ITMI20112290A1 - Composizione per sigarette elettroniche - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“COMPOSIZIONE PER SIGARETTE ELETTRONICHEâ€
La presente invenzione concerne una nuova composizione a base vegetale per liquido da vaporizzare in sigarette elettroniche.
Tecnica anteriore
La sigaretta elettronica (e-sigarette) à ̈ un dispositivo che emula i tradizionali prodotti per fumare tabacco, in particolare le tradizionali sigarette. Il dispositivo utilizza calore per vaporizzare una soluzione liquida contenente acqua, propilen glicole e/o glicerina e/o nicotina e/o aromi naturali per riprodurre la sensazione fisica e l’aroma del fumo delle tradizionali sigarette.
Come noto, il fumo di sigaretta crea fortissima dipendenza nei soggetti e, a causa delle molteplici sostanze tossiche che si sviluppano durante la combustione del tabacco e degli additivi presenti, Ã ̈ una delle principali cause della formazione di malattie degli apparati respiratorio e circolatorio e di tumori. Le sigarette elettroniche sono usate come alternativa al fumo di tabacco tradizionale o addirittura come strumento per smettere di fumare, dato che permettono di mantenere il gusto di fumare, senza correre i rischi per la salute abitualmente associati al tabacco.
E’ inoltre disponibile un’ampia gamma di composizioni per i liquidi vaporizzabili contenenti differenti aromi, come vaniglia, menta o ciliegia, non contenenti nicotina e che quindi non creano dipendenza. Le sigarette elettroniche possono essere usate pertanto anche da consumatori non tabagisti per scopi ricreativi.
Le sigarette elettroniche hanno tre componenti essenziali: un filtro generalmente in realizzato in materiale plastico, che funge da bocchino, in cui à ̈ alloggiata una cartuccia contenente la soluzione da vaporizzare. La cartuccia, una volta esaurita, può essere ricaricata manualmente con altro liquido, che può essere acquistato premiscelato o acquistando i singoli componenti e miscelandoli in composizioni variabili in base al proprio gusto. Il secondo componente à ̈ l’atomizzatore. Questo dispositivo riscalda il liquido contenuto nella cartuccia e, senza combustione, permette di creare una sospensione gassosa contenente le sostanze presenti nel liquido. L’effetto del fumo à ̈ conferito principalmente dalla glicerina e, in minima parte, dal propilen glicole. Il terzo componente à ̈ la batteria, abitualmente una batteria al litio ricaricabile. Esistono due tipi di batterie: la prima comprende al suo interno un sensore che rileva la differenza di pressione che si verifica durante l’aspirazione e attiva la batteria, permettendo il funzionamento del vaporizzatore. Il secondo tipo, manuale, à ̈ provvisto di un tasto esterno che, una volta premuto, permette l’attivazione della batteria e quindi il funzionamento del vaporizzatore. La durata della pressione sul tasto determina anche la densità del fumo prodotto, per produrre un differente appagamento dell’utilizzatore.
Le soluzioni liquide contenute nelle cartucce possono avere composizioni variabili, ma sono generalmente a base di acqua e di componenti igroscopici, quali propilen glicole e/o glicerina e/o polietilen glicole, che intrappolano il vapore acqueo formatosi durante il riscaldamento dell’acqua e ne permettono il rilascio attraverso il bocchino. La restante porzione del liquido contenuto nella cartuccia contiene nicotina e/o aromi.
Il propilen glicole usato abitualmente à ̈ di origine minerale ed à ̈ ottenuto mediante sintesi chimica da propene, un gas prodotto da combustibili fossili, passando per l'intermedio propilen ossido che à ̈ poi idratato a dare il propilen glicole.
