用于加热卷烟的发烟材料的制备方法及加热卷烟与流程

1.本发明涉及用于加热卷烟的发烟材料的制备方法及加热卷烟，属于加热烟草制品技术领域。


背景技术：

2.随着公众健康意识逐渐增强，吸烟与健康问题成为世界各大烟草集团最为关注的课题。加热卷烟(又称“低温烟”、“加热不燃烧卷烟”)借助它抽吸感接近传统卷烟，有害成分较传统卷烟低的特点，很快成为市场中的主流产品。为迎合市场需求，国内外各烟草公司相继投入了大量的人力物力财力在加热烟草制品领域，为求获得一席之地。
3.近几年，国内外加热卷烟产品相继上市。国外，各国际烟草巨头在加热卷烟方面研究较早，相关产品在市场的占有率也较大，如菲莫国际的iqos、雷诺公司的revo、英美烟草glo、日本烟草ploom等。其中，菲莫国际的iqos在2019年获得了fda的pmta认证，成为首个通过pmta认证产品，进一步证明了加热卷烟相较于传统烟草更低害。现iqos已在全球超过50个国家上市，并约有1060万烟民已经通过使用iqos完全替代了传统卷烟,其发展势头一时无人能及。国内，虽在加热卷烟领域发展较晚，但经过几年努力现也有相关产品上市，如四川中烟的“宽窄功夫”，云南中烟的“mc”，广东中烟的“mu+”和“ing”、江苏中烟的“ugare”、湖南中烟的“heo”等。
4.上述上市的加热卷烟产品绝大多数发烟材料都是烟丝型、薄片型和颗粒型。烟丝和薄片型发烟材料，其代表产品有菲莫国际的iqos、雷诺公司的revo和四川中烟的“宽窄功夫”等，其制备方法主要是在传统烟丝和再造烟叶的制备工艺上进行改进，其特点在于抽吸体验感与传统卷烟接近，但制作工艺复杂，材料负载率较低；而颗粒型发烟材料其代表产品有日本烟草ploom和江苏中烟的“ugare”等，其制备方法主要是在药品颗粒工艺上进行改进，其特点在于材料负载率较高，制作工艺简单，但抽吸感较烟丝和薄片型发烟材料差，使用较繁琐。
5.中国专利说明书cn201911000829.0公开了一种包含固体烟草条柱的加热不燃烧烟草制品，对制品的过滤段、过渡段和固体烟草条柱段进行了介绍，但对固体烟草条柱的制备方法没有涉及。中国专利说明书cn201911000875.0公开了一种包含蜂窝状固体烟草材料的加热不燃烧烟草制品，对烟草制品的结构和功能进行了介绍，蜂窝状固体烟草材料的制备仅仅只提及使用的是发泡工艺，但对具体的制作方法没有涉及。


技术实现要素：

6.针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于加热卷烟的发烟材料的制备方法，以制备具有丰富孔隙结构的发烟材料；本发明的目的之二在于提供一种加热卷烟。
7.本发明采用的技术方案如下：
8.用于加热卷烟的发烟材料的制备方法，包括如下步骤：
9.s1、将纤维原料和水混合，制浆，获得纤维浆料；
10.其中，所述纤维浆料中纤维的含量为6-95wt％；
11.s2、将烟草粉末、造孔剂、粘合剂和s1获得的纤维浆料混合均匀，获得混合料；
12.其中，所述烟草粉末和纤维浆料的质量比为1:1-6，进一步为1:1-4，粘合剂的添加量为纤维浆料的0.5-15wt％，进一步为1-12wt％，更进一步为2-11.5wt％，优选为2-5wt％；
13.s3、将s2获得的混合料成型，获得粗坯；
14.s4、对s3获得的粗坯进行造孔处理后，干燥，获得发烟材料成品。
15.进一步地，s1中，所述纤维原料包括烟草纤维、蔗糖纤维、麻纤维、棉纤维、木纤维、纸纤维中的一种或几种。
16.进一步地，s1中，所述纤维浆料中纤维的含量为7-80wt％，进一步为8-60wt％，更进一步为8.5-30wt％。
17.可选的，s1中，利用破壁机制浆。
18.进一步地，s2中，所述烟草粉末包括白肋烟粉、烤烟粉、香料烟粉、烟梗粉、膨化烟丝粉、土耳其烟粉中的一种或几种，可选的，烟草粉末的平均粒径为40-120目，进一步为60-100目，更进一步为70-85目。
19.进一步地，s2中，所述造孔剂为碳酸氢盐、干冰、淀粉、过氧化氢中的一种或几种。可选的，所述碳酸氢盐包括碳酸氢钙、碳酸氢钾、碳酸氢钠中的一种或几种。碳酸氢盐可在一定受热条件下产生二氧化碳气体，从而实现造孔；干冰可物理升华产生二氧化碳实现造孔；淀粉经发酵可生成二氧化碳气体，从而实现造孔，故可根据需要添加微生物菌剂加快发酵过程，如酵母菌；过氧化氢可在加热条件下产生氧气，也可实现造孔。
