СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АРОМАТИЧЕСКОЙ КАПСУЛЫ ТАБАКА
METHOD AND DEVICE FOR MAKING AROMATIC TOBACCO CAPSULES

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Иллюстративные варианты осуществления относятся к способу и устройству для изготовления ароматической капсулы сигареты, а более конкретно к способу и устройству для изготовления ароматической капсулы сигареты, в которой обеспечено требуемое сцепление оболочки с жидкостью-ароматизатором.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
В общем случае для изготовления сигарет различные виды листового табака смешивают и обрабатывают, чтобы обеспечить желательный запах и вкус сигарет. Обработанный листовой табак режут и складывают для получения резаного табачного листа, а затем резаный табачный лист закатывают в сигаретную бумагу, получая сигарету без фильтра. При необходимости к такой сигарете без фильтра можно присоединить фильтр.
Сигаретную бумагу можно изготавливать, например, с применением льняного волокна, древесной пульпы и т.п., а при изготовлении необходимо учитывать необходимость сохранять качество горения и вкуса сигареты во время курения. Сигаретный фильтр может включать в себя активированный уголь, ароматизаторы и аналогичные вещества. Сигаретный фильтр может быть выполнен в виде монофильтра или мультифильтра; его оборачивают бумагой для сигаретных фильтров. Резаный табачный лист и сигаретный фильтр соединяют ободковой бумагой, в которой имеются мелкие отверстия.
Сигаретный фильтр может содержать ароматическую капсулу, внутри которой содержится ароматизатор или благовония. Таким образом, когда ароматическая капсула во время курения разрывается, пользователь может ощущать запах ароматизатора, например, аромат ментола. В данном случае важна прочность ароматической капсулы. Например, может потребоваться, чтобы ароматическая капсула разрывалась в зависимости от величины приложенного пользователем внешнего усилия, если пользователю желательно, чтобы ароматическая капсула разорвалась во время курения, а также чтобы она не разрывалась при отсутствии воздействия внешнего усилия. Таким образом, имеется потребность в разработке способа и устройства для изготовления ароматической капсулы с желательной прочностью.
Раскрытие настоящего изобретения
Технические цели
В иллюстративных вариантах осуществления представлены способ и устройство для изготовления ароматической капсулы сигареты, которые способны повысить эффективность в процессе изготовления ароматической капсулы путем изготовления оболочки и изготовления ароматической капсулы посредством последовательности процессов, а также позволяют изготавливать оболочку, характеризующуюся требуемым сцеплением с жидкостью-ароматизатором, предотвращая таким образом случайный разрыв ароматической капсулы, добиваясь ее прочности и обеспечивая стабильность, так как ароматическая капсула разрывается только тогда, когда пользователь прикладывает внешнее усилие.
В иллюстративных вариантах осуществления также представлены способ и устройство для изготовления ароматической капсулы сигареты, которые могут характеризоваться двойной структурой выпуска, при которой жидкость-ароматизатор и оболочку выпускают по соответствующим путям выпуска, и таким образом, когда жидкость-ароматизатор и оболочку выпускают по соответствующим путям выпуска, формируется исходная форма ароматической капсулы, благодаря чему улучшается эффективность в процессе изготовления ароматической капсулы.
В иллюстративных вариантах осуществления также представлены способ и устройство для изготовления ароматической капсулы сигареты, которые способны сохранять надлежащую вязкость и температуру оболочки на протяжении процесса изготовления и переноса оболочки и таким образом обеспечивать стабильность изготовления и пригодность ароматической капсулы к формованию.
Технические решения
Согласно иллюстративному варианту осуществления представлен способ изготовления ароматической капсулы сигареты, причем способ предусматривает изготовление оболочки ароматической капсулы при помощи установки для изготовления оболочки, выполненной с возможностью изготовления оболочки, изготовление ароматической капсулы устройством для изготовления ароматической капсулы с применением изготовленной оболочки и жидкости-ароматизатора, которая должна содержаться в оболочке, и отверждение ароматической капсулы. Используя указанную выше последовательность процессов изготовления оболочки и изготовления ароматической капсулы, можно повысить эффективность способа изготовления ароматической капсулы, а также можно изготавливать ароматическую капсулу с обеспечением требуемого сцепления оболочки с жидкостью-ароматизатором. Таким образом, можно предотвратить случайный разрыв ароматической капсулы, повышая прочность, а кроме того правильный разрыв ароматической капсулы оказывается возможен только в том случае, когда пользователь прикладывает внешнее усилие, что обеспечивает надежность применения.
Изготовление оболочки может предусматривать взвешивание некоторого количества каждого из веществ, входящих в состав оболочки, и формирование оболочки путем растворения веществ, входящих в состав оболочки.
К числу веществ, входящих в состав оболочки и подлежащих взвешиванию, могут принадлежать агар, пектин, глицерин и альгинат натрия. Массовая доля агара может составлять от 1,5 до 3,0%, массовая доля пектина может составлять от 1 до 3%, массовая доля глицерина может составлять от 2,0 до 10,0%, а массовая доля альгината натрия может составлять от 0,2 до 0,7%.
При формировании оболочки агар может быть впрыснут в горячую воду и растворен в ней, затем в полученном растворе может быть растворен глицерин, после этого в полученном растворе может быть растворен пектин, а затем в полученном растворе может быть растворен альгинат натрия.
При формировании оболочки агар можно растворять в горячей воде при температуре от 85 до 100°С, глицерин можно растворять в горячей воде, в которой растворен агар, при температуре от 80 до 85°С, пектин можно растворять в горячей воде, в которой растворены агар и глицерин, при температуре от 80 до 85°С, и альгинат натрия можно растворять в горячей воде, в которой растворены агар, глицерин и пектин, при температуре от 75 до 80°С.
Кроме того, изготовление оболочки может предусматривать измерение вязкости сформированной оболочки с целью проверить, находится ли вязкость сформированной оболочки в заданном диапазоне 500-650 сантипуаз (сП).
Изготовление оболочки может также предусматривать перенос сформированной оболочки в резервуар для оболочки, входящий в состав устройства для изготовления ароматической капсулы.
