一种加热不燃烧烟草薄片及其制备方法与流程

本发明涉及烟草薄片技术领域，具体涉及一种加热不燃烧烟草薄片及其制备方法。

背景技术：

烟草薄片又称再造烟叶，是利用烟草制品加工过程中产生的碎片、烟末、烟梗等多种烟草边角料为原料，经加工处理制作成形状接近或优于天然烟叶的产品。由于烟草薄片具有成本低、填充性好并且能够减少烟气中焦油含量等优点，有助于卷烟品质的提升，是减少烟草有害成分的一项重要技术措施。但由于烟草薄片大多使用的是烟草加工过程中产生的副产品制作而成，原料参差不齐、杂气重，刺激性明显，故在中高档卷烟配方中使用的比例仍然不高。

随着人们对环境和健康日益关注，控烟运动遍及全球，降焦减害已然成为世界各国烟草行业重点研究内容和发展方向。加热不燃烧烟是一种利用外部热源将烟支加热到足以挥发释放出烟草味道而不是点燃的新型烟草制品。与传统香烟相比，它减少了烟草因高温燃烧裂解而产生的有害物质，使主流烟气化学组分释放量大大降低。因此，加热不燃烧烟草制品越来越受到消费者的欢迎。

目前，制作加热不燃烧烟草的方式有很多，如国外glo采用的造纸法，iqos采用的稠浆法，国内烟厂采用的干法、辊压法等。为了达到与传统卷烟相同的烟雾效果，加热不燃烧烟草薄片中含有大量发烟剂，而这种发烟剂具有很好的亲水性，使得烟草薄片在空气中极易吸潮，吸潮后的烟草薄片表面变得粘连，强度也会降低，导致烟草薄片的后续生产加工困难重重。而且，吸潮后的加热不燃烧烟在使用时需要更高的加热温度和更长的加热时间用于蒸发烟支中多余的水分，这不仅会直接影响产品的吸味，而且过度的加热会导致烟气温度过高而烫嘴，用于烟支加热的烟具也会因长期超负荷工作而损坏。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种加热不燃烧烟草薄片及其制备方法，本发明提供的加热不燃烧烟草薄片定量低、松厚度好、强度高、加热或燃烧效果好，同时烟雾量充足、香气充分、杂气少、薄片表面不粘连且耐加工性好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种加热不燃烧烟草薄片，包括以下质量份的制备原料：

烟草粉末100份；

微波膨胀烟梗粉末1～90份；

纤维1～8份；

粘合剂1～20份；

发烟剂10～60份；

烟草添加剂1～30份；

防腐剂0.01～0.5份。

优选地，所述烟草粉末的平均粒度为100～500目；所述微波膨胀烟梗粉末的平均粒度为80～400目。

优选地，所述粘合剂包括瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素钠、黄原胶、壳聚糖和改性淀粉中的一种或几种。