La glicerina à ̈ prodotta principalmente mediante saponificazione di grassi come prodotto secondario della produzione di saponi,
Un aroma à ̈ definito come caratteristica sensoriale data da un cibo o da altra sostanza derivante dalla combinazione di odore e sapore. Gli aromi sono impiegati nelle industrie alimentari, cosmetiche e del tabacco. In particolare, ne esistono tre categorie: gli aromi naturali, estratti da prodotti naturali, gli aromi naturai identici, identici a prodotti naturali, ma ottenuti per sintesi chimica e gli aromi sintetici, non presenti in natura ed ottenuti per sintesi chimica. Nel caso delle sigarette elettroniche può essere aggiunta alla composizione una serie di differenti aromi di origine diversa, da quelli che tentano di riprodurre l’aroma delle sigarette tradizionali a quelli invece di tipo alimentare, come vaniglia e caffà ̈. L’uso delle sigarette elettroniche à ̈ pertanto previsto anche per scopi ricreativi, impiegando composizioni a base di aromi come vaniglia, menta o ciliegia.
La nicotina à ̈ un alcaloide psicoattivo naturalmente presente nella pianta di tabacco che da elevata dipendenza nei soggetti fumatori. Nelle sigarette elettroniche, la nicotina può essere presente o meno nelle formulazioni e la sua concentrazione può variare a seconda delle preferenze del consumatore. Ad esempio, liquidi con un basso contenuto di nicotina hanno una concentrazione di nicotina di circa 6-8 mg/ml di liquido, invece liquidi con una dose molto elevata di nicotina hanno una concentrazione di nicotina di circa 24-36 mg/ml. Le sigarette elettroniche contenenti nicotina possono essere pertanto usate in alternativa alle tradizionali sigarette, anche per fumare in luoghi pubblici dove normalmente non à ̈ consentito, o come strumento per smettere di fumare.
In anni recenti, vi à ̈ stata una forte sensibilizzazione della popolazione mondiale sul rispetto dell’ambiente, utilizzo delle risorse energetiche e sulla salute. Pertanto, vi à ̈ una crescente tendenza verso l’uso di prodotti più “naturali†possibile, intesi come meno dannosi all’ecosistema ed al proprio corpo. E’ noto che lo sfruttamento intensivo dei carboni fossili, da cui si ricavano carbone, metano e benzina, stia lentamente portando ad un esaurimento delle risorse energetiche a disposizione. Ad oggi sono impiegati molti altri prodotti estratti o derivati dai carbon fossili, non impiegati come fonte energetica, come ad esempio il propilen glicole. L’origine minerale di questo composto, impiegato ad esempio come solvente per preparati farmaceutici, come additivo alimentare o come veicolo per fragranze, non ne garantisce la purezza ed à ̈ possibile che nelle sue formulazioni siano presenti tracce di solventi o di sostanze tossiche. Inoltre, il suo ampio utilizzo contribuisce all’esaurimento delle fonti energetiche non rinnovabili.
Un altro problema di cui la popolazione mondiale ha preso coscienza, à ̈ la crescente perdita dell’autenticità di aromi e fragranze naturali, che sempre più vengono sostituiti o arricchiti dall’uso di aromi sintetici, che creano o amplificano caratteristiche sensoriali non presenti in natura.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ pertanto quello di mettere a disposizione un liquido da vaporizzare in sigarette elettroniche a base di una composizione interamente di origine vegetale.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una composizione per liquido da vaporizzare in sigarette elettroniche, che comprenda aromi di origine interamente naturale.
Ancora un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a disposizione una composizione per liquido da vaporizzare in sigarette elettroniche, che non consuma risorse energetiche non rinnovabili.
Questi ed altri scopi ancora saranno meglio chiariti in seguito vengono raggiunti mediante la presente invenzione che concerne una composizione per liquidi di sigarette elettroniche comprendente acqua e propilen glicole di origine vegetale e/o glicerina e/o nicotina e/o aromi naturali.
Preferibilmente, la presente invenzione ha per oggetto una composizione per liquidi di sigarette elettroniche, che comprende acqua, propilen glicole, glicerina e aromi naturali.
Preferibilmente, la presente invenzione ha per oggetto una composizione per liquidi di sigarette elettroniche, che comprende acqua, propilen glicole, glicerina e nicotina.
Preferibilmente, la presente invenzione ha per oggetto una composizione per liquidi di sigarette elettroniche, che comprende acqua, propilen glicole, glicerina, nicotina e aromi naturali.