Устройство для изготовления ароматической капсулы может содержать резервуар для оболочки, в котором хранится оболочка, резервуар для жидкости-ароматизатора, в котором хранится жидкость-ароматизатор, и резервуар для хладагента, в котором хранится хладагент, линию подачи оболочки, соединенную с резервуаром для оболочки, линию подачи жидкости-ароматизатора, соединенную с резервуаром для жидкости-ароматизатора, и линию подачи хладагента, соединенную с резервуаром для хладагента, наконечник, соединенный с линией подачи оболочки и линией подачи жидкости-ароматизатора и выполненный с возможностью придавать ароматической капсуле исходную форму путем выпуска оболочки и жидкости-ароматизатора таким образом, чтобы оболочка обволакивала жидкость-ароматизатор, и линию для перемещения ароматических капсул, соединенную с наконечником, чтобы обеспечить индивидуальное перемещение каждой ароматической капсулы, выпущенной из наконечника, и соединенную с линией подачи хладагента, чтобы обеспечить перемещение ароматической капсулы посредством хладагента, поступающего по линии подачи хладагента. Изготовление ароматической капсулы может предусматривать подачу оболочки, жидкости-ароматизатора и хладагента по линиям подачи, формирование ароматической капсулы путем обеспечения обволакивания жидкости-ароматизатора оболочкой с использованием насадки, и перемещение ароматической капсулы в емкость для хранения капсул при помощи потока хладагента, сформированного вдоль линии для перемещения ароматических капсул.
Кроме того, формирование ароматической капсулы может предусматривать удаление пузырьков воздуха из изготовленной оболочки перед подачей.
Во время подачи установившуюся скорость жидкости-ароматизатора, оболочки и хладагента можно изменять в порядке жидкость-ароматизатор, оболочка и хладагент, начиная с жидкости-ароматизатора.
Отверждение может включать в себя отверждение ароматической капсулы путем смешивания сформированной ароматической капсулы с подготовленным раствором этанола (EtOH).
Подготовленный раствор EtOH может содержать от 70 до 100% этанола, и смешивание можно проводить путем смешивания ароматической капсулы и подготовленного раствора EtOH в соотношении от одного к одному до одного к двум (1:1-1:2).
Способ может дополнительно предусматривать сушку ароматической капсулы при помощи сушилки после отверждения.
Кроме того, способ может предусматривать дополнительное отверждение ароматической капсулы для предотвращения поглощения влаги после сушки.
При дополнительном отверждении ароматической капсулы раствор EtOH может быть приготовлен путем смешивания этанола и дистиллированной воды в соотношении от 4 к 6 до 7 к 3, при этом дистиллированная вода может содержать от 0,1 до 5,0% хлорида кальция.
Способ может дополнительно предусматривать очистку дополнительно отвержденной ароматической капсулы с помощью вихревого очистителя.
Способ может дополнительно предусматривать сортировку очищенных ароматических капсул с помощью сортировщика размеров и упаковку сортированных ароматических капсул.
Согласно другому примеру осуществления представлен способ изготовления ароматической капсулы сигареты, причем способ предусматривает формирование ароматической капсулы с помощью установки для изготовления ароматической капсулы, выполненной с возможностью изготовления ароматической капсулы, с применением оболочки и жидкости-ароматизатора, которая должна содержаться в оболочке, выполнение первого отверждения ароматической капсулы, сушки ароматической капсулы с помощью сушилки, и выполнение второго отверждения ароматической капсулы для дополнительного отверждения ароматической капсулы, чтобы предотвратить поглощение влаги.
При проведении первого отверждения твердость ароматической капсулы может быть повышена путем смешивания сформированной ароматической капсулы с подготовленным раствором этанола EtOH. Подготовленный раствор EtOH может содержать от 70 до 100% этанола, и смешивание может быть проведено путем смешивания ароматической капсулы и подготовленного раствора EtOH в соотношении от одного к одному до одного к двум (1:1-1:2).
При проведении второго отверждения раствор EtOH может быть подготовлен путем смешивания этанола и дистиллированной воды в соотношении от 4 к 6 до 7 к 3, при этом дистиллированная вода может содержать от 0,1 до 5,0% хлорида кальция.
Согласно еще одному иллюстративному варианту осуществления представлено устройство для изготовления ароматической капсулы сигареты, причем устройство содержит резервуар для оболочки, выполненный с возможностью хранения оболочки, резервуар для жидкости-ароматизатора, выполненный с возможностью хранения жидкости-ароматизатора, резервуар для хладагента, выполненный с возможностью хранения хладагента, наконечник, соединенный с резервуаром для оболочки и резервуаром для жидкости-ароматизатора через соответствующие линии подачи и выполненный с возможностью формирования ароматической капсулы путем выпуска оболочки, перемещенной из резервуара для оболочки, и жидкости-ароматизатора, перемещенной из резервуара для жидкости-ароматизатора, таким образом, чтобы оболочка обволакивала жидкость-ароматизатор, линию для перемещения ароматических капсул, соединенную с наконечником, чтобы обеспечить индивидуальное перемещение каждой ароматической капсулы, выпущенной из наконечника, и соединенную с линией подачи хладагента, выполненной с возможностью подачи хладагента, чтобы обеспечить перемещение ароматической капсулы посредством хладагента, поступающего по линии подачи хладагента, и емкость для хранения капсул, выполненную с возможностью хранения ароматической капсулы, перемещаемой с одновременным охлаждением по линии для перемещения ароматических капсул.
Устройство может дополнительно содержать сепаратор капсул, размещенный между емкостью для хранения капсул и линией для перемещения ароматических капсул, чтобы обеспечивать перемещение ароматической капсулы, перемещаемой по линии для перемещения ароматических капсул, в емкость для хранения капсул, и выполненный с возможностью временного хранения хладагента.
Резервуар для хладагента и сепаратор капсул могут быть соединены соединительной линией, и хладагент может поступать из сепаратора капсул в резервуар для хладагента для формирования замкнутого контура циркуляции.
Хладагент может представлять собой раствор на основе среднецепочечного триглицерида (МСТ), при этом резервуар для хладагента может содержать холодильник для охлаждения раствора МСТ.
Резервуар для оболочки и наконечник могут быть соединены линией подачи оболочки, при этом вязкость оболочки во время изготовления оболочки может составлять от 300 до 700 сП, температура в резервуаре для оболочки может составлять 55-75°С, а температура линии подачи оболочки и наконечника может составлять 55-75°С.
