Извлечение табачных компонентов при обработке - RU2687759C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится, помимо всего прочего, к извлечению табачных компонентов или реакционных продуктов табачных компонентов, которые улетучиваются во время обработки табака. Извлеченные компоненты или реакционные продукты могут добавляться в композиции, такие как образующие аэрозоль композиции для использования в нагреваемых образующих аэрозоль курительных устройствах, для придания вкусоароматических или других желаемых признаков этим композициям.

Электронные сигареты (или «е-сигареты») были созданы как альтернатива традиционным сигаретам, в качестве средства для улетучивания активных компонентов, таких как никотин, для вдыхания без горения, но при обеспечении того, чтобы ощущения, испытываемые пользователем в ротовой полости, были сходны с теми, которые создаются при курении традиционной сигареты. Многие существующие е-сигареты используют жидкость («е-жидкость»), содержащую никотин в качестве единственного компонента, который получен из табака. Однако такие е-жидкости не способны обеспечить вкусоароматические или другие сенсорные признаки традиционных курительных изделий, таких как сигареты. Соответственно, может потребоваться включение табачных вкусоароматических веществ в е-жидкости для использования в е-сигаретах.

Летучие табачные компоненты могут теряться во время обработки табака. Например, обработка табака с образованием расширенного табака, такая как расширение табака сухим льдом (dry ice expanded tobacco, «DIET»), может приводить к улетучиванию производных соединений табака, которыми богаты табачные алкалоиды. В таких процессах улетучивающиеся производные соединения табака обычно захватываются потоком отходящего газа и сжигаются с целью выработки энергии для процесса расширения табака. Во время таких процессов некоторые соединения могут вступать в реакцию с образованием реакционных продуктов, которые также захватываются потоком отходящего газа и сжигаются. Некоторые из этих реакционных продуктов образуются в результате реакций Майяра между восстанавливающими сахарами и табачными алкалоидами и вносят вклад во вкус/аромат табака при его выкуривании.

Табачные алкалоиды, реакционные продукты и другие соединения, образующиеся или улетучивающиеся во время процесса расширения табака, могут представлять собой вкусоароматические соединения, которые могут использоваться для придания вкуса, аромата или других сенсорных признаков композициям, таким как композиции в е-жидкости.

Задача настоящего изобретения состоит в извлечении табачных вкусоароматических веществ, которые улетучиваются во время обработки табака. При современных способах обработки такие соединения обычно теряются или их содержание уменьшается. Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании композиций для использования в нагреваемых образующих аэрозоль изделиях, при этом композиции содержат табачные вкусоароматические вещества, извлеченные во время обработки табака. Табачные вкусоароматические вещества могут придавать указанным композициям вкус, аромат или другие сенсорные признаки. Другие задачи настоящего изобретения станут понятны специалистам в данной области техники после прочтения и уяснения настоящего описания, которое включает в себя приведенную ниже формулу изобретения и сопроводительные чертежи.

В одном варианте реализации настоящего изобретения предложена композиция, содержащая никотин и одно или более табачных вкусоароматических веществ, которые получают путем конденсации потока газа, содержащего эти одно или более табачных вкусоароматических веществ. Поток газа может представлять собой поток газа, применяемый в процессе расширения табака. Предпочтительно, поток газа представляет собой поток отходящего газа, образующегося в процессе расширения табака. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере некоторую часть никотина и предпочтительно ― весь никотин в указанной композиции также получают путем конденсации потока газа. Указанные композиции могут представлять собой или могут образовывать образующую аэрозоль композицию для использования в нагреваемых образующих аэрозоль изделиях.

Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения предложена композиция, содержащая никотин, один или более табачных вкусоароматических веществ и по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, содержащей увлажнители, образующие аэрозоль агенты и другие соединения образующей аэрозоль композиции для использования в нагреваемом курительном изделии, образующем аэрозоль, причем эту композицию получают путем извлечения по меньшей мере некоторой части никотина и одного или более табачных вкусоароматических веществ в результате конденсации потока газа, содержащего никотин и один или более табачных вкусоароматических веществ, и составления конденсата с по меньшей мере одним соединением, выбранным из группы, содержащей увлажнители, образующие аэрозоль агенты и другие соединения образующей аэрозоль композиции для использования в нагреваемом курительном изделии, образующем аэрозоль.

В контексте данного документа термин «составление» означает регулирование концентрации компонентов, таких как никотин, вкусоароматические вещества и увлажнители, до уровней, которые соответствуют управляющим нормативам на табак и создают приемлемые ощущения у взрослых потребителей при использовании в образующем аэрозоль устройстве. Любая описанная в данном документе композиция для использования в образующем аэрозоль устройстве может представлять собой составленную композицию.

