Настоящее изобретение относится к способу изготовления концентрированного табачного экстракта. Табачные экстракты, полученные с помощью способа согласно настоящему изобретению, находят применение в изделиях и устройствах, генерирующих аэрозоль. В качестве примера, табачные экстракты, полученные с помощью способа согласно настоящему изобретению, находят применение в приготовлении испаряемого состава для применения в устройстве, генерирующем аэрозоль, таком как электронное устройство для парения.
Изделия, генерирующие аэрозоль, в которых субстрат, генерирующий аэрозоль, такой как никотинсодержащий субстрат или табакосодержащий субстрат, нагревают, а не сжигают, известны из уровня техники. Обычно в таких нагреваемых курительных изделиях (часто называемых изделиями для «нагрева без сжигания») аэрозоль генерируется посредством передачи тепла от источника тепла к физически отдельному субстрату, генерирующему аэрозоль, или материалу, который может быть расположен в контакте с источником тепла, внутри, вокруг него или дальше по ходу потока от него. Во время использования изделия, генерирующего аэрозоль, летучие соединения высвобождаются из субстрата, генерирующего аэрозоль, посредством передачи тепла от источника тепла и захватываются воздухом, втягиваемым через изделие, генерирующее аэрозоль. По мере охлаждения высвобождаемых соединений они конденсируются с образованием аэрозоля.
В ряде документов, относящихся к известному уровню техники, раскрыты устройства, генерирующие аэрозоль, для потребления изделий, генерирующих аэрозоль. Такие устройства включают, например, электрически нагреваемые устройства, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется путем передачи тепла от одного или более электрических элементов-нагревателей устройства, генерирующего аэрозоль, к субстрату, генерирующему аэрозоль, нагреваемого изделия, генерирующего аэрозоль.
Было описано несколько разных субстратов для нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль. Среди прочего, жидкие композиции на основе никотина, часто называемые жидкостями для электронных сигарет, были предложены в качестве альтернативы твердым субстратам. Такие жидкие композиции, например, могут нагреваться посредством спиральной электрически резистивной нити устройства, генерирующего аэрозоль.
Известно несколько способов изготовления жидкого табачного экстракта. В качестве примера, в WO 2017/144705 описан способ, в котором табачный материал нагревают до температуры от 50 до 250 градусов по Цельсию и летучие соединения, высвобожденные из нагретого табачного материала, собирают для изготовления жидкого состава (часто называемого жидкостью для электронных сигарет) для использования в электронном устройстве для парения.
Также известны способы мацерации, в которых табачный материал держат в суспензии в экстракционной жидкости вплоть до нескольких недель или даже месяцев. Полученную в результате пульпу затем фильтруют, и собранная таким образом жидкая фаза может использоваться для изготовления испаряемого жидкого состава. В одном таком способе - так называемом «способе холодной мацерации» - обычно нет способа управления условиями экстракции (например, температурой и давлением). В одном варианте способа мацерации, который был описан, например, в документе US 2012/192880, пульпу нагревают до 100 градусов по Цельсию или выше.
Жидкая фаза, собранная при фильтрации пульпы, которая представляет собой первичный продукт процесса мацерации, является сильно разбавленной и склонна иметь низкое содержание аполярных ароматических соединений табака. Дополнительно, жидкая фаза обычно содержит незначительное количество никотина или не содержит его. Таким образом, в жидкие экстракты, полученные с помощью способа мацерации, обычно необходимо добавлять дополнительные ингредиенты, такие как соли никотина и глицерин, перед использованием в испаряемом жидком составе.
Известны альтернативные процессы, в которых табачный материал по существу кипятят в воде в течение нескольких часов или даже дней для формирования паровой фазы и дистиллят, полученный путем конденсации паровой фазы, непрерывно собирают в сосуд. Со временем маслянистый восковидный слой, содержащий большую долю аполярных соединений, накапливается на поверхности дистиллята.
С одной стороны, водная часть, над которой накапливается восковидный слой, и которая содержит никотин и другие водорастворимые соединения, возвращается путем рециркуляции в водонагреватель. Аполярный вспомогательный растворитель может опционально подаваться в водонагреватель с водной частью для увеличения выхода продукта экстракции. С другой стороны, восковидную фазу собирают, и в итоге она образует первичный продукт одного такого процесса гидродистилляции. Такой продукт часто называют «эфирным маслом табака», и он содержит большую долю аполярных соединений, встречающихся в табаке, таких как жирные кислоты, неофитадиен и т. д. Эфирное масло табака, полученное одним таким способом, обычно не содержит никотина. Также известно подвергание табачного материала процессу экстракции, включающему использование летучего аполярного растворителя. Примерами подходящих растворителей являются циклические или ациклические короткие алканы, а также хлорированные растворители, такие как дихлорметан. В одном таком процессе лишний растворитель может быть испарен путем управляемого нагревания в вакууме. Обычно это осуществляется в присутствии этанола, который имеет более высокую температуру кипения, чем экстракционный растворитель, так что можно обнаружить даже очень малые количества экстракционного растворителя.
Первичный продукт одного такого процесса экстракции с использованием растворителя часто называется «абсолютом табака» и может содержать очень малые количества этанола. Он представляет собой восковидный продукт и содержит высококонцентрированную смесь большинства аполярных соединений, которые могут быть экстрагированы с помощью определенного растворителя, обычно включающих никотин, который обычно присутствует в относительно высоких концентрациях.
Альтернативный процесс экстракции включает контакт табачного материала с растворителем в сверхкритических условиях, например, с диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии. Один такой процесс раскрыт в документе US 2013/160777, и принцип его работы основан на том, что летучие вещества в подаваемом материале, который контактирует с текучей средой в сверхкритическом состоянии, могут отделяться в сверхкритическую фазу. После растворения любого растворимого материала можно удалить текучую среду в сверхкритическом состоянии, содержащую растворенные вещества, и растворенные компоненты подаваемого материала можно отделить от текучей среды в сверхкритическом состоянии. Первичный продукт процесса экстракции в сверхкритическом состоянии по существу подобен «абсолюту табака» из процесса экстракции с использованием растворителя, проходящего при меньшей температуре и меньшем давлении, не содержит остаточного растворителя и обычно обладает высоким уровнем восковидных аполярных соединений и включает никотин, который обычно присутствует в сравнительно высоких концентрациях.
Однако все табачные экстракты, получаемые с помощью способов, известных в данной области техники, склонны иметь очень низкий уровень соединений, связанных с ароматом нагретого табака, например? фуранеола, или вообще не содержать их.
Было бы желательно усовершенствовать существующие полученные из природного источника табачные экстракты путем более тонкой регулировки их содержимого. В качестве примера, было бы желательно получить возможность регулировки концентрации никотина и ароматизирующих веществ по отношению к концентрации менее желательных соединений, таких как фенол и табак-специфичные нитрозамины (ТСНА). Это может быть преимущественным, так как может позволить доставлять аэрозоль при испарении жидкой никотинсодержащей композиции, включающей табачный экстракт, который может создать заданные органолептические ощущения.
Также может быть желательно получить возможность уменьшать содержание воды в полученном из природного источника табачном экстракте. Это необходимо для того, чтобы получить возможность смешивать экстракты, полученные из разных типов табачных материалов, для получения различных композиций. Это может быть особенно желательным, так как это может обеспечить дальнейшее или альтернативное регулирование вкусоароматических характеристик жидкой никотинсодержащей композиции, а также вкусоароматических характеристик аэрозоля, который генерируется при нагревании такой композиции.
Доступно несколько технологий для уменьшения содержания растворителя и, в частности, содержания воды в жидком составе, включая использование молекулярных сит, сублимационную сушку, дистилляцию, проникновение сквозь мембрану, жидкостную хроматографию и так далее. Однако некоторые из этих технологий могут иметь недостаток, который заключается в потенциальной токсичности. Кроме этого, реализация некоторых из этих технологий может требовать много времени или быть особенно затратной, например, применительно к расходу энергии. Таким образом, обычно эти технологии может быть сложно внедрить в существующие производственные линии или они могут представлять угрозу для окружающей среды. Кроме этого, некоторые из этих технологий могут оказывать нежелательное влияние на аромат табачного экстракта или композиции на основе никотина, приготовленной с использованием табачного экстракта.
Кроме этого, было обнаружено, что содержание определенных нежелательных соединений, не связанных с ароматом, особенно тяжело регулировать с помощью одного лишь процесса экстракции. Например, было обнаружено, что карбонильные соединения, такие как ацетальдегид и формальдегид, обычно присутствуют в полученном из природного источника табачном экстракте и было бы желательно уменьшить их концентрацию.
