生物基质制备的新型加热不燃烧抽吸品及其制法和用途的制作方法

本发明涉及烟草替代品技术领域，具体一种新型的加热不燃烧抽吸品及其制法和用途。

背景技术：

随着人们追求健康生活愿望的加强以及越来越严格的控烟形势，研究和开发新一代烟草制品与替代品将是国内外烟草工作者努力的一个重要方向。与传统卷烟不同，以“加热不燃烧”为思路设计的“新型卷烟”，能使烟叶刚好加热到足以散发出烟味的程度，而不会点燃烟叶和卷烟纸。通常情况下，普通卷烟在吸食时300°c至800°c的高温会产生众多有害物质，而新型卷烟都是在300℃以下，有害物质会大量减少。新型卷烟作为一种更为健康的卷烟产品对未来烟草市场的变革起着至关重要的作用；加热不燃烧卷烟作为新一代烟草制品与替代品,减少了烟草高温裂解产生的有害成分，使主流烟气化学组分释放量大大降低。

该产品是通过“加热烟丝或烟草提取物而非燃烧烟丝”进行使用，吸食时需要有加热器具和“烟弹”。它通过器具的特殊加热源对“烟弹”中的烟丝进行加热，从而挥发烟丝中的尼古丁及香味物质，产生烟气来满足吸烟者需求。

目前，最常见的不燃烧卷烟器具是由菲利浦.莫里斯烟草国际公司研制的iqos，烟具使用的“烟弹”主要有万宝路、百乐门等品牌。抛开该类型烟草替代品的效果及作用不论，首先需要确认一个问题，即“加热不燃烧卷烟是否为烟草制品”。

2017年，国家烟草专卖局制定下发了《关于开展新型卷烟产品鉴别检验工作的通知》，将iqos、glo、ploom、revo四种类型的新型卷烟产品纳入卷烟鉴别检验目录。同样在2017年，国家烟草质量监督检验中心对相关单位送检的iqos“烟弹”样品成分进行了鉴别检验，从中检出烟碱、四种烟草特有的n-亚硝胺、以及与一般烟草及烟草制品中相一致的右旋烟碱旋光异构体比例范围、与一般烟草及烟草制品中相一致的次要生物碱种类，判定“烟弹”样品含有烟草特征性成分，填充物由烟叶制成。因此，iqos“烟弹”属于烟草制品，属于《烟草专卖法》的监管对象。

除了监管严格之外，技术壁垒也是该类型香烟替代品在研究开发方面难以逾越的屏障，国外烟草公司围绕新型烟草制品已经开展了近30年的技术研究，主要代表产品为雷诺烟草公司和菲莫烟草公司。已报道的再造烟叶应用在加热不燃烧制品的研究主要集中在菲莫烟草公司、雷诺烟草公司及英美烟草公司，国内在该研究领域还处于起步阶段，虽然广东中烟、红云红河、郑州烟草研究院、湖南中烟等均已公开了相关加热段制备的专利，但拥有的核心技术非常少，尚无自主研发的加热不燃烧烟草制品。

另外，从技术本身而言，现有的加热不燃烧香烟也存在一些不足之处，例如通常采用四段三元结构，加热段、前置过滤段、冷却段、后置过滤段，结构较为复杂，制作成本较高；还比如在香气、口感上与传统香烟存在差距，以及在烟气发散、烟气流向以及温度控制等方面，都还有待进一步研究创新；最主要的，现有的加热不燃烧香烟主要采用烟草薄片等再造烟叶作为产生烟气的主材料，制造成本较高,且仍然存在一定程度上的安全性问题。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供生物基质制备的新型加热不燃烧抽吸品及其制法和用途，通过对抽吸品的基质材料和结构进行改进，包括抽吸品的烟气释放、降温以及增香结构的整体重新优化，在降低有害物产生的前提下，提供合适口感、烟气温度和香气的加热不燃烧抽吸品，并且本抽吸品可采用通用的加热器具，适用性广。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

生物基质制备的新型加热不燃烧抽吸品，采用分段式结构，其特征在于，包括一个加热释放段、烟气冷却发散段和抽吸段；加热释放段与烟气冷却发散段连接复合，同时配合螺旋外管构成的抽吸管组合成加热不燃烧抽吸品；所述加热释放段包含被加热到所需最低温度时能够释放烟雾状风味物质所需的天然植物聚合体。

所述加热释放段的外层是衬铝内管和螺旋外管组成的复合管，内部是蜂窝发烟段，蜂窝发烟段外形为圆柱体，长度为整个加热释放段的1/2—4/5；其外表面光滑与衬铝内管内壁相贴合，在其轴心处设置有异形加热孔，而在外表面和异形加热孔之间的区域设置有轴向贯穿蜂窝发烟段整体的气孔，提高烟气流动效率，增加蜂窝发烟段烟气产生部位面积，利于生物基质中风味物质的释放。

