ЖИДКИЙ ТАБАЧНЫЙ ЭКСТРАКТ
LIQUID TOBACCO EXTRACT

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение касается жидкого табачного экстракта и использования жидкого табачного экстракта в устройстве для выработки вдыхаемой среды.
Уровень техники
В курительных изделиях, таких как сигареты, сигары и подобных, при использовании сжигают табак с целью создания табачного дыма. Были предприняты попытки предложить альтернативы этим изделиям, в которых сжигают табак, путем создания продуктов, в которых вещества высвобождают без сжигания. Примерами таких продуктов являются нагревательные устройства, в которых вещества высвобождают путем нагревания, а не сжигания, материала. Этот материал может быть, например, табаком или другим, не табачным товаром, который может как содержать, так и не содержать никотин.
Электронные сигареты являются другим товаром, который является альтернативой сжигаемым товарам. Известные электронные сигареты не содержат или не используют табак. В отличие от этого, указанные устройства содержат испаряемый раствор, который при нагревании вырабатывает вдыхаемый аэрозоль. Эти растворы могут содержать вырабатывающие аэрозоль вещества. Этот раствор также может содержать компоненты табака, такие как никотин и/или ароматизаторы. Следовательно, полезно иметь возможность по выбору извлекать табачные компоненты.
В качестве другого примера существуют гибридные устройства «электронная сигарета/нагревающий табак товар», известные как электронные гибридные табачные устройства. Эти гибридные устройства содержат некоторую жидкость, которую испаряют с помощью нагревания с целью получения пара или аэрозоля, который можно вдыхать. Жидкость может содержать никотин и/или ароматизаторы и/или вещества для выработки аэрозоля. Пар или аэрозоль проходят через материал в устройстве и увлекают один или несколько компонентов материала, чтобы получилась среда, которую можно вдыхать. Этот материал может быть, например, табаком или другим, не табачным продуктом, который может как содержать, так и не содержать никотин.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения, предложен картридж для использования с устройством для выработки вдыхаемой среды, указанный картридж содержит:
первую камеру, содержащую жидкость, эта жидкость содержит жидкий табачный экстракт;
вторую камеру, которая выполнена с возможностью расположения твердого материала с ароматом; и
картридж выполнен так, что при использовании жидкость испаряется для формирования пара или аэрозоля,
и пар или аэрозоль объединяются с одним или несколькими компонентами твердого материала с ароматом, который расположен во второй камере, для образования вдыхаемой среды, при этом вдыхаемая среда содержит одну или несколько составных частей твердого материала с ароматом, которые захвачены паром или аэрозолем.
В некоторых случаях картридж дополнительно содержит канал, который обеспечивает сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры, при этом при использовании аэрозоль или пар, образованные при испарении жидкости, проходят через канал во вторую камеру и через твердый материал с ароматом с целью получения вдыхаемой среды.
В некоторых случаях вторая камера содержит твердый материал с ароматом. В некоторых случаях твердый материал с ароматом содержит табак.
Жидкого табачного экстракта может быть получен или получен с помощью процесса, включающего в себя следующее: (i) извлекают из табака табачные компоненты с использованием сверхкритического растворителя для извлечения и (ii) перемещают извлеченные табачные компоненты в жидкий растворитель.
Авторы изобретения обнаружили, что использование табачного экстракта как жидкого компонента в электронном гибридном табачном устройстве обеспечивает полезный органолептический эффект. Табачный экстракт вносит вклад в аромат вдыхаемого аэрозоля. Обычно жидкий табачный экстракт придает базовую ноту табачного вкуса, а твердый табачный участок доставляет верхнюю ноту общего чувственного опыта.
Авторы изобретения также установили, что использование табачного экстракта как жидкого компонента обеспечивает продолжительность вкуса. Табачный аромат доставляют в ходе периода потребления. Дополнительно, жидкий табачный экстракт является лучшим средством для доставки вкуса/аромата для менее ароматных табаков (например, обычного табака Вирджиния) по сравнению с твердым табаком.
Далее, жидкие табачные экстракты обычно содержат никотин. Никотин фармацевтической категории (который входит в обычные гибридные жидкие растворы, соответствующие уровню техники), соответственно, может быть использован при более низких концентрациях и, в некоторых случаях, его вообще не нужно использовать. Никотин фармацевтической категории обладает высокой степенью очистки и требует существенно большей обработки по сравнению с жидким табачным экстрактом.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложено устройство для выработки вдыхаемой среды, это устройство содержит картридж, который соответствует первому аспекту изобретению, и выходное отверстие, при этом указанное устройство выполнено так, что вдыхаемая среда выходит из выходного отверстия.
В изобретении также предложено устройство для выработки вдыхаемой среды, указанное устройство содержит:
первую камеру, содержащую жидкость, эта жидкость содержит жидкий табачный экстракт;
вторую камеру, которая выполнена с возможностью расположения твердого материала с ароматом: и атомайзер для испарения жидкости из первой камеры; и
выходное отверстие;
устройство выполнено так, что при использовании жидкость испаряют для образования пара или аэрозоля, и пар или аэрозоль объединяются с одним или несколькими компонентами твердого материала с ароматом, который расположен во второй камере, для образования вдыхаемой среды, которая выходит из выходного отверстия, при этом вдыхаемая среда содержит одну или несколько составных частей твердого материала с ароматом, которые захвачены паром или аэрозолем.
В некоторых случаях устройство дополнительно содержит канал, который обеспечивает сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры, при этом при использовании аэрозоль или пар, образованные при испарении жидкости, проходят через канал во вторую камеру и через твердый материал с ароматом с целью получения вдыхаемой среды.
В некоторых случаях вторая камера содержит твердый материал с ароматом. В некоторых случаях твердый материал с ароматом содержит табак.
В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предложен набор частей, этот набор содержит картридж, который соответствует первому аспекту изобретения, и устройство для испарения, при этом картридж выполнен с возможностью работы с устройством для испарения для выработки вдыхаемой среды.
В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения, предложен способ выработки вдыхаемой среды, этот способ включает в себя следующее: (i) испаряют жидкость для образования пара или аэрозоля, при этом жидкость содержит жидкий табачный экстракт, и (ii) объединяют пар или аэрозоль с компонентами твердого материала с ароматом для образования вдыхаемой среды, при этом вдыхаемая среда содержит одну или несколько составных частей твердого материала с ароматом, которые захвачены паром или аэрозолем.
В некоторых случаях способ включает в себя следующее: (i) испаряют жидкость для образования пара или аэрозоля, при этом жидкость содержит жидкий табачный экстракт, и (ii) пропускают пар или аэрозоль через твердый материал с ароматом для образования вдыхаемой среды, при этом вдыхаемая среда содержит одну или несколько составных частей твердого материала с ароматом, которые захвачены паром или аэрозолем.
В соответствии с пятым аспектом изобретения, предложен жидкий табачный экстракт, водная активность которого меньше примерно 0,45 Aw при 25ºC, с целью использования в качестве испаряемой жидкости в устройстве для выработки аэрозоля.
