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WO2025154278A1 - たばこ材料の製造方法及びたばこ材料 - Google Patents

たばこ材料の製造方法及びたばこ材料

Info

Publication number
WO2025154278A1
WO2025154278A1 PCT/JP2024/001506 JP2024001506W WO2025154278A1 WO 2025154278 A1 WO2025154278 A1 WO 2025154278A1 JP 2024001506 W JP2024001506 W JP 2024001506W WO 2025154278 A1 WO2025154278 A1 WO 2025154278A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tobacco
heating
cooling
raw material
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/001506
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
由梨奈 高鍋
亮祐 長瀬
豊 改發
宏海 植松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Tobacco Inc
Original Assignee
Japan Tobacco Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Tobacco Inc filed Critical Japan Tobacco Inc
Priority to PCT/JP2024/001506 priority Critical patent/WO2025154278A1/ja
Publication of WO2025154278A1 publication Critical patent/WO2025154278A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A24TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24BMANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/14Forming reconstituted tobacco products, e.g. wrapper materials, sheets, imitation leaves, rods, cakes; Forms of such products

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing tobacco material and to tobacco material.
  • tobacco plant leaves After being harvested, tobacco plant leaves undergo a drying process on the farm, a long-term aging process of one to several years at a raw material factory, and then various processing steps such as blending and cutting at a manufacturing factory, before being used to manufacture flavor inhalers such as cigarettes. By going through these various processing steps, tobacco plant leaves become fragrant tobacco material. Such tobacco material is called “leaf tobacco” to distinguish it from tobacco plant leaves.
  • TSNAs tobacco specific nitrosamines
  • NNK 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone
  • NNN N'-nitrosonornicotine
  • NAT N'-nitrosoanatabine
  • NAB N'-nitrosoanabasine
  • the inventors focused on the problem that when tobacco leaves are heated to reduce the amount of TSNA contained in the leaves, the flavor components contained in the tobacco leaves volatilize and the amount of the flavor components also decreases.
  • the present invention aims to solve this problem, that is, to provide a tobacco material that retains the flavor components while reducing the amount of TSNA.
  • a heating device having an inlet, an outlet, and a heating chamber, heating tobacco raw material having a moisture content in the range of 5 to 30% by mass at a temperature of 290 to 400°C while being transported through the heating chamber in a state where the tobacco raw material is filled in the heating chamber;
  • the present invention provides a method for producing tobacco material, the method including: transporting the tobacco raw material from the heating device to a cooling device that is continuous with the heating device and has a cooling chamber; and cooling the tobacco raw material while being transported through the cooling chamber in a state where the tobacco raw material is filled in the cooling chamber.
  • a tobacco material obtained by the method according to the first aspect.
  • a tobacco material having an NNN content of 3.0 [ ⁇ g/g D.W.] or less, an NAT content of 2.0 [ ⁇ g/g D.W.] or less, and a mass ratio of acetic acid to citric acid of 0.3 or more.
  • the present invention makes it possible to provide tobacco materials that retain flavor components while reducing the amount of TSNA.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a tobacco material production apparatus.
  • FIG. 2A is a schematic front view showing an example of an aerosol generating device.
  • FIG. 2B is a schematic top view of the aerosol generating device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a schematic bottom view of the aerosol generating device shown in FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional side view showing an example of a flavor generating article.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line III-III of the aerosol generating device shown in FIG. 2B.
  • FIG. 5 is a graph showing NNN content.
  • FIG. 6 is a graph showing NAT content.
  • FIG. 7 is a graph showing the mass ratio of acetic acid to citric acid.
  • FIG. 8 is a graph showing nicotine content.
  • FIG. 9 is a graph showing NNN content.
  • FIG. 10 is a graph showing NAT content.
  • FIG. 11 is a graph showing the mass ratio of acetic acid to citric acid.
  • FIG. 12 is a graph showing nicotine content.
  • FIG. 13 is a graph showing ammonia content.
  • the method for producing a tobacco material comprises the steps of: using a heating device having an inlet, an outlet, and a heating chamber, heating tobacco raw material having a moisture content in the range of 5 to 30% by mass at a temperature of 290 to 400°C while being transported through the heating chamber in a state where the tobacco raw material is filled in the heating chamber;
  • the method includes transporting the tobacco raw material from the heating device to a cooling device that is continuous with the heating device and has a cooling chamber, and cooling the tobacco raw material while being transported through the cooling chamber in a state where the tobacco raw material is filled in the cooling chamber.
  • the tobacco raw material is first heated while being filled in the heating chamber of the heating device. Therefore, in the above method, even if moisture or flavor components volatilize from the tobacco raw material when the tobacco raw material is heated, the volatilized moisture and flavor components can be kept in the vicinity of the tobacco raw material.
  • the tobacco raw material is then transported to a cooling device connected to the heating device, and cooled while being filled in the cooling chamber of the cooling device. Therefore, in the above method, the tobacco raw material is transported to the cooling device, and the gas present in the vicinity of the tobacco raw material is also transported to the cooling device.
  • the tobacco raw material can be cooled in the cooling chamber of the cooling device while the moisture and flavor components volatilized from the tobacco raw material are present in the vicinity of the tobacco raw material.
  • the moisture and flavor components volatilized from the tobacco raw material can be returned to the tobacco raw material.
  • the above method can be carried out, for example, using the tobacco material manufacturing apparatus shown in Figure 1.
  • the "tobacco material manufacturing apparatus” will be explained first, followed by the heating step (S1) and the cooling step (S2).
  • the heating device 20 has a structure similar to that of a single-screw extruder. That is, the heating device 20 includes a cylinder 22, a screw 23, a motor 24, a band heater 25, and a cover body 26.
  • the cylinder 22 is a cylindrical metal member whose first end is closed by a disk portion and whose other end, the second end, is tapered. In FIG. 1, the cylinder 22 is tapered at the second end, but the cylinder 22 may be a cylindrical member whose second end is not tapered and has approximately the same diameter over its entire length.
  • a through hole is provided in the center of the disk portion closing the first end of the cylinder 22.
  • the cylinder 22 is provided with a through hole near the first end as an inlet 22A for introducing tobacco raw material into the heating chamber 22C, which is the internal space of the cylinder, and which connects the heating chamber 22C with the external space of the tobacco material manufacturing device 10.
  • the outlet 22B is an opening provided at the second end of the cylinder 22.
  • the screw 23 has a screw shaft whose length is parallel to the length of the cylinder 22, and a screw blade fixed to the screw shaft. One end of the screw shaft to which the screw blade is not attached is inserted into a through hole in the disc portion and protrudes outside the cylinder 22. This end is connected to the rotating shaft of the motor 24. The remaining part of the screw 23 is located inside the cylinder 22.
  • the screw 23 rotates by driving the motor 24, and transports the tobacco raw material within the heating chamber 22C towards the outlet 22B.
  • the combination of the screw 23 and the motor 24 is an example of a "mechanism for transporting tobacco raw material within the heating chamber".
  • the tobacco material production apparatus 10 carries out a heating step (S1) and a cooling step (S2).
  • the heating step (S1) and the cooling step (S2) are steps carried out in a heating device 20 and a cooling device 30, respectively.
  • the tobacco material manufacturing apparatus 10 drives the motor 24 to rotate the screw 23, and operates the hopper 21 to feed the tobacco raw material into the heating chamber 22C.
  • the tobacco raw material is continuously fed so that the portion of the heating chamber 22C downstream of the feed opening 22A is filled with the tobacco raw material.
  • the screw 23 transports the tobacco raw material within the heating chamber 22C toward the outlet 22B, and applies pressure and shear force to the tobacco raw material.
  • the tobacco material manufacturing apparatus 10 further operates the band heater 25.
  • the band heater 25 heats the tobacco raw material in the heating chamber 22C via the cylinder 22.
  • the tobacco raw material that moves downstream due to the rotation of the screw 23 is discharged to the outside of the cylinder 22 through the outlet 22B.
  • the tobacco raw material discharged to the outside of the cylinder 22 enters the cooling chamber 31C through the inlet 31A without coming into contact with the outside air.
  • the tobacco material manufacturing apparatus 10 operates the cooling device 30. Tobacco raw material is continuously supplied from the heating chamber 22C to the cooling chamber 31C. Therefore, within the cooling chamber 31C, the tobacco raw material moves continuously from the inlet 31A to the discharge outlet 31B. During this movement, the tobacco raw material is cooled by the heat exchange described above. Then, after the tobacco raw material has been sufficiently cooled, it is discharged from the discharge outlet 31B to the outside of the tobacco material manufacturing apparatus 10.
  • tobacco raw materials may be tobacco shreds that are ready to be incorporated into tobacco products such as combustion-type or heat-type flavor inhalers.
  • tobacco shreds ready to be incorporated into tobacco products refers to tobacco shreds that have been subjected to a drying process on the farm, a long-term aging process of one to several years at a raw material factory, and various other processing steps such as blending and cutting at a manufacturing factory, and are ready to be incorporated into tobacco products.
  • Tobacco shreds are cut tobacco leaves.
  • Tobacco shreds may be shredded leaves, shredded backbones, shredded reconstituted tobacco (i.e., tobacco material produced in a factory by processing leaf waste, shredded waste, backbone waste, fine powder, etc., generated during the work process into a reusable form), or a mixture of these.
  • Tobacco shreds may be pulverized, and the resulting pulverized material may be used for the heating step (S1).
  • the pulverized tobacco shreds have an average particle size of, for example, 100 to 500 ⁇ m. In this specification, the average particle size refers to the number-average particle size measured using a laser scattering diffraction type particle size distribution device.
  • the tobacco shreds may be of any variety, such as flue-cured, burley, or oriental, etc.
  • the tobacco shreds may be of a single variety or a mixture of different varieties.
  • the tobacco raw material is heated at a temperature of 290 to 400° C. using the heating device 20 described above while being transported within the heating chamber 22C in a state where it is filled within the heating chamber 22C.
  • the evaporated moisture and flavor components can be kept in the vicinity of the tobacco raw material. This allows the tobacco raw material to be cooled in the same state (i.e., the evaporated moisture and flavor components are present in the vicinity of the tobacco raw material) in the subsequent cooling step (S2). As a result, the moisture and flavor components that have evaporated from the tobacco raw material can be returned to the tobacco raw material. In other words, it is possible to prevent the moisture and flavor components contained in the tobacco raw material from being lost due to evaporation.
  • the heating is performed at a temperature of 290 to 400°C, preferably 290 to 380°C, and more preferably 290 to 350°C.
  • the heating temperature refers to the set temperature of the heating device 20. If the heating temperature is lower than 290°C, the effect of reducing TSNA cannot be sufficiently obtained. From the viewpoint of safety, the heating temperature is preferably 400°C or less.
  • the obtained tobacco material can have a reduced NNN content and NAT content, in particular, compared to the starting tobacco raw material. Because NNN and NAT account for a large proportion of TSNA, reducing the NNN and NAT contents of the tobacco raw material is important in reducing the total amount of TSNA.
  • the NNN content is 3.0 [ ⁇ g/g D.W.] or less
  • the NAT content is 2.0 [ ⁇ g/g D.W.] or less
  • a tobacco material is provided having a mass ratio of acetic acid to citric acid of 0.3 or more, wherein the unit of [ ⁇ g/g D.W.] represents mass [ ⁇ g] per 1 g of dry weight of the tobacco material.
  • the ammonia content of the tobacco material is preferably 1 to 2000% D.W.
  • NNN content and “NAT content” of a tobacco material can be measured by the procedures described below. 200 ⁇ L of the mixed internal standard solution and 20 mL of 0.1 M ammonium acetate aqueous solution are added to 0.5 g of sample (tobacco material) in this order, and the sample solution is prepared by shaking and extraction. The sample solution is diluted 10 times with 0.1 M ammonium acetate aqueous solution, then filled into a vial and quantitatively analyzed by LC-MS/MS (liquid chromatography tandem mass spectrometry). Quantitative analysis of NNN and NAT is performed according to the method specified in ISO 21766:2021.
