CN101486802B - 一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，采用该方法生产的增塑剂可以使香烟滤棒达到增强过滤有害物质能力，香烟主流烟气中的醛类、苯类、酚类有害成分明显减少，提高了香烟的抽吸品质。通过以下技术方案来实现目的：具体步骤如下：A.把三醋酸甘油酯加热，当温度达到30-50℃时，在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，按重量份数计，纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.008，半纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.0085；B.温度保持在30-50℃，对混合物进行搅拌，使纤维素酶和半纤维素酶完全溶解；C.停止搅拌，待气泡散尽后观察，混合物无微粒及其他细小杂质时，溶解完成，停止保温，冷却到室温即可。

Description

一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法 

技术领域

本发明涉及香烟领域，更具体涉及一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法。 

背景技术

烟草中含有多种有害物质，特别是尼古丁、醛类、苯类、酚类成分，已知会导致多种疾病，但由于吸烟者对香烟的依赖性很强，吸烟是一种非常难以戒掉的习惯，要消除香烟对人体的危害，很多时候只能从烟草本身做起，不断降低烟草本身的有害物质，研制烟草的替代品，使用高性能香烟滤棒等，类似的技术有很多公开，申请号为01131985.2的中国专利文件公开了一种可抑制香烟有害物质的天然抗氧化剂；申请号为200510109435.0的中国专利文件公开一种基于绿茶的香烟以及这种香烟的制备方法；申请号为92105090.9的中国专利文件公开了一种装有液体净化剂的香烟滤棒，这几种技术在降低香烟危害方面效果明显，但是存在负面问题，会改变烟草本质风味，要求烟草企业大量改变香烟滤棒的生产工艺，成本偏高，不易推广，使用不方便等问题。 

市场上销售的香烟一般都装有滤除有害物质的滤棒，使用最广泛的是用二醋酸纤维丝束经过三醋酸甘油酯固化成型后的滤棒，但传统的三醋酸甘油酯的作用是作为一个黏合固化剂，对香烟滤棒的过滤效率、改善香烟的抽吸品质，在滤除有害物质方面几乎没有任何贡献。在不改变香烟滤棒增塑剂属性，以及保证它的食品安全卫生以及香烟品质的前提下，提高烟用滤棒增塑剂对香烟降焦减害性能，是烟草企业和烟草行业的迫切需要。 

发明内容

本发明的目的是提供一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，本方法采用符合YC/T144-2008标准的三醋酸甘油酯作为主要原料，生产的增塑剂可以增强香烟滤棒过滤有害物质的能力，提高滤棒的吸附值，改善香烟抽吸品质，本发明通过以下技术方案来实现目的，具体步骤如下： 

A把三醋酸甘油酯加热，当温度达到30-50℃时，在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，按重量份数计：0＜纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.008；0＜半纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.0085； 