20.进一步地，所述粘合剂为食品级粘合剂。
21.进一步地，s2中，所述粘合剂包括明胶、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、海藻酸钠、卡拉胶、琼脂、淀粉、糖粉、葡萄糖、果胶、瓜儿豆胶、黄原胶中的一种或几种。
22.进一步地，s3中，对s2获得的混合料模压成型，获得粗坯。
23.可选的，s3中，成型压力为5-60kn，进一步为10-50kn，更进一步为15-40kn。
24.可选的，s2和s3之间，还包括对混合料进行陈化处理的步骤。
25.进一步地，s4中，干燥温度不高于200℃，进一步为50-180℃，更进一步为60-150℃。
26.一般的，s4中，造孔处理可理解为：改变外界条件，使得造孔剂发生物理或生化变化，产生气体，实现造孔。可选地，可以但不限定是通过控制温度、调整压力、控制光照或加入某种催化剂等方式改变外界条件。
27.进一步地，干燥的方法包括热风干燥、微波干燥、真空干燥中的一种或几种。
28.进一步地，还包括对发烟材料成品进行包衣处理的步骤。
29.进一步地，包衣处理所用的包衣材料包括羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、丙烯酸树脂ⅳ号、海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、乙基纤维素、糖粉、色素中的一种或几种。通过包衣处理，可达到隔离空气延长货架期和/或着色易区分等效果。一般的，包衣材料用量与发烟材料质量比为0.02-0.5:1，可根据实际需求确定。
30.可选的，包衣处理时，将包衣材料喷涂于发烟材料上。
31.可选的，所述粗坯的形状包括圆球状、圆柱状、锥状、圆环状、颗粒状、条状、多孔方
柱状中的一种。
32.基于同一发明构思，本发明还提供加热卷烟，包括发烟段，所述发烟段由如上所述的制备方法制备而成的发烟材料构成。
33.本发明在发烟材料中引入纤维，获得具有纤维网状孔隙结构的发烟材料，具体具有如下特点：1、发烟材料中的孔隙结构是通过化学、生物或物理方法，使固体材料中产生无害气体，气体释放出来时产生孔隙，使材料形成许多孔道，从而有利于抽吸时气体的流通和材料的应用；2、发烟材料中引入纤维作为基底材料，对形成的孔隙起到了一定的支撑作用，使形成的孔隙不易塌陷，也有助于提升发烟材料的结构稳定性，使得其在存放和使用过程中均不易变形或塌陷；3、发烟材料中烟草粉末的负载率高，抽吸体验感较好，同时制作简单，便于携带。
34.本发明将纤维原料打成纤维浆后，与烟草粉末、造孔剂、粘合剂混合均匀，再成型成固定形态后，改变条件，造孔，形成孔隙后，干燥，得到用于加热卷烟的发烟材料。本发明的制备工艺简单，主要由常见工艺步骤组成；在纤维原料的辅助作用下，造孔剂的添加，结合造孔处理，可使得材料内形成结构稳定的孔隙，应用于抽吸时，烟气可在发烟材料内顺畅流通；同时，发烟材料实体部分的烟草粉末受热产生的烟气可顺利地被抽吸入口，保证充足的增加抽吸烟雾量，提升发烟材料利用率；此外，本技术的发烟材料可根据需要制成各种三维形状，可方便携带，拆装更换也十分方便，故使用方便，也是它的有益之处。
附图说明
35.图1是本发明的一种发烟材料的实物图。
36.图2是对比例3中固体抽吸材料的sem图。
37.图3是本发明的实施例1的发烟材料的sem图。
具体实施方式
38.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.对比例1
