本发明属于卷烟辅料技术领域，涉及烟用胶囊，尤其涉及一种以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊及其制备方法。
背景技术：
近年来，通过向卷烟的烟丝或嘴棒中添加胶囊或微胶囊来改善卷烟风味、减低卷烟危害的技术成为卷烟行业的主流。目前，较为成熟的技术为包油胶囊，即芯液为脂溶性香精辅以脂质溶剂作为香精稀释剂，胶囊壁材为亲水性物质，此类胶囊壁材不能包裹含有水溶性成分的芯液。然而，以水作溶剂可以极大扩展烟用香精的适用范围，并且适量水分还能柔和烟气、降低刺激、减少烟气危害。因此开发能够包裹水溶性香精的胶囊的技术便成为业内研究热点之一。
专利cn103815542b公开了一种四层烟用水胶囊及其制备方法，该胶囊以水溶性香精为内层，水作为溶剂稀释香精；中间层为海藻酸钠络合物，以包裹住水及香精；第三层为蜡质材料，以防止水在胶囊中可能的渗透；最外层仍以海藻酸钠为原料，形成一层保护膜。该四层烟用水胶囊虽然能够以水溶性香精为内层，但由于需与海藻酸钠形成络合物，因此，对水溶性香精的选择有一定的要求，且制备工艺复杂、条件苛刻、损耗严重，不适合大规模的工业生产。
专利cn104305521b公开了一种以水及亲水性物质为芯材的水囊，以及所述水囊的制备方法。所述水囊采用长链酯质材料和助凝剂为壁材，通过锐孔-凝固浴法制备水囊，其制备工艺受壁材粘度影响较大，且水囊在卷烟中的添加率仅为73-86%，不利于后续卷烟滤棒的加工。
专利cn103815541b公开了一种三层烟用水胶囊及其制备方法。胶囊以水溶性香精为内层，水作为溶剂稀释香精，中间层为海藻酸钠络合物，以包裹住水及香精，第三层为蜡质材料以防止水在胶囊中渗透。其胶囊外层以蜡质材料为主，蜡的强度不够，容易造成胶囊外层开裂，破碎。且蜡质材料粘性较强，胶囊之间容易粘连，在加工通道中不易滚动，对于后续卷烟滤棒的加工效率较低。
技术实现要素：
针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊。
技术方案：
一种以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊，包括内层芯液、中间层和外层，其中：
所述内层芯液由纯水、水溶性物质和亲水性物质组成的组合物，其纯水：水溶性物质：亲水性物质的质量之比为70～90:2～18:5～20，优选82～90:2～8:8～15；
进一步的，所述水溶性物质为水溶性香精、防腐剂、增稠剂或乳化水性香精中的一种或以任意质量比组合；
其中，所述防腐剂为山梨酸钾、脱氢乙酸钠、丙酸钙、丙酸钠、乳酸钠中的一种或以任意质量比组合；
所述增稠剂为酪蛋白酸钠，阿拉伯胶、罗望子多糖胶、田菁胶、琼脂、海藻酸钠、卡拉胶、果胶、黄原胶、β-环状糊精、羧甲基淀粉钠、羟丙基淀粉中的一种或以任意质量比组合；
进一步的，所述亲水性物质为丙二醇、丙三醇、乙二醇中一种或以任意质量比组合。
所述中间层为水不溶性物质，如蜂蜡、石蜡、棕榈蜡、虫胶、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物的一种或以任意质量比组合。
所述外层为植物质胶，由明胶、增稠剂、增塑剂、交联剂和水组成，所述明胶：增稠剂：增塑剂：交联剂：水的质量比为2～10:4～16:0.2～5:0.01～1:80～98，优选3～5:5～10:0.5～2:0.03～0.1:90～95；
其中所述增稠剂为卡拉胶、海藻酸钠、阿拉伯胶、水溶性淀粉、黄原胶、琼脂中的一种或以任意质量比组合；
所述增塑剂为山梨糖醇、甘油、聚乙二醇中的一种或以任意质量比组合；
所述交联剂为双醛淀粉、戊二醛、乙二醛、氯化钾、氯化钙中的一种或以任意质量比组合。
本发明所公开的以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊，质量为15～65mg，直径为3～8mm，压碎强度为0.6～2mpa。
本发明的另外一个目的，还公开了上述以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊的制备方法，包括如下步骤：
1)制备内层芯液：按上述比例称量纯水、水溶性物质和亲水性物质进行混合，保持温度为10～20℃；
