本發(fā)明涉及一種加熱非燃燒煙草炭質(zhì)供熱材料及其成型加工工藝。具體是將多種炭質(zhì)材料，通過一定的設(shè)備和流程，在合適的工藝流程及設(shè)備工藝參數(shù)的控制下，獲得性能優(yōu)異的炭質(zhì)供熱材料，屬于煙用材料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
吸煙與健康是煙草行業(yè)當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)之一。近年來，在世界衛(wèi)生組織(WHO)、許多國家政府和各種反吸煙團體的積極推動下，全球性的反吸煙運動日益高漲，煙草行業(yè)受到的社會壓力越來越大。我國煙草行業(yè)《卷煙危害性指標(biāo)體系》項目的開展與應(yīng)用推廣，明確了通過CO、HCN、NNK、NH 、苯并[α ]芘(B[α]P)、苯酚、巴豆醛等7項指標(biāo)來表征卷煙主流煙氣的生物危害性，為系統(tǒng)開展卷煙減害研究提供了努力方向。影響健康的有害物質(zhì)主要存在于卷煙煙氣中，而卷煙煙氣中的化學(xué)成分是經(jīng)過一系列的化學(xué)和物理過程形成的，其化學(xué)物理過程包括煙草中揮發(fā)成分的蒸發(fā)和蒸餾過程、非揮發(fā)成分的熱解過程、熱解所形成焦的不完全燃燒過程及初始產(chǎn)物的二次反應(yīng)，還包括陰燃和抽吸條件下的傳遞過程(質(zhì)量，熱量和動量)等變化，因此卷煙燃燒狀態(tài)是發(fā)生何種化學(xué)物理過程的基礎(chǔ)，通過調(diào)控卷煙燃燒狀態(tài)可以實現(xiàn)從源頭控制卷煙煙氣中有害物質(zhì)的釋放量。尼古丁和多數(shù)煙草致香成分在200-500攝氏度就可以轉(zhuǎn)移到煙氣中，常規(guī)卷煙燃燒溫度在800攝氏度以上，如果把卷煙受熱溫度降低到500攝氏度以下，煙氣多種有害成分可以大幅度降低，同時香味成分受到的影響相對較小。因此，研究一種避免煙絲燃燒又滿足消費者煙癮需求的加熱非燃燒卷煙吸煙裝置非常有意義。
目前，市場出現(xiàn)了通過加熱不燃燒煙草的方式向人體傳送煙堿和香味的卷煙產(chǎn)品，其裝填的是經(jīng)過處理的煙草原料。這種卷煙采用“加熱不燃燒”的方式。相關(guān)研究表明，在500℃以下的較低溫度下，只加熱但不燃燒煙草，煙堿和部分煙草香味成分就可將滿足感和部分煙草香味傳遞給消費者，基本沒有側(cè)流煙氣。與傳統(tǒng)卷煙相比，加熱非燃燒卷煙能夠整體大幅度降低有害成分的釋放量。目前，這類加熱非燃燒煙草制品主要有電加熱型煙草制品和炭加熱型煙草制品。其中電加熱型煙草制品以菲莫公司開發(fā)的Accord和Heatbar為代表，他們均由電加熱器和配套卷煙兩部分構(gòu)成，消費者抽吸時需要在使用專門的電加熱器進(jìn)行抽吸，與傳統(tǒng)卷煙抽吸方式存在較大差異，使用不便，消費者接受程度較低。炭加熱型煙草制品以雷諾公司的Eclipse為代表，其通過炭質(zhì)熱源端的燃燒對填充的卷煙原料進(jìn)行加熱，在抽吸的作用下產(chǎn)生煙氣，這種加熱非燃燒卷煙不需要改變傳統(tǒng)抽吸方式，因此其接受度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他新型卷煙制品。隨著該類產(chǎn)品的逐步出現(xiàn)，對炭質(zhì)熱源材料的需求也逐漸的加大，所以，炭質(zhì)熱源逐步應(yīng)從實驗室研制階段，通過一定的工藝與設(shè)備的設(shè)計制造，向規(guī)?；a(chǎn)品制造發(fā)展，而炭質(zhì)熱源的加工工藝能夠改善質(zhì)量，節(jié)約成本，因此優(yōu)化并規(guī)范炭質(zhì)熱源的加工工藝技術(shù)就顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的正是基于上述應(yīng)用背景和現(xiàn)有技術(shù)狀況，提供一種炭質(zhì)供熱材料的成型加工工藝，成型后的供熱材料不僅具有易點燃，燃燒持續(xù)時間可控和燃燒充分特點，而且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性好，加工工藝簡單，設(shè)備制造難度小，無外污染源引入，整體能耗低，易于規(guī)模化生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來使得：一種加熱非燃燒煙草炭質(zhì)供熱材料成型加工工藝，包括備料、粉料預(yù)混、二次混配、壓制成型、煅燒炭化工序，其中：
