合物，所述第一碳棒4的碳元素含量为75%，所述第二碳棒5为石墨粉、碳纤维的混合物，所述第二碳棒5的炭元素含量为85%，所述第一碳棒4及第二碳棒5通过采用工业分析仪分析其水分、挥发分、固定碳和灰分的含量以判定是否符合本方案所述的易燃碳棒、难燃碳棒的定义要求；所述第一碳棒4容置于所述第二碳棒5的内部，二者通过摩擦力发生物理接触，难燃碳棒的长度位于12mm，易燃碳棒的长度位于13mm，所述第一碳棒4的外表面与所述第二碳棒5的内表面部分贴合，所述第一碳棒4的外表面及所述第二碳棒5的内表面均设有用于供气流流通的缝隙6，所述缝隙6至少设有一个，所述缝隙6可以是任意形状，气流可以无阻碍通过；

所述燃烧烟气净化段2填充有所述过滤剂，所述过滤剂为负载有金属氧化物的多孔材料，所述金属氧化物包括CuO、CeO₂的混合物，所述多孔材料为颗粒活性炭，所述金属氧化物通过沉淀法在颗粒活性炭上负载质量含量3%的CuO、CeO₂的混合物；

所述吸食烟气发生段3内填充有0.4g g烟草原料，所述烟草原料为雾化薄片；

本实施例所述的碳棒加热不燃烧烟草制品在使用时的过程如下：采用打火机点燃中心的易燃碳棒的头部，易燃碳棒燃烧产生的热量加热了流过表面的空气和形成的烟气，这些气流在抽吸力的作用下经过燃烧烟气净化段2，其中气流携带的颗粒被过滤下来，烟气中有害气体CO被催化氧化为CO₂，经过净化的具有一定温度的气流加热吸食烟气发生段3的烟草薄片，释放出可供吸食的烟气供抽吸者享用。

随着内层易燃碳棒的持续燃烧，热量经过传导、对流和辐射到内层难燃碳棒，当温度达到难燃碳棒的着火温度时，难燃碳棒会燃烧，进而持续产生热量加热流过表面的空气和形成的烟气，这些气流在抽吸力的作用下经过燃烧烟气净化段2，其中气流携带的颗粒被过滤下来，烟气中有害气体CO被催化氧化为CO₂，经过净化的具有一定温度的气流加热吸食烟气发生段3的烟草薄片，释放出可供吸食的烟气供抽吸者持续长时间享用。

对比例1

一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段1、燃烧烟气净化段2、吸食烟气发生段3。

将100目的30重量份的木炭、200目的15重量份的乌冈炭、1250目的15重量份的果木炭、1250的目1.5重量份的蒙脱石粉、200目的13.5重量份的不含水糯米胶、25重量份的水在混炼机中进行混合搅拌均匀，并陈化10分钟，采用螺杆挤出成型机将碳棒挤出，挤出成型压力为2MPa且温度为85℃，将挤出的碳棒在空气流中干燥，保持空气的温度为60℃，干燥后碳棒的水分含量低于10％。将2重量份苹果酸钾溶解在100重量份的水中，然后将碳棒浸渍在溶液中保持不少于2秒后取出，吹走碳棒表面的液滴，然后将碳棒放入微波加热腔体中，调整微波的功率，保证加热腔体中流动的空气温度在105℃，得到燃料段1。

所述燃烧烟气净化段2填充有所述过滤剂，所述过滤剂为负载有金属氧化物的多孔材料，所述金属氧化物包括MnO₂，所述多孔材料为分子筛，所述金属氧化物通过沉淀法在分子筛上负载质量含量1%的MnO2；

所述吸食烟气发生段3内填充有0.45g烟草原料，所述烟草原料包括烟草粉末、烟草薄片中的一种或几种。

对比例2

一种碳棒加热不燃烧烟草制品，包括依次连接的燃料段1、燃烧烟气净化段2、吸食烟气发生段3。

将100目的30重量份的木炭、200目的15重量份的乌冈炭、1250目的15重量份的果木炭、1250的目1.5重量份的蒙脱石粉、200目的13.5重量份的不含水糯米胶、25重量份的水在混炼机中进行混合搅拌均匀，并陈化10分钟，采用螺杆挤出成型机将碳棒挤出，挤出成型压力为2MPa且温度为85℃，将挤出的碳棒在空气流中干燥，保持空气的温度为60℃，干燥后碳棒的水分含量低于10％。将2重量份苹果酸钾溶解在100重量份的水中，然后将碳棒浸渍在溶液中保持不少于2秒后取出，吹走碳棒表面的液滴，然后将碳棒放入微波加热腔体中，调整微波的功率，保证加热腔体中流动的空气温度在105℃，得到燃料段1。

所述燃烧烟气净化段2填充烟丝；

所述吸食烟气发生段3内填充有0.45g烟草原料，所述烟草原料为烟草粉末。

测试数据

选取上述实施例1-3及对比例1-2制备的碳棒加热不燃烧烟草制品在空气中进行燃烧试验以测定燃烧效果，各参数的具体试验结果示于图6中，其中，“表面燃烧速率(cm/min)”是燃料段1表面红热的燃烧线的移动速率，即表面燃烧速率越快可表明更容易燃烧，而“整体燃烧速率(cm/min)”是指单位长度的燃料段1能够燃烧时间的倒数，即整体燃烧速率越慢可表明燃烧更长时间。

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，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，包括依次连接的燃料段（1）、燃烧烟气净化段（2）、吸食烟气发生段（3），所述燃料段（1）设有同轴的第一碳棒（4）与第二碳棒（5），所述燃烧烟气净化段（2）内填充有过滤剂，所述吸食烟气发生段（3）内填充有烟草原料，所述第一碳棒（4）的着火点为150-350℃，所述第一碳棒（4）的燃尽温度小于等于600℃，所述第二碳棒（5）的着火点为300-600℃，所述第二碳棒（5）的燃尽温度小于等于850℃。

2.根据权利要求1所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第二碳棒（5）容置于所述第一碳棒（4）的内部，所述第一碳棒（4）的内表面与所述第二碳棒（5）的外表面贴合，所述第一碳棒（4）的外表面设有用于增大所述第一碳棒（4）表面积的凹槽（41），所述凹槽（41）至少设有一个。

3.根据权利要求1所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第一碳棒（4）容置于所述第二碳棒（5）的内部，所述第一碳棒（4）的外表面与所述第二碳棒（5）的内表面部分贴合，所述第一碳棒（4）的外表面及所述第二碳棒（5）的内表面均设有用于供气流流通的缝隙（6），所述缝隙（6）至少设有一个。

4.根据权利要求2或3所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述过滤剂为负载有金属氧化物的多孔材料。

5.根据权利要求4所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述金属氧化物包括CuO、Fe₂O₃、MnO₂、CeO₂中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述多孔材料包括分子筛、沸石、颗粒活性炭、粉末氧化铝、粉末氧化钛中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述烟草原料包括烟草粉末、烟草薄片、雾化薄片中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第一碳棒（4）的长度比所述第二碳棒（5）的长度长1-2mm。

9.根据权利要求1所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第一碳棒（4）包括果木炭、菊花炭、棉杆炭、烟草炭中的一种或几种，所述第一碳棒（4）的碳元素含量不小于60%。

10.根据权利要求1所述的一种碳棒加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述第二碳棒（5）包括石墨粉、碳纤维、焦炭、竹炭、活性炭、乌冈炭、白炭、备长炭中的一种或几种，所述第二碳棒（5）的炭元素含量不小于80%。

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