В соответствии с шестым аспектом изобретения, предложен картридж для использования в устройстве выработки аэрозоля, при этом картридж содержит жидкость, которая содержит жидкий табачный экстракт, причем при использовании жидкий табачный экстракт испаряют для образования вдыхаемого пара или аэрозоля. Жидкий табачный экстракт (а) обладает водной активностью, которая меньше примерно 0,45 Aw при 25ºC, и/или (б) может быть получен или его получают с помощью процесса, который включает в себя следующее:
извлекают из табака табачные компоненты с использованием сверхкритического растворителя для извлечения и (ii) перемещают извлеченные табачные компоненты в жидкий растворитель.
В соответствии с седьмым аспектом изобретения, предложено устройство выработки аэрозоля, которое содержит картридж, который соответствует шестому аспекту изобретению, атомайзер и выходное отверстие, при этом указанное устройство выполнено так, что вдыхаемая среда выходит из выходного отверстия. В некоторых случаях картридж может содержать атомайзер.
Также в изобретении предложено устройство выработки аэрозоля, это устройство, содержащее жидкость, которая содержит жидкий табачный экстракт, причем при использовании жидкий табачный экстракт может быть испарен для образования вдыхаемого пара или аэрозоля;
атомайзер для испарения жидкости; и выходное отверстие;
это устройство выполнено так, что при использовании жидкость испаряют для образования пара или аэрозоля, которые выходят через выходное отверстие;
отличающееся тем, что жидкий табачный экстракт (а) обладает водной активностью, составляющей менее примерно 0,45 Aw при 25ºC и/или (б) может быть получен или получен с помощью процесса, включающего в себя следующее: (i) извлекают из табака табачные компоненты с использованием сверхкритического растворителя для извлечения и (ii) перемещают извлеченные табачные компоненты в жидкий растворитель.
Единственный или каждый атомайзер может быть нагревателем, таким как электрический резистивный нагреватель. В качестве альтернативы нагреватель может быть индукционным нагревателем, тонкопленочным нагревателем, лопастным нагревателем и так далее. В некоторых случаях единственный или каждый атомайзер может быть пьезоэлектрическим устройством, таким как устройство, описанное в документе WO 2012/062600 (который включен в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки).
В соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения предложен набор частей, этот набор содержит картридж, который соответствует шестому аспекту изобретения, и устройство для испарения, при этом картридж выполнен с возможностью работы с устройством для испарения для выработки вдыхаемого пара или аэрозоля.
Устройство выработки аэрозоля, которое соответствует шестому, седьмому или восьмому аспекту изобретения, может быть электронной сигаретой или может быть электронным гибридным табачным устройством. Электронные сигареты описаны в документах US8948578 и US9555199, которые во всей полноте включены в настоящий документ посредством ссылки.
Дополнительные признаки и достоинства изобретения будут ясны из последующего описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, приведенного только в качестве примера и со ссылками на приложенные чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 и 2 - соответственно вид в перспективе и вид сбоку, показывающие пример устройства для выработки вдыхаемой среды;
на фиг. 3а - 3е - виды, схематично показывающие продольные сечения примера картриджа, содержащего первую камеру для размещения жидкости, и выполненную как единое целое вторую камеру для твердого материала с ароматом и его компонентов;
на фиг. 4а - 4е - виды, схематично показывающие продольные сечения примера картриджа, содержащего первую камеру для размещения жидкости, и отдельную вторую камеру для твердого материала с ароматом и его компонентов;
на фиг. 5а - 5е - виды, схематично показывающие продольные сечения примера картриджа, содержащего первую камеру для размещения жидкости, и отдельную вторую камеру для твердого материала с ароматом и его компонентов.
Осуществление изобретения
Можно заметить, что, в общем, пар является веществом в газообразном состоянии при температуре, которая ниже его критической температуры, что означает, например, что пар может конденсироваться в жидкость при увеличении давления без уменьшения температуры. С другой стороны, в общем, аэрозоль является коллоидом из мелких твердых частиц или капель жидкости в воздухе или другом газе. «Коллоид» представляет собой вещество, в котором микроскопически рассеянные нерастворимые частицы взвешены в другом веществе. Термины «аэрозоль» и «пар» часто на практике используют взаимозаменяемо.
В соответствии с первым аспектом изобретения, предложен картридж для использования с устройством для выработки вдыхаемой среды, указанный картридж содержит:
первую камеру, содержащую жидкость, эта жидкость содержит жидкий табачный экстракт;
вторую камеру, которая выполнена с возможностью расположения твердого материала с ароматом; и
картридж выполнен так, что при использовании жидкость испаряется для формирования пара или аэрозоля,
и пар или аэрозоль объединяются с одним или несколькими компонентами твердого материала с ароматом, который расположен во второй камере, для образования вдыхаемой среды, при этом вдыхаемая среда содержит одну или несколько составных частей твердого материала с ароматом, которые захвачены паром или аэрозолем.
В некоторых случаях картридж дополнительно содержит канал, который обеспечивает сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры, при этом при использовании аэрозоль или пар, образованные при испарении жидкости, проходят через канал во вторую камеру и через твердый материал с ароматом с целью получения вдыхаемой среды. В этом варианте осуществления изобретения вторая камера расположена ниже по ходу относительно первой камеры.
В альтернативных вариантах осуществления изобретения вторая камера может быть расположена выше по ходу относительно первой камеры, при этом испаренные компоненты твердого материала с ароматом при использовании текут через жидкость. В еще одних вариантах осуществления изобретения первая и вторая камеры не сообщаются, испаренные компоненты жидкости и твердого материала с ароматом текут из соответствующих первой и второй камер и объединяются ниже по ходу относительно каждой камеры.
В некоторых случаях вторая камера содержит твердый материал с ароматом.
В некоторых случаях твердый материал с ароматом содержит табак. В некоторых случаях твердый материал с ароматом состоит или, по существу, состоит из табака. Табак может быть любым подходящим твердым табаком, таким как табак таким как, табак одного сорта или табачные смеси, резаный или цельнолистовой табак, размолотый табак, табачное волокно, резаный табак, прессованный табак, табачный стебель и/или восстановленный табак. Табак может быть табаком любого типа, в том числе табаком Вирджиния и/или Берлей и/или табаком Ориентал.
Жидкость из первой камеры, в некоторых случаях, может состоять или, по существу, состоять из жидкого табачного экстракта.
В некоторых случаях жидкость может быть испарена в первой камере. В других случаях ее испаряют в пути для потока ниже по ходу относительно первой камеры, например, между первой и второй камерами. Когда вторая камера расположена ниже по ходу относительно первой камеры, жидкость обычно испаряют для образования пара или аэрозоля до того, как жидкость достигнет второй камеры, так что через твердый материал с ароматом течет пар или аэрозоль для захвата компонентов указанного материала.
В некоторых случаях картридж может содержать единственный, по существу, трубчатый канал, который обеспечивает сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры. В других случаях картридж может содержать несколько каналов, которые обеспечивают сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры. В еще других случаях канал, который обеспечивает сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры, может быть кольцеобразным каналом, расположенным так, что, по существу, он окружает первую камеру.
В некоторых случаях картридж может содержать атомайзер, который выполнен с возможностью испарения жидкости из первой камеры при использовании. В некоторых случаях картридж может содержать атомайзер, который выполнен с возможностью испарения твердого материала с ароматом из второй камеры при использовании. Единственный или каждый атомайзер может быть нагревателем, таким как электрический резистивный нагреватель. В качестве альтернативы нагреватель может быть индукционным нагревателем, тонкопленочным нагревателем, лопастным нагревателем и так далее.