  • the "citric acid content” and "acetic acid content” of a tobacco material can be measured by the procedures described below.
  • a sample solution is prepared by adding 10 mL of distilled water to 1 g of the sample (tobacco material) and shaking the mixture at room temperature for 30 minutes to perform shaking extraction.
  • the sample solution is filtered through a filter and then quantitatively analyzed by CE (capillary electrophoresis).
  • CE capillary electrophoresis
  • the "ammonia content" of a tobacco material can be measured by the procedure described below.
  • a sample tobacco material
  • a sulfuric acid solution to prepare a sample solution.
  • the sample solution is separated in an analytical column using an ion chromatograph analyzer (non-suppressor type), and then detected and measured with an electric conductivity detector to quantify ammonia (NH 3 ).
  • the quantitative analysis of ammonia is performed according to the method specified in ISO 21045:2018.
  • the non-combustion heating type flavor inhaler is a flavor inhaler that provides a user with tobacco flavor by heating a tobacco flavor source without burning it.
  • the non-combustion heating type flavor inhaler is also simply referred to as a "heating type flavor inhaler.”
  • the heated flavor inhaler of the present invention has the same configuration as a normal heated flavor inhaler, except that the tobacco flavor source is replaced with the above-mentioned "tobacco material.”
  • a flavor generating article comprising a flavor source containing the above-mentioned "tobacco material” and a wrapping paper wrapped around the flavor source; and a heater for heating the flavor source contained in the flavor generating article.
  • the flavor generating article is also called a tobacco stick.
  • the flavor generating article may further include a filter on the downstream side of the flavor source (i.e., on the mouth side).
  • the heated flavor inhaler is composed of an aerosol generating device 100 and a tobacco stick 200.
  • Figure 2A is a schematic front view of an example of an aerosol generating device.
  • Figure 2B is a schematic top view of the aerosol generating device shown in Figure 2A.
  • Figure 2C is a schematic bottom view of the aerosol generating device shown in Figure 2A.
  • Figure 3 is a schematic side cross-sectional view of an example of a tobacco stick.
  • Figure 4 is a cross-sectional view taken along line III-III of the aerosol generating device shown in Figure 2B.
  • the X axis is a direction perpendicular to the Y axis and the Z axis, and the X axis and the Y axis can also be referred to as the radial direction perpendicular to the axial direction of the chamber 150, or the radial direction of the chamber 150.
  • the aerosol generating device 100 is configured to generate an aerosol containing tobacco flavor components by heating a tobacco stick 200 containing the above-mentioned "tobacco material.”
  • the outer housing 101 is made of resin, for example, and in particular, may be formed of polycarbonate (PC), ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, PEEK (Polyetheretherketone) or a polymer alloy containing multiple types of polymers, or a metal such as aluminum.
  • PC polycarbonate
  • ABS Acrylonitrile-Butadiene-Styrene
  • PEEK Polyetheretherketone
  • a polymer alloy containing multiple types of polymers or a metal such as aluminum.
  • the outer housing 101 has an opening (not shown) for receiving a tobacco stick, and the sliding cover 102 is slidably attached to the outer housing 101 to close this opening.
  • the sliding cover 102 is configured to be movable along the outer surface of the outer housing 101 between a closed position (position shown in Figures 2A and 2B) in which the opening of the outer housing 101 is closed, and an open position (position shown in Figure 4) in which the opening is open.
  • a user can manually operate the sliding cover 102 to move the sliding cover 102 between the closed position and the open position. This makes it possible to permit or restrict access of tobacco sticks to the inside of the aerosol generating device 100.
  • the switch unit 103 is used to switch the operation of the aerosol generating device 100 on and off.
  • a user can insert a tobacco stick into the aerosol generating device 100 and operate the switch unit 103 to supply power from a power source (see reference numeral 121 in FIG. 4) to a heater (see reference numeral 140 in FIG. 4), thereby heating the tobacco stick without burning it.
  • the switch unit 103 may be a switch provided outside the outer housing 101, or may be a switch located inside the outer housing 101. When the switch is located inside the outer housing 101, the switch is indirectly pressed by pressing the switch unit 103 on the surface of the outer housing 101. In this example, an example in which the switch of the switch unit 103 is located inside the outer housing 101 will be described.
  • the aerosol generating device 100 may further have a terminal (not shown).
  • the terminal may be an interface that connects the aerosol generating device 100 to, for example, an external power source. If the power source provided in the aerosol generating device 100 is a rechargeable battery, connecting the external power source to the terminal allows the external power source to pass current through the power source and charge the power source. Also, connecting a data transmission cable to the terminal may enable data related to the operation of the aerosol generating device 100 to be transmitted to an external device.
  • the smokable article 201 contains the above-mentioned "tobacco material” as a tobacco flavor source. As described above, when used in a heated flavor inhaler, the above-mentioned "tobacco material” can reduce the negative sensations experienced during inhalation (i.e., irritation, and the tingling and itchy sensations in the mouth) without reducing the smoking experience.
  • the first wrapping paper 202 that wraps the smokable article 201 may be a breathable sheet member.
  • the tubular member 204 may be a paper tube or a hollow filter.
  • the tobacco stick 200 includes the smokable article 201, the tubular member 204, the hollow filter portion 206, and the filter portion 205, but the configuration of the tobacco stick 200 is not limited to this.
  • the hollow filter portion 206 may be omitted, and the tubular member 204 and the filter portion 205 may be disposed adjacent to each other.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line III-III of the aerosol generating device 100 shown in FIG. 2B.
  • an inner housing 110 (corresponding to an example of a housing) is provided inside the outer housing 101 of the aerosol generating device 100.
  • the inner housing 110 is made of resin, for example, and may be formed of polycarbonate (PC), ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, PEEK (Polyetheretherketone), or a polymer alloy containing multiple types of polymers, or a metal such as aluminum. From the viewpoint of heat resistance and strength, the inner housing 110 is preferably made of PEEK.
  • a power supply unit 120 and an atomization unit 130 are provided in the internal space of the inner housing 110.
  • the atomization section 130 has a metallic chamber 150 (corresponding to an example of a cylindrical section) that extends in the insertion direction (Z-axis direction) of the tobacco stick 200, a heater 140 that covers part of the chamber 150, a heat insulating section 132, and a substantially cylindrical insertion guide member 134 (corresponding to an example of a guide section) that abuts against the opening of the chamber 150.
  • the chamber 150 is configured to surround the periphery of the tobacco stick 200.
  • the heater 140 is configured to include a heating section that contacts the outer peripheral surface of the chamber 150 and heats the tobacco stick 200 inserted into the chamber 150.
  • a bottom member 136 (corresponding to an example of an abutment portion) is provided at the bottom of the chamber 150.
  • the bottom member 136 abuts against the tobacco stick 200 inserted into the chamber 150 in the insertion direction of the tobacco stick 200, and can function as a stopper to position the tobacco stick 200.
  • the chamber 150 and the bottom member 136 form a storage portion that stores at least a portion of the tobacco stick 200.
  • the bottom member 136 can be formed from a resin material, for example.
  • the bottom member 136 has an uneven surface with which the tobacco stick 200 abuts, and can define a first air flow path that can supply air to the air intake of the tobacco stick 200 (i.e., communicates with the tobacco stick 200 stored in the storage portion).
  • the insulating section 132 is generally cylindrical and is arranged to cover the chamber 150.
  • the insulating section 132 may include, for example, an aerogel sheet.
  • the insertion guide member 134 is provided between the slide cover 102 in the closed position and the chamber 150.
  • the insertion guide member 134 may be made of, for example, a resin, and may be formed in particular from polycarbonate (PC), ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene) resin, PEEK (Polyether Ether Ketone), or a polymer alloy containing multiple types of polymers.
  • the insertion guide member 134 may be formed from metal, glass, ceramic, or the like. From the viewpoint of heat resistance, it is preferable that the insertion guide member 134 is PEEK.
  • the insertion guide member 134 communicates with the outside of the aerosol generating device 100, and guides the insertion of the tobacco stick 200 into the chamber 150 by inserting the tobacco stick 200 into the insertion guide member 134.
  • the tobacco stick 200 can be easily inserted into the chamber 150.
  • the aerosol generating device 100 further has a first holding part 137 and a second holding part 138 that hold both ends of the chamber 150 and the insulating part 132.
  • the first holding part 137 is positioned so as to hold the ends of the chamber 150 and the insulating part 132 on the negative Z-axis side.
  • the second holding part 138 is positioned so as to hold the ends of the chamber 150 and the insulating part 132 on the slide cover 102 side (positive Z-axis side).
  • a tobacco raw material having a moisture content in the range of 5 to 30% by mass is filled into the heating chamber and heated at a temperature of 290 to 400°C while being transported through the heating chamber; a cooling device that is connected to the heating device and has a cooling chamber, and the tobacco raw material is cooled while being transported through the cooling chamber while being filled in the cooling chamber.
  • the heating device further includes a transport mechanism that transports the tobacco raw material within the heating chamber.
  • the conveying mechanism includes a motor and a screw that is rotated by the drive of the motor.
  • [A6] The method according to [A5], wherein the cooling mechanism includes a cooling jacket having a flow path for circulating cooling water.
  • the cooling device further comprises an inlet and an outlet, and the cooling device is fixed to the heating device such that the inlet is connected to the outlet of the heating device.
  • the heating is carried out at a temperature of 290 to 380° C., preferably 290 to 350° C.
  • the heating is carried out while the tobacco raw material is transported through the heating chamber at a speed of 5 to 50 cm/min.
  • [A10] The method according to any one of [A1] to [A9], wherein the heating is carried out while the tobacco raw material is transported through the heating chamber at a speed of 7 to 35 cm/min, preferably 10 to 25 cm/min.
  • [A11] The method according to any one of [A1] to [A10], wherein the heating chamber has a length in the conveying direction of 30 to 300 cm.
  • [A12] The method according to any one of [A1] to [A11], wherein the heating chamber has a length in the conveying direction of 35 to 200 cm, preferably 35 to 150 cm.
  • [A13] The method according to any one of [A1] to [A12], wherein the heating is carried out for a period of 0.6 to 60 minutes.
  • [A14] The method according to any one of [A1] to [A13], wherein the heating is carried out for a period of 1 to 30 minutes, preferably 2 to 15 minutes.
  • [A15] The method according to any one of [A1] to [A14], wherein the heating is carried out under atmospheric pressure conditions.
  • [A16] The method according to any one of [A1] to [A15], wherein the heating is carried out without adding water to the tobacco raw material throughout the entire heating period.
  • [A17] The method according to any one of [A1] to [A16], wherein the cooling is carried out while the tobacco raw material is transported through the cooling chamber at a speed of 5 to 50 cm/min.
  • [A18] The method according to any one of [A1] to [A17], wherein the cooling is carried out while the tobacco raw material is transported through the cooling chamber at a speed of 7 to 35 cm/min, preferably 10 to 25 cm/min.
  • [A19] The method according to any one of [A1] to [A18], wherein the cooling chamber has a length in the conveying direction of 10 to 300 cm.
  • [A20] The method according to any one of [A1] to [A19], wherein the cooling chamber has a length in the conveying direction of 10 to 200 cm, preferably 10 to 150 cm.
  • [A21] The method according to any one of [A1] to [A20], wherein the cooling is carried out such that the tobacco material obtained after the cooling is cooled to a temperature of 70 to 140°C.
  • [A22] The method according to any one of [A1] to [A21], wherein the cooling is carried out for a period of 0.6 to 60 minutes.
  • [A23] The method according to any one of [A1] to [A22], wherein the cooling is carried out under atmospheric pressure conditions.
  • [A24] The method according to any one of [A1] to [A23], wherein the tobacco raw material is filled into the heating chamber in an amount of 0.15 g or more, preferably 0.20 g or more, per 1 cm3 of the volume of the heating chamber.
