RU2845695C1 - Способ получения жидкого табачного экстракта - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу получения жидкого табачного экстракта. Способ включает следующие стадии: подготовки табачного материала; нагревания табачного материала при температуре экстракции от 100 до 160°С в течение по меньшей мере 15 мин, причем табачный материал нагревают напрямую; собирания летучих соединений, высвобождаемых из табачного материала в течение стадии нагревания; и образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения. При этом табачный материал нагревают под воздействием микроволн в ходе по меньшей мере одной стадии способа. Изобретение позволяет повысить выход экстракции никотина. 13 з.п. ф-лы.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения жидкого табачного экстракта и к жидкому табачному экстракту, полученному с помощью такого способа.

Известны системы, генерирующие аэрозоль, для доставки аэрозоля пользователю, которые содержат распылитель, выполненный с возможностью генерирования вдыхаемого аэрозоля из жидкого состава, такого как жидкий состав на основе никотина. Некоторые известные системы, генерирующие аэрозоль, содержат термический распылитель, такой как электрический нагреватель, выполненный с возможностью нагревания и испарения жидкого состава с генерированием аэрозоля. Одним популярным типом электрически нагреваемой системы, генерирующей аэрозоль, является электронная сигарета. Другие известные системы, генерирующие аэрозоль, содержат нетермический распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из жидкого состава с применением, например, технологий падающей струи, ультразвука или вибрирующей сетки.

Известно несколько способов получения жидких табачных экстрактов из табачного материала. Жидкие табачные экстракты могут быть получены посредством высокотемпературного процесса экстракции, в котором никотин и другие летучие вкусоароматические соединения извлекают из табачного материала и собирают в подходящем растворителе для формирования натурального жидкого табачного экстракта.

Также известны способы мацерации, в которых табачный материал в виде суспензии выдерживается в экстракционной жидкости в течение промежутка времени до нескольких недель или даже месяцев. Полученную в результате пульпу затем фильтруют, и собранная таким образом жидкая фаза может использоваться для изготовления испаряемого жидкого состава. В одном таком способе так называемом «способе холодной мацерации» - обычно нет способа управления условиями экстракции (например, температурой и давлением). В одном варианте способа мацерации, который был описан, например, в документе US 2012/192880, пульпу нагревают до 100 градусов по Цельсию или выше.

Жидкая фаза, собранная при фильтрации пульпы, которая представляет собой первичный продукт процесса мацерации, является сильно разбавленной и склонна иметь низкое содержание аполярных вкусоароматических соединений табака. Дополнительно жидкая фаза, как правило, содержит незначительное количество никотина или вовсе не содержит его. Таким образом, в жидкие экстракты, полученные с помощью способа мацерации, обычно необходимо добавлять дополнительные ингредиенты, такие как соли никотина и глицерин, перед использованием в испаряемом жидком составе.

Известны альтернативные процессы, в которых табачный материал по существу кипятят в воде в течение нескольких часов или даже дней с образованием паровой фазы, а дистиллят, полученный путем конденсации паровой фазы, непрерывно собирают в сосуде. Со временем маслянистый воскообразный слой, содержащий большую долю аполярных соединений, накапливается на поверхности дистиллята.

С одной стороны, водная часть, над которой накапливается воскообразный слой и которая содержит никотин и другие водорастворимые соединения, возвращается путем рециркуляции в водонагреватель. Аполярный вспомогательный растворитель может необязательно подаваться в водонагреватель с водной частью для увеличения выхода продукта экстракции. С другой стороны, воскообразную фазу собирают, и в итоге она образует первичный продукт одного такого процесса гидродистилляции. Такой продукт часто называют «эфирным маслом табака», и он содержит большую долю аполярных соединений, встречающихся в табаке, таких как жирные кислоты, неофитадиен и т.д. Эфирное масло табака, полученное одним таким способом, обычно не содержит никотина.

Также известно подвергание табачного материала процессу экстракции, включающему использование летучего аполярного растворителя. Примерами подходящих растворителей являются циклические или ациклические короткие алканы, а также хлорированные растворители, такие как дихлорметан. В одном таком процессе избыточный растворитель может быть испарен путем управляемого нагревания в вакууме. Как правило, это осуществляется в присутствии этанола, который имеет более высокую температуру кипения, чем экстракционный растворитель, так что можно обнаружить даже очень малые количества экстракционного растворителя.

Первичный продукт одного такого процесса экстракции с использованием растворителя часто называют «абсолютом табака», и он может содержать очень малые количества этанола. Он представляет собой воскообразный продукт и содержит высококонцентрированную смесь большинства аполярных соединений, которые могут быть экстрагированы с помощью определенного растворителя, обычно включающих никотин, который обычно присутствует в относительно высоких концентрациях.

Альтернативный процесс экстракции включает введение табачного материала в контакт с растворителем в сверхкритических условиях, например с диоксидом углерода в сверхкритическом состоянии. Один такой процесс раскрыт в документе US 2013/160777, и принцип его работы основан на том, что летучие вещества в подаваемом материале, который контактирует с текучей средой в сверхкритическом состоянии, могут отделяться в сверхкритическую фазу. После растворения любого растворимого материала можно удалить текучую среду в сверхкритическом состоянии, содержащую растворенные вещества, и растворенные компоненты подаваемого материала можно выделить из текучей среды в сверхкритическом состоянии. Первичный продукт процесса экстракции в сверхкритическом состоянии по существу подобен «абсолюту табака» из процесса экстракции с использованием растворителя, проходящего при меньшей температуре и меньшем давлении, не содержит остаточного растворителя и, как правило, обладает высоким уровнем воскообразных аполярных соединений и включает никотин, который обычно присутствует в сравнительно высоких концентрациях.

Однако все табачные экстракты, получаемые с помощью способов, известных в данной области техники, склонны иметь очень низкий уровень соединений, связанных с ароматом нагретого табака, например фуранеола, или вообще не содержать их.

В целом, как обсуждено выше, жидкие табачные экстракты, полученные посредством таких известных процессов экстракции, могут иметь низкий уровень никотина. Кроме того, жидкие табачные экстракты, полученные посредством таких процессов экстракции, могут иметь низкий уровень и низкое разнообразие вкусоароматических соединений. Жидкие табачные экстракты, полученные посредством таких процессов экстракции, могут также иметь высокий уровень нежелательных соединений. В целом, на концентрацию никотина, вкусоароматических соединений и нежелательных соединений, получаемую посредством таких способов экстракции, могут значительно влиять тип или типы табака, применяемого в качестве исходного материала.

Целью настоящего изобретения является смягчение одного или более недостатков жидких табачных экстрактов, полученных посредством известных способов. В частности, было бы желательно обеспечить способ получения нового и улучшенного жидкого табачного экстракта. Было бы особенно желательно обеспечить такой способ получения этого жидкого табачного экстракта, который можно было бы осуществлять более эффективно, чем с помощью существующих способов.

Настоящее изобретение относится к способу получения жидкого табачного экстракта из табачного материала. Способ может включать стадию подготовки табачного материала. Табачный материал можно нагревать при температуре экстракции от приблизительно 100 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия. Нагревание может осуществляться в течение по меньшей мере 15 минут. Способ может дополнительно предусматривать стадию собирания летучих соединений, высвободившихся из табачного материала на стадии нагревания. Способ может дополнительно предусматривать стадию образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения. Табачный материал можно нагревать под воздействием микроволн в ходе по меньшей мере одной стадии способа.

В соответствии с настоящим изобретением, включается способ получения жидкого табачного экстракта, при этом способ включает стадии: подготовки табачного материала; нагревания табачного материала при температуре экстракции от приблизительно 100 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия в течение по меньшей мере приблизительно 15 минут; собирания летучих соединений, высвободившихся из табачного материала в ходе стадии нагревания; и образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения. В соответствии с настоящим изобретением, табачный материал нагревают под воздействием микроволн в ходе по меньшей мере одной стадии способа.

В соответствии с настоящим изобретением, дополнительно включается жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа по настоящему изобретению, описанного выше.

В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению термин «жидкий табачный экстракт» описывает непосредственный продукт способа экстракции, осуществленного в отношении табачного материала. Таким образом, табачный экстракт обычно включает смесь натуральных компонентов, которые отделены, извлечены или получены из натурального табачного материала с применением условий и методик обработки табака путем экстракции. Таким образом, в одном таком способе экстрагированные табачные компоненты удаляют из натурального табачного материала и выделяют из неэкстрагированных табачных компонентов. В соответствии с настоящим изобретением, способ экстракции для получения жидкого табачного экстракта включает нагревание табачного материала при конкретных условиях нагревания и собирание генерированных летучих соединений. Летучие соединения будут находиться в газообразной форме при высвобождении из табачного материала. Следовательно, жидкий табачный экстракт состоит из смеси натуральных табачных компонентов, которые были получены из табачного материала и были экстрагированы или образованы в ходе способа экстракции, как правило, в комбинации с одним или более материалами, отличными от табачного материала, такими как неводный экстракционный растворитель, применяемый в ходе способа экстракции. Как будет более подробно описано ниже, летучие соединения, высвободившиеся из исходного табачного материала, можно собирать с применением методики абсорбции, в которой летучие соединения улавливаются в неводном экстракционном растворителе. В качестве примера, поток инертного газа, содержащий летучие соединения, может быть направлен в контейнер с неводным экстракционным растворителем. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно представляет собой вещество для образования аэрозоля.