В различных аспектах настоящего изобретения предложен способ, включающий в себя этапы, на которых обеспечивают улетучивание одного или более производных соединений табака в поток газа; и извлекают из потока газа по меньшей мере одно из указанных одного или более улетучившихся производных соединений табака с помощью технологий, хорошо известных из уровня техники. Необязательно, способ включает в себя этап, на котором фракционируют извлеченные соединения с помощью технологий, хорошо известных из уровня техники. Предпочтительно, по меньшей мере одно из извлеченных производных соединений табака представляет собой табачное вкусоароматическое вещество. Улетучивание производных соединений табака может быть обеспечено путем повышения температуры табака в процессе расширения табака, например, но без ограничения, в процессе расширения табака сухим льдом («DIET»).

В различных аспектах настоящего изобретения предложен способ приготовления образующей аэрозоль композиции для использования в нагреваемом образующем аэрозоль устройстве, включающий в себя этапы, на которых извлекают табачное вкусоароматическое вещество из потока газа; и добавляют извлеченное табачное вкусоароматическое вещество в композицию, содержащую воду и никотин. Указанная композиция предпочтительно содержит полиэтиленгликоль, увлажнители или другие подходящие образующие аэрозоль агенты.

В некоторых аспектах настоящего изобретения предложен способ приготовления образующей аэрозоль композиции для использования в нагреваемом образующем аэрозоль устройстве, включающий в себя этапы, на которых извлекают табачное вкусоароматическое вещество и никотин из потока газа; и добавляют извлеченные табачное вкусоароматическое вещество и никотин в композицию, содержащую воду. Указанная композиция предпочтительно содержит полиэтиленгликоль, увлажнители или другие подходящие образующие аэрозоль агенты.

Различные аспекты способов и композиций согласно настоящему изобретению могут иметь одно или более преимуществ над известными способами обработки табака и процессами получения образующих аэрозоль композиций для использования в нагреваемых образующих аэрозоль устройствах. Например, аспекты способов согласно настоящему изобретению обеспечивают извлечение табачных вкусоароматических веществ, которые могут включать в себя основные ароматические соединения, вместо потери или сжигания этих соединений, как это происходит в известных процессах расширения табака. Дополнительные преимущества одного или более аспектов курительных изделий, композиций или способов, описанных в данном документе, будут очевидны специалистам в данной области техники после прочтения и уяснения настоящего раскрытия.

Способы согласно настоящему изобретению могут применяться к любому процессу расширения табака, приводящему к улетучиванию табачных вкусоароматических веществ. В контексте данного документа термин «табачное вкусоароматическое вещество» обозначает соединение, которое создает запах или вкус, когда его вдыхают или пробуют на вкус. Термин «производное соединение табака» обозначает соединение, естественным образом присутствующее в табаке, или продукт реакции естественным образом присутствующих табачных соединений, способный образовываться во время обработки табака. Производные соединения табака, которые могут включать в себя табачные вкусоароматические вещества, улетучивающиеся при расширении табака, могут захватываться потоком газа. Табачные вкусоароматические вещества могут быть извлечены из потока газа и использовать для придания запаха, аромата, вкуса или других сенсорных признаков различным композициям.

Улетучивание производных соединений табака может происходить в результате повышения температуры композиции, содержащей табак. Однако улетучивание может происходить без нагрева, и улетучивающиеся соединения могут захватываться в соответствии со способами согласно настоящему изобретению. Улетучивающиеся производные соединения табака могут быть захвачены и извлечены из любой подходящей композиции, содержащей табачные компоненты, такой как сухие табачные композиции, табачные суспензии и т.п. Предпочтительно, улетучивающиеся производные соединения табака захватываются потоком газа, из которого эти соединения могут быть извлечены. Улетучивающиеся соединения могут быть извлечены любым подходящим способом, например путем конденсации, за счет сродства и т.п. Одно или более табачных вкусоароматических веществ, улетучившихся в поток газа, могут быть селективно извлечены и/или обогащены за один или более этапов.

В различных вариантах реализации способы согласно настоящему изобретению включают в себя этапы, на которых подвергают композицию, содержащую табак, воздействию условий, которые приводят к улетучиванию производных соединений табака в поток газа; и извлекают производное соединение табака из потока газа. Условия, воздействию которых подвергают табачную композицию, частично определяют, будет ли улетучиваться производное соединение табака. Понятно, что температура, скорость потока газа и давление влияют на количество производного соединения табака, которое улетучивается в поток газа. Те же самые факторы могут влиять на число различных соединений, которые улетучиваются в поток газа. Давление пара производного соединения табака также влияет на то, будет ли улетучиваться данное производное соединение табака при данном сочетании условий.

