涂布液及加热不燃烧烟芯材料
技术领域
本发明涉及烟叶生产领域，具体而言，涉及一种涂布液及加热不燃烧烟芯材料。
背景技术
加热不燃烧烟芯材料的生产过程是一个烟草物质的分离—重组过程，在生产过程中烟草原料通过提取分离技术分为水相可溶物和不可溶物两个部分，不可溶物通过制浆、抄造等工艺环节形成烟芯材料的中间产物——基片，可溶物经过精制、浓缩、调配等工艺形成另一中间产物——涂布液，将涂布液在基片上回填重组即可得到加热不燃烧烟芯材料。
常规涂布液制备工艺是将原料经过水提、分离、精制、浓缩形成水提浸膏，再向浸膏中添加发烟剂、香料等最终形成加热不燃烧再造烟叶涂布液。
水提过程在加热不燃烧烟芯材料中存在以下问题：用水提浸膏配置成的涂布液中含有大量水分，在涂布后干燥工艺中水转化为蒸汽会携带发烟剂、香味物质一起雾化流失。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种涂布液，可以有效避免涂布之后的干燥过程中发烟剂和香味物质雾化流失。
本发明的第二目的在于提供一种加热不燃烧烟芯材料，香味物质含量更高。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种涂布液，其制备方法包括：
将发烟剂、助溶剂混合得到提取溶剂，然后与烟草原料混合进行多级提取得到提取液；
将所述提取液浓缩得到浸膏，然后加入助剂，得到所述涂布液。
将发烟剂作为提取溶剂的其中一种成分与助溶剂配合获得提取溶剂，调整提取溶剂的极性，改变现有技术中纯粹的水提工艺，使得提取过程更具有选择性，将可溶于发烟剂的成分更有效的提取出来，而不溶于发烟剂(即发烟剂难以携带发烟)的成分则不提取或少提取出，最终形成的涂布液流动性好易于渗透，产品不易发黏结块有益于后续处理。
本申请提供的涂布液适用于湿法制备的加热不燃烧烟芯材料。
优选地，所述发烟剂与所述助溶剂的质量比为1:9-7:3。
对发烟剂和助溶剂比例的选择，有利于优化提取溶剂的极性，找到选择性更高的提取溶剂。更加优选地，所述发烟剂与所述助溶剂的质量比为3:7-4:6。
在可选地实施例中，所述发烟剂与所述助溶剂的质量比可以为1:9、2:8、3:7、4:6、5:5、6:4、7:3以及1:9-7:3之间的任意值。
进一步优选地，所述发烟剂为甘油或甘油与丙二醇的混合物。
更加优选地，所述助溶剂为水、醇类化合物、表面活性剂、pH调节剂中的一种或多种。
对发烟剂和助溶剂的优选，也是为了优化提取溶剂的极性，提高对香味物质的选择性。醇类化合物优选乙醇。
以甘油为例，其沸点为290℃，而水的沸点为100℃，传统的水提工艺中，后续干燥时，100℃左右就会发生雾化现象，大量的水蒸腾会将芳香物质带走，降低加热不燃烧烟芯材料的总挥发率，使得产品品质大幅下降。
优选地，所述提取溶剂与所述烟草原料的质量比为5-12:1。
所述提取溶剂与所述烟草原料的质量比可以为5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1、11:1、12:1以及5-12:1之间的任意值。
优选地，所述提取的温度为37-70℃。
提取温度的优选，一方面考虑提取溶剂的挥发，另一方面主要是考虑被提取物质的溶解度和稳定性，保证提取效率和总收率。更加优选地，提取的温度为50-60℃。
在一个可选地实施例中，提取的温度可以为37℃、38℃、39℃、40℃、42℃、44℃、45℃、46℃、48℃、50℃、52℃、54℃、56℃、58℃、60℃、62℃、64℃、66℃、68℃、70℃以及37-70℃之间的任意值。
进一步优选地，所述提取为多级逆流提取。
优选采用三级逆流提取。提取过程中，可以使用连续超声波设备进行超声波提取，或将超声波作为辅助提取手段，均有助于提高提取效率。
优选地，所述浸膏中所述提取溶剂的质量含量小于或等于3％。
限定浸膏中的提取溶剂的质量含量，是为了保证后续加工过程中大量的挥发性物质被挥发带走，降低烟叶的品质。
优选地，所述助剂包括香精、香料和抑菌剂中的一种或多种。
助剂的添加是为了提高最终产品的综合品质，增加香味、防止发霉、延长保质期。
