一种采用纵向气流提取气溶胶的方法及气溶胶生成系统 |
|||||||
| 申请号 | CN202410117166.5 | 申请日 | 2024-01-26 | 公开(公告)号 | CN117918574A | 公开(公告)日 | 2024-04-26 |
| 申请人 | 河南中烟工业有限责任公司; | 发明人 | 牛亚鹏; 张孟伟; 张智轩; 李倬; 李世杰; 聂长武; 张喆; 宋伟民; 孟祥士; 冯晓民; 郝辉; 朱琦; 罗灿选; 郑峰洋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供一种采用纵向气流提取 气溶胶 的方法及气溶胶生成系统，该方法包括：在气溶胶生成基质的外表面设置具有气流通道的包裹层，并在包裹层内形成围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道。在气溶胶生成基质的上游滤棒中设有纵向贯通空腔，滤棒与气溶胶生成基质连接处设有间隙。纵向贯通空腔通过所述间隙与所述第一纵向气流通道连通，使空气依序通过所述第一纵向气流通道、所述间隙和纵向贯通空腔，并在气溶胶生成基质上游端部形成 负压 和低浓度区。在抽吸时，气溶胶生成基质内形成的新鲜挥发化合物被提取至气溶胶形成基质上游的纵向贯通空腔内，并使气溶胶生成基质内 氧 气含量随着加热过程而降低。本发明能增加挥发性化合物的提取效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种采用纵向气流提取气溶胶的方法，其特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种采用纵向气流提取气溶胶的方法及气溶胶生成系统技术领域[0001] 本发明涉及气溶胶生成的技术领域，特别涉及一种采用纵向气流提取气溶胶的方法及气溶胶生成系统。 背景技术[0002] 现有气溶胶生成制品是通过热源加热气溶胶生成基质而非燃烧的方式提供气溶胶。热量从热源传递到气溶胶生成基质，气溶胶生成基质中含有的挥发性化合物，如甘油、烟碱等挥发进入气相，进入气相的化合物通常被冷空气载带进入气溶胶生成制品的气流通道中被冷却，生成气溶胶。 [0003] 现有两种挥发性化合物载带生成气溶胶的方式，一种是纵向气流载带，即空气从气溶胶生成基质中贯穿通过，载带挥发性化合物进入气溶胶生成制品的气流通道，但这种方式的气溶胶生成基质以及生成的新鲜化合物不可避免地在加热中不断被空气中的氧气氧化，加剧生成有害物质。另一种是横向气流载带，在气溶胶生成基质的上游设置空气进入区域，配合能够密封气溶胶生成基质端部的气溶胶加热系统，使用者抽吸时，空气从空气进入区域横向进入气溶胶生成制品的气流通道，并在空气进入区域处形成负压和挥发性化合物低浓度区域，由于压差和浓度势差的作用，气溶胶生成基质内挥发性化合物主动迁移至气溶胶生成制品的气流通道。采用横向气流载带方式，使气溶胶生成基质处于惰性氛围(贫氧)中加热，需要在抽吸阻力与载带效率之间做平衡，会舍弃一部分的载带效率。 [0004] 因此，如何将气溶胶生成基质受热挥发出的化合物高效的载带出来，同时不影响抽吸阻力，具有重要的意义。 发明内容[0005] 本发明提供一种采用纵向气流提取气溶胶的方法及气溶胶生成系统，解决气溶胶生成基质受热挥发出的化合物存在载带效率低，易造成加剧有害物质生成及抽吸阻力增大的问题，能提高气流载带效率，增加挥发性化合物的提取效率。 [0006] 为实现以上目的，本发明提供以下技术方案： [0007] 一种采用纵向气流提取气溶胶的方法，包括： [0008] 在气溶胶生成基质的外表面设置具有气流通道的包裹层，并在所述包裹层内形成围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道； [0009] 在气溶胶生成基质的上游滤棒中设有纵向贯通空腔，所述滤棒与气溶胶生成基质连接处设有间隙； [0010] 所述纵向贯通空腔通过所述间隙与所述第一纵向气流通道连通，使空气依序通过所述第一纵向气流通道、所述间隙和所述纵向贯通空腔，并在气溶胶生成基质上游端部形成负压和低浓度区； [0011] 在抽吸时，气溶胶生成基质内形成的新鲜挥发化合物被提取至气溶胶形成基质上游的所述纵向贯通空腔内，并使气溶胶生成基质内氧气含量随着加热过程而降低。 [0013] 所述内包装纸与所述外包装纸之间设置有所述支撑部，所述内包装纸对气溶胶生成基质进行包裹，所述支撑部褶皱排列，所述外包装纸与所述支撑部的褶皱槽形成所述第一纵向气流通道。 [0014] 优选的，所述在气溶胶生成基质的上游滤棒中设有纵向贯通空腔，包括： [0015] 所述滤棒设有支撑段，所述支撑段位于气溶胶生成基质上游且紧邻气溶胶生成基质，所述支撑段设有所述纵向贯通空腔。 [0016] 优选的，所述滤棒设有滤嘴段，所述滤嘴段设置在所述支撑段的上游端。 [0017] 优选的，所述滤棒设有降温段，所述降温段设置在所述滤嘴段与所述支撑段之间。 [0018] 优选的，所述间隙为0.05～0.5mm。 [0019] 优选的，所述内包装纸和所述外包装纸之间具有大于30％的孔隙率。 [0020] 本发明还提供一种气溶胶生成系统，使用上述的采用纵向气流提取气溶胶的方法，包括：加热腔、电源和控制元件； [0021] 所述加热腔内设有加热元件和基底元件，所述基底元件设置在所述加热腔的底部，用于对气溶胶生成基质的下游端进行密封，以阻挡空气纵向通过气溶胶生成基质，并暴露围绕气溶胶生成基质曲面的纵向气流通道的气流入口； [0023] 优选的，所述加热元件围绕设置在所述加热腔的侧壁，并沿气溶胶生成基质周向设置，以形成对气溶胶生成基质进行周向加热。 [0024] 优选的，所述加热元件设置在所述基底元件上，使气溶胶生成基质下端部被所述加热元件插入时形成内芯加热。 [0025] 本发明提供一种采用纵向气流提取气溶胶的方法及气溶胶生成系统，在气溶胶生成基质的外表面设置包裹层，并在所述包裹层内形成围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道，在滤棒中设置纵向贯通空腔，且滤棒与气溶胶生成基质连接处设有间隙，在抽吸时，使空气依序通过所述第一纵向气流通道、所述间隙和所述纵向贯通空腔，并将生成的挥发化合物提至氨酸这纵向贯通空腔内。该方法能解决气溶胶生成基质受热挥发出的化合物存在载带效率低，易造成加剧有害物质生成及抽吸阻力增大的问题，能提高气流载带效率，增加挥发性化合物的提取效率。附图说明 [0026] 为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。 [0027] 图1是本发明所提供的一种采用纵向气流提取气溶胶的方法的示意图。 [0028] 图2是本发明实施例提供一种采用纵向气流提取气溶胶生成制品的结构示意图。 [0029] 图3是本发明实施例提供一种用于气溶胶生成基质的包裹层的结构示意图。 [0030] 图4是本发明实施例提供一种用于气溶胶生成基质的包裹层的展开示意图。 [0031] 图5是本发明实施例提供一种周向加热的气溶胶生成系统的结构示意图。 [0032] 图6是本发明实施例提供一种内芯加热的气溶胶生成系统的结构示意图。 具体实施方式[0033] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。 [0034] 针对当前气溶胶生成装置对气溶胶生成基质受热挥发出的化合物载带存在的问题，本发明提供一种采用纵向气流提取气溶胶的方法及气溶胶生成系统，解决气溶胶生成基质受热挥发出的化合物存在载带效率低，易造成加剧有害物质生成及抽吸阻力增大的问题，能提高气流载带效率，增加挥发性化合物的提取效率。 [0035] 如图1和图2所示，一种采用纵向气流提取气溶胶的方法，包括： [0036] S1：在气溶胶生成基质的外表面设置具有气流通道的包裹层，并在所述包裹层内形成围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道。 [0037] S2：在气溶胶生成基质的上游滤棒中设有纵向贯通空腔，所述滤棒与气溶胶生成基质连接处设有间隙。 [0038] S3：所述纵向贯通空腔通过所述间隙与所述第一纵向气流通道连通，使空气依序通过所述第一纵向气流通道、所述间隙和所述纵向贯通空腔，并在气溶胶生成基质上游端部形成负压和低浓度区。 [0039] S4：在抽吸时，气溶胶生成基质内形成的新鲜挥发化合物被提取至气溶胶形成基质上游的所述纵向贯通空腔内，并使气溶胶生成基质内氧气含量随着加热过程而降低。 [0040] 具体地，溶胶生成系统包括气溶胶生成制品及器具，如图2所示，气溶胶生成制品为圆柱状或近似圆柱状，气溶胶生成制品包括：气溶胶生成基质，滤棒和气流通道，气流通道包括具有围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道和气溶胶生成基质上游滤棒的纵向贯通空腔。气溶胶生成制品具有40～60mm的长度，直径6～9mm。气溶胶生成基质具有10～20mm的长度，滤棒具有25～40mm的长度。气溶胶生成制品插入匹配的器具中，气溶胶生成基质下游端部被基底元件基本密封，纵向气流因此无法贯穿气溶胶生成基质。空气通过围绕气溶胶生成基质底部曲面的纵向气流通道端部进入纵向贯通空腔，在气溶胶生成基质上游端部形成负压和低浓度区，气溶胶生成基质内形成的新鲜挥发化合物被提取至气溶胶形成基质上游的纵向气流通道，而气溶胶生成基质内氧气含量会随着加热过程而降低，与来自烟草基质受热产生的新鲜烟气对内部气氛的置换作用。由于纵向气流的大流量、高流速、且掠过气溶胶生成基质上游端部的原因，挥发性化合物的提取效率被大大提高。 [0041] 如图3和图4所示，所述包裹层6包括：内包装纸12、外包装纸13和支撑部11。所述内包装纸12与所述外包装纸13之间设置有所述支撑部11，所述内包装纸12对气溶胶生成基质1进行包裹，所述支撑部11褶皱排列，所述外包装纸13与所述支撑部11的褶皱槽形成所述第一纵向气流通道。支撑部11可采用胶点固化或者纸珠上下施胶黏结内包装纸12和外包装纸 13。 [0042] 进一步，所述在气溶胶生成基质的上游滤棒中设有纵向贯通空腔，包括： [0043] 所述滤棒设有支撑段2，所述支撑段2位于气溶胶生成基质1上游且紧邻气溶胶生成基质1，所述支撑段2设有所述纵向贯通空腔。 [0044] 进一步，所述滤棒设有滤嘴段4，所述滤嘴段4设置在所述支撑段2的上游端。 [0045] 进一步，如图5和图6所示，所述滤棒设有降温段3，所述降温段3设置在所述滤嘴段4与所述支撑段2之间。 [0046] 进一步，所述间隙为0.05～0.5mm。 [0047] 进一步，所述内包装纸和所述外包装纸之间具有大于30％的孔隙率。 [0048] 在实际应用中，滤棒至少包括支撑段，支撑段具有纵向贯通空腔，支撑段位于气溶胶生成基质上游且紧邻气溶胶生成基质，支撑段与气溶胶生成基质连接处具有0.05～0.5mm的间隙。降温段由包裹材料包裹纤维素纸构成，滤嘴段为丝束滤嘴。 [0049] 可见，本发明提供一种采用纵向气流提取气溶胶的方法，在气溶胶生成基质的外表面设置包裹层，并在所述包裹层内形成围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道，在滤棒中设置纵向贯通空腔，且滤棒与气溶胶生成基质连接处设有间隙，在抽吸时，使空气依序通过所述第一纵向气流通道、所述间隙和所述纵向贯通空腔，并将生成的挥发化合物提至氨酸这纵向贯通空腔内。