所述抽吸段占整个抽吸品长度的1/2，其内部中空，外部为螺旋外管。

在所述加热释放段与抽吸段之间，设置烟气冷却发散段，其外层是衬铝内管和螺旋外管组成的复合管，内部是冷凝降温固件。

在所述蜂窝发烟段和冷凝降温固件之间设置有发烟空腔，以使在蜂窝发烟段生成的烟气雾化发散，该空腔的长度为加热释放段1/2。

优选的，为提高单支抽吸品的使用率，在所述抽吸段一侧同样设置蜂窝发烟段，一端使用完后，翻转即可再次使用。

优选的，所述异形加热孔的径向截面形状为除圆形之外的规则几何图形中的任意一种，具体包括正多边形、梅花形、星形、齿轮形。

所述冷凝降温固件采用导热性能好且比热容大的无毒材料制备，其截面为正星形多角形，且所有角的顶点抵住所述抽吸管的内壁，任意两个角之间的孔隙便于烟气通过降温。

优选的，所述冷凝降温固件采用导热性能好且比热容大的无毒材料制备，其截面的中心部位为筛网状，分布有主流烟气的过滤孔。

优选的，所述蜂窝发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备；具体为包括天然植物香料膨化颗粒，植物纤维、发烟剂、粘接剂以及苯甲酸尼古丁盐；所述天然植物香料包括可可豆、薄荷、甘草、川贝、葛根粉、柠檬叶、水果香料、辛辣香料中的任意一种或任意两种及以上的混合物。

优选的，所述蜂窝发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备；具体为包括天然植物香料提取物+植物膨化颗粒（无毒性）、植物纤维、发烟剂、粘接剂以及苯甲酸尼古丁盐；所述天然植物香料提取物包括γ辛内酯、香草醛、乙基香草醛、水杨酸甲酯、香柠檬油、香叶油、柠檬油、姜油中的任意一种或任意两种及以上的混合物；所述粘接剂包括壳聚糖、瓜尔胶、卡拉胶、明胶、琼脂、洁冷胶、阿拉伯胶、黄原胶、果胶中的任意一种。

优选的，所述冷凝降温固件的轴向几何中心位置处设置贯穿的空腔，增加烟气的冷却通道；以及，所述冷凝降温固件轴向几何中心位置处的空腔内填充线状凝胶，线状凝胶在烟气流经冷凝降温固件时液化挥发，随烟气释放，提供特殊风味物质。

优选的，所述线状凝胶采用多色多味的复合形式。

优选的，所述线状凝胶在设置时根据烟气流经冷凝降温固件的温度梯度，设置与之对应温度梯度释放的凝胶材料，实现凝胶的释放贯彻在整个抽吸过程中，延长风味物质的释放时间。

优选的，所述凝胶包括能够在100-350℃挥发被烟气携带的赋香物质、β-环糊精以及相变物质。

所述相变物质包括但不仅限于聚乙二醇、食品级蜂蜡、食品级石蜡、动植物凝胶、硬脂酸中的任意一种。

抽吸品的具体制备方法一包括以下步骤：

一、发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备

①选择非烟草天然植物的任意一种或任意两种及以上的果实或叶片混合物，进行晒干或者风干至水分含量≤20%，并将其粉碎至粒径0.1-0.5mm，按重量计，用量为70-80份；

②将步骤①中所述原料的枝干或叶脉等木质部进行粉碎并膨化加工为粒径为0.5-1mm的膨化颗粒，按重量计，用量为10-20份；

③将天然植物纤维干燥后粉碎至粒径1-2mm备用，按重量计，用量为5-10份；

④将步骤①至步骤③所得的原料按所述比例进行混合，然后加入发烟剂、粘接剂以及苯甲酸尼古丁盐稀释液进行搅拌均匀，按重量计，所述发烟剂的用量为30-35份，苯甲酸尼古丁盐稀释液的浓度为10%，用量为10-15份；

⑤将步骤④所得混合物通过挤压成型设备制得半成品，挤压成型设备的加热温度不超过发烟剂的雾化温度，成型后按需求分切成特定长度的小段，控制含水量不超过10%，制得发烟段待用；