Следовательно, было бы желательно предоставить новаторский и усовершенствованный способ изготовления концентрированного табачного экстракта. В частности, было бы желательно предоставить новаторский и усовершенствованный способ изготовления концентрированного табачного экстракта для использования в производстве композиции на основе никотина для использования в устройстве, генерирующем аэрозоль. Также было бы желательно предоставить новаторский и усовершенствованный способ изготовления концентрированного табачного экстракта, позволяющий уменьшать содержание определенных нежелательных соединений, например, карбонильных соединений, таких как ацетальдегид и формальдегид.
Кроме этого, было бы желательно предоставить новаторский и усовершенствованный полученный из природного источника табачный экстракт, подходящий для использования в производстве композиции на основе никотина, например, такой как жидкость для электронных сигарет, для испарения в устройстве, генерирующем аэрозоль.
Настоящее изобретение относится к способу изготовления концентрированного табачного экстракта для использования в изделии, генерирующем аэрозоль. Способ может включать этап предоставления натурального табачного материала. Дополнительно, способ может включать этап нагревания натурального табачного материала до такой температуры и в течение такого времени, чтобы летучие соединения высвобождались из натурального табачного материала, причем летучие соединения содержат никотин. Такой этап нагревания натурального табачного материала может включать нагревание натурального табачного материала в потоке инертного газа или в потоке комбинации инертного газа с водой или паром. В качестве альтернативы этап нагревания натурального табачного материала может включать нагревание натурального табачного материала в вакууме. Способ может включать этап сбора высвобожденных летучих соединений и формирование полученного из природного источника жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения, многоатомный спирт и по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу воды. Кроме этого, способ может включать этап нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта. На этом этапе нагревания полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 60 процентов.
Дополнительно, настоящее изобретение относится к полученному из природного источника концентрированному табачному экстракту, который может быть получен с помощью способа, кратко описанного выше. Полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт может содержать по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
Согласно настоящему изобретению предоставлен способ изготовления концентрированного табачного экстракта для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, причем способ включает: предоставление натурального табачного материала; нагревание натурального табачного материала до такой температуры и в течение такого времени, чтобы летучие соединения высвобождались из натурального табачного материала, причем летучие соединения содержат никотин, при этом нагревание натурального табачного материала предпочтительно включает нагревание натурального табачного материала в потоке инертного газа или в потоке комбинации инертного газа с водой или паром или нагревание натурального табачного материала в вакууме; сбор высвобожденных летучих соединений и формирование полученного из природного источника жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения, многоатомный спирт и по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу воды; нагревание полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта, при этом полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 60 процентов.
Согласно настоящему изобретению дополнительно предоставлен полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
Согласно настоящему изобретению также предоставлен полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 12 микрограмм/грамм формальдегида.
Согласно настоящему изобретению дополнительно предоставлена система, генерирующая аэрозоль, содержащая картомайзер, который содержит резервуар, вмещающий испаряемую композицию на основе никотина, мундштук и нагреватель, выполненный с возможностью нагревания композиции на основе никотина. Композиция на основе никотина содержит полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
Должно быть понятно, что любые признаки, описанные со ссылкой на один аспект настоящего изобретения, в равной степени применимы к любому другому аспекту настоящего изобретения.
В контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение термин «табачный экстракт» используется для описания непосредственного продукта процесса экстракции, выполняемого в отношении исходного табачного материала. Таким образом, табачный экстракт обычно включает смесь натуральных компонентов, которые отделены, извлечены или получены из натурального табачного материала, используя условия и методики обработки табака путем экстракции. Таким образом, в одном таком процессе экстрагированные табачные компоненты удаляют из натурального табачного материала и отделяют от неэкстрагированных табачных компонентов. Известно получение табачного экстракта путем использования растворителя, например, воды или органического растворителя (например, спиртов). Дополнительно, известно получение табачного экстракта путем использования тепла для высвобождения летучих соединений из табачного материала и сбор летучих соединений путем использования растворителя. Таким образом, табачный экстракт обычно также содержит жидкий носитель или растворитель, который использовался для осуществления процесса экстракции. Предпочтительные табачные экстракты включают в себя несколько экстрагированных компонентов, полученных с помощью процессов и условий экстракции, которые не очень способствуют выделению какого-либо одного компонента. Таким образом, термин «табачный экстракт» в контексте настоящего изобретения в общем используется для обозначения смеси компонентов, связанных с ароматом и вкусом табака. В связи с этим аэрозоль, генерируемый путем испарения жидкого состава, содержащего эти табачные экстракты, может иметь желаемые органолептические свойства.
Термин «полученный из природного источника табачный экстракт» используется в настоящем документе со ссылкой на настоящее изобретение для описания табачного экстракта, полученного из натурального табачного материала. В связи с этим «полученный из природного источника экстракт» будет содержать некоторое количество «эндогенного никотина», то есть никотина, который естественным образом присутствует в растительном табаке и который был которые отделен, извлечен или получен из табачного растительного материала, используя условия и методики обработки табака путем экстракции. Для сравнения, «полученный из природного источника экстракт» не содержит никотина синтетического происхождения.
Термин «натуральный табачный материал» используется в настоящем документе со ссылкой на настоящее изобретение для описания любой части любого растения, принадлежащего к роду Nicotiana, включая, но без ограничения, листья, средние жилки листьев, стебли и черешки. В частности, натуральный табачный материал может содержать табачный материал огневой сушки, табачный материал Берли, табачный материал восточного типа, табачный материал Мэриленд, темный табачный материал, темный табачный материал огневой сушки, табачный материал из махорки, а также материал из других редких или специальных видов табака или их смесей. Как будет подробнее описано ниже, табачный материал может быть цельнолистовым (например, в виде целых листьев табака), измельченным, резаным, молотым, выдержанным.
Термин «концентрированный табачный экстракт» используется в настоящем документе со ссылкой на настоящее изобретение для описания жидкого табачного экстракта, полученного в процессе экстракции, кратко описанном выше, который подвергся процессу, в ходе которого было уменьшено содержание воды в жидком табачном экстракте.
Термин «изделие, генерирующее аэрозоль» используется в настоящем документе для обозначения изделия, в котором субстрат, генерирующий аэрозоль, нагревается для получения и доставки аэрозоля потребителю. В контексте настоящего документа термин «субстрат, генерирующий аэрозоль» обозначает субстрат, способный высвобождать летучие соединения при нагреве для генерирования аэрозоля.
Обычная сигарета поджигается, когда пользователь подносит пламя к одному концу сигареты и втягивает воздух через другой конец. Локализованное тепло, обеспечиваемое пламенем и кислородом в воздухе, втягиваемом через сигарету, является причиной возгорания конца сигареты, и обусловленное этим горение генерирует вдыхаемый дым. Для сравнения, в нагреваемых изделиях, генерирующих аэрозоль, аэрозоль генерируется в результате нагрева субстрата, генерирующего аромат, такого как субстрат на основе табака или субстрат, содержащий вещество для образования аэрозоля и ароматизатор.
Известные нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, включают, например, электрически нагреваемые изделия, генерирующие аэрозоль, и изделия, генерирующие аэрозоль, в которых аэрозоль генерируется путем передачи тепла от горючего тепловыделяющего элемента или источника тепла к физически отдельному материалу, образующему аэрозоль. Например, изделия, генерирующие аэрозоль, согласно настоящему изобретению могут найти конкретное применение в системах, генерирующих аэрозоль, содержащих электрически нагреваемое устройство, генерирующее аэрозоль, приспособленное для подачи тепла жидкому составу.
В контексте настоящего документа термин «устройство, генерирующее аэрозоль» относится к устройству, содержащему элемент-нагреватель, который взаимодействует с жидким составом, включающим концентрированный табачный экстракт, полученный с помощью способа согласно настоящему изобретению, для создания аэрозоля. Во время использования летучие соединения высвобождаются из жидкого состава путем передачи тепла и захватываются воздухом, втягиваемым через устройство, генерирующее аэрозоль. По мере охлаждения высвобождающихся соединений, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем.
Субстраты для нагреваемых изделий, генерирующих аэрозоль, обычно содержат «вещество для образования аэрозоля», т.е. соединение или смесь соединений, которые при использовании облегчают образование аэрозоля, и которые предпочтительно являются по существу устойчивыми к термической деградации при рабочей температуре изделия, генерирующего аэрозоль. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.
Многоатомный спирт в пленке, генерирующей аэрозоль, согласно настоящему изобретению также представляет собой вещество для образования аэрозоля в значении, изложенном выше.
Если не указано иное, значения процентного содержания «по весу» компонентов табачного экстракта, приведенные в настоящем документе, указаны из расчета по общему весу табачного экстракта.
В способе согласно настоящему изобретению натуральный табачный материал нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы летучие соединения высвобождались из натурального табачного материала, причем летучие соединения содержат никотин. Летучие соединения собирают, например, путем конденсации или путем их улавливания посредством абсорбции растворителем, который также является веществом для образования аэрозоля (например, пропиленгликолем, 1,3-пропандиолом, растительным глицерином или их смесью). Таким образом формируется полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, содержащий собранные соединения, многоатомный спирт и по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу воды.
