一种3D打印卷烟及其制备方法与流程

本发明属于香烟制造技术领域，具体涉及一种3d打印卷烟及其制备方法。

背景技术：

传统的将烟叶制成卷烟的工艺，包括烟梗和烟叶的分离，制丝和烟支卷制，以及接装的工序。首先将烟叶切割成烟丝，然后卷制到卷烟纸中。由于叶梗与叶片具有不同的物理特性，常规的加工方法是在烟叶加工的最初阶段将叶梗从烟叶片中分离出来，然后叶梗与叶片分别进行不同的加工。从叶片中分离叶梗的工序通常很复杂。传统的卷烟方式对烟叶原料的要求较高，过于破碎的烟末和烟灰是无法直接使用的。现有技术需要使用卷烟纸来包裹烟丝，然而卷烟纸的燃烧会引入香烟烟气的木质气。传统卷烟的形态由于服从于传统卷烟机的要求，局限于圆柱形的设计。同时传统的卷烟制造需要大型的卷烟厂厂房以及大型的制丝设备和卷烟机，耗资巨大。

技术实现要素：

为了提高卷烟感官舒适度，本发明提供了一种3d打印卷烟及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种3d打印卷烟及其制备方法，包括以下步骤：

1）烟叶粉碎：将烟叶粉碎成50~100目的烟末，将烟梗粉碎成30-80目的梗末；将烟末与梗末以3:7~5:5比例混合调配；

2）辅料调配：将食用胶、助燃剂、保润剂、香精香料重量按照（11~12）：（2~4）：（7~10）：（0.4~1）的比例混合，得到卷烟辅料；

3）卷烟的原材料：步骤1）得到的烟末和步骤2）得到的卷烟辅料按照1:（0.05-0.1）的比例均匀混合，并添加水，搅拌均匀，形成含水率30-70%的卷烟原材料；

4）3d打印：进行卷烟三维结构设计，根据设计的结构，3d打印机在计算机控制下使用步骤3）所得卷烟原材料进行3d打印，得到打印成型的卷烟材料；

5）3d打印卷烟：将卷烟纸包裹步骤4）得到的打印成型的卷烟材料，并用胶黏剂粘好卷烟纸搭口，得到烟支，再在40-60℃下干燥至烟支含水率12%±2%，使用接装纸将烟支与滤嘴粘接起来，得到3d打印卷烟。

进一步地，所述食用胶为淀粉、变性淀粉、cmc、瓜尔胶、黄原胶中的一种或几种任意比例混合物。

进一步地，助燃剂为柠檬酸钠、柠檬酸钾、苹果酸钠、苹果酸钾中的一种或几种任意比例混合物。

进一步地，保润剂为甘油、丙二醇、乙二醇中的一种或几种任意比例混合物。

进一步地，香精香料为酒精、蜂蜜、乙基麦芽酚、枣提取物、玫瑰精油中的一种或几种任意比例混合物。

进一步地，所述步骤3）中所述3d打印机设置参数具体如下：

打印尺寸：成型直径450mm，高度600mm；层厚：0.8-1.6mm；喷嘴直径：1-2mm；喷嘴工作温度：20-30摄氏度；打印速度：10-200mm/s；移动速度：10-300mm/s；定位精度：0.01mm。

进一步地，所述步骤3）中的卷烟的三维结构为dna结构的螺旋形或塔形。

进一步地，所述步骤5）中所述胶黏剂为乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液、聚乙烯醇中的一种或几种任意比例混合物。

本发明的有益效果：

1）本发明所述卷烟制作方法，可以消化传统卷烟制作难以使用的小、碎烟叶的缺点，对于碎烟叶、碎烟梗的原料利用率高；制作流程简单；加工设备的结构比传统卷烟加工设备要简单很多；

