CN102423132B - 植物多糖香烟过滤嘴及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物多糖香烟过滤嘴及其制备方法。过滤嘴由植物多糖、淀粉类、吸附剂、增塑剂、乳化剂、防水剂、植物蛋白一定比例配制，其步骤是：A．淀粉类、水、增塑剂三者混合，搅拌，得到改性淀粉溶液；B．将植物多糖与改性淀粉溶液混合；C．在一定条件下，将乳化剂、防水剂、吸附剂加到植物多糖与改性淀粉混合溶液中，搅拌后，注入防冻防热材料制成的长圆柱体模具中成型；D．将半成品置于冷冻环境中冷冻，预冷冻；E．将D步骤半成品置于冻干机中冷冻干燥；F．从模具中取出多孔复合体，经去毛边，得到过滤嘴棒。原料来源广泛，成本低，无三废。性能好，可降低尼古丁含量40.2-84.1%、焦油26-72.1%、烟碱20-39.2%，使用后废弃物可生物降解。
Description
技术领域
本发明涉及材料与环保领域，更具体涉及一种植物多糖香烟过滤嘴，同时还涉及一种植物多糖香烟过滤嘴的制备方法。
背景技术
自1930年用棉花作过滤材料的第一个卷烟滤嘴问世以来，过滤嘴便成为卷烟设计中的一个重要部分。但是，直到20世纪50年代，随着醋酸纤维的开发，过滤嘴卷烟才开始得到消费者的认可。香烟过滤嘴做不仅能滤除烟气中的部分有害成分，而且在卷烟上接装过滤嘴，可以有效截留卷烟主流烟气中的总粒相物，降低焦油含量，减少烟气对人体健康及环境的危害。
现有香烟过滤嘴材料主要分为两类：一是醋酸纤维素纤维；二是聚丙烯纤维。醋酸纤维容易纺成细旦纤维，从纤维到过滤棒的粘合过程比较容易，所制成的过滤嘴有优越的综合性能，适合在中高档卷烟中使用。醋酸纤维素纤维以多年生木材为原料，生产过程中存在三废污染问题，生产成本较高，使用后难以降解。目前我国醋酸纤维素纤维主要依靠进口。聚丙烯原料便宜，但可纺性较差，很难获得细旦丝，所制成的过滤嘴综合性能较差，只在低档卷烟中使用。且无法生物降解，对环境造成污染。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种植物多糖香烟过滤嘴，配方合理，使用方便，采用可再生原料制成，具有来源广，价格低廉，可生物降解，对有害烟气成分吸附力强，其中添加的魔芋多糖及其衍生物具有一定的保湿功能，烟气感觉柔和。
本发明的另一个目的是在于提供了一种植物多糖香烟过滤嘴的制备方法。采用一种新的过滤嘴制造方法，具有可操作性。原料来源广泛，属可再生资源。制备成本低，生产过程无三废。具有高降害，使用后废弃物可生物降解。
为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：
一种植物多糖香烟过滤嘴，它由以下重量份(或重量百分比％)的原料制成：
一种植物多糖香烟过滤嘴，它由以下重量份(优选范围)的原料制成：
一种植物多糖香烟过滤嘴，它由以下重量份(较优选范围)的原料制成：
一种植物多糖香烟过滤嘴，它由以下重量份(最好优选范围)的原料制成：
一种植物多糖香烟过滤嘴，它由以下重量份(最好值)的原料制成：
所述的植物多糖为薯类淀粉、魔芋、卡拉胶、黄原胶等多糖、壳聚糖、玉米淀粉、稻米淀粉、纤维素或改性纤维素等其中的一种或4-7种任意组合。
所述的改性纤维素指：对天然纤维素如秸秆、棉花纤维、麻纤维进行物理或化学改性得到的产物。
所述的改性淀粉为预糊化淀粉、热塑化改性淀粉等其中的一种或2-4种任意组合(淀粉类多糖以玉米、薯类、魔芋、甲壳素等为主料)。
所述的增塑剂为增塑剂为水、甘油、乙二醇、丙二醇、甘油单醚、戊二醇、环己二醇、木糖、木糖醇、聚乙二醇、单糖、脂肪酸及其衍生物其中的一种或2-13种任意组合。
所述的乳化剂为单硬脂酸甘油酯、双甘油酯、山梨醇、羧甲基纤维素、卵磷脂、阿拉伯胶及其复合物等其中的一种或2-6种任意组合。