优选地，所述纤维浆料中的纤维包括木纤维、烟草纤维、麻纤维、稻草纤维和棉纤维中的一种或几种。

优选地，所述发烟剂包括丙三醇、丙二醇、山梨醇和丁二醇中的一种或几种。

优选地，烟草添加剂包括烟碱、烟用香精、糖类、干酪素、碳酸钙、氨基酸和油酯中的一种或几种。

优选地，所述防腐剂包括苯甲酸、山梨酸钾、丙酸钙、苯甲酸钠和山梨酸中的一种或几种。

优选地，所述加热不燃烧烟草薄片的水分为10～15％，厚度为0.1～0.3mm，定量为100～300g/m²，拉伸强度为200～900n/m。

本发明提供了一种加热不燃烧烟草薄片的制备方法，包括如下步骤：

(1)将纤维制浆，得到纤维浆料；

(2)将烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末混合，得到混合粉料；

(3)将所述纤维浆料、混合粉料、粘合剂、发烟剂、烟草添加剂和防腐剂混合，得到混合浆料；

(4)将所述步骤(3)中混合浆料进行除气，得到除气混合浆料；

(5)将所述步骤(4)中除气混合浆料进行流延干燥，得到加热不燃烧烟草薄片；

所述步骤(1)和(2)没有时间先后顺序。

优选地，所述步骤(1)中纤维浆料的打浆度为30～80°sr。

优选地，所述步骤(3)中所述混合物的混合为高剪切混合，所述高剪切混合的剪切速度为1000～30000r/min，温度为10～80℃。

优选地，所述步骤(3)中混合浆料的固含量为17～26％。

优选地，所述步骤(4)除气为真空除气，所述真空除气的绝对真空压力为0.5～500kpa，温度为-10～80℃，时间为0.1～15min。

本发明提供了一种加热不燃烧烟草薄片，包括以下质量份的制备原料：烟草粉末100份，微波膨胀烟梗粉末1～90份，纤维1～8份，粘合剂1～20份，发烟剂10～60份，烟草添加剂1～30份，防腐剂0.01～0.5份。本发明以烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末为原料，配合使用纤维浆料、粘合剂和发烟剂，并添加烟草添加剂和防腐剂，得到的加热不燃烧烟草薄片内部微观结构疏松多孔，有利于物料的吸附和烟气的释放均匀，可以在保持烟雾量不变的情况下，降低发烟剂使用量，而且薄片色泽均匀，填充值高、香味增加，杂气和刺激感少，表面不粘连，耐加工性好、定量低。而且通过降低烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末原料的粒径，提高了加热不燃烧烟草薄片的强度。实施例测试结果表明，本发明得到的加热不燃烧烟草薄片水分为10～15％，厚度为0.1～0.3mm，定量为100～300g/m²，拉伸强度为200～900n/m。说明本发明提供的加热不燃烧烟草薄片具有定量适中、松厚度好、强度高，加热和燃烧效果好。

本发明还提供了一种加热不燃烧烟草薄片的制备方法，包括如下步骤：(1)将纤维制浆，得到纤维浆料；(2)将烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末混合，得到混合粉料；(3)将所述纤维浆料、混合粉料、粘合剂、发烟剂、烟草添加剂和防腐剂混合，得到混合浆料；(4)将所述步骤(3)中混合浆料进行除气，得到除气混合浆料；(5)将所述步骤(4)中除气混合浆料进行流延干燥，得到加热不燃烧烟草薄片。本发明采用真空除气，能够消除混合浆料中含有的空气，防止薄片成型产生气孔和缺陷，有利于提高加热不燃烧烟草薄片的强度，而且本发明的制备方法工艺简单，成本低廉，适宜规模化生产。

附图说明

图1为本发明一种工艺流程图；

图2为本发明另一种工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种加热不燃烧烟草薄片，包括以下质量份的制备原料：

烟草粉末100份；

微波膨胀烟梗粉末1～90份；

纤维1～8份；

粘合剂1～20份；

发烟剂10～60份；

烟草添加剂1～30份；

防腐剂0.01～0.5份。

按质量份数计，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括烟草粉末100份；所述烟草粉末的平均粒度优选为100～500目，更优选为120～400，最优选为150～400目。在本发明中，所述粒度的烟草粉末能够有效的破坏烟草原料的组织结构，有利于烟草物质的释放，有利于减少薄片加工制作过程中加热不燃烧烟草薄片缺陷的产生，有利于提高加热不燃烧烟草薄片的强度，便于经济生产。

以所述烟草粉末的质量份数为基准，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括微波膨胀烟梗粉末1～90份，优选为1～80份，更优选为5～60份；所述微波膨胀烟梗粉末的平均粒度优选为80～400目，更优选为100～250目。在本发明中，所述质量份数和粒度的微波膨胀烟梗粉末能够提高薄片松厚度，增加了薄片对物料的吸附能力，使得薄片表面不粘连，易于生产加工；使用时减少烟草产品吸阻，增加烟气释放量，在使用过程中烟气释放更均匀，从而减少发烟剂的用量；而且烟草薄片的色泽均匀、香气细腻柔和、木质气和刺激性低，感官效果更好。

以所述烟草粉末的质量份数为基准，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括纤维1～8份，优选为2～7份，更优选为2～6份。所述纤维优选包括木纤维、烟草纤维、麻纤维、稻草纤维和棉纤维中的一种或几种。在本发明中，所述质量份数的纤维浆料能够增加薄片的拉伸强度和柔韧性，改善加热不燃烧烟草薄片成型效果，提高加热不燃烧烟草薄片的耐加工性。

以所述烟草粉末的质量份数为基准，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括粘合剂1～20份，优选为5～15份，更优选为6～12份。所述粘合剂优选包括瓜尔胶、羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素钠、黄原胶、壳聚糖和改性淀粉中的一种或几种。在本发明中，所述质量份数的粘合剂能够粘合其他制作原料，提高薄片拉伸强度，改善加热不燃烧烟草薄片成型效果，提高加热不燃烧烟草薄片的耐加工性。