Настоящее изобретение относится к новому способу экстракции с помощью воздействия микроволн, который включает стадию нагревания табачного материала под воздействием микроволн на определенном этапе в ходе способа экстракции. Как описано более подробно ниже, табачный материал может быть нагрет под воздействием микроволн перед стадией нагревания, в ходе которой табачный материал нагревают до температуры от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, или нагревание под воздействием микроволн может происходить в ходе стадии нагревания.

Было установлено, что включение стадии нагревания под воздействием микроволн в способ экстракции по настоящему изобретению значительно повышает выход экстракции никотина, в некоторых случаях на не более чем 600 процентов по сравнению с эквивалентным способом экстракции без стадии нагревания под воздействием микроволн. Считается, что этот эффект происходит из-за способа, которым микроволны нагревают табак изнутри, путем быстрого нагревания молекул воды в клетках табака. Когда вода внутри клеток табака вскипает, объем внутри клетки быстро расширяется, и клеточная стенка в конечном итоге разрывается. Это повышает проницаемость растительного материала и, что важно, высвобождает компоненты, которые содержатся в клеточной стенке, такие как никотин. Эти компоненты затем являются более доступными для экстракции в ходе стадии нагревания, так что выход этих компонентов повышается.

Микроволновое нагревание традиционно обеспечивает большую глубину проникания и более быстрое нагревание табачного материала, чем традиционные способы резистивного нагревания, и это может предпочтительно приводить к снижению времени, требуемого для выполнения способа экстракции. Например, включение стадии нагревания под воздействием микроволн, как было обнаружено авторами настоящего изобретения, приводит к снижению до не более 80 процентов длительности стадии нагревания. Кроме того, можно обеспечивать снижение потребления энергии до не более 40 процентов. В общем, включение стадии нагревания под воздействием микроволн, таким образом, обеспечивает проведение способа экстракции очень эффективно в отношении как энергии, так и времени.

Из-за способа, которым микроволны нагревают табачный материал изнутри клеток табака, как описано выше, более равномерного нагревания табачного материала также можно достичь по сравнению с традиционными способами нагревания, такими как резистивное нагревание, которое может нагревать табачный материал только снаружи.

Микроволновое нагревание табачного материала можно проводить с помощью относительно простого и низкозатратного устройства, которое может быть легко включено в существующие устройство и способы экстракции.

Помимо пользы, обеспеченной стадией нагревания под воздействием микроволн, в способе экстракции по настоящему изобретению применяется температура экстракции в конкретном диапазоне в комбинации с конкретно заданной продолжительностью нагревания, которая преимущественно обеспечивает

усовершенствованный жидкий табачный экстракт, характеризующийся значительно улучшенным соотношением желательных соединений и нежелательных соединений. В частности, способ экстракции по настоящему изобретению обеспечивает получение жидкого табачного экстракта с максимальным соотношением желательных соединений и нежелательных соединений для табачного материала. Например, применение конкретной комбинации определенных температуры и времени экстракции обеспечивает возможность оптимизировать уровни соединений никотина и при этом одновременно сводить до минимума уровни нежелательных соединений, таких как фураны, карбонилы, фенолы и TSNA.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, в отличие от существующих способов экстракции, которые обсуждались выше, способы в соответствии с настоящим изобретением преимущественно обеспечивают жидкий табачный экстракт, характеризующийся значительно более высоким содержанием соединений, связанных с ароматом нагретого табака, таких как, например, фуранеол. Эти соединения по существу отсутствуют или присутствуют в незначительных количествах в табачном экстракте, полученном с помощью процесса мацерации, который также, как правило, содержит мало никотина или вовсе не содержит его. Эти соединения также обычно отсутствуют или присутствуют в незначительных количествах в табачном экстракте, полученном с помощью растворителя, включая тот, который получен в сверхкритических условиях. Подобным образом, эфирное масло табака, полученное с помощью процесса дистилляции, также, как правило, имеет очень низкое, если вообще имеет, содержание таких соединений, связанных с ароматом нагретого табака.

Жидкие табачные экстракты, полученные с помощью способов в соответствии с настоящим изобретением, представляют существенные различия в композиции по сравнению с табачными экстрактами, полученными с помощью существующих способов экстракции, и их можно применять в качестве жидкости для электронных сигарет или для получения жидкости для электронных сигарет, которая при нагревании генерирует аэрозоль, обладающий отличающимися композицией и вкусоароматическими характеристиками по сравнению с доступными в настоящее время жидкостями для электронных сигарет. В частности, жидкие табачные экстракты, полученные с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, можно применять для генерирования аэрозоля, обеспечивающего вкус нагретого табака, который больше похож на аэрозоль, генерируемый традиционными сигаретами или при нагревании табака в устройстве для нагревания без сжигания, по сравнению с доступными аэрозолями, полученными из существующих жидких композиций на основе никотина.

Способ экстракции по настоящему изобретению обеспечивает возможность получения жидкого табачного экстракта, характеризующегося оптимизированными уровнями никотина и вкусоароматических соединений без необходимости в добавлении этих соединений после экстракции. Таким образом, полученный жидкий табачный экстракт можно преимущественно применять непосредственно для получения композиции на основе никотина. Полученный жидкий табачный экстракт также можно модифицировать с помощью одной или более дополнительных стадий обработки или смешивать с одним или более дополнительными ингредиентами с образованием композиции на основе никотина. Композиция на основе никотина может быть предназначена для применения в электронной сигарете или другой системе, генерирующей аэрозоль.

Как описано выше, являются известными системы, генерирующие аэрозоль, для доставки аэрозоля пользователю, которые содержат распылитель, выполненный с возможностью генерирования вдыхаемого аэрозоля из жидкого состава, такого как жидкая композиция на основе никотина.

Способ получения жидкого табачного экстракта по настоящему изобретению можно эффективно применять для всех типов и сортов табака, в том числе табака Берли, табака огневой сушки и табака восточного типа. Стадии способа можно легко регулировать, чтобы обеспечить жидкий табачный экстракт постоянного состава для различных смесей табака. Способ экстракции дополнительно подходит для различных форм табачного материала.

В некоторых случаях табачный материал можно нагревать без необходимости в значительных стадиях предварительной обработки. Таким образом, способ можно осуществлять эффективно.

В ходе способа в соответствии с настоящим изобретением табачный материал нагревают непосредственно, а не суспендируют в жидком растворителе для стадии нагревания, как во многих типах способов экстракции из предшествующего уровня техники. Это обеспечивает больший контроль над условиями нагревания табачного материала, а также делает способ экстракции более эффективным. При нагревании летучие соединения высвобождаются из табачного материала в газообразной форме.

Как определено выше, в способе в соответствии с настоящим изобретением табачный материал нагревают под воздействием микроволн на определенном этапе в ходе экстракции. Нагревание под воздействием микроволн предпочтительно проводят перед стадией нагревания или в ходе таковой для оптимизации эффекта нагревания под воздействием микроволн в отношении выхода экстракции.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения стадия подготовки табачного материала включает предварительное нагревание табачного материала путем нагревания под воздействием микроволн, вызывающего разрыв клеток табака, перед стадией нагревания. В способах в соответствии с такими вариантами осуществления микроволновое нагревание табачного материала, таким образом, проводят в качестве стадии предварительной обработки перед основной экстракцией. Нагревание под воздействием микроволн разрушает клеточные стенки табачного материала и высвобождает никотин из клеток табака, как описано выше, так что никотин становится более доступным в ходе последующей стадии нагревания.

Предпочтительно в ходе стадии предварительной обработки табачный материал нагревают под воздействием микроволн до температуры от приблизительно 90 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия, более предпочтительно от приблизительно 95 градусов Цельсия до приблизительно 110 градусов Цельсия.

Предпочтительно в ходе стадии предварительной обработки нагревание под воздействием микроволн проводят в течение от приблизительно 1 минуты до приблизительно 5 минут.

Необязательно в способах в соответствии с настоящим изобретением, в которых табачный материал предварительно обрабатывают с помощью нагревания под воздействием микроволн, обеспечивают охлаждение табачного материала до температуры окружающей среды (22 градуса Цельсия) перед началом стадии нагревания, чтобы оптимизировать эффективность основной стадии нагревания. В некоторых способах в соответствии с настоящим изобретением может отсутствовать стадия охлаждения между предварительной обработкой под воздействием микроволн и стадией нагревания. Это может повышать эффективность способа, поскольку табачный материал может поступать на основную стадию нагревания при повышенной температуре.

Необязательно табачный материал нагревают под воздействием микроволн в ходе стадии предварительной обработки в потоке инертного газа, такого как азот. Считается, что это обеспечивает возможность поддерживать влажность на относительно низком уровне, что приводит к оптимизации распространения микроволн. Таким образом, можно обеспечить максимальное положительное влияние микроволн на экстракцию никотина и других соединений.

В вариантах осуществления, в которых табачный материал предварительно обрабатывают путем нагревания под воздействием микроволн перед основной стадией нагревания, как описано выше, стадию нагревания табачного материала до температуры от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия можно проводить путем традиционного нагревания, например, резистивного нагревания или нагревания паром. Традиционное нагревание можно проводить, например, в традиционной печи или сушилке. В некоторых вариантах осуществления табачный материал можно подвергать дополнительному нагреванию под воздействием микроволн в ходе стадии нагревания, вместо традиционного нагревания или в комбинации с традиционным нагреванием, как описано более подробно ниже.