В некоторых случаях единственный или каждый атомайзер может быть пьезоэлектрическим устройством, таким как устройство, описанное в документе WO 2012/062600, который включен в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки.
В некоторых случаях первая и вторая камеры расположены на расстоянии друг от друга; то есть, по существу, они не находятся в проводящем тепловом контакте. Расстояние между первой и второй камерой может быть минимальным расстоянием, достаточным для достижения физического разделения камер. Это расстояние может составлять до 50 мм, предпочтительно, чтобы оно составляло до 25 мм, более предпочтительно, чтобы оно составляло до 15 мм. Авторы изобретения обнаружили, что разнесение камер позволяет осуществлять улучшенное управление тепловым профилем каждого расходного материала (то есть, жидкости, которая содержит жидкий табачный экстракт и твердого материала с ароматом). Тем не менее, разнесение не должно быть слишком большим, чтобы минимизировать расстояния, которые протекают пары, тем самым для минимизации тепловых потерь.
В некоторых случаях картридж может содержать фитиль для втягивания жидкости, которая расположена в первой камере, из первой камеры при использовании.
В некоторых случаях первая и вторая камеры картриджа могут являться компонентом, выполненным как единое целое. В других случаях первая и вторая камеры могут быть выполнены как отдельные компоненты, которые соединены друг с другом с возможностью разъединения.
В некоторых случаях картридж может быть одноразовым или может быть повторно заполнен жидким табачным экстрактом и/или твердой средой с ароматом.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложено устройство для выработки вдыхаемой среды, это устройство содержит картридж, который соответствует первому аспекту изобретению, и выходное отверстие, при этом указанное устройство выполнено так, что вдыхаемая среда выходит из выходного отверстия.
В изобретении также предложено устройство для выработки вдыхаемой среды, указанное устройство содержит:
первую камеру, содержащую жидкость, эта жидкость содержит жидкий табачный экстракт;
вторую камеру, которая выполнена с возможностью расположения твердого материала с ароматом: и атомайзер для испарения жидкости из первой камеры; и
выходное отверстие;
устройство выполнено так, что при использовании жидкость испаряют для образования пара или аэрозоля, и пар или аэрозоль объединяются с одним или несколькими компонентами твердого материала с ароматом, который расположен во второй камере, для образования вдыхаемой среды, которая выходит из выходного отверстия, при этом вдыхаемая среда содержит одну или несколько составных частей твердого материала с ароматом, которые захвачены паром или аэрозолем.
Описанные выше признаки, связанные с картриджем, который соответствует первому аспекту, могут быть использованы в устройстве, которое соответствует второму аспекту, соответственно тогда, когда это возможно.
В некоторых случаях устройство дополнительно содержит канал, который обеспечивает сообщение по текучей среде первой камеры и второй камеры, при этом при использовании аэрозоль или пар, образованные при испарении жидкости, проходят через канал во вторую камеру и через твердый материал с ароматом с целью получения вдыхаемой среды.
В некоторых случаях вторая камера содержит твердый материал с ароматом. В некоторых случаях твердый материал с ароматом содержит табак.
В некоторых случаях устройство может дополнительно содержать атомайзер, который выполнен с возможностью испарения твердого материала с ароматом из второй камеры при использовании.
Единственный или каждый атомайзер может быть нагревателем, таким как электрический резистивный нагреватель. В качестве альтернативы нагреватель может быть индукционным нагревателем, тонкопленочным нагревателем, лопастным нагревателем и так далее. В некоторых случаях единственный или каждый атомайзер может быть пьезоэлектрическим устройством, таким как устройство, описанное в документе WO 2012/062600, который включен в настоящий документ во всей полноте посредством ссылки.
Устройство для выработки вдыхаемой среды может дополнительно содержать батарейный компонент, который при использовании обеспечивает питание атомайзера (атомайзеров). Устройство для выработки вдыхаемой среды может дополнительно содержать мундштук.
Описание устройства, проиллюстрированного на фигурах
На фиг. 1 и 2 показаны, соответственно, вид в перспективе и вид сбоку, показывающие пример устройства 600 для выработки вдыхаемой среды. Устройство 600 может быть использовано с любым из картриджей, которые описаны в настоящем документе, и с другими картриджами. Устройство 600 содержит секцию 601 с батареей и секцию 602 с картриджем. Секция 601 с батареей и секция 602 с картриджем показаны на чертежах соединенными друг с другом, но они могут быть разделены пользователем, чтобы позволить загрузить картридж в секцию 602 с картриджем. Секция 601 с батареей и секция 602 с картриджем могут быть соединены друг с другом с возможностью отделения, с использованием, например, защелкивающегося соединения, зажимов, винтовой резьбы и так далее. Секция 602 с картриджем содержит мундштук 603 на дальнем конце секции 602 с картриджем. В этом примере секция 601 с батареей содержит кнопку 604 включения/выключения или кнопку 604 питания. Секция 601 с батареей содержит источник электроэнергии, такой как батарея, которая может быть аккумуляторной батареей или одноразовой батареей. Секция 601 с батареей также содержит контроллер, выполненный с возможностью управления работой разных компонентов устройства 600, и/или устройство обнаружения затяжки. При использовании пользователь отделяет секцию 601 с батареей и секцию 602 с картриджем, вставляет картридж в секцию 602 с картриджем и далее снова соединяет вместе секцию 601 с батареей и секцию 602 с картриджем. Пользователь также управлять устройством 600 с использованием кнопки 604 включения/выключения или кнопки 604 питания.
На фиг. 3а - 3с схематично показано продольное сечение примера картриджа 800, содержащего первую камеру 801 для расположения жидкости 802 и вторую камеру 803 для твердого материала 804 с ароматом. В этом примере первая камера 801 и вторая камера 803 предоставлены как один объединенный компонент, при этом изначально они выполнены как две части, которые отдельно показаны на фиг. 3с и 3d и которые далее были собраны, как показано на фиг. 3а, по существу, на постоянной основе. Первая камера 801 и вторая камера 803 могут быть прикреплены друг к другу, например, с помощью сварки трением, такой как сварка вращением, ультразвуковой сварки и так далее.
Картридж 800 расположен так, что при испарении жидкости 802 для выработки аэрозоля из капель жидкости или при достаточном нагревании для выработки пара, по меньшей мере некоторая часть и, предпочтительно, весь или, по существу, весь аэрозоль или пар проходит через материал 804 и захватывает аромат из материала 804.
В примерах с фиг. 3а - 3е первая камера 801 показана примерно цилиндрической по форме. В других примерах (не показаны) первая камера 801 может обладать формой усеченного конуса или приблизительно формой усеченного конуса или может обладать другой формой, такой как коническая форма, и может обладать круглой или овальной или многоугольной формой поперечного сечения. Первая камера 801 картриджа 800 содержит внешнюю оболочку 805, которая определяет канавку или канал 806, который расположен по длине вокруг внутренней части 810 камеры для жидкости и который продолжается от одного конца первой камеры 801 до другого. В показанном примере, этот канал выполнен с помощью канавки 806 во внешней стенке внутренней части 810 камеры для жидкости, как наиболее четко ясно на фиг. 3d. В других примерах может присутствовать несколько каналов 806, которые продолжаются от одного конца первой камеры 801 до другого конца. В еще других примерах канал 806, который расположен по длине вокруг внутренней части 810 камеры для жидкости, может быть кольцеобразным каналом, который проходит вокруг всей внутренней части 810 камеры для жидкости и продолжается от одного конца первой камеры 801 до другого.
