RS55825B1 - Indukciono zagrevani duvanski proizvod - Google Patents

Description

Pronalazak se odnosi na indukciono zagrevani duvanski proizvod za stvaranje aerosola. Duvanski proizvod je naročito pogodan za upotrebu u indukciono zagrevanim uređajima za stvaranje aerosola.

U uređajima za pušenje koji se električno zagrevaju, na primer, duvanski čep načinjen od duvanskog lista koji sadrži čestice duvana i glicerin kao sredstvo za formiranje aerosola zagreva se grejnom oštricom. Pri upotrebi, duvanski čep je pritisnut uz oštricu tako da je materijal čepa u bliskom toplotnom kontaktu sa grejnom oštricom. U uređajima za stvaranje aerosola, duvanski čep je zagrejan da bi isparila isparljiva jedinjenja u materijalu čepa, poželjno bez sagorevanja duvana kao u konvencionalnim cigaretama. Međutim, da bi se zagrejali udaljeni periferni regioni čepa radi stvaranja aerosola, materijal u blizini grejne oštrice mora biti prekomerno zagrejan tako da se ne može potpuno sprečiti sagorevanje duvana u blizini oštrice.

Predloženo je da se za supstrat koji daje aerosol upotrebi indukciono zagrevanje. Takođe je predloženo da se unutar duvanskog materijala raspe posebni susceptorski materijal. Na primer, u međunarodnoj objavi patenta W0 2014/048745 materijal koji sadrži duvan nalazi se u komori za zagrevanje. Mnoštvo delića koji se indukciono zagrevaju je raspodeljeno u materijalu koji sadrži duvan, pri čemu su ovi delići zagrevani indukcijom da bi se zagrejao okolni materijal koji sadrži duvan.

Međutim, nije predloženo rešenje za optimalno zagrevanje duvanskog čepa načinjenog od uvijenog duvanskog lista.

Prema tome, postoji potreba za indukciono zagrevanim duvanskim proizvodom, koji je optimizovan za stvaranje aerosola. Posebno, postoji potreba za takvim duvanskim proizvodom koji omogućava optimizovano stvaranje aerosola duvanskog čepa načinjenog od uvijenog duvanskog lista koji sadrži stvarač aerosola.

U skladu sa jednim aspektom pronalaska, obezbeđen je indukciono zagrevani duvanski proizvod za proizvodnju aerosola. Duvanski proizvod sadrži supstrat koji daje aerosol koji sadrži susceptor u obliku mnoštva čestica. Supstrat koji daje aerosol je uvijeni duvanski list koji sadrži duvanski materijal, vlakna, vezivo, stvarač aerosola i susceptor u obliku mnoštva čestica. Susceptor unutar duvanskog proizvoda ima sposobnost da pretvori energiju prenetu kao elektromagnetne talase u toplotu, na koju se ovde pozivamo kao na gubitak toplote. Što je veći gubitak toplote, toliko je više energije, prenete susceptoru kao elektromagnetni talasi, pretvoreno susceptorom u toplotu. Poželjno, moguć je gubitak toplote od 0,008 džula po kilogramu ili više, ili više od 0,05 džula po kilogramu, poželjno gubitak toplote od više od 0,1 džula po kilogramu, tokom jednog sinusoidnog ciklusa primenjenog na kolu obezbeđenom da ekscituje susceptor. Promenom frekvencije kola, može se menjati gubitak toplote po kilogramu u sekundi. Po pravilu je struja visoke frekvencije obezbeđena izvorom snage i teče kroz induktor da bi ekscitirala susceptor. Frekvencija u induktoru ili kolu, može biti u rasponu između 1MHz i 30 MHz, poželjno u rasponu između 1 MHz i 10 MHz ili 1 MHz i 15 MHz, čak još poželjnije u rasponu između 5 MHz i 7 MHz. Izraz ,,u rasponu između" ovde se i nadalje smatra kao izričit i takođe otkriva odgovarajuće granične vrednosti.

U poželjnim realizacijama, duvanski proizvod prema pronalasku ima gubitak toplote od najmanje 0,008 džula po kilogramu. Gubitak toplote može se postići tokom jednog ciklusa primenjenog na kolu, kola koje je obezbeđeno za ekscitaciju susceptora i pritom poželjno ima frekvenciju u rasponu između 1 MHz i 10 MHz.

Alternativno, ako je minimalna snaga, ili džul po sekundi, poznata na osnovu sastava supstrata i veličine, tada se može obezbediti susceptor u supstratu kao težinski procenat koji je dovoljan da omogući minimalnu željenu snagu.

