一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法
阅读说明：本技术 一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法 (Preparation method of tobacco particles of heated cigarettes ) 是由 郭磊 徐达 齐午城 苏加坤 罗娟敏 张晓旭 孙强 徐振宇 蔡继宝 于 2021-09-08 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法,加热卷烟所用烟草颗粒原料主要由烟粉、发烟剂等组成,烟草颗粒添加于加热卷烟中抽吸时,容易产生喉部干燥感、刺激等不良影响的问题。本发明针对以上问题,创新性的以水合性有机酸盐为保润剂、1,2-丙二醇和甘油为发烟剂的方法制备加热卷烟烟草颗粒,在加热卷烟常用的加热温度范围400℃以下/以内,依据烟具加热温度的不同,在特定温度下释放出水分,达到水分释放量的精细控制目的。(The invention discloses a preparation method of tobacco particles of a heated cigarette, wherein the raw materials of the tobacco particles used for heating the cigarette mainly comprise tobacco powder, a smoke agent and the like, and when the tobacco particles are added into the heated cigarette for smoking, the problems of bad influences such as dry sensation and stimulation of the throat and the like are easily generated. Aiming at the problems, the invention creatively prepares the tobacco particles of the heated cigarette by using the hydrated organic acid salt as the humectant and the 1, 2-propylene glycol and the glycerol as the smoke agent, and releases moisture at a specific temperature within the common heating temperature range of the heated cigarette of below 400 ℃ according to the different heating temperatures of smoking sets, thereby achieving the purpose of finely controlling the moisture release amount.)
技术领域
本发明涉及烟草制品制造工艺技术领域，具体涉及一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法。
背景技术
颗粒型加热卷烟，一般由硬纸管包裹的烟草颗粒段、降温段、中空段、滤嘴段组成，烟草段通过透气纸封口。目前来讲，颗粒型加热卷烟相对于薄片型加热卷烟的优势在于添加外源纤维较少或不添加，使得香气更接近传统卷烟。
在中式口味加热卷烟研发过程中，往往为了提升卷烟香气浓度，会额外添加晒黄烟、白肋烟、香料烟等，而这类烟草的添加势必会影响卷烟口感，造成一定的干燥感和余味不干净。解决这种感官不良影响的途径之一是提升卷烟润感。从前期研究结果表明，烟草颗粒从坏境中吸湿来的游离态水分和颗粒固有的结合水在改善卷烟抽吸品质过程中的作用是有显著差异的，游离态的水分太多，容易产生溶剂味、水味等不良味道，因此通过在造粒时提升烟草颗粒的水分含量是不适宜的。现有技术专利“加热卷烟用增香保润空管及其制备方法”(申请号CN202010490563.9)，针对颗粒型加热卷烟的空管，为解决烟气经过空管后香味成分和水分散失的问题，通过在空管纤维中添加水、水合盐、多羟基物、多羧基物和动植物提取物等物质进行增香保润，起到一定效果。但由于目前主流加热卷烟所用烟具为中心加热型烟具，加热针主要接触烟草颗粒段，因此将保润剂添加在由植物纤维制得的空管中具有一定的局限性。
