Настоящее изобретение относится к способу получения жидкого табачного экстракта и к жидкому табачному экстракту, полученному с помощью такого способа.
Известны системы, генерирующие аэрозоль, для доставки аэрозоля пользователю, которые содержат распылитель, выполненный с возможностью генерирования вдыхаемого аэрозоля из жидкого состава, такого как жидкий состав на основе никотина. Некоторые известные системы, генерирующие аэрозоль, содержат термический распылитель, такой как электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагревания и испарения жидкого состава с генерированием аэрозоля. Одним популярным типом электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, является электронная сигарета. Другие известные системы, генерирующие аэрозоль, содержат нетермический распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из жидкого состава с применением, например, технологий падающей струи, ультразвука или вибрирующей сетки.
Известно несколько способов получения жидких табачных экстрактов из табачного материала. Жидкие табачные экстракты могут быть получены посредством высокотемпературного процесса экстракции, в котором никотин и другие летучие вкусоароматические соединения извлекают из табачного материала и собирают в подходящем растворителе для формирования натурального жидкого табачного экстракта.
Также известны способы мацерации, в которых табачный материал в виде суспензии выдерживается в экстракционной жидкости в течение промежутка времени 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 вкусоароматических соединений табака. Дополнительно жидкая фаза, как правило, содержит незначительное количество никотина или вовсе 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 с образованием паровой фазы, а дистиллят, полученный путем конденсации паровой фазы, непрерывно собирают в сосуде. Со временем маслянистый воскообразный слой, содержащий большую долю аполярных соединений, накапливается на поверхности дистиллята.
С одной стороны, водная часть, над которой накапливается воскообразный слой, и которая содержит никотин и другие водорастворимые соединения, возвращается путем рециркуляции в водонагреватель. Аполярный вспомогательный растворитель может необязательно подаваться в водонагреватель с водной частью для увеличения выхода продукта экстракции. С другой стороны, воскообразную 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 избыточный растворитель может быть испарен путем управляемого нагревания в вакууме. Как правило, 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 называют «абсолютом табака», и он может содержать очень малые количества этанола. Он представляет собой воскообразный 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 введение табачного материала в контакт 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 выделить из 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, как правило, обладает высоким уровнем воскообразных 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.
В целом, как обсуждено выше, жидкие табачные экстракты, полученные посредством таких известных процессов экстракции, могут иметь низкий уровень никотина. Кроме того, жидкие табачные экстракты, полученные посредством таких процессов экстракции, могут иметь низкий уровень и низкое разнообразие вкусоароматических соединений. Жидкие табачные экстракты, полученные посредством таких процессов экстракции, могут также иметь высокий уровень нежелательных соединений. В целом, на концентрацию никотина, вкусоароматических соединений и нежелательных соединений, получаемую посредством таких способов экстракции, могут значительно влиять тип или типы табака, применяемого в качестве исходного материала.
Целью настоящего изобретения является смягчение одного или более недостатков жидких табачных экстрактов, полученных посредством известных способов. В частности, было бы желательно обеспечить способ получения нового и улучшенного жидкого табачного экстракта. Было бы особенно желательно обеспечить такой способ получения этого жидкого табачного экстракта, который можно было бы осуществлять более эффективно, чем с помощью существующих способов.
Настоящее изобретение относится к способу получения жидкого табачного экстракта из табачного материала. Способ может включать стадию подготовки табачного материала. Табачный материал можно нагревать в экстракционной камере при температуре экстракции от приблизительно 120 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия. Нагревание может осуществляться в течение по меньшей мере 90 минут. Способ может дополнительно предусматривать стадию собирания летучих соединений, высвободившихся из табачного материала на стадии нагревания. Способ может дополнительно предусматривать стадию образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения. Способ может дополнительно предусматривать стадию распыления распыленной воды в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания.
В соответствии с настоящим изобретением, предусматривается способ получения жидкого табачного экстракта, при этом способ предусматривает стадии: подготовки табачного материала; нагревания табачного материала в экстракционной камере при температуре экстракции от приблизительно 120 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия в течение по меньшей мере приблизительно 90 минут; собирания летучих соединений, высвободившихся из табачного материала в ходе стадии нагревания; и образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения. В соответствии с настоящим изобретением, способ дополнительно предусматривает стадию распыления распыленной воды в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания.
В соответствии с настоящим изобретением, дополнительно предусматривается жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа по настоящему изобретению, описанного выше.
В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению термин «жидкий табачный экстракт» описывает непосредственный продукт способа экстракции, осуществленного в отношении табачного материала. Таким образом, табачный экстракт обычно включает смесь натуральных компонентов, которые отделены, извлечены или получены из натурального табачного материала с применением условий и методик обработки табака путем экстракции. Таким образом, в одном таком способе экстрагированные табачные компоненты удаляют из натурального табачного материала и выделяют из неэкстрагированных табачных компонентов. В соответствии с настоящим изобретением, способ экстракции для получения жидкого табачного экстракта предусматривает нагревание табачного материала при конкретных условиях нагревания и собирание генерированных летучих соединений. Следовательно, жидкий табачный экстракт состоит из смеси натуральных табачных компонентов, которые были получены из табачного материала и были экстрагированы или образованы в ходе способа экстракции, как правило, в комбинации с одним или более материалами, отличными от табачного материала, такими как неводный экстракционный растворитель, применяемый в ходе способа экстракции. Как будет более подробно описано ниже, летучие соединения, высвободившиеся из исходного табачного материала, можно собирать с применением методики абсорбции, в которой летучие соединения улавливаются в неводном экстракционном растворителе. В качестве примера, поток инертного газа, содержащий летучие соединения, может быть направлен в контейнер с неводным экстракционным растворителем. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно представляет собой вещество для образования аэрозоля.
При использовании в данном документе в отношении настоящего изобретения термин «распыленная вода» означает воду, размер которой уменьшали до множества небольших жидких капель. Распыленная вода, таким образом, представлена в виде аэрозоля, при этом множество капель воды суспендированы в воздухе или другом газе. В отношении способа по настоящему изобретению, термин «распыление» означает стадию выпуска потока или струи распыленной воды в экстракционную камеру под атмосферным давлением или выше.
Способ по настоящему изобретению, таким образом, обеспечивает новую стадию нагревания, на которой распыленную воду распыляют в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания табачного материала для экстракции летучих соединений. В способах экстракции из уровня техники табачные материалы обычно высушивают перед стадией нагревания, поскольку это, как считалось, обеспечивает более концентрированный экстракт, для которого требуется меньшее высушивание. Однако авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что включение стадии распыления воды, определенной выше, в действительности обеспечивало значительное увеличение выхода экстракции некоторых компонентов, которые значительно перевешивают какой-либо эффект разбавления.
В частности, включение стадии распыления воды, как было неожиданно обнаружено, обеспечивает очень значительное повышение выхода никотина и других вкусоароматических соединений в ходе экстракции. Например, включение стадии распыления воды, как было обнаружено, в некоторых случаях обеспечивает повышение выхода экстракции никотина до 130 процентов по сравнению с эквивалентной экстракцией, проводимой без распыления воды.
Это увеличение выхода экстракции, как было обнаружено, связано, в частности, с применением струи распыленной воды. Как показано в сравнительном примере ниже, такое же повышение выхода никотина не наблюдали, если воду вводили прямо в табачный материал перед стадией нагревания, или если воду или пар добавляли в экстракционную камеру без распыления. Без ограничения какой-либо теорией считается, что повышение выхода экстракции происходит из-за турбулентного потока газа, который устанавливается в экстракционной камере в результате испарения жидких капель струи распыленной воды, что приводит к улучшенному теплообмену. В частности, высокая скорость газа, полученная на микронном уровне при расширении капель воды из распыленной воды в газовую фазу, как предполагается, сильно влияет на поведение на поверхности табака и способствует повышению массопереноса летучих соединений, таких как никотин. Это облегчает более эффективную экстракцию никотина и некоторых других летучих соединений из табачного материала, так что выходы экстракции, как было обнаружено, повышаются.