Kako je ranije razmatrano, gubitak toplote je kapacitet supstrata da prenese toplotu do okolnog materijala. Toplota je generisana u susceptoru koji ima oblik mnoštva čestica. Susceptor pretežno zagreva provođenjem bliskim kontaktom ili proksimalno duvanski materijal i supstancu koja daje aerosol da bi se razvile željene arome. Prema tome, gubitak toplote je određen materijalom i kontaktom susceptora sa njegovom okolinom. U duvanskom proizvodu prema pronalasku, čestice susceptora su poželjno homogeno raspodeljene u supstratu koji daje aerosol. Na taj način, ravnomerni gubitak toplote u supstratu koju daje aerosol može se postići dobijanjem ravnomerne raspodele toplote u supstratu koji daje aerosol i u duvanskom proizvodu, što dovodi do ravnomerne raspodele temperature u duvanskom proizvodu.

Ravnomerna ili homogena raspodela temperature duvanskog proizvoda se ovde razume kao duvanski proizvod koji ima suštinski sličnu raspodelu temperature kroz poprečni presek duvanskog proizvoda. Poželjno, duvanski proizvod se može zagrevati tako da se temperature u različitim regionima duvanskog proizvoda, kao što su, na primer, centralni regioni i periferni regioni duvanskog proizvoda, razlikuju za manje od 50 procenata, poželjno za manje od 30 procenata.

Nađeno je da specifični minimalni gubitak toplote od 0,05 džula po kilogramu u duvanskom proizvodu omogućava da se duvanski proizvod zagreje do suštinski ravnomerne temperature, koja obezbeđuje dobro stvaranje aerosola. Poželjno, srednje temperature duvanskog proizvoda su oko 200 stepeni Celzijusa do oko 240 stepeni Celzijusa. Nađeno je da je to raspon temperature u kome se proizvode željene količine isparijivih proizvoda, naročito u duvanskom listu načinjenom od homogenizovanog duvanskog materijala sa glicerinom kao supstancom koja daje aerosol, posebno u duvanskoj foliji, kako će kasnije biti detaljno opisano. Na ovim temperaturama ne dolazi do suštinskog pregrevanja pojedinačnih regiona duvanskog proizvoda, mada čestice susceptora mogu da dostignu temperature do oko 400 do 450 stepeni Celzijusa.

Čestice susceptora su utisnute u duvanski list i na taj način i u supstrat koji daje aerosol. Čestice su imobilizovane i ostaju u početnom položaju. Čestice mogu biti utisnute na ili u duvanski list. Poželjno, čestice su homogeno raspoređene u supstratu koji daje aerosol. Utiskivanjem čestica susceptora u supstrat, homogena raspodela takođe ostaje homogena i posle dobijanja duvanskog proizvoda uvijanjem duvanskog lista i formiranjem duvanskog proizvoda. Na primer, može se stvoriti štapić od uvijenog duvanskog lista, i ovaj štapić se može iseći na željenu dužinu štapića duvanskog proizvoda.

Poželjno. duvanski list je duvanska folija. Duvanska folija je oblik rekonstituisanog duvana stvorenog od smeše koja sadrži čestice duvana, čestice vlakna, supstancu koja daje aerosol, vezivo i takođe, na primer, aromate.

Čestice duvana mogu biti u obliku praha duvana čije su čestice reda veličine 30 mikrometara do 250 mikrometara, poželjno reda veličine 30 mikrometara do 80 mikrometara ili 100 mikrometara do 250 mikrometara, u zavisnosti od željene debljine lista i dubine kalupa, pri čemu dubina kalupa tipično definiše debljinu lista.

Čestice vlakana mogu da uključuju materijale drške

duvana, stabljike ili drugog materijala biljke duvana, i druga vlakna na bazi celuloze, kao što su drvena vlakna koja imaju mali sadržaj lignina. Čestice vlakana mogu biti odabrane na osnovu želje da se proizvede dovoljna zatezna čvrstoća u odnosu na malu stopu inkluzije, na primer stopu inkluzije od približno 2 procenta do 15 procenata. Alternativno, vlakna, kao što su biljna vlakna, mogu biti upotrebljena sa navedenim česticama vlakana ili, po izboru, konopljom ili bambusom.