В качестве альтернативы или дополнительно к включению стадии предварительной обработки, предусматривающей нагревание под воздействием микроволн, стадия нагревания табачного материала до температуры от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия может предусматривать нагревание табачного материала под воздействием микроволн. В таких вариантах осуществления нагревание табачного материала под воздействием микроволн происходит в ходе основной стадии экстракции, в ходе которой летучие компоненты экстрагируют в газообразной форме из табачного материала путем нагревания. Нагревание под воздействием микроволн, таким образом, применяют для повышения температуры табачного материала для испарения табачных соединений, а также для разрыва клеток табака для высвобождения компонентов из клеток табака, как описано выше.

В таких вариантах осуществления стадию нагревания табачного материала до температуры от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия можно проводить путем только нагревания под воздействием микроволн.

В качестве альтернативы и предпочтительно, стадия нагревания табачного материала до температуры от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия включает комбинацию нагревания под воздействием микроволн и традиционного нагревания, такого как резистивное нагревание или нагревание паром. В таких способах нагревание под воздействием микроволн применяют в дополнение к стадии традиционного нагревания, и табачный материал нагревают одновременно с помощью микроволн и традиционными средствами нагревания, такими как средства резистивного нагревания или пар. Эта комбинация способов нагревания, как было обнаружено, является особенно эффективной в отношении повышения выхода экстракции (в частности, никотина), поскольку эффект нагревания под воздействием микроволн, по-видимому, оптимизируется. Кроме того, путем объединения нагревания под воздействием микроволн с традиционным нагреванием на основной стадии нагревания стадию нагревания можно предпочтительно проводить значительно быстрее и с меньшим количеством энергии. Эффективность способа экстракции, таким образом, оптимизируется. В некоторых способах полезно сохранять традиционное нагревание в комбинации с нагреванием под воздействием микроволн, а не применять только нагревание под воздействием микроволн, поскольку может быть легче проводить некоторые стадии нагревания с помощью традиционных средств нагревания. Например, если табачный материал нагревают в потоке инертного газа, может быть необходимо нагревать инертный газ с помощью средств резистивного нагревания.

Предпочтительно, если применяют комбинацию способов нагревания, то нагревание под воздействием микроволн предпочтительно обеспечивает от приблизительно 50 процентов до приблизительно 90 процентов мощности нагревания для нагревания табачного материала до требуемой температуры экстракции.

Нагревание табачного материала под воздействием микроволн можно проводить с применением любых подходящих средств для генерирования микроволн. Примером подходящего устройства для нагревания табачного материала под воздействием микроволн является интегрированный реактор LABATRON™ ES3 и система передачи микроволн от SAIREM, которые можно применять для проведения способов экстракции с помощью микроволн с помощью микроволнового реактора с периодическим или непрерывным действием. Это устройство является подходящим для вариантов осуществления, в которых табачный материал нагревают одновременно с нагреванием под воздействием микроволн и традиционным нагреванием, как описано выше.

Мощность микроволн следует контролировать для достижения требуемой температуры табачного материала в зависимости от массы табачного материала, которую необходимо нагреть.

Предпочтительно непрерывно обеспечивают круговое движение или встряхивание табачного материала в ходе нагревания под воздействием микроволн. Этого можно достичь, например, путем нагревания табачного материала внутри роторной сушилки. Непрерывное обеспечение кругового движения табачного материала предотвращает формирование горячих точек в табачном материале и таким образом улучшает однородность нагревания, так что выходы экстракции можно оптимизировать.

Предпочтительно содержание воды в табачном материале в начале стадии нагревания под воздействием микроволн составляет по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу. Содержание воды в табачном материале может составлять не более чем приблизительно 70 процентов по весу в начале стадии нагревания под воздействием микроволн, более предпочтительно не более чем приблизительно 50 процентов по весу, более предпочтительно не более чем приблизительно 40 процентов по весу, более предпочтительно не более чем приблизительно 30 процентов по весу. Например, содержание воды в табачном материале в начале стадии нагревания под воздействием микроволн может составлять от приблизительно 10 процентов до приблизительно 70 процентов по весу, или от приблизительно 10 процентов до приблизительно 50 процентов по весу, или от приблизительно 10 процентов до приблизительно 40 процентов по весу, или от приблизительно 10 процентов до приблизительно 20 процентов по весу.

Следует понимать, что «содержание воды в табачном материале» может включать как воду, изначально присутствующую в табачном материале, так и любую добавленную воду.

Присутствие воды в табачном материале является важным для оптимизации эффекта нагревания под воздействием микроволн на экстракцию, поскольку кипение молекул воды в клетках табака будет вызывать разрыв клеток и высвобождение никотина и других соединений. Содержание воды в табачном материале, таким образом, предпочтительно сохраняют на уровне, составляющем по меньшей мере 10 процентов по весу. В частности, нежелательным является высушивать табачный материал перед нагреванием под воздействием микроволн, поскольку механизмы разрыва клеток, как обнаружили, являются более эффективными, если табачный материал не высушивают перед нагреванием под воздействием микроволн. Исключение стадии высушивания на этом этапе в ходе способа экстракции является предпочтительным, поскольку это снижает время и энергию, необходимые для получения табачного материала для экстракции и таким образом дополнительно улучшает общую эффективность способа по сравнению со способами экстракции из предшествующего уровня техники.

В некоторых вариантах осуществления способы в соответствии с настоящим изобретением могут дополнительно предусматривать стадию внесения воды в табачный материал перед стадией нагревания под воздействием микроволн для повышения содержания воды в табачном материале, предпочтительно до по меньшей мере 10 процентов по весу. Например, на табачный материал можно распылять жидкую воду, или его можно приводить в контакт с паром для повышения содержания воды перед нагреванием под воздействием микроволн.

В вариантах осуществления по настоящему изобретению, в которых табачный материал предварительно обрабатывают путем нагревания под воздействием микроволн перед основной стадией нагревания, как описано выше, способ в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно предусматривать стадию внесения воды в табачный материал после стадии нагревания под воздействием микроволн и перед основной стадией нагревания для повышения содержания воды в табачном материале, предпочтительно до по меньшей мере 10 процентов по весу. Стадия предварительной обработки под воздействием микроволн, вероятно, снижает содержание воды в табачном материале в результате испарения воды из клетки табака при нагревании. Это является предпочтительным для восстановления потери воды из табачного материала и приведения содержания воды обратно до по меньшей мере 10 процентов по весу для обеспечения того, что последующая стадия нагревания для экстракции летучих соединений является оптимизированной, и исключено какое-либо сгорание табачного материала.

Необязательно в способах в соответствии с настоящим изобретением воду, потерянную на стадии предварительной обработки под воздействием микроволн, можно улавливать путем подвергания отходящего газа, полученного в ходе стадии предварительной обработки, способу конденсации. Таким образом также можно преимущественно улавливать ценные летучие компоненты табака, которые также могут быть утраченными в ходе стадии предварительной обработки. Затем собранную воду и летучие компоненты можно применять при повторном увлажнении предварительно обработанного табака. Это может обеспечивать как повторное увлажнение табака, так и снижение потенциальных потерь ценных летучих компонентов.

Как определено выше, в способе по настоящему изобретению табачный материал нагревают при определенных условиях нагревания для высвобождения летучих табачных компонентов, которые собирают и формуют в жидкий табачный экстракт.

В ходе стадии нагревания табачный материал нагревают до температуры экстракции, составляющей от приблизительно 100 градусов Цельсия до приблизительно 160 градусов Цельсия. Было обнаружено, что ниже этого диапазона из табачного материала высвобождаются недостаточные уровни никотина и определенных ароматических соединений, так что полученный в результате жидкий табачный экстракт характеризуется недостатком требуемых вкусоароматических свойств. С другой стороны, если табачный материал нагревают до температуры выше этого определенного диапазона, то могут высвобождаться недопустимо высокие уровни некоторых нежелательных табачных соединений.

Предпочтительно температура экстракции составляет по меньшей мере приблизительно 110 градусов Цельсия, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 115 градусов Цельсия, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 120 градусов Цельсия, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 125 градусов Цельсия.

Предпочтительно температура экстракции составляет не более чем приблизительно 150 градусов Цельсия, более предпочтительно не более чем приблизительно 145 градусов Цельсия, более предпочтительно не более чем приблизительно 140 градусов Цельсия, наиболее предпочтительно не более чем приблизительно 135 градусов Цельсия.

Например, температура экстракции может составлять от приблизительно 110 градусов Цельсия до 150 градусов Цельсия, или от приблизительно 120 градусов Цельсия до приблизительно 140 градусов Цельсия, или от приблизительно 125 градусов Цельсия до приблизительно 135 градусов Цельсия, или приблизительно 130 градусов Цельсия. Было обнаружено, что температура экстракции, составляющая примерно 130 градусов Цельсия, обеспечивает особенно оптимальное соотношение желательных и нежелательных соединений в жидком табачном экстракте.

Температура экстракции может составлять от приблизительно 110 градусов Цельсия до приблизительно 130 градусов Цельсия или от приблизительно 115 градусов Цельсия до приблизительно 125 градусов Цельсия, или приблизительно 120 градусов Цельсия.

Температура экстракции может составлять от приблизительно 125 градусов Цельсия до приблизительно 155 градусов, более предпочтительно от приблизительно 135 градусов Цельсия до приблизительно 145 градусов Цельсия или приблизительно 140 градусов Цельсия.