可选地，所述烟草原料由原材料经过除杂、混合均匀得到。
精制的目的是为了出去原料中的灰尘、异物，提高整体品质。
一种加热不燃烧烟芯材料，使用所述的涂布液涂布在烟叶基片上制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)在提取溶剂中加入发烟剂，提取过程溶质溶出具有更好的选择性，涂布液中香味物质比例提高，干燥过程中香味物质流失少；
(2)涂布液流动性好易于渗透，产品不易发黏结块有益于后续处理；
(3)加热不燃烧烟芯材料的香味物质含量更高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
涂布液在制造过程中，主要从烟草原料中提取出总糖、烟碱、总氮等物质，这些物质中有一部分属于易挥发性质的，而后续使用涂布液的过程中需要经过干燥过程，该过程中如果涂布液中含有较高量的水，则会导致产品品质下降。而单纯使用有机溶剂作为水的替代溶剂的方法，又不足以使得提取溶剂具有很好的极性和选择性，不利于相关物质的提取。本申请将现有技术中在得到提取物之后才添加的发烟剂作为提取溶剂的一部分，改变提取溶剂的极性，以使得提取过程中溶质的溶出具有更好的选择性，发烟剂可携带香味物质比例提高，后续涂布干燥过程致香物质流失少。
实施例1
以甘油作为发烟剂，无水乙醇作为助溶剂，按照发烟剂与助溶剂的质量比1:9配置得到提取溶剂。
提取设备选用连续超声波提取设备，采用三级逆流提取。
按照提取溶剂与烟草原料质量比7:1进行备料，将提取溶剂升温至60℃，然后与第一批烟草原料一起加入第一级提取罐中，保温60℃提取25min，固液分离，固型物送入第二级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在7:1，保温60℃提取25min，固液分离，液体送回第一级提取罐与第二批烟草原料混合，固型物送入第三级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在7:1，保温60℃提取25min，固液分离，固型物取出制作基片或用于造纸，液体送回第二级提取罐。
送回第二级提取罐的液体在补充提取溶剂后，与来自第一级提取罐的第二批固型物混合，进行提取；提取完成后固液分离，从第二级提取罐分离得到的固型物进入第三级提取罐，提取后取出制作基片或用于造纸，从第二级提取罐分离得到的液体送回第一级提取罐与第三批烟草原料进行提取；提取完成后固液分离，从第一级提取罐分离得到的固型物依次送入第二级提取罐和第三级提取罐提取，提取完成后取出制作基片或用于造纸，从第一级提取罐分离得到的液体经过二级振动筛和两级卧式离心机分离除杂，然后进入MVR降膜式蒸发器中进行浓缩，得到浸膏，所得浸膏香味物质含量＞40％，浸膏中提取溶剂的含量为3％。
在浸膏中按照浸膏重量的10％添加香精、香料和抑菌剂，充分搅拌均匀得到加热不燃烧烟芯材料专用的涂布液。
将涂布液涂布在烟叶基片上，恒温恒湿干燥得到加热不燃烧烟芯材料。
实施例2
以甘油和丙二醇(质量比9:1)的混合物作为发烟剂，水和乙醇(质量比6:4)的混合物作为助溶剂，按照发烟剂与助溶剂的质量比7:3配置得到提取溶剂。
提取设备选用连续超声波提取设备，采用三级逆流提取。
取烟叶原材料，经过除杂、混合均匀精制得到烟草原料。
按照提取溶剂与烟草原料质量比5:1进行备料，将提取溶剂升温至70℃，然后与第一批烟草原料一起加入第一级提取罐中，保温70℃提取20min，固液分离，固型物送入第二级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在5:1，保温70℃提取20min，固液分离，液体送回第一级提取罐与第二批烟草原料混合，固型物送入第三级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在5:1，保温70℃提取20min，固液分离，固型物取出制作基片或用于造纸，液体送回第二级提取罐。