以所述烟草粉末的质量份数为基准，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括发烟剂10～60份，优选为10～45份，更优选为10～40份。所述发烟剂优选包括丙三醇、丙二醇、山梨醇和丁二醇中的一种或几种。在本发明中，所述质量份数的发烟剂能够使得薄片使用时烟雾量充分，感官效果近似普通卷烟。

以所述烟草粉末的质量份数为基准，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括烟草添加剂1～30份，优选为5～25份，更优选为2～20份。所述烟草添加剂优选包括烟碱、烟用香精、糖类、干酪素、碳酸钙、氨基酸和油酯中的一种或几种。在本发明中，所述糖类优选为蜂蜜、白糖、红糖和饴糖中的一种或几种。在本发明中，所述质量份数的烟草添加剂能够改善加热不燃烧烟草薄片的吃味，提高香气，降低杂气。

以所述烟草粉末的质量份数为基准，本发明所述加热不燃烧烟草薄片的制备原料包括防腐剂0.01～0.5份，优选为0.05～0.3份。所述防腐剂包括苯甲酸、山梨酸钾、丙酸钙、苯甲酸钠和山梨酸中的一种或几种。在本发明中，所述质量份数的防腐剂可以有效抑制微生物的生长和繁殖，延长加热不燃烧烟草薄片的保存时间。

本发明提供了上述技术方案加热不燃烧烟草薄片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将纤维制浆，得到纤维浆料；

(2)将烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末混合，得到混合粉料；

(3)将所述纤维浆料、混合粉料、粘合剂、发烟剂、烟草添加剂和防腐剂混合，得到混合浆料；

(4)将所述步骤(3)中混合浆料进行除气，得到除气混合浆料；

(5)将所述步骤(4)中除气混合浆料进行流延干燥，得到加热不燃烧烟草薄片。

在本发明中，所述纤维浆料优选将纤维经制浆处理得到。在本发明中，所述纤维浆料的打浆度优选为30～80°sr，更优选为40～70°sr；制浆浓度优选为0.01～8wt％，更优选为1～6wt％，最优选为3～5wt％。在本发明中，所述纤维制浆过程纤维浆料的温度优选为10～80℃，更优选为20～80℃，最优选为20～60℃。

本发明将烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末混合，得到混合粉料。

在本发明中，所述烟草粉末的制备步骤优选包括将烟草原料依次进行除杂、干燥和粉碎，得到烟草粉末。在本发明中，所述烟草原料优选包括烟叶和烟梗；本发明对于所述除杂没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的除杂过程进行除杂即可；本发明对于所述粉碎没有特殊限定，保证所得烟草粉末的平均粒度为100～500目即可；本发明对于所述干燥所采用的设备没有特殊限定，采用本领域熟知的干燥设备即可，具体如滚筒干燥机、气流干燥机等。

在本发明中，所述微波膨胀烟梗粉末的制备优选包括对烟梗原料进行预处理，具体包括如下步骤：对烟梗施加915～2540mhz、2～20min的微波辐射,将所得的微波膨胀烟梗原料进行冷却定型，然后依次进行除杂、干燥和粉碎，得到微波膨胀烟梗粉末。本发明对于所述除杂没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的除杂过程进行除杂即可；本发明对于所述干燥没有特殊限定，采用本领域熟知的干燥方式即可；本发明对于所述粉碎没有特殊限定，保证所得微波膨胀烟梗粉末的平均粒度为80～400目即可。在本发明中，经微波膨胀处理后的烟梗中尼古丁和焦油含量降低，杂气和刺激性减少，用于制作烟草薄片更有利于起到降焦减害的作用。而且不添加烟草微波膨胀烟梗粉末原料制成的烟草薄片，相同厚度情况下，定量高，薄片密度过大，过于板结密实，虽然强度较高，但薄片松厚度差，降低了加热不燃烧烟草薄片的使用效果。本发明通过同时添加烟草粉末和微波膨胀烟梗粉末原料，避免了加热不燃烧烟草薄片过于板结，降低了其定量，提高了其松厚度。