  • [A25] The method according to any one of [A1] to [A24], wherein the tobacco raw material is filled into the heating chamber in an amount of 0.15 to 0.60 g, preferably 0.20 to 0.60 g, and more preferably 0.25 to 0.45 g per cm3 of the volume of the heating chamber.
  • [A26] The method according to any one of [A1] to [A25], wherein the tobacco raw material is filled into the cooling chamber in an amount of 0.15 g or more, preferably 0.20 g or more, per cm3 of the volume of the cooling chamber.
  • [A27] The method according to any one of [A1] to [A26], wherein the tobacco raw material is filled into the cooling chamber in an amount of 0.15 to 0.60 g, preferably 0.20 to 0.60 g, and more preferably 0.25 to 0.45 g per cm3 of the volume of the cooling chamber.
  • [A28] The method according to any one of [A1] to [A27], wherein the moisture content of the tobacco raw material before the heating is 5 to 15 mass%.
  • [A29] The method according to any one of [A1] to [A28], wherein the moisture content of the tobacco material obtained after the cooling is 5 to 35 mass%.
  • [A30] The method according to any one of [A1] to [A29], wherein the moisture content of the tobacco material obtained after the cooling is 5 to 20 mass%.
  • [B6] The tobacco material according to any one of [B2] to [B5], wherein the mass ratio of acetic acid to citric acid is 0.5 or more, preferably 1.0 or more.
  • [B7] The tobacco material according to any one of [B2] to [B6], wherein the mass ratio of acetic acid to citric acid is 0.3 to 200, preferably 0.5 to 200, and more preferably 1.0 to 200.
  • [B8] The tobacco material according to any one of [B2] to [B7], wherein the nicotine content of the tobacco material is 2.0 [% D.B.] or more.
  • [B9] The tobacco material according to [B8], wherein the nicotine content is 2.0 to 5.0 [% D.B.], preferably 2.0 to 4.0 [% D.B.].
  • tobacco materials 1A to 1G were prepared by changing the heating temperature as follows.
  • Tobacco material 1A 190°C Tobacco material 1B: 220°C Tobacco material 1C: 250°C Tobacco material 1D: 290°C Tobacco material 1E: 305°C Tobacco material 1F: 320°C Tobacco material 1G: 350°C.
  • 300 g of ground tobacco shreds was used as the starting tobacco raw material. Specifically, Burley tobacco shreds were ground in a grinder to an average particle size of 250 ⁇ m, and 300 g of the resulting ground tobacco shreds was used per test. The moisture content WC1 of the tobacco raw material was 10% by mass. The tobacco raw material was heated at the above temperature while being transported through the heating chamber 22C in a state filled in the heating chamber 22C. The tobacco raw material was then transported to the cooling chamber 31C connected to the heating chamber 22C, and cooled while being transported through the cooling chamber 31C in a state filled in the cooling chamber 31C.
  • the heating and cooling conditions were as follows. No moisture was added to the tobacco raw material during heating.
  • Heating temperature set temperature of heating device: 190°C, 220°C, 250°C, 290°C, 305°C, 320°C, or 350°C
  • Heating temperature set temperature of heating device: 190°C, 220°C, 250°C, 290°C, 305°C, 320°C, or 350°C
  • Length of heating chamber in conveying direction 38 cm Screw shaft diameter: 0.8 cm Outer diameter of screw blade: 2.0 cm Screw rotation speed: 10 rpm
  • Conveying speed in the heating chamber 20 cm/min
  • Heating time about 2 minutes
  • Pressure in the heating chamber atmospheric pressure
  • Cooling time 0.6 min.
  • Pressure in the cooling chamber atmospheric pressure.
  • Filling rate of tobacco raw material in the cooling chamber 0.3 g/ cm3. Temperature of the tobacco material obtained after cooling: 75°C.

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  • Manufacture Of Tobacco Products (AREA)

Abstract

含水率が5~30質量%の範囲内にあるたばこ原料を、投入口と出口と加熱室とを備えた加熱装置を用いて、前記加熱室内に充填された状態で前記加熱室内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱することと、前記たばこ原料を、前記加熱装置から、前記加熱装置と連続し且つ冷却室を備えた冷却装置へ搬送し、前記たばこ原料を、前記冷却室内に充填された状態で前記冷却室内を搬送しながら冷却することとを含む、たばこ材料の製造方法。

Description

たばこ材料の製造方法及びたばこ材料
 本発明は、たばこ材料の製造方法及びたばこ材料に関する。
 たばこ植物の葉は、収穫された後、農家での乾燥工程、その後の原料工場での1年ないし数年の長期熟成工程、およびその後の製造工場でのブレンドおよび裁刻など種々の加工処理を経た後に、シガレットなどの香味吸引器の製造に使用される。これら種々の加工処理工程を経ることにより、たばこ植物の葉は、香り豊かなたばこ材料となる。かかるたばこ材料は、たばこ植物の葉と区別して、「葉たばこ」と呼ばれる。
 たばこ植物の葉の乾燥や熟成の過程で、たばこ植物の葉に含まれるアルカロイドはニトロソ化され、たばこ特異的ニトロソアミン(Tobacco Specific Nitrosamine)(以下、TSNAともいう)が生成されることが知られている。TSNAは、4-(メチルニトロソアミノ)-1-(3-ピリジル)-1-ブタノン(NNK)、N’-ニトロソノルニコチン(NNN)、N’-ニトロソアナタビン(NAT)、およびN’-ニトロソアナバシン(NAB)の4成分を指す。
 これまでに、葉たばこに含まれるTSNAの量を低減させるための試みが為されている。例えば、特許文献1は、たばこ材料中の基質結合型NNKの量を低減させるために、たばこ材料を水または蒸気の存在下で110℃よりも高い温度に加熱することを開示する。特許文献1は、たばこ材料を加熱することにより、たばこ材料の不溶性たばこ基質から基質結合型NNKの少なくとも一部を放出させることを開示する。
国際公開第2014/140346号
 本発明者らは、葉たばこに含まれるTSNAの量を低減させるために葉たばこを加熱すると、葉たばこに含まれる香味成分が揮発し、香味成分の量も減少するという問題に着目した。本発明は、この問題を解決すること、すなわち、TSNA量を低減しつつ、香味成分を保持したたばこ材料を提供することを目的とする。
 第1側面によれば、
 含水率が5~30質量%の範囲内にあるたばこ原料を、投入口と出口と加熱室とを備えた加熱装置を用いて、前記加熱室内に充填された状態で前記加熱室内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱することと、
 前記たばこ原料を、前記加熱装置から、前記加熱装置と連続し且つ冷却室を備えた冷却装置へ搬送し、前記たばこ原料を、前記冷却室内に充填された状態で前記冷却室内を搬送しながら冷却することと
を含む、たばこ材料の製造方法が提供される。
 第2側面によれば、第1側面に係る方法により得られるたばこ材料が提供される。
 第3側面によれば、NNN含量が3.0[μg/g D.W.]以下であり、NAT含量が2.0[μg/g D.W.]以下であり、クエン酸に対する酢酸の質量比が0.3以上であるたばこ材料が提供される。
 第4側面によれば、第2側面または第3側面に係るたばこ材料を含む非燃焼加熱型香味吸引器が提供される。
 本発明によれば、TSNA量を低減しつつ、香味成分を保持したたばこ材料を提供することができる。
図1は、たばこ材料製造装置の一例を示す断面図である。 図2Aは、エアロゾル生成装置の一例を示す概略正面図である。 図2Bは、図2Aに示すエアロゾル生成装置の概略上面図である。 図2Cは、図2Aに示すエアロゾル生成装置の概略底面図である。 図3は、香味発生物品の一例を示す概略側断面図である。 図4は、図2Bに示すエアロゾル生成装置のIII-III線に沿った断面図である。 図5は、NNN含量を示すグラフである。 図6は、NAT含量を示すグラフである。 図7は、クエン酸に対する酢酸の質量比を示すグラフである。 図8は、ニコチン含量を示すグラフである。 図9は、NNN含量を示すグラフである。 図10は、NAT含量を示すグラフである。 図11は、クエン酸に対する酢酸の質量比を示すグラフである。 図12は、ニコチン含量を示すグラフである。 図13は、アンモニア含量を示すグラフである。
 以下、本発明を詳細に説明するが、以下の説明は、本発明を説明することを目的とし、本発明を限定することを意図しない。以下に説明する実施形態は、上記側面の何れかをより具体化したものである。以下に記載する事項は、単独で又は複数を組み合わせて、上記側面の各々に組み入れることができる。