Supstance koje daju aerosol, uključene u u smešu koja daje duvansku foliju mogu se izabrati na osnovu jedne ili više karakteristika. Funkcionalno, supstanca koja daje aerosol obezbeđuje mehanizam koji joj omogućava da ispari i pretvori nikotin ili aromu ili oba u aerosol kad se zagreva iznad specifične temperature isparavanja supstance koja daje aerosol. Različite supstance koje daju aerosol isparavaju na različitim temperaturama. Supstanca koja daje aerosol može biti odabrana na osnovu svoje sposobnosti, na primer, da ostane stabilna na ili oko sobne temperature, ali može da isparava na višim temperaturama, na primer, između 40 stepeni Celzijusa i 450 stepeni Celzijusa. Supstanca koja daje aerosol može takođe da ima humektantska svojstva koja pomažu da se održi željeni nivo vlage u supstratu koji daje aerosol kad je supstrat deo proizvoda na bazi duvana, uključujući čestice duvana. Posebno, neke supstance koje daju aerosol su higroskopni materijali koji deluju kao humektanti, to jest, kao materijal koji pomaže da supstrat koji ga sadrži sačuva vlagu.

Jedan ili više stvarača aerosola može se kombinovati da bi se iskoristile jedna ili više osobina kombinovanih stvarača aerosola. Na primer, može se kombinovati triacetin sa glicerinom i vodom da bi se iskoristila sposobnost tricetina da prenese aktivne komponente i humektantska

svojstva glicerina.

Supstance koje daju aerosol se mogu odabrati od poliola, glikol etara, poloil estra i masnih kiselina i mogu da sadrže jedno ili više od sledećih jedinjenja: glicerin, eritritol, 1,3-butilen glikol, tetraetilen glikol, trietilen glikol, trietil citrat, propilen karbonat, etil laurat, triacetin, mezo-eritritol, smeša diacetina, dietil suberat, trietil citrat, benzil benzoat, benzil fenil acetat, etil vanilat, tributirin, lauril acetat, laurična kiselina, miristična kiselina i propilen glikol.

Tipičan proces proizvodnje duvanske folije uključuje korak pripreme duvana. Za to, duvan se secka. Iseckani duvan se zatim meša sa drugim vrstama duvana i melje. Po pravilu, druge vrste duvana su drugi tipovi duvana, kao što je virdžinija ili berlej, ili može biti na primer, različito tretirani duvan. Koraci mešanja i mlevenja mogu biti zamenjeni. Vlakna su pripremljena odvojeno i poželjno tako kao što će biti upotrebijena za smešu u obliku rastvora. Rastvor i pripremljeni duvan se zatim mešaju, poželjno sa česticama susceptora. Da bi se dobila duvanska folija, smeša se prebacuje u aparaturu za stvaranje folije. To može biti površina, na primer, kontinualne trake preko koje se smeša može kontinualno rasprostrti. Smeša se raspodeljuje po površini da bi se dobio list. List se zatim suši, poželjno toplotom i hladi posle sušenja. Čestice susceptora takođe mogu biti stavljene na smešu pošto je dovedena u oblik lista, ali pre nego što se list suši. Na taj način, čestice susceptora nisu homogeno raspodeljene unutar materijala lista, ali još uvek mogu biti homogeno raspodeljene u duvanskom proizvodu koji je dobijen uvijanjem duvanskog lista. Pre nego što se folija namota na kalem za dalju upotrebu, ivice folije su isečene i list se može rezati. Međutim, rezanje može biti takođe izvedeno posle postavljanja folije na kalem. Kalem se tada može preneti u instalaciju za obradu lista, kao što je, na primer, postrojenje za uvijanje i stvaranje štapića, ili se može staviti u skladište kalema za dalju upotrebu.

Uvijeni duvanski list, na primer duvanska folija, može imati debljinu u rasponu između oko 0,5 milimetara i oko 2 milimetra, poželjno između oko 0,8 milimetara i oko 1,5 milimetara, na primer 1 milimetar. Odstupanje u debljini do oko 30 procenata može da se javi zbog tolerancija u proizvodnj i.

Susceptor je provodnik koji je sposoban da bude indukciono zagrevan. Susceptor je sposoban da apsorbuje elektromagnetnu energiju i pretvori je u toplotu. U duvanskom proizvodu prema pronalasku, promena elektromagnetnih polja stvorenih jednim ili više indukcionih kalema uređaja za indukciono zagrevanje, greje susceptor, koji zatim prenosi toplotu do supstrata koji daje aerosol duvanskog proizvoda, uglavnom provođenjem toplote. Za ovo, susceptor je u termalnoj blizini duvanskog materijala i stvarača aerosola supstrata koji daje aerosol. Zbog susceptora u obliku čestica, toplota se proizvodi u saglasnosti sa raspodelom čestica u duvanskom listu.

U nekim poželjnim realizacijama duvanskog proizvoda prema pronalasku, duvanski materijal je homogenizovani duvanski materijal i supstrat koji daje aerosol sadrži glicerin. Poželjno, duvanski proizvod je načinjen od duvanske folije, kako je ranije opisano.