B温度保持在30-50℃，对混合物进行搅拌，使纤维素酶和半纤维素酶在三醋酸甘油酯中完全溶解； 

C停止搅拌，待气泡散尽后观察，若混合物澄清、无微粒及其他细小杂质时，溶解完成，停止保温，冷却到室温即可。 

本方法生产的增塑剂应用在二醋酸纤维丝束上，可以提高香烟滤棒总的吸附值和滤棒的过滤效率，改善香烟抽吸品质，其作用机理如下：增塑剂首先软化二醋酸纤维表面，并且缓慢向二醋酸纤维内部渗透，因为二醋酸纤维丝束中有纤维素分子和半纤维素分子，要想通过对二醋酸纤维丝束的作用来达到提高香烟滤棒吸附值(K/S)和过滤效率、改善香烟抽吸品质的目的，必须对二醋酸纤维丝束中的纤维素分子和半纤维素分子都进行处理，所以需要加入纤维素酶和半纤维素酶，其中，纤维素酶中含有内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和纤维二糖酶，它们主要是溶解二醋酸纤维素丝束的纤维素大分子，内切葡聚糖酶可以沿纤维素分子链随机水解p-1，4-昔键，外切葡聚糖酶主要从纤维素大分子链的一端切断纤维素分子，并形成纤维二糖或葡萄糖，纤维二糖酶的作用是将纤维二糖水解成葡萄糖；加入的半纤维素酶在对二醋酸纤维素的作用过程中，主要是起到很快地溶解二醋酸纤维素丝束表面的半纤维素大分子，从而增加丝束表面的粘度，降低二醋酸纤维素丝束对增塑剂的吸收力，减少增塑剂的使用量，使纤维易于水化和溶胀，有利于纤维间交织、粘结，也可适当增加二醋酸纤维素丝束滤棒的断裂强度、折裂强度、抗弯曲强度。纤维素酶和半纤维素酶协同作用，对二醋酸纤维进行表面水解改性，二醋酸纤维表面变为粗糙，产生凹抗裂纹和沟槽，增大二醋酸纤维的比表面积，改善二醋酸纤维表面性能，二醋酸纤维被减量，纤维素大分子被剥蚀，摩擦系数增大，使得丝束表面的吸附能力增大，滤棒总吸附值(K/S)提高了50％以上，香烟主流烟气中的醛类、苯类、酚类有害成分分别下降了40％、30％、20％以上，香烟滤棒过滤效率和抽吸品质得到明显提高。 

纤维素酶和半纤维素酶的来源很广，昆虫、微生物，如细菌、放线菌、真菌等都能产生纤维素酶和半纤维素酶，但是不同来源的纤维素酶和半纤维素酶中，对二醋酸纤维丝束起作用的有效成分：内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和纤维二糖酶等成分所含比例不尽相同，所以不同来源的纤维素酶和半纤维素酶对二醋酸纤维的作用强度不同，且在香烟滤棒成型时，三醋酸甘油酯的添加量会根据滤棒硬度标准和所用二醋酸纤维丝束的不同而不一样，纤维素酶和半纤维素酶的用量也会因烟草企业的工艺要求、滤棒过滤效率、滤棒总吸附值(K/S)和所用二醋酸纤维的特性进行调整，但是只要在三醋酸甘油酯中添加了纤维素酶和半纤维素酶，都能达到本发明目的，只是采用不同来源的纤维素酶和半纤维素酶，要达到相同的效果需加入的比例不同，所以本发明步骤A中加入的纤维素酶和半纤维素酶可以是多来源的，纤维素酶可以是α-精制淀粉酶、JN-600精练酶、高转化率糖化酶、真菌淀粉酶中的一种或两种以上的混和物，半纤维素酶可以是木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、聚半乳糖酶中的一种或两种以上的混和物。 

为了能够比较快速的将纤维素酶和半纤维素酶溶解在三醋酸甘油酯中，并且保证三醋酸 甘油酯不会因为温度过高而变得不稳定，步骤A、B中的温度最好控制在40-45℃之间。 

为了使纤维素酶和半纤维素酶快速、均匀的溶解在三醋酸甘油酯中，可以在步骤A之前，先将纤维素酶和半纤维素酶加入溶剂搅拌溶解，然后再加入到三醋酸甘油酯中。 

用于溶解纤维素酶和半纤维素酶的溶剂是甘油二乙酸酯。 

本发明的有益效果是： 

①本发明在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，不会改变三醋酸甘油酯的属性，能够保证增塑剂的食品安全卫生，制得的增塑剂在对二醋酸纤维滤棒处理之后，滤棒总的吸附值(K/S)、过滤效率比使用普通三醋酸甘油酯的二醋酸纤维滤棒有明显提高，香烟主流烟气中的醛类、苯类、酚类有害物质明显减少，提高了香烟抽吸品质、减少了香烟烟气中有害物质对吸烟者身体的损害作出贡献。 

②本发明制备的增塑剂稳定性好，长时间储存也不会出现异味、变色、变质等问题(保质期为1年)，使用该增塑剂处理后的二醋酸纤维滤棒，在正常储存条件下它的使用性能、生物安全性远远优于三醋酸甘油酯。 