得到混合粉料后，本发明将所述混合粉料和粘合剂混合，将所得混合体系与纤维浆料、发烟剂、烟草添加剂和防腐剂高剪切混合，得到混合浆料，其工艺流程图如附图1所示。

在本发明中，所述混合浆料的制备过程优选先将所述混合粉料和粘合剂混合得到混合体系，上述混合顺序能够有效的将粘合剂分散在烟草和微波膨胀梗粉末中，增加了浆料制备过程中粘合剂与水接触的表面积，有效避免了粘结剂与水接触而结块，降低了均匀混合的难度；然后再将所述混合体系与纤维浆料、发烟剂、烟草添加剂和防腐剂高剪切混合，上述加料顺序以及混合方式能够保证体系中各组分充分混合和分散，从而提高烟草薄片的可加工性能。

在本发明中，所述混合浆料的固含量优选为17～26％，更优选为18～25％，最优选为20～25％。本发明将混合浆料的固含量控制为17～26％，可以在保证后续浆料流延质量的情况下，最大程度的减少混合浆料中水的含量，减少干燥负载，提高生产效率。

在本发明中，所述高剪切混合过程中混合浆料温度优选为10～80℃，更优选为10～40℃；所述高剪切混合的剪切速度优选为1000～30000r/min，更优选为2000～20000r/min，最优选为3000～6000r/min。

本发明对于所述高剪切混合的设备没有特殊要求，采用本领域熟知的剪切设备即可，具体如在高剪切混合罐中进行；采用高剪切混合能够保证混合体系与纤维浆料、发烟剂、烟草添加剂和防腐剂充分混合和分散均匀，避免物料结块，从而提高烟草薄片的可加工性能。

或者，得到混合粉料后，本发明将粘合剂与发烟剂混合，将所得混合液与所述混合粉料、纤维浆料、烟草添加剂和防腐剂高剪切混合，得到混合浆料，上述混合顺序能够提前使得粘合剂均匀分散在发烟剂中，避免粘合剂直接与水接触而结块，有利于提高粘合剂在混合浆料中的混合均匀性，便于实施操作，其工艺流程图如附图2所示。

在本发明中，所述纤维浆料的制备过程和高剪切混合的参数优选按照上述技术方案进行。

在本发明中，所述混合浆料的制备过程是先将粘合剂与发烟剂混合得到混合液，然后再将所述混合液与所述混合粉料、纤维浆料、烟草添加剂和防腐剂高剪切混合。上述加料顺序以及混合方式能够保证体系中各组分充分混合和分散，避免粘合剂结块，从而提高加热不燃烧烟草薄片的可加工性能。

得到混合浆料后，本发明将所述混合浆料进行除气。

在本发明中，所述除气步骤为真空除气，所述真空除气的绝对真空压力优选为0.5～500kpa，更优选为10～100kpa；所述真空除气过程中混合浆料的温度优选为-10～80℃，更优选为0～60℃，最优选为20～40℃；所述真空除气的时间优选为0.1～15min，更优选为2～10min。本发明对于所述真空除气的设备没有特殊限定，采用本领域常规的设备即可，具体如真空搅拌器。本发明采用真空除气，能够消除混合浆料中含有的空气，防止薄片成型产生气孔和缺陷，有利于提高加热不燃烧烟草薄片的强度。

得到除气混合浆料后，本发明将所述除气混合浆料进行流延、干燥，得到加热不燃烧烟草薄片。

本发明优选是将所述除气混合浆料流延到不锈钢带上进行干燥，所述干燥的时间没有特殊限定，保证得到的加热不燃烧烟草薄片水分满足实际需要，薄片含水率控制在10～15％即可。

通过本发明制备的加热不燃烧烟草薄片色泽均匀、填充值高、香气细腻柔和、木质气和刺激性低。同时，由于使用了微波膨胀烟梗粉末，加热不燃烧烟草薄片内部微观结构疏松多孔，有利于物料的吸附和烟气的均匀释放，使得加热使用时烟雾量增加，可有效地降低发烟剂的用量。而且使用微波膨胀烟梗粉末制成的加热不燃烧烟草薄片能够有效的吸附加入其中的发烟剂等物料，使得薄片表面不粘连，耐加工性好。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将烟草原料依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为300目的烟草粉末；将微波膨胀烟梗依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为120目的微波膨胀烟梗粉末；将木纤维通过制浆获得打浆度为70°sr的纤维浆料；

按重量份数计，将100份烟草粉末和30份微波膨胀烟梗粉末混合均匀，得到混合粉料；将所述混合粉料和8份瓜尔胶混合均匀后，加入40份丙三醇、20份烟用香精、6份纤维、0.2份山梨酸钾和550份水中在20℃、2000r/min条件下进行高剪切混合，得到混合浆料；