Dalje je nađeno da su samo specifične čestice susceptora koje imaju specifične karakteristike pogodne u kombinaciji sa duvanskim proizvodom načinjenim od uvijenog lista duvana koji sadrži supstancu koja daje aerosol, posebno onog načinjenog od duvanske folije i poželjno sadrži glicerin kao supstancu koja daje aerosol, da bi se dobila dovoljna toplota za optimalno stvaranje aerosola, ali poželjno bez sagorevanja duvana ili vlakana.

Sa optimalnim izborom i raspodelom čestica u duvanskom listu, može biti smanjena energija potrebna za zagrevanje. Međutim, još uvek je obezbeđeno dovoljno energije za oslobađanje isparljivih jedinjenja iz supstrata. Smanjenje energije može ne samo da smanji potrošnju energije uređaja koji je upotrebljen za indukciono zagrevanje za stvaranje aerosola duvanskog proizvoda, već takođe može da smanji rizik pregrevanja supstrata za stvaranje aerosola. Energetska efikasnost se takođe ostvaruje postizanjem trošenja supstance koja daje aerosol u duvanskom proizvodu na vrlo homogeni i potpuni način. Posebno, periferni regioni duvanskog proizvoda mogu takođe da doprinesu stvaranju aerosola. Na taj način, duvanski proizvod kao što je duvanski čep može se efikasnije upotrebiti. Na primer, doživljaj pušenja može se pojačati ili se veličina duvanskog proizvoda može smanjiti isparavanjem iste količine isparljivih jedinjenja iz duvanskog proizvoda kao u konvencionalno ekstenzivnije zagrevanom ili većem supstratu koji daje aerosol. Na taj način mogu se smanjiti izdaci i smanjiti otpad.

Prema jednom aspektu duvanskog proizvoda prema pronalasku, čestice susceptora imaju veličinu u rasponu od oko 5 mikrometara do oko 100 mikrometara, poželjno u rasponu od oko 10 mikrometara do oko 80 mikrometara, na primer imaju veličinu između 20 mikrometara i 50 mikrometara. Nađeno je da su veličine čestica upotrebijenih kao susceptor u ovom rasponu optimalne za postizanje homogene distribucije u duvanskom listu. Suviše male čestice nisu poželjne zbog površinskog efekta koji ne omogućava da male čestice efikasno stvaraju toplotu. Osim toga, manje čestice mogu da prođu kroz konvencionalni filter kakav se koristi u proizvodima za pušenje. Takvi filteri se takođe mogu upotrebiti u kombinaciji sa duvanskim proizvodom prema pronalasku. Veće čestice čine teškim ili nemogućim homogenu distribuciju u materijalu lista i posebno u duvanskom proizvodu stvorenom uvijanjem lista duvana. Moguće je da se veće čestice ne raspodele u duvanskom listu tako fino kao male čestice. Osim toga, veće čestice imaju tendenciju da vire iz lista duvana, tako da mogu da dođu u kontakt jedna sa drugom pri uvijanju duvanskog lista. Ovo nije pogodno zbog lokalno pojačanog stvaranja toplote. Veličina čestica se ovde smatra kao prečnik ekvivalentnih sfera. Pošto čestice mogu biti nepravilnog oblika, prečnik ekvivalentne sfere definiše prečnik sfere ekvivalentne zapremine koju ima čestica nepravilnog oblika.

Prema drugom aspektu duvanskog proizvoda prema pronalasku, mnoštvo čestica je količina u rasponu između oko 4 masenih procenata i oko 45 masenih procenata, poželjno između oko 10 masenih procenata i oko 40 masenih procenata, na primer, 30 masenih procenata duvanskog proizvoda. Prosečnom stručnjaku će biti očigledno da pošto su navedeni razni maseni procenti susceptora, promene sastava elemenata koje sadrži duvanski proizvod, uključujući masene procente duvana, supstance koja daje aerosol, veziva, i vode, zahtevaće podešavanje masenog procenta susceptora koji je potreban za efikasno zagrevanje duvanskog proizvoda.

Nađeno je da čestice susceptora u ovim rasponima mase u odnosu na masu duvanskog proizvoda su u optimalnom rasponu za dobijanje homogene raspodele toplote po ćelom duvanskom proizvodu. Osim toga, ovi rasponi mase čestica susceptora su u optimalnom rasponu za dobijanje dovoljno toplote da se duvanski proizvod zagreje do homogene i srednje temperature, na primer, temperature između 200 stepeni Celzijusa i 240 stepeni Celzijusa.

