IQOS烟弹制作工艺到底有多复杂?深度科普

2021-02-14 14:00 举报

   IQOS一个小小的烟弹,技术含量之高,让很多大厂也不敢轻易模仿。下面就拆解实验后,展示给大家。

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IQOS烟弹属于国家禁售的烟草制品,希望大家不要购买和销售。


      加热不燃烧卷烟是国外烟草公司投入了大量研发精力,并在烟气成分、毒理学评价等方面进行了大量论证。例如IQOS的烟气中致癌物质的含量比普通卷烟少80%,使吸烟者对诱变剂的摄入量减少70%,使吸烟者支气管炎和肺炎的发病率降低46%和36%,大大降低了烟草制品对人体的危害。

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      IQOS烟弹卷烟烟支包括实心丝束段、降温段、中空丝束 段和烟草材料段四个部分。其中,烟草材料主要由再造烟叶卷制而成,其内层接近深色薄片,外层为类似浅色薄片。


      根据 YC/T160-2002 和 YC/T 31-1996,IQOS烟弹卷烟烟支烟草材料中总植物碱为 2.07% 及水分含量为 15.40%;根据 YC/T 244-2008,检测其中甘油含量为129.58mg/g、1,2- 丙二醇含量为4.65mg/g。由于烟草材料为再造烟叶,对其水溶物含量进行了初略的分析,其水溶物占烟草材料干重的 59.6%。

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      相比传统卷烟,烟雾生成剂(传统卷烟中用作保润剂)和料香使用量具有明显的区别,烟雾生成剂和料香均具有不同的热力学性质,该复合添加物必将对其烟草材料的热失重行为产生直接的影响。基于此,我们在实验室中对IQOS烟弹,开展了热失重行为(TG-DTG-DSC)研究热重 / 差示扫描量热分析。来实际对比IQOS烟弹和传统卷烟到底有何区别!


IQOS烟弹烟草材料失重分四个阶段:


一、32-87℃失重 6.9%,第一阶段温度较低, 失重较少,可能是加热不燃烧卷烟烟草材料添加特殊 的易挥发的保润剂失重造成。


二、108- 223 ℃失重 25.41%,烟草材料中的单糖和一些小分子物质发生热裂解,而单糖的分解速度与加入的香料及一些小分子盐有关 。


一、二阶段在 DSC 曲线上能量变化较为微弱,说明变化比较缓和


三、232-347 ℃失重 29.42%,在 DSC 曲线上可以看到 缓慢的放热峰,峰值 318℃、11.96mW,热焓变化为


4647.68mJ。失重 29.42% 为最大失重阶段,是大分子难挥发性化合物的分解过程,例如果胶、纤维素、 半纤维素等化合物的分解


四、396- 487℃失重 19.51%。呈现剧烈尖锐的放热峰,可能发生了燃烧,峰值为 445℃, 128.17 mW,热焓变化 13.07J。这一阶段,失重比较剧烈,DTG曲线上也呈现一个大的尖峰,444.8℃的时候达 0.03mg/℃,能是多糖物质和木质素等高分子物质的热分解。

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      由此可以得出结论:传统卷烟不同,IQOS烟草材料在前两个阶段失重量要明显高于传统卷烟,主要原因是:相对高比例的料香及烟雾生成剂及较高的水含量;加入大量保润剂、挥发性小分子物质及其单糖物质造成的。


      然IQOS的烟弹使用方式并非在空气中点燃,而且根据菲莫国际对其表面温度及其烟支内部结构温度进行的描述,IQOS的电加热温度低于 350℃。而烟草在 300℃左右即可发生较低程度的热裂解。基于此,我们在实验室针对其在 50~350℃升温区间的热裂解行为进行了研究。


      IQOS烟弹(产地日本)材料在空气氛围中热解的热重 (TG)、微商热重(DTG)、热流 (DSC)- 温度 (Temp) 曲线

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      IQOS烟草材料在 50-350℃的热裂解情况下检测到 41 种物质。其中主要物质为乙酸、丙二醇、烟碱、甘油等。甘油和丙二醇均为人为添加的烟雾生成剂,烟碱同样是为了赋予抽吸满足感进行人为添加;其他主要物质还有乙酸、酮、 醛和烷烃等。结合加热不燃烧卷烟加热非燃烧的抽吸特征、较低的加热温度、偏淡的烟香,表明IQOS烟草物质的感官质量相对更依靠人为添加的挥发性香味物质, 而传统卷烟的抽吸体验更依赖后期的高温热裂解和热合成。


      结论:IQOS烟弹虽然是烟草原料,但从内核工艺来说更倾向于电子烟中的烟油工艺。如果用简单的方式来介绍既是:IQOS烟弹是传统卷烟混合烟油后的产物。


由此可见,制作工艺之复杂,科技含量之高,山寨仿造难度极高。



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