В отличие от существующих способов, согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта. Точнее, полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 60 процентов.
В предпочтительных вариантах осуществления, как будет подробнее описано ниже, полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в вакууме, предпочтительно при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 70 градусов по Цельсию. В других вариантах осуществления полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в потоке воздуха, предпочтительно в потоке воздуха, имеющего относительно низкую влажность, при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 35 градусов по Цельсию. Таким образом, полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт может быть получен с помощью способа согласно настоящему изобретению. Один такой полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт содержит (эндогенный) никотин и менее приблизительно 20 процентов по весу воды.
Способы согласно настоящему изобретению преимущественным образом предоставляют полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт, обладающий достаточно высоким содержанием эндогенного никотина, так что концентрированный табачный экстракт можно испарять в устройстве, генерирующем аэрозоль, без необходимости в добавлении экзогенного никотина. В связи с этим концентрированный табачный экстракт, полученный с помощью способа согласно настоящему изобретению, может быть удобным образом использован в качестве компонента испаряемой композиции на основе никотина, например, никотинсодержащего жидкого состава, который можно нагревать для предоставления пользователю вдыхаемого никотинсодержащего аэрозоля.
Поскольку концентрированный табачный экстракт имеет низкое содержание воды, концентрированные табачные экстракты, полученные из разных типов табака, можно преимущественным образом комбинировать для образования смесей, имеющих желаемое содержание определенных вкусоароматических соединений. В частности, авторы настоящего изобретения обнаружили, что, в отличие от существующих процессов экстракции, которые были описаны выше, способы согласно настоящему изобретению преимущественным образом предоставляют концентрированный табачный экстракт, обладающий значительно более высоким содержанием соединений, связанных с ароматом нагретого табака, таких как, например, фуранеол. Эти соединения по существу отсутствуют или присутствуют в незначительных количествах в табачном экстракте, полученном с помощью процесса мацерации, который также обычно содержит незначительное количество никотина или не содержит его. Эти соединения также в общем отсутствуют или присутствуют в незначительных количествах в табачном экстракте, полученном с помощью растворителя, включая тот, который получен в сверхкритических условиях. Подобным образом, эфирное масло табака, полученное с помощью процесса дистилляции, также обычно имеет очень низкое содержание таких соединений, связанных с ароматом нагретого табака, или вообще не содержит их.
Дополнительно, было обнаружено, что путем регулировки одного или более рабочих параметров, таких как температура нагревания, продолжительность операции нагревания, относительная влажность потока воздуха (если он необходим для процесса нагревания) и давление, не только испаряется вода, но также может быть существенно уменьшено содержание определенных карбонильных соединений, таких как формальдегид и ацетальдегид, в экстракте. Таким образом, концентрированные табачные экстракты, полученные с помощью способа согласно настоящему изобретению, имеют существенные различия в составе по сравнению с табачными экстрактами, полученными с помощью существующих процессов экстракции, и могут быть использованы в качестве жидкости для электронных сигарет или для приготовления жидкости для электронных сигарет, которая при нагревании генерирует аэрозоль, обладающий характерным составом и вкусоароматическими характеристиками по сравнению с доступными в настоящее время жидкостями для электронных сигарет. В частности, концентрированные табачные экстракты, полученные с помощью способа согласно настоящему изобретению, могут использоваться для генерирования аэрозоля, предоставляющего вкус нагретого табака, который больше похож на аэрозоль, генерируемый традиционными сигаретами или при нагревании табака в устройстве для нагрева без сжигания, по сравнению с доступными аэрозолями, созданными из существующих жидких композиций на основе никотина.
Способы согласно настоящему изобретению можно легко реализовать и внедрить в существующие производственные линии для производства жидких составов для использования в устройствах, генерирующих аэрозоль.
Как кратко описано ниже, способ согласно настоящему изобретению содержит первый этап предоставления натурального табачного материала. В некоторых вариантах осуществления натуральный табачный материал содержит один или более из табака Берли, табака восточного типа и табака огневой сушки.
На втором этапе натуральный табачный материал нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы высвобождались летучие соединения, включая никотин, из натурального табачного материала. В общем, при нагревании натурального табачного материала любая влага, присутствующая в натуральном табачном материале, также высвобождается с летучими соединениями в форме пара.
Предпочтительно, на втором этапе натуральный табачный материал нагревают в потоке инертного газа или в потоке комбинации инертного газа с водой или паром.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что преимущественно осуществлять второй этап, т.е. этап нагревания в инертной атмосфере. Это может быть достигнуто путем пропускания потока инертного газа, такого как азот, через натуральный табачный материал на этапе нагревания, так что инертный газ выполняет функцию носителя летучего компонента.
Поток инертного газа помогает выводить пар, генерируемый испарением влаги, содержащейся в натуральном табачном материале, и летучих соединений, включая, в частности, никотин, или связанные с ароматом соединения или и то, и другое, из оборудования для экстракции.
Дополнительно, использование потока инертного газа, такого как азот, под небольшим повышенном давлении в оборудовании для экстракции имеет преимущество, которое заключается в предотвращении попадания кислорода в оборудование для экстракции. Это также можно достичь путем нагревания натурального табачного материала в вакууме. Такое преимущество является желательным, поскольку оно предотвращает риск любого, даже частичного воспламенения натурального табачного материала на этапе нагревания. Неконтролируемое воспламенение натурального табачного материала очевидно было бы нежелательным, поскольку будет представлять большую угрозу для безопасности в производственном оборудовании. Однако авторы настоящего изобретения обнаружили, что даже ограниченное частичное воспламенение натурального табачного материала может привести к ухудшению качества табачного экстракта, получаемого с помощью способа, что было бы нежелательно.
Не ограничиваясь теорией, следует понимать, что благодаря предотвращению воспламенения натурального табачного материала, также предотвращается образование любых нежелательных побочных продуктов воспламенения. Кроме этого, так как предотвращаются условия, способствующие воспламенению натурального табачного материала, натуральный табачный материал эффективно нагревается в условиях, в некоторой степени имитирующих условия, в которых табакосодержащий субстрат (например, гомогенизированный табачный материал) обычно нагревается в изделиях «для нагрева без сжигания». В результате, преимущественным образом осуществляется содействие выборочной экстракции ароматических летучих соединений, обуславливающих вкус, который потребители ассоциируют с нагретым табаком.
Следовательно, путем осуществления второго этапа нагревания в инертной атмосфере преимущественным образом улучшаются эффективность экстракции, качество продукта и производственная безопасность.
Интенсивность потока инертного газа может быть оптимизирована на основании масштаба и геометрии экстракционной камеры. Относительно высокая интенсивность потока инертного газа может преимущественным образом дополнительно повышать эффективность экстракции из исходного табачного материала.
Было обнаружено, что добавление воды или пара в табак при экстракции увеличивает выход экстрагированных компонентов. Однако излишнее добавление воды или пара усложняет обработку, например, приводит к липкости табачного материала.
На третьем этапе собирают летучие соединения и формируют полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, причем экстракт содержит собранные летучие соединения, многоатомный спирт и по меньшей мере 40 процентов по весу воды.
Принимая во внимание третий этап сбора, нагревание натурального табачного материала на втором этапе в потоке инертного газа или в потоке, содержащем инертный газ и воду или пар, обладает дополнительным преимуществом, которое заключается в том, что поток инертного газа, содержащий летучие соединения, легче направить в емкость, содержащую экстракционный растворитель, такой как неводный жидкий экстракционный растворитель.
На четвертом этапе полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта. Точнее, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 60 процентов.
На практике второй этап и третий этап вместе образуют фазу экстракции способа. С помощью этой фазы экстракции из натурального табачного материала получают неконцентрированный жидкий табачный экстракт. Четвертый этап образует фазу концентрирования способа. С помощью этой фазы концентрирования получают частично обезвоженный концентрированный табачный экстракт из неконцентрированного жидкого табачного экстракта, полученного из фазы экстракции.
Частично обезвоженный концентрированный табачный экстракт может считаться первичным продуктом способа согласно настоящему изобретению. Обедненный табачный материал, из которого были экстрагированы летучие соединения и большинство содержащейся влаги при нагревании на втором этапе, может считаться побочным продуктом способа. Такой обедненный табачный материал обычно может обладать содержанием влаги от приблизительно 1 до 5 процентов по весу, предпочтительно от приблизительно 2 до 3 процентов по весу. В предпочтительных вариантах осуществления на втором этапе натуральный табачный материал нагревают при температуре экстракции от приблизительно 100 градусов по Цельсию до приблизительно 160 градусов по Цельсию. Нагревание может осуществляться в течение по меньшей мере 90 минут.