Картридж 800 содержит нагреватель 811, выполненный с возможностью нагревания жидкости, и фитиль 812, который находится в тепловом контакте с нагревателем 811. Нагреватель 811 может быть, например, электрическим резистивным нагревателем, керамическим нагревателем и так далее. В этом примере нагреватель 811 и фитиль 812 выполнены в виде одного блока. В этом случае, когда картридж 800 содержит нагреватель 811, такой картридж часто называют «картомайзером». Ориентация нагревателя 811 показана схематично и, например, нагреватель 811 может быть катушкой, продольная ось которой параллельна продольной оси картриджа 800, а не перпендикулярна, как показано на фиг. 3а и 3b.
Фитиль 812 контактирует с жидкостью 802. Этого можно добиться, например, благодаря вставке фитиля 812 через сквозное отверстие во второй концевой стенке 813 внутренней части 810 камеры для жидкости. В качестве альтернативы или дополнительно, вторая концевая стенка
813 может быть пористым элементом, который позволяет жидкости проходить через внутреннюю часть 810 камеры для жидкости, и фитиль 812 может контактировать с пористой второй концевой стенкой 813. Вторая концевая стенка 813, например, может быть выполнена в виде пористого керамического диска. Фитиль 812, в общем, является абсорбентом и втягивает жидкость 802 из внутренней части 810 камеры для жидкости с помощью капиллярного действия. Предпочтительно, чтобы фитиль 812 был нетканым и, например, может быть выполнен из хлопкового или шерстяного материала или подобного, или синтетического материала, в том числе, например, полиэфира, нейлона, вискозы, полипропилена или подобного или керамического материала.
При использовании, пользователь соединяет картридж 800 с секцией с батареей устройства (упомянутое устройство, например, может быть устройством 600, таким как устройство, показанное на фиг. 1 и 2), чтобы подавать энергию на нагреватель 811 для жидкости. Когда на нагреватель 811 для жидкости подается энергия (пользователь может осуществить указанное, например, нажимая на кнопку 604 всего устройства 600 или с помощью устройства обнаружения затяжки всего устройства 600, что известно само по себе), нагреватель 811 нагревает жидкость 802, вытянутую фитилем 812 из внутренней части 810 камеры для жидкости, чтобы испарить или улетучить жидкость. Когда пользователь затягивается через мундштук 603 всего устройства 600, пар или аэрозоль проходят в канал 806 первой камеры 801 и в камеру 808, которая содержит твердый материал 804 с ароматом. Пар или аэрозоль подхватывает аромат из материала 804. В случае, когда материал 804 содержит никотин, пар или аэрозоль также содержат никотин, захваченный из материала 804. Далее пар или аэрозоль могут выйти из картриджа 800, как показано стрелкой А. Клапан (не показан) одностороннего действия может быть так расположен, что пар или аэрозоль могут только выйти из картриджа 800 и, в целом, не могут переместиться назад к нагревателю 811 или электронике устройства.
Камера 808 для твердого материала 804 с ароматом закрыта на мундштучном конце концевой стенкой 809, которая находится на расстоянии от концевой стенки 807 первой камеры 801. Концевая стенка 809 камеры 808 может быть выполнена как отдельное удерживающее устройство 809, например, в форме диска 809, при этом удерживающее устройство 809 вставлено в камеру 808 при изготовлении. В качестве альтернативы и как в показанном примере, концевая стенка 809 может быть частью второй камеры 803. Концевая стенка или удерживающее устройство или диск 809 могут быть выполнены из пластика или резины или керамики или подобного и содержат одно или несколько сквозных отверстий 820, чтобы позволить аэрозолю или пару проходить через мундштучный конец картриджа 800.
Аналогично, концевая стенка 807 первой камеры 801 может быть выполнена как отдельное удерживающее устройство 807, например, в форме диска 807, при этом удерживающее устройство 807 вставлено в первую камеру 801 при изготовлении или, как в показанном примере, концевая стенка 807 может быть частью первой камеры 801. Диск 807 может быть выполнен из пластика или резины или керамики или подобного и содержит одно или несколько сквозных отверстий 820, чтобы позволить аэрозолю или пару проходить во вторую камеру 808, которая содержит твердый материал 804 с ароматом.
Концевая стенка/диск 807 первой камеры 801 и концевая стенка/диск 809 второй камеры 808 помогают удержать твердый материал 804 с ароматом на месте во второй камере 808, как при транспортировке картриджа 800, так и при использовании картриджа 800.
На фиг. 4а - 4е показан дополнительный пример картриджа 900, содержащего первую камеру 901, выполненную с возможностью расположения жидкости 902, и вторую камеру 903 для материала 904, который обычно является твердым материалом 904 с ароматом. Многие аспекты и признаки примера с фиг. 4а - 4е аналогичны аспектам и признакам примера, который описан выше со ссылками на фиг. 3а - 3е, и для краткости подробное описание этих аспектов и признаков не будет повторено.
В этом примере первая камера 901 и вторая камера 903 выполнены как отдельные части, которые отдельно показаны на фиг. 4с и 4d. Первая камера 901 и вторая камера 903 могут быть соединены или прикреплены друг к другу в ходе изготовления, например, с помощью зажатия их вместе, с помощью сварки трением, такой как сварка вращением, ультразвуковой сварки и так далее. В качестве альтернативы, первая камера 901 и вторая камера 903 могут быть соединены или прикреплены друг к другу пользователем в ходе использования, при этом вторая камера 903 обладает формой съемной концевой крышки. В таком случае пользователь при необходимости может легко заменить или первую камеру 901 или вторую камеру 903, когда при использовании исчерпывается жидкость 902 и/или твердый материал 904 с ароматом. Вторая камера 903 может быть подогнана к первой камере 901, например, путем соединения с помощью зажимов и/или трения. Картридж 900 снова расположен так, что при испарении жидкости 902 для выработки аэрозоля из капель жидкости или при достаточном нагревании для выработки пара, по меньшей мере некоторая часть и, предпочтительно, весь или, по существу, весь аэрозоль или пар проходят через материал 904 и захватывают аромат из материала 904.
Вторая камера 903 для твердого материала 904 с ароматом закрыта с мундштучного конца с помощью концевой стенки 909. В показанном примере, концевая стенка 909 у мундштучного конца камеры 908 выполнена в виде отдельного диска 909, который вставлен в камеру 908 в ходе изготовления. Диск 909 может быть выполнен из пластика или резины или керамики или подобного и содержит одно или несколько сквозных отверстий 920, чтобы позволить аэрозолю или пару проходить через мундштучный конец картриджа 900. В качестве альтернативы, концевая стенка 909 может быть частью второй камеры 903 и аналогично может содержать одно или несколько сквозных отверстий, позволяющих аэрозолю или пару проходить через мундштучный конец картриджа 900 для вдоха пользователем. В дополнительной альтернативе, камера 908 может содержать вторую концевую стенку или крышку (не показана), которая содержит сквозные отверстия, находящиеся на расстоянии от концевой стенки или диска 909 в мундштуке. Таким образом, камера 908 для твердого материала 904 с ароматом может обеспечить завершенный узел, который содержит твердый материал 904 с ароматом, который облегчает изготовление всего картриджа 900 и/или который упрощает пользователю замену камеры 908 при исчерпании твердого материала 904 с ароматом.