Табачные композиции, которые могут быть подвергнуты воздействию условий, при которых происходит улетучивание производных соединений табака, включают в себя сухие табачные композиции, суспензии, содержащие табак, такие как жидкие массы, и т.п. Термин «табак» используется в данном документе для указания на растение рода Nicotiana (Табак обыкновенный) или на один или более компонентов растения рода Nicotiana. Термины «табак» и «Nicotiana» используются в данном документе для обозначения как растения одного вида из рода Nicotiana, так и растений двух или более видов из рода Nicotiana, образующих табачную смесь. «Табак» содержит любой компонент или субкомпонент из следующих: листья, черешки, стебли, цветки, корни, семена или любые другие части растения рода Nicotiana. Предпочтительно, табак представляет собой наполнитель из резаного табака. Термин «наполнитель из резаного табака» используется в данном документе для обозначения табачного материала, который образован, в основном, из пластин табачного листа.

Табачные композиции, которые могут быть подвергнуты воздействию условий, при которых возможно улетучивание производных соединений табака, могут содержать табак и носитель. Носитель может представлять собой твердое тело, жидкость или газ. Если носитель представляет собой жидкость, композиция может представлять собой суспензию. Примеры подходящих жидких носителей для образования суспензии включают в себя воду; этанол; жидкий диоксид углерода; Freon™ 11; карбонат аммония; а также сверхкритические текучие среды, такие как азот, аргон, гелий, метан, пропанол, пентан и т.п.; или комбинации из одного или более таких жидких носителей. Предпочтительно, табак пропитан носителем.

Примеры твердых носителей включают в себя твердый диоксид углерода, который известен также как сухой лед. Согласно предпочтительному способу, для получения табачной композиции с помощью сухого льда, приводят в контакт табак с жидким диоксидом углерода при давлении, достаточно высоком для поддержания CO₂ в жидком состоянии, и затем снижают давление (например, до атмосферного давления), чтобы обеспечить возможность замерзания CO₂, которое происходит примерно при -78°C. Давлением, достаточным для поддержания CO₂ в жидком состоянии, в некоторых вариантах реализации является давление примерно 30 бар (г). Предпочтительно, табак пропитывают жидким CO₂. Предпочтительно, табак погружают в жидкий CO₂ на период времени, достаточный для пропитывания табака жидким CO₂, что может составлять от примерно 10 секунд до примерно 30 минут, предпочтительно ― примерно 15 минут или менее. Такое пропитывание обычно осуществляют в процессах DIET, в результате чего получают табак, который пропитан негазовым диоксидом углерода.

Предпочтительно, повышают температуру табачной композиции, а летучие компоненты или реакционные продукты захватывают и переносят в потоке газа. Табачная композиция может быть нагрета до любой подходящей температуры. Например, табачная композиция может быть нагрета до температуры от примерно 100 °С до примерно 500°С; предпочтительно ― от примерно 150 °С до примерно 400 °С; более предпочтительно ― от примерно 180 °С до примерно 300 °С; еще более предпочтительно ― от примерно 220 °С до примерно 290 °С или от примерно 190 °С до примерно 200 °С. Табачная композиция может быть приведена в контакт с потоком горячего газа, в котором горячий газ имеет температуру от примерно 100 °С до примерно 500°С; от примерно 150 °С до примерно 400 °С; более предпочтительно ― от примерно 180 °С до примерно 300 °С; еще более предпочтительно ― от примерно 220 °С до примерно 290 °С или от примерно 190 °С до примерно 200 °С.

Понятно, что температура и другие условия, воздействию которых подвергают табачную композицию, могут влиять на соотношение реакционных продуктов табачных компонентов к непрореагировавшим табачным компонентам. Соответственно, температура и/или другие условия могут регулироваться для изменения соотношения непрореагировавших к прореагировавшим компонентам или химического состава образующихся производных соединений табака, захватываемых потоком газа.

Примеры производных соединений табака, которые могут быть захвачены потоком технологического газа для обработки табака и извлечены из этого потока, включают в себя алкены, алканы, спирты, сложные эфиры, терпены, алкалоиды, кетоны, нафталины, циклические простые эфиры, спирты простых эфиров, гликоли, простые гликолевые эфиры, сложные гликолевые эфиры, альдегиды, ароматические спирты, циклические ароматические соединения и т.п. В некоторых вариантах реализации производные соединения табака включают в себя соединения, образующиеся в результате реакции Майяра между восстанавливающими сахарами и табачными алкалоидами. Некоторые типовые примеры производных соединений табака, которые могут быть извлечены из потока технологического газа, были идентифицированы путем экспериментов и представлены ниже в таблице 1.