送回第二级提取罐的液体在补充提取溶剂后，与来自第一级提取罐的第二批固型物混合，进行提取；提取完成后固液分离，从第二级提取罐分离得到的固型物进入第三级提取罐，提取后取出制作基片或用于造纸，从第二级提取罐分离得到的液体送回第一级提取罐与第三批烟草原料进行提取；提取完成后固液分离，从第一级提取罐分离得到的固型物依次送入第二级提取罐和第三级提取罐提取，提取完成后取出制作基片或用于造纸，从第一级提取罐分离得到的液体经过二级振动筛和两级卧式离心机分离除杂，然后进入MVR降膜式蒸发器中进行浓缩，得到浸膏，所得浸膏香味物质含量＞42％，浸膏中提取溶剂的含量为2％。
在浸膏中按照浸膏重量的7.5％添加香精和抑菌剂，充分搅拌均匀得到加热不燃烧烟芯材料专用的涂布液。
将涂布液涂布在烟叶基片上，恒温恒湿干燥得到加热不燃烧烟芯材料。
实施例3
以甘油作为发烟剂，水、乙醇和吐温-80的混合物作为助溶剂，其中水与乙醇的质量比为4:6，吐温-80的用量为助溶剂质量的0.3％，按照发烟剂与助溶剂的质量比2:8配置得到提取溶剂。
提取设备选用连续超声波提取设备，采用三级逆流提取。
取烟叶原材料，经过除杂、混合均匀精制得到烟草原料。
按照提取溶剂与烟草原料质量比12:1进行备料，将提取溶剂升温至37℃，然后与第一批烟草原料一起加入第一级提取罐中，保温37℃提取50min，固液分离，固型物送入第二级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在12:1，保温37℃提取50min，固液分离，液体送回第一级提取罐与第二批烟草原料混合，固型物送入第三级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在12:1，保温37℃提取50min，固液分离，固型物取出制作基片或用于造纸，液体送回第二级提取罐。
送回第二级提取罐的液体在补充提取溶剂后，与来自第一级提取罐的第二批固型物混合，进行提取；提取完成后固液分离，从第二级提取罐分离得到的固型物进入第三级提取罐，提取后取出制作基片或用于造纸，从第二级提取罐分离得到的液体送回第一级提取罐与第三批烟草原料进行提取；提取完成后固液分离，从第一级提取罐分离得到的固型物依次送入第二级提取罐和第三级提取罐提取，提取完成后取出制作基片或用于造纸，从第一级提取罐分离得到的液体经过二级振动筛和两级卧式离心机分离除杂，然后进入MVR降膜式蒸发器中进行浓缩，得到浸膏，所得浸膏香味物质含量＞40％，浸膏中提取溶剂的含量为2.5％。
在浸膏中按照浸膏重量的8％添加香料和抑菌剂，充分搅拌均匀得到加热不燃烧烟芯材料专用的涂布液。
将涂布液涂布在烟叶基片上，恒温恒湿干燥得到加热不燃烧烟芯材料。
实施例4
以甘油和丙二醇(质量比8:2)作为发烟剂，水、乙醇、吐温-80和pH调节剂作为助溶剂，其中水与乙醇的质量比为5:5，吐温-80的用量为助溶剂质量的0.4％，pH调节剂的用量为助溶剂质量的0.2％；按照发烟剂与助溶剂的质量比3:7配置得到提取溶剂。
提取设备选用连续超声波提取设备，采用三级逆流提取。
取烟叶原材料，经过除杂、混合均匀精制得到烟草原料。
按照提取溶剂与烟草原料质量比10:1进行备料，将提取溶剂升温至50℃，然后与第一批烟草原料一起加入第一级提取罐中，保温50℃提取30min，固液分离，固型物送入第二级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在10:1，保温50℃提取30min，固液分离，液体送回第一级提取罐与第二批烟草原料混合，固型物送入第三级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在10:1，保温50℃提取30min，固液分离，固型物取出制作基片或用于造纸，液体送回第二级提取罐。
送回第二级提取罐的液体在补充提取溶剂后，与来自第一级提取罐的第二批固型物混合，进行提取；提取完成后固液分离，从第二级提取罐分离得到的固型物进入第三级提取罐，提取后取出制作基片或用于造纸，从第二级提取罐分离得到的液体送回第一级提取罐与第三批烟草原料进行提取；提取完成后固液分离，从第一级提取罐分离得到的固型物依次送入第二级提取罐和第三级提取罐提取，提取完成后取出制作基片或用于造纸，从第一级提取罐分离得到的液体经过二级振动筛和两级卧式离心机分离除杂，然后进入MVR降膜式蒸发器中进行浓缩，得到浸膏，所得浸膏香味物质含量＞40％，浸膏中提取溶剂的含量为2.8％。