 <1.たばこ材料の製造方法>
 たばこ材料の製造方法は、
 含水率が5~30質量%の範囲内にあるたばこ原料を、投入口と出口と加熱室とを備えた加熱装置を用いて、前記加熱室内に充填された状態で前記加熱室内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱することと、
 前記たばこ原料を、前記加熱装置から、前記加熱装置と連続し且つ冷却室を備えた冷却装置へ搬送し、前記たばこ原料を、前記冷却室内に充填された状態で前記冷却室内を搬送しながら冷却することと
を含む。
 上記方法では、まず、たばこ原料を加熱装置の加熱室内に充填した状態で加熱する。このため、上記方法では、たばこ原料の加熱時にたばこ原料から水分や香味成分が揮発したとしても、揮発した水分や香味成分をたばこ原料の周囲近傍に存在させておくことができる。その後、たばこ原料を、加熱装置と連続した冷却装置へ搬送し、冷却装置の冷却室内に充填した状態で冷却する。このため、上記方法では、たばこ原料が冷却装置へ搬送されるとともに、たばこ原料の周囲近傍に存在する気体も冷却装置へ搬送される。これにより、冷却装置の冷却室では、たばこ原料から揮発した水分や香味成分がたばこ原料の周囲近傍に存在している状態で、たばこ原料の冷却を行うことができる。このような状態でたばこ原料の冷却を行うと、たばこ原料から揮発した水分や香味成分をたばこ原料に再び戻すことができる。その結果、上記方法によれば、TSNA量を低減しつつ、香味成分(例えば、有機酸、ニコチンなど)を保持したたばこ材料を得ることができる。
 上記方法は、例えば、図1に示すたばこ材料製造装置を使用して実施することができる。以下、「たばこ材料製造装置」をまず説明し、その後、加熱工程(S1)および冷却工程(S2)の順に説明する。
 <たばこ材料製造装置>
 図1は、たばこ材料製造装置の一例を示す断面図である。図1に示すとおり、たばこ材料製造装置10は、加熱装置20と冷却装置30とを備えている。
 加熱装置20は、単軸押出機と同様の構造を有する。すなわち、加熱装置20は、シリンダ22とスクリュー23とモータ24とバンドヒータ25とカバー体26とを備えている。
 シリンダ22は、第1端が円板部によって塞がれ、他端である第2端が先細りしている金属製の円筒状部材である。図1において、シリンダ22は、第2端が先細りしているが、第2端が先細りすることなく、全長にわたって略同一の径を有する円筒状部材であってもよい。シリンダ22の第1端を塞いでいる円板部の中央には、貫通孔が設けられている。また、シリンダ22には、第1端の近傍に、シリンダの内部空間である加熱室22Cへたばこ原料を投入するための投入口22Aとして、加熱室22Cとたばこ材料製造装置10の外部空間とを連絡する貫通孔が設けられている。なお、出口22Bは、シリンダ22の第2端に設けられた開口である。
 ここでは、投入口22Aにホッパー21が設けられている。ホッパー21は省略してもよい。
 スクリュー23は、長さ方向がシリンダ22の長さ方向に平行なスクリュー軸と、これに固定されたスクリュー羽根とを有している。スクリュー軸のうちスクリュー羽根が取り付けられていない一端は、円板部の貫通孔に挿入され、シリンダ22の外部へ突き出ている。この端部は、モータ24の回転軸に接続されている。スクリュー23の残りの部分は、シリンダ22内に位置している。スクリュー23は、モータ24を駆動することにより回転し、たばこ原料を加熱室22C内において出口22Bへ向けて搬送する。なお、スクリュー23とモータ24との組み合わせは、「たばこ原料を加熱室内において搬送する機構」の一例である。
 バンドヒータ25は、シリンダ22のうち投入口22Aの近傍から第2端の近傍までの部分に巻き付けられている。バンドヒータ25は、シリンダ22を介してたばこ原料を加熱する。バンドヒータ25は、抵抗発熱体25Aと、絶縁体25Bとを備えている。バンドヒータ25は、図示しない温度調節器によって設定温度に制御される。加熱装置20は、バンドヒータ25の代わりに、他のヒータを備えていてもよい。
 カバー体26は、バンドヒータ25と、シリンダ22のうちバンドヒータ25が巻き付けられた部分とを覆っている。カバー体26は、省略することができる。
 冷却装置30は、加熱装置20と連続している。冷却装置30は、冷却管31と、冷却ジャケット32と、いずれも図示しない、ポンプ、配管及び熱交換器とを備えている。
 冷却管31は、金属製の円筒状部材である。冷却管31は、一方の開口を入口31Aとして有し、他方の開口を排出口31Bとして有し、内部空間を冷却室31Cとして有している。冷却管31は、その入口31Aが出口22Bと繋がるように、すなわち、加熱室22Cと冷却室31Cとが連続するように、加熱装置20に固定されている。たばこ製造装置10は、このような構成により、たばこ原料が、加熱装置20で加熱された後、外気に触れることなく入口31Aから冷却室31Cに入り、冷却室31C内を搬送され、その過程で冷却されて、排出口31Bから排出されることを可能としている。
 冷却ジャケット32は、水などの冷却液を流通させるための流路32Aが内部に設けられた金属製の部材である。冷却ジャケット32は、ここでは、シリンダ22の先細りした第2端を取り囲むように設けられている。冷却ジャケット32は、冷却管31を取り囲むように設けてもよい。
 冷却ジャケット32の流路32Aは、配管とともに循環路を形成している。この循環路には、ポンプ及び熱交換器が設置されている。冷却装置30は、熱交換器によって冷却液を冷却するとともに、ポンプを駆動して、冷却液を上記の循環経路において循環させて、冷却ジャケット32の流路32Aへ冷却された冷却液を供給する。冷却ジャケット32は、シリンダ22の第2端や冷却管31を介した、たばこ原料と冷却液との間での熱交換を可能とする。
 次に、たばこ材料製造装置10の動作を説明する。 
 たばこ材料製造装置10は、加熱工程(S1)及び冷却工程(S2)を実施する。加熱工程(S1)及び冷却工程(S2)は、それぞれ、加熱装置20及び冷却装置30において行われる工程である。
 加熱工程(S1)では、たばこ材料製造装置10は、モータ24を駆動してスクリュー23を回転させるとともに、ホッパー21を稼働して加熱室22Cへたばこ原料を投入する。ここでは、たばこ原料は、加熱室22Cのうち投入口22Aよりも下流側の部分がたばこ原料で充填された状態になるように連続的に投入する。スクリュー23は、回転することにより、たばこ原料を加熱室22C内において出口22Bへ向けて搬送するとともに、たばこ原料に対して圧力及び剪断力を加える。
 加熱工程(S1)では、たばこ材料製造装置10は、バンドヒータ25を更に稼働させる。バンドヒータ25は、加熱室22C内のたばこ原料を、シリンダ22を介して加熱する。
 スクリュー23の回転によって下流へ移動したたばこ原料は、出口22Bを介してシリンダ22の外部へと排出される。シリンダ22の外部へ排出されたたばこ原料は、外気に触れることなく、入口31Aを介して冷却室31Cへ入る。
 冷却工程(S2)では、たばこ材料製造装置10は、冷却装置30を稼働させる。冷却室31Cには、加熱室22Cからたばこ原料が連続的に供給される。従って、冷却室31C内では、たばこ原料は、入口31Aから排出口31Bへ向けて連続的に移動する。たばこ原料は、この移動の過程で、上述した熱交換によって冷却される。そして、たばこ原料は、十分に冷却された後、排出口31Bからたばこ材料製造装置10の外部へ排出される。
 <加熱工程(S1)>
 加熱工程(S1)では、含水率が5~30質量%の範囲内にあるたばこ原料を、上記の加熱装置20を用いて、加熱室内に充填された状態で加熱室内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱する。
 (たばこ原料)
 「たばこ原料」は、燃焼型または加熱型の香味吸引器などのたばこ製品に配合される準備が整ったたばこ刻を使用することができる。「たばこ製品に配合される準備が整ったたばこ刻」とは、農家での乾燥工程、その後の原料工場での1年ないし数年の長期熟成工程、およびその後の製造工場でのブレンドおよび裁刻など種々の加工処理を経て、たばこ製品に配合される準備が整ったたばこ刻を指す。
 たばこ刻は、葉たばこの裁刻物である。たばこ刻は、除骨葉の刻、中骨の刻、再構成たばこ(すなわち、工場の作業工程で生じる葉屑、刻み屑、中骨屑、細粉などを再使用可能な形状に加工したたばこ材料)の刻、またはこれらの混合物のいずれであってもよい。たばこ刻は、粉砕し、得られた粉砕物を加熱工程(S1)のために使用してもよい。たばこ刻の粉砕物は、例えば、100~500μmの平均粒径を有する。本明細書において平均粒径は、レーザー散乱回折式粒度分布装置を用いて測定される個数平均粒径を指す。
 たばこ刻は、任意の品種のものを使用することができ、たとえば黄色種、バーレー種、オリエント種などのものを使用することができる。たばこ刻は、単一品種のものを使用してもよいし、異なる品種の混合物を使用してもよい。
 たばこ原料は、5~30質量%の含水率を有する。たばこ原料は、好ましくは5~15質量%の含水率を有する。燃焼型または加熱型の香味吸引器などのたばこ製品に配合される準備が整ったたばこ刻は、低い含水率を有し、例えば10%程度の含水率を有する。したがって、たばこ原料として、燃焼型または加熱型の香味吸引器などのたばこ製品に配合される準備が整ったたばこ刻を、水を添加しないでそのまま使用してもよい。あるいは、燃焼型または加熱型の香味吸引器などのたばこ製品に配合される準備が整ったたばこ刻に、上記含水率になるように水を添加し、それをたばこ原料として使用してもよい。このようにたばこ刻に水を添加してたばこ原料を準備した場合、たばこ原料の含水率は、水を添加する前のたばこ刻に含まれていた水分量と、添加した水の量との合計値を指す。
 低い含水率を有するたばこ原料を使用すると、加熱によるエネルギーが、水の蒸発に使用される割合を減らすことができる。これにより、加熱によるエネルギーを、TSNAの低減に効率よく利用することができる。また、低い含水率を有するたばこ原料を使用すると、揮発する水とともに香味成分が揮発するリスクを減らすことができる。また、所定の含水率を有するたばこ原料を、加熱室内に充填した状態で加熱することにより、たばこ原料が焦げることを防ぐことができる。
 「加熱工程(S1)前のたばこ原料の含水率WC1」は、以下に記載される手順で取得することができる。 
 加熱工程(S1)前のたばこ原料を、開放条件下で100℃で1時間乾燥させる。乾燥後のサンプルの質量を測定し、乾燥後のサンプルの質量と乾燥前のサンプルの質量との差分を算出し、得られた差分を「水分量」とする。「水分量」の値から以下の式により「含水率WC1」を算出する。
含水率WC1[%]=(水分量/乾燥前のサンプルの質量)×100。
 加熱工程(S1)前のたばこ原料の含水率WC1は、加熱工程(S1)の加熱直前に測定することが好ましい。「加熱直前」は、例えば、加熱工程(S1)の開始前2時間以内、好ましくは、加熱工程(S1)の開始前1時間以内を指す。
 また、たばこ原料は、4.5~6.5のpHを有することが好ましい。本明細書において、たばこ原料のpHは、以下の測定方法により測定された値を指す。
 たばこ原料2.0gをバイアルに量り入れ、20mLの蒸留水を加えて、その混合物を200rpmで10分間振盪して抽出処理に供する。得られた抽出液を5分間静置した後、抽出液のpHをpHメータ(株式会社 堀場製作所製 LAQUA F-72)を用いて測定する。測定されたpHを、たばこ原料のpHとする。
 (加熱条件)
 上述のとおり、加熱工程(S1)では、たばこ原料を、上記の加熱装置20を用いて、加熱室22C内に充填された状態で加熱室22C内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱する。
 たばこ原料は、加熱室22C内に充填された状態で加熱される。上述のとおり、たばこ原料として、例えば、たばこ刻の粉砕物を使用することができる。たばこ原料は、加熱室22Cのほぼ全体積を占めるように加熱室22C内に充填されていることが好ましい。具体的には、たばこ原料は、加熱室22Cの体積1cmあたり、0.15g以上の量(一般的には、0.15~0.60gの量)で加熱室22C内に充填されていることが好ましい。たばこ原料は、加熱室22Cの体積1cmあたり、0.20~0.60gの量で加熱室22C内に充填されていることがより好ましい。たばこ原料は、加熱室22Cの体積1cmあたり、0.25~0.45gの量で加熱室22C内に充填されていることが更に好ましい。
 たばこ原料が、加熱室22C内に充填された状態で加熱されると、たばこ原料から水分や香味成分が揮発したとしても、揮発した水分や香味成分をたばこ原料の周囲近傍に存在させておくことができる。これにより、その後の冷却工程(S2)においても、同様の状態(すなわち、揮発した水分や香味成分が、たばこ原料の周囲近傍に存在している状態)でたばこ原料の冷却を行うことができる。その結果、たばこ原料から揮発した水分や香味成分をたばこ原料に戻すことができる。すなわち、たばこ原料に含まれていた水分や香味成分が揮散により消失することを防ぐことができる。
 例えば、たばこ原料をホッパー21に連続的に投入し、加熱室22C内のたばこ原料の搬送速度を調整することにより、たばこ原料が加熱室22C内に充填された状態をつくることができる。