基于此，如何有针对性的提升颗粒型加热卷烟在抽吸的烟气水分含量方法亟需进一步改进，以解决保证水分含量偏低的烟草颗粒，在烟丝加热发烟后能降低喉部干燥感、刺激，改善余味。
发明内容
针对加热不燃烧卷烟存在的上述问题，本发明创新性的提出了一种在加料过程中或滚圆步骤后添加烟粉总质量0.05％～5.0％的水合性有机酸盐作为保润剂的方法，有针对性的以结合水的形式提升颗粒型加热卷烟在抽吸的烟气水分含量，以解决保证水分含量偏低的烟草颗粒，在烟丝加热发烟后能降低喉部干燥感、刺激，改善余味。与直接以游离态水分添加于颗粒中的方式不同，水合性保润剂的添加可避免了游离态水分过多产生的溶剂味、水味等不良抽吸感受的问题。同时，可通过结合烟具升温曲线和水合性保润剂的TG/DTG曲线，在加热不燃烧卷烟常用的加热温度范围内(400℃以下)，调节烟草颗粒在特定温度下/内释放出水分，达到水分释放量的精细控制目的。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)：烟粉掺配：以烤烟、晒烟、香料烟、白肋烟烟粉按照4～10：1～2：0～2：0～2的重量比例均匀混合；
步骤(2)：加料造粒：以混合后的烟粉总质量为基准，进行加料，加料包括发烟剂和香精香料，搅拌均匀后采用螺杆、行星或其它造粒工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；在加料步骤中或滚圆步骤后添加烟粉总质量0.05％～5.0％的水合性有机酸盐作为保润剂；
步骤(3)：成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备。
进一步地，所述水合性有机酸盐，为带有结晶水的盐类，理论上已带有最多数量的结晶水。
进一步地，所述水合性有机酸盐的阳离子选自钾离子、钠离子、钙离子或镁离子中的一种。
进一步地，所述水合性有机酸盐的阴离子选自苹果酸根、醋酸根、酒石酸根、乳酸根、山梨酸根、草酸根、柠檬酸根中的一种或两种。
进一步地，所述水合性有机酸盐的添加方式为：A、若在加料过程中添加，直接与料液中的发烟剂、香精香料混合，搅拌均匀后添加；B、若在滚圆步骤后添加，按照水合性有机酸盐：甘油：1,3-丁二醇＝1～2：1～5：1～5的重量比例混合搅拌均匀，配成的悬浊液后，通过猴头喷雾器喷洒添加，吸收约30min后再进行烘干。
进一步地，所述发烟剂为甘油和丙二醇按照10：0～2的质量比混合而成。
进一步地，烟粉掺配比例为：烤烟：晒烟：香料烟：白肋烟＝6～10：1～2：0～2：0～2的重量比例均匀混合，掺配比例根据卷烟设计风格进行调整。
进一步地，所述水合性有机酸盐的阳离子为钙离子或镁离子。
进一步地，所述水合性有机酸盐的阴离子为苹果酸根、乳酸跟或柠檬酸根。
进一步地，所述水合性有机酸盐为带有结晶水的十四水柠檬酸镁、三水乳酸镁、四水柠檬酸钙或五水柠檬酸苹果酸钙等，添加量为烟粉总质量的0.05％～3.0％。
所述水合性有机酸盐的添加方式主要是根据不同加热卷烟抽吸特点的设计需要来进行选择，一般来说是优选在加料过程中添加，直接与料液中的发烟剂、香精香料混合，搅拌均匀后添加。加料步骤中添加和滚圆步骤后添加的区别在于水合性有机酸盐是否置于颗粒表面，吸附在颗粒表面的水合性有机酸盐，在加热抽吸过程中，直接接触烟具加热针或加热片，不易控制水分的均匀释放。
本发明的原理在于，通过在颗粒型加热卷烟中颗粒造粒过程中加入一定比例的水合性有机酸盐，利用水合性有机酸盐在不同的加热温度下可以有规律地释放出所含的结晶水的特点，进而达到调节加热不燃烧卷烟烟气水分释放量的目的。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的优势在于：
(1)本发明通过添加水合性保润剂改善加热卷烟专用颗粒的抽吸品质，降低其干燥感和刺激感。主要技术特点在于结合不同水合性保润剂水分释放的温度和释放量，通过调节设置加热卷烟所匹配烟具的加热控温曲线，使加热卷烟在特定时间和特定温度下有规律地释放出水分，提升卷烟抽吸感受。
(2)本发明所述的加热卷烟专用颗粒中，水合性有机酸盐自身安全性高，可用性强，不需要助悬剂、表面活性剂的加入。本发明所述的加热卷烟专用颗粒中，水合性有机酸盐可以在加热不燃烧卷烟造粒过程中的加料步骤中添加和滚圆步骤后添加，以控制水合性有机酸盐是否置于颗粒表面，适应不同加热卷烟抽吸特点的设计需要。
附图说明
