适用于添加于干法再造烟叶涂布液的烟叶组合物及其在制备加热不燃烧卷烟方面的应用的制作方法

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本发明涉及烟草生产技术领域，更具体地，涉及适用于添加于干法再造烟叶涂布液的烟叶组合物及其在制备加热不燃烧卷烟方面的应用。

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市场出现了停滞甚至下降，这使得国内外烟草生产者把研究和开发下一代烟草制品或替代品作为了发展的重要目标和竞争焦点，并进而使新型烟草制品的研发显得迫在眉睫。国家局局长凌成兴也指出：“要把握国际烟草市场发展趋势，高度重视加热不燃烧卷烟、电子烟、口含烟等新型烟草制品研发，并将其作为关系行业可持续发展的战略性、全局性、长远性重大课题。”

在新型烟草制品的研发和发展方面，国外起步较国内早数十年，而且所采取的方式较为多样，上世纪70年代，跨国烟草公司就开始做前期准备工作，投入了大量资金进行市场调研、产品研发、广告宣传。当前海外市场已陆续出现的热度较高的产品主要有菲莫国际(pmi)的iqos、英美烟草的ifuseglo、日本烟草的ploomtech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部体验人数的比例)，具有良好的市场前景。而国内发展相对滞后，而且三种主要类型的新型烟草制品发展差异较大、很不均衡，目前仅有电子烟产品占有了小量的市场份额。国内的加热不燃烧卷烟制品的研究尚处于萌芽状态，虽然国内部分中烟公司和科研机构虽有志于此类产品的研究，但大多侧重于基础理论和器具研发两方面、或尚停留于实验室研究阶段，形成了小批量研究用的烟具和数量较多的专利，尚未形成较为成熟的产品和大规模的工业化生产。

在控烟环境日趋严峻的情况下，使得低温卷烟或制品(加热不燃烧制品)的研发越来越受烟草生产者和科技工作者的重视，也越来越具有紧迫性，低温卷烟或加热不燃烧卷烟的成功开发将具有较大的市场前景，致力于此新型烟草制品的研发是大有可为的。

再造烟叶，又称重组烟叶、均质烟叶。主要由烟末、碎片、烟梗或低次烟叶加入胶粘剂和其他添加剂等组成。目前常见的有辊压法再造烟叶、稠浆法再造烟叶和造纸法再造烟叶。但由于辊压法和稠浆法再造烟叶感官品质依赖于原料品质，结构致密、燃烧性差、易造碎，不能促进卷烟降焦，现已经基本淘汰；造纸法再造烟叶工艺先进、感官品质对原料品质的依赖性相对较低，结构疏松、燃烧性好，较为适应卷烟工艺、加工性能较好，能够有效帮助卷烟降焦，已被广泛接受，成为了世界上主流的再造烟叶生产工艺。干法再造烟叶是由借鉴干法造纸原理依托干法气流成型技术发展起来的一种先进的生产工艺所生产的新产品。其产品呈疏松多孔的结构，具有优异的物理性能，并最大程度地保留烟草原料的有效成分，感官质量较好，且具有良好的加工适应性。

由于加热不燃烧产品特殊的抽吸方式及产品对感官质量的要求，目前未见将再造烟叶原料应用于加热不燃烧烟草产品的相关研究和报道，如果能够针对加热不燃烧产品的特点结合再造烟叶进行应用，将对加热不燃烧产品的原料提供更为广泛、经济、符合烟草生产原料研究总体方向的解决方案。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对加热不燃烧烟草制品的原料技术不足，提供一种适用于添加于干法再造烟叶涂布液的烟叶组合物。

本发明另一要解决的技术问题是提供所述烟叶组合物在制备加热不燃烧卷烟方面的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

通过检测烟叶原料的关键成分包括烟碱、总糖、总氮、钾、氯灰分、硝酸盐的含量后进行配伍，获得最佳原料组合，提供一种适用于添加于干法再造烟叶涂布液的烟叶组合物，应用于作为干法再造烟叶涂布液的添加物，获得良好的加热不然烧卷烟方面的应用。