Один такой этап экстракции использует температуру экстракции в пределах конкретного диапазона в сочетании со специально заданной продолжительностью нагревания, которая преимущественным образом предоставляет усовершенствованный полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, обладающий существенно улучшенным соотношением желательных соединений и нежелательных соединений. В частности, в таких условиях второй этап настоящего изобретения может предоставить полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, обладающий увеличенным до максимума отношением желательных соединений к нежелательным соединениям для исходного табачного материала. Например, использование конкретного сочетания температуры и времени экстракции, как определено, позволяет оптимизировать уровни соединений никотина, одновременно сводя до минимума уровни нежелательных соединений, таких как фураны, карбонилы, фенолы и ТСНА.
Было обнаружено, что при температуре ниже вышеописанного диапазона из натурального табачного материала высвобождаются недостаточные уровни никотина и некоторых ароматических соединений, так что полученному в результате жидкому табачному экстракту не хватает желательных вкусоароматических свойств. С другой стороны, если натуральный табачный материал нагревается до температуры выше этого определенного диапазона, могут высвобождаться недопустимо высокие уровни некоторых нежелательных соединений табака. Предпочтительно, температура экстракции составляет по меньшей мере приблизительно 110 градусов по Цельсию, более предпочтительно, по меньшей мере приблизительно 115 градусов по Цельсию, более предпочтительно, по меньшей мере приблизительно 120 градусов по Цельсию, более предпочтительно, по меньшей мере приблизительно 125 градусов по Цельсию. Предпочтительно, температура экстракции не превышает приблизительно 150 градусов по Цельсию, более предпочтительно, не превышает приблизительно 145 градусов по Цельсию, более предпочтительно, не превышает приблизительно 140 градусов по Цельсию, наиболее предпочтительно, не превышает приблизительно 135 градусов по Цельсию.
Натуральный табачный материал нагревают при температуре экстракции в течение по меньшей мере приблизительно 90 минут, более предпочтительно, по меньшей мере приблизительно 120 минут. Это время экстракции является достаточно большим для эффективной экстракции желательных ароматических соединений табака для предоставления жидкого табачного экстракта, который может образовывать аэрозоль с желаемыми вкусоароматическими свойствами.
Предпочтительно, натуральный табачный материал нагревают при температуре экстракции в течение не более приблизительно 270 минут, более предпочтительно, не более приблизительно 180 минут. Например, натуральный табачный материал может нагреваться в течение от приблизительно 90 минут до приблизительно 270 минут или от приблизительно 120 минут до приблизительно 180 минут. Время нагревания, указанное выше, соответствует продолжительности времени, в течение которого натуральный табачный материал нагревают при температуре экстракции, и не включает время, необходимое для повышения температуры натурального табачного материала до температуры экстракции.
Температура экстракции и продолжительность нагревания на втором этапе способа согласно настоящему изобретению могут быть выбраны в диапазонах, определенных выше, в зависимости от таких факторов как тип табака, желаемый уровень никотина или желаемый состав жидкого табачного экстракта. Путем управления точным сочетанием температуры и времени экстракции можно регулировать состав полученного из природного источника жидкого табачного экстракта, например, в зависимости от желаемых свойств аэрозоля, который может генерироваться при нагревании жидкого табачного экстракта. В частности, пропорция определенных вкусоароматических соединений табака в жидком табачном экстракте может быть в определенной степени отрегулирована посредством выбора параметров экстракции для максимального увеличения отношения желательных соединений табака к нежелательным соединениям табака в жидком табачном экстракте.
В качестве примера было обнаружено, что уровень желательных вкусоароматических соединений табака, таких как β-дамасценон и β-ионон, высвобождаемых из табачного материала, будет увеличиваться при повышении температуры экстракции до определенной пиковой температуры экстракции, после которой уровень начнет уменьшаться. Пиковая температура экстракции для таких вкусоароматических соединений обычно находится в диапазоне от 100 градусов по Цельсию до 160 градусов по Цельсию. В отличие от этого, было обнаружено, что уровень многих нежелательных соединений табака медленно увеличивается при повышении температуры экстракции вплоть до некоторой пороговой температуры, выше которой наблюдается быстрое увеличение. Это применимо, например, к уровню фенольных соединений, ТСНА и пиразинов, а в случае табака светлых сортов - к уровню фуранов и формальдегида. Во многих случаях пороговая температура находится в диапазоне от 100 градусов по Цельсию до 160 градусов по Цельсию. Следовательно, уровень желательных и нежелательных соединений в полученном из природного источника жидком табачном экстракте можно эффективно регулировать путем выбора подходящей температуры экстракции для второго этапа способов согласно настоящему изобретению.
Исходный натуральный табачный материал может представлять собой твердый табачный материал, например, порошок, табачную фарматуру, кусочки листьев табака или неповрежденные листья. В качестве альтернативы, исходный табачный материал может представлять собой жидкий табачный материал, например, тестообразную массу, гель, пульпу или суспензию. Натуральный табачный материал может быть получен из любого подходящего табачного материала, включая, но без ограничения, листья табака, черешки табака, восстановленный табак, формованный табак, экструдированный табак или шарики, полученные из табака.
Предпочтительно, на этапе приготовления натурального табачного материала табак измельчают или режут для уменьшения размера частиц табака в исходном табачном материале. Это преимущественным образом может улучшить однородность нагревания исходного табачного материала и эффективность экстракции.
В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения этап приготовления натурального табачного материала может включать этап пропитывания натурального табачного материала веществом для образования аэрозоля. Когда это пропитывание натурального табачного материала осуществляют перед этапом нагревания, оно преимущественным образом может увеличить количество определенных желательных соединений табака, высвобождаемых из табачного материала при нагревании. Например, было обнаружено, что пропитывание натурального табачного материала глицерином преимущественным образом увеличивает количество никотина, экстрагируемого из табачного материала. В другом примере было обнаружено, что пропитывание натурального табачного материала полярным веществом для образования аэрозоля, например, смесью полиэтиленгликоля и растительного глицерина или триацетина, преимущественным образом увеличивает количество вкусоароматических соединений, экстрагируемых из табачного материала.
Опционально, натуральный табачный материал может быть ферментирован перед этапом нагревания. Было обнаружено, что это обеспечивает существенное увеличение выхода определенных вкусоароматических соединений из табачного материала.
Предпочтительно, на этапе приготовления натурального табачного материала табак не подвергают какой-либо обработке, предназначенной для изменения pH табака. В частности, на этапе приготовления натурального табачного материала табак не подвергают какой-либо обработке, предназначенной для существенного увеличения pH табака. Например, натуральный табачный материал не вступает в контакт с водным раствором, содержащим соль щелочного или щелочноземельного металла. Преимущественным образом было обнаружено, что сохранение табачного материала в менее модифицированном состоянии может обеспечивать более достоверный или более естественный вкусоароматический профиль, который может цениться потребителем. Кроме этого, авторы настоящего изобретения обнаружили, что осуществление обработки натурального табачного материала, предназначенной для увеличения pH табака, например, обработки щелочью, перед нагреванием табачного материала в ходе процесса экстракции приводит к более низким уровням желательных вкусоароматических соединений нагретого табака в жидком табачном экстракте. В качестве примера было обнаружено, что если натуральный табачный материал не подвергать обработки щелочью, это приведет к существенному увеличению весового отношения (β-ионона+β-дамасценона) к (фенолу) в жидком табачном экстракте по сравнению с эквивалентным натуральным табачным материалом, обработанным щелочью.
На третьем этапе способов согласно настоящему изобретению образуется полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, который включает летучие соединения, высвобожденные из табака. На практике, поток летучих соединений и поток, высвобожденный из натурального табачного материала при нагревании, опционально, дополнительно содержащий инертный газ, подаваемый во время второго этапа нагревания, дополнительно обрабатывают, чтобы образовать такой полученный из природного источника жидкий табачный экстракт.
В общем, характер этого этапа может зависеть от способа сбора. «Собранные летучие соединения» обычно будут содержать раствор летучих соединений, полученных из табака, в жидком растворителе или носителе. В качестве альтернативы, если сбор летучих соединений осуществляется путем конденсации, этап образования жидкого табачного экстракта может включать добавление конденсата в жидкий растворитель, например, в вещество для образования аэрозоля.
Полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный в конце третьего этапа, обычно представляет собой однородную жидкость, которая может считаться промежуточным продуктом или полуфабрикатом. Такой промежуточный продукт может храниться в течение ограниченного времени выдержки (вплоть до приблизительно 4 недель) перед тем, как подвергнуться четвертому этапу (обезвоживания) способа согласно настоящему изобретению. Состав полученного из природного источника жидкого табачного экстракта зависит от нескольких переменных, включая характер натурального табачного материала; содержание влаги в натуральном табачном материале; количество вещества для образования аэрозоля, использованного для приготовления натурального табачного материала, если такое вещество было использовано.
