气溶胶生成基质及其制备方法与流程

本发明涉及加热不燃烧烟草，尤其涉及一种气溶胶生成基质及其制备方法。

背景技术：

1、加热不燃烧卷烟是加热烟支的发烟段(气溶胶生成基质)产生烟气，其产生烟气口感的接受度较好，目前市场化的加热不燃烧卷烟烟支往往会出现烟气量不足，主要是因为：用作气溶胶生成基质的烟叶薄片或其他芳香植物薄片在生产过程中需要多次高温处理，导致烟叶或其他芳香植物中的香味物质、香料添加剂和发烟剂等被高温破坏，影响口感。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种气溶胶生成基质及其制备方法。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气溶胶生成基质的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、制备基质前体：

4、取产香预处理后的烟草和/或芳香植物、无机多孔材料、多元醇发烟剂、香味添加剂、粘合剂，并加入预处理后的导热材料或电磁感应材料，并加入溶剂，所述溶剂为水和/或乙醇，进行配浆、造粒、初步干燥形成基础颗粒，即得基质前体；

5、s2、压制成型：向模具中加入基质前体，压制、脱模，形成具有至少一个气道孔的基质中间体；

6、s3、干燥膨化处理：对步骤s2中成型的基质中间体，进行二次干燥膨化处理，形成气溶胶生成基质，所述气溶胶生成基质的壁材为由连续微孔组成的多孔骨架结构。

7、进一步地，优选在步骤s1中，所述芳香植物为包括百合科、柏科、败酱科、报春花科、豆科、杜鹃花科、番荔枝科、橄榄科、含羞草科、鸢尾科、玄参科、龙胆科、马鞭草科、马兜铃科、木兰科、木犀科、蔷薇科、茄科、茜草科、樟科、芸香科、菊科、兰科、禾本科、胡椒科、胡桃科、忍冬科、姜科、伞形科、桑科、石蒜科、松科、松萝科、桃金娘科、金缕梅科和锦葵科植物中的至少一种。

8、进一步地，优选在步骤s1中，还加入质量份数为0-5份的导热材料，所述导热材料为铁粉、铜粉、石墨粉、石墨烯、氮化硼、氧化铝、碳粉中的至少一种，所述导热材料的导热系数为1-500w/m.k，所述导热材料的粒径为20nm-2μm，所述导热材料的孔隙率＞65％。

9、进一步地，优选所述导热材料经过高温除杂处理，所述高温除杂处理的温度为800-1500℃。

10、进一步地，优选在步骤s1中，还加入质量份数为0-8份的电磁感应材料，所述电磁感应材料为铁、镍、铜、锗、碳、铬、锡、锰、铝中的至少一种。

11、进一步，优选所述电磁感应材料进行破碎处理，破碎处理后的电磁感应材料形成长度为10-50μm的丝状纤维。

12、进一步地，优选在步骤s1中，还加入质量份数为0-8份的电阻发热材料，所述电阻发热材料包括氧化锆、碳纳米管、镍、铬和铁中的至少一种。

13、进一步地，优选在步骤s1中，所述无机多孔材料包括沸石、分子筛、硅藻土、蒙脱石、氧化铝、硅胶、活性炭、硅酸钙、壳聚糖多孔材料、纤维素纤维、木质素颗粒、黏土、海泡石、坡缕石中的至少一种；和/或，所述多元醇发烟剂包括甘油、丙二醇、丁二醇和丁三醇中的至少一种；和/或，所述香味添加剂为烟草的提取物和/或芳香植物的提取物；和/或，所述粘合剂包括普鲁兰多糖、罗望子多糖和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种组合物。

14、进一步地，优选在步骤s1中，制备基质前体包括以下质量份数的原料：30-80份烟草和/或香味植物、10-30份多元醇发烟剂、0-5份粘合剂、5-20份无机多孔材料和5-10份香味添加剂。

15、进一步地，优选在步骤s1中，烟草和/或芳香植物的预处理包括取烟草和/或芳香植物进行击式破碎处理；然后将上述材料置于真空密闭环境，加入酸性处理液，并进行加热处理，加热温度为60-120℃，使得烟草和/或芳香植物的体积膨化1.1-1.5倍、游离态烟碱溶出量增加至少50％。

16、进一步地，优选，在步骤s1中，形成的所述基础颗粒的粘度为500-1500pa.s，且所述基质前体中液相组分的质量百分含量为10～50％。

17、进一步地，优选在步骤s3中，采用低温真空干燥膨化，在低温真空下使体系中的溶剂按沸点顺序溢出形成孔洞，使得气溶胶生成基质的壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构。

18、进一步地，优选低温真空干燥膨化的工艺参数为：压力15kpa～85kpa，温度30-80℃，形成的气溶胶生成基质的液相组分的质量百分含量小于等于5％。

19、进一步地，优选在步骤s3中，采用热风干燥膨化，在热风干燥条件下使体系中的溶剂按沸点顺序溢出形成孔洞，使得气溶胶生成基质的壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构，最终得到气溶胶生成基质。

20、进一步地，优选热风干燥膨化的工艺参数为50-120℃，形成的气溶胶生成基质的液相组分的质量百分含量小于等于5％。

21、进一步地，优选当s1步骤中加入的溶剂为水时，在步骤s3中，采用冷冻干燥工艺，干燥升华将水相冰晶转变为游离态水分子溢出形成孔洞，使得气溶胶生成基质的壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构。

22、进一步地，优选冷冻干燥工艺的工艺参数为-10℃～-87℃，形成的气溶胶生成基质的液相组分的质量百分含量小于等于5％。

23、进一步地，在步骤s2中，通过向模具中投入基质前体，在压力的作用下，压缩聚合物体积比为6:1-10:3，脱模形成一体成型的基质中间体，其中模具的下模空间中有至少一个竖直的棒，上模冲压后，冲压出与棒形状适配的轴向气道孔。

