CN101385574B - 复合环保型香烟焦油吸附剂 - Google Patents
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Abstract
本发明是替代传统复合烟棒中活性炭或分子筛的环保型香烟焦油吸附剂，它是由一种改性的天然高分子多糖与改性凹凸棒石按3：7～7：3质量比均匀混合而成，该吸附剂以30mg/支的量加入到普通香烟的滤嘴中，一般可使烟焦油下降到10毫克/支烟以下，且能有效地去除烟气中的一氧化碳、醛类、芳烃等有害物质，基本不改变烟味，在不失去烟民和市场的前提下，又使香烟对烟民的毒害大大下降。它与传统的烟焦油吸附剂的最大区别在于，在降低烟焦油的同时又基本不改变烟味，并且环保、安全、无毒副作用。
Description
技术领域：
本发明涉及一种复合环保型香烟焦油吸附剂，具体的说是提供一种既能大量脱出香烟烟气中有害物质，又能保持烟味的环保型吸附剂。
背景技术：
随着各国政府对卷烟烟气中的有害物质的限制越来越严格，以及消费者对吸烟与健康的关注日益增强，国内外烟草行业都采取了相应的烟嘴过滤措施，如激光打孔，高透气性的卷烟纸及在丝束中加入吸附剂活性炭、二氧化钛、硅胶、海泡石等，但这种工艺复杂，成本高，或使得焦油下降幅度不大，而烟碱却产生大幅度的下降，减淡了烟味；或虽使烟中焦油量降低，但对焦油中特强致癌物——苯并(α)芘、亚硝胺等吸附量甚微。
发明内容：
本发明的目的是提供一种复合环保型香烟焦油吸附剂，该吸附剂在大量脱除香烟烟气中的焦油、CO、醛类、芳烃等有害物质的同时，对烟碱的吸附量甚少，甚至不吸附，这样就保持了原有烟味基本不变。
本发明复合环保型香烟焦油吸附剂，是由改性天然高分子多糖与改性凹凸棒石按3：7～7：3质量比均匀混合而成，二者颗粒大小均为60～100目；
其中，所述的改性天然高分子多糖为用红龙虾壳作基本原料，加入工业盐酸反应，再加入工业氢氧化钠反应，最后加入工业氯乙酸反应，得到的分子量为30—50万、粘度为10—50mPa·S的改性天然高分子多糖溶液的烘干物；所述的改性天然凹凸棒石为天然凹凸棒石中加入低熔点黏结剂聚乙烯醇和造孔剂聚乙二醇，经煅烧、粉碎的产物。
本发明中所述的改性高分子多糖的制备，其制备方法是：用红龙虾壳作基本原料，加入红龙虾壳质量15％的工业盐酸(HCl质量含量33％)在20±2℃下反应≥1小时，再加入红龙虾壳质量10％的氢氧化钠(工业品固体，含量98％)在沸腾条件下反应≥1.5小时，最后加入红龙虾壳质量14％的氯乙酸(工业品，含量98％)在50±2℃下反应≥2小时，便得到可直接溶于水的分子量为30—50万、粘度为10—50mPa·S的改性天然高分子多糖溶液，再将此高分子多糖溶液烘干，即制得改性高分子多糖。
本发明中所述的改性凹凸棒石的制备，其制备方法为：在天然凹凸棒石中，按凹凸棒石质量，加入2％的低熔点黏结剂和2％的造孔剂，然后在600℃温度下煅烧20min，最后经粉碎研磨便得改性凹凸棒石，其中所述的黏结剂为质量浓度10％聚乙烯醇，所述的造孔剂为聚乙二醇。
本发明的复合环保型香烟焦油吸附剂的制备方法，将改性的天然高分子多糖和改性凹凸棒石，分别研磨，分别筛选60～100目颗粒，然后按改性的天然高分子多糖和改性凹凸棒石筛选颗粒质量比3：7～7：3混合均匀，即得复合环保型香烟焦油吸附剂。