③本发明不需要改变滤棒成型工艺及设备，可根据烟草企业的工艺要求、滤棒过滤效率、滤棒总的吸附值(K/S)和所用二醋酸纤维的特性对纤维素酶和半纤维素酶的用量进行调整。 

具体实施方式：

实施例1～实施例13 

在实施例1～实施例13中，采用的原料：①三醋酸甘油酯；②纤维素酶：α-精制淀粉酶；③半纤维素酶：木聚糖酶，具体步骤如下： 

A把三醋酸甘油酯加热，在三醋酸甘油酯中加入α-精制淀粉酶和木聚糖酶； 

B温度保持在30-50℃，对混合物进行搅拌，使α-精制淀粉酶和木聚糖酶充分溶解在三醋酸甘油酯中并均匀分布； 

C停止搅拌，待气泡散尽后观察，如果混合物澄清、无微粒及其他细小杂质，停止保温，冷却到室温即可。 

为了能够加快生产速度，可以在步骤A之前利用甘油二乙酸酯先将α-精制淀粉酶和木聚糖酶溶解后再加入到三醋酸甘油酯中，然后按照步骤A-C进行操作。 

实施例1～实施例13中α-精制淀粉酶和木聚糖酶的加入比例不同，具体的实施步骤也有差别，一部分实施例中直接将α-精制淀粉酶和木聚糖酶加入到三醋酸甘油酯中搅拌融化，一部分先将α-精制淀粉酶和木聚糖酶加入甘油二乙酸酯中溶解后再加入三醋酸甘油酯中，两种方法都能制备出具有提高滤棒过滤效率和香烟抽吸品质的的增塑剂，然后按照步骤B和C制得增塑剂，将它们应用到二醋酸纤维丝束上后，按照香烟烟气中醛类、苯类、酚类的含量 为100％计算，具体测试结果如表1所示。 

测试结果表明，只要在三醋酸甘油酯中加入α-精制淀粉酶和木聚糖酶，即使是微量的，都对香烟烟气中醛类、苯类、酚类等有害成分有降低作用，只是加入的量少了，对有害成分的降低作用不明显，但是如果加入的量多了，α-精制淀粉酶和木聚糖酶会使二醋酸纤维丝束溶断，滤棒丝束中会形成溶洞，影响滤棒的硬度、吸阻等物理指标，从而导致滤棒不能成型、不合格。经试验总结：香烟烟气中的醛类、苯类、酚类等有害成分的减少量与加入α-精制淀粉酶和木聚糖酶的量是成正比关系的，但为了保证香烟滤棒各物理、化学指标的合格，以及考虑生产成本，当加入α-精制淀粉酶的量占三醋酸甘油酯重量的0.25-0.70％，木聚糖酶的加入量占三醋酸甘油酯重量的0.25-0.75％时，综合效果最好，滤棒总吸附值K/S提高了50％以上，香烟主流烟气中的醛类、苯类、酚类有害成分分别下降40％、30％、20％以上，香烟滤棒过滤效率和抽吸品质得到明显提高；测试结果还表明，采用直接将α-精制淀粉酶和木聚糖酶加入到三醋酸甘油酯中搅拌融化以及先将α-精制淀粉酶和木聚糖酶加入甘油二乙酸酯中溶解后再加入三醋酸甘油酯中，两种方法都能制备出具有提高滤棒过滤效率和香烟抽吸品质的的增塑剂。 

表1 

实施例14～实施例26 

具体实施方式和实施例1～实施例13一致，不同在于采用的纤维素酶是JN-600精练酶，半纤维素酶是聚半乳糖酶。 

实施例14～实施例26中纤维素酶和半纤维素酶的加入比例不同，生产得到的产品用于滤棒后效果也不相同，香烟烟气中醛类、苯类、酚类的含量都以100％计算，具体测试结果如表2。 