所述的防水剂为硬脂酸、软脂酸等脂类、甲基硅油等有机硅及其复合物等其中的一种或2-5种任意组合。
所述的吸附剂为活性炭、蒙脱石、沸石、海泡石等惰性无机物其中的一种或2-5种任意组合。
所述的惰性无机物具体为活性炭、蒙脱石、沸石、海泡石等其中的一种。
所述的植物蛋白是大豆蛋白和小麦蛋白。
一种植物多糖香烟过滤嘴的制备方法，包括以下步骤：
A.淀粉类、水、增塑剂三者混合，在温度10-100℃下搅拌20-80min后，得到改性淀粉溶液。搅拌速度为100-20000rpm。
B.将植物多糖与改性淀粉溶液混合。
C.在温度为10-100℃，搅拌速度为100-20000rpm条件下，将乳化剂、防水剂、吸附剂缓慢加到植物多糖与改性淀粉混合溶液中，搅拌20-80min后，将混合物取出经除气泡处理，注入防冻防热材料制成的长圆柱体模具中成型。
D.将C步骤的半成品置于冷冻环境中冷冻，预冷冻温度为-60--20℃，时间2-24小时；
E.将D步骤半成品置于冻干机中冷冻干燥，温度为-20--60℃，真空度低于200pa，干燥时间为6-36小时。
F.从模具中取出多孔复合体，经去毛边，外包裹等处理得到植物多糖香烟过滤嘴棒。
采用植物多糖为薯类淀粉、魔芋、卡拉胶、黄原胶等多糖、壳聚糖、玉米淀粉、稻米淀粉、纤维素或改性纤维素等为主料。
增塑剂为水、甘油、乙二醇、丙二醇、甘油单醚、戊二醇、环己二醇、木糖、木糖醇、聚乙二醇、单糖、脂肪酸及其衍生物等。
乳化剂为单硬脂酸甘油酯、双甘油酯、山梨醇、羧甲基纤维素、卵磷脂、阿拉伯胶及其复合物等
防水剂为硬脂酸、软脂酸等脂类、甲基硅油等有机硅及其复合物吸附剂为活性炭、蒙脱石、沸石、海泡石等惰性无机物。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
本发明提出的植物多糖香烟过滤嘴的制备方法具有可操作性。原料来源广泛，属可再生资源。制备成本低，成产过程无三废。过滤嘴综合性能好，具有高降害，可降低尼古丁含量40.2-84.1％、焦油26-72.1％、烟碱20-39.2％，使用后废弃物可生物降解，土埋90天可失重达到86％。
具体实施方式
1、原料配比表
一种植物多糖香烟过滤嘴，它由以下重量份(或重量百分比％)的原料制成：
| 原料 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 植物多糖 | 5 | 30 | 26 | 8 | 10 | 20 | 12 | 18 |
| 淀粉类 | 90 | 30 | 35 | 80 | 70 | 45 | 60 | 55 |
| 吸附剂 | 0.5 | 10 | 8 | 1 | 7 | 2 | 6 | 3 |
| 增塑剂 | 1 | 16 | 20.3 | 5.2 | 6.4 | 22 | 12.8 | 16 |
| 乳化剂 | 0.5 | 2 | 0.9 | 1.8 | 1 | 1.5 | 1.1 | 1.4 |
| 防水剂 | 0.7 | 2 | 0.8 | 1 | 1.6 | 1.5 | 1.1 | 1.6 |
| 植物蛋白 | 2.3 | 10 | 9 | 3 | 4 | 8 | 7 | 5 |
| 总计 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
2、工艺参数表
| 工艺条件 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 |
| 温度(℃) | 50 | 70 | 90 | 100 | 60 | 75 | 80 | 85 |
| 搅拌时间(min) | 80 | 70 | 30 | 20 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 搅拌速度(rpm) | 100 | 500 | 1000 | 500 | 800 | 700 | 500 | 600 |