Таблица 1. Типовые примеры производных соединений табака, с указанием их классов, которые были обнаружены в потоке отходящего газа в нескольких процессах DIET (S=предварительно обнаружено в дыме, Т=предварительно обнаружено в табаке; общие названия указаны в скобках)

Т. кип.=Точка кипения при 760 мм рт. ст.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации один или более нижеследующих производных терпенов табака захватываются потоком газа и извлекаются из него вместе или по отдельности: α-пинен, β-пинен, α-терпинен, лимонен, эвкалиптол, линалоол, камфора, борнеол, цитронеллон и β-кариофиллен.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации один или более нижеследующих табачных алкалоидов захватываются потоком газа и извлекаются из него вместе или по отдельности: l-никотин, l-миосмин, никотирин, котинин, и 3-цианопиридин.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации один или более нижеследующих производных пиразинов табака, которые представляют собой продукты реакции Майяра, захватываются потоком газа и извлекаются из него вместе или по отдельности: 2-метил-пиразин, 2-этил-пиразин, 2,3-диметил-пиразин, 6-этил-2-метил-пиразин, триметил-пиразин, 2-этил-5-метил-пиразин and диметилэтил-пиразин. Производные пиразины табака представляют собой алкилзамещенные пиразины или алкилпиразины. Примеры алкильной группы (групп) включают в себя одну или более метиловых или этиловых групп, обычно имеющих точки кипения в диапазоне от 135°С до 191°С.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации извлекаемые производные соединения табака включают в себя один или более терпенов, никотин и один или более пиразинов.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации извлекаемые производные соединения табака включают в себя терпен, табачный алкалоид или алкилпиразины. Табачные алкалоиды хорошо известны из уровня техники и включают в себя никотин и его производные, которые включают в себя множество гетероциклических производных пиридина; гетероциклическая группа может представлять собой, например, пирролидиниловую группу. Примеры табачных алкалоидов включают в себя l-никотин, l-миосмин, никотирин, котинин и 3-цианопиридин.

Для переноса летучих табачных соединений в подходящее извлекательное оборудование может использоваться любой подходящий газ. Примеры подходящих газов для использования в потоке газа включают в себя воздух, CO₂, O₂, инертный газ, такой как N₂, пар или комбинации одного или более из следующего: воздух, CO₂, O₂, инертный газ, такой как N₂, и пар. Предпочтительно, поток газа содержит пар. Газ может содержать пар и инертный газ, пар и воздух, и т.п. Предпочтительно, концентрация пара в потоке газа находится в диапазоне от примерно 70% до примерно 95%; более предпочтительно ― от примерно80% до примерно 90%; более предпочтительно ― от примерно 82% до примерно 85%.

В многих вариантах реализации производственное оборудование функционирует непрерывно, и таким образом поток газа может иметь любую подходящую скорость во время его транспортировки по трубопроводам этого производственного оборудования. Предпочтительно, скорость потока газа находится в диапазоне от примерно 10 метров в секунду (м/с) до примерно 100 м/с; более предпочтительно ― от примерно 20 м/с до примерно 50 м/с; еще более предпочтительно ― от примерно 30 м/с до примерно 40 м/с. Предпочтительно, поток газа, подаваемый с такой скоростью, представляет собой поток, содержащий пар.

Предпочтительно, способы согласно настоящему изобретению обеспечивают извлечение табачных вкусоароматических веществ при процессе расширения табака. Процессы расширения табака включают в себя превращение твердофазных или жидкофазных компонентов в газовую фазу внутри клетки расстения, в результате чего образуется расширенный табак. Способы расширения табака согласно настоящему изобретению включают в себя этапы, на которых пропитывают табак твердым или жидким носителем, таким как вышеописанный носитель, и нагревают, чтобы вызвать расширение. Нагрев может осуществляться путем размещения пропитанного табака в потоке горячего газа, таком как вышеописанный поток газа. Производные соединения табака, переносимые потоком газа, могут направляться в извлекательную установку, где могут быть извлечены табачные вкусоароматические вещества.