2)制备中间层物料：称取水不溶性物质中的一种或多种混合，置于具有加热夹层的反应罐中，加热融化，待混合物完全融化均匀，温度恒定在70～120℃之间，并保温0.5～2h；
3)制备外层壁材物料：按上述比例，称量明胶、增稠剂、增塑剂、交联剂和水，置于具有加热夹层的反应罐中搅拌溶解，温度恒定在60～75℃之间，待混合物溶解并搅拌均匀后，静置脱泡；
4)将三种物料分别置于滴丸机的具有加热夹层的三个储罐中；
5)滴丸机安装三层同轴滴头，将芯液由内层通入，第二层水不溶性物质通入中间层，第三层植物胶质层通入滴头外层，形成同心流，经滴头震动进入冷却液中，得到初步成型的湿丸；
6)将湿丸经吸油、干燥后即得三层烟用胶囊。
本发明以水作溶剂可以极大地拓展烟用香精的选用范围，水分还能柔和烟气，降低刺激、减小烟气危害，中间层为阻水层，外层为成型层；本发明中间层为水不溶性物质，可起到阻隔水分和水溶性香精外渗的效果，外面一层为明胶为原料的植物质胶，最终形成一层保护膜，避免中间层的破损。
有益效果
本发明拓宽了烟用香精的选材范围，丰富了烟用胶囊的应用。本发明采用三层滴头的滴丸机，一次成型，无需多层包裹，工艺相对传统多层包裹简单，容易实现工业化生产。本发明所需滴丸机无需重新购买，只需在现有生产包油胶囊滴丸机的机器增加一套计量系统，并将滴丸滴头更换成三层滴头即可，实现一机多用，节约硬件采购成本，且方便管理。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本发明，但本发明并不局限于以下实施例。
实施例1
以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊的制备方法，包括如下步骤：
制备芯液：按质量比85:8:7，称量一定量的纯水、鲜花茉莉香精（鲜花茉莉香精：山梨酸钾：明胶=2:2:4）和丙二醇进行混合，保持温度为15～20℃之间；
制备中间层：称取蜂蜡置于具有加热夹层的反应罐中加热融化，温度恒定在70～75℃之间，并保温1h；
制备外层壁材：按质量比明胶:卡拉胶:甘油:戊二醛:水=3:6:0.5:0.4:90称取上述物质混合，置于具有加热夹层的反应罐中搅拌溶解，温度恒定在65～70℃之间，待混合物溶解并搅拌均匀后，静置脱泡；
将以上三层物料分别置于滴丸机的具有加热夹层的三个储罐中；滴丸机安装三层同轴滴头，经滴头震动进入冷却液中，冷却液温度控制在10～12℃，得到初步成型的湿丸；
将上述得到的湿丸经吸油干燥后即得产品胶囊。
实施例2
以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊的制备方法，包括如下步骤：
制备芯液：按质量比70:25:5，称量纯水、玫瑰花香精和丙二醇进行混合，保持温度为10～20℃之间；
制备中间层：称取棕榈蜡置于具有加热夹层的反应罐中加热融化，温度恒定在88～93℃之间，并保温1h；
制备外层壁材：按质量比明胶:海藻酸钠:山梨糖醇:双醛淀粉:水=6:2:0.5:1.5:90称取上述物质混合，置于具有加热夹层的反应罐中搅拌溶解，温度恒定在60～65℃之间，待混合物溶解并搅拌均匀后，静置脱泡；
将以上三层物料分别置于滴丸机的具有加热夹层的三个储罐中；滴丸机安装三层同轴滴头，经滴头震动进入冷却液中，冷却液温度控制在5～8℃，得到初步成型的湿丸；
将上述得到的湿丸经吸油干燥后即得产品胶囊。
实施例3
以水溶性材料为芯材的三层烟用胶囊的制备方法，包括如下步骤：
制备芯液：按质量比70:25:5，称量纯水、玫瑰花香精和丙二醇进行混合，保持温度为10～20℃之间；
制备中间层：称取蜂蜡和聚乙烯置于具有加热夹层的反应罐中加热融化，温度恒定在95～100℃之间，并保温1h；
制备外层壁材：按质量比明胶:海藻酸钠:山梨糖醇:双醛淀粉:水=6:2:0.5:1.5:90称取上述物质混合，置于具有加热夹层的反应罐中搅拌溶解，温度恒定在60～65℃之间，待混合物溶解并搅拌均匀后，静置脱泡；
将以上三层物料分别置于滴丸机的具有加热夹层的三个储罐中；滴丸机安装三层同轴滴头，经滴头震动进入冷却液中，冷却液温度控制在10～12℃，得到初步成型的湿丸；
将上述得到的湿丸经吸油干燥后即得产品胶囊。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。