该方法能解决气溶胶生成基质受热挥发出的化合物存在载带效率低，易造成加剧有害物质生成及抽吸阻力增大的问题，能提高气流载带效率，增加挥发性化合物的提取效率。 [0050] 如图5和图6所示，本发明还提供一种气溶胶生成系统，使用上述的采用纵向气流提取气溶胶的方法，包括：加热腔、电源10和控制元件9。 [0051] 所述加热腔内设有加热元件8和基底元件7，所述基底元件7设置在所述加热腔的底部，用于对气溶胶生成基质的下游端进行密封，以阻挡空气纵向通过气溶胶生成基质，并暴露围绕气溶胶生成基质曲面的纵向气流通道的气流入口。 [0052] 所述电源10与所述加热元件8电连接，所述控制元件9分别与所述电源10和所述加热元件8信号连接，以用于控制所述加热元件对所述加热腔内的气溶胶生成基质进行加热。 [0053] 具体地，气溶胶生成器具具有不透气的基底元件7，其设置于器具加热腔底座，其面积具有正好贴合气溶胶生成基质1下游端部、并暴露气流通道下游端部的面积，其具有密封气溶胶生成基质下游端部，阻挡空气纵向通过气溶胶生成基质的特性。该系统既能保证气溶胶生成基质在贫氧环境中加热产生挥发性化合物，又能保证气溶胶生成基质内部产生的挥发性化合物被高效提取，在气溶胶生成基质上游端部高效生成温度合适的气溶胶(较低温度的空气与高温挥发性化合物混合冷却形成的气溶胶)，而无需考虑吸阻和提取效率的平衡。 [0054] 在一实施例中，如图5所示，所述加热元件8围绕设置在所述加热腔的侧壁，并沿气溶胶生成基质1周向设置，以形成对气溶胶生成基质进行周向加热。 [0055] 在实际应用中，周向加热可采用：电磁加热，微波加热和红外加热等。对于周向加热而言，加热器具的加热元件布置为围绕气溶胶生成基质曲面的纵向气流通道，围绕气溶胶生成基质曲面的纵向气流通道的下游至少1mm不布置周向加热元件。加热器具加热腔底部具有不透气的基底元件，其面积具有正好贴合气溶胶生成基质下游端部、并暴露气流通道下游端部的面积，其具有密封气溶胶生成基质下游端部，阻挡空气纵向通过气溶胶生成基质的特性。气溶胶生成制品插入器具底部时，气溶胶生成制品下游端部由于基底元件的设置被密封，暴露围绕气溶胶生成基质曲面的纵向气流通道的气流入口。 [0056] 在另一实施例中，如图6所示，所述加热元件设置在所述基底元件7上，使气溶胶生成基质下端部被所述加热元件插入时形成内芯加热。 [0057] 在实际应用中，内芯加热可采用加热针结构，对于内芯加热而言，加热器具加热腔底部具有不透气的基底元件，加热元件布置在不透气的基底元件上，基底元件面积具有正好贴合气溶胶生成基质下游端部、并暴露气流通道下游端部的面积，其具有密封气溶胶生成基质下游端部，阻挡空气纵向通过气溶胶生成基质的特性。气溶胶生成制品插入器具底部时，气溶胶生成制品下游端部被加热元件刺破，但由于基底元件的设置，气溶胶生成制品下游端部仍旧被密封，暴露围绕气溶胶生成基质曲面的纵向气流通道的气流入口。 [0058] 可见，本发明提供一种气溶胶生成系统，在气溶胶生成基质的外表面设置包裹层，并在所述包裹层内形成围绕气溶胶生成基质曲面的第一纵向气流通道，在滤棒中设置纵向贯通空腔，且滤棒与气溶胶生成基质连接处设有间隙，在抽吸时，使空气依序通过所述第一纵向气流通道、所述间隙和所述纵向贯通空腔，并将生成的挥发化合物提至氨酸这纵向贯通空腔内。该方法能解决气溶胶生成基质受热挥发出的化合物存在载带效率低，易造成加剧有害物质生成及抽吸阻力增大的问题，能提高气流载带效率，增加挥发性化合物的提取效率。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