Устройство, требуемое для выполнения стадии распыления воды, является легко доступным и может быть включено в существующее устройство для экстракции без значительной модификации.
Помимо обеспечения повышенного выхода никотина, в способе экстракции по настоящему изобретению применяют температуру экстракции в определенном диапазоне в комбинации со специально определенной продолжительностью нагревания, что преимущественно обеспечивает усовершенствованный жидкий табачный экстракт, обладающий значительно улучшенным соотношением желательных соединений т нежелательных соединений. В частности, способ экстракции по настоящему изобретению обеспечивает получение жидкого табачного экстракта с максимальным соотношением желательных соединений и нежелательных соединений для табачного материала. Например, применение конкретной комбинации определенных температуры и времени экстракции обеспечивает возможность оптимизировать уровни соединений никотина и при этом одновременно сводить до минимума уровни нежелательных соединений, таких как фураны, карбонилы, фенолы и TSNA.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, в отличие от существующих способов экстракции, которые обсуждались выше, способы в соответствии с настоящим изобретением преимущественно обеспечивают жидкий табачный экстракт, характеризующийся 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, как правило, содержит мало никотина или вовсе не содержит его. Эти соединения также обычно 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, как правило, имеет очень низкое, если вообще имеет, содержание таких соединений, связанных с ароматом нагретого табака.
Жидкие табачные экстракты, полученные с помощью способов в соответствии с настоящим изобретением, представляют существенные различия в композиции по сравнению с табачными экстрактами, полученными с помощью существующих способов экстракции, и их можно применять в качестве жидкости для электронных сигарет или для получения жидкости для электронных сигарет, которая при нагревании генерирует аэрозоль, обладающий отличающимися композицией и вкусоароматическими характеристиками по сравнению с доступными в настоящее время жидкостями для электронных сигарет. В частности, жидкие табачные экстракты, полученные с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, можно применять для генерирования аэрозоля, обеспечивающего вкус нагретого табака, который больше похож на аэрозоль, генерируемый традиционными сигаретами или при нагревании табака в устройстве для нагревания без сжигания, по сравнению с доступными аэрозолями, полученными из существующих жидких композиций на основе никотина.
Способ экстракции по настоящему изобретению обеспечивает возможность получения жидкого табачного экстракта, характеризующегося оптимизированными уровнями никотина и вкусоароматических соединений без необходимости в добавлении этих соединений после экстракции. Таким образом, полученный жидкий табачный экстракт можно преимущественно применять непосредственно для получения композиции на основе никотина. Полученный жидкий табачный экстракт также можно модифицировать с помощью одной или более дополнительных стадий обработки или смешивать с одним или более дополнительными ингредиентами с образованием композиции на основе никотина. Композиция на основе никотина может быть предназначена для применения в электронной сигарете или другой системе, генерирующей аэрозоль.
Как описано выше, являются известными системы, генерирующие аэрозоль, для доставки аэрозоля пользователю, которые содержат распылитель, выполненный с возможностью генерирования вдыхаемого аэрозоля из жидкого состава, такого как жидкая композиция на основе никотина.
Способ получения жидкого табачного экстракта по настоящему изобретению можно эффективно применять для всех типов и сортов табака, в том числе табака Берли, табака огневой сушки и табака восточного типа. Стадии способа можно легко регулировать, чтобы обеспечить жидкий табачный экстракт постоянного состава для различных смесей табака. Способ экстракции дополнительно подходит для различных форм табачного материала.
В некоторых случаях табачный материал можно нагревать без необходимости в значительных стадиях предварительной обработки. Таким образом, способ можно осуществлять эффективно.
Как определено выше, в способе по настоящему изобретению табачный материал нагревают при определенных условиях нагревания для высвобождения летучих табачных компонентов, которые собирают и формуют в жидкий табачный экстракт.
В ходе стадии нагревания табачный материал нагревают при температуре экстракции от приблизительно 120 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия. Было обнаружено, что ниже этого диапазона из табачного материала высвобождаются недостаточные уровни никотина и определенных ароматических соединений, так что полученный в результате жидкий табачный экстракт характеризуется недостатком требуемых вкусоароматических свойств. С другой стороны, если табачный материал нагревают до температуры выше этого определенного диапазона, то могут высвобождаться недопустимо высокие уровни некоторых нежелательных табачных соединений.
Предпочтительно температура экстракции составляет по меньшей мере приблизительно 125 градусов Цельсия, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 130 градусов Цельсия.
Предпочтительно температура экстракции составляет не более чем приблизительно 155 градусов Цельсия, более предпочтительно не более чем приблизительно 150 градусов Цельсия.
Например, температура экстракции может составлять от приблизительно 125 градусов Цельсия до 155 градусов Цельсия или от приблизительно 130 градусов Цельсия до приблизительно 150 градусов Цельсия. Было обнаружено, что температура экстракции, составляющая примерно 150 градусов Цельсия, обеспечивает особенно оптимальное соотношение желательных и нежелательных соединений в жидком табачном экстракте.
Табачный исходный материал нагревают при температуре экстракции в течение по меньшей мере приблизительно 90, более предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 120 минут. Это время экстракции является достаточно большим для эффективной экстракции желательных ароматических соединений табака для получения жидкого табачного экстракта, который может образовывать аэрозоль с желаемыми вкусоароматическими свойствами.
Предпочтительно исходный табачный материал нагревают при температуре экстракции в течение не более чем приблизительно 270 минут, более предпочтительно не более чем приблизительно 180 минут.
Например, исходный табачный материал могут нагревать в течение от приблизительно 90 минут до приблизительно 270 минут или от приблизительно 12 0 минут до приблизительно 180 минут.
Время нагревания, указанное выше, соответствует продолжительности времени, в течение которого табачный материал нагревают при температуре экстракции, и не включает время, необходимое для повышения температуры табачного материала до температуры экстракции.
Температура экстракции и продолжительность нагревания могут быть выбраны в пределах вышеуказанных диапазонов, определенных в зависимости от таких факторов, как тип табака, возможные другие компоненты табачного материала, желаемый уровень никотина или желаемая композиция жидкого табачного экстракта. Путем контроля комбинации температуры и времени экстракции можно регулировать состав жидкого табачного экстракта в зависимости от желаемых характеристик аэрозоля, полученного из жидкого табачного экстракта. В частности, доля определенных табачных соединений в жидком табачном экстракте может быть в определенной степени отрегулирована посредством выбора параметров экстракции для максимального увеличения соотношения желательных соединений табака и нежелательных табачных соединений в жидком табачном экстракте.
Для конкретного табачного соединения можно легко определить изменение уровня высвобождения соединения в зависимости от температуры экстракции в способе экстракции для любого данного табачного материала. Например, было обнаружено, что уровень никотина, высвобождаемого из табачного материала, при повышении температуры экстракции, как правило, будет увеличиваться. Было обнаружено, что величина увеличения варьируется у различных типов табака.
Также было обнаружено, что уровень желательных вкусоароматических соединений табака, таких как β-дамасценон и β-ионон, которые высвобождаются из табачного материала, будет увеличиваться при увеличении температуры экстракции до определенной пиковой температуры экстракции, после которой уровень начнет уменьшаться. Пиковая температура экстракции для таких вкусоароматических соединений обычно находится в диапазоне от 120 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, так что уровень желательных вкусоароматических соединений можно эффективно оптимизировать в способе экстракции по настоящему изобретению.
Было обнаружено, что уровень многих нежелательных табачных соединений медленно увеличивается при повышении температуры экстракции до некоторой пороговой температуры, выше которой наблюдается быстрое увеличение. Это применимо, например, к уровню фенольных соединений, TSNA и пиразинов, и в случае табака светлых сортов - к уровню фуранов и формальдегида. Во многих случаях пороговая температура находится в диапазоне от 120 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, и, таким образом, уровень нежелательных соединений можно эффективно контролировать в способе экстракции по настоящему изобретению.