Альтернативно, вязкость оболочки во время изготовления оболочки может составлять 500-650 сП, а температура в резервуаре для оболочки может составлять 60-65°С, температура линии подачи оболочки и наконечника может составлять 60-70°С, а вязкость оболочки, выпускаемой из резервуара установки для изготовления оболочки, выполненной с возможностью изготовления оболочки, может составлять от 400 до 550 сП.
Согласно еще одному варианту осуществления представлен наконечник, выполненный с возможностью выпуска оболочки, подаваемой из резервуара для оболочки, и жидкости-ароматизатора, подаваемой из резервуара для жидкости-ароматизатора, таким образом, чтобы оболочка обволакивала жидкость-ароматизатор, формируя исходную форму ароматической капсулы, при этом наконечник содержит корпус наконечника, линию выпуска жидкости-ароматизатора, сформированную вдоль центра корпуса наконечника и выполненную с возможностью формирования пути выпуска жидкости-ароматизатора, и линию выпуска оболочки, сформированную в корпусе наконечника с наружной стороны линии выпуска жидкости-ароматизатора и выполненную с возможностью формирования пути выпуска оболочки.
Линия выпуска оболочки может быть выполнена в виде множества линий выпуска оболочки, расположенных с равными промежутками по окружности корпуса наконечника с наружной стороны линии выпуска жидкости-ароматизатора.
Линия выпуска жидкости-ароматизатора и линия выпуска оболочки в корпусе наконечника, соответственно, могут содержать сопла, и соответствующие диаметры линии выпуска жидкости-ароматизатора и линии выпуска оболочки могут уменьшаться в направлении сопел.
Внутренний диаметр и наружный диаметр линии выпуска жидкости-ароматизатора в корпусе наконечника могут быть определены на основании размера ароматической капсулы. Внутренний диаметр может составлять от 0,5 до 2,0 миллиметров (мм), а наружный диаметр может составлять 2,0-5,0 мм. Внутренний диаметр может составлять от 20 до 40% диаметра ароматической капсулы, а отношение внутреннего диаметра к наружному может составлять 2,5-5,0.
Диаметр ароматической капсулы может составлять от 2,1 до 4,7 мм, а толщина оболочки, обволакивающей жидкость-ароматизатор в ароматической капсуле, может непосредственно после формирования ароматической капсулы составлять 0,50-0,80 мм.
Полезные эффекты изобретения
Согласно иллюстративным вариантам осуществления, описанным в настоящем документе, изготовление оболочки и изготовление ароматической капсулы могут быть осуществлены в виде ряда процессов, благодаря чему можно повысить эффективность способа изготовления ароматической капсулы. Дополнительно, ароматическая капсула может быть изготовлена таким образом, чтобы обеспечить требуемое сцепление оболочки с жидкостью-ароматизатором в целях предотвращения случайного разрыва ароматической капсулы, в результате чего обеспечивается прочность и достигается стабильность, поскольку ароматическая капсула разрывается только под воздействием внешнего усилия пользователя.
Кроме того, может быть предусмотрена двойная структура выпуска, при которой жидкость-ароматизатор и оболочка выпускаются по соответствующим путям выпуска, чтобы сформировать исходную форму ароматической капсулы при выпуске жидкости-ароматизатора и оболочки по соответствующим путям выпуска, благодаря чему повышается эффективность способа изготовления ароматической капсулы.
Дополнительно, на протяжении процесса изготовления и перемещения оболочки можно поддерживать надлежащую вязкость и температуру оболочки, в результате чего могут быть обеспечены стабильность изготовления и пригодность к формовке ароматической капсулы.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 показано изображение примера сигареты согласно иллюстративному варианту осуществления в аксонометрической проекции (перспективе).
На фиг. 2 показана технологическая схема примера способа изготовления ароматической капсулы сигареты согласно иллюстративному варианту осуществления.
На фиг. 3 показана технологическая схема, подробно изображающая пример способа изготовления ароматической капсулы сигареты, изображенной на фиг. 2.
На фиг. 4 показана диаграмма, изображающая пример устройства для изготовления ароматической капсулы сигареты согласно иллюстративному варианту осуществления.
На фиг. 5 показан разрез в вертикальном направлении примера наконечника, изображенного на фиг.4.
На фиг. 6 показано разрез в горизонтальном направлении примера наконечника, изображенного на фиг. 4.
Наилучший способ осуществления изобретения
Ниже приведено подробное описание иллюстративных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые фигуры, причем одинаковые позиции везде относятся с одинаковыми элементам. Нижеследующее описание относится к одному аспекту из ряда различных аспектов настоящего изобретения и представляет собой часть подробного описания настоящего изобретения.
В настоящем описании иллюстративных вариантов осуществления подробное описание хорошо известных смежных структур опускается, если считается, что такое описание приводит к неоднозначности трактовки настоящего изобретения.
На фиг. 1 показано изображение примера сигареты согласно иллюстративному варианту осуществления в аксонометрической проекции (перспективе).
Рассмотрим фиг. 1, сигарета 1 обычного типа содержит часть 10 с резаным табачным листом, фильтровую часть 20, соединенную с тыльным концом части 10 с резаным табачным листом, сигаретную бумагу 11, оборачивающую часть с резаным табачным листом 10, и фильтровую бумагу 21, оборачивающую тыльный конец части 10 с резаным табачным листом и фильтровую часть 20. Кроме того, в фильтровой части 20 размещена или содержится ароматическая капсула 30.
Благодаря описанной выше конфигурации пользователь может ощущать запах жидкости-ароматизатора, содержащейся в ароматической капсуле 30, когда ароматическая капсула 30 разрывается при курении пользователем сигареты 1.
Например, в случае сигареты 1, в фильтровой части 20 которой размещена ароматическая капсула 30, содержащая жидкость-ароматизатор с ментолом, пользователь может курить сигарету 1, ощущая аромат ментола, когда ароматическая капсула 30 разрывается при потреблении пользователем сигареты 1.