40.取瓜儿豆胶3.4g和100ml热水混合，充分溶解，获得瓜儿豆胶溶液，备用。另取白肋烟末43.8g和香料烟末40.6g(烟草粉末的平均粒径为80目)，加入配置好的瓜儿豆胶溶液混合均匀，并使用模具压制成圆柱状(成型压力为10kn)，制成固体抽吸材料，置于60℃烘箱中进行干燥，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用色素对固体抽吸材料进行包衣处理，即得固体抽吸材料成品。将固体抽吸材料放入相应的加热烟具中，进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值，得分越高表示相应指标效果越优)，其感官评吸结果为烟雾量小，吸阻大，烟香不浓郁，协调性差，具体评吸结果如表1所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为7858pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
41.表1
[0042][0043]
对比例2
[0044]
取10.2g蔗糖纸板和100ml水放在破壁机中打碎，制成纸纤维浆，备用。取瓜儿豆胶3.4g和100ml热水混合，充分溶解，获得瓜儿豆胶溶液，备用。另取白肋烟末43.8g和香料烟末40.6g(烟草粉末的平均粒径为80目)，与纸纤维浆和瓜儿豆胶溶液混合均匀，并使用模具压制成圆柱状(成型压力为10kn)，制成固体抽吸材料粗坯，置于60℃烘箱中进行干燥，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用色素进行包衣处理，即得可用于加热烟的固体抽吸材料成品。将固体抽吸材料放入相应的加热烟具中进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值)，其感官评吸结果为烟雾量小，吸阻大，烟香一般，协调一般，具体评吸结果如表2所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为1858pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
[0045]
表2
[0046][0047]
对比例3
[0048]
取瓜儿豆胶3.4g和100ml热水混合，充分溶解，获得瓜儿豆胶溶液，备用。另取白肋烟末43.8g和香料烟末40.6g(烟草粉末的平均粒径为80目)，与和面粉50.6g、瓜儿豆胶溶液混合均匀，另取食用酵母菌2.3g与初原料混合均匀，并使用模具压制成圆柱状(成型压力为10kn)，放置于36℃恒温恒湿箱中0.5h，使淀粉充分发酵后得到圆柱状固体材料粗胚。将圆柱状固体材料粗胚置于60℃烘箱中进行干燥，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用色素进行包衣处理，即得可用于加热烟的固体抽吸材料成品，其sem图如图2所示。将固体抽吸材料放入相应的加热烟具中进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值)，其感官评吸结果为烟雾量小，吸阻大，烟香一般，协调一般，具体评吸结果如表3所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为1926pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
[0049]
表3
[0050][0051]
实施例1
[0052]
取9.8g蔗糖纸板和100ml水放在破壁机中打碎，制成纸纤维浆，备用。取白肋烟末43.8g(烟草粉末的平均粒径为80目)、瓜儿豆胶3.4g和面粉50.6g放入薄壁机中与纸纤维浆混合均匀制成初原料，备用。另取食用酵母菌2.3g与初原料混合均匀，并使用模具压制成圆柱状(成型压力为10kn)，放置于36℃恒温恒湿箱中0.5h，使淀粉充分发酵后得到圆柱状固体纤维材料。将固体纤维材料放置于冷冻干燥机中进行干燥，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用色素对圆柱状固体纤维材料进行包衣，即得可用于加热烟的发烟材料，发烟材料的sem图如图3所示。将发烟材料放入相应的加热烟具中进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值)，其感官评吸结果为烟雾量较大，吸阻适合，具有白肋烟香，协调性较好，有淀粉焦糊气味，具体评吸结果如表4所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为吸阻值为452pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