图1为本发明三水乳酸镁TG/DTG曲线及逸出成分质谱图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明所涉及的可用于调控加热不燃烧卷烟的水分释放量的方法中，通过在烟草颗粒中添加的水合性有机酸盐，可以在加热不燃烧常用的加热温度(400℃以下)范围内，按照加热温度的不同有规律地释放出水分。因此在实施例前，研究人员以三水乳酸镁为例，采用热重分析法对其热失重行为进行了研究，对该水合性有机酸盐用于调控加热不燃烧卷烟水分释放量的可行性进行了分析验证。热失重仪器为：STA 449 F3-QMS 403C热失重-质谱联用仪。
1、验证实验(三水乳酸镁)
准确称取20.0mg的三水乳酸镁于Al2O3坩埚中，放入热失重-质谱联用仪中进行热失重分析。载气：采用高纯氦气，吹扫气：20mL/min，保护气：20mL/min，升温程序：40℃保持20min后，以10℃/min升温至900℃；质谱扫描方式：MID，选择离子：16(CH4)、18(H2O)和44(CO2)。
三水乳酸镁的TG和DTG曲线如图1所示，在40℃～900℃温度范围内，其热解过程存在三个明显的失重区间，在DTG曲线上表现为三个失重峰，说明随着温度的升高发生了三种不同类型的失重，总的失重率为75.81％。通过与质谱联用，用MID质谱扫描模式主要对16(CH4)、18(H2O)、44(CO2)三个化合物进行扫描。
在三水乳酸镁的三个主要失重区间中：
(1)第一个失重区间(67.7℃～150℃)，主要逸出的成分为水，质量变化约为19.97％，开始失重温度为67.7℃，最大失重温度为103.8℃。
(2)第二个失重区间(319.6℃～360℃)，主要逸出的成分为水和二氧化碳，质量变化约为26.66％，开始失重温度为319.6℃，最大失重温度为337.7℃。
(3)第三个失重区间(437℃～520℃)，主要逸出的成分为水和二氧化碳，另有少量的CH4，质量变化约为26.37％，开始失重温度为437.0℃，最大失重温度为454.8℃。
从DTG曲线可知，三水乳酸镁的三个最大失重温度分别为103.8℃、337.7℃和454.8℃。第一个最大失重温度点103.8℃和第二个最大失重温度点337.7℃均在加热不燃烧卷烟常用的加热温度范围内(400℃以下)。从水分响应曲线上可知，在第一个最大失重温度点103.8℃处，逸出的水分量最多，在第二个最大失重温度点337.7℃也有一定量的水分逸出，在第三个最大失重温度点454.8℃仍有小部分水分逸出。
以上结果表明，三水乳酸镁可以在不同的加热温度下，逐步释放出结晶水；通过在加热不燃烧卷烟烟草材料、卷烟纸的加工过程中加入三水乳酸镁，可以实现调控水分释放量的目的。
实施例
接下来，通过实施例1～7，验证水合性保润剂在加热卷烟中，降低烟气热燥感的作用。
实施例1：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、200g晒黄烟、200g香料烟、100g白肋烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：先将15g的三水乳酸镁与发烟剂(包括丙三醇：丙二醇＝10：1)、香精香料均匀混合后添加于烟粉中，搅拌均匀后采用螺杆工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
实施例2：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、200g晒黄烟、200g香料烟、100g白肋烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：先将60g的三水乳酸镁与发烟剂(丙三醇：丙二醇＝10:1)、香精香料均匀混合后添加于烟粉中，搅拌均匀后采用螺杆工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
实施例3：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、200g晒黄烟、200g香料烟、100g白肋烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：先将15g的十四水柠檬酸镁与发烟剂(丙三醇：丙二醇＝10:1)、香精香料均匀混合后添加于烟粉中，搅拌均匀后采用螺杆工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
实施例4：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、200g晒黄烟、200g香料烟、100g白肋烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：先将45g的五水柠檬酸苹果酸钙与发烟剂(丙三醇：丙二醇＝10:1)、香精香料均匀混合后添加于烟粉中，搅拌均匀后采用螺杆工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