Необходимо, чтобы разрыв или надрыв ароматической капсулы 30 мог происходить в зависимости от величины внешнего усилия, приложенного при разрыве или надрыве ароматической капсулы 30, а случайный разрыв или надрыв, когда внешнее усилие не прилагается, произойти не мог. Ароматическая капсула 30 содержит жидкость-ароматизатор и оболочку, обволакивающую жидкость-ароматизатор, при этом прочность оболочки, обволакивающей жидкость-ароматизатор, также может быть важна для предотвращения разрыва или надрыва. Ниже приведено более подробное описание способа и устройства для изготовления ароматической капсулы со ссылкой на прилагаемые фигуры.
На фиг. 2 показана технологическая схема примера способа изготовления ароматической капсулы сигареты согласно иллюстративному варианту осуществления. На фиг. 3 показана технологическая схема, подробно изображающая пример способа изготовления ароматической капсулы сигареты, изображенной на фиг. 2. На фиг. 4 показана диаграмма, изображающая пример устройства для изготовления ароматической капсулы сигареты согласно иллюстративному варианту осуществления. На фиг. 5 показано сечение в вертикальном направлении примера наконечника, изображенного на фиг. 4, а на фиг. 6 показано сечение в горизонтально направлении примера наконечника, изображенного на фиг. 4.
Рассмотрим фиг. 2 и 4, способ изготовления ароматической капсулы сигареты, ниже просто называемый способом изготовления ароматической капсулы, предусматривает стадию S100 изготовления оболочки, включающую в себя изготовление оболочки 111 при помощи установки для изготовления оболочки (не показана), выполненной с возможностью изготовления оболочки, стадию S200 изготовления капсулы, включающую в себя изготовлении ароматической капсулы 101 с применением оболочки 111 и жидкости-ароматизатора 121, которая должна содержаться в оболочке 111, посредством устройства для изготовления ароматической капсулы, ниже именуемого устройством 100 для изготовления ароматической капсулы, стадию S300 отверждения, включающую в себя первое отверждение ароматической капсулы 101, стадию S400 сушки, включающую в себя сушку затвердевшей ароматической капсулы 101, стадию S500 дополнительного отверждения, включающую в себя дополнительное отверждение высушенной ароматической капсулы 101, стадию S600 очистки и стадию S700 упаковки.
Благодаря описанной выше схеме можно изготавливать надежные ароматические капсулы, а также можно повысить эффективность процесса изготовления.
Рассмотрим фиг. 3 и 4, стадию S100 изготовления оболочки осуществляют с целью получения материала оболочки, обволакивающего жидкость-ароматизатор 121, при этом указанная стадия включает в себя стадию S110 взвешивания, в ходе которой взвешивают некоторое количество каждого из веществ, входящих в состав оболочки 111, стадию S120 формирования оболочки, в ходе которой выполняют формирование оболочки 111 посредством растворения веществ, входящих в состав оболочки 111, стадию S130 измерения вязкости, включающую в себя измерение вязкости сформированной оболочки 111, и стадию S140 перемещения оболочки, включающую в себя перенос оболочки 111 в резервуар 110 для оболочки.
На стадии S110 взвешивания может быть применена прецизионная система для взвешивания, выполненная с возможностью взвешивания точного количества каждого из веществ.
На стадии S120 формирования оболочки возможно формирование оболочки 111 посредством установки для изготовления оболочки. Хотя это и не изображено на фигурах, установка для изготовления оболочки может содержать емкость для изготовления оболочки, нагреватель горячей воды, подключенный к емкости для изготовления оболочки посредством соединительной линии и выполненный с возможностью подачи горячей воды в емкость для изготовления оболочки путем нагрева воды, и лопастную мешалку, выполненную с возможностью равномерного перемешивания горячей воды и веществ в емкости для изготовления оболочки.
К числу веществ, входящих в состав оболочки 111 и подлежащих взвешиванию на стадии S110 взвешивания, могут принадлежать агар, пектин, альгинат натрия и глицерин в качестве пластификатора.
В комбинации веществ агар может играть некоторую роль в отверждении, исходя из температуры, так что исходную форму или очертания ароматической капсулы 101 формируют на начальной стадии формовки или литья. Пектин может играть роль промежуточного модификатора между агаром и альгинатом натрия, воздействовать на степень затвердевания агара и на связывание ионов кальция альгинатом натрия, в результате чего формируется исходная форма ароматической капсулы 101, и способствовать повышению стабильности и поглощению влаги или гигроскопичности, а также формированию оболочки 111.
Альгинат натрия может затвердевать под воздействием ионов кальция, регулировать прочность ароматической капсулы 101 и форму оболочки 111, а также повышать стабильность в смысле гигроскопичности посредством указанного затвердевания под воздействием ионов.
Глицерин может играть роль пластификатора, повышать пригодность ароматической капсулы 101 к формовке или отливке и придавать ароматической капсуле 101 эластичность. По мере увеличения количества глицерина долгосрочная гигроскопическая стабильность может ухудшаться, поскольку глицерин сам по себе очень гигроскопичен, хотя эластичность ароматической капсулы 101 повышается. Напротив, по мере уменьшения количества глицерина эластичность ароматической капсулы 101 может снижаться, и таким образом ароматическая капсула 101 может легко разрушаться под воздействием внешнего фактора. Следовательно, необходимо вводить в смесь надлежащее количество глицерина.
В приведенной ниже таблице 1 отражены массовые доли вышеописанных веществ.
В том случае, когда массовая доля дистиллированной воды составляет 90% (скорректировано на 5%), массовая доля агара может составлять от 1,5 до 3,5%, массовая доля глицерина может составлять от 2,0 до 10,0%, массовая доля пектина может составлять от 1 до 3%, а массовая доля альгината натрия может составлять от 0,2 до 0,7%.
На стадии S120 формирования оболочки горячую воду, нагретую нагревателем горячей воды до 85-100°С или, более желательно, 88°С, можно подавать в емкость для изготовления оболочки, а затем возможно впрыскивание агара для его растворения в горячей воде. На этой стадии может понадобиться впрыскивать агар постепенно или медленно, поскольку при впрыскивании всей массы сразу у агара имеется тенденция к накоплению или комкованию, а также к отсутствию распределения или высвобождения; при этом для распределения агара в горячей воде можно использовать мешалку. Когда происходит впрыскивание агара, лопастная мешалка, расположенная в емкости для изготовления оболочки, может работать со скоростью, например, 90 оборотов в минуту (об/мин), и во время работы мешалки можно вести мониторинг температуры емкости для изготовления оболочки.