Один предпочтительный процесс расширения табака представляет собой процесс расширения табака с помощью сухого льда («DIET»). Процесс DIET включает в себя пропитку табака диоксидом углерода под давлением и отверждение диоксида углерода. Табак, пропитанный диоксидом углерода, помещают в нагретый технологический газ, что приводит к быстрому расширению диоксида углерода или гидратов диоксида углерода, таких как CO₂^.6H₂O, и, как следствие, к быстрому расширению табака. Нагретый технологический газ может протекать с любой подходящей скоростью, например, в диапазоне от примерно 10 метров в секунду до примерно 50 метров в секунду или в других диапазонах, как описано выше. Технологический газ может иметь любую подходящую температуру, например, в диапазоне от примерно 180°С до примерно 300°С или в других диапазонах, как описано выше. Может использоваться любой подходящий технологический газ, содержащий пар, как описано выше. В типовом процессе DIET отходящий газ подают через печь для сжигания отходов, в которой происходит сжигание производных соединений табака в отходящем газе. В качестве примера, процессы DIET могут приводить к потерям восстанавливающих сахаров из табака, находящимся в диапазоне от примерно 5% до примерно 8%, а также приводить к суммарным потерям алкалоидов, находящимся в диапазоне от примерно 15% до более чем 20%. Согласно вариантам реализации способов, описанных в данном документе, извлечение производных соединений табака осуществляют до пропускания отходящего газа через печь для сжигания отходов. Это может быть осуществлено путем перенаправления потока отходящего газа с основного направления потока технологического газа на извлекательную установку.

Один предпочтительный процесс DIET, который может быть применен или модифицирован согласно идеям, раскрытым в данном документе, представляет собой процесс AIRCO DIET. Дополнительную информацию относительно процесса AIRCO DIET, производительности и оборудовании можно найти на веб-сайте (aircodiet.com). Более подробную информация относительно процесса AIRCO DIET можно найти в публикации AIRCO DIET под названием «Расширение табака сухим льдом», доступной на http://www.aircodiet.com/images/AIRCO_DIET_Process_Description.pdf, которая полностью включена в данный документ посредством ссылки в той мере, в которой она не противоречит раскрытию, представленному в данном документе.

Извлечение производных соединений табака из потока газа может осуществляться любым подходящим способом. Неограничивающие примеры подходящих механизмов извлечения включают в себя конденсацию, например криогенную конденсацию, вращательную конденсацию, различные виды хроматографического разделения, такие как аффинная хроматография, ионообменная хроматография или эксклюзионная хроматография по размерам, обратный осмос, экстракция селективным растворителем и т.п. Технологии извлечения аромата, применяемые в кофейной индустрии, могут в целом быть применены и для извлечения производных соединений табака. Примеры таких технологий включают в себя отгонку водяным паром, экстракцию сверхкритичного CO₂, испарение через полупроницаемую перегородку и т.п.

Предпочтительно, извлечение производных соединений табака осуществляют из потока газа, такого как перенаправленный поток отходящего газа, путем конденсации с образованием жидкой смеси, суспензии, раствора и т.п. Может быть применен любой подходящий конденсатор. Обычно конденсатор работает при температуре примерно 10°С или менее, предпочтительно ― примерно 5°С, для конденсации воды, переносимой в потоке газа. Указанная вода может быть получена из табачной композиции и/или из потока газа. Конденсированная вода может содержать производные соединения табака. Обезвоженный инертный газ, прошедший через конденсатор, затем может быть подан в криогенный конденсатор для конденсации оставшихся производных соединений табака в виде инея. Затем может быть осуществлено извлечение инея, содержащего производные соединения табака. Разумеется, криогенная конденсация может быть применена без предварительной высокотемпературной конденсации.

Конденсация может осуществляться с помощью обычных технологий. Например, поток газа может направляться в конденсаторную систему. Указанная конденсаторная система может работать при температуре, достаточно низкой для конденсации большей части производных соединений табака из потока газа. Подходящей может быть температура примерно 50°С, хотя предпочтительным является охлаждение до температуры, меньшей 30°С. Предпочтительно, используют более одного конденсатора; каждый последующий конденсатор работает при более низкой температуре, чем предыдущий конденсатор. Предпочтительно, самый дальний по ходу потока конденсатор работает при температуре от примерно 0°С до примерно 10°С.

Если необходимо конденсировать производные соединения табака путем частичной конденсации, поток газа может быть подвергнут первому этапу конденсации при высокой температуре, например от примерно 80°С до примерно 95°С. Это приведет к конденсации, в первую очередь, воды. Несконденсированные и концентрированные производные соединения табака затем могут быть повергнуты второму этапу конденсации при более низкой температуре, например, от примерно 0°С до примерно 50°С для получения композиции, содержащей производные соединения табака.