二、抽吸管的制备

①铝箔复合纸的制备,选用特定幅宽和定量的纸作为基纸,同时采用同样幅宽且厚度为不超过0.01mm的铝箔作为复合层，依次通过涂胶、复合、烘干、收卷、消除应力后得到半成品，所述半成品的长度方向上，每间隔一段特定距离，留有与该特定距离长度一致或小于该特定距离的空白区域，该孔白区域不设置铝箔，以保持在纸管成型后，所述抽吸段处不设置衬铝内管最后将半成品按照预定宽度裁切成纸带备用；

②将分切好的纸带经浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上，然后再经过后期固化纸管；之后采用同样方法将设有印刷信息的包装纸覆盖在纸管上，最后通过喷涂、滚涂或刷涂的方式在纸管上涂覆防水防油剂；

三、冷凝固件的制备

通过挤压成型方式，采用导热性能好且比热容大的无毒材料按需求制备冷凝固件，根据需要加入线状凝胶；

四、组合制备抽吸品

将抽吸管按照标准单位长度截成单管，然后先将分切好的冷凝固件从加热端塞入抽吸管中，使其前端到达抽吸管的1/2处；再将发烟段从加热端塞入抽吸管中，使其后端与抽吸管的端口对齐，冷凝固件和发烟段之间预留发烟空腔；或者，在制备铝箔复合纸时在基质上满幅设置铝箔，在成型纸管后的抽吸段处同样设置发烟段。

优选的，所述发烟剂为丙二醇、丙三醇或甘油与水的混合物，混合比例为水：丙二醇、丙三醇或甘油=1:4。

所述粘接剂的用量不超过混合物总量的0.5%。

优选的，所述抽吸品的制备方法二，其中所述发烟段采用天然植物香料提取物+植物膨化颗粒，配合苯甲酸尼古丁盐进行制备，其余步骤与制备方法一所述一致。

本发明还提供了如上述所述抽吸品的用途，本发明所述的抽吸品，将加热端置于加热不燃烧装置中，在加热芯产生的150℃～400℃温度下加热5-10s即可从抽吸段进行抽吸使用。

本发明的有益效果：

①本发明所述的抽吸品专门在发烟段设置了轴向贯穿的增大表面积的结构，是发烟段具有较大比表面积，保证在抽吸时，外界进入的空气流经基质时尽可能多的与基质中香味物质接触，提高其释放程度，保证物尽其用，也能够提升烟气口感；

②本发明素数抽吸品在发烟段后方、冷凝降温固件之前的区域设置了发烟空腔，扩大了烟气生成必须的空间，提供了足够的发烟所需空气，使得抽吸品整体的发烟效果良好。

③本发明在抽吸品的加热释放段、烟气冷却发散段内壁设置了衬铝内管，主要起到两个作用，第一是在加热释放段，金属铝能够形成对发烟段的全包围辅助加热，促使其物质的释放和发烟，第二是在烟气冷却发散段又能够实现对烟气的包围冷却；而在抽吸段不设置衬铝内管是防止热量传递而导致抽吸时与嘴唇接触部位温度过高带来的不适感。

④本发明所述抽吸品可采用非烟草的多种天然植物香料作为基质，配合尼古丁盐和粘接剂等进行制备，既能满足使用者的需求，同时相对于烟草少了危害性较大的焦油；并且本发明所述抽吸品的各个部件以及原料均未不属于专管专卖范畴，原料本身及释放物中均不含烟碱、烟草特有的n-亚硝胺、生物碱种类等，不属于烟草制品，原料来源广泛、产品种类丰富。

附图说明

图1是本发明所述复合管结构示意图。

图2是所述蜂窝发烟段的结构示意图a。

图3是所述蜂窝发烟段的结构示意图b。

图4是本发明所述抽吸品结构示意图a。

图5是本发明所述抽吸品结构示意图b。

图6是本发明所述抽吸品结构示意图c。

图7是本发明所述抽吸品结构示意图d。

图中，衬铝内管1，螺旋外管2，蜂窝发烟段3，冷凝降温固件4，线状凝胶5。

具体实施方式

下面结合附图对本发明所述技术方案进行进一步说明，仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

如图1、2、3、4、5所示：

生物基质制备的新型加热不燃烧抽吸品，采用分段式结构，包括一个加热释放段、烟气冷却发散段和抽吸段；加热释放段与烟气冷却发散段连接复合，同时配合螺旋外管构成的抽吸管组合成加热不燃烧抽吸品；所述加热释放段包含被加热到所需最低温度时能够释放烟雾状风味物质所需的天然植物聚合体。

所述加热释放段的外层是衬铝内管和螺旋外管组成的复合管，内部是蜂窝发烟段，蜂窝发烟段外形为圆柱体，长度为整个加热释放段的1/2；其外表面光滑与衬铝内管内壁相贴合，在其轴心处设置有梅花形加热孔，而在外表面和梅花形加热孔之间的区域设置有轴向贯穿蜂窝发烟段整体的气孔，提高烟气流动效率，增加蜂窝发烟段烟气产生部位面积，利于生物基质中风味物质的释放。

