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研发必懂:IQOS iluma烟支TEREA烟草薄片制备工艺

2025-02-26 09:38
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IQOS专用烟支TEREA的烟叶原材料及制备工艺涉及烟草薄片技术、均质化处理及专用添加剂的应用,其核心在于通过优化烟草原料结构和加工方法,实现高效气溶胶生成和稳定的感官体验。

图1 TEREA烟支中的烟草薄片

一、原材料构成

  1. 烟草原料
    TEREA烟弹采用再造烟叶(即烟草薄片,详细介绍见文末备注)作为核心材料,主要原料包括:

    • 烟草粉末:由烟叶经打叶去梗、粉碎后制成不同粒径的粉体,用于提供烟草本香和烟碱

    • 粘合剂与纤维载体:常用天然胶粘剂(如羧甲基纤维素)和植物纤维(棉/麻浆)作为支撑结构,增强薄片机械强度

    • 气溶胶形成剂:如甘油、丙二醇等,用于促进加热时气溶胶的稳定释放

  2. 功能性添加剂

    • 可熔脂质:优化热传导性,改善气溶胶生成与稳定性,帮助气溶胶快速释放及香味传递与增强

    • 非烟草强化纤维:提升薄片均质化水平和耐加工性

    • 香精香料:通过涂布或混合工艺添加,用于调节风味和香气层次

注:菲莫国际专利(WO2020234565A1)指出,特定比例的甘油和脂肪酸酯(如单硬脂酸甘油酯)可协同优化低温气溶胶生成效率。与早期IQOS烟弹相比,Iluma的TEREA因采用均质化薄片与脂质配方,无需烟芯滤纸,减少了加热时的纤维异味。总结而言,可熔脂质在TEREA烟支中扮演了物理结构支撑、热力学介质、香味载体三重角色,是平衡加热效率、口感与安全性的关键功能性成分。

二、制备工艺

制备工艺流程概览:

原料分类 → 萃取分离 → 制浆重组 → 抄造成型 → 涂布处理 → 干燥分切 → 混合掺配 → 密封包装

图2 烟草薄片加工原料示意图

1. 原料处理与预处理

    • 原料分类与筛选

      • 使用烟草碎片、烟末、等原料,结合专用纤维(如玉米芯、木浆)作为基底材料

      • 按烟碱含量(2.0%-3.5%)进行模组化分类,确保原料均质化。

    • 萃取与成分分离

      • 浸泡与萃取:将烟草碎片浸泡于热水中(70-85℃),分离可溶性成分(如烟碱、糖类)与非溶性纤维,形成烟草萃取液和纤维残渣

      • 真空浓缩:萃取液通过真空浓缩技术提纯至23-26波美度,用于后续涂布工艺

2. 再造烟叶成型工艺

    • 制浆与纤维重组

      • 将纤维残渣(烟梗、玉米芯等)与木浆混合,通过打浆机处理至32-36 SR(打浆度),形成均质浆料

      • 添加粘合剂(如羧甲基纤维素)和气溶胶形成剂(甘油、丙二醇),增强薄片机械强度及加热释放效率。

    • 抄造与基片成型

      • 采用造纸法工艺(稠浆法):浆料通过造纸机抄造成湿纸页,控制厚度与定量,形成多孔结构的基片

      • 干燥:湿基片经热风干燥或红外干燥,水分控制在11.5%-12.5%,避免脆化。

    • 功能性涂布

      • 将浓缩烟草液均匀涂布于基片表面,涂布率35%-42%,赋予烟草本香及风味层次

      • 添加可熔脂质(如棕榈蜡)优化热传导性,促进气溶胶快速释放。

3. 后处理与加工
    • 真空干燥:确保薄片水分控制在11.5%-12.5%,避免吸潮影响稳定性

    • 分切与密封设计:薄片经压光、分切为特定形态(如菱形片状或丝状),并通过密封尖端设计减少残留,提升用户体验

    • 混合掺配与加香:将再造烟叶丝与膨胀梗丝、回收烟丝按比例混合,通过加香工艺(如喷雾法)添加香精香料,优化香气层次。

4. 质量控制

    • ISO认证生产体系:菲莫国际在韩国梁山工厂采用ISO-9001等标准,确保工艺一致性和产品安全性

    • 专利技术集成:如均质化调控、气溶胶迁移优化等,突破传统薄片香气释放不稳定的瓶颈

三、技术优势与创新
    • 均质化与气溶胶效率:通过粉体粒径配伍和粘合剂优化,实现烟草组分均匀分布,加热时气溶胶释放更密集稳定

    • 环保与减害:再造烟叶技术提升烟草利用率,减少焦油生成,符合降焦减害趋势

    • 结构创新:密封式烟弹设计避免清洁需求,提升便利性,同时多孔结构增强发烟效率

四、行业对比与挑战
    • 与传统卷烟差异:TEREA省略传统制丝中的切叶、烘丝等步骤,聚焦薄片均质化与气溶胶释放效率

    • 技术壁垒:菲莫国际的稠浆法专利与玉米芯纤维应用,显著提升感官质量,突破传统薄片香气不稳定的瓶颈。

    • 国际竞争:菲莫国际凭借稠浆法和专利壁垒占据技术优势,而国内中烟公司正加速研发非均相耦合等新工艺以突破限制(见图3)

      • 政策影响:国内HNB市场政策尚未完全开放,但技术储备(如专利布局)已逐步推进

    一种非均相定向耦合原料的制备方法及其运用与流程

    图3 一种非均相定向耦合原料的制备方法及其运用与流程

    [源自云南中烟再造烟叶有限责任公司专利,仅做研究]

    五、小结

    综上,TEREA烟弹的制备工艺融合了原料精细化处理、先进成型技术及严格质控体系,其核心在于通过材料科学和工艺创新实现加热烟草产品的高效、稳定与减害特性。



    备注1:传统烟草薄片

    烟草薄片具有提升烟草利用率和降焦减害作用,目前国内用烟草薄片切成丝填充在烟丝中。烟草薄片的制造方法主要有辊压法、稠浆法、造纸法三种,应用上以造纸法为主,我国烟草薄片技术发展进程可以划分为辊压法和造纸法两个阶段。

    备注2:HNB专用烟草薄片

    目前HNB卷烟的烟草段材料主要有颗粒型(或块状)、传统烟丝型和烟草薄片型三种,其中烟草薄片具有更好性能,是目前HNB 卷烟的主要烟草段材料之一。HNB专用烟草薄片对品质要求更高,具有上机适应性强、发烟剂负载能力高、均质化水平高等特点。目前生产工艺由传统工艺优化和改造而成,主要有造纸法、干法造纸法、稠浆法、辊压法四种,其中IQOS使用稠浆法制造的烟草薄片。

    备注3:IQOS专利:看HNB专用烟草薄片技术核心

    均质化是HNB专用烟草薄片核心特质。HNB专用烟草薄片均质化能够减少制造过程中的损耗,使气溶胶在加热的过程中能够更好地由主体内迁移到均质化烟草薄片的表面,从而有效促成气溶胶的生成。HNB烟草薄片的主要组成部分包括烟草粉末、粘合剂、可熔脂质、水溶剂、非烟草强化纤维等。如何实现均质化?充分利用粘合剂、降低烟草径大小提升烟草浆料粘度,添加强化纤维提升拉伸强度;如何有效生成气溶胶?添加气溶胶形成剂,促进密集和稳定的气溶胶形成。均匀分布可熔脂质促进溶胶形成剂转移至薄片表面。

    注:本文仅用于学习研究,不用作商用指导!

    文中数据根来源于网络及文献,据产品实际设计方案变化而不同!



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