Аналогично, в показанном примере, концевая стенка 907 первой камеры 901 выполнена в виде отдельного диска 907, который выполнен с возможностью расположения в первой камере 901 в ходе изготовления. Диск 907 может быть выполнен из пластика или резины или керамики или подобного и содержит одно или несколько сквозных отверстий 920, чтобы позволить аэрозолю или пару проходить в камеру 908, которая содержит твердый материал 904 с ароматом. В качестве альтернативы, концевая стенка 907 может быть частью первой камеры 901 и аналогично может содержать одно или несколько сквозных отверстий, позволяющих проходить аэрозолю или пару. В любом случае первая камера 901 может быть завершенным, уплотненным узлом, который содержит жидкость 902 и который облегчает изготовление всего картриджа 900 и/или который упрощает пользователю замену первой камеры 901 при исчерпании жидкости 902.
В примере с фиг. 4а - 4е, вторая камера или концевая крышка 903 является охватывающим соединительным устройством, которое содержит кольцеобразную концевую стенку 921, которая при использовании охватывает конец первой камеры 901. На фиг. 5а - 5е показан другой пример картриджа 1000, содержащего первую камеру 1001, которая выполнена с возможностью расположения жидкости 1002, и вторую камеру 1003 для материала 1004, который обычно является твердым материалом 1004 с ароматом. Пример с фиг. 5а - 5е очень похож на пример с фиг. 4а - 4е за исключением того, что в этом случае вторая камера или концевая крышка 1003 является охватываемым соединительным устройством, которое содержит кольцеобразную концевую стенку 1021, которую при использовании охватывает конец первой камеры 1001. На фиг. 5а - 5е также показан пример упомянутого выше варианта осуществления изобретения, в котором вторая камера 1003 содержит вторую концевую стенку или крышку 1009’, которая содержит сквозные отверстия, которые находятся на расстоянии от концевой стенки или диска 1009 у мундштучного конца, так что камера 1008 для твердого материала 1004 с ароматом представляет собой завершенный узел, который содержит твердый материал 1004 с ароматом.
Примеры, показанные на фиг. 3, 4 и 5, особенно подходят для использования с так называемыми модульными товарами, в которых картомайзер подогнан к секции с батареей всего устройства (такой, как секция 601 с батареей устройства 600, как показано на фиг. 1 и 2), обычно с помощью винтовой резьбы, штыкового замка или подобного. После использования обычно избавляются от картомайзера в целом, и используют новый, заменяющий картомайзер. В качестве альтернативы, пользователь может повторно использовать картридж благодаря периодическому, при необходимости, наполнению жидкостью и/или периодической замене твердого материала с ароматом.
Примеры, показанные на фиг. 3, 4 и 5, легко могут быть приспособлены для использования с электронными сигаретами других типов, что само по себе известно в технике. Существуют, например, так называемые устройства «похожие на электронные сигареты», которые, в общем, обладают малыми размерами и обладают формой и внешним видом, которые аналогичны форме и внешнему виду обычной сигареты. В таких устройствах первая камера обычно содержит некоторый ватный материал, например, из хлопка или подобного для удержания жидкости. Картридж или картомайзер в таких известных устройствах обычно в целом является одноразовым, но его может быть возможно пополнить жидкостью и/или заменить твердый материал с ароматом в примерах, которые используют вариант осуществления настоящего изобретения. В частности, в примерах, в которых возможно пополнять жидкость и/или заменять твердый материал с ароматом, атомайзер (такой, как нагреватель) может быть постоянной частью устройства. В качестве другого примера, существуют так называемые устройства с бачками или персональные испарители, которые, в общем, обладают большими резервуарами для жидкости для расположения сравнительно больших объемов жидкости и также предоставления усовершенствованных функций, которые позволяют пользователям управлять некоторым количеством аспектов устройства.
В качестве альтернативы любым описанным выше конструкциям картомайзера, атомайзер (такой как нагреватель) для жидкости может быть предусмотрен отдельно от камер для жидкости и материала. Атомайзер, например, может быть предусмотрен как часть секции 601 с батареей всего устройства 600, к которому картридж прикреплен пользователем с возможностью разъединения при использовании.
В любом из примеров, описанных выше в связи с фиг. 3, 4 и 5, также может быть предусмотрен атомайзер для твердого материала с ароматом, чтобы «предварительно нагревать» этот твердый материал с ароматом. Этот атомайзер (такой как нагреватель) для твердого материала с ароматом может быть предусмотрен как часть картриджа или как часть секции с батареей устройства, к которой при использовании прикреплен картридж.
Возможны другие изменения и альтернативы описанным выше примерам.
Например, в некоторых случаях возможно, чтобы твердый материал с ароматом был расположен, исключительно или дополнительно, в мундштуке устройства (например, мундштуке 603 устройства 600, как описано выше), с которым используют описанный выше картридж.
В качестве другого примера, твердый материал с ароматом может отсутствовать в устройстве. Указанное может быть вариантом для пользователя. Это обеспечивают пользователю больше гибкости в плане использования картриджа, так как пользователь может использовать картридж как классическую «электронную сигарету», в которой только испаряется жидкость и пар или аэрозоль не проходит мимо твердого материала или через твердый материал, время от времени, по выбору пользователя. Это особенно справедливо для примеров, когда пользователь может заменить твердый материал с ароматом из второй камеры.
В некоторых примерах внешняя оболочка 805 первой камеры может продолжаться за пределы нагревателя 811 и фитиля 812 для образования юбки 821, которая при использовании охватывает часть корпуса или секции 601 с батареей устройства 600, с которым используют картридж 800, 900, 1000. Такая юбка 821 показана, в частности, в примере с фиг. 3а- 3е. На этих фиг. также показан пример винтовой резьбы 822 в картридже 800 для крепления картриджа 800 к секции 601 с батареей устройства 600, как упомянуто выше.
В некоторых примерах, канал, через который аэрозоль/пар течет от нагревателя для жидкости до твердого материала с ароматом, является кольцеобразным и полностью окружает первую камеру. В других примерах канал не является кольцеобразным и не окружает первую камеру 801. Например, в некоторых примерах, таких как примеры, показанные на фиг. 3а - 3е, может присутствовать единственный, по существу, трубчатый канал или канавка, которая продолжается от первой камеры до твердого материала с ароматом. В качестве другого примера, может присутствовать несколько каналов или канавок, которые продолжаются от первой камеры до твердого материала с ароматом, при этом один или несколько из указанных каналов или канавок могут быть, по существу, трубчатыми. Когда присутствует несколько каналов, возможно, чтобы каналы были наполнены материалами с разными свойствами или содержали такие материалы или вели к таким материалам. Например, один канал может быть наполнен или содержать или вести к материалу, который придает пару или аэрозолю первый аромат, второй канал может быть заполнен или вести к материалу, который придает пару или аэрозолю второй аромат и так далее.