实施例5：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、100g晒黄烟、100g香料烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：在混合后的烟粉中添加发烟剂(丙三醇：丙二醇＝10:1)和香精香料，搅拌均匀后采用螺杆造粒工艺完成造粒、滚圆工序得到烟草颗粒粗品；将十四水柠檬酸镁11.5g、丙三醇45g、1,3-丁二醇15g混合配成悬浊液后，通过猴头喷雾器喷洒添加于烟草颗粒粗品中，吸收30min后烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
实施例6：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、100g晒黄烟、50g香料烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：先将11.5g的十四水柠檬酸镁与发烟剂(丙三醇：丙二醇＝10:1)、香精香料均匀混合后添加于烟粉中，搅拌均匀后采用行星工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
实施例7：
1、一种加热卷烟烟草颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)烟粉掺配：将1000g烤烟、100g晒黄烟、50g香料烟的烟粉均匀混合；
2)加料造粒：先将11.5g的十四水柠檬酸镁与发烟剂(丙三醇：丙二醇＝10:1)、香精香料均匀混合后添加于烟粉中，搅拌均匀后采用螺杆工艺完成造粒，并进行滚圆、烘干，即得；
3)成品：利用颗粒灌装和卷接包设备完成颗粒型加热卷烟的制备，颗粒灌装控制在0.28g/支。
对比例1：
不添加水合性保润剂，其他条件与实施例1相同。
采用气相色谱—热导检测法(GC-TCD)对实施例1～7及对比例进行水分的测定，分析条件：色谱柱：Porapark Q填充柱(2m×2mm)，进样口温度：250℃，进样量：2μL，不分流进样；升温程序：170℃，恒温保持5min；检测器温度：250℃；载气为氢气，流速：2mL/min。对于气相水分，直接取吸收液进行分析。在计算水分含量之前需要进行空白扣除。
由下表1可知，实施例3和实施例7工艺下的加热卷烟香气质量、干燥感、刺激性表现最优，经分析：0.1％十四水柠檬酸镁为最优的水合性保润剂添加量。十四水柠檬酸镁因结晶水较多，使得在相同添加量下，其降低卷烟烟气干燥感效果优于五水柠檬酸苹果酸钙、三水乳酸镁。此外添加量过多如实施例2和实施例4，使得烟气水分过高，会导致口腔和喉部水味过重、降低香气质量的副作用。实施例3主要是混合口味加热卷烟的叶组，实施例7主要是中试烤烟口味加热卷烟的叶组，由此可见，水合性保润剂的添加对于不同口味的颗粒型加热卷烟均有一定的感官质量提升作用；同时，针对不同的造粒工艺进行了对比，相同烟叶和香精香料组成的情况下，螺杆工艺优于行星工艺。水合性保润剂的添加工艺可根据卷烟设计的不同进行选择，一般来说是优选在加料过程中添加。
表1为本发明实施例1中加热卷烟初始含水率和主流烟气水分含量检测结果；
由于加热卷烟感官评吸目前暂无行业标准，参照传统卷烟评吸并结合本发明研究内容，主要选择香气质量、刺激性、干燥感作为主要评审项目，“+”越多表示，卷烟感官品质更好。
一般来讲，加热卷烟专用颗粒因其原料中主要是烟叶，无外加纤维，故烟草香气纯正，受到消费者的青睐，但喉部干燥感、刺激，晒烟、香料烟等带来的余味问题依然有待解决。本发明有针对性的以结合水的形式提升颗粒型加热卷烟在抽吸的烟气水分含量，以解决保证水分含量偏低的烟草颗粒，在烟丝加热发烟后能降低喉部干燥感、刺激，改善余味。与直接以游离态水分添加于颗粒中的方式不同，水合性保润剂的添加可避免了游离态水分过多产生的溶剂味、水味等不良抽吸感受的问题。同时，可通过结合烟具升温曲线和水合性保润剂的TG/DTG曲线，在加热不燃烧卷烟常用的加热温度范围内(400℃以下)，调节烟草颗粒在特定温度下/内释放出水分，达到水分释放量的精细控制目的，这对于加热卷烟香气质量的提升具有显著的创新性意义。
上述实施方式是对本发明的说明，不是对本发明的限定，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。
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