Предпочтительно температура экстракции и время экстракции выбраны с обеспечением содержания никотина в жидком табачном экстракте, составляющего по меньшей мере 0,1 процента по весу, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,2 процента по весу.
Предпочтительно температуру экстракции или время экстракции, или как температуру экстракции, так и время экстракции выбирают для обеспечения отношения веса (β-ионона+β-дамасценона) к (фенолу), составляющего по меньшей мере приблизительно 0,25 в жидком табачном экстракте.
β-дамасценон и β-ионон представляют собой желательные соединения, связанные с ароматом табака. Было обнаружено, что количество β-дамасценона и β-ионона, высвобождающихся из табачного материала, будет увеличиваться при увеличении температуры экстракции до определенной пиковой температуры экстракции, после которой этот уровень начнет уменьшаться. Пиковая температура экстракции для таких вкусоароматических соединений обычно находится в диапазоне от 120 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, вследствие чего можно осуществлять эффективное регулирование и управление уровнем желательных вкусоароматических соединений в способе экстракции.
Предпочтительно температура экстракции или время экстракции, или как температура экстракции, так и время экстракции выбраны для обеспечения отношения веса (фуранеола + (2,3-диэтил-5-метилпиразина)×100)) к (никотину), составляющего по меньшей мере приблизительно 5 × 10-4, в жидком табачном экстракте.
Было обнаружено, что в способах в соответствии с настоящим изобретением, где температура экстракции выбрана так, чтобы обеспечивать соотношения в пределах вышеописанных диапазонов, можно добиться особенно надлежащих органолептических профилей при нагревании композиций на основе никотина, полученных из жидких табачных экстрактов, для генерирования аэрозоля.
Подходящие способы нагревания для осуществления нагревания табачного материала известны специалистам в данной области техники и включают без ограничения: сухую дистилляцию, гидродистилляцию, вакуумную дистилляцию, мгновенную дистилляцию и тонкопленочную гидродистилляцию.
Как описано выше, в соответствии с настоящим изобретением распыленную воду распыляют в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания. Предпочтительно распыленную воду распыляют в экстракционную камеру для получения турбулентного потока газа в экстракционной камере.
Распыление предпочтительно начинается, как только в экстракционной камере достигается требуемая температура экстракции в заданном диапазоне от 120 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия.
Струю распыленной воды можно генерировать и распределять в экстракционную камеру с помощью любого подходящего средства. Струю распыленной воды можно генерировать из одной распылительной форсунки, направленной в экстракционную камеру, или из множества распылительных форсунок, расположенных в различных местах в экстракционной камере. Распылительная форсунка может быть приспособлена для обеспечения желаемого типа струи, например, направленной струи или тумана распыленной воды.
Распыленную воду можно распылять непрерывно в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания. В качестве альтернативы, распыленную воду можно распылять с перерывами в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания. Распыление можно продолжать в течение всей стадии нагревания или можно проводить только в течение части стадии нагревания. Например, распыление можно прекращать, если заданный максимальный объем воды был распылен в экстракционную камеру.
Расход, при котором распыленную воду распыляют в экстракционную камеру, может регулироваться, например, в зависимости от расхода табачного материала в экстракционной камере. Например, средний расход, при котором распыленную воду распыляют в экстракционную камеру, может составлять от приблизительно 3 процентов до приблизительно 30 процентов расхода табачного материала, более предпочтительно от приблизительно 5 процентов до приблизительно 20 процентов расхода табачного материала, более предпочтительно от приблизительно 7,5 процента до приблизительно 15 процентов расхода табачного материала. Расход, при котором распыленную воду распыляют в экстракционную камеру, также может быть необходимо контролировать, в зависимости от других параметров, таких как требуемый общий объем воды, подлежащей распылению в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания.
Сохранение расхода воды на уровне не более чем 30 процентов расхода табака обеспечивает то, что количество воды, распыляемой в экстракционную камеру, не становится настолько высоким, что температура в экстракционной камере не может поддерживаться из-за чрезмерных потерь энергии в результате испарения распыленной воды. Сохранение расхода воды, распыляемой в экстракционную камеру, ниже этого уровня дополнительно способствует предотвращению того, что табачный материал становится слишком липким, что может вызывать агрегацию табачного материала, что негативно влияет на эффективность экстракции.
Предпочтительно распыленную воду распыляют в экстракционную камеру при среднем расходе по меньшей мере приблизительно 0,2 грамма в секунду, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,4 грамма в секунду, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,6 грамма в секунду.
Предпочтительно распыленную воду распыляют в экстракционную камеру при среднем расходе, составляющем не более чем приблизительно 1,6 грамма в секунду, более предпочтительно не более чем приблизительно 1,4 грамма в секунду, более предпочтительно не более чем приблизительно 1,2 грамма в секунду. Например, распыленную воду можно распылять в экстракционную камеру при расходе от приблизительно 0,2 грамма в секунду до приблизительно 1,6 грамма в секунду, или от приблизительно 0,4 грамма в секунду до приблизительно 1,4 грамма в секунду, или от приблизительно 0,6 грамма в секунду до приблизительно 1,2 грамма в секунду.
Эти значения расхода относятся к среднему расходу в ходе стадии нагревания. Если распыленную воду распыляют с перерывами в ходе стадии нагревания, то фактический расход в течение прерывистого распыления будет, таким образом, выше, чем средний расход.
Предпочтительно распыленную воду распыляют под давлением, составляющим по меньшей мере приблизительно 1 бар, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 2 бар, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 3 бар.
Предпочтительно распыленная вода находится при комнатной температуре (22 градуса Цельсия), когда ее распыляют в экстракционную камеру. Если температура в экстракционной камере будет по меньшей мере 120 градусов Цельсия, то распыленная вода будет быстро испаряться после того, как поступит внутрь экстракционной камеры.
Форму струи распыленной воды можно адаптировать путем выбора устройства с распылительными форсунками. Предпочтительно распыленную воду распыляют в форме конуса, чтобы диспергировать распыленную воду как можно больше по внутреннему пространству в экстракционной камере. В качестве альтернативы, распыленную воду можно распылять в виде тумана в экстракционную камеру, без определенной формы.
Направление струи распыленной воды можно адаптировать путем выбора положения и ориентации распылительной форсунки. Предпочтительно распыленную воду распыляют примерно параллельно потоку табака в экстракционной камере.
Способы распыления воды будут известны специалистам в данной области техники. В некоторых вариантах осуществления воду можно распылять в потоке сжатого инертного газа, такого как воздух. В других вариантах осуществления воду можно распылять без потока газа за счет давления внутри распылительной форсунки.
Предпочтительно обеспечивают круговое движение или встряхивание табачного материала в ходе стадии нагревания, чтобы оптимизировать эффект распыления распыленной воды. Этого можно достичь, например, путем обеспечения потока инертного газа через табачный материал при нагревании, как описано ниже. В качестве альтернативы или дополнительно, стадия нагревания может происходить в экстракционной камере, которая адаптирована для поддержания перемещения табачного материала, такой как роторная сушилка.
Стадию нагревания предпочтительно проводят в инертной атмосфере. Предпочтительно поток инертного газа, например, азота, пропускают через табачный материал в течение стадии нагревания. В некоторых случаях можно использовать поток смеси инертного газа с водой или паром. 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.
Летучие табачные соединения высвобождаются в поток инертного газа во время стадии нагревания, так что инертный газ действует в качестве носителя для летучих компонентов. Скорость потока инертного газа может быть оптимизирована на основании масштаба и геометрии экстракционной камеры. Относительно высокий расход инертного газа может преимущественно повышать эффективность экстракции из табачного материала.
Обычно при нагревании табачного материала любая влага, присутствующая в табачном материале, также высвобождается вместе с летучими соединениями в форме пара.
Поток инертного газа способствует переносу пара, генерируемого при испарении влаги, содержавшейся в табачном материале, и летучих соединений, в том числе, в частности, никотина или соединений, связанных с ароматом, или и того, и другого, из оборудования для экстракции.