Например, когда температура емкости для изготовления оболочки снижается, например, до 85°С, то в горячую воду, в которой растворен агар, можно впрыскивать глицерин. Когда температура емкости для изготовления оболочки снижается до 83°С, то в горячую воду можно впрыскивать пектин, чтобы он растворился в ней. Когда температура емкости для изготовления оболочки снижается, например, до 78°С, то по прошествии заранее заданного периода времени после впрыскивания пектина, например, 10 минут, в горячую воду можно впрыскивать альгинат натрия, чтобы он растворился в ней. Как показано выше в таблице 1, в горячую воду для изготовления оболочки 111 можно впрыскивать красители, как, например, синий №1 или красный №40.
Стадию S130 измерения вязкости выполняют для проверки того, находится ли вязкость оболочки 111, сформированной на стадии S120 формирования оболочки, в заданном диапазоне. Измерять вязкость оболочки 111 в этом случае можно посредством вискозиметра и аналогичных приборов. Например, в том случае, когда диапазон вязкости оболочки 111 задан от 400 до 700 сантипуаз (сП), или более желательно 500-650 сП, необходимо, чтобы вязкость находилась в заданном диапазоне во избежание проблем с качеством готового продукта, которые могут быть вызваны выходом вязкости за пределы диапазона. Вязкость может быть измерена в течение одной минуты при определенных условиях, таких как, например, использование трех шпинделей, 100 об/мин и постоянной температуры 65°С. При этом следует отметить, что условия не ограничены вышеприведенным примером.
Дополнительно имеются множество факторов, способных вызвать изменение вязкости оболочки 111.
Например, при взвешивании оболочки 111 вязкость может возрастать в ответ на повышение содержания вещества, входящего в состав оболочки 111, или снижаться в ответ на снижение содержания вещества. Кроме того, для вещества, входящего в состав оболочки 111, существует титрованная температура растворения. Таким образом, если вещество растворяют при температуре ниже, чем титрованная температура растворения, вещество может раствориться не полностью. Напротив, если вещество растворяют при температуре, превышающей титрованную температуру растворения, полимерная структура может разрушиться, а вязкость может возрасти, в результате чего стабильность гигроскопичности может отличаться от желаемой. Кроме того, если температуру емкости для изготовления оболочки не поддерживают постоянной, вязкость может измениться.
В случае оболочки 111 с низкой вязкостью может развиться пульсация в насосе, или ввиду факторов, описанных выше, может ухудшиться прочность ароматической капсулы 101. Напротив, в случае оболочки 111 с высокой вязкостью возможны относительно большие изменения вязкости со временем, при этом возможно ухудшение формуемости и производительности. Таким образом, если вязкость оболочки 111 выходит за пределы заданного диапазона, то может оказаться необходимым утилизировать всю приготовленную смесь и заново изготовить оболочку 111, которая удовлетворяет стандарту вязкости, в результате чего может потребоваться тщательный контроль взвешивания количества вещества, входящего в состав оболочки 111, и коррекции титрованной температуры во время растворения вещества.
Стадию S140 перемещения оболочки выполняют для перемещения оболочки 111 с измеренной вязкостью в резервуар 110 для оболочки, имеющийся в устройстве 100 для изготовления ароматической капсулы.
Когда оболочка 111, изготовленная на стадии S100 изготовления оболочки, перемещена в резервуар 110 для оболочки, входящий в состав устройства 100 для изготовления ароматической капсулы, в устройстве 100 для изготовления ароматической капсулы можно изготавливать ароматическую капсулу 101. Далее сначала будет приведено подробное описание устройства 100 для изготовления ароматической капсулы, а затем подробное описание стадии S200 изготовления капсулы.
Рассмотрим фиг. 4, устройство 100 для изготовления ароматической капсулы содержит резервуар 110 для оболочки, выполненный с возможностью хранения оболочки 111; резервуар 120 для жидкости-ароматизатора, выполненный с возможностью хранения жидкости-ароматизатора 121; резервуар для хладагента или резервуар 130 для среднецепочечного триглицерида (МСТ), выполненный с возможностью хранения хладагента, например, раствора 131 МСТ, как это показано на рассматриваемой фигуре; наконечник 140, соединенный с резервуаром 110 для оболочки и резервуаром 120 для жидкости-ароматизатора через линию 117 подачи оболочки и линию 127 подачи жидкости-ароматизатора, соответственно, и выполненный с возможностью формирования ароматической капсулы 101 или исходной формы ароматической капсулы 101 путем выпуска оболочки 111, перемещенной из резервуара 110 для оболочки, и жидкости-ароматизатора 121, перемещенной из резервуара 120 для жидкости-ароматизатора, таким образом, чтобы оболочка 111 обволакивала жидкость-ароматизатор 121; линию 190 для перемещения ароматических капсул, соединенную с наконечником 140, чтобы обеспечить индивидуальное перемещение каждой ароматической капсулы 101, выпущенной из наконечника 140, и, в частности, соединенную с линией 137 подачи раствора МСТ, выполненной с возможностью подачи раствора 131 МСТ, чтобы обеспечить возможность перемещения ароматической капсулы 101 посредством раствора 131 МСТ, поступающего по линии 137 подачи раствора МСТ; и емкость 180 для хранения капсул, выполненную с возможностью хранения ароматической капсулы 101, перемещаемой с одновременным охлаждением по линии 190 для перемещения ароматических капсул.
Резервуар 110 для оболочки служит для хранения оболочки 111, изготовленной на стадии S100 изготовления оболочки, при этом указанный резервуар содержит вращающуюся лопастную мешалку 115 для поддержания растворенного и однородного состояния оболочки 111. Резервуар 110 для оболочки соединен с наконечником 140 при помощи линии 117 подачи оболочки, в результате этого возможна подача оболочки 111 из резервуара 110 для оболочки в наконечник 140. В линии 117 подачи оболочки размещен шестеренный насос 118, служащий для подачи оболочки 111; при этом указанный насос обеспечивает плавное перемещение оболочки 111 из резервуара 110 для оболочки.