В упомянутых выше примерах, первая камера и твердый материал с ароматом/вторая камера расположены, по существу, на одной линии, вдоль продольной оси устройства или картриджа. В других примерах, первая камера и твердый материал с ароматом/вторая камера расположены так, чтобы по меньшей мере частично перекрываться в продольном направлении устройства или картриджа; в таких примерах первая камера и твердый материал с ароматом/вторая камера по-прежнему могут быть расположены, в общем, на одной линии вдоль продольной оси устройства или картриджа или могут быть расположены рядом или один элемент может быть расположен частично или полностью внутри другого. В еще других примерах, первая камера и твердый материал с ароматом/вторая камера по-прежнему расположены концентрически (или первая камера расположена внутри твердого материала с ароматом/второй камеры или наоборот) и могут быть расположены так, чтобы полностью быть сдвинутыми друг относительно друга вдоль продольной оси устройства или картриджа или перекрываясь или один элемент может быть полностью расположен в другом элементе.
В качестве другого конкретного примера, твердый материал с ароматом/вторая камера расположен по меньшей мере в одном канале между атомайзером и выходным отверстием, при этом этот канал по меньшей мере частично перекрывается с первой камерой в продольной оси устройства или картриджа. Другими словами, канал для течения пара или аэрозоля проходит мимо первой камеры и материал расположен где-то в канале.
Картридж может содержать устройство охлаждения или теплообменник и/или устройство, с которым используют картридж 800, 900, 1000, может содержать устройство охлаждения или теплообменник. Материал и устройство охлаждения в такой конструкции могут быть отделены и находиться на расстоянии друг от друга. Устройство охлаждения может быть расположено ниже по ходу относительно атомайзера для жидкости и выше по ходу относительно второй камеры, при этом устройство охлаждения или зона охлаждения выполнены с возможностью охлаждения испаренной жидкости для образования аэрозоля из капель жидкости, которые при использовании проходят через материал, который расположен в камере. Устройство охлаждения фактически может быть выполнено с возможностью функционирования в качестве теплообменника, позволяя извлекать тепло из пара. Извлеченное тепло может быть использовано, например, для предварительного нагревания материала и/или помощи в нагревании жидкости.
Испаряемая жидкость содержит жидкий табачный экстракт и подробно описана ниже. Обычно, испаряемая жидкость может испаряться в диапазоне 100 - 300°C или, более конкретно, в диапазоне примерно 150 - 250°C, эти диапазоны предпочтительны, так как они помогают уменьшить потребление электроэнергии устройством, с которым используют картридж. Как отмечено выше, твердый материал с ароматом является материалом, который может быть использован для придания аромата аэрозолю или пару, который вырабатывают из жидкости, когда аэрозоль или пар проходит через указанный материал. Материал, например, может состоять из табака или содержать табак. При прохождении аэрозоля или пара через табачный материал и над табачным материалом, горячий аэрозоль или пар увлекает органические и другие компоненты или составные части из табачного материала, которые придают табаку его органолептические свойства, таким образом аэрозолю или пару при его прохождении к мундштуку придается аромат. Тем не менее, ясно, что для придания потоку аэрозоля или пара других ароматов могут быть использованы материалы, отличные от табака. Например, упомянутый материал или жидкость могут содержать ароматизаторы.
В любом из описанных выше примеров, контроллер устройства управляет работой устройства в целом. Контроллер, например, может, при необходимости, вызывать подачу энергии на единственный или каждый нагревательный элемент и выключать нагревательный элемент, когда не требуется нагревание. Работой одного или нескольких нагревательных элементов могут управлять так, что жидкость и/или материал нагревают до оптимальной температуры. Конкретные соображения включает в себя обеспечение того, что твердый материал с ароматом не сгорает, обеспечение достижения адекватного испарения жидкости, обеспечение того, что испаренная жидкость или аэрозоль обладают надлежащей температурой для высвобождения веществ из твердого материала с ароматом, и обеспечение того, что пар или аэрозоль, который достиг пользователя, обладает комфортной и безопасной температурой. Устройство обнаружения затяжки, которое, по существу, является известным устройством, может быть предусмотрено для направления сигнала на контроллер, когда нужно подать энергию на один или несколько нагревательных элементов. Устройство также может содержать один или несколько фильтров для фильтрации пара или аэрозоля до того, как они достигнут пользователя, охлаждающие конструкции для охлаждения пара или аэрозоля до того, как они достигнут пользователя, внутреннюю для устройства изоляцию для защиты пользователя от тепла, выработанного внутри корпуса и так далее.
При использовании и, в частности, в случае, когда материал 804, 904, 1004 является табаком или содержит табак, предпочтительно, чтобы табак или по меньшей мере поверхность табака нагревалась до температуры, которая составляет примерно от 190°C до примерно 210°C и, наиболее предпочтительно, составляет примерно 200°C, чтобы обеспечить ситуацию, когда из табака высвобождается надлежащее или адекватное количество компонентов. Как более подробно описано выше, твердый материал с ароматом может быть нагрет только с помощью горячего пара или аэрозоля, который проходит через этот материал, или твердый материал с ароматом также может быть предварительно нагрет или комбинированно нагрет с использованием, например, выделенного нагревателя. В случае предварительного нагревания, твердый материал с ароматом, в частности в случае табака, может быть предварительно нагрет до температуры, которая находится в диапазоне примерно от 100 до 150°C. Тем не менее, следует понимать, что могут быть использованы другие температуры. Например, материал или, по меньшей мере, поверхность твердого материала с ароматом может быть нагрета до температуры, превышающей 210°C, например, примерно до 230°C или 240°C или подобной температуры и даже до 290°C. Количество присутствующего табака, например, может находиться в диапазоне от 50 до 300 мг или приблизительно таком диапазоне. Наиболее подходящее значение количества табака может находиться, например, в диапазоне от 50 до 150 мг, при этом 130 мг является значением, которое в настоящее время считается особенно подходящим в некоторых приложениях. В обычном примере количество табака, которое нагревают за операцию устройства (то есть, за затяжку) может находиться в соответствующем диапазоне, который составляет примерно от 8 до 50 мг.
Подходящими материалами 804, 904, 1004 являются материалы, которые при нагревании обеспечивают наличие испаренных компонентов, обычно в форме аэрозоля. Подходящими материалами 804, 904, 1004 могут являться любые материалы, содержащие табак, и могут, например, являться один или несколько элементов из следующего: собственно табак, разные виды табака, производные табака, взорванный табак, восстановленный табак, размолотый табак, табачный экстракт, гомогенизированный табак или заменители табака. В случае табака, материал 804, 904, 1004 может обладать формой стержня из табака, капсулы или заглушки из табака, рассыпного табака, скоплений и так далее и может обладать сравнительно сухой формой или, например, сравнительно влажной формой. Подходящие материалы 804, 904, 1004 могут содержать другие, не табачные, продукты, которые, в зависимости от продукта, могут как содержать, так и не содержать никотин.
