CN102553543A - 一种香烟过滤嘴吸附材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种香烟过滤嘴吸附材料及其制备方法，其是将柚子皮的囊经过酸洗、干燥、粉碎、造粒的加工而成的具有多孔结构的吸附材料，该吸附材料可以有效的滤除香烟燃烧产生的焦油、亚硝胺、苯并芘等有害物质，从而更好地保护了吸烟者的健康，而且在香烟烟气通过时无杂味异味，还可以改善吸烟的口感，提高香烟的档次，并且该吸附材料加工性能好，有利于采用该材料的香烟过滤嘴的制造。

Description

一种香烟过滤嘴吸附材料及其制备方法

技术领域

本发明属于香烟生产技术领域，具体涉及一种用于香烟过滤嘴的植物型吸附材料及其制备方法。

背景技术

烟草燃烧时释放的烟雾中含有3800多种已知的化学物质，绝大部分对人体有害，其中包括一氧化碳、尼古丁等生物碱、胺类、腈类、酚类、醛类、氮氧化物，多环芳烃、杂环族化合物、重金属元素等。吸烟会对人体的健康造成严重的危害。20 世纪60 年代过滤嘴香烟的问世，有效降低了香烟焦油量，目前的香烟大部带有过滤嘴，一般为单层结构，即由过滤嘴包装纸直接包装过滤体组成，过滤体一般采用醋酸纤维丝束。但传统的过滤嘴大致像筛子一样，采用阻挡式过滤，它的吸附作用有限，对小于普通过滤体筛孔的有害物质不能很好地清除，实际过滤掉的焦油等物质的量较少，大量对人体有害的物质还是被吸入人体内，对人体健康造成伤害。

单独使用该纤维过滤时，要想提高过滤效果只能是不断加长过滤的长度，使用非常不方便。因此近年来出现了在过滤嘴中加入大比表面积，强吸附能力的吸附材料来吸附烟雾中有害物质的技术，例如添加硅藻土（专利CN0112224 1. 7）、改性分子筛（专利CN1879511）、甲壳素（专利CN01126040.8）、活性炭（专利CN 96205941.2）等，这些材料用于香烟过滤嘴中能提高滤嘴的过滤、吸附能力，但是采用这些吸附材料制作出的复合滤嘴还是存在吸附效果不理想、加工麻烦、香烟风味引入杂味、产生粉尘危害等不足。

柚子（Citrus grandis），又称文旦，是芸香科柑橘属水果，有沙田柚、蜜柚、胡柚、葡萄柚、文旦柚、枰山柚等数种。柚子果肉汁甜味美，具有较高的营养价值和药用价值。我国是柚的生产大国，柚果种植面积和产量均居世界首位，但由于受多种因素的限制，柚果深加工程度低下，多以鲜食为主。因此，占柚果总重量约20-50%的果皮，除极少部分直接作为中药材或作为提取果胶和香精油的原料外，90%以上以废弃物的形式直接排入环境。这既污染了环境，又不利于资源的有效利用。

柚子果皮的部分组织呈海绵状，具有吸附作用，是天然的植物型吸附材料，民间早有将取出果肉后的柚子皮放入冰箱吸附去除异味臭味的习惯。专利CN 101317695 公开了一种卷烟滤嘴用吸附材料及其制备方法，就是柚子皮经过酸性氧化处理后再加工成为卷烟滤嘴用吸附材料，但是该方法使用的是整个柚子皮为原料，未将柚子皮的外层黄色表皮（也称为油泡层）去除而直接加工，存在以下问题：油泡层较致密，基本无吸附能力，且会阻碍其他部分材料的吸附性能；在加工和保存时容易产生异味杂味，影响最终产品的质量；油泡层干燥后收缩且颜色极易褐变，产品外观不佳；而且油泡层为柚子特征香气---柚子精油存在的唯一部位，且富含柚皮苷等功能性成分，未加利用也是一种资源的浪费。而且该采用强酸性、含双氧水的溶液处理，设备要求高，操作比较危险，废水排放量大，而且在最终的材料中也可能残留少量的化学物质，在应用于香烟过滤嘴时会有杂味异味，影响香烟的整体风味。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种香烟过滤嘴吸附材料及其制备方法，以改善现有香烟复合过滤嘴的过滤降害作用和加工性能。

一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，包括如下步骤：

(1) 采用柚子削皮机首先削掉新鲜柚子皮的油泡层后，再次将柚子皮剩余部分切削下来，得到白色、海绵状的柚子囊；

(2) 柚子囊酸化处理：将柚子囊浸在pH 值为4~6的柠檬酸水溶液中，加热到50~70℃，恒温4~6h后过滤，柚子囊再用清水冲洗至中性；

(3) 干燥：柚子囊经离心去除部分水分后，50~70℃热风干燥至水分重量百分比20~25%后粉碎至80~150μm大小的颗粒，再采用流化床50~70℃条件下气流干燥至水分重量百分比5%~12%；

