本发明涉及微波加热领域，特别是涉及一种烘烤物、烘烤物的制作方法及烘烤物的微波加热方法。

背景技术：

加热不燃烧技术，是指通过低温加热而不燃烧的方式烘烤特定的烘烤物(如：烟支)而产生烟雾，从而供使用者抽吸的一种方式。

传统的低温烘烤装置主要是对发热元件进行通电,发热元件通过焦耳效应产生热量，发热元件与烘烤物(烟草)直接接触，从而将热量传递到烟草进行烘烤，该方式存在预热时间长，烟支烘烤不均匀的问题，烟草利用效率低。

微波加热是利用加热物质在微波电磁场中的不断极化，加热物质内部偶极子随着高频往复运动，产生介质损耗(类似内摩擦)而加热，其存在加热速率快，能够对烘烤物的各个部分同时加热的特点，可以改善电热方式预热时间长、烟支烘烤均匀性差问题。但是一般的微波加热装置加热传统的烟支，无法有效加热烘烤物至目标温度，难以对烟草进行有效烘烤以获得适宜口感。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统的烟支等烘烤物在被微波加热时无法被有效地加热至目标温度的问题，提供一种烘烤物、烘烤物的制作方法及烘烤物的微波加热方法。

本发明的烘烤物，包括烟草和微波吸收剂，所述烟草和所述微波吸收剂均能够吸收微波进行发热，所述微波吸收剂由介电损耗常数稳定、非挥发性的固体材料制成，所述微波吸收剂的介电损耗常数不会随温度变化而变化，并且所述微波吸收剂的介电损耗常数高于所述烟草中的木质纤维素的介电损耗常数，所述微波吸收剂能够稳定吸收微波进行发热，进而对所述烟草进行传导性加热。

在一个实施例中，所述微波吸收剂为陶瓷粉末、无机非金属单质、铁氧型吸收剂和金属粉体中的一种或者几种的任意组合。

在一个实施例中，所述陶瓷粉末包括碳化硅、氮化硅及氮化铝中的一种或者几种的任意组合；所述无机非金属单质包括焦炭、碳粉、石墨粉中的一种或者几种的任意组合；所述铁氧型吸收剂包括fe3o4；所述金属粉体包括ti、fe、ni金属粉体中的一种或者几种的任意组合。

在一个实施例中，所述微波吸收剂均匀分布在所述烟草中，所述微波吸收剂的粒径范围为2μm-200μm。

在一个实施例中，所述微波吸收剂与烟草的体积比范围为1％-30％。

在一个实施例中，所述微波吸收剂的导热系数高于所述烟草的导热系数。

在一个实施例中，所述烘烤物为烟支，所述烟支包括烟草部、滤嘴部和微波过滤膜；所述烟草部包括所述烟草和微波吸收剂；所述微波过滤膜设置于滤嘴部或者设置于滤嘴部与烟草部之间。

在一个实施例中，所述微波过滤膜为金属薄片，所述金属薄片上配置有第一通孔，气流能够从所述第一通孔处流通，所述金属薄片用于反射微波，防止微波泄露，所述第一通孔用于截止微波的传输。

本发明还提出一种上述烘烤物的制备方法，包括以下步骤：步骤一，将烟草原料粉碎成第一成分；步骤二，在所述第一成分内加入添加剂，并且混合均匀得到第二成分，在第二成分内混入微波吸收剂粉体，然后混合均匀，得到第三成分；或者，将微波吸收剂和添加剂一起加入第一成分中，混合均匀得到第四成分；步骤三，对第三成分或者第四成分塑造成形。

在一个实施例中，所述步骤二中的添加剂包括酸度调节剂、膨松剂、保润剂、稳定剂/凝固剂、增稠剂及天然香精中的一种或者几种的任意组合。

本发明还提出一种上述烘烤物的微波加热方法，包括以下步骤：s1：微波发生器发出微波对所述烘烤物进行加热；s2：所述烟草和微波吸收剂均吸收微波进行发热，所述微波吸收剂通过热传导对所述烟草进行再次加热。

在一个实施例中，上述烘烤物的微波加热方法还包括温度控制步骤s3：温度检测单元检测所述烘烤物的温度，并将检测结果发送至电路控制单元，所述电路控制单元通过控制所述微波发生器的工作功率进而控制所述烘烤物的加热温度。