Кроме того, 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 является желательным, поскольку предотвращает риск любого, даже частичного, сгорания табачного материала в ходе стадии нагревания. Очевидно, что неуправляемое сгорание табачного материала было бы нежелательным, поскольку оно представляло бы большую угрозу для безопасности в производственных условиях. Тем не менее, авторы изобретения обнаружили, что даже ограниченное, частичное сгорание табачного материала может приводить к ухудшению качества табачного экстракта, получаемого с помощью способа, что было бы нежелательно.
Без ограничения какой-либо теорией считается, что в результате предотвращения сгорания табачного материала также предотвращается образование любых нежелательных побочных продуктов сгорания. Кроме того, поскольку предотвращаются условия, способствующие сгоранию табачного материала, табачный материал эффективно нагревается в условиях, которые до некоторой степени имитируют условия, в которых табакосодержащий субстрат (например, гомогенизированный табачный материал) обычно нагревается в изделиях «для нагревания без сжигания». В результате, преимущественным образом осуществляется содействие выборочной экстракции ароматических летучих соединений, обуславливающих вкус, который потребители ассоциируют с нагретым табаком.
Поэтому путем осуществления этапа нагрева в инертной атмосфере преимущественно повышаются эффективность экстракции, качество продукта и производственная безопасность.
Нагревание табачного материала в потоке инертного газа имеет то дополнительное преимущество, что поток инертного газа, содержащий летучие соединения, можно проще направить в контейнер, содержащий экстракционный растворитель, такой как неводный жидкий экстракционный растворитель.
Необязательно этап нагрева можно осуществлять в вакууме. За счет этого удаляется какой-либо кислород, присутствующий в экстракционной камере, что может преимущественно предотвращать реакцию табачного материала или летучих соединений, генерируемых при нагревании табачного материала, с кислородом. Удаление кислорода также будет предотвращать любое сгорание табачного материала, как описано выше.
Предпочтительно в результате включения стадии распыления воды в способ экстракции по настоящему изобретению количество никотина, экстрагируемое из табачного материала в ходе стадии нагревания, соответствует по меньшей мере приблизительно 2 граммам на кг сухого табачного материала, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 2,2 граммам на кг сухого табачного материала. Как показано в примере ниже, такой выход экстракции никотина значительно выше, чем возможно при применении эквивалентного способа экстракции, но без стадии распыления.
Жидкий табачный экстракт можно получать из табачного материала, состоящего из натурального табака одного типа. В качестве альтернативы, табачный материал может предусматривать смесь двух или более типов натурального табака. Соотношение различных типов табака можно адаптировать в зависимости от требуемых характеристик аэрозоля, генерируемого из экстракта жидкого табака. Например, если желательно обеспечивать относительно высокий уровень никотина, то можно увеличивать долю табака Берли.
Термин «натуральный табак» используется в настоящем документе со ссылкой на настоящее изобретение для описания любой части любого растения, принадлежащего к роду Nicotiana, включая без ограничения листья, средние жилки листьев, стебли и черешки. В частности, натуральный табак может предусматривать 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 или молотым.
Если желательно получить жидкий табачный экстракт из комбинации из двух или более различных типов табака, то типы табака можно нагревать отдельно при различных значениях температуры экстракции в определенном диапазоне от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, или смесь типов табака можно нагревать вместе при одной температуре экстракции в определенном диапазоне.
Табачный материал может представлять собой твердый табачный материал, такой как порошок, табачная фарматура, кусочки листьев табака или неповрежденные листья. В качестве альтернативы, табачный материал может представлять собой жидкий табачный материал, такой как тестообразная масса, гель, взвесь или суспензия.
Табачный материал может быть получен из любого подходящего табачного материала, в том числе без ограничения табачного листа, табачного стебля, восстановленного табака, формованного табака, экструдированного табака или полученных из табака гранул.
Предпочтительно на стадии подготовки табачного материала табак измельчают или режут для уменьшения размера частиц табака в табачном материале. Это может преимущественно улучшить однородность нагревания табачного материала и эффективность экстракции.
Табачный материал необязательно можно высушивать перед стадией нагревания для уменьшения содержания воды в табачном материале. Высушивание табачного материала можно выполнять с помощью любого подходящего химического или физического способа высушивания. В качестве альтернативы, воду можно добавлять в табачный материал перед стадией нагревания для увеличения содержания воды в табачном материале.
В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения стадия подготовки табачного материала может предусматривать стадию пропитывания табачного материала веществом для образования аэрозоля. Если такое пропитывание табачного материала осуществляют перед стадией нагревания, то оно преимущественным образом может увеличивать количество определенных желательных табачных соединений, высвобождаемых из табачного материала при нагревании. Например, было обнаружено, что пропитывание табачного материала глицерином преимущественным образом увеличивает количество никотина, экстрагируемого из табачного материала. В другом примере было обнаружено, что пропитывание табачного материала неводным экстракционным растворителем, который также представляет собой вещество для образования аэрозоля, например, пропиленгликоль, растительный глицерин, 1,3-пропандиол, триацетин или их смеси, преимущественным образом увеличивает количество вкусоароматических соединений, экстрагируемых из табачного материала.
В качестве альтернативы или дополнительно, табачный материал может содержать один или более дополнительных ингредиентов, таких как, например, неводный растворитель. Примером подходящего растворителя является пропиленгликоль.
Таким образом, табачный материал может содержать по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу натурального табачного материала или по меньшей мере приблизительно 60 процентов по весу натурального табачного материала, или по меньшей мере приблизительно 80 процентов по весу натурального табачного материала, или по меньшей мере приблизительно 90 процентов по весу натурального табачного материала, или по меньшей мере приблизительно 95 процентов по весу натурального табачного материала.
Содержание воды в исходном табачном материале может составлять по меньшей мере приблизительно 3 процента по весу. Предпочтительно содержание воды в исходном табачном материале составляет по меньшей мере приблизительно 5 процентов по весу. Более предпочтительно, содержание воды в исходном табачном материале составляет по меньшей мере приблизительно 5 процентов по весу. Следует понимать, что «содержание воды в исходном табачном материале» может включать как воду, изначально присутствующую в натуральном табачном материал, так и любую добавленную воду.
Содержание воды в исходном табачном материале может быть равно приблизительно 60 процентов по весу или меньше. Предпочтительно содержание воды в исходном табачном материале равно приблизительно 20 процентов по весу или меньше. Более предпочтительно содержание воды в исходном табачном материале равно приблизительно 12 процентов по весу или меньше.
В некоторых вариантах осуществления содержание воды в исходном табачном материале может составлять от приблизительно 3 процентов по весу до приблизительно 60 процентов по весу, более предпочтительно от приблизительно 3 процентов по весу до приблизительно 20 процентов по весу, еще более предпочтительно от приблизительно 3 процентов по весу до приблизительно 12 процентов по весу. В других вариантах осуществления содержание воды в исходном табачном материале может составлять от приблизительно 5 процентов по весу до приблизительно 60 процентов по весу, более предпочтительно от приблизительно 5 процентов по весу до приблизительно 20 процентов по весу, еще более предпочтительно от приблизительно 5 процентов по весу до приблизительно 12 процентов по весу. В дополнительных вариантах осуществления содержание воды в исходном табачном материале может составлять от приблизительно 8 процентов по весу до приблизительно 60 процентов по весу, более предпочтительно от приблизительно 8 процентов по весу до приблизительно 20 процентов по весу, еще более предпочтительно от приблизительно 8 процентов по весу до приблизительно 12 процентов по весу.
В некоторых вариантах осуществления содержание неводного растворителя может составлять по меньшей мере приблизительно 5 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 15 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 25 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 30 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 35 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу.
Необязательно табачный материал может быть ферментирован перед стадией нагревания. Было обнаружено, что это обеспечивает существенное увеличение выхода определенных вкусоароматических соединений из табачного материала.
В некоторых вариантах осуществления на стадии подготовки табачного материала табак не подвергают никакой обработке, адаптированной для изменения рН табака. В частности, на стадии подготовки табачного материала табак не подвергают какой-либо обработке, адаптированной с целью значительного повышения рН табака.