Prema drugom aspektu duvanskog proizvoda prema pronalasku, čestice sadrže ili su sačinjene od sinterovanog materijala. Sinterovani materijal obezbeđuje širok spektar električnih, magnetnih i toplotnih osobina. Sinterovani materijal može biti keramički, metalni ili plastični. Poželjno, za čestice susceptora upotrebljena je legura metala. U zavisnosti od procesa proizvodnje takav sinterovani materijal može biti oblikovan za specifičnu primenu. Poželjno, sinterovani materijal za čestice upotrebljene u duvanskom proizvodu prema pronalasku imaju visoku toplotnu provodijivost i visoku magnetnu permeabilnost.

Prema drugom aspektu duvanskog proizvoda prema pronalasku, čestice sadrže spoljnu površinu koja je hemijski inertna. Hemijski inertna površina sprečava da čestice učestvuju u hemijskoj reakciji ili možda posluže kao katalizatori za početak neželjenih hemijskih reakcija kad se duvanski proizvod zagreva. Hemijski inertna spoljna površina može biti hemijski inertna površina samog materijala susceptora. Inertna spoljna površina takođe može biti hemijski inertni sloj obloge koja inkapsulira materijal susceptora unutar hemijski inertnog sloja obloge. Materijal obloge može da izdrži onu visoku temperaturu na koju se zagrevaju čestice. Proces prekrivanja slojem obloge može biti integrisan u proces sinterovanja pri proizvodnji čestica. Hemijski inertan se ovde smatra u odnosu na hemijske supstance koje se stvaraju zagrevanjem duvanskog proizvoda i koje su prisutne u duvanskom proizvodu.

U nekim poželjnim realizacijama duvanskog proizvoda prema predmetnom pronalasku, čestice su napravljene od ferita. Ferit je feromagnet sa visokom magnetnom permeabilnošću i naročito pogodan kao materijal susceptora. Glavna komponenta ferita je gvožđe. Druge metalne komponente, na primer, cink, nikal, mangan ili nemetalne komponente, na primer, silicijum, mogu biti prisutne u raznim količinama. Ferit je relativno jevtin materijal, koji se može kupiti. Ferit je dostupan u obliku čestica čija je veličina u rasponu čestica upotrebijenih u duvanskom proizvodu prema predmetnom pronalasku. Poželjno, čestice su potpuno sinterovani prah ferita, kao što je, na primer, FP350 dostupan kod Powder Processing Technologv LLC, USA.

Prema još jednom aspektu predmetnog pronalaska, susceptor ima Kirijevu temperaturu između oko 200 stepeni Celzijusa i oko 450 stepeni Celzijusa, poželjno između oko 240 stepeni Celzijusa i oko 400 stepeni Celzijusa, na primer, oko 280 stepeni Celzijusa.

Čestice koje sadrži materijal susceptora sa Kirijevom temperaturom u naznačenom rasponu omogućavaju da se postigne prilično homogena raspodela temperature u duvanskom proizvodu i srednja temperatura između oko 200 stepeni Celzijusa i 240 stepeni Celzijusa. Osim toga, lokalna temperatura supstrata koji daje aerosol u opštem slučaju ne prelazi ili ne prelazi značajno Kirijevu temperaturu susceptora. Tako, lokalna temperatura može biti ispod oko 400 stepeni Celzijusa, ispod koje se ne javlja značajno sagorevanje supstrata koji daje aerosol.

Kad susceptorski materijal dostigne svoju Kirijevu temperaturu, magnetna svojstva se menjaju. Na Kirijevoj temperaturi susceptorski materijal prelazi iz feromagnetne u paramagnetnu fazu. Na ovoj tački, zagrevanje zasnovano ne gubitku toplote usled orijentacije feromagnetnih domena, prestaje. Dalje zagrevanje je tada uglavnom zasnovano na vrtložnim strujama, tako da se proces zagrevanja automatski smanjuje kad se postigne Kirijeva temperatura materijala susceptora. Smanjenje rizika pregrevanja supstrata koji daje aerosol može biti podržano upotrebom materijala susceptora koji ima Kirijevu temperaturu koja omogućava proces zagrevanja usled gubitka histereze samo do određene maksimalne temperature. Poželjno, materijal susceptora i njegova Kirijeva temperatura su podešeni prema sastavu supstrata koji daje aerosol da bi se postigla optimalna raspodela temperature u duvanskom proizvodu za optimalno stvaranje aerosola.