本发明的复合环保型香烟焦油吸附剂的用法，将该吸附剂均匀地填入醋酸纤维中间，然后按常规制作过滤嘴工艺制成香烟过滤嘴，每支香烟过滤嘴中吸附剂量为30mg。
本发明脱除香烟烟气有害物质用的吸附剂，由一种天然高分子多糖与凹凸棒石经改性后均匀混合而成，此吸附剂中的高分子多糖吸附烟气中的有害成份表现为二种基本形式：分子间的物理吸附及化学吸附；分子间的物理吸附是指呈中性的有机和无机分子靠分子间的范德华力被壳聚糖大分子吸附在网状结构的骨架上；烟气中的有害物质如氨气、一氧化碳都是有极性的，很容易和改性壳聚糖大分子中的—NH2基团或—OH基团形成分子间的氢键结合或螯合以及离子电性吸附即化学吸附作用；而凹凸棒石作滤嘴添加剂，不但能截留烟气中的微小质点，而且对烟气中的吸附具有明显的选择性，它对有害健康的极性气体化合物和大分子致癌物能优先吸附，而对非极性化合物吸附的很少，这样就基本保持了香烟的原有烟味。
本发明的吸附剂，其使用方法十分简便，可以在香烟过滤嘴的制备过程中将上述发明的吸附剂粉末均匀喷撒在卷动的醋酸纤维中，然后转棒定型、切割、复合即可。本发明的吸附剂的使用量很少，每支香烟中含30mg左右。由于本发明的选择吸附性能很好，所以它在大量脱除香烟烟气中的焦油、一氧化碳、醛类、芳烃等有害物质的同时对烟碱(尼古丁)的吸附量相当少。
具体实施方式：
下面通过实例对本发明的技术给以进一步详细的说明。
实施例1：本发明吸附剂的制备
制备步骤为：
1.从红龙虾壳制备改性高分子多糖，用100克红龙虾壳作基本原料，加入15克工业盐酸(HCl质量含量33％)在20℃下反应1小时，再加入10克氢氧化钠(固体工业品，含量98％)在100℃条件下反应1.5小时，最后加入14克氯乙酸(工业品，含量98％)在50℃下反应2小时后便得到一种可直接溶于水的分子量为30—50万、粘度为10—50mPa·S改性天然高分子，再将此高分子多糖溶液烘干，研磨，筛分，即制得改性高分子多糖。
2.改性凹凸棒石的制备，其制备方法为：在天然凹凸棒石中，加入凹凸棒石质量2％的低熔点黏结剂和凹凸棒石质量2％的造孔剂，然后在600℃的高温下煅烧20min，最后经粉碎研磨便得改性凹凸棒石，其中所述的黏结剂为质量浓度10％聚乙烯醇，所述的造孔剂为聚乙二醇。
3.将步骤1得到的高分子多糖与步骤2得到的改性凹凸棒石分别粉碎成60～100的粉末，再按一定质量比配合，即制得本发明的吸附剂。具体的吸附剂样品1、2、3的组成如下表1：
表1吸附剂的组成
| 配方 | 质量比 | 吸附剂用量mg/支 | 吸附剂颗粒大小 |
| 1高分子多糖+凹凸棒石 | 3：7 | 30 | 二者均为60～100目 |
| 2高分子多糖+凹凸棒石 | 5：5 | 30 | 二者均为60～100目 |
| 3高分子多糖+凹凸棒石 | 7：3 | 30 | 二者均为60～100目 |
| 4高分子多糖 | / | 30 | 为60～100目 |
| 5凹凸棒石 | / | 30 | 为60～100目 |
| 配方 | 质量比 | 吸附剂用量mg/支 | 吸附剂颗粒大小 |
| 6活性炭 | / | 30 | 为60～100目 |
| 7普通滤嘴 | / | / | / |
比较例1：对照吸附剂的制备
作为比较，分别单独用实施例1的方法所制得的改性高分子多糖和改性凹凸棒石做成4、5吸附剂，另外，还用活性炭做成6吸附剂作对比，以上样品4、5、6的组成也列于表1.