В других вариантах осуществления способ дополнительно предусматривает стадию подвергания табачного материала щелочной обработке перед стадией нагревания. Если способ предусматривает стадию предварительной обработки с помощью нагревания табачного материала под воздействием микроволн, то щелочную обработку предпочтительно проводят перед микроволновым нагреванием. В ходе микроволновой обработки щелочной раствор предпочтительно наносят на табачный материал для обеспечения подщелоченного табачного материала, и подщелоченный табачный материал затем применяют для экстракции.
Включение стадии щелочной обработки перед нагреванием табачного материала, как было обнаружено, обеспечивает дополнительное значительное повышение выхода никотина, полученного в ходе экстракции.
Предпочтительно рН подщелоченного табачного материала составляет по меньшей мере приблизительно 8,5, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 9,0, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 9,5. Предпочтительно рН подщелоченного табачного материала составляет не более чем 11.
«рН подщелоченного табачного материала» означает рН водной суспензии подщелоченного табачного материала, которая образуется путем получения суспензии подщелоченного табачного материала в воде при соотношении 1:20. рН суспензии измеряют после времени замачивания 30 минут.
Как описано выше, на стадии щелочной обработки щелочной раствор наносят на табачный материал перед нагреванием. Подходящий щелочной раствор можно выбирать, например, в зависимости от требуемого рН табачного материала. Предпочтительно щелочной раствор представляет собой водный раствор щелочного средства. Предпочтительным примером подходящего щелочного раствора для стадии щелочной обработки является водный раствор карбоната калия. Другие подходящие щелочные растворы для применения в настоящем изобретении включают без ограничения гидроксид натрия, карбонат натрия и пероксид водорода.
Табачный материал можно необязательно подвергать анализу перед стадией нагревания с целью определения состава, например, содержания редуцирующих Сахаров или алкалоидов. Эта информация о составе может быть полезной для выбора подходящей температуры экстракции.
Способы в соответствии с настоящим изобретением могут дополнительно предусматривать стадию нагревания табачного материала под воздействием микроволн в течение по меньшей мере одной стадии способа. Табачный материал можно нагревать под воздействием микроволн на стадии предварительной обработки перед стадией нагревания. В качестве альтернативы или дополнительно, табачный материал можно нагревать под воздействием микроволн в течение основной стадии нагревания, или вместо обычного нагревания, или в сочетании с обычным нагреванием.
Было установлено, что включение стадии нагревания под воздействием микроволн в способ экстракции по настоящему изобретению обеспечивает дополнительное улучшение выхода никотина при экстракции.
В ходе нагревания табачного материала из табачного материала высвобождаются летучие соединения в газообразной форме. Летучие соединения собираются с использованием любой подходящей методики. Если табачный материал нагревают в потоке инертного газа, как описано выше, то летучие соединения собирают из потока инертного газа. Специалисту в данной области техники хорошо известны различные способы сбора.
В определенных предпочтительных вариантах осуществления на стадии собирания летучих соединений применяют методику абсорбции, в которой летучие соединения улавливаются в неводном экстракционном жидком растворителе. Например, поток инертного газа, содержащий летучие соединения, может быть направлен в контейнер с неводным экстракционным жидким растворителем. Неводный экстракционный жидкий растворитель предпочтительно представляет собой вещество для образования аэрозоля, такое как триацетин, глицерин, 1,3-пропандиол, пропиленгликоль или их комбинации. Использование вещества для образования аэрозоля в качестве жидкого растворителя является потенциально полезным, так как вещество для образования аэрозоля может сохраняться в качестве средства для разбавления в конечном жидком табачном экстракте. Это означает, что дополнительная стадия удаления неводного экстракционного растворителя не является обязательной.
В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению термин «вещество для образования аэрозоля» относится к соединению или смеси соединений, которые при использовании облегчают образование аэрозоля и предпочтительно по существу устойчивы к термической деградации при рабочей температуре изделия или устройства, 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.
Предпочтительно неводный жидкий растворитель выдерживают при температуре менее 0 градусов Цельсия для оптимизации переноса летучих соединений в жидкий растворитель. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно выдерживают при температуре не менее -10 градусов Цельсия. Значения температуры ниже указанных могут привести к нежелательным процессам замерзания.
В альтернативных предпочтительных вариантах осуществления этап сбора летучих соединений можно осуществить с использованием методики конденсации, в которой летучие соединения конденсируют, а конденсат собирают. Конденсацию летучих соединений можно осуществить с использованием любого подходящего устройства, например в охлаждаемой колонне. Предпочтительно полученный конденсат добавляют в жидкое вещество для образования аэрозоля, предпочтительно пропиленгликоль.
Добавление жидкого вещества для образования аэрозоля на этапе сбора и, в частности, добавление пропиленгликоля, может преимущественно предотвращать разделение сконденсированных летучих соединений на две фазы или образование эмульсии, к чему склонны некоторые составляющие табака. Без ограничения какой-либо теорией, авторы изобретения обнаружили, что растворимость составляющих табака в гидроляте (т.е. водной фракции жидкого табачного экстракта натурального происхождения) в первую очередь зависит от их полярности, концентрации и рН гидролята, которые могут изменяться в зависимости от типа табака. В результате, если количество вещества для образования аэрозоля является недостаточным, на поверхности жидкого табачного экстракта натурального происхождения обычно образуется маслянистый слой. Такой маслянистый материал может накапливаться в разных областях оборудования для улавливания и обезвоживания, в котором соответственно осуществляются третий и последующие этапы способа. Добавление вещества для образования аэрозоля, такого как пропиленгликоль, способствует предотвращению образования такого слоя и благоприятствует гомогенизации жидкого табачного экстракта натурального происхождения. В свою очередь, это помогает предотвратить любую потерю требуемых 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. Кроме того, в ходе любого последующего этапа высушивания жидкое вещество для образования аэрозоля способствует предотвращению потерь наиболее летучей фракции, а также благоприятствует выборочному удалению лишней воды из жидкого табачного экстракта натурального происхождения с целью получения концентрированного табачного экстракта.
Использование пропиленгликоля в качестве вещества для образования аэрозоля на этапе сбора имеет то дополнительно преимущество, что благодаря уменьшению активности воды в водных растворах, пропиленгликоль осуществляет противомикробное действие. Поэтому, регулируя содержание пропиленгликоля в жидком табачном экстракте, также можно обеспечить по существу отсутствие какой-либо активности микробов в экстракте.
В качестве дополнительной альтернативы, этап сбора летучих соединений можно осуществлять с использованием методики адсорбции, в которой летучие соединения адсорбируются на поверхности твердого адсорбирующего материала, такого как активированный уголь. Адсорбированные соединения затем переносят в жидкий растворитель.
Следующей стадией данного способа по настоящему изобретению является получение жидкого табачного экстракта из собранных летучих соединений. Характер этой стадии может зависеть от способа собирания. «Собранные летучие соединения» обычно будут содержать раствор летучих соединений, полученных из табака, в жидком растворителе или носителе.
Если летучие соединения собирают путем абсорбции в неводном экстракционном растворителе, как описано выше, то способ экстракции обеспечивает жидкий табачный экстракт, который может содержать более чем приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать более чем приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта или более чем приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.
Жидкий табачный экстракт может содержать приблизительно 65 процентов или меньше неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать приблизительно 60 процентов или меньше неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта приблизительно 55 процентов или меньше неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.
В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 65 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 60 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 55 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.
В других вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 65 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 60 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 55 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.
В дополнительных вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 65 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 60 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 55 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.
В предпочтительных вариантах осуществления в жидком табачном экстракте отношение по весу (β-ионона+β-дамасценона) к (фенолу) составляет по меньшей мере приблизительно 0,25.
В предпочтительных вариантах осуществления в жидком табачном экстракте отношение по весу (фуранеола + (2,3-диэтил-5-метилпиразина)×100)) к (никотину) составляет по меньшей мере приблизительно 5 × 10-4.