 加熱は、290~400℃、好ましくは 290~380℃、より好ましくは290~350℃の温度で行われる。加熱温度は、加熱装置20の設定温度を指す。加熱温度が290℃より低いと、TSNAの低減効果が十分に得られない。加熱温度は、安全性の観点から400℃以下であることが好ましい。
 加熱装置20は、一般的な単軸押出機のように、バンドヒータ25の加熱温度をブロック毎に設定できるように構成されていてもよい。ただし、ブロック毎に加熱温度を変える必要はなく、全てのブロックで、290~400℃の範囲内の同一の加熱温度を採用することもできる。あるいは、ブロック毎に加熱温度を変えてもよく、この場合、一般的には、最も高い加熱温度を、290~400℃の範囲内に設定する。一例によれば、全てのブロックで加熱温度を290~400℃の範囲内に設定するとともに、加熱室22Cの上流から下流へ向かうにつれて加熱温度を増加させてもよい。このようにバンドヒータ25の加熱温度を設定することは、たばこ原料自体の温度(即ち品温)を設定温度に確実に維持する上で有効である。
 加熱は、たばこ原料を加熱室22C内において、例えば5~50cm/分、好ましくは7~35cm/分、より好ましくは10~25cm/分の速度で搬送しながら行われる。加熱室22Cの搬送方向の長さは、例えば30~300cm、好ましくは35~200cm、より好ましくは35~150cmである。加熱室22Cの搬送方向の長さは、シリンダ22の第1端から第2端までの長さ、すなわち、加熱室22Cのモータ24側の内壁から出口22Bまでの長さを指す。加熱は、例えば0.6~60分、好ましくは1~30分、より好ましくは2~15分の時間にわたって行われる。
 加熱は、大気圧条件下で行うことが好ましい。すなわち、加熱は、高圧条件下で行う必要はない。
 また、加熱は、たばこ原料に水を添加しないで行われることが好ましい。すなわち、加熱工程(S1)の期間にわたって、たばこ原料に水を添加しないことが好ましい。上述のとおり、たばこ原料は、加熱室22C内に充填された状態で加熱されるため、たばこ原料に含まれる水分が一旦揮発したとしても、揮発した水分をたばこ原料の周囲近傍に存在させておくことができる。その結果、その後の冷却工程(S2)において、たばこ原料から揮発した水分をたばこ原料に戻すことができる。したがって、加熱工程(S1)の期間にたばこ原料に水を添加しなくても、冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料は、加熱工程(S1)前のたばこ原料の含水率WC1を維持することができる。
 具体的には、加熱工程(S1)前のたばこ原料の含水率WC1(すなわち、たばこ原料の初期の含水率WC1)は、上述のとおり、5~30質量%である。通常、冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料の含水率WC2は、加熱工程(S1)前のたばこ原料の含水率WC1と同等であるか、またはそれより大きい。冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料の含水率WC2は、例えば5~35質量%である。なお、たばこ材料の含水率WC2は、たばこ原料の含水率WC1より高い値を示す場合があるが、これは、加熱中に脱水反応が起こったためと考えられる。また、この脱水反応を起こすことができる条件(具体的には、脱水反応によりたばこ原料の含水率WC1を上昇させることができる加熱強度の条件)でたばこ原料を加熱処理することは、最終的に得られるたばこ材料の「クエン酸に対する酢酸の質量比」に影響を及ぼす重要な因子であると考えられる。「クエン酸に対する酢酸の質量比」は、たばこ材料を香味吸引器に組み込んでユーザがたばこ香味を吸引した場合の刺激を抑制する効果(以下、イリテーション抑制効果ともいう)を表す指標である。
 加熱工程(S1)の期間にたばこ原料に水を添加しなかった場合、以下の利点が得られる。すなわち、加熱工程(S1)の期間にたばこ原料に水を添加しないと、たばこ原料の含水率を低く抑えることができ、加熱によるエネルギーが、水の蒸発に使用される割合を減らすことができる。これにより、加熱によるエネルギーを、TSNAの低減に効率よく利用することができる。また、加熱工程(S1)の期間にたばこ原料に水を添加しないと、揮発する水とともに香味成分が揮発するリスクを減らすことができる。
 以上より、たばこ原料として、5~30質量%の含水率WC1を有するたばこ原料を使用し、加熱を、たばこ原料に水を添加しないで行うことが望ましい。これにより、冷却工程(S2)後に、低い含水率WC2を有するたばこ材料を得ることができる。たばこ材料の含水率WC2が低いと、たばこ材料を香味吸引器に組み込む前に水分含量を減らすための加熱乾燥を行う必要がない。このような加熱乾燥は、たばこ材料中に保持されている香味成分を揮発させてしまうため、好ましくない。たばこ材料の含水率WC2が5~35質量%の範囲内であれば、水分含量を減らすための加熱乾燥を行うことなく、たばこ材料を香味吸引器に組み込むことができる。
 <冷却工程(S2)>
 冷却工程(S2)では、加熱工程(S1)後のたばこ原料を、上記の加熱装置20から、加熱装置20と連続した上記の冷却装置30へ搬送し、たばこ原料を、冷却室31C内に充填された状態で冷却室31C内を搬送しながら冷却する。
 図1に示すとおり、冷却装置30の冷却管31は、加熱室22Cと冷却室31Cとが連続するように、加熱装置20に固定されている。このため、加熱工程(S1)後のたばこ原料は、外気に触れることなく、加熱装置20から冷却装置30へ搬送される。このとき、たばこ原料の周囲近傍に存在する気体も、これら装置の外部に漏れることなく、たばこ原料と一緒に冷却装置30へ搬送される。このように、冷却工程(S2)は、加熱工程(S1)の後に連続して行われる。
 たばこ原料は、冷却装置30へ搬送された後、冷却室31C内に充填された状態で冷却される。たばこ原料が、冷却室31C内に充填された状態で冷却されると、揮発した水分や香味成分がたばこ原料の周囲近傍に存在しているため、揮発した水分や香味成分をたばこ原料に再び戻すことができる。すなわち、たばこ原料に含まれていた水分や香味成分が揮散により消失することを防ぐことができる。
 例えば、スクリュー23の作用によりたばこ原料を加熱室22Cから冷却室31Cへと連続的に押し出すことにより、たばこ原料が冷却室31C内に充填された状態をつくることができる。
 たばこ原料は、冷却室31Cのほぼ全体積を占めるように冷却室31C内に充填されていることが好ましい。具体的には、たばこ原料は、冷却室31Cの体積1cmあたり、0.15g以上の量(一般的には、0.15~0.60gの量)で冷却室31C内に充填されていることが好ましい。たばこ原料は、冷却室31Cの体積1cmあたり、0.20~0.60gの量で冷却室31C内に充填されていることがより好ましい。たばこ原料は、冷却室31Cの体積1cmあたり、0.25~0.45gの量で冷却室31C内に充填されていることが更に好ましい。
 冷却は、冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料、すなわち冷却装置30の排出口31Bから排出されたたばこ材料が、70~140℃の温度に冷却されるように行うことが好ましい。冷却工程(S2)では、たばこ原料が、冷却室31C内を搬送しながら冷却されるが、最終的に上記範囲内の温度まで冷却されると、揮発した水分や香味成分の多くをたばこ原料に戻すことができる。
 冷却は、たばこ原料を冷却室31C内において、例えば5~50cm/分、好ましくは7~35cm/分、より好ましくは10~25cm/分の速度で搬送しながら行われる。冷却室31Cの搬送方向の長さは、例えば10~300cm、好ましくは10~200cm、より好ましくは10~150cmである。冷却室31Cの搬送方向の長さは、冷却室31Cの入口31Aから排出口31Bまでの長さを指す。冷却は、例えば0.6~60分の時間にわたって行われる。
 冷却は、大気圧条件下で行うことが好ましい。すなわち、冷却は、減圧条件下で行う必要はない。
 冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料の含水率WC2は、例えば5~35質量%、好ましくは5~20質量%である。一般的には、冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料の含水率WC2は、出発原料であるたばこ原料の含水率WC1と同等であるか、またはそれより大きい。
 「冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料の含水率WC2」は、「加熱工程(S1)前のたばこ原料の含水率WC1」と同様の手順で取得することができる。すなわち、冷却工程(S2)後のたばこ材料を、開放条件下で100℃で1時間乾燥させる。乾燥後のサンプルの質量を測定し、乾燥後のサンプルの質量と乾燥前のサンプルの質量との差分を算出し、得られた差分を「水分量」とする。「水分量」の値から以下の式により「含水率WC2」を算出する。
含水率WC2[%]=(水分量/乾燥前のサンプルの質量)×100。
 冷却工程(S2)後に得られたたばこ材料の含水率WC2は、冷却工程(S2)の冷却直後に測定することが好ましい。「冷却直後」は、例えば、冷却工程(S2)の終了後2時間以内、好ましくは、冷却工程(S2)の終了後1時間以内を指す。
 <効果>
 上述の「たばこ材料の製造方法」に従ってたばこ材料を製造すると、TSNA量を低減しつつ、香味成分(例えば、有機酸、ニコチンなど)を保持したたばこ材料を得ることができる。
 具体的には、得られたたばこ材料は、出発原料であるたばこ原料と比べて、とりわけNNN含量およびNAT含量を低減させることができる。NNNおよびNATは、TSNAに占める割合が大きいため、たばこ原料のNNN含量およびNAT含量を減らすことは、TSNAの総量を減らす上で重要である。
 また、得られたたばこ材料は、出発原料であるたばこ原料と比べて、クエン酸に対する酢酸の質量比を増加させることができるとともに、出発原料であるたばこ原料と同程度のニコチン含量を維持することができる。上述のとおり、「クエン酸に対する酢酸の質量比」は、たばこ材料を香味吸引器に組み込んでユーザがたばこ香味を吸引した場合の刺激を抑制する効果(即ち、イリテーション抑制効果)を表す指標である。このため、たばこ材料の「クエン酸に対する酢酸の質量比」が大きいほど、ユーザの鼻腔、口腔、または咽喉に対する刺激が少なく、吸引し易さや好ましい香味をユーザに提供することができる。
 一方、上述の「たばこ材料の製造方法」において、冷却工程(S2)を行わず、加熱工程(S1)のみを行った場合、たばこ原料から水とともに、有機酸やニコチンなどの香味成分が揮発する。このため、この場合、TSNA量を低減させることはできるが、香味成分を保持したたばこ材料を得ることはできない。
 <2.たばこ材料>
 別の側面によれば、上述の「たばこ材料の製造方法」により得られるたばこ材料が提供される。かかるたばこ材料は、「たばこ材料の製造方法」の出発原料であるたばこ原料と比較した場合に、TSNA含量が少ないことと、香味成分が保持されていることとを特徴とする。
 一実施形態によれば、
 NNN含量が3.0[μg/g D.W.]以下であり、
 NAT含量が2.0[μg/g D.W.]以下であり、
 クエン酸に対する酢酸の質量比が0.3以上である
たばこ材料が提供される。ここで、[μg/g D.W.]の単位は、たばこ材料の乾燥重量(Dry Weight)1g当たりの質量[μg]を表す。
 上記たばこ材料において、NNN含量は、例えば0.001~3.0[μg/g D.W.]であり、好ましくは0.001~2.8[μg/g D.W.]であり、より好ましくは0.001~2.0[μg/g D.W.]である。上記たばこ材料において、NAT含量は、例えば0.001~2.0[μg/g D.W.]であり、好ましくは0.001~1.8[μg/g D.W.]であり、より好ましくは0.001~1.0[μg/g D.W.]である。上記たばこ材料において、クエン酸に対する酢酸の質量比は、好ましくは0.5以上であり、より好ましくは1.0以上である。クエン酸に対する酢酸の質量比は、クエン酸量が極めて少ない場合、無限に大きくなる。このため、クエン酸に対する酢酸の質量比の上限は、特に限定されないが、例えば200である。
 NNNおよびNATは、TSNAに占める割合が大きいため、たばこ材料のNNN含量およびNAT含量が少ないことは、TSNAの総量が少ないことを意味する。クエン酸に対する酢酸の質量比は、上述のとおり、たばこ材料を香味吸引器に組み込んでユーザがたばこ香味を吸引した場合の刺激を抑制する効果(イリテーション抑制効果)を表す指標である。なお、本明細書において、クエン酸に対する酢酸の質量比は、「酢酸/クエン酸」とも表記する。
 上記たばこ材料は、「たばこ材料の製造方法」の出発原料であるたばこ原料と比較した場合に、ニコチン含量が維持されていることによって更に特徴づけることができる。すなわち、上記たばこ材料において、ニコチン含量は、例えば2.0[% D.B.]以上である。ここで、[% D.B.]の単位は、たばこ材料の乾燥重量(Dry Weight)を100とした場合の割合(すなわち百分率)を表す。
 上記たばこ材料において、ニコチン含量は、好ましくは2.0~5.0[% D.B.]であり、より好ましくは2.0~4.0[% D.B.]である。