具体地，按照质量份数比例计，所述烟叶组合物采用以下9种烟叶原料配伍得到：

(1)烟叶碎片20份，其烟碱含量1.83％，总糖含量10.53％，总氮含量2.17％，钾含量3.15％，氯含量0.40％，灰份含量14.48％，硝酸盐含量1.00％；

(2)烟叶碎末10份，其烟碱含量2.12％，总糖含量19.68％，总氮含量2.35％，钾含量2.50％，氯含量1.04％，灰份含量14.48％，硝酸盐含量0.78％；

(3)烟叶碎末8份，其烟碱含量2.13％，总糖含量10.63％，总氮含量2.23％，钾含量2.19％，氯含量0.29％，灰份含量14.74％，硝酸盐含量0.55％；

(4)烟叶碎末15份，其烟碱含量1.56％，总糖含量11.42％，总氮含量2.26％，钾含量2.14％，氯含量0.52％，灰份含量16.19％，硝酸盐含量0.52％；

(5)烟叶碎末15份，其烟碱含量1.52％，总糖含量9.56％，总氮含量1.84％，钾含量2.56％，氯含量0.40％，灰份含量15.64％，硝酸盐含量0.59％；

(6)烟叶碎末10份，其烟碱含量1.91％，总糖含量8.12％，总氮含量2.14％，钾含量1.03％，氯含量0.52％，灰份含量15.94％，硝酸盐含量0.58％；

(7)烟叶碎片10份，其烟碱含量2.34％，总糖含量14.9％，总氮含量2.20％，钾含量2.30％，氯含量0.62％，灰份含量15.60％，硝酸盐含量0.69％；

(8)烟叶碎片7份，其烟碱含量2.67％，总糖含量22.38％，总氮含量2.36％，钾含量2.03％，氯含量0.41％，灰份含量13.50％，硝酸盐含量0.43％；

(9)烟叶碎片5份，其烟碱含量1.53％，总糖含量9.61％，总氮含量2.30％，钾含量2.65％，氯含量0.46％，灰份含量20.36％，硝酸盐含量0.62％。

以上述原料配伍制备加热不燃烧的低温卷烟单棒，评吸后总体感觉香气质较好、烟气浓度较高、质感细腻，丰富性较好，杂气较小、刺激微有、余味干净、谐调性较好，可以作为低温卷烟良好的原料选择。

为简化实施，按照现有本领域烟叶常规原料来源，以以下质量份的干法再造烟叶配伍可以实现本发明目的：常德碎片20份，玉溪烟末(卷包)10份，玉溪碎末sm18份，昆明碎末sm115份，昆明碎末sm215份，曲靖碎末sm110份，楚雄碎片sp110份，大理碎片sp17份，贵州碎片sp15份。

本发明同时提供所述烟叶组合物在制备加热不燃烧卷烟的叶组原料的应用，将所述6种叶组原料混合后，经粉碎得烟粉混合物，将粉碎好的烟粉混合物作为干法制备再造烟叶的涂布液添加物，将添加了烟粉混合物的涂布液喷涂于再造烟叶的基片上，经干燥即得到加热不燃烧卷烟芯材用的干法再造烟叶。

优选地，所述粉碎是粉碎至粒径为100～150目。

本发明的有益效果如下：

低温卷烟也即加热不燃烧卷烟在我国属于开拓性研究，可参照性比较少。本发明首先经过科学分析和大量实验总结得到采用干法再造烟叶作为制备加热不燃烧卷烟的芯材能够获得优良的技术效果，然后从影响低温卷烟吃味和吸味关键性成分出发，对烟草原料进行了理化特性分析、化学成分分析和感官质量分析，并经过原料的复配和评价，最终形成了以9种烟叶原料组成的涂布料添加物，将所述叶组配方应用于制备再造烟叶涂布液中的关键添加，为低温卷烟提供了可行的原料配伍，并为下一步的研制和再造烟叶的拓展应用提供有力的技术支持。