Если летучие вещества собирают путем абсорбции в жидком растворителе, как описано выше, то стадия образования жидкого табачного экстракта предпочтительно предусматривает высушивание раствора летучих соединении в жидком растворителе с целью концентрирования этого раствора. Это может быть осуществлено, например для достижения требуемой концентрации никотина или вкусоароматических соединений. Высушивание может быть осуществлено с использованием любого подходящего средства, включая без ограничения обезвоживание, молекулярные сита, сублимационную сушку, разделение фаз, дистилляцию, проникновение сквозь мембрану, контролируемую кристаллизацию воды и фильтрацию, обратную гигроскопичность, ультрацентрифугирование, жидкостную хроматографию, обратный осмос или химическое высушивание.
В предпочтительных вариантах осуществления раствор летучих соединений в жидком растворителе концентрируют путем обезвоживания.
Иначе говоря, раствор летучих соединений в жидком растворителе нагревают с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта. Для этого раствор летучих соединений в жидком растворителе можно нагреть до некоторой температуры и в течение некоторого времени с тем, чтобы уменьшить содержание воды в табачном экстракте по меньшей мере на приблизительно 60 процентов.
Частично обезвоженный, концентрированный табачный экстракт можно считать первичным продуктом способа согласно настоящему изобретению. Обедненный табачный материал, из которого при нагреве в ходе второго этапа были экстрагированы летучие соединения и большая часть содержавшейся влаги, можно считать побочным продуктом способа. Такой обедненный табачный материал обычно может характеризоваться содержанием влаги приблизительно 1-5 весовых процентов, предпочтительно приблизительно 2-3 весовых процента.
В одном варианте осуществления раствор летучих соединений в жидком растворителе нагревают в вакууме, предпочтительно при температуре по меньшей мере приблизительно 7 0 градусов Цельсия. В другом варианте осуществления раствор летучих соединений в жидком растворителе нагревают в потоке воздуха, предпочтительно в потоке воздуха, имеющего относительно низкую влажность, при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 35 градусов Цельсия. Таким образом, концентрированный табачный экстракт натурального происхождения может быть получен с помощью способа согласно настоящему изобретению. Один такой концентрированный табачный экстракт натурального происхождения обычно содержит менее приблизительно 2 0 весовых процентов воды.
В качестве альтернативы, если летучие соединения собирают путем конденсации, то стадия образования жидкого табачного экстракта может предусматривать добавление конденсата в жидкий растворитель, например, к веществу для образования аэрозоля.
Необязательно стадия образования жидкого табачного экстракта предусматривает стадию фильтрации.
Необязательно стадия образования жидкого табачного экстракта предусматривает стадию смешивания, на которой комбинируют экстракты, полученные из различных табачных материалов.
Необязательно стадия образования жидкого табачного экстракта предусматривает добавление в раствор летучих соединений одной или более добавок, таких как органическая кислота. Тем не менее, во многих случаях жидкий табачный экстракт является пригодным для применения без включения добавок.
В настоящем изобретении дополнительно предусматривается жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, как более подробно описано выше. Как описано выше, с помощью способа по настоящему изобретению преимущественно получают натуральный жидкий табачный экстракт, характеризующийся весьма желательным отношением желательных табачных соединений, таких как никотин и вкусоароматические соединения, к нежелательным табачным соединениям.
Жидкий табачный экстракт является особенно подходящим для получения композиции на основе никотина, такой как жидкая композиция на основе никотина или гелеобразная композиция на основе никотина, для применения в системе, генерирующей аэрозоль. В такой системе, генерирующей аэрозоль, композиция на основе никотина, как правило, нагревается внутри устройства, генерирующего аэрозоль.
При использовании в данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» означает устройство, содержащее нагревательный элемент, который взаимодействует с композицией на основе никотина, содержащей жидкий табачный экстракт, такой как полученный с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, с целью получения аэрозоля. В ходе использования летучие соединения высвобождаются из композиции на основе никотина путем передачи тепла и захватываются воздухом, втягиваемым через устройство, генерирующее аэрозоль. По мере охлаждения высвобождающихся соединений, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем.
При нагревании композиции на основе никотина, содержащей жидкий табачный экстракт в соответствии с настоящим изобретением, высвобождается аэрозоль, который содержит летучие соединения, собранные из табачного материала в ходе способа экстракции. Композицию и свойства получаемого в результате аэрозоля, получаемого из жидкого табачного экстракта и доставляемого потребителю, можно регулировать путем управления композицией жидкого табачного экстракта при помощи управления параметрами в виде параметра экстракции.
Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительного никотина. Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительных вкусоароматических соединений. Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительного фуранеола. Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительного растворителя.
Альтернативно для образования композиции на основе никотина жидкий табачный экстракт может подвергаться дополнительным этапам обработки. Даже при осуществлении этих дополнительных этапов композиция на основе никотина может быть образована без необходимости в добавлении дополнительного никотина или вкусоароматических соединений.
Предпочтительно жидкий табачный экстракт можно сконцентрировать на этапе обезвоживания, как описано выше, с образованием концентрированного табачного экстракта, и для образования композиции на основе никотина можно использовать концентрированный табачный экстракт.
Предпочтительно концентрированный табачный экстракт содержит от 8 весовых процентов до 15 весовых процентов воды в пересчете на вес концентрированного табачного экстракта.
На стадии обезвоживания получают концентрированный табачный экстракт, который может характеризоваться содержанием неводного экстракционного растворителя от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу, предпочтительно от приблизительно 65 процентов по весу до 85 процентов по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 75 процентов по весу до приблизительно 85 процентов по весу. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.
На стадии обезвоживания получают концентрированный табачный экстракт, который может характеризоваться содержанием никотина, составляющим по меньшей мере приблизительно 0,2 процента по весу никотина, предпочтительно от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 12 процентов по весу никотина, наиболее предпочтительно от приблизительно 2 процентов по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина.
Предпочтительно дополнительный неводный растворитель можно добавлять в жидкий табачный экстракт или концентрированный табачный экстракт для образования композиции на основе никотина.
Композиция на основе никотина может представлять собой жидкую композицию на основе никотина или гелеобразную композицию на основе никотина.
Композиция на основе никотина может содержать по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу жидкого табачного экстракта. Предпочтительно композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 20 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 30 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 40 весовых процентов жидкого табачного экстракта, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 50 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 65 весовых процентов жидкого табачного экстракта, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 75 весовых процентов жидкого табачного экстракта, наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 весовых процентов жидкого табачного экстракта.
В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт представляет собой концентрированный табачный экстракт. Композиция на основе никотина может содержать по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 30 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 50 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 60 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу концентрированного табачного экстракта и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 процентов по весу концентрированного табачного экстракта.
В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Еще более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 60 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта.
В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Еще более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 60 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта.
В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Еще более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 85 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 60 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта.
Композиция на основе никотина может содержать до приблизительно 100 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина может быть образована непосредственно из жидкого табачного экстракта без необходимости в добавлении дополнительных неводного растворителя, ароматизаторов или никотина. То есть композиция на основе никотина может содержать 100 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт представляет собой концентрированный табачный экстракт, и тогда композиция на основе никотина может содержать 100 весовых процентов концентрированного табачного экстракта. В вариантах осуществления, в которых композиция на основе никотина содержит 100 весовых процентов жидкого табачного экстракта или 100 весовых процентов концентрированного табачного экстракта, дополнительный неводный растворитель отсутствует.
Альтернативно в некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина, содержащая жидкий табачный экстракт, может содержать дополнительный неводный растворитель. Дополнительный неводный растворитель представляет собой неводный растворитель, который был добавлен после этапа экстракции. Дополнительный неводный растворитель представляет собой растворитель, который является вспомогательным для неводного экстракционного растворителя, имеющегося в жидком табачном экстракте. В вариантах осуществления, в которых жидкий табачный экстракт представляет собой концентрированный табачный экстракт, композиция на основе никотина, содержащая концентрированный табачный экстракт, может содержать дополнительный неводный растворитель.