Композиция, содержащая производные соединения табака, удаленные из конденсаторной системы, содержит производные соединения табака, которые могут использоваться для придания вкуса, аромата или других сенсорных признаков другим композициям, таким как образующие аэрозоль композиции для использования в нагреваемых образующих аэрозоль устройствах.

Производные соединения табака, которые не конденсируются в конденсаторной системе, могут быть направлены в криогенный конденсатор для сбора. Множество подходящих криогенных конденсаторов известно и было описано в литературе. Примеры включают в себя криогенные конденсаторы, описанные в патентах США №№ 5,182,926 и 5,323,623; их описания полностью включены в данный документ посредством ссылок в той мере, в которой они не противоречат описанию, представленному в данном документе. Дополнительные подробности работы таких криогенных конденсаторов можно узнать из описаний этих патентов. Разумеется, могут использоваться и другие криогенные конденсаторы вкусоароматических веществ; например такие, которые раскрыты в патенте США № 5,030,473. Производные соединения табака, собранные в криогенном конденсаторе, имеют вид инея. Этот иней может использоваться для придания вкуса или аромата или других признаков композициям, таким как образующие аэрозоль композиции для использования в нагреваемых курительных устройствах, образующих аэрозоль. В качестве альтернативы, указанный иней может быть смешан с подходящим несущим субстратом, таким как масло или маслосодержащая эмульсия. Указанный носитель, содержащий производное соединение табака, может быть обычным образом добавлен в композиции для придания вкусоароматических свойств и т.п.

При необходимости производные соединения табака могут быть концентрированы перед их добавлением в композицию для придания вкуса, аромата и т.п. Концентрирование может осуществляться с помощью обычных процедур, таких как частичная конденсация, ректификация, концентрирование с помощью мембраны и концентрирование путем замораживания.

В вариантах реализации производные соединения табака, извлеченные из потока газа, могут пропускаться через масло, которое способно экстрагировать или абсорбировать одно или более производных соединений табака. Масло, обогащенное производными соединениями табака, может быть включено в образующие аэрозоль композиции для использования в нагреваемых образующих аэрозоль устройствах.

Композиции, содержащие производные соединения табака, могут быть фракционированы с образованием композиций, имеющих различное состояние производных соединений табака. В некоторых вариантах реализации фракционирование может осуществляться путем осуществления конденсации потока газа при различных температурах для сбора различных фракций при различных температурах. Понятно, что давление пара соединения или точка кипения или концентрация могут влиять на концентрацию соединения в различных фракциях, полученных путем конденсации при различных температурах. Соединения со сходными давлениями пара или точками кипения будут иметь тенденцию к присутствию в одних и тех же фракциях. Фракции могут быть подвергнуты испытаниям на наличие определенных соединений, способных служить маркерами для других соединений, которые могут присутствовать во фракции, независимо от примененного процесса фракционирования. Температуры кипения иллюстративных производных соединений табака приведены в таблице 1 и могут использоваться специалистами в данной области техники для выбора условий конденсации или фракционирования.

Другие процессы фракционирования, которые могут применяться, включают в себя дистилляцию, экстракцию и т.п. Предпочтительно, фракционирование осуществляют для получения композиций, имеющих более высокие соотношения табачных вкусоароматических веществ к производным соединениям табака, не являющимся вкусоароматическими веществами.

Концентрация одного или более производных соединений табака во фракции или композиции может быть повышена любым подходящим способом в случае необходимости.

Одно или более извлеченных производных соединений табака или композиций, таких как фракции, содержащих извлеченные производные соединения табака, могут быть включены в образующую аэрозоль композицию для использования в нагреваемом образующем аэрозоль устройстве. Нагреваемые образующие аэрозоль устройства включают в себя электронные сигареты или электронные курительные трубки, которые имитируют один или более аспектов акта курения табака путем создания вдыхаемого аэрозоля, имеющего один или более из следующих признаков вдыхаемого табачного дыма: внешний вид, физическое ощущение, вкус/аромат и содержание никотина.

Можно использовать любое подходящее электронное курительное устройство. Обычно электронные курительные устройства содержат распыляющий элемент, например пульверизатор или атомизатор, который использует тепло для улетучивания содержимого картриджа, заключающего в себе образующую аэрозоль композицию, которая вдыхается пользователем. Картридж, заключающий в себе образующую аэрозоль композицию или е-жидкость, обычно заключает в себе водный раствор на основе пропиленгликоля или глицерина. Нагревательный элемент может управляться компьютерным чипом, который активируется ингаляцией или «затяжкой», осуществляемой пользователем на конце электронного курительного устройства. Нагревательный элемент и компьютерный чип могут быть функционально соединены с батареей или другим подходящим источником электропитания. Во многих вариантах реализации противоположный конец электронных курительных устройств будет содержать источник света, который зажигается, когда пользователь осуществляет «курение» устройства или затяжку на нем, чтобы имитировать внешние признаки курения.

