[发明专利]一种利用感应加热方式实现烟草物料均匀加热的工作系统

说明书

本发明涉及一种利用感应加热方式实现烟草物料均匀加热的工作系统，该工作系统包括能量发生体、能量接受体和加热温度控制系统；其中能量发生体为小型化电磁加热装置、能量接受体为添加了可以感应电磁能量的微粒材料，结合控温系统可以实现烟支的均匀与可控加热，进一步提升利用这一技术系统的烟草制品的抽吸品质与安全性。

【技术领域】

本发明属于烟草加热不燃烧技术领域。更具体地，本发明涉及一种利用感应加热方式实现烟草物料均匀加热的工作系统。

【背景技术】

传统的烟草是在被点燃之后，维持阴燃状态，并利用阴燃产生的温度加热燃烧区域附近的烟草原料，释放出可供抽吸的烟气。在这一过程中，根据距离燃烧锥的位置差异，不同位置的烟草物料温度各不相同。在燃烧锥的中心区为燃烧放热区，其温度可以达到800℃以上，在这一区域主要发生成分的燃烧与不完全燃烧产生的氧化还原反应，并产生二氧化碳、一氧化碳、氢、水、挥发性碳氢化合物等；而距离燃烧区域5-20mm左右的区域称为热解蒸馏区，这一部分的温度可以达到150-600℃左右，这一区域烟草化学成分发生受热裂解，并释放出裂解后的化学成分，同时一些易挥发的成分发生受热蒸发；在这一部分烟草成分主要发生热解、缩合、聚合反应，烟气的大部分成分都在这一部分产生；而在距离燃烧区域20mm以上的区域，可以成为冷凝区，这一部分温度通常低于150℃，在燃烧区与热解蒸馏区释放的化学成分会在这一部分凝结沉降。附图3显示了卷烟抽吸时不同区域温度差异的示意图。附图4是卷烟燃吸过程的物质转化与能量传递模型图。因此，传统烟草的烟草产品其烟气释放过程是一个温度变化范围较大，加热均匀性不良的体系中发生的。而温度的不稳定导致了烟气成分中的化合物的成分构成变得非常复杂，这也导致了烟气的抽吸质量稳定性受到影响，并且也导致了诸多有害化学成分的释放难以控制。

而近年来科学研究表明有效控制降低烟支的燃烧温度，可以显著提升烟气中的有害成分释放量，提高烟草制品的安全性。依托这一理论，菲莫国际开发了IQOS系列的加热不燃烧烟草产品、英美烟草、日本烟草、韩国KT&G公司也跟进在市场上推出了Glo、Ploom、Fit等不同品牌的加热不燃烧产品。这些加热不燃烧产品是通过加热元件对烟草物料进行加热烘培，并将加热温度控制在300℃左右，使烟草能够释放烟气但仍旧保持在不燃烧的状态下。相对于传统的燃吸卷烟，加热不燃烧烟草在很大程度改善了烟草释放烟气的温度稳定性，并进而减低了产品的危害性。但由于这些产品使用烟具内固定设置加热元件进行烟草物料的加热，而加热元件与烟草物料仅在局部位置接触，热量传递不均匀，因此这些产品仍旧无法真正实现均匀的热量递送，这在很大程度上也导致这些产品任就存在抽吸质量不稳定，有害成分的释放仍旧缺乏稳定控制。同时加热不均匀也导致了这些产品普遍存在，只有加热片附近的烟草物料被加热释放烟气，产品烟气浓度低，抽吸口数少、加热元件容易碳化结垢的产品缺陷。

因此如果能够进一步提升加热的均匀性，就有希望进一步提升产品的抽吸质量稳定性与安全性，改善消费体验。近年来发展起来的感应加热技术为这一技术目标的实现提供了可能，感应加热技术是利用电磁波、微波进行能量传递的非接触式加热方式，其技术原理是利用高频电磁波发生装置发射能量，使被加热物体中的介质中的电荷粒子或者极性化合物分子发生共振并且碰撞摩擦后产生加热效果。相对于直接加热，感应加热由于不存在加热传统元件或者燃烧发热区域，而是在物料内部的内源发热，只要能够有效的让介质电荷粒子或者极性化合物分子均匀的分布在物料中，就能实现整个物料体系的均匀加热，提高加热稳定性，从而实现整个系统的加热效果改进。

【发明内容】

[要解决的技术问题]

本发明的目的是提供一种利用感应加热方式实现烟草物料均匀加热的工作系统。

[技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。