Secondo la presente invenzione, il propilen glicole impiegato nella presente composizione à ̈ un prodotto di origine vegetale, derivato dal mais. Secondo un procedimento per la sua preparazione, il mais à ̈ innanzitutto macinato ad umido per ottenere come prodotti di base, ad esempio, amido, glutine, fibre ed olio di mais. L’amido à ̈ in seguito saccarificato per via enzimatica, secondo tecniche note, a produrre glucosio, che viene ulteriormente convertito a sorbitolo per idrogenazione catalitica. Il sorbitolo, a sua volta viene sottoposto ad ulteriore idrogenazione catalitica ad elevate temperatura e pressione per ottenere la sua frammentazione a propilen glicole, etilen glicole e butandiolo.
■> — > — >
idrogenazione
sorbitolo
glucosio
OH
> - > > HO
rogenazione
OH
propilen glicole
butandiolo
La miscela di glicoli così ottenuta viene poi separata nei singoli prodotti.
Appare così evidente che l’origine del propilen glicole così ottenuto à ̈ del tutto vegetale e non minerale, dato che non à ̈ previsto alcun utilizzo di carbon fossili.
La glicerina à ̈ prodotta principalmente mediante saponificazione di grassi come prodotto secondario della produzione di saponi. In particolare, la glicerina secondo il trovato à ̈ di origine vegetale di grado alimentare, derivata da palma e/o cocco.
La nicotina eventualmente presente nella composizione secondo l’invenzione può essere di origine naturale, ottenuta per estrazione dalle foglie di tabacco, o ottenuta mediante sintesi chimica.
Secondo la presente invenzione, gli aromi eventualmente presenti nella composizione per liquidi di sigarette elettroniche sono di origine naturale e cioà ̈ unicamente estratti da prodotti presenti in natura. Gli aromi naturali sono ottenuti da materie prime naturali mediante processi chimico-fisici, microbiologici o enzimatici e non contengono alcuna sostanza aromatica artificiale o naturai identica, come sopra definite.
La composizione secondo l’invenzione può contenere inoltre alcoli di grado alimentare ed eventuali ulteriori additivi ed eccipienti.
Un vantaggio della presente invenzione à ̈ pertanto quello di offrire una possibilità all’ utilizzatore di sigarette elettroniche di consumare un prodotto a base interamente naturale e di origine vegetale. L’invenzione à ̈ rivolta ad una vasta utenza, data la grande varietà di aromi disponìbili e dato il crescente interesse per prodotti di origine naturale, che rispettino l’ambiente, che non siano nocivi al consumatore e che mantengano il più possibile inalterati i gusti e gli aromi dei prodotti presenti in natura. In particolare, la presente invenzione à ̈ rivolta ad un pubblico già sensibilizzato e dotato di una maggiore coscienza ambientale, il cui stile di vita à ̈ rivolto alla ricerca del benessere psico-fisico ed ambientale e ad una riduzione dei consumi delle risorse naturali ed energetiche. Inoltre, il concetto di fumare sigarette elettroniche (“svapare†) à ̈ una tendenza in crescita, che non ha alcuna controindicazione per la salute e che fornisce un appagamento sensoriale, senza creare dipendenza. L’aspetto ricreativo dello “svapare†consiste anche nella scelta, di volta in volta, dell’uso dei più differenti aromi. Un ulteriore vantaggio della presente invenzione consiste nel poter utilizzare le sigarette elettroniche in luoghi pubblici, dove normalmente sarebbe vietato. Questo à ̈ dato proprio dal fatto che viene emesso semplice vapore acqueo aromatizzato, non derivante dalla combustione che genera, come nelle sigarette tradizionali, sostanze tossiche.
Sempre secondo la presente invenzione la composizione per liquidi di sigarette elettroniche comprende i diversi componenti nei seguenti intervalli percentuali, espressi in peso percentuale sul peso totale della composizione (P/P)·
Il propilen glicole e/o la glicerina sono quindi compresi in un intervallo tra 70% e 95% in peso, preferibilmente tra 80% e 90% ed in particolare sono presenti al 90%.
Per quanto riguarda gli aromi, questi sono compresi in un intervallo tra 5% e 0,01% in peso, preferibilmente tra 2% e 0,5%, più preferibilmente tra 1% e 0,5% ed in particolare sono presenti al 1%.