在浸膏中按照浸膏重量的7％添加香料，充分搅拌均匀得到加热不燃烧烟芯材料专用的涂布液。
将涂布液涂布在烟叶基片上，恒温恒湿干燥得到加热不燃烧烟芯材料。
实施例5
以甘油作为发烟剂，水作为助溶剂，按照发烟剂与助溶剂的质量比4:6配置得到提取溶剂。
取烟叶原材料，经过除杂、混合均匀精制得到烟草原料。
按照提取溶剂与烟草原料质量比8:1进行备料，将提取溶剂升温至55℃，然后与第一批烟草原料一起加入第一级提取罐中，保温55℃提取30min，固液分离，固型物送入第二级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在8:1，保温55℃提取30min，固液分离，液体送回第一级提取罐与第二批烟草原料混合，固型物送入第三级提取罐中，补充提取溶剂使得提取溶剂与固型物的质量比保持在8:1，保温55℃提取30min，固液分离，固型物取出制作基片或用于造纸，液体送回第二级提取罐。三级逆流提取过程中加入超声波辅助提取。
送回第二级提取罐的液体在补充提取溶剂后，与来自第一级提取罐的第二批固型物混合，进行提取；提取完成后固液分离，从第二级提取罐分离得到的固型物进入第三级提取罐，提取后取出制作基片或用于造纸，从第二级提取罐分离得到的液体送回第一级提取罐与第三批烟草原料进行提取；提取完成后固液分离，从第一级提取罐分离得到的固型物依次送入第二级提取罐和第三级提取罐提取，提取完成后取出制作基片或用于造纸，从第一级提取罐分离得到的液体经过二级振动筛和两级卧式离心机分离除杂，然后进入MVR降膜式蒸发器中进行浓缩，得到浸膏，所得浸膏香味物质含量＞40％，浸膏中提取溶剂的含量为3％。
在浸膏中按照浸膏重量的5％添加香精，充分搅拌均匀得到加热不燃烧烟芯材料专用的涂布液。
将涂布液涂布在烟叶基片上，恒温恒湿干燥得到加热不燃烧烟芯材料。
在其他的实施例中，也可以采用烟草原料与提取溶剂直接混合提取的方式进行提取。
比较例1
与实施例1不同之处在于，采用水作为提取溶剂进行提取制备涂布液，然后制备成加热不燃烧烟芯材料。
对实施例1-5和比较例1进行采样，所有样品在22℃、湿度45％±2％条件下平衡48小时，称重，然后在马弗炉中350℃下加热2h，冷却后称重，计算各样品的总挥发率。其结果如下表1所示：
表1样品总挥发率测试结果
由上表1可知，本申请提供的涂布液制得的加热不燃烧烟芯材料，其总挥发率高于现有水提工艺。其表明，本申请得到的加热不燃烧再造烟叶，其含有的挥发性物质更多，更容易产生香味。
氯离子、钾离子、硝酸根离子并不会参与到加热不燃烧烟芯材料产生的烟气中，还原糖是总糖中的一部分，总糖、还原糖、总氮在加热过程中会发生裂解释放出一定量的烟气，但是其对加热不燃烧烟芯材料的烟雾量贡献很少，约5％～10％，过量还会导致杂气的产生，因此提取过程中还要减少氯离子、钾离子、硝酸根离子的提取量，控制总糖、还原糖和总氮的提取量。
测试实施例1和比较例1得到的浸膏中的各成分质量含量，与比较例1相比，实施例1得到的浸膏中，总糖含量下降28.59％、烟碱含量下降29.79％、还原糖含量下降30.07％、总氮含量下降73.79％，钾含量降为0，硝酸盐含量下降76.92％、氯离子含量下降58.89％。由此可知，使用本申请提供的方法制得的涂布液，其氯离子、钾离子、硝酸根离子、总糖、还原糖和总氮的含量均比以水作为提取溶剂得到的涂布液有明显下降，有利于减少有害物质和不参与烟雾产生的物质的提取，避免杂气的产生。
本申请提供的涂布液，在提取溶剂中加入发烟剂，提取过程溶质溶出具有更好的选择性，涂布液中香味物质比例提高、有害物质含量降低、减少烟雾产生时杂气的生成，干燥过程中香味物质流失少；涂布液流动性好易于渗透，产品不易发黏结块有益于后续处理；加热不燃烧烟芯材料的香味物质含量更高，品质更好。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