本发明的烘烤物、烘烤物的制作方法及烘烤物的微波加热方法，有益效果为：

本发明的烘烤物、烘烤物的制作方法及烘烤物的微波加热方法，通过在烟草中添加微波吸收剂，微波吸收剂能够稳定地吸收微波进行发热，烟草除本身吸收微波发热外，还会被微波吸收剂通过热传导加热，在微波辐射和热传导的双重加热机制下，烟草的升温更加稳定均匀，温度能继续上升至有效烘烤温度，不仅能实现快速抽吸的功能，还能够热解挥发出独特烟熏香，而获得适宜口感。

附图说明

图1为本发明一个实施例中烟支的结构示意图。

图2为本发明一个实施例中微波加热装置的结构示意图。

图3为本发明一个实施例中微波加热装置中各个电子部件之间的电连接关系示意图。

附图标记：

烟支100，滤嘴部110，微波过滤膜120，第一通孔121，烟草部130，烟草131，微波吸收剂132；壳体210，气道孔211，充电接口212，电源220，电路控制单元230，微波发生器240，容纳腔250，第二通孔251，主控开关260，显示屏270，微波功率控制按钮280，微波传输通道290；温度检测单元400。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“内”、“外”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

传统的烟支等烘烤物在被微波加热时，难以被有效烘烤至目标温度，从而难以获得适宜口感。通过研究发现，其具体原因主要为，微波加热常用频率为2.45ghz，单位体积材料的在微波场作用下的加热功率为:p＝2πf·ε0ε'tanδ·/e/2，其中f为微波频率，ε'tanδ为材料介电损耗常数；ε0为真空介电常数；e为微波电场强度，所以微波加热跟材料介电损耗常数和微波电场强度紧密相关。烟支的主要成分为木质纤维素，部分水分，以及甘油和香料等添加剂，在烟草烘烤过程，主要存在水分、甘油、尼古丁和植物挥发性物质的挥发，以及部分纤维素和木质素的热解。烟支在微波加热初期，其中水分(介电损耗常数10-20)、甘油的介电损耗常数较高，烟草能快速升温，但是温度升高，随着水分、甘油的挥发，而木质纤维素的介电损耗常数很小，升温速率迅速下降，甚至不能继续升温，因此传统的烟支等烘烤物在被微波加热时，不能被有效地加热至目标温度，根据烟支设计，目标温度通常为250-400℃。

在一个实施例中，烘烤物为烟支100，如图1所示，烟支100包括滤嘴部110，微波过滤膜120和烟草部130，烟草部130包括烟草131和微波吸收剂132，烟草131与常规低温烘烤烟支100中的烟草131相同，烟草131和微波吸收剂132均能够吸收微波进行发热，微波吸收剂132由介电损耗常数稳定、非挥发性的固体材料制成，微波吸收剂132能够稳定吸收微波进行发热，进而对烟草131进行传导性加热，烟草131在微波辐射和热传导的双重加热下，温度能够上升至有效烘烤温度。

微波吸收剂132具有较稳定的介电损耗常数，需要说明的是，此处所说的微波吸收剂的介电损耗常数较稳定，是指微波吸收剂一般为固态，不会挥发，不会发生化学反应，其介电损耗常数不会随温度的变化而变化，能够稳定地吸收微波进行发热。微波吸收剂132可以是颗粒状或者片状的陶瓷粉末(如碳化硅，氮化硅，氮化铝)，无机非金属单质(如焦炭，碳粉，石墨粉)，铁氧型吸收剂(如fe3o4)，甚至可以是金属粉体(如ti,fe,ni等)，微波吸收剂132在烟草片的再造过程中添入，从而在烟草131之间均匀分布。微波吸收剂132可以是上述陶瓷粉末、无机非金属单质、铁氧型吸收剂、金属粉体中的一种，也可以是多种复合添加。微波吸收剂的介电损耗常数一般比烟草中的木质纤维素的介电损耗常数高，例如，碳化硅的介电损耗常数在0.02-0.2左右，石墨的介电损耗常数在0.01-0.2范围，而木质纤维素的介电损耗常数一般在1*10-3以下。

