【颗粒控香技术3/5】HNB产品里,颗粒如何"锁得住又放得开"
加热不燃烧产品给香味递送出了一道难题,而且这道题有两个相互矛盾的答案。


加热不燃烧产品(加热卷烟/HNB)给香味递送出了一道难题,而且这道题有两个相互矛盾的答案。
一方面,产品在数月甚至一年的仓储与货架期内,多处于常温条件,香味应尽可能减少挥发、迁移和氧化变质。
另一方面,产品使用时的局部温度可能接近甚至超过300℃,香味需要在数分钟内进入气溶胶或气流,形成有效感知。
很多开发者以为,解决这个问题的关键是"让颗粒耐高温"。但其实,真正的挑战不是耐高温本身,而是建立适合实际温度路径的释放窗口。
300℃,不是整支烟弹的温度
首先需要澄清一个常见的误解:烟具上标示的300℃,并不是颗粒整体经历的温度。
那个数字通常是加热元件的设定值或局部最高温度。颗粒真正感受到的温度,取决于它与热源的距离、周围基材的导热性、含水率、气流速度和抽吸间隔。同一支产品在使用过程中,可能同时存在多个温区,温差可达几十甚至上百度。
靠近热源的颗粒升温较快,香味能够迅速释放,但也面临热分解、焦化和基质异味的风险。
位于外围或下游气流段的颗粒所处温度较低,有利于保留原有香气特征,但可能因热量不足而释放不完全。
滤嘴或冷却段中的颗粒,还会受到冷凝物和气溶胶沉积的影响,工作环境更加复杂。
因此,加热不燃烧产品的颗粒设计应首先明确实际工作温区,再确定相应的耐热与释放要求。
不同位置,不同任务
根据在产品中的位置,颗粒大致可以承担三类任务。
第一类是热源附近的补香。 这些颗粒需要承受较高温度和复杂气溶胶环境,适合负载热稳定性相对较好的香味组分。设计需要在高温快速释放与减少载体和香味组分热损伤之间取得平衡。
第二类是热源外围或独立香味段的受热释放。 这些颗粒不直接接触最高温区,可以借助热传导和热空气逐步升温。该位置有利于降低热裂解风险,但需要确保工作温度能够支持香味解吸。结合过强时,即使热量已传递至颗粒,仍可能出现释放不足。
第三类是冷却段或滤嘴段的后置补香。 这些位置的颗粒接触温度较低,能够保留较清新的香气特征,也可修饰气溶胶通过后的口腔感受。此时颗粒设计更接近低温气流释放,而非高温热解吸。
产品结构确定后,才能明确颗粒设计应侧重耐热、热触发还是气流触发。同一款颗粒在不同位置的释放表现可能存在明显差异。
香味配方也要"分温区管理"
复合香味不是单一物质,而是包含多种挥发性、极性和热稳定性不同的成分。这些成分在加热过程中的行为各不相同。
低沸点组分在常温下更容易损耗,也可能在加热启动阶段迅速释放,表现出较快的释放与衰减。
高沸点组分储存相对稳定,但在短时间加热中可能转移不足,需要关注其释放效率。
部分成分在高温下还可能发生氧化、脱水或其他反应,产生与目标香气不同的物质。因此,评价不仅需要关注释放量,也需要确认释放物的组成是否符合设计目标。
因此,加热烟草中的颗粒不应该只用"总负载率"来描述。更有意义的做法是分别考察代表性轻组分、中等挥发组分和较重组分的保留与释放。
对于希望"启动快"的产品,可以增加浅层和表面可释放负载,但需要通过适当保护减少常温挥发。对于希望"多口持续"的产品,可以提高内部孔道负载比例,并控制孔径与扩散路径。
如果使用外层包覆,则要确保包覆层在目标温区内能够软化、开孔或提高渗透性,而不是形成一个在高温下依然坚不可摧的"铁壳"。否则,得到了储存稳定性,却失去了使用时的释放效率。
逸道科技的开发思路
逸道科技在加热卷烟领域的研究中,不简单以烟具标示温度作为颗粒设计的唯一依据,而是结合颗粒在发烟段、热源外围、冷却段或滤嘴段中的实际位置,分析其经历的升温速度、最高温度、气流强度和受热时间。
在此基础上,对载体耐热性、孔隙结构、表面保护及香味组分分配进行针对性设计。
评价过程同步覆盖储存稳定性、动态热释放、逐口递送和成品感官表现。通过对不同温区和抽吸阶段的释放变化进行分析,使颗粒在常温储存时尽可能减少损耗,在产品使用时进入有效释放窗口。
加热不燃烧产品的颗粒开发,需要协调稳定储存、快速启动与多口持续释放。合理的设计有助于维持各抽吸阶段的香气稳定性;匹配不足则可能导致储存损耗过大、使用阶段释放滞后或释放不足。
这一设计过程需要材料科学、热力学、传质学和感官科学的共同支撑。
理解了加热条件下的释放窗口,还需要回答另一个问题:当热空气只有约40℃,甚至完全没有额外加热,香味靠什么进入气流?高温场景下有效的保护方式,到了低温环境是否仍然适用?
下一期,我们将转向40℃热空气与常温抽吸,讨论表面解吸、孔道扩散,以及湿度和包装对香味表现的影响,看看低温条件下如何兼顾快速起香与持续释放。
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