进一步地，按照本发明设计思想，基于本领域原料库就可以总结实现本发明目的的具体叶组配方，并以此原料配方为基础进行后续产品开发，具有重要的推广应用价值和工业实施前景。

附图说明

图1造纸法再造烟叶与干法再造烟叶物理指标比较图。

图2干法再造烟叶的制备流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明。下述实施例仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。除非特别说明，下述实施例中使用的试剂为常规市购或商业途径获得的试剂，除非特别说明，下述实施例中使用的方法和设备为本领域常规使用的方法和设备。

实施例1低温卷烟原料的优选实验

本发明通过大量研究，总结发现干法再造烟叶在加热不燃烧卷烟生产中具有比较好的应用效果，为验证这一结论，做大量实验进行比较。以下以天然烟叶、造纸法再造烟叶、干法再造烟叶三类原料应用于低温卷烟，考察其在低温卷烟中的应用情况，验证本发明的原料设计思想。

1.原料理化指标研究：进行三种原料的物理指标和化学指标检测，其中，定量测定参照gb/t451.2—2002；厚度测定参照gb/t451.3—2002；抗张强度测定参照gb/t12914—2008；填充值测定参照yc/t152—2001；烟碱含量测定参照yc/t160—2002；水溶性糖含量的测定参照yc/t159—2002；硝酸盐含量测定参照yc/t296—2009；钾含量测定参照yc/t173—2007；氯含量测定参照yc/t162—2011。其检测结果如下表1和图1所示。

表1原料物理指标检测

从表1和图1可以看出，在造纸法再造烟叶和干法再造烟叶产品定量相当的情况下，干法再造烟叶的抗张强度较造纸法再造烟叶低，而其厚度、松厚度、燃烧速率、填充值均相对更高。分析原因可能是由于此两种再造烟叶的生产工艺和产品结构差异所造成的。造纸法再造烟叶结构较干法再造烟叶致密，其抗张强度较高，而由于干法再造烟叶的基片是干法气流成型模式成型而呈现出疏松多孔的现象，且具有较为“蓬松”的物理结构，在燃烧过程中也能有较大的空气通过量，使其燃烧更加充分，因而具有更高的厚度、松厚度、填充值和燃烧速率。

表2原料化学指标检测结果

一般而言，糖含量高被认为是体现烟草优良品质的指标，但并不是越高越好，烟草的感官质量是各种化学成分综合影响的结果；化学指标中烟碱的含量与烟气指标中的烟碱含量有密切关系，而烟气烟碱含量与烟草制品的劲头(即生理满足感)有关，烟碱含量过低则劲头小，吸食淡而无味，若烟碱含量高则劲头大，刺激性增强，产生辛辣味，因此烟碱含量必须保持在一定的范围内；硝酸盐含量的高低与有害成分中亚硝胺(nnk)的形成有关，应该越小越好；钾含量与氯含量与烟草制品的燃烧性能有关，一般认为钾离子与氯离子的比值大于2时，烟草制品的燃烧性能较好。从表2可知，在这三种烟草原料中，卷烟叶组的水溶性糖、烟碱最高；造纸法再造烟叶具有最高的硝酸盐、钾、氯含量；干法再造烟叶具有适中的水溶性糖、氯含量和最低的硝酸盐、钾含量。这说明此三种原料存在化学成分的差异，而此种差异将最终影响其感官质量水平。

2.原料感官质量研究：将造纸法再造烟叶、干法再造烟叶与卷烟叶组(烤烟)分别制成丝状，并借助pax烟具进行抽吸，以考察此三类原料的发烟情况及感官质量水平，结果如表3所示。

表3三种烟草原料的感官质量评价

从表3感官质量评价的结果可以看出，卷烟叶组烟丝的枯焦气息和水腥气较重，烟气量尚足，同时呛刺感较明显；造纸法再造烟叶的烟气量尚足、香气不足、有一定的呛刺感；干法再造烟叶的烟气浓度较高、香气较好、无明显呛刺感。说明干法再造烟叶整体感官质量较造纸法再造烟叶和卷烟成品丝更佳，更为适应于加热不燃烧此种新型卷烟制品特殊的抽吸方式，利用干法再造烟叶作为加热不燃烧卷烟芯材有其自身的优势。