Опционально, этап образования жидкого табачного экстракта содержит этап фильтрации. Опционально, этап образования жидкого табачного экстракта содержит этап смешивания, на котором комбинируются экстракты, полученные из разных исходных табачных материалов.
Многоатомные спирты, подходящие для использования на третьем этапе сбора летучих соединений и образования полученного из природного источника жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения, включают, но без ограничения, многоатомные спирты, которые также являются подходящими веществами для образования аэрозоля. Термин «вещество для образования аэрозоля», используемый в контексте настоящего документа со ссылкой на настоящее изобретение, используется для описания соединения или смеси соединений, которое/которая при использовании способствует образованию аэрозоля и которое/которая предпочтительно по существу устойчиво/устойчива к термической деградации при рабочей температуре изделия или устройства, генерирующего аэрозоль. Таким образом, многоатомные спирты, подходящие для использования на третьем этапе сбора летучих соединений в способах согласно настоящему изобретению, включают, но без ограничения, пропиленгликоль (PG), триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол и глицерин (например, растительный глицерин, VG).
Предпочтительно, многоатомный спирт для использования на третьем этапе сбора летучих соединений в способах согласно настоящему изобретению выбран из группы, состоящей из глицерина, PG и их комбинаций. В особенно предпочтительных вариантах осуществления многоатомный спирт представляет собой PG.
В предпочтительных вариантах осуществления на третьем этапе способа согласно настоящему изобретению сбор летучих соединений осуществляется путем конденсации и полученный конденсат добавляют в жидкое вещество для образования аэрозоля, предпочтительно PG.
Добавление жидкого вещества для образования аэрозоля и, в частности, добавление PG преимущественным образом может предотвратить разделение летучих соединений на две фазы или образование эмульсии, как склонны делать некоторые составляющие табака. Не желая ограничиваться теорией, авторы настоящего изобретения обнаружили, что растворимость составляющих табака в гидроляте (т.е. в водной фракции полученного из природного источника жидкого табачного экстракта) в первую очередь зависит от их полярности, от их концентрации и от pH гидролята, которые могут варьироваться в зависимости от типа табака. В результате, на поверхности полученного из природного источника жидкого табачного экстракта склонны образовываться маслянистые слои, если количество вещества для образования аэрозоля является недостаточным. Такой маслянистый материал может накапливаться в разных областях оборудования для улавливания и обезвоживания, в котором соответственно осуществляются третий и последующие этапы способа. Добавление жидкого вещества для образования аэрозоля, например PG, помогает предотвратить образование такого слоя и способствует гомогенизации полученного из природного источника жидкого табачного экстракта. В свою очередь, это помогает предотвратить любую потерю желательных связанных с ароматом соединений во время четвертого этапа (обезвоживания), во время которого такие соединения могут нежелательным образом откладываться на поверхностях оборудования.
Кроме этого, жидкое вещество для образования аэрозоля преимущественным образом помогает улавливать связанные с ароматом соединения независимо от их полярности и летучести. Дополнительно, во время четвертого этапа (обезвоживания) жидкое вещество для образования аэрозоля помогает предотвратить потерю наиболее летучей фракции, а также способствует выборочному удалению лишней воды из полученного из природного источника жидкого табачного экстракта для получения концентрированного табачного экстракта.
Использование PG в качестве вещества для образования аэрозоля для этапа конденсации и сбора обладает дополнительным преимуществом, которое заключается в том, что благодаря уменьшению активности воды в водных растворах, PG осуществляет противомикробное действие. Следовательно, путем регулировки содержания PG в полученном из природного источника жидком табачном экстракте также можно обеспечить по существу отсутствие какой-либо активности микробов в экстракте.
Предпочтительно, на четвертом этапе полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 65 процентов. Более предпочтительно, полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 70 процентов.
На четвертом этапе полученный из природного источника табачный экстракт предпочтительно нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 95 или менее процентов. Более предпочтительно, полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 90 или менее процентов. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере приблизительно на 85 или менее процентов.
В некоторых вариантах осуществления на четвертом этапе полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось на величину от приблизительно 60 процентов до приблизительно 95 процентов, более предпочтительно, от приблизительно 65 процентов до приблизительно 95 процентов, еще более предпочтительно, от приблизительно 70 процентов до приблизительно 95 процентов. В других вариантах осуществления на четвертом этапе полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось на величину от приблизительно 60 процентов до приблизительно 90 процентов, более предпочтительно, от приблизительно 60 процентов до приблизительно 85 процентов, еще более предпочтительно, от приблизительно 60 процентов до приблизительно 80 процентов. В дальнейших вариантах осуществления на четвертом этапе полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось на величину от приблизительно 70 процентов до приблизительно 95 процентов, более предпочтительно, от приблизительно 70 процентов до приблизительно 90 процентов, еще более предпочтительно, от приблизительно 70 процентов до приблизительно 80 процентов.
Предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит по меньшей мере приблизительно 25 процентов по весу многоатомного спирта. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит по меньшей мере приблизительно 30 процентов по весу многоатомного спирта. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит по меньшей мере приблизительно 35 процентов по весу многоатомного спирта.
Полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, предпочтительно содержит приблизительно 65 или менее процентов по весу многоатомного спирта. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит приблизительно 60 или менее процентов по весу многоатомного спирта. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит приблизительно 55 или менее процентов по весу многоатомного спирта.
В некоторых вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит от приблизительно 25 процентов по весу до приблизительно 65 процентов по весу многоатомного спирта. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит от приблизительно 25 процентов по весу до приблизительно 60 процентов по весу многоатомного спирта. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит от приблизительно 25 процентов по весу до приблизительно 55 процентов по весу многоатомного спирта. В других вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит от приблизительно 30 процентов по весу до приблизительно 65 процентов по весу многоатомного спирта, более предпочтительно, от приблизительно 30 процентов по весу до приблизительно 60 процентов по весу многоатомного спирта, еще более предпочтительно, от приблизительно 30 процентов по весу до приблизительно 55 процентов по весу многоатомного спирта. В дальнейших вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на третьем этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит от приблизительно 35 процентов по весу до приблизительно 65 процентов по весу многоатомного спирта, более предпочтительно, от приблизительно 35 процентов по весу до приблизительно 60 процентов по весу многоатомного спирта, еще более предпочтительно, от приблизительно 35 процентов по весу до приблизительно 55 процентов по весу многоатомного спирта.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления четвертый этап нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта осуществляется в вакууме.
Предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, которое меньше или равно приблизительно 200 мбар. Более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, которое меньше или равно приблизительно 150 мбар. Еще более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, которое меньше или равно приблизительно 100 мбар. В особенно предпочтительных вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, которое меньше или равно приблизительно 90 мбар, более предпочтительно, меньше или равно приблизительно 80 мбар, еще более предпочтительно, меньше или равно приблизительно 70 мбар.
На четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт предпочтительно нагревают под давлением, составляющим по меньшей мере приблизительно 20 мбар. Более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, составляющим по меньшей мере приблизительно 30 мбар. Еще более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в способах согласно настоящему изобретению полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, составляющим по меньшей мере приблизительно 40 мбар.
В некоторых вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 20 мбар до приблизительно 200 мбар, более предпочтительно, от приблизительно 20 мбар до приблизительно 150 мбар, еще более предпочтительно, от приблизительно 20 мбар до приблизительно 100 мбар. В особенно предпочтительных вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 20 мбар до приблизительно 90 мбар, более предпочтительно, от приблизительно 20 мбар до приблизительно 80 мбар, еще более предпочтительно, от приблизительно 20 мбар до приблизительно 70 мбар.
В других вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 30 мбар до приблизительно 200 мбар, более предпочтительно, от приблизительно 30 мбар до приблизительно 150 мбар, еще более предпочтительно, от приблизительно 30 мбар до приблизительно 100 мбар. В особенно предпочтительных вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 30 мбар до приблизительно 90 мбар, более предпочтительно, от приблизительно 30 мбар до приблизительно 80 мбар, еще более предпочтительно, от приблизительно 30 мбар до приблизительно 70 мбар.
В дальнейших вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 40 мбар до приблизительно 200 мбар, более предпочтительно, от приблизительно 40 мбар до приблизительно 150 мбар, еще более предпочтительно, от приблизительно 40 мбар до приблизительно 100 мбар. В особенно предпочтительных вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 40 мбар до приблизительно 90 мбар, более предпочтительно, от приблизительно 40 мбар до приблизительно 80 мбар, еще более предпочтительно, от приблизительно 40 мбар до приблизительно 70 мбар.
В наиболее предпочтительных вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением от приблизительно 40 мбар до приблизительно 60 мбар. В качестве примера, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением приблизительно 50 мбар.