2）本发明所述卷烟材料的原料调配中，针对于碎烟叶、碎烟梗，选用适量的食用胶、助燃剂、保润剂、香精香料加入适量的水以保证调配出的卷烟原材料的流动性、粘度均适宜于本申请所述参数下的3d打印；而且利用3d打印，是卷烟原材料成型的生产速度快，效率高；加工成本大大降低；烟草原料经过的热湿处理少、强度低，大大保留了烟草原来的本香，制成的卷烟香气量足，满足感强；通过3d打印制备出的卷烟的硬度和吸阻等物理参数稳定。

3）由于设计的是立体空隙结构，卷烟燃烧性好，卷烟吸食的轻松感、舒适度得到很大改善；可以进行多种形式的卷烟内部结构设计，利用3d打印均能制作出来，卷烟设计多样化、差异化，更加吸引消费者购买。

附图说明

图1为本发明所述3d打印制备得到卷烟制备方法流程图；

图2为实施例1所述卷烟材料三维结构图；

图3为实施例2所述卷烟材料三维结构图。

具体实施方式

以下实施例均按照图1所述流程进行3d打印制备得到卷烟，将粉碎的烟叶和调配好的辅料加水调制后作为3d打印原料，按照具体3d打印的参数进行设置，制备出具有特殊结构的卷烟材料，再在卷烟材料外包裹卷烟纸，再经过干燥、粘结滤嘴，即得到3d打印的成品卷烟。

其中所述变性淀粉、cmc（纤维素经羧甲基化后得到羧甲基纤维素）、柠檬酸钠、苹果酸钾、甘油、丙二醇、酒精、蜂蜜、乙基麦芽酚、枣提取物、玫瑰精油均属于市售产品。

所使用的3d打印机型号为lf-y1，打印速度范围：10-200mm/s，移动速度为：10-300mm/s，其他基本配置如下：

实施例1

一种3d打印卷烟，按照如下步骤制备得到，

1）烟叶粉碎：将烟叶粉碎成100目的烟末，将烟梗粉碎成80目的梗末；将烟末与梗末以3:7比例混合，得到带调配物料；

2）辅料调配：将50g变性淀粉、10gcmc（纤维素经羧甲基化后得到羧甲基纤维素）混合得到食用胶（所述食用胶质量占带调配物料质量的5%），将8g柠檬酸钠、12g苹果酸钾混合得到助燃剂（所述助燃剂质量占带调配物料质量的1.6%），将18g甘油、18g丙二醇混合得到保润剂（所述保润剂质量占带调配物料质量的3%），将0.9g酒精、1g蜂蜜、0.9g乙基麦芽酚、1g枣提取物、1g玫瑰精油混合得到香精香料（所述香精香料质量占带调配物料质量的0.4%），再将食用胶、助燃剂、保润剂、香精香料混合，得到卷烟辅料；

3）卷烟的原材料：步骤1）得到的带调配物料和步骤2）得到的卷烟辅料按照1:0.1的比例均匀混合，并添加水，搅拌均匀，至形成含水率30%的具有的卷烟原材料；

4）3d打印：进行卷烟三维结构设计，根据设计的结构，3d打印机在计算机控制下使用步骤3）所得卷烟原材料进行3d打印，得到打印成型的卷烟材料；

其中，所述3d打印机lf-y1的喷嘴为1mm/2mm；所述3d打印机参数为：

成型方式：堆积成型；

打印尺寸：成型直径450mm，高度600mm；

层厚：1.0mm

打印材料：粉末粘合耗材

打印平台：钢化耐高温化学玻璃平台

加热地板：选配铝基板热床

喷嘴直径：1-2mm可选

喷嘴工作温度：20-30摄氏度

打印速度：50mm/s

移动速度：30mm/s

定位精度：0.01mm

打印得到的卷烟材料由简单双螺旋形成的填充结构的三维结构，类似于dna的螺旋结构，如图2所示，左图为单螺旋结构，由两个左图中单螺旋结构组成右图的类似于dna的双螺旋结构，即本实施例所述卷烟材料三维结构。