Как показано на фиг. 4, в резервуаре 120 для жидкости-ароматизатора хранится жидкость-ароматизатор 121. Резервуар 120 для жидкости-ароматизатора соединен с наконечником 140 при помощи линии 127 подачи жидкости-ароматизатора, в состав которой входит шестеренный насос 128 для подачи жидкости-ароматизатора 121, в результате чего возможно плавное перемещение жидкости-ароматизатора 121 из резервуара 120 для жидкости-ароматизатора в наконечник 140.
Наконечник 140 задает исходную форму ароматической капсулы 101 и выпускает оболочку 111, поток которой поступает в наконечник 140, для обволакивания жидкости-ароматизатора 121 с приданием ароматической капсуле 101 исходной формы.
Как изображено на фиг. 5 и 6, наконечник 140 обладает двойной структурой выпуска, в результате чего наконечник 140 может выпускать исходную форму ароматической капсулы 101, позволяя жидкости-ароматизатору 121 и оболочке 111, протекающим по наконечнику 140, взаимодействовать друг с другом.
Наконечник 140 содержит корпус 141 наконечника, в основном формирующий его внешний облик, линию 143 выпуска жидкости-ароматизатора, сформированную вдоль центра корпуса 141 наконечника и выполненную с возможностью формирования пути, по которому следует выпускать жидкость-ароматизатор 121, и линию 145 выпуска оболочки, сформированную в корпусе 141 наконечника с наружной стороны линии 143 подачи жидкости-ароматизатора и выполненную с возможностью формирования пути, по которому следует выпускать оболочку 111.
Корпус 141 наконечника в целом характеризуется цилиндрической формой, а его нижняя конечная часть уменьшается в диаметре по направлению вниз. При этом следует понимать, что форма корпуса 141 наконечника не ограничивается описанной выше иллюстративной формой.
Как изображено на фиг. 5 и 6, линия 143 выпуска жидкости-ароматизатора сформирована в продольном направлении вдоль центра корпуса 141 наконечника. Линия 143 выпуска жидкости-ароматизатора соединена с резервуаром 120 жидкости-ароматизатора при помощи линии 127 подачи жидкости-ароматизатора и таким образом подает жидкость-ароматизатор в направлении, в котором сформирована линия 143 выпуска жидкости-ароматизатора, например, в направлении А, как изображено на рассматриваемой фигуре. Нижняя конечная часть линии 143 выпуска жидкости-ароматизатора уменьшается в диаметре в направлении вниз по сравнению с верхней конечной частью и центральной частью. В нижней конечной части линии 143 выпуска ароматической жидкости выполнено сопло 142, служащее для выпуска жидкости-ароматизатора.
Кроме того, как показано на фиг. 5 и 6, линия 145 выпуска оболочки представлена в виде множества линий выпуска оболочки, расположенных по окружности корпуса 141 наконечника с наружной стороны от линии 143 выпуска жидкости-ароматизатора. Линия 145 выпуска оболочки соединена с резервуаром 110 для оболочки при помощи линии 117 подачи оболочки для подачи состава оболочки 111 в направлении, в котором сформирована линия 145 выпуска оболочки, например, в направлении В, как изображено на рассматриваемой фигуре. Оболочка 111, проходящая через линию 145 выпуска оболочки, обволакивает наружную поверхность жидкости-ароматизатора 121, проходя через сопло, сформированное в области нижней конечной части линии 145 выпуска оболочки.
Таким образом, жидкость-ароматизатор 121 и оболочку 111 выпускают одновременно через сопло 142 линии 143 выпуска жидкости-ароматизатора и через сопло линии 145 выпуска оболочки, соответственно. При этом оболочка 111 обволакивает наружную поверхность жидкости-ароматизатора 121 в области сопла 142, формируя тем самым исходную форму ароматической капсулы 101, как изображено на фиг. 4. Хотя это и не показано, исходная форма может быть продолговатой, овальной формой, которая может стать круглой формой под воздействием хладагента во время прохождения по линии 190 для перемещения ароматических капсул.
Кроме того, возможна разработка наконечника 140 на основании размера ароматической капсулы 101.
Как показано выше в таблице 2, размер ароматической капсулы 101 и структура наконечника 140 могут изменяться в зависимости от типа сигареты 1. То есть, внутренний диаметр и наружный диаметр корпуса 141 наконечника, формирующего линию 143 выпуска жидкости-ароматизатора, можно определить на основании размера ароматической капсулы 101. Как показано в таблице 2, в случае, когда диаметр ароматической капсулы 101 составляет от 2,1 до 4,7 мм, внутренний диаметр и наружный диаметр корпуса 141 наконечника могут составлять от 0,5 до 1,8 мм и от 2,0 до 4,7 мм, соответственно. Может быть желательно, чтобы внутренний диаметр составлял от 20 до 40% от диаметра ароматической капсулы 101, а отношение внутреннего диаметра к наружному равнялось 2,5-5,0. Кроме того, толщина оболочки 111 может равняться от 0,5 до 0,8 мм.
Например, как показано в таблице, в случае, когда сигарета 1 относится к первому типу, например, сверхтонкому типу, диаметр ароматической капсулы 101 может составлять от 2,8 до 3,0 мм, а наружный диаметр и внутренний диаметр наконечника 140 могут равняться 3,0 и 0,8 мм, соответственно. Кроме того, толщина оболочки 111 непосредственно после формирования может составлять от 0,68 до 0,72 мм.
Как изложено выше, наконечник 140 может быть разработан так, чтобы его наружный диаметр и внутренний диаметр были оптимизированы на основании размера ароматической капсулы 101, а размер линии 145 выпуска оболочки также может быть разработан подобным образом, так чтобы оболочка 111 обладала оптимизированной толщиной.
Исходную форму ароматической капсулы 101, которую выпускает наконечник 140, перемещают по линии 190 для перемещения ароматических капсул. В данном случае раствор 131 МСТ протекает по линии 190 для перемещения ароматических капсул и таким образом ароматическую капсулу 101 перемещают к емкости 180 для хранения капсул, охлаждая ее в потоке раствора 131 МСТ. То есть, раствор 131 МСТ формирует указанный поток, а ароматическая капсула 101 перемещается по направлению сформированного потока.