实施例2：本发明吸附剂性能试验
利用实施例1所制备的1、2、3吸附剂，在过滤嘴成型机上，均匀的涂到醋酸纤维上，制成含有吸附剂的滤嘴，并切成20mm长。
使用上述滤嘴制成香烟，利用常规分析香烟各种成分的方法，分析香烟烟气通过加由本发明吸附剂后的成分，其结果列于表2
比较例2：对照吸附剂性能
按照实施例2的方法，利用比较例1所制备的4、5、6吸附剂制成香烟滤嘴。再利用普通制滤嘴香烟的技术，制备醋酸纤维滤嘴为20mm的普通香烟(表1中的7)。
将上述所制得的各种香烟与实施例2在相同条件下进行同样的试验，其通过滤嘴后烟气成分的结果同见于表2.
表2通过滤嘴后香烟烟气中各有害成分的含量
由表2的结果表明：活性炭虽然对有害成分的去除量相当大，但是其选择吸附性很差，大量吸附了维持香烟烟味的烟碱，使香烟品质下降，而本发明的改性高分子多糖与改性凹凸棒吸附剂在大量降烟焦油的同时却对烟碱吸附甚少；且就以上试验结果而言，改性高分子多糖与改性凹凸棒石二者以3；7质量比配合时，效果最佳。此外，由于本发明的吸附剂成本低，并且环保、安全、无毒副作用，滤嘴制备过程简单，因此，易于推广使用。
Claims (5)
1.一种复合环保型香烟焦油吸附剂，其特征在于，该吸附剂是由改性天然高分子多糖与改性天然凹凸棒石，按3∶7～7∶3质量比均匀混合而成，二者颗粒大小均为60～100目；
其中，所述的改性天然高分子多糖为用红龙虾壳作基本原料，加入工业盐酸反应，再加入工业氢氧化钠反应，最后加入工业氯乙酸反应，得到的分子量为30-50万、粘度为10-50mPa·S的改性天然高分子多糖溶液的烘干物；所述的改性天然凹凸棒石是：天然凹凸棒石中加入低熔点黏结剂聚乙烯醇和造孔剂聚乙二醇，经煅烧、粉碎的产物。
2.制备如权利要求1所述的改性天然高分子多糖的方法，其特征在于，用红龙虾壳作基本原料，加入红龙虾壳质量15％的工业盐酸在20±2℃下反应≥1小时，再加入红龙虾壳质量10％的工业氢氧化钠在沸腾条件下反应≥1.5小时，最后加入红龙虾壳质量14％的工业氯乙酸在50±2℃下反应≥2小时，便得到可直接溶于水的分子量为30-50万、粘度为10-50mPa·S的改性天然高分子多糖溶液，再将此改性天然高分子多糖溶液烘干，即制得改性天然高分子多糖。
3.制备如权利要求1所述的改性天然凹凸棒石的方法，其特征在于，在天然凹凸棒石中，加入天然凹凸棒石质量2％的低熔点黏结剂和天然凹凸棒石质量2％的造孔剂，然后在600℃的高温下煅烧20分钟，最后经粉碎研磨便得改性天然凹凸棒石，其中所述的黏结剂为质量浓度10％聚乙烯醇，所述的造孔剂为聚乙二醇。
4.制备如权利要求1所述的复合环保型香烟焦油吸附剂的方法，其特征是，将改性天然高分子多糖和改性天然凹凸棒石，分别研磨，分别筛选60～100目颗粒，然后按改性天然高分子多糖和改性天然凹凸棒石所筛选的颗粒质量比3∶7～7∶3混合均匀，即得香烟焦油吸附剂。
5.如权利要求1所述的复合环保型香烟焦油吸附剂的用法，其特征是，将该吸附剂均匀地填入醋酸纤维中间，然后按制作过滤嘴工艺制成香烟过滤嘴，每支香烟过滤嘴中吸附剂量为30mg。
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