Anwendungsforschung zur Pulverformtechnik bei der Herstellung von Kernmaterialien für erhitzte Tabakwaren

Warum das für tägliche Konsumenten wichtig ist

Erhitzte Tabakprodukte werden als sauberere Alternative zu herkömmlichen Zigaretten vermarktet und versprechen weniger Rauch und weniger schädliche Chemikalien bei gleichzeitig vertrautem Empfinden für die Nutzer. Im Zentrum dieser Geräte steht ein kleines, gepacktes „Kern“-Stück aus verarbeitetem Tabak, das Aromen und Nikotin effizient halten und beim Erhitzen freisetzen muss. Diese Studie untersucht eine neue Methode, diesen Kern mit ultrafeinem Tabakpulver herzustellen, mit dem Ziel, die Aromafreisetzung und das Heizverhalten zu verbessern, ohne die Grundzutaten zu verändern.

Von papierähnlichen Bändern zu pulverbasierten Kernen

Die meisten derzeitigen erhitzten Tabaksticks beruhen auf rekonstituiertem Tabak, der mit papierähnlichen Verfahren hergestellt wird. Tabakreste werden zu Brei verarbeitet, zu dünnen Bahnen verteilt, getrocknet und dann mit Flüssigkeiten beschichtet, die Nikotin und Aromastoffe enthalten. Zwar ist dieses Verfahren etabliert, doch entstehen dabei Oberflächen, die oft zu dicht und wenig aufsaugfähig sind. Wird zu viel Beschichtungsflüssigkeit aufgebracht, verbleibt sie an der Oberfläche, kristallisiert und führt zu Verklumpungen, was die Fertigung stören und zu ungleichmäßigem Geschmack beim Gebrauch führen kann.

Tabak bis in den ultrafeinen Bereich zerkleinern

Die Forschenden schlagen eine andere Strategie vor: Anstatt von gröberen Tabakfasern auszugehen, mahlen sie die Tabakmischung zu ultrafeinem Pulver und bauen das Blatt um diese winzigen Partikel herum auf. Mit industrieller Ausrüstung reduzierten sie einen Großteil des Tabakmaterials auf Partikel in der Größenordnung von einigen zehn Mikrometern – wesentlich dünner als ein menschliches Haar. Diese Partikel werden dann mit einer kleinen Menge Zellstoff und weiteren Hilfsstoffen vermischt, um eine neue Art von Blatt zu bilden. Mikroskopische Aufnahmen zeigen, dass dieses neue Material, anders als konventionelle papierähnliche Bahnen, ein faseriges Gerüst mit dicht gepacktem Pulver kombiniert und so ein dreidimensionales Netzwerk mit vielen zugänglichen Oberflächen und feinen Poren schafft.

Stärker, glatter und besser in der Wärmebehandlung

Beim Vergleich der ultrafeinen Pulverblätter mit Standardblättern fanden die Forschenden deutliche physikalische Verbesserungen. Die neuen Kerne waren dünner, aber dichter, das heißt mehr Material im selben Volumen und weniger große Lufträume. Sie waren deutlich robuster und dehnbarer, was hilft, Windungs- und Schneideprozesse in Fabriken zu überstehen. Luft strömte langsamer durch sie hindurch, was in diesem Zusammenhang vorteilhaft ist: Beim Erhitzen bedeutet weniger Leckluft, dass die Wärme effizienter am Tabak selbst wirkt. Ihre Wärmeleitfähigkeit war ebenfalls spürbar höher und die Oberflächen deutlich glatter. Zusammen begünstigen diese Eigenschaften gleichmäßigere Erwärmung und vorhersehbarere Aerosolfreisetzung beim Gebrauch des Produkts.

Mehr Flüssigkeit aufnehmen und mehr Aroma freisetzen

Ein weiterer wichtiger Test untersuchte, wie gut das Basismetall Blatt die Beschichtungsflüssigkeit mit Aromen und Nikotin aufsaugt und speichert. Durch Beobachtung, wie Tropfen sich über die Zeit ausbreiten, zeigten die Forschenden, dass die ultrafeinen Pulverblätter „wasserfreundlicher“ sind: Tropfen breiteten sich schneller aus und drangen schneller ein als bei konventionellen Blättern. Chemisch blieben die üblichen makroskopischen Maße – etwa Zucker, Stickstoff und Alkaloide – zwischen den beiden Materialien ähnlich, da die Rezepturen abgestimmt waren. Untersuchte man jedoch flüchtige Aromaverbindungen, enthielten die ultrafeinen Pulverkerne etwa 21 Prozent mehr davon. Dieser Anstieg hängt mit dem Aufbrechen von Pflanzenzellwänden beim Feinstmahlen zusammen, wodurch mehr natürliche Geschmacksstoffe freigesetzt werden und das Blatt sie besser zurückhält.

Erhitzungsprofil und was es für Nutzer bedeutet

Um zu verstehen, was beim tatsächlichen Gebrauch geschieht, erwärmte das Team Proben kontrolliert und verfolgte ihren Masseverlust mit steigender Temperatur. Im Temperaturbereich, der für erhitzte Tabakgeräte typisch ist, verloren die ultrafeinen Pulverkerne mehr Masse als die konventionellen, was darauf hindeutet, dass mehr aromareiche Substanzen als Dampf freigesetzt wurden. Der Peak dieser Freisetzung trat außerdem bei einer leicht niedrigeren Temperatur auf, was mit besserer Wärmeleitung durch das Material übereinstimmt. Oberhalb dieses Bereichs glichen sich die Verhaltensweisen beider Materialien an, was darauf hinweist, dass die entscheidenden Unterschiede in der für Nutzer relevanten Heizzone liegen und nicht bei extremen Temperaturen.

Was die Studie für zukünftige Produkte besagt

Einfache Schlussfolgerung: Die neue pulverbasierte Methode macht den Kern von erhitzten Tabakprodukten stärker, glatter, besser darin, Aromaflüssigkeit aufzunehmen, und effizienter darin, gespeicherte Verbindungen beim Erhitzen in inhalierbares Aerosol umzuwandeln. Die Kernrezeptur beruht nicht auf exotischen neuen Chemikalien; vielmehr werden dieselben Grundzutaten zu einer feineren, reaktionsfreudigeren Struktur umgeordnet. Für Konsumenten, die bereits erhitzten Tabak verwenden, könnte dies zu Sticks führen, die von Zug zu Zug konsistenter sind und bei gleichen oder niedrigeren Heizstufen intensiveren Geschmack liefern. Gleichzeitig unterstreicht die Arbeit, dass solche Produkte weiterhin Nikotin und tabakabgeleitete Stoffe liefern; die Innovation liegt hier in der effizienteren und kontrollierteren Ausgestaltung dieser Abgabe.

Zitation: Zhang, W., Liu, J., Xiong, Z. et al. Application research of powder forming technology in the preparation of heated tobacco core materials. Sci Rep 16, 12658 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42140-8

Schlüsselwörter: erhitzter Tabak, rekonstituierter Tabak, ultrafeines Pulver, Aerosolbildung, Design von Tabakblättern