L’acqua e gli eventuali alcoli di grado alimentare ed eventuali ulteriori additivi ed eccipienti, sono compresi in un intervallo tra 10% ed 1% in peso circa e comunque per portare al 100% il peso della composizione.
Una composizione preferita secondo la presente invenzione comprende: propilen glicole e glicerina al 90% in peso
- alcol etilico al 6% in peso
acqua al 6% in peso
aromi al 1 % in peso
L’origine vegetale del propilen glicole usato secondo la presente invenzione à ̈ facilmente rilevabile analiticamente impiegando la tecnica della gascromatografia abbinata alla spettrometria di massa (GC-MS). Mediante la suddetta analisi il picco relativo al propilen glicole à ̈ immediatamente identificabile ed accompagnato da tracce rilevabili di 2,3 butandiolo, sottoprodotto del passaggio da sorbitolo a propilen glicole. All’analisi mediante gas cromatografia - spettrometria di massa del propilen glicole secondo l’arte nota, à ̈ sempre rilevabile il picco relativo al propilen glicole, ma non à ̈ presente il picco relativo al 2,3 butandiolo, essendo il procedimento di sintesi completamente differente ed avente come prodotti di partenza in un caso i carboni fossili (secondo l’arte nota) e nell’altro il mais (secondo l’invenzione). Si à ̈ proceduto all’analisi di un campione di propilen glicole di origine minerale e di un campione di propilen glicole di origine vegetale, in modo da indagare la presenza del 2,3-butandiolo quale marker origine vegetale del propilen glicole.
La preparazione del campione prevede la diluizione al 15%(p/p) con acqua altamente depurata f.u..
L’analisi à ̈ stata effettuata impiegando la tecnica della gas-cromatografia abbinata alla spettrometria di massa (GC-MS). La parte GC à ̈ stata effettuata tramite la tecnica split, iniettando 0,5Î1⁄4l di campione, opportunamente diluito. Il detector di massa utilizzato à ̈ del tipo a singolo quadrupolo e utilizza l’impatto elettronico quale tecnica di ionizzazione. Il riconoscimento dei picchi à ̈ stato realizzato tramite confronto con gli spettri di riferimento di una libreria NIST 98. L’indagine ha permesso di rilevare la presenza del 2,3-butandiolo soltanto nel campione di propilen glicole di origine vegetale; ciò permette quindi di identificare il 2,3-butandiolo quale marker della particolare origine vegetale del propilen glicole, secondo la presente invenzione, dove per “propilen glicole di origine vegetale†si intende quello ottenuto dal mais, tramite i passaggi ad amido, glucosio e sorbitolo sopra descritti.
MATERIALI E METODI PER L’ANALISI GC-MS
Campione A: propilen glicole di origine vegetale (secondo l’invenzione) Campione B: propilen glicole di origine minerale (secondo l'arte nota) Diluente: acqua altamente depurata f.u.
Preparazione dei campioni:
entrambi i campioni di propilen glicole sono stati diluiti al 15%(p/p) con acqua.
Gas-Cromatoqrafo
modello: Trace GC 2000
marca: ThermoFinnigan
Impostazione del forno
Temperatura iniziale (°C): 70
Sosta (min): 5
Numero di rampe: 2
Rampa 1 (°C/min): 5
Temperatura finale 1 (°C): 190
Sosta (min): 11
Rampa 2 (°C/min): 15
Temperatura finale 2 (°C): 300
Sosta (min): 10
Impostazione dell'iniettore
Temperatura (°C): 250
Modalità : split
Split flow (ml/min): 110
Carrier
Carrier gas: Elio
Modalità : flusso costante
Flusso (ml/min): 1,10
Volume d’iniezione (Î1⁄4l): 0,5
Rivelatore di massa
modello: Trace MS
marca: ThermoFinnigan
tipologia: singolo quadrupolo
modalità di ionizzazione: impatto elettronico
energia di ionizzazione (eV): 70
Voltaggio del detector (V): 400,0
Temperatura della sorgente (°C): 200
Temperatura interfaccia GC (°C): 250
Modalità di acquisizione: full scan
Colonna gas-cromatografica:
marca: Zebron
modello: ZB-5ms
lunghezza (m): 30
diametro interno (mm): 0,25
spessore rivestimento interno (Î1⁄4m): 0,25.