Prema jednom aspektu u saglasnosti sa predmetnim pronalaskom, duvanski proizvod ima oblik štapića sa prečnikom štapića u rasponu između oko 3 milimetra do oko 9 milimetara, poželjno između oko 4 milimetra do oko 8 milimetara, na primer, 7 milimetara. Štapić može imati dužinu u rasponu od oko 2 milimetra do oko 20 milimetara, poželjno između 6 milimetara i oko 12 milimetara, na primer, 10 milimetara. Poželjno, štapić ima okrugli ili ovalni poprečni presek. Međutim, štapić takođe može imati poprečni presek pravougaonog ili poligonalnog oblika.

Da bi se korisniku olakšalo rukovanje duvanskim štapićem, štapić može biti dat u obliku svitka duvana koji obuhvata štapić, filter, i usnik, jedan za drugim. Filter može biti materijal sposoban da ohladi aerosol stvoren iz materijala štapića i takođe može biti sposoban da promeni sastavne delove stvorenog aerosola. Na primer, ako je filter napravljen od poliaktične kiseline ili sličnog polimera, filter može da ukloni ili smanji nivo fenola u aerosolu. Štapić, filter i usnik mogu biti obmotani papirom koji je dovoljno krut da olakša rukovanje štapićem. Dužina svitka duvana može biti između 20 mm i 55 mm, i poželjno može biti približno dužine 45 mm.

Prema tome, u drugom aspektu predmetnog pronalaska, obezbeđen je duvanski materijal koji sadrži element, na primer, svitak duvana, element koji sadrži duvanski proizvod opisan u predmetnoj prijavi i filter. Duvanski proizvod i filter su uspravno poravnati i obmotani listom materijala, na primer, papirom, za učvršćivanje filtera i duvanskog proizvoda u element koji sadrži duvanski materijal.

Pronalazak je dalje opisan sa pozivanjem na realizacije koje su ilustrovane pomoću sledećih crteža, pri čemu Crtež 1 je šematski prikaz duvanskog lista sa homogenizovanim duvanskim materijalom i česticama

susceptora;

Crtež 2 prikazuje simulaciju temperature duvanskog čepa načinjenog od uvijenog homogenizovanog duvanskog

lista zagrejanog grejnom oštricom;

Crtež 3 prikazuje simulaciju temperature duvanskog čepa načinjenog od duvanskog lista prema crtežu 1 sa

ravnomernom distribucijom čestica;

Crtež 4 prikazuje simulirani profil trošenja glicerina

duvanskog čepa u saglasnosti sa crtežom 2;

Crtež 5 prikazuje simulirani profil trošenja glicerina

duvanskog čepa u saglasnosti sa crtežom 3;

Crtež 6 prikazuje simuliranu krivu srednje temperature u odnosu na vreme duvanskog čepa zagrevanog grejnom oštricom, a koji sadrži ravnomernu raspodelu čestica susceptora, na primer, prema crtežima 2 i 3.

Crtež 1je šematski prikaz supstrata koji daje aerosol u obliku duvanskog lista 1. Duvanski list je načinjen od homogenizovanih čestica duvana 11 i poželjno to je duvanska folija kako je ranije definisano i sadrži čestice susceptora 10.

Debljina 12 duvanskog lista poželjno leži u rasponu između 0,8 milimetara i 1,5 milimetara, dok je veličina čestica susceptora poželjno u rasponu između 10 mikrometara i 80 mikrometara. Za dobijanje duvanskog proizvoda prema predmetnom pronalasku, duvanski list 1 je uvijen i smotan da be se dobio duvanski štapić. Takav kontinualni štapić je zatim sečen na potrebnu veličinu za duvanski čep koji će se upotrebiti u kombinaciji sa uređajem za indukciono zagrevanje za stvaranje aerosola.

Crtež 2prikazuje izgled simulirane raspodele temperature poprečnog preseka cilindričnog duvanskog čepa 2 zagrevanog grejnom oštricom 20. Duvanski čep sadrži supstrat koje daje aerosol načinjen od uvijenog duvanskog lista koji sadrži homogenizovani duvanski materijal i glicerin kao supstancu koja daje aerosol. Savijeni duvanski list napravljen u obliku štapića je obmotan omotačem 23, na primer, papirom. U centar duvanskog čepa umetnuta je pravougaona sa otporom zagrevana grejna oštrica 20, za zagrevanje supstance koja daje aerosol. Na crtežu 2 prikazana je simulirana raspodela temperature za zagrevanje čepa tako, da je temperatura središta približno 370 stepeni Celzijusa i samo 80 stepeni Celzijusa na obimu. Temperatura u proksimalnom delu 220 oštrice 20 je visoka oko 380 stepeni Celzijusa. Temperature u srednjem delu 221 i distalnim, perifernim regionima 222 su i dalje niske oko 100-150 stepeni Celzijusa. Tako, prema simulacionim merenjima, srednji i periferni regioni duvanskog čepa zagrevanog oštricom ne učestvuju, ili učestvuju samo u ograničenom dometu u stvaranju aerosola - ukoliko je zagrevanje oštrice ograničeno da potpuno ne sagori duvan u proksilmalnom delu 220.