微波吸收剂132与烟草131的混合，不是普通的机械混合，而是在烟草131的再造过程中掺入。在一个实施例中，烟草131制品的制备方法主要包括以下步骤：步骤一，将烟草131原料粉碎成第一成分；步骤二，将所需添加剂加入步骤一得到的所述第一成分内，并且混匀构成第二成分，所需添加剂主要包括酸度调节剂、膨松剂、保润剂、稳定剂/凝固剂、增稠剂以及天然香精等；在第二成分内混入微波吸收剂132粉体，然后混合均匀，得到第三成分；或者将微波吸收剂132和添加剂一同加入第一成分中，混合均匀得到第四成分；步骤三，采用涂布、压铸或热塑的方式将第三成分或者第四成分塑造成形。通过上述烟草131制品的制备方法，微波吸收剂132能够非常均匀的混合在烟草131内，有利于后续对烟草131进行均匀的传导性加热。

微波吸收剂132的粒径主要考虑掺杂进入烟草131的便携性，粒径过大不容易掺入烟草片，因此，在一个实施例中，微波吸收剂132范围为2μm-200μm，以2μm-50μm为最佳，微波吸收剂132与烟草131的体积比范围为1％-30％。另外，通常情况下，微波吸收剂132粉体的导热系数高于烟草131的导热系数，微波吸收剂132加入烟草131内，还能够提升整体烟支100的导热系数，更进一步促进烟支100被加热后的温度均匀性。

当上述含有微波吸收剂132的烟支100被放入微波加热装置后，烟草部130的烟草131除本身吸收微波发热外，还会被微波吸收剂132通过热传导加热，在微波辐射和热传导的双重加热机制下，烟草131的升温更加稳定均匀；在烟草131材料中水分与甘油等挥发过程中，微波吸收剂132能提供稳定的传导性加热，使烟草131温度能继续上升至有效烘烤温度，热解挥发出独特烟熏香，而获得适宜口感。

微波过滤膜120的主要作用是防止微波从滤嘴部110处泄露，其位置可以是滤嘴部110的中间，也可以是滤嘴部110与烟草部130分界处，在图1所示的实施例中，微波过滤膜120位于滤嘴部110中。在一个实施例中，如图1所示，微波过滤膜120是金属薄片或者金属片，金属薄片或者金属片上配置有许多第一通孔121，第一通孔121处可以使烟支100抽吸时气流可以正常流动，金属材质可以反射微波，防止微波泄露，同时第一通孔121可以截止微波的传输，起到屏蔽作用。

在一个实施例中，用于加热上述烟支100的微波加热装置的结构如图2所示，主要包括壳体210，以及位于壳体210内的电源220、电路控制单元230、微波发生器240、容纳腔250。其中，容纳腔250内用于放置上述含有微波吸收剂132的烟支100；微波发生器240用于产生微波，进而用于对容纳腔250内的烟支100进行加热。微波加热装置内各个电子部件之间的电连接结构如图3所示，从图3中可以看到，电路控制单元230与微波发生器240电性连接，用于控制微波发生器240工作；电源220与电路控制单元230电性连接，用于为微波加热装置提供电力。

在一个实施例中，如图2所示，微波加热装置在壳体210上还设置有烟具主控开关260、显示屏270、微波功率控制按钮280、温度检测单元(图2中未示出)、充电接口212和气道孔211，气道孔211与容纳腔250相连通。微波加热装置内各个电子部件之间的电连接关系如图3所示，烟具主控开关260与电源220或者电路控制单元230电性连接，用于启动微波发生器240工作；显示屏270与电路控制单元230电性连接，用于显示微波发生器240的工作功率和/或容纳腔250内的温度；微波功率控制按钮280与电路控制单元230电性连接，用于调节和控制微波发生器240的工作频率；温度检测单元400与电路控制单元230电性连接，用于检测容纳腔250内烟支100的温度，并将检测到的温度发送至电路控制单元230；充电接口212与电源220电性连接，用于为微波加热装置中的电源220进行充电。