 また、上記たばこ材料は、「たばこ材料の製造方法」の出発原料であるたばこ原料と比較した場合に、アンモニア含量が減少していることによって更に特徴づけることができる。すなわち、上記たばこ材料において、アンモニア含量は、例えば2000[μg/g D.W.]以下である。ここで、[μg/g D.W.]の単位は、たばこ材料の乾燥重量(Dry Weight)1g当たりの質量[μg]を表す。
 上記たばこ材料において、アンモニア含量は、好ましくは1~2000[% D.W.]である。
 以下に、たばこ材料の「NNN含量」、「NAT含量」、「クエン酸含量」、「酢酸含量」、「ニコチン含量」、および「アンモニア含量」の測定の仕方を説明する。
 たばこ材料の「NNN含量」および「NAT含量」は、以下に記載される手順で測定することができる。
 試料(たばこ材料)0.5gに対して、混合内部標準液200μLおよび0.1M酢酸アンモニウム水溶液20mLをこの順に添加し、振とう抽出を行って試料溶液を調製する。その試料溶液を0.1M酢酸アンモニウム水溶液で10倍希釈したのちバイアルに詰め、LC-MS/MS(液体クロマトグラフィータンデム質量分析法)にて定量分析を行う。NNNおよびNATの定量分析は、ISO 21766:2021に規定される方法に従って行う。
 たばこ材料の「クエン酸含量」および「酢酸含量」は、以下に記載される手順で測定することができる。
 試料(たばこ材料)1gに対して10mLの蒸留水を添加し、室温で30分間振盪させることで振とう抽出を行って試料溶液を調製する。試料溶液をフィルターで濾過した後、CE(キャピラリー電気泳動法)にて定量分析を行う。クエン酸および酢酸の定量分析は、以下の分析条件を使用して行う。
装置:Agilent 7100 CE system
キャピラリー:75μm×72 cmのフューズドシリカキャピラリー(Agilent G1600-62311)
バッファー:Agilent Organic Acid Buffer(pH 5.6,P/N 8500-6785)
電圧:-25.0 kV
サンプル注入:加圧注入,2秒間にわたって50 mbar
検出波長:350 nm(バンド幅 20 nm)
リファレンス波長:200 nm(バンド幅 10 nm)
温度:20℃
 たばこ材料の「ニコチン含量」は、以下に記載される手順で測定することができる。
 試料(たばこ材料)0.5gに対して、蒸留水10mL、ヘキサン転用溶媒(n-ヘプタデカン標準液(ヘキサン溶液))20mL、およびアルカリ抽出溶媒(8mol/L水酸化ナトリウム溶液)5mLをこの順に添加し、振とう抽出を行って試料溶液を調製する。試料溶液の上澄み液(ヘキサン層)をバイアルに詰め、GC(ガスクロマトグラフィー)にて、ニコチンの定量分析を行う。ニコチンの定量分析は、以下の分析条件を使用して行う。
装置:Agilent 8890 GC System
カラム:CAM (30 m×250μm×0.25μm)(Agilent社製)
検出器:水素炎イオン化検出器(FID)
オーブン温度プログラム:170℃(10分)
注入量:1μL(スプリット比50:1)
 たばこ材料の「アンモニア含量」は、以下に記載される手順で測定することができる。
 硫酸溶液を用いて試料(たばこ材料)の抽出を行って試料溶液を調製する。試料溶液をイオンクロマトグラフ分析装置(ノンサプレッサ方式)により、分析カラムで分離した後、電気伝導度検出器で検出測定し、アンモニア(NH)を定量する。アンモニアの定量分析は、ISO 21045:2018に規定される方法に従って行う。
 <3.香味吸引器>
 上述の「たばこ材料」は、たばこ香味源を含む任意の香味吸引器に組み込むことができる。すなわち、別の側面によれば、上述の「たばこ材料」を含む香味吸引器が提供される。香味吸引器としては、燃焼型香味吸引器、非燃焼加熱型香味吸引器、および非加熱型香味吸引器が挙げられる。一実施形態によれば、上述の「たばこ材料」を含む非燃焼加熱型香味吸引器が提供される。
 非燃焼加熱型香味吸引器は、たばこ香味源を燃焼させることなく加熱することによりたばこ香味をユーザに提供する香味吸引器である。以下、非燃焼加熱型香味吸引器は、単に「加熱型香味吸引器」ともいう。本発明の加熱型香味吸引器は、たばこ香味源を、上述の「たばこ材料」と置き換えたこと以外は、通常の加熱型香味吸引器と同じ構成を有する。
 好ましい実施形態によれば、
 上述の「たばこ材料」を含む香味源と、前記香味源の周囲に巻かれた巻紙とを備えた香味発生物品と、
 前記香味発生物品に含まれる前記香味源を加熱するヒータと
を備えた非燃焼加熱型香味吸引器が提供される。香味発生物品は、たばこスティックとも呼ばれる。香味発生物品は、香味源の下流側に(すなわち、吸口側に)フィルタを更に備えていてもよい。
 以下に、加熱型香味吸引器の一例を、図2A、図2B、図2C、図3および図4を参照して説明する。この例において、加熱型香味吸引器は、エアロゾル生成装置100とたばこスティック200とにより構成される。図2Aは、エアロゾル生成装置の一例の概略正面図である。図2Bは、図2Aに示すエアロゾル生成装置の概略上面図である。図2Cは、図2Aに示すエアロゾル生成装置の概略底面図である。図3は、たばこスティックの一例の概略側断面図である。図4は、図2Bに示すエアロゾル生成装置のIII-III線に沿った断面図である。
 図面には、説明の便宜のためにX-Y-Z直交座標系を付することがある。この座標系において、Z軸は鉛直上方を向いており、X-Y平面はエアロゾル生成装置100を水平方向に切断するように配置されており、Y軸はエアロゾル生成装置100の正面から裏面へ延出するように配置されている。Z軸は、後述する霧化部130のチャンバ150に収容されるたばこスティックの挿入方向、またはチャンバ150の軸方向ということもできる。また、X軸は、Y軸およびZ軸に直交する方向であり、X軸およびY軸は、チャンバ150の軸方向に直交する半径方向、またはチャンバ150の半径方向ということもできる。
 エアロゾル生成装置100は、上述の「たばこ材料」を含んだたばこスティック200を加熱することで、たばこ香味成分を含むエアロゾルを生成するように構成される。
 図2A~2Cに示されるように、エアロゾル生成装置100は、アウタハウジング101(筐体の一例に相当する)と、スライドカバー102と、スイッチ部103と、を有する。アウタハウジング101は、エアロゾル生成装置100の最外のハウジングを構成し、ユーザの手に収まるようなサイズを有する。ユーザが香味吸引器を使用する際は、エアロゾル生成装置100を手で保持して、エアロゾルを吸引することができる。アウタハウジング101は、複数の部材を組み立てることによって構成されてもよい。アウタハウジング101は、例えば樹脂製であり、特に、ポリカーボネート(PC)、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)または複数種類のポリマーを含有するポリマーアロイ等、あるいは、アルミ等の金属で形成され得る。
 アウタハウジング101は、たばこスティックを受け入れるための開口(図示しない)を有し、スライドカバー102は、この開口を閉じるようにアウタハウジング101にスライド可能に取り付けられる。具体的には、スライドカバー102は、アウタハウジング101の上記開口を閉鎖する閉位置(図2Aおよび図2Bに示す位置)と、上記開口を開放する開位置(図4に示す位置)との間を、アウタハウジング101の外表面に沿って移動可能に構成される。例えば、ユーザがスライドカバー102を手動で操作することにより、スライドカバー102を閉位置と開位置とに移動させることができる。これにより、エアロゾル生成装置100の内部へのたばこスティックのアクセスを許可または制限することができる。
 スイッチ部103は、エアロゾル生成装置100の作動のオンとオフとを切り替えるために使用される。例えば、ユーザは、たばこスティックをエアロゾル生成装置100に挿入した状態でスイッチ部103を操作することで、電源(図4の符号121を参照)からヒータ(図4の符号140を参照)に電力が供給され、たばこスティックを燃焼させずに加熱することができる。なお、スイッチ部103は、アウタハウジング101の外部に設けられるスイッチであってもよいし、アウタハウジング101の内部に位置するスイッチであってもよい。スイッチがアウタハウジング101の内部に位置する場合、アウタハウジング101の表面のスイッチ部103を押下することで、間接的にスイッチが押下される。この例では、スイッチ部103のスイッチがアウタハウジング101の内部に位置する例を説明する。
 エアロゾル生成装置100はさらに、端子(図示しない)を有してもよい。端子は、エアロゾル生成装置100を例えば外部電源と接続するインターフェースであり得る。エアロゾル生成装置100が備える電源が充電式バッテリである場合は、端子に外部電源を接続することで、外部電源が電源に電流を流し、電源を充電することができる。また、端子にデータ送信ケーブルを接続することにより、エアロゾル生成装置100の作動に関連するデータを外部装置に送信できるようにしてもよい。
 次に、エアロゾル生成装置100で使用されるたばこスティックについて説明する。図3は、たばこスティック200の一例の概略側断面図である。この例では、エアロゾル生成装置100とたばこスティック200とにより香味吸引器が構成される。図3に示すように、たばこスティック200は、喫煙可能物201と、筒状部材204と、中空フィルタ部206と、フィルタ部205と、を有する。
 喫煙可能物201は、第1の巻紙202によって巻装される。筒状部材204、中空フィルタ部206、およびフィルタ部205は、第1の巻紙202とは異なる第2の巻紙203によって巻装される。第2の巻紙203は、喫煙可能物201を巻装する第1の巻紙202の一部も巻装する。これにより、筒状部材204、中空フィルタ部206、およびフィルタ部205と喫煙可能物201とが連結される。ただし、第2の巻紙203が省略され、第1の巻紙202を用いて筒状部材204、中空フィルタ部206、およびフィルタ部205と喫煙可能物201とが連結されてもよい。第2の巻紙203のフィルタ部205側の端部近傍の外面には、ユーザの唇を第2の巻紙203から離しやすくするためのリップリリース剤207が塗布される。たばこスティック200のリップリリース剤207が塗布される部分は、たばこスティック200の吸口として機能する。
 喫煙可能物201は、上述の「たばこ材料」をたばこ香味源として含む。上述のとおり、上述の「たばこ材料」は、加熱型香味吸引器で使用すると、吸いごたえを低下させることなく、吸引時のネガティブな感覚(すなわち、刺激、並びに口腔内のチリチリ感およびイガイガ感)を低減させることができる。
 喫煙可能物201を巻く第1の巻紙202は、通気性を有するシート部材であり得る。筒状部材204は、紙管または中空フィルタであり得る。この例では、たばこスティック200は、喫煙可能物201、筒状部材204、中空フィルタ部206、およびフィルタ部205を備えているが、たばこスティック200の構成はこれに限られない。例えば、中空フィルタ部206が省略され、筒状部材204とフィルタ部205とが互いに隣接配置されてもよい。
 次に、エアロゾル生成装置100の内部構造について説明する。図4は、図2Bに示すエアロゾル生成装置100のIII-III線に沿った断面図である。図4に示すように、エアロゾル生成装置100のアウタハウジング101の内側には、インナハウジング110(筐体の一例に相当する)が設けられる。インナハウジング110は、例えば、樹脂製であり、特に、ポリカーボネート(PC)、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)または複数種類のポリマーを含有するポリマーアロイ等、あるいは、アルミ等の金属で形成され得る。なお、耐熱性や強度の観点から、インナハウジング110は、PEEKであることが好ましい。インナハウジング110の内部空間には、電源部120と、霧化部130と、が設けられる。
 電源部120は、電源121を有する。電源121は、例えば、充電式バッテリまたは非充電式のバッテリであり得る。電源121は、霧化部130と電気的に接続される。これにより、電源121は、たばこスティック200を適切に加熱するように、霧化部130に電力を供給することができる。
 霧化部130は、図4に示すように、たばこスティック200の挿入方向(Z軸方向)に延びる金属製のチャンバ150(筒状部の一例に相当する)と、チャンバ150の一部を覆うヒータ140と、断熱部132と、チャンバ150の開口と当接する略筒状の挿入ガイド部材134(ガイド部の一例に相当する)と、を有する。チャンバ150は、たばこスティック200の周囲を取り囲むように構成される。ヒータ140は、チャンバ150の外周面に接触し、チャンバ150に挿入されたたばこスティック200を加熱する加熱部を含むように構成される。