Дополнительный неводный растворитель может представлять собой вещество для образования аэрозоля. Предпочтительно дополнительный неводный растворитель представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.
В вариантах осуществления, в которых композиция на основе никотина содержит дополнительный неводный растворитель, композиция на основе никотина может содержать 90 весовых процентов или меньше дополнительного неводного растворителя. Предпочтительно композиция на основе никотина содержит 80 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит 70 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя. В предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит приблизительно 60 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя, приблизительно 50 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя, еще более предпочтительно приблизительно 40 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит приблизительно 35 процентов по весу или меньше дополнительного неводного растворителя, более предпочтительно приблизительно 30 процентов по весу или меньше дополнительного неводного растворителя, еще более предпочтительно приблизительно 25 процентов по весу или меньше дополнительного неводного растворителя, наиболее предпочтительно приблизительно 20 процентов по весу или меньше жидкого табачного экстракта.
В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания никотина в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляться после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания никотина в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания никотина в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.
В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания неводного экстракционного растворителя в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания неводного экстракционного растворителя в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания неводного экстракционного растворителя в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.
В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания воды в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания воды в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания воды в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.
В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания желательных вкусоароматических соединений табака в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания желательных вкусоароматических соединений табака в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания желательных вкусоароматических соединений табака в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.
Общее содержание неводного растворителя в композиции на основе никотина включает неводный экстракционный растворитель и дополнительный неводный растворитель, если он присутствует. Композиция на основе никотина может предусматривать общее содержание неводного растворителя от приблизительно 10 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу. Композиция на основе никотина предпочтительно предусматривает общее содержание неводного растворителя от приблизительно 50 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу, например, от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу, более предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 90 процентов по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 80 процентов по весу до приблизительно 90 процентов по весу. Неводный растворитель предпочтительно представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.
Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием пропиленгликоля от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием пропиленгликоля от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.
Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием триацетина от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием триацетина от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.
Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием глицерина от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием глицерина от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.
Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием 1,3-пропандиола от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием 1,3-пропандиола от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.
Композиция на основе никотина согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере 0,2 весового процента никотина. Более предпочтительно содержание никотина в жидком табачном экстракте композиции на основе никотина составляет по меньшей мере приблизительно 0,4 процента по весу. Композиция на основе никотина может характеризоваться содержанием никотина приблизительно 12 весовых процентов или менее, например, приблизительно 10 весовых процентов или менее, предпочтительно приблизительно 8 весовых процентов или менее, более предпочтительно приблизительно 5 весовых процентов или менее, предпочтительно приблизительно 3,6 весового процента или менее. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 0,4 весового процента до 3,6 весового процента никотина в пересчете на вес композиции на основе никотина.
Композиция на основе никотина может содержать от 1 весового процента до 85 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 2 весовых процентов до 50 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 3 весовых процентов до 30 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 5 весовых процентов до 25 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 8 весовых процентов до 20 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина предпочтительно содержит от 10 весовых процентов до 15 весовых процентов воды.
В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина может содержать одну или более водорастворимых органических кислот. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «водорастворимая органическая кислота» описывает органическую кислоту, характеризующуюся растворимостью в воде при 20°С, которая больше или равняется приблизительно 500 мг/мл.
Одна или более водорастворимых органических кислот могут преимущественно связывать никотин в жидком табачном экстракте посредством образования одной из солей никотина. Одна или более солей никотина могут быть преимущественно растворены и стабилизированы в воде, присутствующей в жидком табачном экстракте или неводном растворителе. Это может преимущественно позволять уменьшать адсорбцию никотина в верхних дыхательных путях и улучшать доставку никотина в легкие и удержание его в них, как обсуждается выше.
Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое больше или равняется приблизительно 2 весовым процентам. Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое больше или равняется приблизительно 3 весовым процентам.
Водорастворимая органическая кислота может представлять собой уксусную кислоту.
Экзогенная уксусная кислота представляет собой уксусную кислоту, которая была добавлена из источника, отличного от табачного растительного материала, и является отличной от уксусной кислоты, естественным образом присутствующей в растении табака, которая была выделена, извлечена или получена из табачного растительного материала с применением условий и методик экстракционной обработки.
Если для образования композиции на основе никотина в жидкий табачный экстракт добавляют уксусную кислоту, то общее содержание уксусной кислоты в композиции на основе никотина, включая как экзогенную, так и эндогенную уксусную кислоту, предпочтительно составляет от приблизительно 0,01 весового процента до приблизительно 8 весовых процентов, например, от приблизительно 0,03 весового процента до приблизительно 8 весовых процентов, от приблизительно 0,3 весового процента до приблизительно 8 весовых процентов, от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов или от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов. Более предпочтительно общее содержание уксусной кислоты составляет от приблизительно 0,01 весового процента до приблизительно 6 весовых процентов, например, от приблизительно 0,03 весового процента до приблизительно 6 весовых процентов, от приблизительно 0,3 весового процента до приблизительно 6 весовых процентов, от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов или от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов.
Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое меньше или равняется приблизительно 8 весовым процентам. Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое меньше или равняется приблизительно 6 весовым процентам.
Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов. Например, композиция на основе никотина может характеризоваться содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов.
Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов. Например, композиция на основе никотина может характеризоваться содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов.
Композиция на основе никотина может содержать один или более ароматизаторов, полученных не из табака. Подходящие ароматизаторы, полученные не из табака, включают без ограничения ментол.
Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием ароматизаторов, полученных не из табака, которое меньше или равняется приблизительно 4 весовым процентам. Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием ароматизаторов, полученных не из табака, которое меньше или равняется приблизительно 3 весовым процентам. Например, жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа по настоящему изобретению, можно применять для получения композиции на основе никотина, содержащей от 10 мг до 20 мг никотина на миллилитр, без необходимости в добавлении никотина.
Композиция на основе никотина, подходящая для применения в системе, генерирующей аэрозоль, может предусматривать жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, в комбинации с водой и дополнительным веществом для образования аэрозоля. Композиция на основе никотина может содержать, например, от приблизительно 10 процентов по весу до приблизительно 20 процентов по весу воды.
Композиция на основе никотина, содержащая жидкий табачный экстракт в соответствии с настоящим изобретением, может быть представлена в картридже для применения 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. Альтернативно распылитель может представлять собой нетермический распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из композиции на основе никотина способ, отличным от нагрева. Нетермический распылитель может представлять собой, например, распылитель с падающей струей, ультразвуковой распылитель или распылитель с вибрирующей сеткой.
Картридж, содержащий композицию на основе никотина, образованную из жидкого табачного экстракта согласно настоящему изобретению, можно использовать в сочетании с любым подходящим устройством, генерирующим аэрозоль, которое содержит корпус, выполненный с возможностью вмещения по меньшей мере части картриджа. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать батарею и электронную схему управления.
Один вариант осуществления настоящего изобретения будет далее описан исключительно в качестве примера.
Сравнительный пример
В способе в соответствии с настоящим изобретением табачный материал нарезали с получением кусочков табака, имеющих максимальные размеры 2,5 миллиметра на 2,5 миллиметра, и кусочки табака загружали в экстракционную камеру, без сжатия. Табачный материал нагревали в экстракционной камере до температуры 140 градусов Цельсия в течение периода, составляющего 120 минут. В ходе нагревания через экстракционную камеру пропускали поток азота с расходом приблизительно 20 литров в минуту. Расход табака составлял 30 кг в час, и экстракционную камеру вращали со скоростью 1 об/мин для обеспечения кругового движения табака.
В ходе стадии нагревания распыленную воду распыляли непрерывно в экстракционную камеру с расходом, составляющим приблизительно 0,5 грамма в секунду, под давлением 1 бар и при температуре 22 градуса Цельсия.
Летучие соединения, высвобождаемые из табачного материала в ходе стадии нагревания, собирали путем конденсации при температуре 0 градусов Цельсия и растворяли в пропиленгликоле.