В конкретном случае, когда твердый материал с ароматом является табаком, табак может иметь форму заглушки из табачного стержня, который отрезан до нужной длины и расположен во второй камере для твердого материала с ароматом до объединения второй камеры для твердого материала с ароматом с первой камерой (независимо от того, вторую камеру для твердого материала с ароматом объединяют с первой камерой при изготовлении или при использовании это делает пользователь).
В некоторых примерах вторая камера для твердого материала с ароматом является прозрачной, чтобы при использовании пользователь мог видеть содержимое (то есть, твердый материал с ароматом), что для некоторых пользователей очень привлекательно. Табачный стержень может быть выполнен с использованием прозрачного материала в качестве оберточного материала, снова чтобы пользователь мог видеть табак. Особенно подходящим материалом является материал «NatureFlex» (торговая марка), который является биоразлагаемой пленкой, выполненной из возобновляемых сырьевых материалов компанией Innovia Films Limited.
В настоящем документе под терминами «аромат» и «ароматизатор» понимают материалы, которые, где разрешается местным законодательством, могут быть использованы для создания в товаре для взрослых потребителей желаемого вкуса или аромата. Они могут представлять собой экстракты (например, лакрица, гортензия, лист белоствольной японской магнолии, ромашка, пажитник, гвоздика, ментол, японская мята, анисовое семя, корица, травы, винтергрен, вишня, ягода, персик, яблоко, Драмбьюи, бурбон, шотландский виски, виски, мята, перечная мята, лаванда, кардамон, сельдерей, каскарилла, мускатный орех, сандаловое дерево, бергамот, герань, экстракт меда, розовое масло, ваниль, лимонное масло, апельсиновое масло, акация, тмин, коньяк, жасмин, иланг-иланг, шалфей, фенхель, гвоздичный перец, имбирь, анис, кориандр, кофе или мятное масло из любого растения сорта мята), улучшители запаха, блокировщики активного центра рецепторов горечи, стимуляторы и активаторы активных центров рецепторов ощущений, сахара и/или заменители сахаров (например, сукралоза, ацесульфам калия, аспартам, сахарин, цикламаты, лактоза, сахароза, глюкоза, фруктоза, сорбитол или маннитол) и другие добавки, такие как активированный уголь, хлорофилл, минералы, растения или средства освежения дыхания. Они могут быть имитацией, синтетическими или натуральными ингредиентами или смесями. Они могут обладать любой подходящей формой, например, быть в форе масла, жидкости или порошка.
Жидкий табачный экстракт
В настоящем документе термин «жидкий табачный экстракт» относится к табачным компонентам, растворенным в растворителе. Этот экстракт может быть получен с помощью обработки любого подходящего табака, такого как, табак одного сорта или табачные смеси, размолотый табак, резаный или цельнолистовой табак, в том числе табак Вирджиния и/или Берлей и/или табаком Ориентал.
Целесообразно, что растворитель содержит или состоит из вещества для выработки аэрозоля. В настоящем документе «вещество для выработки аэрозоля» представляет собой вещество, которое способствует выработке аэрозоля при нагревании. Вещество для выработки аэрозоля может способствовать выработке аэрозоля путем содействия начальному испарению и/или конденсации газа во вдыхаемый аэрозоль из твердых частиц и/или жидкости.
Подходящими веществами для выработки аэрозоля являются, помимо прочего: полиол, такой как сорбитол, глицерол, или гликоли, такие как пропиленгликоль или триэтиленгликоль; неполиол, такой как одноатомные спирты, углеводороды с высокой точкой кипения, кислоты, такие как
молочная кислота, производные соединения глицерина, эфиры, такие как диацетин, триацетин, триэтиленгликоль диацетат, триэтилцитрат или миристаты, в том числе этилмиристат и изопропилмиристат, и эфиры алифатической карбоновой кислоты, такие как метилстеарат, диметилдодекандиоат и диметилтетрадекандиоат. В некоторых случаях растворитель содержит или состоит из одного или нескольких полиолов, целесообразно из пропиленгликоля и/или глицерина.
Жидкий табачный экстракт может обладать водной активностью, которая меньше примерно 0,45 Aw при 25ºC, что нужно для использования в качестве испаряемой жидкости в устройстве для выработки аэрозоля. Целесообразно, чтобы водная активность экстракта могла быть меньше примерно 0,4 Aw при 25ºC, или 0,35 Aw при 25ºC. (Значения водной активности определяют с использованием устройства Aqualab Pre определения водной активности, в котором применяется способ определения точки росы.)
Способ изготовления жидкого табачного экстракта включает в себя следующее: (i) извлекают из табака табачные компоненты с использованием сверхкритического растворителя для извлечения и (ii) перемещают извлеченные табачные компоненты в жидкий растворитель.
Например, способ изготовления жидкого табачного экстракта может включать в себя следующее:
(а) организуют контакт табака с растворителем для извлечения, так что табачные компоненты извлекают из табака в растворитель, при этом растворитель для извлечения содержит сверхкритическую текучую среду;
(б) отделяют оставшиеся твердые остатки табака от растворителя для извлечения, который содержит табачные компоненты;
(в) предусматривают захватывающий растворитель в сосуде, подвергают растворитель для извлечения, содержащий табачные компоненты, воздействию условий в указанном сосуде, при этом условия в указанном сосуде таковы, что растворитель для извлечения является докритическим, с помощью указанного высвобождают табачные компоненты из растворителя для извлечения,
и при этом захватывающий растворитель растворяет табачные компоненты, высвобожденные из растворителя для извлечения.
В некоторых случаях жидкий табачный экстракт, на который ссылаются в этом документе, представляет собой экстракт, получаемый или полученный с помощью указанного способа.
В некоторых случаях захватывающий растворитель содержит вещество для выработки аэрозоля. В некоторых случаях захватывающий растворитель состоит или, по существу, состоит из одного или нескольких веществ для выработки аэрозоля. В некоторых случаях захватывающий растворитель, используемый в упомянутом выше способе, содержит полиол. В некоторых случаях захватывающий растворитель содержит глицерин и/или пропиленгликоль. В некоторых случаях захватывающий растворитель состоит или, по существу, состоит из глицерина.
В некоторых случаях растворитель для извлечения, используемый в упомянутом выше способе, содержит углекислый газ. В некоторых случаях растворитель для извлечения состоит или, по существу, состоит из углекислого газа.
Способ может дополнительно включать в себя начальный этап, в ходе которого к табаку добавляют воду. Количество добавленной воды может составлять примерно от 2% до примерно 20% на основе сухого веса табака, целесообразно, чтобы количество добавленной воды составляло примерно от 2%, 5% или 8% до примерно 12%, 15%, 18% или 20%. Эта предварительная обработка водой увеличивает перемещение ионизированных табачных компонентов (таких, как ароматы) из табака в захватывающий растворитель.