 また、図4に示すように、チャンバ150の底部には、底部材136(当接部の一例に相当する)が設けられる。底部材136は、チャンバ150に挿入されたたばこスティック200と、たばこスティック200の挿入方向において当接し、たばこスティック200を位置決めするストッパとして機能し得る。ここで、チャンバ150と底部材136とにより、たばこスティック200の少なくとも一部を収容する収容部が構成される。底部材136は、例えば、樹脂材料により形成され得る。底部材136は、たばこスティック200が当接する面に凹凸を有し、たばこスティック200の空気取り込み口に空気を供給可能な(すなわち、収容部に収容されたたばこスティック200に連通する)第1空気流路を画定し得る。底部材136は、例えば樹脂製であり、特に、ポリカーボネート(PC)、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)または複数種類のポリマーを含有するポリマーアロイ等、あるいは、アルミ等の金属でから形成され得る。なお、底部材136は、断熱部132等に熱が伝わることを抑制するために、熱伝導率の小さい素材で形成されることが好ましい。
 断熱部132は、全体として略筒状であり、チャンバ150を覆うように配置される。断熱部132は、例えばエアロゲルシートを含み得る。挿入ガイド部材134は、閉位置にあるスライドカバー102とチャンバ150との間に設けられる。挿入ガイド部材134は、例えば樹脂製であり、特に、ポリカーボネート(PC)、ABS(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene)樹脂、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)または複数種類のポリマーを含有するポリマーアロイ等から形成され得る。なお、挿入ガイド部材134は、金属やガラス、セラミック等で形成されてもよい。また、耐熱性の観点から、挿入ガイド部材134は、PEEKであることが好ましい。挿入ガイド部材134は、スライドカバー102が開位置にあるときに、エアロゾル生成装置100の外部と連通し、たばこスティック200を挿入ガイド部材134に挿入することで、チャンバ150へのたばこスティック200の挿入を案内する。挿入ガイド部材134を設けることで、チャンバ150にたばこスティック200を容易に挿入することができる。
 エアロゾル生成装置100は、さらに、チャンバ150および断熱部132の両端を保持する、第1保持部137と、第2保持部138とを有する。第1保持部137は、チャンバ150および断熱部132のZ軸負方向側の端部を保持するように配置される。第2保持部138は、チャンバ150および断熱部132のスライドカバー102側(Z軸正方向側)の端部を保持するように配置される。
 <4.好ましい実施形態>
 以下に、好ましい実施形態をまとめて示す。
 [A1] 含水率が5~30質量%の範囲内にあるたばこ原料を、投入口と出口と加熱室とを備えた加熱装置を用いて、前記加熱室内に充填された状態で前記加熱室内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱することと、
 前記たばこ原料を、前記加熱装置から、前記加熱装置と連続し且つ冷却室を備えた冷却装置へ搬送し、前記たばこ原料を、前記冷却室内に充填された状態で前記冷却室内を搬送しながら冷却することと
を含む、たばこ材料の製造方法。
 [A2] 前記加熱装置が、前記たばこ原料を前記加熱室内において搬送する搬送機構を更に備えている[A1]に記載の方法。
 [A3] 前記搬送機構が、モータと、前記モータの駆動により回転するスクリューとを含む[A2]に記載の方法。
 [A4] 前記加熱装置が、前記たばこ原料を加熱するヒータを更に備えている[A1]~[A3]の何れか1に記載の方法。
 [A5] 前記冷却装置が、前記たばこ原料を冷却する冷却機構を更に備えている[A1]~[A4]の何れか1に記載の方法。
 [A6] 前記冷却機構が、冷却水を流通させるための流路を備えた冷却ジャケットを含む[A5]に記載の方法。
 [A7] 前記冷却装置が、入口と排出口とを更に備え、前記冷却装置は、前記入口が前記加熱装置の前記出口と繋がるように前記加熱装置に固定されている[A1]~[A6]の何れか1に記載の方法。
 [A8] 前記加熱が、290~380℃、好ましくは290~350℃の温度で行われる[A1]~[A7]の何れか1に記載の方法。
 [A9] 前記加熱が、前記たばこ原料を前記加熱室内を5~50cm/分の速度で搬送しながら行われる[A1]~[A8]の何れか1に記載の方法。
 [A10] 前記加熱が、前記たばこ原料を前記加熱室内を7~35cm/分、好ましくは10~25cm/分の速度で搬送しながら行われる[A1]~[A9]の何れか1に記載の方法。
 [A11] 前記加熱室は、搬送方向の長さが30~300cmである[A1]~[A10]の何れか1に記載の方法。
 [A12] 前記加熱室は、搬送方向の長さが35~200cm、好ましくは35~150cmである[A1]~[A11]の何れか1に記載の方法。
 [A13] 前記加熱が、0.6~60分の時間にわたって行われる[A1]~[A12]の何れか1に記載の方法。
 [A14] 前記加熱が、1~30分、好ましくは2~15分の時間にわたって行われる[A1]~[A13]の何れか1に記載の方法。
 [A15] 前記加熱が、大気圧条件下で行われる[A1]~[A14]の何れか1に記載の方法。
 [A16] 前記加熱が、前記加熱の全期間にわたって、前記たばこ原料に水を添加しないで行われる[A1]~[A15]の何れか1に記載の方法。
 [A17] 前記冷却が、前記たばこ原料を前記冷却室内を5~50cm/分の速度で搬送しながら行われる[A1]~[A16]の何れか1に記載の方法。
 [A18] 前記冷却が、前記たばこ原料を前記冷却室内を7~35cm/分、好ましくは10~25cm/分の速度で搬送しながら行われる[A1]~[A17]の何れか1に記載の方法。
 [A19] 前記冷却室は、搬送方向の長さが10~300cmである[A1]~[A18]の何れか1に記載の方法。
 [A20] 前記冷却室は、搬送方向の長さが10~200cm、好ましくは10~150cmである[A1]~[A19]の何れか1に記載の方法。
 [A21] 前記冷却が、前記冷却後に得られたたばこ材料が70~140℃の温度に冷却されるように行われる[A1]~[A20]の何れか1に記載の方法。
 [A22] 前記冷却が、0.6~60分の時間にわたって行われる[A1]~[A21]の何れか1に記載の方法。
 [A23] 前記冷却が、大気圧条件下で行われる[A1]~[A22]の何れか1に記載の方法。
 [A24] 前記たばこ原料が、前記加熱室の体積1cmあたり、0.15g以上、好ましくは0.20g以上の量で前記加熱室内に充填されている[A1]~[A23]の何れか1に記載の方法。
 [A25] 前記たばこ原料が、前記加熱室の体積1cmあたり、0.15~0.60g、好ましくは0.20~0.60g、より好ましくは0.25~0.45gの量で前記加熱室内に充填されている[A1]~[A24]の何れか1に記載の方法。
 [A26] 前記たばこ原料が、前記冷却室の体積1cmあたり、0.15g以上、好ましくは0.20g以上の量で前記冷却室内に充填されている[A1]~[A25]の何れか1に記載の方法。
 [A27] 前記たばこ原料が、前記冷却室の体積1cmあたり、0.15~0.60g、好ましくは0.20~0.60g、より好ましくは0.25~0.45gの量で前記冷却室内に充填されている[A1]~[A26]の何れか1に記載の方法。
 [A28] 前記加熱前の前記たばこ原料の含水率が5~15質量%である[A1]~[A27]の何れか1に記載の方法。
 [A29] 前記冷却後に得られたたばこ材料の含水率が5~35質量%である[A1]~[A28]の何れか1に記載の方法。
 [A30] 前記冷却後に得られたたばこ材料の含水率が5~20質量%である[A1]~[A29]の何れか1に記載の方法。
 [B1] [A1]~[A30]の何れか1に記載の方法により得られるたばこ材料。
 [B2] NNN含量が3.0[μg/g D.W.]以下であり、NAT含量が2.0[μg/g D.W.]以下であり、クエン酸に対する酢酸の質量比が0.3以上であるたばこ材料。
 [B3] [A1]~[A30]の何れか1に記載の方法により得られるたばこ材料であって、NNN含量が3.0[μg/g D.W.]以下であり、NAT含量が2.0[μg/g D.W.]以下であり、クエン酸に対する酢酸の質量比が0.3以上であるたばこ材料。
 [B4] 前記NNN含量が、0.001~3.0[μg/g D.W.]、好ましくは0.001~2.8[μg/g D.W.]、より好ましくは0.001~2.0[μg/g D.W.]である[B2]または[B3]に記載のたばこ材料。
 [B5] 前記NAT含量が、0.001~2.0[μg/g D.W.]、好ましくは0.001~1.8[μg/g D.W.]、より好ましくは0.001~1.0[μg/g D.W.]である[B2]~[B4]の何れか1に記載のたばこ材料。
 [B6] クエン酸に対する酢酸の前記質量比は、0.5以上、好ましくは1.0以上である[B2]~[B5]の何れか1に記載のたばこ材料。
 [B7] クエン酸に対する酢酸の前記質量比は、0.3~200、好ましくは0.5~200、より好ましくは1.0~200である[B2]~[B6]の何れか1に記載のたばこ材料。
 [B8] 前記たばこ材料のニコチン含量が2.0[% D.B.]以上である[B2]~[B7]の何れか1に記載のたばこ材料。
 [B9] 前記ニコチン含量が2.0~5.0[% D.B.]、好ましくは2.0~4.0[% D.B.]である[B8]に記載のたばこ材料。
 [B10] 前記たばこ材料のアンモニア含量が2000[μg/g D.W.]以下である[B2]~[B9]の何れか1に記載のたばこ材料。
 [B11] 前記アンモニア含量が1~2000[μg/g D.W.]である[B10]に記載のたばこ材料。
 [C1] [B1]~[B11]の何れか1に記載のたばこ材料を含む非燃焼加熱型香味吸引器。
 [C2] [B1]~[B11]の何れか1に記載のたばこ材料を含む香味源と、前記香味源の周囲に巻かれた巻紙とを備えた香味発生物品と、
 前記香味発生物品に含まれる前記香味源を加熱するヒータと
を備えた非燃焼加熱型香味吸引器。
 [例1]
 例1では、加熱温度とTSNAの低減効果との関係、および加熱温度と香味成分の保持効果との関係を調べた。
 1-1.たばこ材料の調製
 図1に示すたばこ材料製造装置10を用いて、加熱温度を下記のとおり変更して、たばこ材料1A~1Gを調製した。 
 たばこ材料1A:190℃
 たばこ材料1B:220℃
 たばこ材料1C:250℃
 たばこ材料1D:290℃
 たばこ材料1E:305℃
 たばこ材料1F:320℃
 たばこ材料1G:350℃。
 出発原料であるたばこ原料として、たばこ刻の粉砕物300gを使用した。具体的には、バーレー種のたばこ刻を粉砕機で平均粒径が250μmになるように粉砕し、得られたたばこ刻の粉砕物を1回の試験につき300gの量で使用した。たばこ原料の含水率WC1は10質量%であった。たばこ原料を、加熱室22C内に充填された状態で加熱室22C内を搬送しながら上記温度で加熱した。その後、たばこ原料を、加熱室22Cと連続した冷却室31Cへ搬送し、冷却室31C内に充填された状態で冷却室31C内を搬送しながら冷却した。
 加熱条件および冷却条件は、以下のとおりとした。なお、加熱中にたばこ原料に水分の添加は行わなかった。
 <加熱条件>
 加熱温度(加熱装置の設定温度):190℃、220℃、250℃、290℃、305℃、320℃、または350℃の何れか
 加熱室の搬送方向の長さ:38cm
 スクリュー軸の直径:0.8cm
 スクリュー羽根の外径:2.0cm
 スクリューの回転速度:10rpm
 加熱室内の搬送速度:20cm/分
 加熱時間:約2分
 加熱室内の圧力:大気圧
 加熱室内におけるたばこ原料の充填率:0.3g/cm
 <冷却条件>
 冷却室の搬送方向の長さ:12cm
 冷却室内の搬送速度:20cm/分
 冷却時間:0.6分
 冷却室内の圧力:大気圧
 冷却室内におけるたばこ原料の充填率:0.3g/cm
 冷却後に得られたたばこ材料の温度:75℃。
 1-2.評価方法
 調製したたばこ材料について、含水率、NNN含量、NAT含量、クエン酸含量、酢酸含量、およびニコチン含量を、詳細な説明に記載したとおり測定した。クエン酸含量と酢酸含量の測定結果から、クエン酸に対する酢酸の質量比を算出した。
 1-3.結果
 たばこ材料1A~1Gの含水率WC2は、いずれも10~14質量%の範囲内であり、出発原料であるたばこ原料の含水率WC1と同等であるか、またはそれより大きかった。含水率が低下しなかった理由は、加熱工程でたばこ原料から揮発した水分が、たばこ原料の周囲近傍に存在し、その後の冷却工程でたばこ原料に戻ったためと考えられる。また、含水率がやや増加した理由は、脱水反応によるものと考えられる。
 NNN含量の結果を図5に示す。NAT含量の結果を図6に示す。クエン酸に対する酢酸の質量比の結果を図7に示す。ニコチン含量の結果を図8に示す。図5~8において、「未処理」は、出発原料であるたばこ原料の結果を示す。
 NNN含量は、加熱温度が190℃、220℃、および250℃の場合、出発原料(たばこ原料)と比べて2倍程度増加したのに対し、加熱温度が290℃以上の場合、出発原料(たばこ原料)と比べて減少させることができた(図5)。また、加熱温度が290℃以上の場合、加熱温度が高いほどNNN含量の低減効果が高かった(図5)。
 同様に、NAT含量は、加熱温度が190℃、220℃、および250℃の場合、出発原料(たばこ原料)と比べて2倍程度増加したのに対し、加熱温度が290℃以上の場合、出発原料(たばこ原料)と比べて低減させることができた(図6)。また、加熱温度が290℃以上の場合、加熱温度が高いほどNAT含量の低減効果が高かった(図6)。