Никотиновая композиция 1, показанная в таблице ниже, представляет собой жидкий табачный экстракт, полученный непосредственно из способа экстракции в соответствии с настоящим изобретением со стадией распыления воды.
Во втором сравнительном способе экстракции табачный материал выдерживали с содержанием воды приблизительно 10 процентов o.v. (летучих соединений при нагревании в печи), и табачный материал экстрагировали при таких же условиях, что и описанные выше, за исключением того, что пропускали стадию распыления воды. Следовательно, второй способ экстракции не соответствовал настоящему изобретению. Композиция 2 на основе никотина, показанная в таблице ниже, представляет собой жидкий табачный экстракт, полученный непосредственно в результате этого второго способа экстракции.
В третьем сравнительном способе экстракции табачный материал увлажняли перед стадией нагревания до содержания воды, соответствующего 20 процентов o.v. (летучих соединений при нагревании в печи), и увлажненный табачный материал экстрагировали при таких же условиях, что и описанные выше, за исключением того, что пропускали стадию распыления воды. Следовательно, третий способ экстракции не соответствовал настоящему изобретению. Композиция 3 на основе никотина, показанная в таблице ниже, представляет собой жидкий табачный экстракт, полученный непосредственно в результате этого третьего способа экстракции.
Каждую из композиций на основе никотина анализировали для измерения содержания никотина, а выход никотина рассчитывали на основе общего сухого веса табачного материала. Также измеряли выход экстракции определенных вкусоароматических соединений. Результаты этого анализа представлены в таблице ниже.
Как явно показано в таблице выше, включение стадии распыления воды в способе в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает значительное повышение выхода экстракции никотина по сравнению со способами, в которых стадия распыления воды пропущена. Сравнение между выходом никотина для композиций 1 и 3 на основе никотина также демонстрирует, что улучшение в отношении выхода никотина обеспечивается, в частности, путем распыления распыленной воды, поскольку такое же повышение выхода никотина не наблюдалось, если табачный материал увлажняли перед нагреванием, как в третьем описанном выше сравнительном способе. Также, как показано в таблице выше, включение стадии распыления воды обеспечивает значительно повышенный выход экстракции для некоторых вкусоароматических соединений, в том числе сотолона на 68%, 2-фенилэтанола на 16%, 3-метилбутановой кислоты на 15% и 2-метилбутановой кислоты на 3%.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ НИКОТИНА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ИЗДЕЛИЯ, ГЕНЕРИРУЮЩИЕ АЭРОЗОЛЬ, СОДЕРЖАЩИЕ ЕЕ | 2020 |
|
RU2816933C2 |
| ЖИДКИЙ ТАБАЧНЫЙ ЭКСТРАКТ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2020 |
|
RU2820413C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННОГО ЖИДКОГО ТАБАЧНОГО ЭКСТРАКТА ИЗ ДВУХ ИЛИ БОЛЕЕ ВИДОВ ТАБАКА | 2020 |
|
RU2818243C2 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ЭКСТРАКТА ТАБАКА | 2020 |
|
RU2815279C2 |
| КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ВЛАЖНЫХ ТАБАЧНЫХ ЭКСТРАКТОВ | 2020 |
|
RU2816932C2 |
| СУХОЙ ПОРОШКОВЫЙ СОСТАВ СО ВКУСОМ ТАБАКА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ, А ТАКЖЕ ПОРОШКОВАЯ СИСТЕМА (ВАРИАНТЫ) | 2020 |
|
RU2824928C1 |
| ИЗДЕЛИЕ, ГЕНЕРИРУЮЩЕЕ АЭРОЗОЛЬ, СУБСТРАТ, ГЕНЕРИРУЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ, СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ, И АЭРОЗОЛЬ, ПОЛУЧЕННЫЙ ПРИ НАГРЕВАНИИ СУБСТРАТА, ГЕНЕРИРУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ | 2020 |
|
RU2822144C1 |
| СУБСТРАТ, ГЕНЕРИРУЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ, И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ, А ТАКЖЕ ИЗДЕЛИЕ И СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ | 2020 |
|
RU2824480C1 |
| ГЕНЕРИРУЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ СУБСТРАТ, СОДЕРЖАЩИЙ ВИДЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К РОДУ MATRICARIA, И СИСТЕМА, ГЕНЕРИРУЮЩАЯ АЭРОЗОЛЬ | 2021 |
|
RU2839353C1 |
| НОВЫЙ ГЕНЕРИРУЮЩИЙ АЭРОЗОЛЬ СУБСТРАТ, СОДЕРЖАЩИЙ ВИДЫ РОЗМАРИНА | 2021 |
|
RU2831585C1 |
Изобретение относится к способу получения жидкого табачного экстракта. Способ получения предусматривает стадии: подготовки жидкого табачного материала, нагревания табачного материала в экстракционной камере при температуре экстракции от 120 до 160 градусов Цельсия в течение по меньшей мере 90 минут, собирания летучих соединений, высвободившихся из табачного материала в ходе стадии нагревания, и образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения. При этом способ дополнительно включает стадию распыления распыляемой воды в экстракционную камеру на стадии нагревания. Изобретение позволяет получить жидкий табачный экстракт с низким уровнем нежелательных соединений и значительным повышением выхода никотина и других вкусоароматических соединений в ходе экстракции. 13 з.п. ф-лы, 1 табл.
1. Способ получения жидкого табачного экстракта, включающий стадии:
подготовки табачного материала;
нагревания табачного материала в экстракционной камере при температуре экстракции от 120 до 160 градусов Цельсия в течение по меньшей мере 90 минут;
собирания летучих соединений, высвобождаемых из табачного материала в течение стадии нагревания; и
образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения,
причем способ дополнительно включает стадию распыления распыляемой воды в экстракционную камеру на стадии нагревания.
2. Способ по п. 1, в котором распыление распыляемой воды производит турбулентный поток газа в экстракционной камере.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором распыляемую воду распыляют непрерывно в экстракционную камеру на стадии нагревания.
4. Способ по любому предыдущему пункту, в котором распыляемую воду распыляют в экстракционную камеру с расходом по меньшей мере 0,2 грамма в секунду.
5. Способ по любому предыдущему пункту, в котором средний расход воды, распыляемой в экстракционную камеру на стадии нагревания, составляет от 3 до 30 процентов расхода табачного материала через экстракционную камеру.
6. Способ по любому предыдущему пункту, в котором распыляемую воду распыляют в потоке сжатого инертного газа.
7. Способ по любому предыдущему пункту, в котором распыляемую воду распыляют в экстракционную камеру под давлением, составляющим по меньшей мере 1 бар.
8. Способ по любому предыдущему пункту, в котором обеспечивают непрерывное круговое движение табачного материала в экстракционной камере на стадии нагревания.
9. Способ по любому предыдущему пункту, в котором количество никотина, экстрагированного из табачного материала в ходе стадии нагревания, соответствует по меньшей мере 2 граммам на кг сухого табачного материала.
10. Способ по любому предыдущему пункту, в котором табачный материал нагревают в потоке инертного газа на стадии нагревания.
11. Способ по любому предыдущему пункту, в котором табачный материал нагревают при температуре экстракции от 130 до 150 градусов Цельсия.
12. Способ по любому предыдущему пункту, дополнительно включающий стадию подвергания табачного материала щелочной обработке перед стадией нагревания.
13. Способ по любому предыдущему пункту, в котором табачный материал нагревают под воздействием микроволн в ходе по меньшей мере одной стадии способа.
14. Способ по любому предыдущему пункту, дополнительно включающий стадию высушивания или концентрирования собранных летучих соединений.
| US 2018360101 A1, 20.12.2018 | |||
| 1972 |
|
SU413942A1 | |
| ЖИДКИЙ ТАБАЧНЫЙ ЭКСТРАКТ | 2018 |
|
RU2730142C1 |
| ЭКСТРАКТ ТАБАКА, ЕГО ПОЛУЧЕНИЕ | 2013 |
|
RU2649946C2 |