在一个具体的实施例中，如图2所示，微波发生器240为磁控管，可发生频率为2.45ghz的微波，在微波发生器240与容纳腔250之间还设置有微波传输通道290，微波传输通道290用于将微波发生器240产生的微波传递至容纳腔250。容纳腔250是一个圆柱形的微波谐振腔，容纳腔250可以是金属材料，也可以是陶瓷或者聚四氟乙烯等耐高温的有机材质，但容纳腔250的内侧必须包括一层金属反射层，让微波在容纳腔250内来回震荡传播，容纳腔250底部设置有多个第二通孔251，方便抽吸过程中气流的进入，并且能够调节吸阻，微波加热装置壳体210上气道孔211通过第二通孔251与容纳腔250相连通。当烟支100插入后微波加热装置的容纳腔250后，容纳腔250加上烟支100中的微波过滤膜120能够形成一个微波的封闭腔，一旦微波发生器240启动，微波在容纳腔250内来回震荡，对烟支100中的烟草部130(包括烟草131和微波吸收剂132)进行加热，从而使烟支100的烟草部升温至合适温度，烘烤热解出合适烟气供使用者抽吸。

在图2所示的实施例中，烘烤物为烟支100，烟支100上设置有微波过滤膜120，可以理解的是，在其他实施例中，如果烘烤物仅包括烟草131和微波吸收剂132，烘烤物上没有设置微波过滤膜120时，在加热该烘烤物的微波加热装置上，容纳腔250的气流出口处需要设置微波过滤膜120，以防止容纳腔250内的微波泄露出去。

在一个实施例中，上述烟支100的微波加热方法，包括以下步骤：首先，微波发生器240发出微波对烟支100进行加热；然后，烟支100中的烟草131和微波吸收剂132均吸收微波进行发热，微波吸收剂132通过热传导对烟草131进行再次加热，在微波辐射和热传导的双重加热机制下，烟草131升温至有效烘烤温度。在另一些实施例中，上述烟支100的微波加热方法，还包括温度控制步骤：温度检测单元400检测烟支100的温度，并将检测结果发送至电路控制单元230，电路控制单元230通过控制微波发生器240的工作功率进而控制烟支100的加热温度。

温度检测单元400可以通过直接或者间接的方式检测烟支100的温度，直接测温的方式包括热电偶测温、光学高温计测温和红外光纤测温，其中，红外光纤测温是根据烟支表面辐射的红外电磁波而测量。间接测温方式主要包括经验式推导，例如，根据烟支物理参数的变化来推导烟支的温度，或者，根据微波发生器的工作功率推导烟支的温度。烟支的控温方式可以为功率反馈式控温，即电路控制单元通过控制微波发生器的工作频率进而控制烟支的加热温度。微波功率控制按钮280具有一定数量的调节档位，例如，在一个实施例中，微波功率控制按钮具有六个档位，表现在烟支上是具有六个不同的平衡温度，一般情况下，平衡温度在250℃到250℃，20℃一个台阶。

本发明的烘烤物，通过在烟草131中添加微波吸收剂132，微波吸收剂132由介电损耗常数稳定、非挥发性的固体材料制成，微波吸收剂132能够稳定地吸收微波进行发热，进而对烟草131进行传导性加热，当本发明的烘烤物被放入微波加热装置后，烟草部130的烟草131除本身吸收微波发热外，还会被微波吸收剂132通过热传导加热，在微波辐射和热传导的双重加热机制下，烟草131的升温更加稳定均匀；在烟草131材料中水分与甘油等挥发过程中，微波吸收剂132能提供稳定的传导性加热，使烟草131温度能继续上升至有效烘烤温度，热解挥发出独特烟熏香，而获得适宜口感。

在一个实施例中，采用碳化硅陶瓷粉末，炭粉，fe304粉以及碳化硅与碳粉(重量配比1:1)复合添加作为微波吸收剂，测量不同粒径和掺杂比例对微波作用下烟支的升温速率，微波发生器的工作功率为30w，发出的微波频率为2.45ghz，采用热电偶测量烟支的内部温度，采用功率反馈控温方式控温在300℃左右，如表1所示，表1中的d50是指粒径的中位数。

表1

从表1中的数据可以看到，普通烟支在温度升高到80℃左右后，温度难以继续上升，而添加微波吸收剂能够加快烟支的升温速率，能够将烟支的温度提升至温控设计温度，随着微波吸收剂比例增加，烟支的升温速率会有提高，而微波吸收剂的粒径对升温速率无明显影响。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。