Табачный материал нагревают при температуре экстракции в течение по меньшей мере приблизительно 15 минут, предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 20 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 25 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 30 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 40 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 50 минут, более предпочтительно в течение по меньшей мере приблизительно 60 минут. Это время экстракции является достаточно большим для эффективной экстракции желательных ароматических соединений табака для получения жидкого табачного экстракта, который может образовывать аэрозоль с желаемыми вкусоароматическими свойствами. Как описано выше, включение стадии нагревания под воздействием микроволн в способ экстракции по настоящему изобретению обеспечивает относительно быстрое проведение стадии нагревания, со значительно более короткой длительностью нагревания, чем обычно требуется в способах экстракции из предшествующего уровня техники.

Предпочтительно табачный материал нагревают при температуре экстракции в течение не более чем приблизительно 180 минут, более предпочтительно не более чем приблизительно 120 минут.

Например, время нагревания может составлять от приблизительно 15 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 15 минут до приблизительно 120 минут, или от приблизительно 20 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 20 минут до приблизительно 120 минут, или от приблизительно 25 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 25 минут до приблизительно 120 минут, или от приблизительно 30 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 30 минут до приблизительно 120 минут, или от приблизительно 40 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 40 минут до приблизительно 120 минут, или от приблизительно 50 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 50 минут до приблизительно 120 минут, или от приблизительно 60 минут до приблизительно 180 минут, или от приблизительно 60 минут до приблизительно 120 минут.

Время нагревания, указанное выше, соответствует продолжительности времени, в течение которого табачный материал нагревают при температуре экстракции, и не включает время, необходимое для повышения температуры табачного материала до температуры экстракции.

Температура экстракции и продолжительность нагревания могут быть выбраны в пределах вышеуказанных диапазонов, определенных в зависимости от таких факторов, как тип табака, возможные другие компоненты табачного материала, желаемый уровень никотина или желаемая композиция жидкого табачного экстракта. Путем контроля комбинации температуры и времени экстракции можно регулировать состав жидкого табачного экстракта в зависимости от желаемых характеристик аэрозоля, полученного из жидкого табачного экстракта. В частности, доля определенных табачных соединений в жидком табачном экстракте может быть в определенной степени отрегулирована посредством выбора параметров экстракции для максимального увеличения соотношения желательных соединений табака и нежелательных табачных соединений в жидком табачном экстракте.

Для конкретного табачного соединения можно легко определить изменение уровня высвобождения соединения в зависимости от температуры экстракции в способе экстракции для любого данного табачного материала. Например, было обнаружено, что уровень никотина, высвобождаемого из табачного материала, при повышении температуры экстракции, как правило, будет увеличиваться. Было обнаружено, что величина увеличения варьируется у различных типов табака.

Также было обнаружено, что уровень желательных вкусоароматических соединений табака, таких как β-дамасценон и β-ионон, которые высвобождаются из табачного материала, будет увеличиваться при увеличении температуры экстракции до определенной пиковой температуры экстракции, после которой уровень начнет уменьшаться. Пиковая температура экстракции для таких вкусоароматических соединений обычно находится в диапазоне от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, так что уровень желательных вкусоароматических соединений можно эффективно оптимизировать в способе экстракции по настоящему изобретению.

Было обнаружено, что уровень многих нежелательных табачных соединений медленно увеличивается при повышении температуры экстракции до некоторой пороговой температуры, выше которой наблюдается быстрое увеличение. Это применимо, например, к уровню фенольных соединений, TSNA и пиразинов, и в случае табака светлых сортов - к уровню фуранов и формальдегида. Во многих случаях пороговая температура находится в диапазоне от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, и, таким образом, уровень нежелательных соединений можно эффективно контролировать в способе экстракции по настоящему изобретению.

Предпочтительно температура экстракции и время экстракции выбраны с обеспечением содержания никотина в жидком табачном экстракте, составляющего по меньшей мере 0,1 процента по весу, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,2 процента по весу.

Предпочтительно температуру экстракции или время экстракции, или как температуру экстракции, так и время экстракции выбирают для обеспечения отношения веса (β-ионона + β-дамасценона) к (фенолу), составляющего по меньшей мере приблизительно 0,25 в жидком табачном экстракте.

β-дамасценон и β-ионон представляют собой желательные соединения, связанные с ароматом табака. Было обнаружено, что количество β-дамасценона и β-ионона, высвобождающихся из табачного материала, будет увеличиваться при увеличении температуры экстракции до определенной пиковой температуры экстракции, после которой этот уровень начнет уменьшаться. Пиковая температура экстракции для таких вкусоароматических соединений обычно находится в диапазоне от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, вследствие чего можно осуществлять эффективное регулирование и управление уровнем желательных вкусоароматических соединений в способе экстракции.

Предпочтительно температура экстракции или время экстракции, или как температура экстракции, так и время экстракции выбраны для обеспечения отношения веса (фуранеола + (2,3-диэтил-5-метилпиразина) × 100)) к (никотину), составляющего по меньшей мере приблизительно 5×10^-4, в жидком табачном экстракте.

Как обсуждалось выше, стадию нагревания можно проводить с помощью традиционного нагревания, нагревания под воздействием микроволн или комбинации традиционного нагревания и нагревания под воздействием микроволн.

Подходящие способы нагревания для осуществления традиционного нагревания табачного материала известны специалистам в данной области техники и включают без ограничения: сухую дистилляцию, гидродистилляцию, вакуумную дистилляцию, мгновенную дистилляцию и тонкопленочную гидродистилляцию.

Стадию нагревания предпочтительно проводят в инертной атмосфере. Предпочтительно поток инертного газа, например, азота, пропускают через табачный материал в течение стадии нагревания. В некоторых случаях можно использовать поток смеси инертного газа с водой или паром. Было обнаружено, что добавление воды или пара в табак при экстракции увеличивает выход экстрагированных компонентов. Однако излишнее добавление воды или пара усложняет обработку, например приводит к липкости табачного материала.

Летучие табачные соединения высвобождаются в поток инертного газа во время стадии нагревания, так что инертный газ (или комбинация инертного газа с водой или паром) действует в качестве носителя для летучих компонентов. Скорость потока инертного газа может быть оптимизирована на основании масштаба и геометрии экстракционной камеры. Относительно высокий расход инертного газа может преимущественно повышать эффективность экстракции из табачного материала.

Обычно при нагревании табачного материала любая влага, присутствующая в табачном материале, также высвобождается вместе с летучими соединениями в форме пара.

Поток инертного газа способствует переносу пара, генерируемого при испарении влаги, содержавшейся в табачном материале, и летучих соединений, в том числе, в частности, никотина или соединений, связанных с ароматом, или и того, и другого, из оборудования для экстракции. Кроме того, в способах, где табачный материал нагревают путем нагревания под воздействием микроволн в ходе этой стадии, поток инертного газа, как было обнаружено, преимущественно сохраняет влажность в экстракционной камере на относительно низком уровне, так что обеспечивается максимальное распространение микроволн через табачный материал.

Кроме того, использование потока инертного газа, такого как азот, под небольшим повышенном давлении в оборудовании для экстракции имеет преимущество, которое заключается в предотвращении попадания кислорода в оборудование для экстракции. Это является желательным, поскольку предотвращает риск любого, даже частичного, сгорания табачного материала в ходе стадии нагревания. Очевидно, что неуправляемое сгорание табачного материала было бы нежелательным, поскольку оно представляло бы большую угрозу для безопасности в производственных условиях. Тем не менее, авторы изобретения обнаружили, что даже ограниченное, частичное сгорание табачного материала может приводить к ухудшению качества табачного экстракта, получаемого с помощью способа, что было бы нежелательно.

Без ограничения какой-либо теорией считается, что в результате предотвращения сгорания табачного материала также предотвращается образование любых нежелательных побочных продуктов сгорания. Кроме того, поскольку предотвращаются условия, способствующие сгоранию табачного материала, табачный материал эффективно нагревается в условиях, которые до некоторой степени имитируют условия, в которых табакосодержащий субстрат (например, гомогенизированный табачный материал) обычно нагревается в изделиях «для нагревания без сжигания». В результате, преимущественным образом осуществляется содействие выборочной экстракции ароматических летучих соединений, обуславливающих вкус, который потребители ассоциируют с нагретым табаком.

Поэтому путем осуществления этапа нагрева в инертной атмосфере преимущественно повышаются эффективность экстракции, качество продукта и производственная безопасность.

Нагревание табачного материала в потоке инертного газа имеет то дополнительное преимущество, что поток инертного газа, содержащий летучие соединения, можно проще направить в контейнер, содержащий экстракционный растворитель, такой как неводный жидкий экстракционный растворитель.

Необязательно этап нагрева можно осуществлять в вакууме. За счет этого удаляется какой-либо кислород, присутствующий в экстракционной камере, что может преимущественно предотвращать реакцию табачного материала или летучих соединений, генерируемых при нагревании табачного материала, с кислородом. Удаление кислорода также будет предотвращать любое сгорание табачного материала, как описано выше.