 クエン酸に対する酢酸の質量比は、加熱温度が190℃、220℃、および250℃の場合、出発原料(たばこ原料)とほぼ同等であったのに対し、加熱温度が290℃以上の場合、出発原料(たばこ原料)と比べて増大した(図7)。上述のとおり、クエン酸に対する酢酸の質量比は、たばこ材料を香味吸引器に組み込んでユーザがたばこ香味を吸引した場合の刺激を抑制する効果(イリテーション抑制効果)を表す指標である。したがって、加熱温度が290℃以上の場合、得られたたばこ材料は、イリテーション抑制効果を奏することができる。また、加熱温度が290℃以上の場合、加熱温度が高いほど、クエン酸に対する酢酸の質量比が大きく、イリテーション抑制効果が高かった(図7)。
 ニコチン含量については、いずれの加熱温度を採用した場合も、出発原料(たばこ原料)とほぼ同等の量でニコチンをたばこ材料に保持することができた(図8)。
 これらの結果から、本発明の方法に従ってたばこ材料を製造すると、TSNA量を低減しつつ、香味成分を保持したたばこ材料を製造できることが分かる。
 [例2]
 例2では、TSNAの低減効果に対する冷却工程の影響、および香味成分の保持効果に対する冷却工程の影響を調べた。
 2-1.たばこ材料の調製
 例1に記載したのと同様の手順に従って、たばこ材料を調製した。具体的には、図1に示すたばこ材料製造装置10を用いて、加熱温度、加熱時間、および冷却工程の有無を下記のとおり変更して、たばこ材料2A~2G、3A~3G、4A~4G、5A~5Gを調製した。 
 たばこ材料2A:190℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料2B:220℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料2C:250℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料2D:290℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料2E:305℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料2F:320℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料2G:350℃で120秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料3A:190℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料3B:220℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料3C:250℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料3D:290℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料3E:305℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料3F:320℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料3G:350℃で120秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料4A:190℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料4B:220℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料4C:250℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料4D:290℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料4E:305℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料4F:320℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料4G:350℃で240秒間の加熱、その後の冷却あり
 たばこ材料5A:190℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料5B:220℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料5C:250℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料5D:290℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料5E:305℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料5F:320℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし
 たばこ材料5G:350℃で240秒間の加熱、その後の冷却なし。
 「冷却あり」は、図1に示す加熱装置を用いてたばこ原料を加熱した後、図1に示す冷却装置を用いて所定の冷却条件下でたばこ原料を冷却した場合を表す。「冷却なし」は、図1に示す加熱装置を用いてたばこ原料を加熱した後、たばこ原料を加熱装置から排出し、室温(約20℃)で放置して冷ました場合を表す。
 2-2.評価方法
 調製したたばこ材料について、含水率、NNN含量、NAT含量、クエン酸含量、酢酸含量、ニコチン含量、およびアンモニア含量を、詳細な説明に記載したとおり測定した。クエン酸含量と酢酸含量の測定結果から、クエン酸に対する酢酸の質量比を算出した。
 2-3.結果
 たばこ材料2A~2Gの含水率WC2は、いずれも10~14質量%の範囲内であり、出発原料(たばこ原料)の含水率WC1と同等であるか、またはそれより大きかった。たばこ材料3A~3Dの含水率WC2は、冷却工程を行わなかったため、2~4質量%と低かった。たばこ材料4A~4Gの含水率WC2は、いずれも10~16質量%の範囲内であり、出発原料(たばこ原料)の含水率WC1と同等であるか、またはそれより大きかった。たばこ材料5A~5Eの含水率WC2は、冷却工程を行わなかったため、2~5質量%と低かった。
 なお、たばこ材料3E~3Gおよびたばこ材料5F~5Gについては、加熱装置から排出されたたばこ原料の温度が高かったため、安全性を考慮してたばこ原料を積極的に冷却した。このため、たばこ材料3E~3Gおよびたばこ材料5F~5Gについては、含水率を含むデータの取得を行わなかった。
 NNN含量の結果を図9に示す。NAT含量の結果を図10に示す。クエン酸に対する酢酸の質量比の結果を図11に示す。ニコチン含量の結果を図12に示す。アンモニア含量の結果を図13に示す。図9~13において、「冷却あり」のデータを実線で示し、「冷却なし」のデータを点線で示す。
 NNN含量は、冷却工程を行った場合および冷却工程を行わなかった場合の何れも、290℃以上の加熱温度において、出発原料(たばこ原料)と比べて減少させることができた(図9)。なお、出発原料(たばこ原料)のNNN含量は、3.03[μg/g D.W.]であった。また、加熱温度が290℃以上の場合、加熱温度が高いほどNNN含量の低減効果が高かった(図9)。
 同様に、NAT含量は、冷却工程を行った場合および冷却工程を行わなかった場合の何れも、290℃以上の加熱温度において、出発原料(たばこ原料)と比べて減少させることができた(図10)。なお、出発原料(たばこ原料)のNAT含量は、1.96[μg/g D.W.]であった。また、加熱温度が290℃以上の場合、加熱温度が高いほどNAT含量の低減効果が高かった(図10)。
 クエン酸に対する酢酸の質量比は、冷却工程を行った場合、290℃以上の加熱温度において、出発原料(たばこ原料)と比べて増大した(図11)。なお、出発原料(たばこ原料)については、クエン酸に対する酢酸の質量比は、0.21であった。また、加熱温度が290℃以上の場合、加熱温度が高いほど、クエン酸に対する酢酸の質量比の値が大きかった(図11)。
 ニコチン含量については、冷却工程を行わなかった場合、加熱温度が高くなるに従ってニコチンは減少した。これに対し、冷却工程を行った場合、加熱温度が高くなっても、出発原料(たばこ原料)とほぼ同等の量でニコチンをたばこ材料に保持することができた(図12)。なお、出発原料(たばこ原料)のニコチン含量は、3.48[% D.B.]であった。
 アンモニア含量については、冷却工程を行っても、アンモニアをたばこ材料に保持することができず、加熱温度が高くなるに従ってアンモニアは減少した(図13)。なお、出発原料(たばこ原料)のアンモニア含量は、2501[μg/g D.W.]であった。
 これらの結果から、本発明の方法に従って加熱工程の後に冷却工程を行ってたばこ材料を製造すると、TSNA量を低減しつつ、香味成分を保持したたばこ材料を製造できることが分かる。
 10…たばこ材料製造装置、20…加熱装置、30…冷却装置、21…ホッパー、22…シリンダ、22A…投入口、22B…出口、22C…加熱室、23…スクリュー、24…モータ、25…バンドヒータ、25A…抵抗発熱体、25B…絶縁体、26…カバー体、31…冷却管、31A…入口、31B…排出口、31C…冷却室、32…冷却ジャケット、32A…流路、100…エアロゾル生成装置、101…アウタハウジング、102…スライドカバー、103…スイッチ部、110…インナハウジング、120…電源部、121…電源、130…霧化部、132…断熱部、134…挿入ガイド部材、136…底部材、137…第1保持部、138…第2保持部、140…ヒータ、150…チャンバ、200…たばこスティック、201…喫煙可能物、202…第1の巻紙、203…第2の巻紙、204…筒状部材、205…フィルタ部、206…中空フィルタ部、207…リップリリース剤。
 

Claims (20)

  1.  含水率が5~30質量%の範囲内にあるたばこ原料を、投入口と出口と加熱室とを備えた加熱装置を用いて、前記加熱室内に充填された状態で前記加熱室内を搬送しながら290~400℃の温度で加熱することと、
     前記たばこ原料を、前記加熱装置から、前記加熱装置と連続し且つ冷却室を備えた冷却装置へ搬送し、前記たばこ原料を、前記冷却室内に充填された状態で前記冷却室内を搬送しながら冷却することと
    を含む、たばこ材料の製造方法。
  2.  前記加熱装置が、前記たばこ原料を前記加熱室内において搬送する機構を更に備えている請求項1に記載の方法。
  3.  前記加熱が、前記たばこ原料を前記加熱室内を5~50cm/分の速度で搬送しながら行われる請求項1または2に記載の方法。
  4.  前記加熱室は、搬送方向の長さが30~300cmである請求項1~3の何れか1項に記載の方法。
  5.  前記加熱が、0.6~60分の時間にわたって行われる請求項1~4の何れか1項に記載の方法。
  6.  前記加熱が、大気圧条件下で行われる請求項1~5の何れか1項に記載の方法。
  7.  前記冷却が、前記たばこ原料を前記冷却室内を5~50cm/分の速度で搬送しながら行われる請求項1~6の何れか1項に記載の方法。
  8.  前記冷却室は、搬送方向の長さが10~300cmである請求項1~7の何れか1項に記載の方法。
  9.  前記冷却が、前記冷却後に得られたたばこ材料が70~140℃の温度に冷却されるように行われる請求項1~8の何れか1項に記載の方法。
  10.  前記冷却が、0.6~60分の時間にわたって行われる請求項1~9の何れか1項に記載の方法。
  11.  前記冷却が、大気圧条件下で行われる請求項1~10の何れか1項に記載の方法。
  12.  前記たばこ原料が、前記加熱室の体積1cmあたり、0.20g以上の量で前記加熱室内に充填されている請求項1~11の何れか1項に記載の方法。
  13.  前記たばこ原料が、前記冷却室の体積1cmあたり、0.20g以上の量で前記冷却室内に充填されている請求項1~12の何れか1項に記載の方法。
  14.  前記加熱前の前記たばこ原料の含水率が5~15質量%である請求項1~13の何れか1項に記載の方法。
  15.  前記冷却後に得られたたばこ材料の含水率が5~35質量%である請求項1~14の何れか1項に記載の方法。
  16.  請求項1~15の何れか1項に記載の方法により得られるたばこ材料。
  17.  NNN含量が3.0[μg/g D.W.]以下であり、NAT含量が2.0[μg/g D.W.]以下であり、クエン酸に対する酢酸の質量比が0.3以上であるたばこ材料。
  18.  ニコチン含量が2.0[% D.B.]以上である請求項17に記載のたばこ材料。
  19.  アンモニア含量が2000[μg/g D.W.]以下である請求項17または18に記載のたばこ材料。
  20.  請求項16~19の何れか1項に記載のたばこ材料を含む非燃焼加熱型香味吸引器。
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