测试结果表明，只要在三醋酸甘油酯中加入JN-600精练酶和聚半乳糖酶，即使是微量的，都对香烟烟气中醛类、苯类、酚类等有害成分有降低作用，只是加入的量少了，对有害成分的降低作用不明显，但是如果加入的量多了，JN-600精练酶和聚半乳糖酶会使二醋酸纤维丝束溶断，滤棒丝束中会形成溶洞，影响滤棒的硬度、吸阻等物理指标，从而导致滤棒不能成型、不合格。经试验总结：香烟烟气中的醛类、苯类、酚类等有害成分的减少量与加入α-精制淀粉酶和木聚糖酶的量是成正比关系的，但为了保证香烟滤棒各物理、化学指标的合格，以及考虑生产成本，当加入α-精制淀粉酶的量占三醋酸甘油酯重量的0.25-0.70％，木聚糖酶的加入量占三醋酸甘油酯重量的0.25-0.75％时，综合效果最好，滤棒总吸附值K/S提高了50％以上，香烟主流烟气中的醛类、苯类、酚类有害成分分别下降40％、30％、20％以上，香烟滤棒过滤效率和抽吸品质得到明显提高；测试结果还表明，采用直接将JN-600精练酶和聚半乳糖酶加入以及先溶解后再加入两种方法都能制备出具有提高滤棒过滤效率和香烟抽吸品质的的增塑剂。 

表2 

实施例27～实施例34 

在实施例27～实施例34中，采用的原料：三醋酸甘油酯，纤维素酶是α-精制淀粉酶、JN-600精练酶、高转化率糖化酶、真菌淀粉酶其中的一种；半纤维素酶是木聚糖酶、聚半乳糖酶、阿拉伯聚糖酶、甘露聚糖酶其中的一种，具体实施方式同实施例1-实施例26。实施例27～实施例34中纤维素酶和半纤维素酶的加入比例不同，生产得到的产品用于滤棒后效果也不相同，香烟烟气中醛类、苯类、酚类的含量都以100％计算，具体测试结果如表3。 

测试结果表明，不管什么来源的纤维素酶和半纤维素酶，只要加在三醋酸甘油酯中，对香烟滤棒处理后，都对香烟烟气中醛类、苯类、酚类等有害成分有降低作用。 

表3 

Claims (9)

1.一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，具体步骤如下：

A把三醋酸甘油酯加热，当温度达到30-50℃时，在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，按重量份数计，0＜纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.008，0＜半纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.0085；

B温度保持在30-50℃，对混合物进行搅拌，使纤维素酶和半纤维素酶在三醋酸甘油酯中完全溶解；

C停止搅拌，待气泡散尽后观察，若混合物澄清、无微粒及其他细小杂质时，溶解完成，停止保温，冷却到室温即可。

2.根据权利要求1所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，步骤A、B中的温度控制在40-45℃之间。

3.根据权利要求1所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，在步骤A之前，先将纤维素酶和半纤维素酶加入溶剂搅拌溶解，然后再加入到三醋酸甘油酯中。

4.根据权利要求2所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，在步骤A之前，先将纤维素酶和半纤维素酶加入溶剂搅拌溶解，然后再加入到三醋酸甘油酯中。

5.根据权利要求3所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，所述的溶剂是甘油二乙酸酯。

6.根据权利要求4所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，所述的溶剂是甘油二乙酸酯。

7.根据权利要求1、2、3、4、5或6中任意一项所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，所述的纤维素酶是α-精制淀粉酶、JN-600精练酶、高转化率糖化酶、真菌淀粉酶中的一种或两种以上的混和物。

8.根据权利要求1、2、3、4、5或6中任意一项所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，所述的半纤维素酶是木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、聚半乳糖酶中的一种或两种以上的混和物。

9.根据权利要求7所述的一种提高香烟滤棒过滤效率和抽吸品质的增塑剂的生产方法，其特征是，所述的半纤维素酶是木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、聚半乳糖酶中的一种或两种以上的混和物。