備料工序是將加工所用炭質(zhì)原料分別粉碎，并篩分獲得粒徑均勻的粉狀物料，分類放置待用，采用的炭質(zhì)原料包括煅焦粉、氧化石墨粉、天然石墨粉中的兩種或兩種以上的組合；煅焦粉破碎篩分后的粒度范圍控制在10-200微米，氧化石墨粉破碎篩分后的粒度范圍控制在20-400微米，天然石墨粉破碎篩分后的粒度范圍控制在10-400微米。
粉料預(yù)混工序是將備料工序獲得的不同炭質(zhì)原料，按照以下比例加入混合設(shè)備中，對粉料進(jìn)行干混處理，煅焦粉質(zhì)量比例為10-50%，氧化石墨粉質(zhì)量比例為5-30%，天然石墨粉質(zhì)量比例為30-85%；
二次混配工序，二次混配工序?qū)㈩A(yù)混后的粉料與粘結(jié)劑按一定比例充分?jǐn)嚢?、并混合均勻，粘接劑質(zhì)量比例為5-15%；采用的粘結(jié)劑可為固相粘結(jié)劑，也可為液相粘結(jié)劑，固相粘結(jié)劑包括瀝青粉、無機硅酸鹽粘結(jié)劑以及有機高分子粘結(jié)劑，液相粘結(jié)劑包括淀粉膠黏劑、纖維素膠黏劑及木質(zhì)素膠黏劑。
壓制成型工序，是將混配后的干粉物料注入壓制模具，進(jìn)而壓制成型為特定形態(tài)的炭質(zhì)顆粒；壓制方法包括熱壓成型方法或冷壓成型方法，所用粘結(jié)劑為固相粘結(jié)劑時，采用熱壓成型方法對配料進(jìn)行壓制成型，熱壓條件為壓力1-50MPa、溫度300-850度、熱壓時間1-70小時，優(yōu)選5-20小時；所用粘結(jié)劑為液相粘結(jié)劑時，采用冷壓成型方法對配料進(jìn)行壓制成型，冷壓條件為壓力1-50MPa，壓制時間為10-30分鐘。
煅燒炭化工序，煅燒炭化工序是將成型的炭質(zhì)顆粒在惰性氣氛和高溫環(huán)境下進(jìn)行煅燒炭化，最終形成本發(fā)明的炭質(zhì)供熱材料，所述的惰性氣氛為N2氣氛或Ar氣氛，煅燒溫度為300-600度，煅燒時間為0.5-5小時。
本發(fā)明所提供的炭質(zhì)供熱材料及成型加工工藝優(yōu)點在于：
1、炭質(zhì)供熱材料易點燃，燃燒供熱性能穩(wěn)定；
2、炭質(zhì)供熱材料的點燃時間、燃燒速率可調(diào)可控。通過改變炭質(zhì)原料配方比例與壓制成型條件，可方便地調(diào)節(jié)炭質(zhì)供熱材料的點燃時間、燃燒速率，滿足不同加熱非燃燒煙草的供熱需求；
3、加工工藝簡單，加工能耗較低，易于實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實施例1
將10%的粒度為20微米的煅焦粉，20%的粒度為50微米的氧化石墨粉，65%的粒度為100微米石墨粉以及5%的瀝青粉混合均勻，在5MPa，450度下熱壓5小時，即獲得所述的炭質(zhì)供熱塊材料。直徑5毫米的炭棒，點燃時間為3秒，燃燒速度為1分鐘/厘米。
實施例2
將20%的粒度為50微米的煅焦粉，20%的粒度為90微米的氧化石墨粉，50%的粒度為200微米石墨粉以及10%的無機硅酸鹽膠混合均勻，在10MPa，350度下熱壓15小時，即獲得所述的炭質(zhì)供熱塊材料。直徑5毫米的炭棒，點燃時間為2秒，燃燒速度為1.5分鐘/厘米。
實施例3
將30%的粒度為10微米的煅焦粉，30%的粒度為20微米的氧化石墨粉，30%的粒度為300微米石墨粉以及10%的高分子粘結(jié)劑混合均勻，在25MPa，550度下熱壓70小時，即獲得所述的炭質(zhì)供熱塊材料。直徑5毫米的炭棒，點燃時間為1.5秒，燃燒速度為2分鐘/厘米。
實施例4
將40%的粒度為200微米的煅焦粉，10%的粒度為100微米的氧化石墨粉，35%的粒度為300微米石墨粉以及15%的瀝青粉混合均勻，在5MPa，800度下熱壓20小時，即獲得所述的炭質(zhì)供熱塊材料。直徑5毫米的炭棒，點燃時間為2秒，燃燒速度為1分鐘/厘米。
實施例5
將60%的粒度為100微米的煅焦粉，25%的粒度為50微米的氧化石墨粉以及15%的淀粉膠混合均勻，室溫下，在30MPa壓制20分鐘，然后在N2氣氛下，350度煅燒1小時，即獲得所述的炭質(zhì)供熱塊材料。直徑5毫米的炭棒，點燃時間為2秒，燃燒速度為0.6分鐘/厘米。