| 预冷冻温度(℃) | 20 | 30 | 40 | 50 | 45 | 50 | 42 | 50 |
| 冷冻时间(h) | 4 | 8 | 12 | 24 | 22 | 20 | 26 | 30 |
| 干燥时间(h) | 10 | 15 | 20 | 30 | 20 | 40 | 36 | 24 |
3、成品指标
一种植物多糖香烟过滤嘴的制备方法，包括以下步骤：
A.淀粉类、水、增塑剂三者混合，在温度10或15或25或36或44或52或58或64或70或77或81或90或100℃下搅拌20或26或32或38或44或52或58或66或74或80min后，得到改性淀粉溶液。搅拌速度为100或500或800或1200或2000或3500或5500或8000或12000或16000或20000rpm。
B.将植物多糖与改性淀粉溶液混合。
C.在温度为10或15或25或36或44或52或58或64或70或77或81或90或100℃，搅拌速度为100或500或800或1200或2000或3500或5500或8000或12000或16000或20000rpm条件下，将乳化剂、防水剂、吸附剂缓慢加到植物多糖与改性淀粉混合溶液中，搅拌20或26或32或38或44或52或58或66或74或80min后，将混合物取出经除气泡处理，注入防冻防热材料制成的长圆柱体模具中成型。
D.将C步骤的半成品置于冷冻环境中冷冻，预冷冻温度为-60或-50或-40或-30或-20℃，时间2或4或8或10或14或17或20或24小时；
E.将D步骤半成品置于冻干机中冷冻干燥，温度为-20或-30或-40或-50或-60℃，真空度低于200pa，干燥时间为6或10或16或22或28或34或36小时。
F.从模具中取出多孔复合体，经去毛边，外包裹等处理得到植物多糖香烟过滤嘴棒。
实施例9：
1.马铃薯淀粉5份，水100份、增塑剂甘油2份，在90℃，先用10000rpm速度搅拌5分钟，然后改用800rpm的速度搅拌半小时，得到改性淀粉溶液。
2.将魔芋多糖5份与改性淀粉溶液84份混合。
3.在温度为80℃，2000rpm搅拌速度下，缓慢在植物多糖与改性淀粉混合溶液中加入改性木粉纤维3份、羧甲基纤维素2份、乙基纤维素3份、活性炭1份、沸石2份，然后改用1000rpm速度搅拌30min，取出除去气泡，然后倒入模具中成型。冷却至室温放入冷库中预冷冻，然后放入冷冻干燥机干燥得到多孔系复合体，经过去边除杂用水松纸外包，制成植物多糖过滤嘴。
4.此过滤嘴吸阻3047-3365Pa，吸阻适中；对有害烟气成分吸附能力强，可降低尼古丁含量60-80％、焦油34-71.5％、烟碱23-36.3％。含水6.9％，具有一定的保湿作用；安全无毒且可自然降解，用土埋90天失重可达86％。
Claims (1)
1.一种植物多糖香烟过滤嘴，通过以下方法制备获得：
1）马铃薯淀粉5份，水100份、增塑剂甘油2份，在90℃，先用10000rpm速度搅拌5分钟，然后改用800rpm的速度搅拌半小时，得到改性淀粉溶液；
2）将魔芋多糖5份与改性淀粉溶液84份混合；
3）在温度为80℃，2000rpm搅拌速度下，在魔芋多糖与改性淀粉混合溶液中加入改性木粉纤维3份、羧甲基纤维素2份、乙基纤维素3份、活性炭1份、沸石2份，然后改用1000rpm速度搅拌30min，取出除去气泡，倒入模具中成型；冷却至室温放入冷库中预冷冻，然后放入冷冻干燥机干燥得到多孔系复合体，经过去边除杂用水松纸外包，制成植物多糖过滤嘴；以上所述的份数均以重量份计。
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