24、进一步地，优选在步骤s3中，形成的所述气溶胶生成基质的微孔为50nm-20μm，孔隙率为20％-80％。

25、进一步地，优选形成的所述气溶胶生成基质的微孔为10nm-50nm。

26、本发明还提供一种气溶胶生成基质，所述气溶胶生成基质具有至少一个轴向的气道孔，所述气溶胶生成基质的壁材为由连续微孔组成的多孔骨架结构，其中微孔的孔径为50nm-20μm，孔隙率为20％-80％。

27、进一步地，优选气溶胶生成基质包括以下质量份数的原料：30-80份烟草和/或香味植物、10-30份多元醇发烟剂、0-5份粘合剂、5-20份无机多孔材料、5-10份香味添加剂。

28、实施本发明具有以下有益效果：本发明的气溶胶生成基质通过在基质前体中加入水和/或乙醇等造孔剂，初步干燥后压制成型，然后二次干燥膨化处理，使得壁材中的水和/或乙醇溢出，此时在水和/或乙醇的原所在位置形成连续的微小的孔洞，微孔无序排布且四通八达，使得壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构，保证了壁材具有一定的结构强度，并且增大了外界空气与烟气的接触面积，混合更均匀；且本发明的制备方法中不需要再经过多次高温处理工序，反应条件较为温和，且容易控制，避免了烟叶或其他芳香植物中的香味物质、香料添加剂和发烟剂等被高温破坏，口感更醇正，提高使用者的体验口感。

技术特征：

1.一种气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，形成的所述基础颗粒的粘度为500-1500pa.s，且所述基质前体中液相组分的质量百分含量为10～50％。

3.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，烟草和/或芳香植物的预处理包括取烟草和/或芳香植物进行击式破碎处理；然后将上述材料置于真空密闭环境，加入酸性处理液，并进行加热处理，加热温度为60-120℃，使得烟草和/或芳香植物的体积膨化1.1-1.5倍、游离态烟碱溶出量增加至少50％。

4.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，所述无机多孔材料包括沸石、分子筛、硅藻土、蒙脱石、氧化铝、硅胶、活性炭、硅酸钙、壳聚糖多孔材料、纤维素纤维、木质素颗粒、黏土、海泡石、坡缕石中的至少一种；和/或，所述多元醇发烟剂包括甘油、丙二醇、丁二醇和丁三醇中的至少一种；和/或，所述香味添加剂为烟草的提取物和/或芳香植物的提取物；和/或，所述粘合剂包括普鲁兰多糖、罗望子多糖和羟丙基甲基纤维素中的一种或多种组合物。

5.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，制备基质前体包括以下质量份数的原料：30-80份烟草和/或香味植物、10-30份多元醇发烟剂、0-5份粘合剂、5-20份无机多孔材料和5-10份香味添加剂。

6.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s1中，还加入质量份数为0-8份的电磁感应材料，所述电磁感应材料为铁、镍、铜、锗、碳、铬、锡、锰、铝中的至少一种；

7.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，采用低温真空干燥膨化，在低温真空下使体系中的溶剂按沸点顺序溢出形成孔洞，使得气溶胶生成基质的壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构。

8.根据权利要求7所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，低温真空干燥膨化的工艺参数为：温度30-80℃，压力15kpa～85kpa。

9.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，采用热风干燥膨化，在热风干燥条件下使体系中的溶剂按沸点顺序溢出形成孔洞，使得气溶胶生成基质的壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构。

10.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，当s1步骤中加入的溶剂为水时，在步骤s3中，采用冷冻干燥工艺，干燥升华将水相冰晶转变为游离态水分子溢出形成孔洞，使得气溶胶生成基质的壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构。

11.根据权利要求1所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s2中，通过向模具中投入基质前体，在压力的作用下，压缩聚合物体积比为6:1-10:3，脱模形成一体成型的基质中间体，其中模具的下模空间中有至少一个竖直的棒，上模冲压后，冲压出与棒形状适配的轴向气道孔。

12.根据权利要求1-11任意一项所述的气溶胶生成基质的制备方法，其特征在于，在步骤s3中，形成的所述气溶胶生成基质的微孔为10nm-20μm，孔隙率为20％-80％。

13.一种气溶胶生成基质，其特征在于，所述气溶胶生成基质具有至少一个轴向的气道孔，所述气溶胶生成基质的壁材为由连续微孔组成的多孔骨架结构，其中微孔的孔径为10nm-20μm，孔隙率为20％-80％。

14.根据权利要求13所述的气溶胶生成基质，其特征在于，包括以下质量份数的原料：30-80份烟草和/或香味植物、10-30份多元醇发烟剂、0-5份粘合剂、5-20份无机多孔材料、5-10份香味添加剂。

技术总结本发明公开了一种气溶胶生成基质及其制备方法，制备方法包括：制备基质前体：取经过预处理的烟草和/或芳香植物、无机多孔材料、多元醇发烟剂、香味添加剂、粘合剂，并加入水和/或乙醇，进行配浆、造粒、初步干燥形成基础颗粒；压制成型：形成具有气道孔的气溶胶生成基质；干燥膨化处理：进行二次干燥膨化处理即得，气溶胶生成基质的壁材为由连续微孔组成的多孔骨架结构；本发明的制备方法无需多次高温处理，避免了香味被高温破坏；且壁材形成由连续微孔组成的多孔骨架结构，保证了结构强度，并且增大了外界空气与烟气的接触面积，烟气混合更均匀，抽吸时烟气浓郁。技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名受保护的技术使用者：谦逊恩典有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/6