所述抽吸段占整个抽吸品长度的1/2，其内部中空，外部为螺旋外管；在所述加热释放段与抽吸段之间，设置烟气冷却发散段，其外层是衬铝内管和螺旋外管组成的复合管，内部是冷凝降温固件。

在所述蜂窝发烟段和冷凝降温固件之间设置有发烟空腔，以使在蜂窝发烟段生成的烟气雾化发散，该空腔的长度为加热释放段1/2。

所述冷凝降温固件采用导热性能好且比热容大的无毒材料制备，其截面为正星形多角形，且所有角的顶点抵住所述抽吸管的内壁，任意两个角之间的孔隙便于烟气通过降温。

所述蜂窝发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备；具体为包括天然植物香料膨化颗粒，植物纤维、发烟剂、粘接剂以及苯甲酸尼古丁盐；所述天然植物香料包括可可豆、薄荷、甘草、川贝、葛根粉、柠檬叶、水果香料、辛辣香料中的任意一种或任意两种及以上的混合物。

所述冷凝降温固件的轴向几何中心位置处设置贯穿的空腔，增加烟气的冷却通道；以及，所述冷凝降温固件轴向几何中心位置处的空腔内填充线状凝胶，线状凝胶在烟气流经冷凝降温固件时液化挥发，随烟气释放，提供特殊风味物质。

抽吸品的具体制备方法包括以下步骤：

一、发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备

①选择可可豆、薄荷、甘草、川贝、葛根粉、柠檬叶、水果香料、辛辣香料中的任意一种或任意两种及以上的混合物，进行晒干或者风干至水分含量≤20%，并将其粉碎至粒径0.2mm，按重量计，用量为70-80份；

②将步骤①中所述原料的枝干或叶脉等木质部进行粉碎并膨化加工为粒径为0.5mm的膨化颗粒，按重量计，用量为10-20份；

③将天然植物纤维干燥后粉碎至粒径2mm备用，按重量计，用量为5-10份；

④将步骤①至步骤③所得的原料按所述比例进行混合，然后加入丙二醇与水的混合物30-35份，混合比例为水：丙二醇=1:4；瓜尔胶以及苯甲酸尼古丁盐稀释液进行搅拌均匀，苯甲酸尼古丁盐稀释液的浓度为10%，用量为10-15份，瓜尔胶的用量不超过混合物总量的0.5%；

⑤将步骤④所得混合物通过挤压成型设备制得半成品，挤压成型设备的加热温度不超过发烟剂的雾化温度，成型后按需求分切成特定长度的小段，控制含水量不超过10%，制得发烟段待用；

二、抽吸管的制备

①铝箔复合纸的制备,选用特定幅宽和定量的纸作为基纸,同时采用同样幅宽且厚度为不超过0.01mm的铝箔作为复合层，依次通过涂胶、复合、烘干、收卷、消除应力后得到半成品，所述半成品的长度方向上，每间隔30mm，留有30mm的空白区域，该孔白区域不设置铝箔，以保持在纸管成型后，所述抽吸段处不设置衬铝内管最后将半成品按照预定宽度裁切成纸带备用；

②将分切好的纸带经浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上，然后再经过后期固化纸管；之后采用同样方法将设有印刷信息的包装纸覆盖在纸管上，最后通过喷涂、滚涂或刷涂的方式在纸管上涂覆防水防油剂；

三、冷凝固件的制备

通过挤压成型方式，采用导热性能好且比热容大的无毒材料按需求制备冷凝固件，根据需要加入线状凝胶；

四、组合制备抽吸品

将抽吸管按照标准单位长度截成单管，然后先将分切好的冷凝固件从加热端塞入抽吸管中，使其前端到达抽吸管的1/2处；再将发烟段从加热端塞入抽吸管中，使其后端与抽吸管的端口对齐，冷凝固件和发烟段之间预留发烟空腔；

如图1、2、3、6、7所示：

生物基质制备的新型加热不燃烧抽吸品，采用分段式结构，包括一个加热释放段、烟气冷却发散段和抽吸段；加热释放段与烟气冷却发散段连接复合，同时配合螺旋外管构成的抽吸管组合成加热不燃烧抽吸品；所述加热释放段包含被加热到所需最低温度时能够释放烟雾状风味物质所需的天然植物聚合体。