将所述混合浆料放置于绝对压力为50kpa的真空设备中，除气5min；

将除气后的混合浆料流延到不锈钢带上进行干燥，得到含水率为13％的加热不燃烧烟草薄片，其厚度为0.12mm，定量为121g/m²，拉伸强度为350n/m。

实施例2

将烟草原料依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为300目的烟草粉末；将微波膨胀烟梗依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为120目的微波膨胀烟梗粉末；将木纤维通过制浆获得打浆度为70°sr的纤维浆料；

按重量份数计，将100份烟草粉末和30份微波膨胀烟梗粉末混合均匀，得到混合粉料；将8份瓜尔胶与40份丙三醇混合均匀得到混合液；将所述混合粉料和所述混合液加入20份烟用香精、6份纤维、0.2份山梨酸钾和550份水中在20℃、4000r/min条件下进行高剪切混合，得到混合浆料；

将所述混合浆料放置于绝对压力为50kpa的真空设备中，除气2min；

将除气后的混合浆料流延到不锈钢带上进行干燥，得到含水率为13％的加热不燃烧烟草薄片，其厚度为0.22mm，定量为186g/m²，拉伸强度为680n/m。

实施例3

将烟草原料依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为400目的烟草粉末；将微波膨胀烟梗依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为200目的微波膨胀烟梗粉末；将木纤维通过制浆获得打浆度为80°sr的纤维浆料；

按重量份数计，将100份烟草粉末和20份微波膨胀烟梗粉末混合均匀，得到混合粉料；将5.5份瓜尔胶与36份丙三醇混合均匀得到混合液；将所述混合粉料和所述混合液加入18份烟用香精、4份纤维、0.2份山梨酸钾和490份水中在20℃、4000r/min条件下进行高剪切混合，得到混合浆料；

将所述混合浆料放置于绝对压力为50kpa的真空设备中，除气2min；

将除气后的混合浆料流延到不锈钢带上进行干燥，得到含水率为13％的加热不燃烧烟草薄片，其厚度为0.21mm，定量为181g/m²，拉伸强度为714n/m。

对照例1

将烟草原料依次进行除杂、干燥和粉碎，得到平均粒度为300目的烟草粉末；将木纤维通过制浆获得打浆度为70°sr的纤维浆料；

按重量份数计，将130份烟草粉末、40份丙三醇和8份瓜尔胶混合的混合液、20份烟用香精、6份纤维、0.2份山梨酸钾和550份水在20℃、2000r/min条件下进行高剪切混合，得到混合浆料；

将所述混合浆料放置于绝对压力为50kpa的真空设备中，除气2min；

将除气后的混合浆料流延到不锈钢带上进行干燥，得到含水率为13％的加热不燃烧烟草薄片，其厚度为0.22mm，定量为202g/m²，拉伸强度为708n/m。

对照例2

按照实施例3的制备方法制备加热不燃烧烟草薄片，与实施例3的不同之处在于采用平均粒度为80目的烟草粉末和平均粒度为60目的微波膨胀梗粉末制成含水率为13％的加热不燃烧烟草薄片，其厚度为0.21mm，定量为156g/m²，拉伸强度为334n/m。

对照例3

按照实施例3的制备方法制备加热不燃烧烟草薄片，与实施例3的不同之处在于得到混合浆料后不对浆料进行真空除气，制成水分为13％的加热不燃烧烟草薄片，其厚度为0.21mm，定量为172g/m²，拉伸强度为540n/m。

实施例和对照例的制备的烟草薄片的性能和效果测试结果见表1。

表1加热不燃烧烟草薄片性能和效果测试结果

由实施例2与对照例1对比可知，加热不燃烧烟草薄片厚度相同的情况下，添加微波膨胀烟梗粉末可以降低加热不燃烧烟草薄片定量，有助于加热不燃烧烟草薄片松厚度的提高，避免了烟草薄片密度过大导致成型的薄片过于板结密实，进而大大提高了加热不燃烧烟草薄片的使用效果。由实施例3与对照例2对比可知，在相同制作条件下，减少粉末粒度有利于加热不燃烧烟草薄片强度的提升。由实施例3与对照例3对比可知，对混合浆料进行真空除气，有利于加热不燃烧烟草薄片强度提升。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。