Было обнаружено, что осуществление четвертого этапа нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме под давлением в пределах диапазонов, описанных выше, способствует сравнительно быстрому удалению существенных количеств воды, так что весь процесс концентрирования становится особенно экономичным и может уметь уменьшенное влияние на окружающую среду, поскольку меньше энергии расходуется за более короткий период времени по сравнению с другими известными методиками для концентрирования жидкого состава.
В качестве альтернативы использованию вакуума, в других вариантах осуществления способа согласно настоящему изобретению четвертый этап нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта осуществляется в управляемом потоке газообразной среды. В качестве примера, четвертый этап нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта может осуществляться в потоке воздуха.
Предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в потоке воздуха интенсивностью по меньшей мере приблизительно 5 кг/ч. Более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в потоке воздуха интенсивностью по меньшей мере приблизительно 10 кг/ч. Еще более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в потоке воздуха интенсивностью по меньшей мере приблизительно 15 кг/ч.
Предпочтительно, относительная влажность потока воздуха составляет 50 или меньше процентов. Более предпочтительно, относительная влажность потока воздуха составляет 40 или меньше процентов. Еще более предпочтительно, относительная влажность потока воздуха составляет 30 или меньше процентов. В особенно предпочтительных вариантах осуществления, относительная влажность потока воздуха составляет 25 или меньше процентов, более предпочтительно, составляет 20 или меньше процентов, еще более предпочтительно, составляет 15 или меньше процентов. Было обнаружено, что осуществление четвертого этапа нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в потоке воздуха, имеющего относительную влажность в пределах вышеописанных диапазонов, способствует удалению большего количества воды за меньшее время и поэтому является желательным с точки зрения эффективности затрат и потребления энергии применительно ко всему процессу, и может позволить сократить негативное влияние на окружающую среду.
При осуществлении четвертого этапа нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт предпочтительно нагревают по меньшей мере до приблизительно 35 градусов по Цельсию. Более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают по меньшей мере до приблизительно 50 градусов по Цельсию. Еще более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают по меньшей мере до приблизительно 70 градусов по Цельсию.
При осуществлении четвертого этапа нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха, полученный из природного источника табачный экстракт предпочтительно нагревают до приблизительно 95 или менее градусов по Цельсию. Более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до приблизительно 90 или менее градусов по Цельсию. Еще более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до приблизительно 85 или менее градусов по Цельсию. Наиболее предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до приблизительно 80 или менее градусов по Цельсию.
В некоторых вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до температуры от приблизительно 35 градусов по Цельсию до приблизительно 95 градусов по Цельсию, более предпочтительно, от приблизительно 35 градусов по Цельсию до приблизительно 90 градусов по Цельсию, еще более предпочтительно, от приблизительно 35 градусов по Цельсию до приблизительно 85 градусов по Цельсию, наиболее предпочтительно, от приблизительно 35 градусов по Цельсию до приблизительно 80 градусов по Цельсию. В других вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до температуры от приблизительно 50 градусов по Цельсию до приблизительно 95 градусов по Цельсию, более предпочтительно, от приблизительно 50 градусов по Цельсию до приблизительно 90 градусов по Цельсию, еще более предпочтительно, от приблизительно 50 градусов по Цельсию до приблизительно 85 градусов по Цельсию, наиболее предпочтительно, от приблизительно 50 градусов по Цельсию до приблизительно 80 градусов по Цельсию. В дальнейших вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта в вакууме или в потоке воздуха полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до температуры от приблизительно 70 градусов по Цельсию до приблизительно 95 градусов по Цельсию, более предпочтительно, от приблизительно 70 градусов по Цельсию до приблизительно 90 градусов по Цельсию, еще более предпочтительно, от приблизительно 70 градусов по Цельсию до приблизительно 85 градусов по Цельсию, наиболее предпочтительно, от приблизительно 70 градусов по Цельсию до приблизительно 80 градусов по Цельсию.
Было обнаружено, что осуществление четвертого этапа нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта путем нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта до температуры в пределах вышеописанных диапазонов способствует удалению значительного количества воды за короткое время, одновременно преимущественным образом сохраняя качество экстрагированных ароматических соединений среди собранных летучих соединений. Это является преимущественным, поскольку может обеспечить предоставление концентрированного табачного экстракта, который может использоваться для изготовления композиции на основе никотина, приспособленной для предоставления потребителю заданных органолептических ощущений при нагревании композиции на основе никотина для генерирования вдыхаемого аэрозоля. Дополнительно, поскольку температура поддерживается на уровне ниже 100 градусов по Цельсию, преимущественным образом легче управлять испарением воды путем регулировки давления или потока воздуха, одновременно поддерживая общий расход энергии ниже желательного порогового значения.
Предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, что получают концентрированный табачный экстракт, содержащий приблизительно 25 или менее процентов по весу воды. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, что получают концентрированный табачный экстракт, содержащий приблизительно 20 или менее процентов по весу воды. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, что получают концентрированный табачный экстракт, содержащий приблизительно 15 или менее процентов по весу воды.
На четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, что получают концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере приблизительно 1 процент по весу воды. Предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере приблизительно 5 процентов по весу воды. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до определенной температуры и в течение определенного времени для получения концентрированного табачного экстракта, содержащего по меньшей мере приблизительно 8 процентов по весу воды. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу воды.
В некоторых вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий от приблизительно 1 процента по весу воды до приблизительно 25 процентов по весу воды, более предпочтительно, от приблизительно 1 процента по весу воды до приблизительно 20 процентов по весу воды, еще более предпочтительно, от приблизительно 1 процента по весу воды до приблизительно 15 процентов по весу воды. В других вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий от приблизительно 5 процентов по весу воды до приблизительно 25 процентов по весу воды, более предпочтительно, от приблизительно 5 процентов по весу воды до приблизительно 20 процентов по весу воды, еще более предпочтительно, от приблизительно 5 процентов по весу воды до приблизительно 15 процентов по весу воды. В дальнейших вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий от приблизительно 8 процентов по весу воды до приблизительно 25 процентов по весу воды, более предпочтительно, от приблизительно 8 процентов по весу воды до приблизительно 20 процентов по весу воды, еще более предпочтительно, от приблизительно 8 процентов по весу воды до приблизительно 15 процентов по весу воды.
На четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере приблизительно 65 процентов по весу многоатомного спирта. Предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере приблизительно 70 процентов по весу многоатомного спирта. Более предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта.
На четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может быть нагрет до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий приблизительно 95 или менее процентов по весу многоатомного спирта. Предпочтительно, на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий приблизительно 90 или менее процентов по весу многоатомного спирта. Более предпочтительно, четвертый этап нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий приблизительно 85 или менее процентов по весу многоатомного спирта.
В некоторых вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт предпочтительно нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы получить концентрированный табачный экстракт, содержащий от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу многоатомного спирта, более предпочтительно, от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 90 процентов по весу многоатомного спирта, еще более предпочтительно, от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 85 процентов по весу многоатомного спирта. В других вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт предпочтительно нагревают до такой температуры и в течение такого времени, что получают концентрированный табачный экстракт, содержащий от приблизительно 70 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу многоатомного спирта, более предпочтительно, от приблизительно 70 процентов по весу до приблизительно 90 процентов по весу многоатомного спирта, еще более предпочтительно, от приблизительно 70 процентов по весу до приблизительно 85 процентов по весу многоатомного спирта. В дальнейших вариантах осуществления на четвертом этапе нагревания полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды полученный из природного источника жидкий табачный экстракт предпочтительно нагревают до такой температуры и в течение такого времени, что получают концентрированный табачный экстракт, содержащий от приблизительно 75 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу многоатомного спирта, более предпочтительно, от приблизительно 75 процентов по весу до приблизительно 90 процентов по весу многоатомного спирта, еще более предпочтительно, от приблизительно 75 процентов по весу до приблизительно 85 процентов по весу многоатомного спирта.
Согласно настоящему изобретению, второй этап и третий этап осуществляют в вышеописанных условиях, так что полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит никотин.
В контексте настоящего документа применительно к настоящему изобретению термин «никотин» используется для описания никотина, основания никотина или соли никотина. В вариантах осуществления, в которых полученный из природного источника жидкий табачный экстракт содержит соль никотина, количества никотина, приведенные в настоящем документе, означают количество протонированного никотина. В частности, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт может содержать одну или более многоосновных солей никотина. В контексте настоящего документа применительно к настоящему изобретению термин «многоосновная соль никотина» используется для описания соли никотина многоосновной кислоты.
Предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит по меньшей мере приблизительно 0,1 процента по весу никотина. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит по меньшей мере приблизительно 0,2 процента по весу никотина. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит по меньшей мере приблизительно 0,5 процента по весу никотина. В особенно предпочтительных вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит по меньшей мере приблизительно 1 процент по весу никотина.
Полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, предпочтительно содержит приблизительно 10 или менее процентов по весу никотина. Более предпочтительно полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит приблизительно 8 или менее процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит приблизительно 5 или менее процентов по весу никотина.
В некоторых вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,1 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,1 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,1 процента по весу до приблизительно 5 процентов по весу никотина. В предпочтительных вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,2 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,2 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,2 процента по весу до приблизительно 5 процентов по весу никотина.
В других вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 5 процентов по весу никотина. В дальнейших вариантах осуществления полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 1 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 1 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, полученный из фазы экстракции способа, содержит от приблизительно 1 процента по весу до приблизительно 5 процентов по весу никотина.
Согласно настоящему изобретению четвертый этап осуществляют в вышеописанных условиях, так что концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, обладает повышенным содержанием никотина по сравнению с полученным из природного источника жидким табачным экстрактом. Предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит по меньшей мере приблизительно 0,2 процента по весу никотина. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит по меньшей мере приблизительно 0,5 процента по весу никотина. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит по меньшей мере приблизительно 1 процент по весу никотина. В особенно предпочтительных вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит по меньшей мере приблизительно 2 процента по весу никотина.
Концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, предпочтительно содержит приблизительно 12 или менее процентов по весу никотина. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит приблизительно 10 или менее процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит приблизительно 8 или менее процентов по весу никотина.
В некоторых вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 0,2 процента по весу до приблизительно 12 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 0,2 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 0,2 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина. В предпочтительных вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 12 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина.
В других вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 1 процента по весу до приблизительно 12 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 1 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 1 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина. В дальнейших вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 2 процентов по весу до приблизительно 12 процентов по весу никотина. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 2 процента по весу до приблизительно 10 процентов по весу никотина. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт, полученный из фазы концентрирования способа, содержит от приблизительно 2 процента по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина.
Неожиданно было обнаружено, что путем осуществления способа согласно настоящему изобретению в условиях, описанных выше, получают концентрированный табачный экстракт, содержащий меньшие количества определенных карбонильных соединений, например, ацетальдегида и формальдегида, по сравнению с табачными экстрактами, полученными с помощью существующих способов.
Предпочтительно, концентрированный табачный экстракт содержит менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт содержит менее приблизительно 60 микрограмм/грамм ацетальдегида. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт содержит менее приблизительно 50 микрограмм/грамм ацетальдегида.
В некоторых вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт предпочтительно содержит от приблизительно 1 микрограмма/грамм ацетальдегида до приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида, более предпочтительно, от приблизительно 1 микрограмма/грамм ацетальдегида до приблизительно 60 микрограмм/грамм ацетальдегида, еще более предпочтительно, от приблизительно 1 микрограмма/грамм ацетальдегида до приблизительно 50 микрограмм/грамм ацетальдегида.
Предпочтительно, концентрированный табачный экстракт содержит менее приблизительно 14 микрограмм/грамм формальдегида. Более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт содержит менее приблизительно 12 микрограмм/грамм формальдегида. Еще более предпочтительно, концентрированный табачный экстракт содержит менее приблизительно 10 микрограмм/грамм формальдегида.
В некоторых вариантах осуществления концентрированный табачный экстракт предпочтительно содержит от приблизительно 1 микрограмма/грамм ацетальдегида до приблизительно 14 микрограмм/грамм формальдегида, более предпочтительно, от приблизительно 1 микрограмма/грамм ацетальдегида до приблизительно 12 микрограмм/грамм формальдегида, еще более предпочтительно, от приблизительно 1 микрограмма/грамм ацетальдегида до приблизительно 10 микрограмм/грамм формальдегида.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предоставлен полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт. В некоторых вариантах осуществления полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт содержит по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида. В предпочтительных вариантах осуществления полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт содержит по меньшей мере 0,5 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
Согласно дальнейшему аспекту настоящего изобретения предоставлен полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт. В некоторых вариантах осуществления полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт содержит по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 14 микрограмм/грамм формальдегида. В предпочтительных вариантах осуществления полученный из природного источника концентрированный табачный экстракт содержит по меньшей мере 0,5 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 14 микрограмм/грамм формальдегида.
Концентрированный табачный экстракт, полученный с помощью способа согласно настоящему изобретению, может использоваться для изготовления композиции на основе никотина для использования в системе, генерирующей аэрозоль.
Композиция на основе никотина, содержащая концентрированный табачный экстракт, полученный с помощью способа согласно настоящему изобретению, может быть предоставлена в картридже для использования в системе, генерирующей аэрозоль. Картридж может содержать распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из композиции на основе никотина. Распылитель может представлять собой термический распылитель, выполненный с возможностью нагревания композиции на основе никотина для генерирования аэрозоля. Термический распылитель может содержать, например, нагреватель и элемент для перемещения жидкости, выполненный с возможностью перемещения композиции на основе никотина к нагревателю. Элемент для перемещения жидкости может содержать капиллярный фитиль. В качестве альтернативы распылитель может представлять собой нетермический распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из композиции на основе никотина способом, отличным от нагревания. Нетермический распылитель может представлять собой, например, распылитель со сталкивающимися струями, ультразвуковой распылитель или распылитель с вибрирующей сеткой.
Картридж, содержащий композицию на основе никотина, образованную из концентрированного табачного экстракта, полученного с помощью способа согласно настоящему изобретению, может использоваться в сочетании с любым подходящим устройством, генерирующим аэрозоль, содержащим корпус, выполненный с возможностью размещения по меньшей мере части картриджа. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать батарею и электронную схему управления.
В качестве примера, может быть предоставлена система, генерирующая аэрозоль, которая содержит картомайзер, содержащий испаряемую композицию на основе никотина. Картомайзер может содержать резервуар для удерживания испаряемой композиции на основе никотина, мундштук и нагреватель, выполненный с возможностью нагревания испаряемой композиции на основе никотина. Композиция на основе никотина может содержать, например, по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида. Более предпочтительно, композиция на основе никотина может содержать по меньшей мере приблизительно 0,5 процента по весу никотина, по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее приблизительно 20 процентов по весу воды и менее приблизительно 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
Далее будет подробно описан, исключительно в качестве примера, один вариант осуществления настоящего изобретения.
Пример 1
Исходный табачный материал подготавливают из светлого табачного материала огневой сушки. Табачный материал нарезают для образования кусочков табака размером 2,5 миллиметра на 2,5 миллиметра и кусочки табака загружают в экстракционную камеру, без сжатия. Исходный табачный материал нагревают в экстракционной камере до температуры 130 градусов по Цельсию в течение 3 часов. Во время нагревания поток азота пропускают сквозь экстракционную камеру с интенсивностью потока приблизительно 40 литров в минуту.
Летучие соединения, высвобожденные из исходного табачного материала на этапе нагревания, собирают путем абсорбции в жидкий растворитель, образованный из полиэтиленгликоля, при температуре минус 10 градусов по Цельсию и с перемешиванием со скоростью 750 об/мин.
Раствор полиэтиленгликоля с собранными летучими соединениями подвергают концентрированию для уменьшения содержание воды в жидком табачном экстракте до приблизительно 15 процентов по весу. Точнее, раствор полиэтиленгликоля с собранными летучими соединениями нагревают под давлением 50 мбар до температуры 75 градусов по Цельсию.
С этой целью осуществляют циркуляцию раствора полиэтиленгликоля с собранными летучими соединениями в контуре в вакууме. Испарительная трубка образует часть контура. Испарительная трубка расположена вертикально, и раствор полиэтиленгликоля с собранными летучими соединениями вынужден течь сверху вниз путем образования тонкой пленки раствора на внутренней поверхности стенки испарительной трубки. Испарительную трубку нагревают извне для повышения температуры пленки. Когда раствор в виде пленки достигает температуры кипения, начинается испарение и вода является основным компонентом раствора, который покидает пленку.
Испаренная вода конденсируется и удаляется из контура. Циркуляция раствора полиэтиленгликоля осуществляется столько, сколько нужно для достижения целевой концентрации воды. Специалисту в данной области очевидно, что время, необходимое для достижения целевой концентрации воды, обычно может зависеть от размера оборудования и количества раствора полиэтиленгликоля, которое необходимо обработать. Дополнительно, время, необходимое для достижения целевой концентрации воды, может отличаться, если операция осуществляется в качестве непрерывного процесса или в качестве периодического процесса.
Полученный в результате концентрированный жидкий табачный экстракт обеспечивает оптимизированные уровни желательных вкусоароматических соединений, например β-дамасценона и β-ионона, одновременно сохраняя относительно низкие уровни других нежелательных соединений табака, например карбонилов, фенолов, фуранов и ТСНА. В частности, полученный в результате концентрированный жидкий табачный экстракт содержит приблизительно 20 микрограмм/грамм ацетальдегида и приблизительно 10 микрограмм/грамм формальдегида.