Ovo je takođe ilustrovano naCrtežu 4.Na njemu je prikazano trošenje glicerina duvanskog čepa prema Crtežu 2. Može se videti da je glicerin potpuno istrošen u proksimalnom regionu 220 posle pet minuta zagrevanja. U perifernim regionima 222 nije nastalo trošenje, dok je srednji region 221 delimično istrošen. Zbog pravougaonog oblika poprečnog preseka grejne oštrice, periferni regioni 222 u kojima ne dolazi do trošenja, ograničeni su na delove čepa koji se nalaze pored dužih strana oštrice 20. Proksimalni region 220 se nalazi direktno pored grejne oštrice 20 i pruža se maksimalno oko 1/3 prečnika sa svake duže strane oštrice 20.

Crtež 3prikazuje izgled simulirane raspodele temperature poprečnog preseka indukciono zagrevanog cilindričnog duvanskog čepa 3. Duvanski čep je napravljen od duvanskog lista koji sadrži čestice susceptora kako je opisano na Crtežu 1. U duvanskom čepu koji je upotrebijen za simulaciju toplote 90 miligrama čestica ferita FP 350 sa srednjom veličinom od 50 mikrometara ravnomerno je raspodeljeno u duvanskoj foliji načinjenoj od smeše čestica duvana, veziva i glicerina kao supstance koja daje aerosol.

Savijeni duvanski list oblikovan u štapić obmotan je omotačem 13, na primer, papirom. Čestrice susceptora su homogeno raspoređene kroz duvanski čep (nije prikazano). Čep je zagrevan preko indukciono zagrevanih čestica susceptora. Na Crtežu 3 simulirana je raspodela temperature i prikazuje zagrevanje čepa sa ravnomernijom raspodelom temperature očekivanom na osnovu homogeno raspoređenih čestica susceptora u čepu. Temperature u centralnom regionu 110 su oko 300 stepeni Celzijusa. Ovaj cirkularni region 110 je prilično veliki i pruža se do oko polovina prečnika duvanskog čepa. Temperature u uskom kružnom srednjem regionu 111 su oko 250 stepeni Celzijusa i temperature u obodnom perifernom regionu 112 su oko 200 stepeni Celzijusa. Prema tome, u saglasnosti sa simulacionim merenjima, glicerin isparava prilično homogeno i preko celokupne ili suštinski celokupne površine duvanskog čepa. Glicerin isparava takođe iz srednjih 111 i perifernih regiona 112 duvanskog čepa. Prema tome, sve površine duvanskog čepa su iskorišćene za stvaranje aerosola, čak i pri temperaturama maksimalnog zagrevanja znatno ispod onih poznatih za duvanske čepove koji su zagrevani centralno i električnim otporom.

Trošenje glicerina duvanskog čepa sa Crteža 3 je prikazano naCrtežu 5.Može se videti da glicerin nije potpuno istrošen, čak ni posle pet minuta zagrevanja centralnog regiona 110. Međutim, neko trošenje je već nastalo u središnjem regionu 111 i u manjem obimu u perifernom regionu 112.

Temperatura i trošenje glicerina iz čepa u saglasnosti sa Crtežima 2 i 3, ali koji je zagrevan samo oko jedan minut i 1,5 minut pokazuju isto ponašanje u odnosu na temperaturu. Posle 1 minuta duvanski čep prema pronalasku je već postigao temperaturu između 150 i 200 stepeni Celzijusa u centralnom i središnjem regionu. Trošenje glicerina još nije započeto. Posle 1,5 minuta temperatura se povećala u unutrašnjem perifernom regionu na oko 200 stepeni Celzijusa do oko 280 stepeni Celzijusa u centralnom regionu. Tako niska temperatura kao što je 150 stepeni Celzijusa prisutna je samo u spoljnjem perifernom regionu 112. Prema tome, trošenje glicerina se dešava na velikoj površini duvanskog čepa već jedan do dva minuta posle početka zagrevanja duvanskog proizvoda.