3.造纸法再造烟叶与干法再造烟叶对比分析：以造纸法再造烟叶和干法再造烟叶为研究对象，全面对比二者作为加热不燃烧卷烟原料的适用性，主要包括物理性能、发烟剂添加工艺及感官质量等方面，详情如下。物理性能对比分析：目前，加热不燃烧卷烟采用纸质滤棒成棒的加工工艺，其对纸张的物理性能有较高的要求，尤其是要求纸张的抗张伸长率需达到10％左右，否则成棒时很容易断纸，生产车速也难以提高。鉴于加热不燃烧卷烟成棒尚处于试验研究阶段，可降低成棒设备生产车速来适应纸张，但对纸张的抗张伸长率最低要求也需要达到7％左右，否则出现断纸，无法成棒。因此，围绕对干法再造烟叶和造纸法再造烟叶进行物理性能分析，考察其是否适应成棒加工工艺。分别选取8个造纸法再造烟叶和8个干法再造烟叶进行物理性能对比分析，结果如表4所示。

表4造纸法与干法再造烟叶成棒关键物理指标对比

由表4可知，造纸法再造烟叶抗张强度和抗张伸长率平均值分别为0.44kn/m、1.58％，而干法再造烟叶抗张强度和抗张伸长率平均值分别为0.29kn/m、8.96％，造纸法再造烟叶的抗张强度较干法再造烟叶高34.09％，而抗张伸长率较干法再造烟叶低82.37％。总体来看，造纸法再造烟叶的抗张强度能适应成棒设备对纸张的要求，但抗张伸长率指标则远远达不到要求；干法再造烟叶则具有相对适宜的物理指标，稍作调整即能较好满足成棒设备的加工要求。本实施例实验结果进一步验证了，造纸法再造烟叶抗张伸长率过低，很难适应成棒设备对成棒材质的物理性能要求，而干法再造烟叶具有相对适宜的物理指标，相对更能较好满足成棒设备的加工要求。

4.发烟剂添加工艺分析

(1)发烟剂在造纸法再造烟叶中的添加工艺实验

试验步骤：造纸法再造烟叶生产过程中香料、烟草提取物或浓缩液的添加，行业普遍采用香料与烟草提取物、浓缩液混合调配成涂布液后浸涂到基片上，涂布率在40％左右。结合加热不燃烧卷烟的要求，若要在产品中添加发烟剂，在现有生产工艺条件下只能将发烟剂添加到涂布液中进行涂布。在试验室条件下设计不同用量发烟剂的试验，考察涂布液的性能以及产品情况。在保证40％烟草物质涂布率的情况下，额外添加发烟剂到涂布液中，设计不同发烟剂含量的产品进行试验，最终整体计算涂布率。按以上步骤进行操作，试验结果如表5所示。

表5造纸法涂布过程添加发烟剂试验结果

本次试验过程中，首先采用不稀释的方式进行涂布，与实际生产工艺保持一致，但实验过程中发现添加甘油作为发烟剂后涂布液的渗透性下降，仅涂布在表面。根据这一情况，对涂布液加水稀释，加水量为涂布液的1.5倍才实现涂布工作。但即便如此，当发烟剂用量提高至15％时，涂布难度增加、不易控制涂布均匀性，且涂布后样品较潮湿、不易干燥；当将发烟剂用量进一步提高至20％及以上，涂布操作难以进行，涂布液较粘稠、渗透性能下降，出现了基片破损的情况，且涂布完成后的样品物理形态已遭不同程度的破坏、干燥压力较大。由此可以得出，造纸法再造烟叶的发烟剂添加工艺试验结果不甚理想，现有造纸法生产工艺不太适应较高比例发烟剂的添加，即造纸法再造烟叶不能较好的满足加热不燃烧产品中所必须的高含量发烟剂的添加要求。