В ходе указанного процесса извлечения, более высокое давление сверхкритических условий увеличивает емкость растворителя и увеличивает эффективность извлечения. Тем не менее, для достижения и поддержания более высоких давлений требуется больше энергии. Таким образом, целесообразно, чтобы сверхкритические условия могли быть выбраны так, чтобы сбалансировать эти противоречивые требования. В случае, когда сверхкритическая текучая среда содержит углекислый газ, давление, при котором осуществляется извлечение, в некоторых случаях может составлять от 8 МПа, 10 МПа, 15 МПа, 20 МПа или 25 МПа до примерно 85 МПа, 70 МПа, 55 МПа, 40 МПа или 30 МПа, целесообразно, чтобы давление находилось в диапазоне 8 - 85 МПа, 15 - 40 МПа или 20 - 30 МПа В некоторых случаях давление может находиться в диапазоне примерно 10 - 16 МПа, целесообразно, чтобы оно составляло примерно 12 МПа или может находиться в диапазоне примерно 20 - 26 МПа, целесообразно, чтобы оно составляло примерно 23 МПа; авторы изобретения обнаружили, что концентрация TSNA в табачном экстракте меньше в случае, когда извлечение осуществляется при таких давлениях.
В случае, когда сверхкритическая текучая среда содержит углекислый газ, температура, при которой осуществляется извлечение, в некоторых случаях может составлять примерно от 308K, 318K или 328K до примерно 473K, 430K, 390K или 350K, целесообразно, чтобы температура находилась в диапазоне 308 - 473K, 308 - 430K или 328 - 350K.
Переход к докритическим условиям уменьшает плотность текучей среды растворителя для извлечения и, следовательно, приводит к осаждению табачных компонентов. Условия должны быть такими, чтобы давление было ниже критического давления растворителя для извлечения и/или температура была ниже критической температуры растворителя для извлечения. Для тепловой эффективности целесообразно, чтобы условия были такими, чтобы давление было ниже критического давления растворителя для извлечения, а температура оставалась выше критической температуры.
Эффективность разделения табачных компонентов и растворителя для извлечения улучшается тогда, когда условия переходят дальше ниже критической точки растворителя для извлечения. Тем не менее, растворитель для извлечения обычно будет накапливаться и сохраняться после разделения (требует сжатия); в некоторых случаях он может быть возвращен в камеру для извлечения. Таким образом, целесообразно, чтобы для улучшения эффективности использования энергии докритические условия были не слишком ниже критической точки. Целесообразно, чтобы сверхкритические условия были выбраны для балансировки этих противоречивых требований. В случае, когда растворитель для извлечения содержит углекислый газ, давление, при котором осуществляется извлечение, в некоторых случаях может составлять от 3 МПа, 4 МПа, 5 МПа или 5,5 МПа до примерно 7,3 МПа, 7 МПа, 6,5 МПа, 6 МПа, 5,5 МПа или 5 МПа, целесообразно, чтобы давление находилось в диапазоне 3 - 7,3 МПа или 4 - 6 МПа. В случае, когда растворитель для извлечения содержит углекислый газ, температура докритических условий, при которой осуществляется извлечение, в некоторых случаях может составлять примерно от 280K, 300K, 320K или 330K до примерно 473K, 430K, 390K или 350K, целесообразно, чтобы температура находилась в диапазоне 308 - 473K, 308 - 430K или 328 - 350K.
Пример процесса получения жидкого табачного экстракта
Предварительное извлечение (предварительная обработка табака): Размолотый табачный лист Вирджиния с размерами частиц, находящимися в диапазоне от 355 мкм до 3,5 мм, был предварительно обработан путем добавления воды (10% от общего веса табака). Смесь табака и воды была оставлена для установления равновесия на 15 минут после добавления воды (этого времени достаточно для полного поглощения воды).
Предварительно обработанный табак (1,2 кг плюс 10% воды по весу) был расположен в емкости для извлечения из нержавеющей стали, и эта емкость была расположена в сосуде для извлечения (автоклав объемом 5 л). Емкость была закрыта с концов с помощью спеченных металлических пластин (диаметр пор составляет 100 мкм, перепад давления на пластине не превышает 1 бара), которые распределяют сверхкритическую текучую среду на входе и предотвращают выход твердых частиц на выходе. Использование емкости также предоставляет возможность быстрого заполнения и опустошения сосуда для извлечения. Емкость была уплотнена относительно стенки сосуда для извлечения, с целью предотвращения течения сверхкритической текучей среды вокруг емкости.
Сосуд для извлечения был связан с сосудом для разделения с помощью линии передачи. В этой линии был предусмотрен клапан регулировки давления. Целесообразно, чтобы углекислый газ прокачивали через систему со скоростью 5 - 23 кг/ч. В этом случае углекислый газ прокачивали через систему со скоростью10 кг/ч. В сосуде для разделения было предусмотрено 1,2 кг глицерина.
2
В камере для извлечения поддерживалось давление 26 МПа и температура составляла 338К, в камере для разделения поддерживалось давление 4,5 МПА и температура составляла 318К. Осаждение экстракта в камере для разделения достигалось благодаря уменьшению давления и температуры (от сверхкритических до докритических условий), что уменьшало плотность текучей среды из углекислого газа и, следовательно, уменьшало растворяющую способность CO. Извлеченные табачные компоненты накапливались в глицерине, на дне устройства разделения.
2
2
Газообразный СО выходил из устройства разделения после прохождения через делитель жидкость/газ (который извлекал любой остающийся жидкий экстракт, захваченный газом). CO накапливали и повторно направляли в камеру для извлечения.
2
Процесс выполнялся в течение трех часов и далее выключали поток CO. В системе сбрасывали давление (до атмосферных условий). Далее глицерин, содержащий табачные компоненты, извлекали из сосуда для разделения и взвешивали.
Свойства табачного экстракта:
Никотин (мг/г)
Вода (% по весу)
Вязкость (Па⋅с)
pH
Плотность (г/см<sup>3</sup>)
Водная активность (Aw)
7 - 11
7,5 - 9
0,23
7,9
1,24
0,25 - 0,3
Процесс выполнили 6 раз. Там, где в таблице с данными приведены диапазоны, все примеры находились в рамках этих диапазонов. Там, где приведено одно значение, это значение является средним значением.
Приведенные выше значения водной активности были измерены при температуре, составляющей 24,9 – 25,2°C, причем измерения осуществляли с использованием устройства Aqualab Pre определения водной активности. Значения были определены с использованием способа определения точки росы.
Приведенные выше значения вязкости были измерены при температуре, равной 25°C, с использованием вискозиметра Gemini компании «Bohlin Instruments».
Аналогичные результаты наблюдались при использовании начальных табаков Ориентал или Берлей.
Разные описанные в настоящем документе варианты осуществления изобретения показаны только для помощи в понимании и изучении заявленных признаков. Эти варианты осуществления изобретения представлены только как образцы вариантов осуществления изобретения, но их список не является исчерпывающим и/или единственно возможным. Ясно, что описанные в настоящем документе достоинства, варианты осуществления изобретения, примеры, функции, признаки, структуры и/или другие аспекты не являются ограничениями объема изобретения, который определяется формулой изобретения, или ограничениями эквивалентов формулы изобретения, и что могут быть использованы другие варианты осуществления изобретения и без выхода за границы объема настоящего изобретения могут быть предложены различные модификации. Различные варианты осуществления изобретения могут содержать, состоять или, по существу, состоять из надлежащих комбинаций описанных элементов, компонентов, признаков, частей, этапов, способов и так далее, отличающихся от явно описанных в настоящем документе. Кроме того, настоящее изобретение может включать в себя другие изобретения, о которых не заявлено в настоящее время, но о которых может быть заявлено в будущем.