Пример 2
Три исходных табачных материала согласно настоящему изобретению соответственно приготовили из светлого табачного материала огневой сушки (2A), табачного материала Берли (2B) и табачного материала восточного типа (2C).
Каждый из трех табачных материалов нарезают для образования кусочков табака размером 2,5 миллиметра на 2,5 миллиметра и кусочки табака загружают в экстракционную камеру, без сжатия.
Каждый из исходных табачных материалов нагревают в экстракционной камере до температуры 130 градусов по Цельсию в течение 120 минут. Во время нагрева поток азота пропускают сквозь экстракционную камеру с интенсивностью потока 2 литра в минуту.
Летучие соединения, высвобожденные из каждого исходного табачного материала на этапе нагревания, собирают путем абсорбции в жидкий растворитель, образованный из полипропиленгликоля, при температуре 0 градусов по Цельсию.
Жидкий табачный экстракт непосредственно получают из такого процесса экстракции. Каждый жидкий экстракт, полученный из каждого из трех исходных табачных материалов, затем подвергают концентрированию в вакууме (50 мбар) при температуре 55 градусов по Цельсию до тех пор, пока не будет достигнуто содержание влаги величиной 12 процентов ± 2 процента.
Таблица 1. Величины выбранных отношений по весу желательных соединений табака к нежелательным соединениям табака в жидких табачных экстрактах
100)) к (никотину)
Во всех трех жидких экстрактах согласно настоящему изобретению 2A, 2B, и 2C отношение по весу (β-ионон+β-дамасценона) к (фенолу) постоянно и существенно больше 2,0. Кроме этого, во всех трех жидких экстрактах согласно настоящему изобретению 2A, 2B, и 2C отношение по весу (фуранеол + (2,3-диэтил-5-метилпиразина)*100)) к (никотину) постоянно и существенно больше 1×10-3. Дополнительно, во всех трех жидких экстрактах согласно настоящему изобретению 2A, 2B, и 2C отношение по весу (β-ионон+β-дамасценона) к (4-(метилнитрозамино)-1-(3-пиридил)-1-бутанон + (R, S)-N-нитрозоанатабин + (R, S)-N-нитрозоанабазин+N-нитрозонорникотин + ((2-фуранметанолу)/600)) постоянно и существенно больше 3.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| ЖИДКИЙ ТАБАЧНЫЙ ЭКСТРАКТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2020 |
|
RU2820413C2 |
| КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НИКОТИНА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИЗДЕЛИЯ, ГЕНЕРИРУЮЩИЕ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩИЕ ЕЕ | 2020 |
|
RU2816933C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННОГО ЖИДКОГО ТАБАЧНОГО ЭКСТРАКТА ИЗ ДВУХ ИЛИ БОЛЕЕ ВИДОВ ТАБАКА | 2020 |
|
RU2818243C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ЭКСТРАКТА ТАБАКА | 2020 |
|
RU2815279C2 |
| СУХОЙ ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ СО ВКУСОМ ТАБАКА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, А ТАКЖЕ ПОРОШКОВАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) | 2020 |
|
RU2824928C1 |
| СУБСТРАТ, ВЫРАБАТЫВАЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ МАСЛЯНУЮ ДОБАВКУ | 2018 |
|
RU2765000C2 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВА, ГОТОВОГО К ИСПАРЕНИЮ, СОДЕРЖАЩЕГО ЛЕТУЧИЕ ВЕЩЕСТВА | 2017 |
|
RU2820667C2 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСТАВА, ГОТОВОГО К ИСПАРЕНИЮ, СОДЕРЖАЩЕГО ЛЕТУЧИЕ ВЕЩЕСТВА | 2017 |
|
RU2728619C2 |
| СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГЕНЕРИРУЮЩЕЙ АЭРОЗОЛЬ ПЛЕНКИ | 2020 |
|
RU2807274C2 |
| ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ ПЛЕНКА | 2020 |
|
RU2806783C2 |
Изобретение относится к способу изготовления концентрированного табачного экстракта для использования в изделии, генерирующем аэрозоль. Способ включает: предоставление натурального табачного материала; нагревание натурального табачного материала до такой температуры и в течение такого времени, чтобы летучие соединения высвобождались из натурального табачного материала, причем летучие соединения содержат никотин, а нагревание натурального табачного материала включает нагревание натурального табачного материала в потоке инертного газа или в потоке комбинации инертного газа с водой или паром или нагревание натурального табачного материала в вакууме. Далее следует сбор высвобожденных летучих соединений и формирование полученного из природного источника жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения, многоатомный спирт и по меньшей мере 40 процентов по весу воды; затем нагревание полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта. Причем полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере на 60 процентов. Изобретение позволяет уменьшить содержание нежелательных соединений, таких как карбонильные соединения, в том числе ацетальдегид и формальдегид. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.
1. Способ изготовления концентрированного табачного экстракта для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, при этом способ включает:
предоставление натурального табачного материала;
нагревание натурального табачного материала до такой температуры и в течение такого времени, чтобы летучие соединения высвобождались из натурального табачного материала, причем летучие соединения содержат никотин, а нагревание натурального табачного материала включает нагревание натурального табачного материала в потоке инертного газа или в потоке комбинации инертного газа с водой или паром или нагревание натурального табачного материала в вакууме;
сбор высвобожденных летучих соединений и формирование полученного из природного источника жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения, многоатомный спирт и по меньшей мере 40 процентов по весу воды; и
нагревание полученного из природного источника жидкого табачного экстракта с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта, причем полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере на 60 процентов.
2. Способ по п.1, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере на 70 процентов.
3. Способ по п.1 или 2, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают до такой температуры и в течение такого времени, чтобы содержание воды в табачном экстракте уменьшилось по меньшей мере на 95 или менее процентов.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит по меньшей мере 30 процентов по весу многоатомного спирта.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором полученный из природного источника жидкий табачный экстракт, образованный на этапе сбора высвобожденных летучих соединений, содержит 60 или менее процентов по весу многоатомного спирта.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, которое меньше или равно 200 мбар.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают под давлением, составляющим по меньшей мере 20 мбар.
8. Способ по любому из пп.1-5, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в потоке воздуха интенсивностью по меньшей мере 10 кг/ч.
9. Способ по п.8, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают в потоке воздуха интенсивностью по меньшей мере 15 кг/ч.
10. Способ по п.8 или 9, в котором относительная влажность потока воздуха составляет 50 или менее процентов.
11. Способ по п.8, 9 или 10, в котором относительная влажность потока воздуха составляет 25 или менее процентов.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают по меньшей мере до 35 градусов по Цельсию.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают по меньшей мере до 50 градусов по Цельсию.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором на этапе нагревания полученного из природного источника табачного экстракта полученный из природного источника табачный экстракт нагревают по меньшей мере до 70 градусов по Цельсию.
15. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором концентрированный табачный экстракт содержит 20 или менее процентов по весу воды.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором концентрированный табачный экстракт содержит по меньшей мере 75 процентов по весу многоатомного спирта.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором натуральный табачный материал содержит один или более из табака Берли, табака восточного типа и табака огневой сушки.
18. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором полученный из природного источника табачный экстракт содержит по меньшей мере 0,1 процента по весу никотина.
19. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором концентрированный табачный экстракт содержит менее 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
20. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором концентрированный табачный экстракт содержит менее 14 микрограмм/грамм формальдегида.
21. Концентрированный табачный экстракт, изготовленный в соответствии со способом по п.1 и содержащий по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее 20 процентов по весу воды и менее 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
22. Концентрированный табачный экстракт, изготовленный в соответствии со способом по п.1 и содержащий по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее 20 процентов по весу воды и менее 14 микрограмм/грамм формальдегида.
23. Система, генерирующая аэрозоль, содержащая картомайзер, который содержит резервуар, вмещающий испаряемый состав на основе никотина, мундштук и нагреватель, выполненный с возможностью нагревания состава на основе никотина, причем состав на основе никотина содержит концентрированный табачный экстракт, изготовленный в соответствии со способом по п.1 и содержащий по меньшей мере 0,2 процента по весу никотина, по меньшей мере 75 процентов по весу многоатомного спирта, менее 20 процентов по весу воды и менее 70 микрограмм/грамм ацетальдегида.
| US 5016654 A1, 21.05.1991 | |||
| US 5445169 A1, 29.08.1995 | |||
| WO 2018210676 A1, 22.11.2018 | |||
| СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ ПРИДАЮЩЕГО АРОМАТ КОМПОНЕНТА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА КОМПОЗИЦИИ ПРЕДПОЧИТАЕМОГО ИЗДЕЛИЯ | 2015 |
|
RU2639111C1 |