A scopo unicamente illustrativo e non limitativo della presente invenzione vengono qui di seguito riportati alcuni esempi di pratica realizzazione.
Esempio 1:
La composizione per liquidi di sigarette elettroniche comprende:
propilen glicole di origine vegetale di grado alimentare (mais) al 65% in peso
glicerina di origine vegetale di grado alimentare (palma o cocco) al 25% in peso
alcol etilico buongusto di grado alimentare al 6% in peso
acqua 3% in peso
aroma naturale di cannella al 1% in peso.
Detto aroma naturale di cannella à ̈ olio essenziale di cannella in scorze ottenuto per estrazione in corrente di vapore.
Esempio 2:
La composizione per liquidi di sigarette elettroniche comprende:
propilen glicole di origine vegetale di grado alimentare (mais) al 65% in peso
- glicerina di origine vegetale di grado alimentare (palma o cocco) al 25% in peso
alcol etilico buongusto di grado alimentare al 6% in peso
acqua 3% in peso
aroma naturale di bergamotto al 1% in peso.
Detto aroma naturale di bergamotto à ̈ ottenuto per spremitura a freddo di scorze di bergamotto.
Claims (13)
- RIVENDICAZIONI “COMPOSIZIONE PER SIGARETTE ELETTRONICHE†1. Composizione per liquidi di sigarette elettroniche comprendente acqua e propilen glicole di origine vegetale e/o glicerina e/o nicotina e/o aromi naturali.
- 2. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende acqua, propilen glicole, glicerina e aromi naturali.
- 3. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende acqua, propilen glicole, glicerina e nicotina.
- 4. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che comprende acqua, propilen glicole, glicerina, nicotina e aromi naturali.
- 5. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto propilen glicole à ̈ un prodotto dì origine vegetale, derivato dal mais.
- 6. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti aromi naturali sono ottenuti da materie prime di origine naturale mediante processi chimico-fisici, microbiologici o enzimatici.
- 7. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto propilen glicole e/o detta glicerina sono compresi in un intervallo tra 70% e 95%, preferibilmente tra 80% e 90% ed in particolare al 90%, espresso in peso percentuale sul peso totale della composizione.
- 8. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti aromi sono compresi in un intervallo tra 5% e 0,01%, preferibilmente tra 2% e 0,5%, più preferibilmente tra 1% e 0,5% ed in particolare sono presenti al 1%, espresso in peso percentuale sul peso totale della composizione.
- 9. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che essa comprende: - propilen glicole e glicerina al 90% in peso - alcol etilico al 6% in peso - acqua al 6% in peso - aromi al 1 % in peso
- 10. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che essa comprende: - propilen glicole di origine vegetale di grado alimentare (mais) al 65% in peso - glicerina di origine vegetale di grado alimentare (palma o cocco) al 25% in peso - alcol etilico buongusto di grado alimentare al 6% in peso - acqua 3% in peso - aroma naturale di cannella al 1% in peso.
- 11. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che essa comprende: - propilen glicole di origine vegetale di grado alimentare (mais) al 65% in peso - glicerina di origine vegetale di grado alimentare (palma o cocco) al 25% in peso alcol etilico buongusto di grado alimentare al 6% in peso acqua 3% in peso aroma naturale di bergamotto al 1% in peso.
- 12. Procedimento per la preparazione di propilen glicole di cui alla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che comprende le seguenti fasi: (a) macinazione del mais con ottenimento di amido ed altri prodotti; (b) reazione di saccarificazione per via enzimatica di detto amido con ottenimento di glucosio; (c) conversione di detto glucosio a sorbitolo per idrogenazione catalitica; (d) conversione di detto sorbitolo a propilen glicole per idrogenazione catalitica; e (f) estrazione e purificazione di detto propilen glicole.
- 13. Uso del propilen glicole di cui alla rivendicazione 5, per la preparazione di una composizione per liquidi di sigarette elettroniche.
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