5）3d打印卷烟：用卷烟纸包裹步骤4）得到的打印成型的卷烟材料，并用聚乙烯醇粘好卷烟纸搭口，得到烟支，再在40-60℃下干燥至烟支含水率12%±2%，使用接装纸将烟支与滤嘴粘接起来，得到3d打印卷烟。

实施例2

一种3d打印卷烟，按照如下步骤制备得到，

1）烟叶粉碎：将烟叶粉碎成50目的烟末，将烟梗粉碎成30目的梗末；将烟末与梗末以5:5比例混合，得到带调配物料；

2）辅料调配：将50g变性淀粉、2gcmc（纤维素经羧甲基化后得到羧甲基纤维素）、2g瓜尔胶、3g黄原胶混合得到食用胶（所述食用胶质量占带调配物料质量的2.5%），将3g柠檬酸钾、7g苹果酸钠混合得到助燃剂（所述助燃剂质量占带调配物料质量的0.4%），将20g甘油、30g乙二醇混合得到保润剂（所述保润剂质量占带调配物料质量的2%），将0.5g酒精、0.5g蜂蜜、0.5g乙基麦芽酚、0.5g枣提取物、0.5g玫瑰精油混合得到香精香料（所述香精香料质量占带调配物料质量的0.1%），再将食用胶、助燃剂、保润剂、香精香料按照一定比例混合，得到卷烟辅料；

3）卷烟的原材料：步骤1）得到的烟末和步骤2）得到的卷烟辅料按照1:0.05的比例均匀混合，并添加水，搅拌均匀，形成含水率50%的卷烟原材料；

4）3d打印：进行卷烟三维结构设计，根据设计的结构，3d打印机在计算机控制下使用步骤3）所得卷烟原材料进行3d打印，得到打印成型的卷烟材料；所述步骤4）中所述3d打印机的喷嘴为1mm；所述3d打印机设置参数：

成型方式：堆积成型；

打印尺寸：成型直径450mm，高度600mm；

层厚：0.8mm

打印材料：粉末粘合耗材

打印平台：钢化耐高温化学玻璃平台

加热地板：选配铝基板热床

喷嘴直径：1.2mm

喷嘴工作温度：20-30摄氏度

打印速度：70mm/s

移动速度：60mm/s

定位精度：0.01mm

打印得到的卷烟材料由五角星螺旋立体三维结构，如图3所示，左图为打印单层的五角星形结构，右图为由若干左图单层五角星形结构螺旋叠加形成的五角星螺旋立体三维结构，即本实施例所述卷烟材料三维结构。

5）3d打印卷烟：将卷烟纸包裹步骤4）得到的打印成型的卷烟材料，并用乙酸乙烯酯-乙烯共聚乳液粘好卷烟纸搭口，得到烟支，再在40-60℃下干燥至烟支含水率12%±2%，使用接装纸将烟支与滤嘴粘接起来，得到3d打印卷烟。

对比例1

采用传统卷烟作为对比例1和实施例1所述3d打印卷烟进行性能对比，传统卷烟中卷烟材料含有的辅料与实施例1一致，但是不采用3d打印制备。

检测一、对实施例1和对比例1的燃烧性能进行检测

选用外观整齐正常的传统卷烟和实施例1制备得到的卷烟置于温度为22±1℃、相对湿度60±2%环境中平衡48h；将卷烟点燃后放于卷烟支架上，点燃，记录卷烟燃烧速度、燃烧锥落头倾向、热塌陷、最高卷烟燃烧温度，检测结果如表1：

由上表可知：与对比例1卷烟相比，实施例1卷烟的燃烧速度加快，燃烧锥落头倾向减小，热塌陷稍有增加，最高燃烧温度增大。

检测二、对实施例1和对比例1的抽吸的感官进行检测，检测结果如表2，

由上表可知：与对比例1相比，实施例1卷烟的透发性明显改善，协调性也得到提升，余味改善，卷烟感官质量整体提高。

尽管以用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出许多其他的更改和修改，因此，这意味着在所述权利要求中包括本发明范围的所有变化和修改均属于本发明保护范围。