Как изложено выше, раствор 131 МСТ подают из резервуара 130 для МСТ. Резервуар 130 для МСТ и верхняя конечная часть линии 190 для перемещения ароматических капсул, которая примыкает к наконечнику 140, соединены линией 137 подачи МСТ, так что раствор 131 МСТ подают к входной части линии 190 для перемещения ароматических капсул, которая представляет собой ту часть, в которую из наконечника 140 выходит ароматическая капсула 101. Благодаря такой конструкции раствор 131 МСТ (или хладагент) может непосредственно воздействовать на ароматическую капсулу 101, выходящую из наконечника 140, в результате чего возможно охлаждение ароматической капсулы 101. Таким образом, возможно обеспечение более прочного поверхностного сцепления оболочки 111 с жидкостью-ароматизатором 121.
Кроме того, ароматическую капсулу 101 и раствор 131 МСТ, которые перемещаются по линии 190 для перемещения ароматических капсул, вместо того, чтобы перемещать непосредственно в емкость 180 для хранения капсул, разделяют посредством сепаратора 170 капсул, в результате чего ароматическую капсулу 101 перемещают в емкость 180 для хранения капсул, а раствор 131 МСТ возвращают обратно в резервуар 130 для МСТ.
Как показано на фиг. 4, сепаратор 170 капсул содержит резервуар 171 для хранения МСТ, в котором временно содержат раствор 131 МСТ, и разделительную пластину 173, расположенную под наклоном в верхней конечной части резервуара 171 для хранения МСТ и выполненную с возможностью перемещать ароматическую капсулу 101 в емкость 180 для хранения капсул и обеспечивать проникновение раствора 131 МСТ в резервуар 171 для хранения МСТ.
Разделительная пластина 173 наклонена вниз в направлении емкости 180 для хранения капсул, так что ароматическая капсула 101, поступающая по линии 190 для перемещения ароматических капсул, падает в емкость 180 для хранения капсул. В этом случае в нее также может стекать раствор 131 МСТ, переносящий ароматическую капсулу 101. Однако согласно иллюстративному варианту осуществления благодаря тому, что разделительная пластина 173 является проницаемой, раствор 131 МСТ может стекать в резервуар 171 для хранения МСТ.
Как показано на фиг. 4, резервуар 171 для хранения МСТ соединен с резервуаром 130 для МСТ при помощи соединительной линии 175, в результате этого раствор 131 МСТ, который временно хранится в резервуаре 171 для хранения МСТ, перемещают обратно в резервуар 130 для МСТ. Таким образом, раствор 131 МСТ можно использовать повторно благодаря циркуляционной структуре, которая может быть эффективна в смысле снижения затрат. Резервуар 130 для МСТ содержит холодильник 133 для охлаждения раствора 131 МСТ, хранящегося в резервуаре 130 для МСТ, благодаря чему охлажденный раствор 131 МСТ можно подавать в линию 190 для перемещения ароматических капсул.
Далее приводится подробное описание стадии S200 изготовления капсул, выполняемой устройством 100 для изготовления ароматических капсул.
Рассмотрим фиг. 3, стадия S200 изготовления капсулы включает в себя стадию S210 пеногашения, состоящую в удалении пузырьков воздуха из оболочки 111, изготовленной на стадии S100 изготовления оболочки; стадию S220 подачи оболочки 111, жидкости-ароматизатора 121 и раствора 131 МСТ по соответствующим линиям подачи; стадию S230 формирования капсулы, состоящую в формировании ароматической капсулы 101 путем обволакивания жидкости-ароматизатора 121 оболочкой 111 с использованием наконечника 140; и стадию S240 перемещения капсулы, состоящую в переносе ароматической капсулы 101 в емкость 180 для хранения капсулы при помощи потока раствора 131 МСТ, который сформирован вдоль линии 190 для перемещения ароматических капсул.
На стадии S210 пеногашения оболочку 111, изготовленную на стадии S100 изготовления оболочки, нагнетают в резервуар для пеногашения, в котором происходит удаление пузырьков воздуха из оболочки 111 с помощью пеногасителя. Стадию S210 пеногашения можно проводить в вакууме в течение приблизительно 40 минут. При этом следует понимать, что пеногашение можно проводить в отношении жидкости-ароматизатора 121, хранящейся в резервуаре 120 для жидкости-ароматизатора.
На стадии S220 подачи осуществляют подачу жидкости-ароматизатора 121, оболочки 111 и раствора 131 МСТ. Установившуюся скорость на этой стадии можно изменять в следующем порядке: жидкость-ароматизатор 121, оболочка 111 и раствор 131 МСТ, начиная с жидкости-ароматизатора 121. Используя соответствующие насосы 118, 128 и 138, можно задать высокую скорость подачи каждого из компонентов - оболочки 111, жидкости-ароматизатора 121 и раствора 131 МСТ - а затем можно подавать оболочку 111, жидкость-ароматизатор 121 и раствор 131 МСТ в порядке последовательности, описанной выше. Подачу можно осуществлять последовательно, чтобы предотвратить образование пузырьков воздуха.
На стадии S230 формирования капсулы жидкость-ароматизатор 121, подаваемую наконечником 140 из резервуара 120 для жидкости-ароматизатора, обволакивают оболочкой 111, подаваемой из резервуара 110 для оболочки, в результате чего из наконечника 140 выходит ароматическая капсула 101, характеризующаяся исходной формой.
Таким образом, когда жидкость-ароматизатор 121 и оболочка 111 выходят через сопловые части после прохождения по соответствующим путям наконечника 140, жидкость-ароматизатор 121 обволакивается оболочкой 111, благодаря чему возможен выпуск ароматической капсулы 101, характеризующейся исходной формой.
На стадии S240 перемещения капсулы ароматическую капсулу 101, выпущенную из наконечника 140, перемещают в емкость 180 для хранения капсул, используя поток раствора 131 МСТ, который сформирован вдоль линии 190 для перемещения капсул. При этом раствор 131 МСТ охлаждает ароматическую капсулу 101, так что оболочка 111 прочнее сцепляется с жидкостью-ароматизатором 121.
После этого ароматическую капсулу 101 и раствор 131 МСТ отделяют друг от друга с помощью сепаратора 170 капсул, как изложено выше, и отделенную ароматическую капсулу 101 переносят в емкость 180 для хранения капсул и временно хранят в ней.