Способы в соответствии с настоящим изобретением могут дополнительно предусматривать стадию распыления атомизированной воды в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания. Было обнаружено, что это улучшает теплообмен в ходе стадии нагревания, что, как считается, происходит вследствие турбулентного потока, который устанавливается в экстракционной камере в результате испарения атомизированной воды. В результате улучшенного теплообмена включение стадии распыления воды в экстракционную камеру в ходе стадии нагревания, как было обнаружено, обеспечивает дополнительное улучшение выхода никотина, а также повышение выхода некоторых желаемых вкусоароматических соединений из табачного материала. Если стадия нагревания включает нагревание под воздействием микроволн, как описано выше, то присутствие воды также оптимизирует эффект микроволн на табачный материал.

Струю атомизированной воды можно генерировать и распределять в экстракционную камеру с помощью любого подходящего средства.

Расход, при котором атомизированную воду распыляют в экстракционную камеру, может регулироваться, например, в зависимости от расхода табачного материала в экстракционной камере. Например, средний расход, при котором атомизированную воду распыляют в экстракционную камеру, может составлять от приблизительно 3 процентов до приблизительно 30 процентов расхода табачного материала.

Предпочтительно атомизированную воду распыляют под давлением, составляющим по меньшей мере приблизительно 1 бар, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 2 бар, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 3 бар.

Способы атомизации воды будут известны специалистам в данной области техники. В некоторых вариантах осуществления воду можно атомизировать в потоке сжатого инертного газа, такого как воздух. В других вариантах осуществления воду можно атомизировать без потока газа за счет давления внутри распылительной форсунки.

Жидкий табачный экстракт можно получать из табачного материала, состоящего из натурального табака одного типа. В качестве альтернативы, табачный материал может предусматривать смесь двух или более типов натурального табака. Соотношение различных типов табака можно адаптировать в зависимости от требуемых характеристик аэрозоля, генерируемого из экстракта жидкого табака. Например, если желательно обеспечивать относительно высокий уровень никотина, то можно увеличивать долю табака Берли.

Термин «натуральный табак» используется в настоящем документе со ссылкой на настоящее изобретение для описания любой части любого растения, принадлежащего к роду Nicotiana, включая без ограничения листья, средние жилки листьев, стебли и черешки. В частности, натуральный табак может предусматривать табачный материал огневой сушки, табачный материал Берли, табачный материал восточного типа, табачный материал Мэриленд, темный табачный материал, темный табачный материал огневой сушки, табачный материал из махорки, а также материал из других редких или специальных видов табака или их смесей. Как будет подробнее описано ниже, табачный материал может быть цельнолистовым (например, в виде целых листьев табака), измельченным, резаным или молотым.

Если желательно получить жидкий табачный экстракт из комбинации из двух или более различных типов табака, то типы табака можно нагревать отдельно при различных значениях температуры экстракции в определенном диапазоне от 100 градусов Цельсия до 160 градусов Цельсия, или смесь типов табака можно нагревать вместе при одной температуре экстракции в определенном диапазоне.

Табачный материал может представлять собой твердый табачный материал, такой как порошок, табачная фарматура, кусочки листьев табака или неповрежденные листья. В качестве альтернативы, табачный материал может представлять собой жидкий табачный материал, такой как тестообразная масса, гель, взвесь или суспензия.

Табачный материал может быть получен из любого подходящего табачного материала, в том числе без ограничения табачного листа, табачного стебля, восстановленного табака, формованного табака, экструдированного табака или полученных из табака гранул.

Предпочтительно на стадии подготовки табачного материала табак измельчают или режут для уменьшения размера частиц табака в табачном материале. Это может преимущественно улучшить однородность нагревания табачного материала и эффективность экстракции.

Табачный материал необязательно можно высушивать перед стадией нагревания для уменьшения содержания воды в табачном материале. Высушивание табачного материала можно выполнять с помощью любого подходящего химического или физического способа высушивания. В качестве альтернативы и предпочтительно, воду можно добавлять в табачный материал перед стадией нагревания для повышения содержания воды в табачном материале, в частности, где нагревание под воздействием микроволн применяют в ходе этого этапа.

В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения стадия подготовки табачного материала может предусматривать стадию пропитывания табачного материала веществом для образования аэрозоля. Если такое пропитывание табачного материала осуществляют перед стадией нагревания, то оно преимущественным образом может увеличивать количество определенных желательных табачных соединений, высвобождаемых из табачного материала при нагревании. Например, было обнаружено, что пропитывание табачного материала глицерином преимущественным образом увеличивает количество никотина, экстрагируемого из табачного материала. В другом примере было обнаружено, что пропитывание табачного материала неводным экстракционным растворителем, который также представляет собой вещество для образования аэрозоля, например, пропиленгликоль, растительный глицерин, 1,3-пропандиол, триацетин или их смеси, преимущественным образом увеличивает количество вкусоароматических соединений, экстрагируемых из табачного материала.

В некоторых вариантах осуществления табачный материал состоит из натурального табака, который не подвергали каким-либо стадиям предварительной обработки, например, для регулирования содержания воды. Таким образом, содержание воды в табачном материале может составлять приблизительно 10-20 процентов по весу (содержание воды, обычно присутствующее в натуральном табачном материале). В других вариантах осуществления табачный материал может содержать добавленную воду, как описано выше.

В качестве альтернативы или дополнительно, табачный материал может содержать один или более дополнительных ингредиентов, таких как, например, неводный растворитель. Примером подходящего растворителя является пропиленгликоль.

Таким образом, табачный материал может содержать по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу натурального табачного материала или по меньшей мере приблизительно 60 процентов по весу натурального табачного материала, или по меньшей мере приблизительно 80 процентов по весу натурального табачного материала, или по меньшей мере приблизительно 90 процентов по весу натурального табачного материала, или по меньшей мере приблизительно 95 процентов по весу натурального табачного материала.

В некотором варианте осуществления содержание неводного растворителя может составлять по меньшей мере приблизительно 5 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 15 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 25 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 30 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 35 процентов по весу, или по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу.

Необязательно табачный материал может быть ферментирован перед стадией нагревания. Было обнаружено, что это обеспечивает существенное увеличение выхода определенных вкусоароматических соединений из табачного материала.

В некоторых вариантах осуществления на стадии подготовки табачного материала табак не подвергают никакой обработке, адаптированной для изменения рН табака. В частности, на стадии подготовки табачного материала табак не подвергают какой-либо обработке, адаптированной с целью значительного повышения рН табака.

В других вариантах осуществления способ дополнительно включает стадию подвергания табачного материала щелочной обработке перед стадией нагревания. Если способ включает стадию предварительной обработки с помощью нагревания табачного материала под воздействием микроволн, то щелочную обработку предпочтительно проводят перед микроволновым нагреванием. В ходе микроволновой обработки щелочной раствор предпочтительно наносят на табачный материал для обеспечения подщелоченного табачного материала, и подщелоченный табачный материал затем применяют для экстракции.

Включение стадии щелочной обработки перед нагреванием табачного материала, как было обнаружено, обеспечивает дополнительное значительное повышение выхода никотина, полученного в ходе экстракции.

Предпочтительно рН подщелоченного табачного материала составляет по меньшей мере приблизительно 8,5, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 9,0, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 9,5. Предпочтительно рН подщелоченного табачного материала составляет не более чем 11.

«рН подщелоченного табачного материала» означает рН водной суспензии подщелоченного табачного материала, которая образуется путем получения суспензии подщелоченного табачного материала в воде при соотношении 1:20. рН суспензии измеряют после времени замачивания 30 минут.

Как описано выше, на стадии щелочной обработки щелочной раствор наносят на табачный материал перед нагреванием. Подходящий щелочной раствор можно выбирать, например, в зависимости от требуемого рН табачного материала.

Предпочтительно щелочной раствор представляет собой водный раствор щелочного средства. Предпочтительным примером подходящего щелочного раствора для стадии щелочной обработки является водный раствор карбоната калия. Другие подходящие щелочные растворы для применения в настоящем изобретении включают без ограничения гидроксид натрия, карбонат натрия и пероксид водорода.

Табачный материал можно необязательно подвергать анализу перед стадией нагревания с целью определения состава, например, содержания редуцирующих Сахаров или алкалоидов. Эта информация о составе может быть полезной для выбора подходящей температуры экстракции.

В ходе нагревания табачного материала из табачного материала высвобождаются летучие соединения в газообразной форме. Летучие соединения собираются с использованием любой подходящей методики. Если табачный материал нагревают в потоке инертного газа, как описано выше, то летучие соединения собирают из потока инертного газа. Специалисту в данной области техники хорошо известны различные способы сбора.

В определенных предпочтительных вариантах осуществления на стадии собирания летучих соединений применяют методику абсорбции, в которой летучие соединения улавливаются в неводном экстракционном жидком растворителе. Например, поток инертного газа, содержащий летучие соединения, может быть направлен в контейнер с неводным экстракционным жидким растворителем. Неводный экстракционный жидкий растворитель предпочтительно представляет собой вещество для образования аэрозоля, такое как триацетин, глицерин, 1,3-пропандиол, пропиленгликоль или их комбинации. Использование вещества для образования аэрозоля в качестве жидкого растворителя является потенциально полезным, так как вещество для образования аэрозоля может сохраняться в качестве средства для разбавления в конечном жидком табачном экстракте. Это означает, что дополнительная стадия удаления неводного экстракционного растворителя не является обязательной.