(2)发烟剂在干法再造烟叶中的添加工艺

试验步骤：干法再造烟叶生产过程中，将发烟剂与烟草物料等混合调配成涂布液。设定发烟剂的添加比例为20％，与烟草原料等混配，制成干法涂布液。采用常规的干法工艺进行小试，经过4次喷涂使产品的涂布率达到80％左右。

试验结果：添加产品比例20％的发烟剂至干法涂布液后，涂布液粘稠度稍有增加，但对喷涂工艺的影响不明显；干法再造烟叶采用的是非接触式的喷涂工艺，因此在小样制作过程中未出现造纸法再造烟叶基片破损的情况；制作过程中，由于甘油的加入，使干燥时间稍延长、最后形成的干法再造烟叶小样较常规干法产品稍潮湿，但总体而言，小样制作过程中的干燥压力未明显增加，且可顺利制得加热不燃烧用干法再造烟叶产品。因此，干法再造烟叶的发烟剂添加工艺具有较高的可行性，能较好的满足高比例发烟剂的添加要求。

5.内在品质对比分析

使用相同的烟草原料及产品配方，分别制备干法再造烟叶和造纸法再造烟叶样品，并对其进行化学指标检测和感官质量评价，考查将干法再造烟叶和造纸法再造烟叶用作加热不燃烧产品原料的感官质量差异性。需要说明的是，由于在发烟剂添加工艺试验时已发现造纸法再造烟叶涂布液中添加产品比例20％发烟剂后很难顺利制样，考虑到其与干法再造烟叶样品在甘油添加量上的一致性，以保障其可比性，故采用外加的方式在制备好的造纸法再造烟叶样品中添加产品比例20％的发烟剂做为第二个样品，共形成三个样品进行对比评吸。由于试验样品无法成棒，因此，感官质量评价采用pax加热不燃烧形式进行。

(1)化学指标检测

表6干法再造烟叶与造纸法再造烟叶化学指标检测

从表6可知，造纸法再造烟叶与干法再造烟叶在化学指标上差异明显，其总植物碱、硝酸盐和钾含量较高，而水溶性糖、氯含量较低。这些化学指标的差异将直观反映在感官质量方面。

(2)感官评价

表7干法再造烟叶与造纸法再造烟叶感官质量评价对比

从表7可知，未添加发烟剂的造纸法再造烟叶烟气量较小，且有明显的枯焦气息和刺激性；外加产品质量20％发烟剂后的造纸法再造烟叶其烟气量稍有增加，但枯焦气息仍较明显、刺激性较大；干法再造烟叶烟气量较添加发烟剂的造纸法再造烟叶大，且香气较好、甜润感较好。干法再造烟叶的总体感官质量较造纸法再造烟叶好。分析原因，可能是由于干法再造烟叶与造纸法再造烟叶的生产工艺差异造成的产品物理形态差异所引起的，造纸法再造烟叶结构较致密，烟草有效成分不易挥发，而干法再造烟叶具有疏松多孔的结构，烟草有效成分更易挥发。从物理性能、发烟剂添加工艺和内在品质三方面，对造纸法再造烟叶和干法再造烟叶进行了对比研究，发现造纸法再造烟叶物理性能不能较好适应成型设备的加工要求、不能较好满足高含量发烟剂的添加要求，且感官质量达不到加热不燃烧卷烟的品质追求，而干法再造烟叶能较好的满足或符合加热不燃烧卷烟对芯材的要求。总之，以干法再造烟叶作为加热不燃烧卷烟的原料相对于造纸法再造烟叶更有优势。

实施例2

虽然以干法再造烟叶作为加热不燃烧卷烟的原料相对于造纸法再造烟叶更有优势，但是由于加热温度的改变、燃烧与不燃烧情况的不同，按照现有常规干法方法制备的再造烟叶作为芯材制备加热不燃烧卷烟后其吃味和吸味有一定的欠缺。为改善综合品质，本实施例提供一种叶组原料，按照质量份数计，由以下9种烟叶原料配伍后粉碎得到：