На стадии S300 отверждения проводят первое отверждение ароматической капсулы 101, изготовленной на стадии S200 изготовления капсулы. Отверждение на этой стадии проводят при помощи подготовленного раствора этанола (EtOH). Подготовленный раствор EtOH может иметь концентрацию от 70 до 100%, при этом соотношение подготовленного раствора EtOH и ароматической капсулы 101 может составлять от 1 к 1 до 1 к 2 (1:1-1:2) или, более желательно, 1 к 1,5. При этом следует отметить, что соотношение не ограничивается описанным выше иллюстративным соотношением.
На стадии S400 сушки затвердевшую ароматическую капсулу 101 сушат с помощью сушилки. Сушку ароматической капсулы 101 проводят при заданных температуре, влажности, воздушном потоке или скорости вращения ротора.
На стадии S500 дополнительного отверждения ароматическую капсулу 101 дополнительно отверждают в целях предотвращения поглощения влаги высушенной ароматической капсулой 101. Подготовленный раствор EtOH, используемый на этой стадии в качестве средства затвердевания, может быть приготовлен путем смешивания этанола и дистиллированной воды в соотношении от 4 к 6 до 7 к 3. Дистиллированная вода может содержать от 0,5 до 1,5% хлорида кальция. Исходя из такого соотношения смешивания, раствор, приготовленный путем смешивания 10-14 кг этанола, 7,92 кг дистиллированной воды и 0,08 кг хлорида кальция (или 1% хлорида кальция), может быть использован для дополнительного отверждения 10 кг ароматических капсул 101. Такое дополнительное отверждение может быть выполнено для того, чтобы предотвратить поглощение влаги ароматической капсулой 101.
На стадии S600 очистки дополнительно отвержденные ароматические капсулы 101 очищают с помощью вихревого очистителя. В качестве очищающего раствора на этой стадии можно использовать 90-98%-ный этанол, при этом следует отметить, что концентрация этанола не ограничивается этими значениями.
Ароматические капсулы 101, прошедшие стадию S600 очистки, сушат с помощью сушилки, например, электрической сушилки в течение заданного периода времени, переносят в сушильную камеру с температурой 22°С и влажностью 45±5%, а затем уравновешивают и сушат на сушильной пластине.
Кроме того, на стадии сортировки с помощью сортировщика размеров из ароматических капсул 101 отбирают те капсулы, которые удовлетворяют стандарту, а затем невооруженным глазом отбраковывают дефектные ароматические капсулы.
На стадии S700 упаковки, по завершении сортировки, выполняют упаковку ароматических капсул 101, соответствующих норме.
Ниже приведена более подробная информация о вязкости и температуре оболочки 111.
Как изложено выше, вязкость оболочки 111 может являться важным параметром при изготовлении ароматической капсулы 101 путем обволакивания жидкости-ароматизатора 121 оболочкой 111. Таким образом, для того чтобы поддерживать надлежащую вязкость оболочки 111, необходимо поддерживать вязкость оболочки 111 во время изготовления оболочки 111, температуру резервуара 110 для оболочки и температуру линии 117 подачи оболочки. Кроме того, необходимо также, чтобы характеристики хладагента, например, раствора 131 МСТ, как изложено в настоящем документе, поддерживались в заданном диапазоне.
Хотя это и не показано на фигурах, оболочку 111 изготавливают с помощью установки для изготовления оболочки. Вязкость оболочки 111 в этом случае поддерживают на уровне 300-700 сП, температуру резервуара 110 для оболочки поддерживают на уровне 55-75°С, температуру линии 117 подачи оболочки и наконечника 140 поддерживают на уровне 55-75°С, а температуру раствора 131 МСТ поддерживают равной 12-18°С. Таким образом, может быть сохранена вязкость оболочки 111.
Вязкость оболочки 111 во время изготовления оболочки 111 более предпочтительно составляет 500-650 сП, а вязкость оболочки 111, выпущенной из резервуара установки для изготовления оболочки, равна 400-550 сП. В этом случае температуру резервуара 110 для оболочки поддерживают на уровне 60-65°С, а температуру линии 117 подачи оболочки и наконечника 140 поддерживают на уровне 60-70°С.
Как изложено выше, оболочку 111 и ароматическую капсулу 101 изготавливают на протяжении ряда процессов, и таким образом можно повысить эффективность процесса изготовления ароматической капсулы 101. Кроме того, можно изготавливать ароматическую капсулу 101 с надлежащим сцеплением оболочки 111 и жидкости-ароматизатора 121, благодаря чему можно предотвратить разрыв или надрыв ароматической капсулы 101, добиваясь необходимой стабильности. Кроме того, может быть обеспечен надлежащий разрыв ароматической капсулы 101 под воздействием внешнего усилия, прилагаемого пользователем, в результате чего обеспечивается надежность применения.
Кроме того, может быть обеспечена двойная структура выпуска, которая позволяет выпускать жидкость-ароматизатор 121 и оболочку 111 через соответствующие пути выпуска, благодаря чему при выпуске жидкости-ароматизатора 121 и оболочки 111 через соответствующие пути выпуска формируется исходная форма ароматической капсулы 101. Таким образом, можно повысить эффективность способа изготовления ароматической капсулы 101.
Кроме того, в процессе изготовления и перемещения оболочки 111 можно поддерживать вязкость и температуру оболочки 111 и таким образом гарантировать стабильность изготовления и пригодность к формовке ароматической капсулы 101.
Дополнительно, линия выпуска оболочки может быть представлена в виде множества линий выпуска оболочки, расположенных с наружной стороны линии выпуска жидкости-ароматизатора, при этом линия выпуска не ограничивается этой конфигурацией. Линии выпуска оболочки могут иметь поперечное сечение в виде проходящей по окружности полосы, расположенной с наружной стороны линии выпуска жидкости-ароматизатора, для выпуска оболочки.
Хотя представлены и описаны всего несколько иллюстративных вариантов осуществления, настоящее изобретение не ограничивается описанными выше иллюстративными вариантами осуществления. Напротив, специалисту в данной области техники ясно, что в эти иллюстративные варианты осуществления могут быть внесены изменения без отступления от принципов и сути настоящего изобретения, объем которого определяется формулой изобретения и ее эквивалентами.