新型烟草感应加热技术与产品概论

电磁加热卷烟相比常规电阻式加热卷烟具有加热速度快、加热温度和加热时间可人为控制、能量转化率较高、发热均匀、制作工艺简单、加热元件布局方式多样等优势。目前国内外烟草企业围绕电磁加热的加热组件、烟支结构、控制方法、控制电路、屏蔽装置、气道结构等进行了专利布局。装置小型化、温度控制、加速首次升温、分段加热、便于清洁和烟支插拔等是目前电磁加热卷烟的主要研发方向。近年来，以菲莫国际、英美烟草公司、韩国KT&G公司为代表的国际烟草巨头均推出了具有自身特色的电磁加热卷烟产品。英美烟草公司自2019年首推glo Pro电磁加热卷烟产品至今，快速实现技术和产品迭代，截止2024年1月推出其*新款glo Hyper Pro，在6年内推出7款电磁加热卷烟产品。菲莫国际则于2021年推出内部加热式电磁加热卷烟产品IQOS ILUMA，市场反应良好，截止2023年底，全球消费者已近1700万。韩国KT&G公司于2020年推出其Lil Solid 2.0加热卷烟产品，经过近几年的技术升级，2022年11月推出首款搭载人工智能的电磁加热卷烟lil Aible。电磁加热技术及产品成为当前国际加热卷烟发展主流。本书是一部专门介绍加热卷烟电磁感应加热技术以及相关产品的专著，目前国内外还无同类书籍。

加热卷烟（HNB）按照加热原理的不同，可分为电加热型、燃料加热型和理化反应加热型。菲莫烟草、日本烟草、英美烟草、帝国烟草四大跨国烟草公司均在市场上推出了相应的电加热型烟草制品。电磁加热技术是以法拉第电磁感应定律为基础，利用金属在变化的磁场中产生的涡流而使金属温度上升，本质是将电能转换为电磁能，进而转变为热能起到加热作用。感应加热系统基本组成包括感应线圈、交流电源和加热感受器件。本书以电磁感应加热卷烟核心技术剖析及主流产品介绍作为主线，同时分章节专门介绍了与加热卷烟相关的磁学及电磁感应加热基础原理，并分析展望了未来电磁感应加热技术及电磁感应加热卷烟的发展趋势。

赵伟，副研究员，工作单位：云南中烟工业有限责任公司技术中心，联系方式：13769157482。主要研究方向：新型烟草制品雾化材料和技术；科技成果获省部级科技进步奖2项（其中二等奖1项、三等奖1项），云南中烟科技进步奖一等奖4项；发表学术论文共30篇，其中SCI/EI源刊20篇，中文核心期刊10篇；授权发明专利20项，授权实用新型专利12项，授权外观专利1项。主持/承担了国家局新型烟草重大专项项目在研2项，主持/承担云南中烟新型烟草制品重大专项在研项目2项，主持云南省科技厅面上项目1项，承担国家自然科学基金项目1项，主持行业标准在研项目1项，承担/参与在研行业标准4项，颁布行业标准1项；译著方面参与翻译了《烟草及烟气化学》，参与编写《中国药用植物志》第十一卷。

第一章 磁学与磁性材料基础 11 磁学理论基础 12 磁性材料概述 123 磁性材料类型 144 磁性材料的交流特性 175 铁磁性材料 286 软磁材料 357 不锈钢 39第二章电磁感应加热原理与技术 441 概述 442 金属材料的电磁性质 463 感应加热电磁效应 514 感应加热中的热现象 665 感应加热动力学简述 686 感应加热电源 727 感应线圈 878 过程控制 999 感应加热的应用和挑战 103第三章电磁感应加热卷烟技术 1091 加热卷烟发展概述 1092 电磁感应加热卷烟烟支技术 1243 电磁感应加热卷烟烟具技术 135第四章电磁感应加热卷烟产品 1681 IQOS Iluma系列 1692 Glo系列 1793 Lil系列 1954 中烟产品 205第五章电磁感应及感应加热卷烟新技术展望 2181 简介 2182 感应加热技术进展 2203 感应加热的*新研究及其应用 2354 感应加热未来展望 2385 结论 239

受惠于迈克尔·法拉第通过实验首次从磁场中产生电流这一电磁学领域的开创性贡献,以及麦克斯韦以数学化的方式将实验现象转化为经典的电磁场理论这一卓越成就,时至今日,人类仍尽情享用着始于19世纪60年代后期以“电气时代”为特征的第二次工业革命带来的成果。进入21世纪,烟草工业在经历了从无滤嘴卷烟向滤嘴卷烟的转变,以及低风险和低危害卷烟技术及产品的持续创新后,以2014年菲莫国际的IQOS系列加热卷烟的销售为标志,开启了从燃烧型(combustible)产品向无烟型(smoke-free)产品转变的新一轮烟草工业革命。2019年,英美烟草推出首款基于电磁加热原理的加热卷烟产品后,韩国KT&.G公司和菲莫国际也紧跟步伐,推出了各自的电磁加热产品。菲莫国际于2021年推出IQOSILUMA电磁感应加热卷烟成为加热卷烟的里程碑事件;截至2023年底,全球使用IQOSILUMA产品的消费者已经突破1700万人,IQOSILUMA成为目前*畅销的加热卷烟产品。国内各大烟草企业近10年来,借鉴国外加热卷烟的经验,自主研发采用各种加热技术的加热卷烟产品,在技术水平和产品质量上取得了长足进步。电磁加热型产品的研制也正处于如火如荼的阶段。在跨国烟草企业实施由卷烟向无烟产品战略转型和将战略重心转移至以加热卷烟为代表的新型烟草的大形势下,电磁加热卷烟成为各大企业研发、制造、销售的主力产品。在此背景下,笔者认为,撰写一部较为系统阐述电磁加热卷烟的专业书籍十分必要。一方面本书的撰写主旨是综合科普性与专业性,将电磁感应加热卷烟技术和产品发展全景尽可能完整地呈现出来;另一方面,笔者认为磁学和电磁感应加热的相关理论是支撑电磁感应加热卷烟的重要基础,是本书必不可少的组成部分。为了平衡本书的专业性和可读性并凸显与加热卷烟的相关性,笔者无意,也无力将本书写成一部教科书级别的材料学和电磁学论著,只是从无数前人呕心沥血获得的丰硕成果中撷取相关性较大的知识呈现给读者,以便读者更好地了解电磁加热卷烟在感应生热材料、感应器及交变电磁场产生、加热与控制硬软件、产品设计制造等方面的理论和技术。专业水准更高或渴望进一步厘清理论技术发展脉络的读者,可以去浩如烟海的经典著作中寻觅适合自己的知识养料。与其他电子产品类似,由于电磁感应加热卷烟技术和产品迭代速度飞快,当读者阅读本书时,书中关于电磁感应加热卷烟的部分技术和产品难免已经被新的技术和产品取代我们应该意识到这是科技进步的必然结果而不必大惊小怪,重要的是,读者能通过阅读此书有所收获,甚至激发奇思妙想。受限于笔者的专业素养和写作水平,书中的瑕疵和纰漏在所难免，恳请读者指出并提出宝贵意见。