Za razliku od duvanskog čepa sa česticama susceptora prema pronalasku, raspodela temperature duvanskog čepa prema Crtežu 2 sa grejnom oštricom je skoro identična onoj prikazanoj na Crtežu 2 već posle 1,5 minuta zagrevanja. Posle 1,5 minuta zagrevanja, proksimalni region 220 već ima tako visoke temperature kao što je 380 stepeni Celzijusa i tako niske kao što je oko 100 stepeni Celzijusa u srednjim i perifernim regionima. Posle 1 minuta zagrevanja samo vrlo mali proksimalni region oko grejne oštrice 20 je zagrejan na oko 200 stepeni Celzijusa. Ostali regioni imaju malo povišenu temperaturu ili su još uvek na sobnoj temperaturi.

NaCrtežu 6prikazana je srednja temperatura T u zapremini duvanskog čepa prema Crtežu 1 i Crtežu 3 u odnosu na vreme. Linija 35 prikazuje temperaturnu krivu duvanskog čepa sa česticama susceptora prema predmetnom pronalasku i linija 25 prikazuje temperaturnu krivu duvanskog čepa zagrevanog grejnom oštricom. Maksimalna temperatura zagrevanja grejne oštrice je bila ograničena na 360 stepeni Celzijusa, pošto je Kirijeva temperatura duvanskog čepa prema pronalasku između 350 i 400 stepeni Celzijusa. Može se videti da čep sa homogeno raspodeljenim česticama srednju temperaturu postiže mnogo brže i polako se približava maksimalnoj srednjoj temperaturi od oko 250 stepeni Celzijusa. Srednja temperatura duvanskog čepa zagrevanog oštricom se postiže posle malo dužeg vremena. Maksimalna srednja temperatura u čepu koji je zagrevan oštricom leži na oko 220 stepeni Celzijusa. Ne može se postići viša srednja temperatura zato što periferni regioni nisu zagrejani grejnom oštricom.

Claims (14)

1. Indukciono zagrevani duvanski proizvod za stvaranje aerosola, proizvod sadrži supstrat koji daje aerosol i sadrži susceptor u obliku mnoštva čestica (10), naznačen time što je supstrat koji daje aerosol uvijeni duvanski list (1) koji sadrži duvanski materijal, vlakna, veziva, supstancu koja daje aerosol i susceptor u obliku mnoštva čestica (10).

2. Duvanski proizvod prema zahtevu 1, naznačen time što duvanski proizvod ima gubitak toplote od najmanje 0,008 džula po kilogramu.

3. Duvanski proizvod prema zahtevu 2, naznačen time što je gubitak toplote veći od 0,05 džula po kilogramu, poželjno više od 0,1 džula po kilogramu.

4. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što je veličina čestica (10) mnoštva čestica (10) u rasponu od 5 mikrometara do oko 100 mikrometara, poželjno u rasponu od oko 10 mikrometara do oko 80 mikrometara, na primer između 20 mikrometara i 50 mikrometara.

5. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što je količina mnoštva čestica (10) u rasponu od 4 masena procenta do oko 45 masenih procenata, poželjno između oko 10 masenih procenata i oko 40 masenih procenata, na primer 30 masenih procenata duvanskog proizvoda.

6. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što su čestice (10) homogeno raspoređene u supstratu koji daje aerosol.

7. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što čestice (10) sadrže sinterovani materijal.

8. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što čestice (10) sadrže spoljnu površinu koja je hemijski inertna.

9. Duvanski proizvod prema bilo kojem od zahteva 1 do 6, naznačen time što su čestice (10) načinjene od ferita.

10. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što je duvanski materijal homogenizovani duvanski materijal i supstanca koja daje aerosol sadrži glicerin.

11. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što savijeni duvanski list (1) ima debljinu u rasponu između oko 0,5 milimetara i oko 2 milimetra, poželjno između oko 0,8 milimetara i oko 1,5 milimetra.

12. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva, naznačen time što susceptor ima Kirijevu temperaturu između oko 200 stepeni Celzijusa i oko 400 stepeni Celzijusa, poželjno između oko 240 stepeni Celzijusa i oko 350 stepeni Celzijusa, na primer, oko 280 stepeni Celzijusa.

13. Duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva koji ima oblik štapića sa prečnikom štapića u rasponu između oko 3 milimetra do oko 9 milimetara, poželjno između oko 4 milimetra do oko 8 milimetara, na primer, 7 milimetara, i sa dužinom štapića u rasponu između oko 2 milimetra do oko 20 milimetara, poželjno između 6 milimetara do oko 12 milimetara, na primer, 10 milimetara.

14. Duvanski materijal koji sadrži element koji obuhvata duvanski proizvod prema bilo kojem od prethodnih zahteva i filter, naznačen time što su duvanski proizvod i filter uspravno poravnati i obmotani listom materijala (13,23) za učvršćivanje filtera i duvanskog proizvoda u element koji sadrži duvanski materij al.