Образующие аэрозоль устройства могут быть однократного пользования или одноразовыми, или они могут иметь возможность повторного заполнения жидкими композициями или повторной установки в них картриджей, заключающих в себе образующие аэрозоль композиции для использования в нагреваемых образующих аэрозоль устройствах.

Варианты реализации настоящего изобретения ориентированы на композиции для использования в образующих аэрозоль устройствах, заключающих в себе извлеченные производные соединения табака, и на картриджи для электронных курительных устройств, заключающие в себе композиции, содержащие извлеченные производные соединения табака. В одном аспекте картридж для образующего аэрозоль устройства заключает в себе жидкую композицию, содержащую растворитель или носитель и одно или более извлеченных производных соединений табака, полученных согласно тому, как описано выше.

Образующие аэрозоль композиции для использования в нагреваемых образующих аэрозоль устройствах могут содержать любое подходящее количество извлеченных производных соединений табака. В вариантах реализации композиция содержит от примерно 0,5% до примерно 15%, во многих случаях ― от примерно 1% до примерно 10%. Если из контекста явно не следует иное, все процентные значения, на которые ссылается данный документ, выражены в весовых процентах от общего веса композиции. В некоторых вариантах реализации концентрация производных соединений табака может быть выше, чтобы обеспечить возможность смешения конденсатов, фракций, экстрактов или других подобных композиций, содержащих извлеченные производные продукты табака, с другими композициями, такими как вкусоароматические композиции, никотиновые композиции и т.п., по желанию потребителя или в соответствии с формуляром.

Образующие аэрозоль композиции согласно настоящему изобретению могут содержать другие компоненты, такие как одно или более из следующего: вода, органические растворители, подсластители, вкусоароматические агенты и т.п. Примеры растворителей, которые обычно используются в таких образующих аэрозоль композициях, включают в себя многоатомные спирты, такие как 1,2-пропиленгликоль (ПГ или МПГ), одноатомные спирты, такие как этанол; этилацетат; глицерин и т.п. Количество присутствующей воды обычно составляет от примерно 0,1% до примерно 10%, обычно ― от примерно 0,5% до примерно 5%. Кумулятивное совокупное количество одного или более присутствующих органических растворителей составляет от примерно 50% до примерно 99%, во многих случаях ― от примерно 75% до примерно 95%. В предпочтительном варианте реализации образующая аэрозоль композиция содержит полиэтиленгликоль в диапазоне от примерно 25% до примерно 90%, а также содержит полипропиленгликоль в диапазоне от примерно 9% до примерно 50%. В некоторых предпочтительных вариантах реализации образующая аэрозоль композиция содержит полиэтиленгликоль и глицерин.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации образующая аэрозоль композиция составлена из одной или более водных композиций, содержащих никотин, пропиленгликоль, глицерин или комбинацию по меньшей мере двух или более из следующего: никотин, пропиленгликоль и глицерин.

В некоторых предпочтительных вариантах реализации одно или более производных соединений табака добавляют в базовую композицию для получения образуюшей аэрозоль композиции. Предпочтительно, базовая композиция содержит пропиленгликоль, глицерин и воду. Например, базовая композиция может содержать от примерно 48% до примерно 68%, предпочтительно ― примерно 58% пропиленгликоля, от примерно 25% до примерно 45%, предпочтительно ― примерно 35% глицерина, и примерно от 2% до примерно 12%, предпочтительно ― примерно 7% воды.

При необходимости композиции согласно настоящему изобретению могут содержать одно или более вкусоароматических веществ, в дополнение к извлеченным производным соединениям табака, которые могут представлять собой вкусоароматические вещества. Неограничивающие примеры таких дополнительных вкусоароматических веществ включают в себя мяту перечную, ментол, винтергрен, мяту колосистую, прополис, эвкалипт, корицу и т.п. Общее количество необязательных вкусоароматических веществ обычно составляет от примерно 0,5% до примерно 15%, во многих случаях ― от примерно 1% до примерно 10%.

Образующие аэрозоль композиции согласно настоящему изобретению могут содержать любое подходящее количество никотина. Например, композиции могут содержать от 0% до примерно 30% никотина. Предпочтительно, композиции согласно настоящему изобретению содержат от примерно 0,5% до примерно 18% никотина.

Все научные и технические термины, используемые в данном документе, имеют значения, обычно используемые в данной области техники, если не указано иное. Приводимые в данном документе определения предназначены для облегчения понимания некоторых терминов, часто используемых в данном документе.