В контексте данного документа применительно к настоящему изобретению термин «вещество для образования аэрозоля» относится к соединению или смеси соединений, которые при использовании облегчают образование аэрозоля и предпочтительно по существу устойчивы к термической деградации при рабочей температуре изделия или устройства, генерирующего аэрозоль. Примеры подходящих веществ для образования аэрозоля включают: многоатомные спирты, такие как пропиленгликоль, триэтиленгликоль, 1,3-пропандиол и глицерин; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как моно-, ди- или триацетат глицерина; и алифатические сложные эфиры моно-, ди- или поликарбоновых кислот, такие как диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат.

Предпочтительно неводный жидкий растворитель выдерживают при температуре менее 0 градусов Цельсия для оптимизации переноса летучих соединений в жидкий растворитель. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно выдерживают при температуре не менее -10 градусов Цельсия. Значения температуры ниже указанных могут привести к нежелательным процессам замерзания.

В альтернативных предпочтительных вариантах осуществления этап сбора летучих соединений можно осуществить с использованием методики конденсации, в которой летучие соединения конденсируют, а конденсат собирают. Конденсацию летучих соединений можно осуществить с использованием любого подходящего устройства, например в охлаждаемой колонне. Предпочтительно полученный конденсат добавляют в жидкое вещество для образования аэрозоля, предпочтительно пропиленгликоль.

Добавление жидкого вещества для образования аэрозоля на этапе сбора и, в частности, добавление пропиленгликоля, может преимущественно предотвращать разделение сконденсированных летучих соединений на две фазы или образование эмульсии, к чему склонны некоторые составляющие табака. Без ограничения какой-либо теорией, авторы изобретения обнаружили, что растворимость составляющих табака в гидроляте (т.е. водной фракции жидкого табачного экстракта натурального происхождения) в первую очередь зависит от их полярности, концентрации и рН гидролята, которые могут изменяться в зависимости от типа табака. В результате, если количество вещества для образования аэрозоля является недостаточным, на поверхности жидкого табачного экстракта натурального происхождения обычно образуется маслянистый слой. Такой маслянистый материал может накапливаться в разных областях оборудования для улавливания и обезвоживания, в котором соответственно осуществляются третий и последующие этапы способа. Добавление вещества для образования аэрозоля, такого как пропиленгликоль, способствует предотвращению образования такого слоя и благоприятствует гомогенизации жидкого табачного экстракта натурального происхождения. В свою очередь, это помогает предотвратить любую потерю требуемых связанных с ароматом соединений во время четвертого этапа (обезвоживания), во время которого такие соединения могут нежелательным образом откладываться на поверхностях оборудования.

Кроме этого, жидкое вещество для образования аэрозоля преимущественным образом помогает улавливать связанные с ароматом соединения независимо от их полярности и летучести. Кроме того, в ходе любого последующего этапа высушивания жидкое вещество для образования аэрозоля способствует предотвращению потерь наиболее летучей фракции, а также благоприятствует выборочному удалению лишней воды из жидкого табачного экстракта натурального происхождения с целью получения концентрированного табачного экстракта.

Использование пропиленгликоля в качестве вещества для образования аэрозоля на этапе сбора имеет то дополнительно преимущество, что благодаря уменьшению активности воды в водных растворах, пропиленгликоль осуществляет противомикробное действие. Поэтому, регулируя содержание пропиленгликоля в жидком табачном экстракте, также можно обеспечить по существу отсутствие какой-либо активности микробов в экстракте.

В качестве дополнительной альтернативы, этап сбора летучих соединений можно осуществлять с использованием методики адсорбции, в которой летучие соединения адсорбируются на поверхности твердого адсорбирующего материала, такого как активированный уголь. Адсорбированные соединения затем переносят в жидкий растворитель.

Следующей стадией данного способа по настоящему изобретению является получение жидкого табачного экстракта из собранных летучих соединений. Характер этой стадии может зависеть от способа собирания. «Собранные летучие соединения» обычно будут содержать раствор летучих соединений, полученных из табака, в жидком растворителе или носителе.

Если летучие соединения собирают путем абсорбции в неводном экстракционном растворителе, как описано выше, то способ экстракции обеспечивает жидкий табачный экстракт, который может содержать более чем приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать более чем приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта или более чем приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.

Жидкий табачный экстракт может содержать приблизительно 65 процентов или меньше неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать приблизительно 60 процентов или меньше неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта приблизительно 55 процентов или меньше неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.

В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 65 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 60 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 25 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 55 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.

В других вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 65 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 60 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 30 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 55 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта.

В дополнительных вариантах осуществления жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 65 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 60 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Жидкий табачный экстракт может содержать от приблизительно 35 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта до приблизительно 55 процентов по весу неводного экстракционного растворителя в пересчете на вес жидкого табачного экстракта. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.

В предпочтительных вариантах осуществления в жидком табачном экстракте отношение по весу (β-ионона + β-дамасценона) к (фенолу) составляет по меньшей мере приблизительно 0,25.

В предпочтительных вариантах осуществления в жидком табачном экстракте отношение по весу (фуранеола + (2,3-диэтил-5-метилпиразина) × 100)) к (никотину) составляет по меньшей мере приблизительно 5×10^-4.

Если летучие вещества собирают путем абсорбции в жидком растворителе, как описано выше, то стадия образования жидкого табачного экстракта предпочтительно включает высушивание раствора летучих соединений в жидком растворителе с целью концентрирования этого раствора. Это может быть осуществлено, например для достижения требуемой концентрации никотина или вкусоароматических соединений. Высушивание может быть осуществлено с использованием любого подходящего средства, включая без ограничения обезвоживание, молекулярные сита, сублимационную сушку, разделение фаз, дистилляцию, проникновение сквозь мембрану, контролируемую кристаллизацию воды и фильтрацию, обратную гигроскопичность, ультрацентрифугирование, жидкостную хроматографию, обратный осмос или химическое высушивание.

В предпочтительных вариантах осуществления раствор летучих соединений в жидком растворителе концентрируют путем обезвоживания.

Иначе говоря, раствор летучих соединений в жидком растворителе нагревают с целью испарения по меньшей мере некоторой части воды и получения концентрированного табачного экстракта. Для этого раствор летучих соединений в жидком растворителе можно нагреть до некоторой температуры и в течение некоторого времени с тем, чтобы уменьшить содержание воды в табачном экстракте по меньшей мере на приблизительно 60 процентов.

Частично обезвоженный, концентрированный табачный экстракт можно считать первичным продуктом способа согласно настоящему изобретению. Обедненный табачный материал, из которого при нагреве в ходе второго этапа были экстрагированы летучие соединения и большая часть содержавшейся влаги, можно считать побочным продуктом способа. Такой обедненный табачный материал обычно может характеризоваться содержанием влаги приблизительно 1-5 весовых процентов, предпочтительно приблизительно 2-3 весовых процента.

В одном варианте осуществления раствор летучих соединений в жидком растворителе нагревают в вакууме, предпочтительно при температуре по меньшей мере приблизительно 70 градусов Цельсия. В другом варианте осуществления раствор летучих соединений в жидком растворителе нагревают в потоке воздуха, предпочтительно в потоке воздуха, имеющего относительно низкую влажность, при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 35 градусов Цельсия. Таким образом, концентрированный табачный экстракт натурального происхождения может быть получен с помощью способа согласно настоящему изобретению. Один такой концентрированный табачный экстракт натурального происхождения обычно содержит менее приблизительно 20 весовых процентов воды.

В качестве альтернативы, если летучие соединения собирают путем конденсации, то стадия образования жидкого табачного экстракта может предусматривать добавление конденсата в жидкий растворитель, например, к веществу для образования аэрозоля.

Необязательно стадия образования жидкого табачного экстракта включает стадию фильтрации.

Необязательно стадия образования жидкого табачного экстракта включает стадию смешивания, на которой комбинируют экстракты, полученные из различных табачных материалов.

Необязательно стадия образования жидкого табачного экстракта включает добавление в раствор летучих соединений одной или более добавок, таких как органическая кислота. Тем не менее, во многих случаях жидкий табачный экстракт является пригодным для применения без включения добавок.

В настоящем изобретении дополнительно включается жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, как более подробно описано выше. Как описано выше, с помощью способа по настоящему изобретению преимущественно получают натуральный жидкий табачный экстракт, характеризующийся весьма желательным отношением желательных табачных соединений, таких как никотин и вкусоароматические соединения, к нежелательным табачным соединениям.

Жидкий табачный экстракт является особенно подходящим для получения композиции на основе никотина, такой как жидкая композиция на основе никотина или гелеобразная композиция на основе никотина, для применения в системе, генерирующей аэрозоль. В такой системе, генерирующей аэрозоль, композиция на основе никотина, как правило, нагревается внутри устройства, генерирующего аэрозоль.

При использовании в данном документе термин «устройство, генерирующее аэрозоль» означает устройство, содержащее нагревательный элемент, который взаимодействует с композицией на основе никотина, содержащей жидкий табачный экстракт, такой как полученный с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, с целью получения аэрозоля. В ходе использования летучие соединения высвобождаются из композиции на основе никотина путем передачи тепла и захватываются воздухом, втягиваемым через устройство, генерирующее аэрозоль. По мере охлаждения высвобождающихся соединений, они конденсируются с образованием аэрозоля, который вдыхается потребителем.

При нагревании композиции на основе никотина, содержащей жидкий табачный экстракт в соответствии с настоящим изобретением, высвобождается аэрозоль, который содержит летучие соединения, собранные из табачного материала в ходе способа экстракции. Композицию и свойства получаемого в результате аэрозоля, получаемого из жидкого табачного экстракта и доставляемого потребителю, можно регулировать путем управления композицией жидкого табачного экстракта при помощи управления параметрами в виде параметра экстракции.

Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительного никотина. Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительных вкусоароматических соединений. Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительного фуранеола. Композиция на основе никотина может представлять собой жидкий табачный экстракт, полученный с помощью процесса экстракции согласно настоящему изобретению, без добавления дополнительного растворителя.

Альтернативно для образования композиции на основе никотина жидкий табачный экстракт может подвергаться дополнительным этапам обработки. Даже при осуществлении этих дополнительных этапов композиция на основе никотина может быть образована без необходимости в добавлении дополнительного никотина или вкусоароматических соединений.

Предпочтительно жидкий табачный экстракт можно сконцентрировать на этапе обезвоживания, как описано выше, с образованием концентрированного табачного экстракта, и для образования композиции на основе никотина можно использовать концентрированный табачный экстракт.

Предпочтительно концентрированный табачный экстракт содержит от 8 весовых процентов до 15 весовых процентов воды в пересчете на вес концентрированного табачного экстракта.

На стадии обезвоживания получают концентрированный табачный экстракт, который может характеризоваться содержанием неводного экстракционного растворителя от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу, предпочтительно от приблизительно 65 процентов по весу до 85 процентов по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 75 процентов по весу до приблизительно 85 процентов по весу. Неводный экстракционный растворитель предпочтительно представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.

На стадии обезвоживания получают концентрированный табачный экстракт, который может характеризоваться содержанием никотина, составляющим по меньшей мере приблизительно 0,2 процента по весу никотина, предпочтительно от приблизительно 0,5 процента по весу до приблизительно 12 процентов по весу никотина, наиболее предпочтительно от приблизительно 2 процентов по весу до приблизительно 8 процентов по весу никотина.

Предпочтительно дополнительный неводный растворитель можно добавлять в жидкий табачный экстракт или концентрированный табачный экстракт для образования композиции на основе никотина.

Композиция на основе никотина может представлять собой жидкую композицию на основе никотина или гелеобразную композицию на основе никотина.

Композиция на основе никотина может содержать по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу жидкого табачного экстракта. Предпочтительно композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 20 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 30 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 40 весовых процентов жидкого табачного экстракта, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 50 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит по меньшей мере приблизительно 65 весовых процентов жидкого табачного экстракта, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 75 весовых процентов жидкого табачного экстракта, наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 весовых процентов жидкого табачного экстракта.

В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт представляет собой концентрированный табачный экстракт. Композиция на основе никотина может содержать по меньшей мере приблизительно 10 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 20 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 30 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 40 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 50 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, по меньшей мере приблизительно 60 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 70 процентов по весу концентрированного табачного экстракта, еще более предпочтительно по меньшей мере приблизительно 75 процентов по весу концентрированного табачного экстракта и наиболее предпочтительно по меньшей мере приблизительно 80 процентов по весу концентрированного табачного экстракта.

В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Еще более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 60 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов жидкого табачного экстракта.

В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Еще более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 60 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта.

В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 40 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Еще более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 85 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов жидкого табачного экстракта. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 60 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта, еще более предпочтительно от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 85 весовых процентов жидкого табачного экстракта.

Композиция на основе никотина может содержать до приблизительно 100 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина может быть образована непосредственно из жидкого табачного экстракта без необходимости в добавлении дополнительных неводного растворителя, ароматизаторов или никотина. То есть композиция на основе никотина может содержать 100 весовых процентов жидкого табачного экстракта. В некоторых вариантах осуществления жидкий табачный экстракт представляет собой концентрированный табачный экстракт, и тогда композиция на основе никотина может содержать 100 весовых процентов концентрированного табачного экстракта. В вариантах осуществления, в которых композиция на основе никотина содержит 100 весовых процентов жидкого табачного экстракта или 100 весовых процентов концентрированного табачного экстракта, дополнительный неводный растворитель отсутствует.

Альтернативно в некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина, содержащая жидкий табачный экстракт, может содержать дополнительный неводный растворитель. Дополнительный неводный растворитель представляет собой неводный растворитель, который был добавлен после этапа экстракции. Дополнительный неводный растворитель представляет собой растворитель, который является вспомогательным для неводного экстракционного растворителя, имеющегося в жидком табачном экстракте. В вариантах осуществления, в которых жидкий табачный экстракт представляет собой концентрированный табачный экстракт, композиция на основе никотина, содержащая концентрированный табачный экстракт, может содержать дополнительный неводный растворитель.

Дополнительный неводный растворитель может представлять собой вещество для образования аэрозоля. Предпочтительно дополнительный неводный растворитель представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.

В вариантах осуществления, в которых композиция на основе никотина содержит дополнительный неводный растворитель, композиция на основе никотина может содержать 90 весовых процентов или меньше дополнительного неводного растворителя. Предпочтительно композиция на основе никотина содержит 80 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит 70 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя. В предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит приблизительно 60 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя, приблизительно 50 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя, еще более предпочтительно приблизительно 40 весовых процентов или менее дополнительного неводного растворителя. В некоторых особенно предпочтительных вариантах осуществления композиция на основе никотина содержит приблизительно 35 процентов по весу или меньше дополнительного неводного растворителя, более предпочтительно приблизительно 30 процентов по весу или меньше дополнительного неводного растворителя, еще более предпочтительно приблизительно 25 процентов по весу или меньше дополнительного неводного растворителя, наиболее предпочтительно приблизительно 20 процентов по весу или меньше жидкого табачного экстракта.

В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания никотина в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляться после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания никотина в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания никотина в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.

В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания неводного экстракционного растворителя в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания неводного экстракционного растворителя в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания неводного экстракционного растворителя в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.

В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания воды в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания воды в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания воды в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.

В композиции на основе никотина, полученной посредством способа согласно настоящему изобретению, по меньшей мере 50 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания желательных вкусоароматических соединений табака в композиции на основе никотина может происходить из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. В предпочтительных вариантах осуществления по меньшей мере 80 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания желательных вкусоароматических соединений табака в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции. Еще более предпочтительно по меньшей мере 90 весовых процентов в пересчете на общий вес композиции на основе никотина от содержания желательных вкусоароматических соединений табака в композиции на основе никотина происходит из табачного экстракта, а не добавляется после экстракции.

Общее содержание неводного растворителя в композиции на основе никотина включает неводный экстракционный растворитель и дополнительный неводный растворитель, если он присутствует. Композиция на основе никотина может предусматривать общее содержание неводного растворителя от приблизительно 10 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу. Композиция на основе никотина предпочтительно включает общее содержание неводного растворителя от приблизительно 50 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу, например, от приблизительно 65 процентов по весу до приблизительно 95 процентов по весу, более предпочтительно от приблизительно 70 до приблизительно 90 процентов по весу, наиболее предпочтительно от приблизительно 80 процентов по весу до приблизительно 90 процентов по весу. Неводный растворитель предпочтительно представляет собой триацетин, глицерин, пропиленгликоль, 1,3-пропандиол или их смесь.

Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием пропиленгликоля от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием пропиленгликоля от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.

Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием триацетина от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием триацетина от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.

Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием глицерина от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием глицерина от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, от приблизительно 70 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.

Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием 1,3-пропандиола от приблизительно 10 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов. Композиция на основе никотина может характеризоваться общим содержанием 1,3-пропандиола от приблизительно 20 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, например, от приблизительно 50 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов или от приблизительно 65 весовых процентов до приблизительно 95 весовых процентов, или от приблизительно 80 весовых процентов до приблизительно 90 весовых процентов.

Композиция на основе никотина согласно настоящему изобретению содержит по меньшей мере 0,2 весового процента никотина. Более предпочтительно содержание никотина в жидком табачном экстракте композиции на основе никотина составляет по меньшей мере приблизительно 0,4 процента по весу. Композиция на основе никотина может характеризоваться содержанием никотина приблизительно 12 весовых процентов или менее, например, приблизительно 10 весовых процентов или менее, предпочтительно приблизительно 8 весовых процентов или менее, более предпочтительно приблизительно 5 весовых процентов или менее, предпочтительно приблизительно 3,6 весового процента или менее. Более предпочтительно композиция на основе никотина содержит от приблизительно 0,4 весового процента до 3,6 весового процента никотина в пересчете на вес композиции на основе никотина.

Композиция на основе никотина может содержать от 1 весового процента до 85 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 2 весовых процентов до 50 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 3 весовых процентов до 30 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 5 весовых процентов до 25 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина может содержать от 8 весовых процентов до 20 весовых процентов воды. Композиция на основе никотина предпочтительно содержит от 10 весовых процентов до 15 весовых процентов воды.

В некоторых вариантах осуществления композиция на основе никотина может содержать одну или более водорастворимых органических кислот. Используемый в данном документе применительно к настоящему изобретению термин «водорастворимая органическая кислота» описывает органическую кислоту, характеризующуюся растворимостью в воде при 20°С, которая больше или равняется приблизительно 500 мг/мл.

Одна или более водорастворимых органических кислот могут преимущественно связывать никотин в жидком табачном экстракте посредством образования одной из солей никотина. Одна или более солей никотина могут быть преимущественно растворены и стабилизированы в воде, присутствующей в жидком табачном экстракте или неводном растворителе. Это может преимущественно позволять уменьшать адсорбцию никотина в верхних дыхательных путях и улучшать доставку никотина в легкие и удержание его в них, как обсуждается выше.

Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое больше или равняется приблизительно 2 весовым процентам. Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое больше или равняется приблизительно 3 весовым процентам.

Водорастворимая органическая кислота может представлять собой уксусную кислоту.

Экзогенная уксусная кислота представляет собой уксусную кислоту, которая была добавлена из источника, отличного от табачного растительного материала, и является отличной от уксусной кислоты, естественным образом присутствующей в растении табака, которая была выделена, извлечена или получена из табачного растительного материала с применением условий и методик экстракционной обработки.

Если для образования композиции на основе никотина в жидкий табачный экстракт добавляют уксусную кислоту, то общее содержание уксусной кислоты в композиции на основе никотина, включая как экзогенную, так и эндогенную уксусную кислоту, предпочтительно составляет от приблизительно 0,01 весового процента до приблизительно 8 весовых процентов, например, от приблизительно 0,03 весового процента до приблизительно 8 весовых процентов, от приблизительно 0,3 весового процента до приблизительно 8 весовых процентов, от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов или от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов. Более предпочтительно общее содержание уксусной кислоты составляет от приблизительно 0,01 весового процента до приблизительно 6 весовых процентов, например, от приблизительно 0,03 весового процента до приблизительно 6 весовых процентов, от приблизительно 0,3 весового процента до приблизительно 6 весовых процентов, от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов или от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов.

Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое меньше или равняется приблизительно 8 весовым процентам. Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, которое меньше или равняется приблизительно 6 весовым процентам.

Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов. Например, композиция на основе никотина может характеризоваться содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 2 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов.

Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 8 весовых процентов. Например, композиция на основе никотина может характеризоваться содержанием водорастворимых органических кислот, составляющим от приблизительно 3 весовых процентов до приблизительно 6 весовых процентов.

Композиция на основе никотина может содержать один или более ароматизаторов, полученных не из табака. Подходящие ароматизаторы, полученные не из табака, включают без ограничения ментол.

Предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием ароматизаторов, полученных не из табака, которое меньше или равняется приблизительно 4 весовым процентам. Более предпочтительно композиция на основе никотина характеризуется содержанием ароматизаторов, полученных не из табака, которое меньше или равняется приблизительно 3 весовым процентам. Например, жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа по настоящему изобретению, можно применять для получения композиции на основе никотина, содержащей от 10 мг до 20 мг никотина на миллилитр, без необходимости в добавлении никотина.

Композиция на основе никотина, подходящая для применения в системе, генерирующей аэрозоль, может предусматривать жидкий табачный экстракт, полученный с помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, в комбинации с водой и дополнительным веществом для образования аэрозоля. Композиция на основе никотина может содержать, например, от приблизительно 10 процентов по весу до приблизительно 20 процентов по весу воды.

Композиция на основе никотина, содержащая жидкий табачный экстракт в соответствии с настоящим изобретением, может быть представлена в картридже для применения в системе, генерирующей аэрозоль. Картридж может содержать распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из композиции на основе никотина. Распылитель может представлять собой термический распылитель, выполненный с возможностью нагревания композиции на основе никотина для генерирования аэрозоля. Термический распылитель может содержать, например, нагреватель и элемент для перемещения жидкости, выполненный с возможностью перемещения композиции на основе никотина к нагревателю. Элемент для перемещения жидкости может содержать капиллярный фитиль. Альтернативно распылитель может представлять собой нетермический распылитель, выполненный с возможностью генерирования аэрозоля из композиции на основе никотина способ, отличным от нагрева.

Нетермический распылитель может представлять собой, например, распылитель с падающей струей, ультразвуковой распылитель или распылитель с вибрирующей сеткой.

Картридж, содержащий композицию на основе никотина, образованную из жидкого табачного экстракта согласно настоящему изобретению, можно использовать в сочетании с любым подходящим устройством, генерирующим аэрозоль, которое содержит корпус, выполненный с возможностью вмещения по меньшей мере части картриджа. Устройство, генерирующее аэрозоль, может содержать батарею и электронную схему управления.

Конкретные варианты осуществления настоящего изобретения будут далее описаны исключительно в качестве примера.

В способе экстракции в соответствии с первым вариантом осуществления табачный материал получают из светлого табака огневой сушки. Табачный материал нарезают для образования кусочков табака с максимальным размером 2,5 миллиметра на 2,5 миллиметра, и кусочки табака предварительно обрабатывают путем нагревания под воздействием микроволн, пока не произойдет разрыв клеток табака. Предварительно обработанные кусочки табака охлаждают и затем помещают в увлажнительную камеру для повышения содержания воды до приблизительно 10 процентов по весу. Кусочки табака затем подавали в экстракционную камеру, без сжатия, при расходе табака 30 кг в час. Табачный материал нагревают в экстракционной камере до температуры 130 градусов Цельсия в течение периода, составляющего 2 часов. В ходе нагревания через экстракционную камеру пропускают поток азота с расходом приблизительно 2 0 литров в минуту.

Летучие соединения, высвобожденные из табачного материала в ходе стадии нагревания, собирают путем конденсации при температуре 0 градусов Цельсия и добавляют в жидкий растворитель, образованный из пропиленгликоля.

Раствор пропиленгликоля с собранными летучими соединениями концентрируют в способе обезвоживания с целью снижения уровня содержания влаги в жидком табачном экстракте до приблизительно 15 процентов.

В способе экстракции в соответствии со вторым вариантом осуществления табачный материал получают из светлого табака огневой сушки. Табачный материал нарезают для образования кусочков табака размером 2,5 миллиметра на 2,5 миллиметра, и воду вводят в табачный материал для повышения содержания воды до приблизительно 20 процентов по весу. Кусочки табака загружают в экстракционную камеру без сжатия. Табачный материал нагревают в экстракционной камере до температуры 130 градусов Цельсия в течение периода, составляющего 30 минут. Нагревание проводят с помощью комбинации нагревания под воздействием микроволн и резистивного нагревания, причем нагревание под воздействием микроволн обеспечивает по меньшей мере 50 процентов мощности для нагревания табачного материала. В ходе нагревания через экстракционную камеру пропускают поток азота с расходом приблизительно 40 литров в минуту.

Летучие соединения, высвобожденные из табачного материала в ходе стадии нагревания, собирают путем конденсации при температуре 0 градусов Цельсия и добавляют в жидкий растворитель, образованный из пропиленгликоля. Раствор пропиленгликоля с собранными летучими соединениями концентрируют в способе обезвоживания с целью снижения уровня содержания влаги в жидком табачном экстракте до приблизительно 15 процентов.

Claims (19)

1. Способ получения жидкого табачного экстракта, при этом способ включает стадии:

подготовки табачного материала;

нагревания табачного материала при температуре экстракции от 100 до 160°С в течение по меньшей мере 15 мин, причем табачный материал нагревают напрямую;

собирания летучих соединений, высвобождаемых из табачного материала в течение стадии нагревания; и

образования жидкого табачного экстракта, содержащего собранные летучие соединения,

при этом табачный материал нагревают под воздействием микроволн в ходе по меньшей мере одной стадии способа.

2. Способ по п. 1, при котором стадия подготовки табачного материала включает предварительное нагревание табачного материала путем нагревания под воздействием микроволн, вызывающего разрыв клеток табака, перед стадией нагревания.

3. Способ по п. 1, при котором стадию нагревания табачного материала до температуры экстракции, составляющей от 100 до 160°С, проводят путем резистивного нагревания или нагрева паром.

4. Способ по п. 1, при котором стадия нагревания табачного материала до температуры экстракции, составляющей от 100 до 160°С, включает нагревание табачного материала под воздействием микроволн.

5. Способ по п. 1, при котором стадия нагревания табачного материала до температуры экстракции, составляющей от 100 до 160°С, включает нагревание табачного материала с помощью комбинации нагревания под воздействием микроволн и резистивного нагревания или нагрева паром.

6. Способ по п. 1, при котором табачный материал нагревают в потоке инертного газа в ходе по меньшей мере одной из стадии нагревания и стадии предварительной обработки, если она присутствует.

7. Способ по любому из предшествующих пунктов, при котором табачный материал характеризуется содержанием влаги, составляющим по меньшей мере 10 процентов по весу, в начале нагревания под воздействием микроволн.

8. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию внесения воды в табачный материал перед стадией нагревания под воздействием микроволн для повышения содержания влаги в табачном материале до по меньшей мере 10 процентов по весу.

9. Способ по любому из предшествующих пунктов, при котором непрерывно обеспечивают круговое движение табачного материала в ходе нагревания под воздействием микроволн.

10. Способ по любому из предшествующих пунктов, при котором табачный материал нагревают при температуре экстракции, составляющей от 125 до 160°С.

11. Способ по любому из предшествующих пунктов, при котором температуру экстракции выбирают для получения жидкого табачного экстракта с содержанием никотина, составляющим по меньшей мере 0,2 процента по весу в пересчете на сухой вес.

12. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию подвергания табачного материала щелочной обработке перед стадией нагревания и перед стадией предварительной обработки, если она присутствует.

13. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию распыления воды на табачный материал в ходе стадии нагревания.

14. Способ по любому из предшествующих пунктов, дополнительно включающий стадию высушивания или концентрирования собранных летучих соединений.