粉末成型技术在加热烟草芯材制备中的应用研究

这对日常吸烟者为何重要

加热烟草产品被宣传为比传统香烟更“清洁”的替代品，承诺产生更少的烟雾和有害化学物质，同时保留用户熟悉的感受。这类装置的核心是一小段填充的加工烟草芯材，它必须高效保持风味和尼古丁，并在加热时释放出来。本文探讨了一种使用超细烟草粉末制造该芯材的新方法，旨在在不改变基本成分的前提下提升风味释放和加热性能。

从纸状薄片到基于粉末的芯材

目前大多数加热烟草棒依赖于采用造纸工艺制成的再制烟草。烟草碎屑被打浆、成薄片、干燥，然后涂覆含有尼古丁和香味剂的液体。尽管工艺成熟，这种方法常常产生表面过于致密且吸附性差的薄片。当涂覆液体过多时，液体往往停留在表面并结晶、结块，会干扰制造并导致使用时味道不均匀。

将烟草研磨到超细尺度

研究人员提出了不同的策略：不是从较粗的烟草纤维开始，而是将烟草混合物研磨成超细粉末，然后以这些微小颗粒为基础构建薄片。利用工业设备，他们将大部分烟草物料减少到数十微米的颗粒——远小于人类头发的直径。随后将这些颗粒与少量木浆和其他助剂混合，制成一种新型薄片。显微图像显示，与传统纸状薄片不同，这种新材料将纤维骨架与高密度堆积的粉末结合，形成一个三维网络，具有更多可及表面和细小孔隙。

更强、更光滑、更耐热

当团队将超细粉末薄片与标准薄片比较时，发现了明显的物理改进。新型芯材更薄但更致密，意味着在相同体积内含有更多材料且大空隙更少。它们显著更强且更有延展性，便于在工厂的卷绕和切割过程中保持完整。空气通过它们的速度更慢——在此情境下这是有利的：加热时更少的空气渗漏意味着热量更有效地作用于烟草本身。它们的导热性也明显更高，表面更为光滑。综合这些特性，有利于更均匀的加热和更可预测的气溶胶释放。

更好地吸持液体并释放更多香气

另一个关键测试考察了基片吸收并保持含风味和尼古丁涂覆液的能力。通过观察液滴随时间的扩散，研究人员表明超细粉末薄片更“亲水”：液滴扩散更快并更迅速渗透入内，而常规薄片则相对迟缓。在化学成分上，常规的总体指标——如果糖、氮和生物碱——在两种材料间保持相似，因为配方是匹配的。但在挥发性香气化合物方面，超细粉末芯材约含有多21%的含量。该增加与细磨过程中植物细胞壁的破裂有关，这释放出更多天然风味成分并有助于薄片保留这些成分。

加热曲线及其对使用者的意义

为了解实际使用时的情况，团队在可控条件下加热样本并随温度上升跟踪其失重。在加热烟草装置典型的温度区间内，超细粉末芯材的失重比常规芯材更大，表明更多富含风味的物质被驱发为蒸气。该释放峰值也在略低的温度出现，与材料中更好的热流动性一致。在该区间以上，两种材料的行为趋于相似，这表明关键差异存在于与用户相关的加热区而非极端温度下。

对未来产品的结论

简而言之，基于粉末的新方法使加热烟草芯材更强、更光滑、更善于吸持风味液并在加热时更高效地将储存的物质转化为可吸入气溶胶。该芯材配方并不依赖于奇异的新化学物质；而是将相同的基本成分重组为更细、更灵敏的结构。对于已经使用加热烟草的消费者而言，这种方法可能意味着每口的一致性更好、在相同或更低加热设置下获得更丰富的风味。与此同时，研究也强调了这些产品仍然会传递尼古丁和烟草衍生物；这里的创新在于对这种传递方式的有效性和可控性的工程改进。

引用: 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

关键词: 加热烟草, 再制烟草, 超细粉末, 气溶胶生成, 烟草片设计