[0053]
表4
[0054][0055]
实施例2
[0056]
取10.7g蔗糖纸板和100ml水放在破壁机中打碎，制成纸纤维浆；取烤烟烟末30.4g、香料烟烟末12.2g(烟草粉末的平均粒径为80目)、瓜儿豆胶3.4g、羧甲基纤维素3.2和碳酸氢钠3.8g放入薄壁机中与纸纤维浆混合均匀制成初原料，备用。利用模具将初原料压制成圆片状(成型压力为10kn)，并放置于50℃恒温恒湿箱中1h，使其碳酸氢钠分解反应充分，得到圆片状固体纤维材料。将固体纤维材料放置于60℃烘箱中进行干燥，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用色素对圆柱状固体纤维材料进行包衣，即得可用于加热烟的圆片状发烟材料。将圆片状发烟材料放入相应的加热烟具中进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值)，其感官评吸结果为烟雾量一般，吸阻适宜，烟香一般，协调性差，具体评吸结果如表5所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为403pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
[0057]
表5
[0058][0059]
实施例3
[0060]
取11.2g棉纤维和120ml水放在破壁机中打碎，制成棉纤维浆，取烤烟烟末28.4g、香料烟烟末11.8g(烟草粉末的平均粒径为80目)、瓜儿豆胶2.8g、羟丙基甲基纤维素3.2和干冰100g放入薄壁机中与棉纤维浆混合均匀制成初原料，备用。利用模具将初原料压制成
圆片状(成型压力为10kn)，并放置于室温下1h，使原材料中的干冰充分升华，得到圆片状固体纤维材料。将固体纤维材料放置于60℃烘箱中进行干燥，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用甲基纤维素对圆柱状固体纤维材料进行包衣，即得可用于加热烟的圆片状固体纤维材料。将圆片状固体纤维材料放入相应的加热烟具中进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值)，其感官评吸结果为烟雾量一般，吸阻稍微偏大，烟香较浓郁，协调性一般，具体评吸结果如表6所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为873pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
[0061]
表6
[0062][0063]
实施例4
[0064]
取8.6g竹纤维和30ml水放在破壁机中打碎，制成竹纤维浆，取处理后的白肋烟烟末22.4g、香料烟烟末9.8g(烟草粉末的平均粒径为80目)、羟丙基甲基纤维素4.4和30％过氧化氢溶液80g放入薄壁机中与竹纤维浆混合均匀制成初原料，备用。利用模具将初原料压制成条状(成型压力为10kn)，并放置于50℃恒温恒湿箱中1h，使其过氧化氢分解反应充分，再利用包衣机(山东精诚wky-1000异型包衣机)使用羟丙基甲基纤维素对圆柱状固体纤维材料进行包衣，得到条状固体纤维材料。将条状固体纤维材料放入相应的加热烟具中进行感官评吸(请5位烟草领域的评吸专家进行评吸，对相关指标进行评分，取平均值)，其感官评吸结果为烟雾量适宜，吸阻稍微偏大，烟香一般，刺激性一般，协调性一般，有竹香味，具体评吸结果如表7所示。使用吸阻仪测定其吸阻值为903pa(备注：吸阻仪型号为xzy7500加热卷烟吸阻检测仪，测定的吸阻值为带烟具测定的吸阻值)。
[0065]
表7
[0066][0067]
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围。