Используемые в данном документе формы единственного числа включают варианты реализации со ссылками на множественное число, если из содержания явно не следует иное.

Используемый в данном документе союз «или» обычно используется в своем значении, включающем «и/или», если из содержания явно не следует иное. Термин «и/или» означает один или все из перечисленных элементов или комбинацию любых двух или более из перечисленных элементов.

Используемые в данном документе выражения «иметь», «имеющий», «включать», «включающий», «содержать», «содержащий» или им подобные используются в своем широком смысле и в целом означают «включая, но без ограничения». Следует понимать, что выражения «состоящий по существу из», «состоящий из» и т. п. относятся к категории «содержащий» и т.п.

Слова «предпочтительный» и «предпочтительно» относятся к вариантам осуществления настоящего изобретения, которые могут дать определенные преимущества при определенных условиях. Тем не менее, другие варианты осуществления также могут быть предпочтительными при тех же или других условиях. Кроме того, перечисление одного или более предпочтительных вариантов реализации не подразумевает, что другие варианты реализации непригодны, и не предназначено для исключения других вариантов реализации из объема изобретения, включая формулу изобретения.

Ссылка на конкретное соединение в данном документе включает в себя соли, полиморфы, изомеры и гидраты этого соединения, если из содержания явно не следует иное.

Обратимся теперь к фиг.1, схематично иллюстрирующей различные аспекты процесса извлечения летучих табачных соединений при процессе DIET, и курительное устройство, которое может содержать композицию в виде е-жидкости, содержащей такие извлеченные табачные соединения. Чертежи не обязательно выполнены в масштабе и представлены для целей иллюстрации, а не ограничения. На чертежах показаны различные аспекты, описанные в данном раскрытии. Тем не менее, следует понимать, что другие аспекты, не показанные на чертежах, также находятся в рамках объема и сущности настоящего раскрытия.

На фиг. 1 показана схематичная блок-схема, иллюстрирующая процесс извлечения летучих соединений при процессе DIET.

Обратимся теперь конкретно к фиг. 1, показывающему упрощенный вид процесса DIET, в котором осуществляется извлечение летучих табачных компонентов. Этот процесс включает в себя этап, на котором приводят табак 100 в контакт с жидким диоксидом углерода 110 с образованием табака 120, пропитанного жидким диоксидом углерода, при давлении, достаточном для поддержания диоксида углерода в жидком состоянии. Затем снижают давление, например, до атмосферного давления, в результате чего происходит замерзание жидкого диоксида углерода с образованием табака 130, пропитанного сухим льдом. Пропитанный сухим льдом табак 130 приводят в контакт с горячим газом 140, получая в результате расширенный табак 150. Образующийся газ может быть разделен на табачную пыль 155, технологический газ 145 и отходящий газ 142, который содержит летучие табачные соединения. Технологический газ 145 может нагреваться и использоваться в качестве по меньшей мере части горячего газа 140 при дальнейшей работе. Отходящий газ 142 направляется в извлекательную установку 200, такую как конденсатор и т.п., где происходит извлечение летучих табачных соединений. В расширенный табак 150 может быть добавлена вода для получения повторно кондиционированного табака 170, имеющего влажность, сходную с исходным табачным материалом 100.

Таким образом, описаны способы, системы, устройства, соединения и композиции для ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТАБАЧНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ ОБРАБОТКЕ. Различные модификации и варианты настоящего изобретения будут очевидны специалистам в данной области техники без выхода за рамки объема и сути настоящего изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано в отношении конкретных предпочтительных вариантов реализации, следует понимать, что настоящее изобретение, как было заявлено, не должно неправомерно ограничиваться этими конкретными вариантами реализации. В этой связи, различные модификации описанных вариантов реализации изобретения, которые очевидны специалистам в области химии и химических технологий или в смежных областях, претендуют на включение в рамки объема нижеследующей формулы изобретения.

Реферат

Изобретение относится к извлечению табачных компонентов или реакционных продуктов табачных компонентов, которые улетучиваются во время обработки табака. Композиция содержит никотин и одно или более производных соединений табака, причем одно или более производных соединений табака получены посредством процесса, включающего конденсирование потока газа, применяемого в процессе расширения табака и содержащего производные соединения табака, с образованием конденсата и разделение конденсата на фракции для селективного извлечения или обогащения одного или более производных соединений табака. Техническим результатом изобретения является возможность избирательного улучшения аромата аэрозолей в нагреваемом вырабатывающем аэрозоль курительном изделии. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Формула