所述加热释放段的外层是衬铝内管和螺旋外管组成的复合管，内部是蜂窝发烟段，蜂窝发烟段外形为圆柱体，长度为整个加热释放段的3/5；其外表面光滑与衬铝内管内壁相贴合，在其轴心处设置有星形加热孔，而在外表面和星形加热孔之间的区域设置有轴向贯穿蜂窝发烟段整体的气孔，提高烟气流动效率，增加蜂窝发烟段烟气产生部位面积，利于生物基质中风味物质的释放；在所述抽吸段一侧同样设置蜂窝发烟段，一端使用完后，翻转即可再次使用。

所述抽吸段占整个抽吸品长度的1/2，其内部中空，外部为螺旋外管。

在所述加热释放段与抽吸段之间，设置烟气冷却发散段，其外层是衬铝内管和螺旋外管组成的复合管，内部是冷凝降温固件。

在所述蜂窝发烟段和冷凝降温固件之间设置有发烟空腔，以使在蜂窝发烟段生成的烟气雾化发散，该空腔的长度为加热释放段1/2。

所述冷凝降温固件采用导热性能好且比热容大的无毒材料制备，其截面的中心部位为筛网状，分布有主流烟气的过滤孔；冷凝降温固件的轴向几何中心位置处设置贯穿的空腔，增加烟气的冷却通道；以及，所述冷凝降温固件轴向几何中心位置处的空腔内填充线状凝胶，线状凝胶在烟气流经冷凝降温固件时液化挥发，随烟气释放，提供特殊风味物质。

所述蜂窝发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备；具体为包括天然植物香料提取物+植物膨化颗粒（无毒性）、植物纤维、发烟剂、粘接剂以及苯甲酸尼古丁盐；所述天然植物香料提取物包括γ辛内酯、香草醛、乙基香草醛、水杨酸甲酯、香柠檬油、香叶油、柠檬油、姜油中的任意一种或任意两种及以上的混合物；所述粘接剂包括壳聚糖、瓜尔胶、卡拉胶、明胶、琼脂、洁冷胶、阿拉伯胶、黄原胶、果胶中的任意一种。

所述抽吸品的具体制备方法包括以下步骤：

一、发烟段采用非烟草天然生物基质配合苯甲酸尼古丁盐制备

①选择可可豆、薄荷、甘草、川贝、葛根粉、柠檬叶、水果香料、辛辣香料中的任意一种或任意两种及以上的混合物，进行晒干或者风干至水分含量≤20%，，并将其粉碎至粒径0.5mm，按重量计，用量为70-80份；

②将步骤①中所述原料的枝干或叶脉等木质部进行粉碎并膨化加工为粒径为0.5mm的膨化颗粒，按重量计，用量为10-20份；

③将天然植物纤维干燥后粉碎至粒径1mm备用，按重量计，用量为5-10份；

④将步骤①至步骤③所得的原料按所述比例进行混合，然后加入丙二醇与水的混合物30-35份，混合比例为水：丙二醇=1:4；瓜尔胶以及苯甲酸尼古丁盐稀释液进行搅拌均匀，苯甲酸尼古丁盐稀释液的浓度为10%，用量为10-15份，瓜尔胶的用量不超过混合物总量的0.5%；

⑤将步骤④所得混合物通过挤压成型设备制得半成品，挤压成型设备的加热温度不超过发烟剂的雾化温度，成型后按需求分切成特定长度的小段，控制含水量不超过10%，制得发烟段待用；

二、抽吸管的制备

①铝箔复合纸的制备,选用特定幅宽和定量的纸作为基纸,同时采用同样幅宽且厚度为不超过0.01mm的铝箔作为复合层，依次通过涂胶、复合、烘干、收卷、消除应力后得到半成品，最后将半成品按照预定宽度裁切成纸带备用；

②将分切好的纸带经浸胶后，在张力控制下直接缠绕到芯模上，然后再经过后期固化纸管；之后采用同样方法将设有印刷信息的包装纸覆盖在纸管上，最后通过喷涂、滚涂或刷涂的方式在纸管上涂覆防水防油剂；

三、冷凝固件的制备

通过挤压成型方式，采用导热性能好且比热容大的无毒材料按需求制备冷凝固件，根据需要加入线状凝胶；

四、组合制备抽吸品

将抽吸管按照标准单位长度截成单管，然后先将分切好的冷凝固件从加热端塞入抽吸管中，使其前端到达抽吸管的1/2处；再将发烟段从加热端塞入抽吸管中，使其后端与抽吸管的端口对齐，冷凝固件和发烟段之间预留发烟空腔；或者，在制备铝箔复合纸时在基质上满幅设置铝箔，在成型纸管后的抽吸段处同样设置发烟段。

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