(4) 造粒：干燥后的柚子皮囊小颗均匀粒喷涂烟草香精后造粒，颗粒粒径范围为200~800μm，即得到具有多孔结构的所述香烟过滤嘴吸附材料。 

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，所述的柚子皮为新鲜沙田柚、蜜柚、文旦柚、枰山柚或胡柚的柚果果皮。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，所述柚子皮的囊是指采用柚子削皮机首先削掉柚子皮的黄绿色外皮层后，再次切削下来的白色、海绵状组织。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，所述步骤（4）中，烟草香精的用量为柚子囊颗粒干重的0.1‰~1‰。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，步骤(4) 造粒过程还包括增色过程，即干燥后的柚子皮囊小颗粒喷涂增色剂和烟草香精后造粒，颗粒粒径范围为200~800μm，即得到所需的吸附材料。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，所述的增色剂为色素柠檬黄、日落黄中的一种以上，用量为柚子囊颗粒干重的0.5‰~2‰。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，首先将柚子皮的油泡层切削下来，再将柚子皮的囊切削下来，实现柚子皮油泡层、柚子皮囊、柚子果肉完全分离。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，新鲜柚子皮囊含水量很高，富含果胶、膳食纤维等物质，且自身存在果胶酶等酶类，加工过程中会被一些微生物感染，极易出现果胶降解、腐败发霉等现象，而采用常规的热水烫洗、蒸汽蒸煮等灭酶、灭菌处理后得到的吸附材料，在应用于香烟过滤嘴时，抽吸时往往会有杂味出现，影响香烟的整体风味。在研究中发现，在所限定条件下采用柠檬酸酸洗可以达到灭酶、灭菌的效果，最终产品在应用时也未出现有杂味的问题，而且通过酸水的漂洗、活化作用，有助于吸附材料暴露出更多的孔隙和增加材料表面活性吸附基团的数量，从而提高了所处理材料的吸附性能。柚子囊酸洗后再用清水冲洗至中性。

上述的香烟过滤嘴吸附材料的制备方法中，为了避免柚子囊的变色、变味，干燥过程中控制物料的处理温度处于50~70℃范围和加热时间；为了保证吸附材料一定的比表面积和应用方便，采取先干燥至一定水分含量后粉碎成小颗粒再干燥至目标水分含量，而且小颗粒的干燥采用流化床气流干燥方式，一方面增加热处理效率，另一方面有利于材料的部分杂味的在气流的作用下去除掉，优选采用振动流化床气流干燥。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果和优点：

（1） 柚子囊经过酸洗、干燥、粉碎、造粒而成的具有多孔结构的吸附材料可以有效的滤除香烟燃烧产生的焦油、亚硝胺、苯并芘等有害物质，从而更好地保护了吸烟者的健康；

（2） 采用柚子囊为原料加工而成的吸附材料，加工工艺简单，避免了直接采用柚子皮为原料而带来的一系列问题，而且在应用于香烟过滤嘴时无杂味异味，可以改善吸烟的口感，提高香烟的档次；

（3）该吸附材料采用天然植物原料，具有很好的韧性，加工性能好，有利于采用该材料的香烟过滤嘴的制造。

具体实施方式

为详细介绍本发明的实施，列举如下实施方式，但本发明的保护范围不受下列实施例的限制，在所述实施例中，除特别说明外，所有百分比均以重量计。

实施例1

采用柚子削皮机首先削掉沙田柚柚子皮的油泡层后，再次将柚子皮剩余部分切削下来，得到白色、海绵状的柚子囊；将柚子囊浸在pH 值为4的柠檬酸水溶液中，加热到60℃，恒温4h后过滤，再用清水冲洗至中性；柚子囊经离心去除部分水分后，70℃热风干燥至水分重量百分比为20%后粉碎至80~150μm大小的颗粒，再采用流化床50℃条件下气流干燥至水分重量百分比10%；干燥后的柚子皮囊小颗粒均匀喷涂烟草香精（用量为柚子囊颗粒干重的0.1‰）后造粒，颗粒粒径为400μm，即得到吸附材料1。

实施例2

采用柚子削皮机首先削掉蜜柚柚子皮的油泡层后，再次将柚子皮剩余部分切削下来，得到白色、海绵状的柚子囊；将柚子囊浸在pH 值为6的柠檬酸水溶液中，加热到70℃，恒温6h后过滤，再用清水冲洗至中性；柚子囊经离心去除部分水分后，50℃热风干燥至水分重量百分比为25%后粉碎至80~150μm大小的颗粒，再采用流化床60℃条件下气流干燥至水分重量百分比12%；干燥后的柚子皮囊小颗粒均匀喷涂柠檬黄（用量为柚子囊颗粒干重的1‰）和烟草香精（用量为柚子囊颗粒干重的0.5‰）后造粒，颗粒粒径为800μm，即得到吸附材料2。

实施例3

采用柚子削皮机首先削掉文旦柚柚子皮的油泡层后，再次将柚子皮剩余部分切削下来，得到白色、海绵状的柚子囊；将柚子囊浸在pH 值为5的柠檬酸水溶液中，加热到50℃，恒温5h后过滤，再用清水冲洗至中性；柚子囊经离心去除部分水分后，70℃热风干燥至水分重量百分比为20%后粉碎至80~150μm大小的颗粒，再采用流化床70℃条件下气流干燥至水分重量百分比10%；干燥后的柚子皮囊小颗粒均匀喷涂日落黄（用量为柚子囊颗粒干重的0.5‰）和烟草香精（用量为柚子囊颗粒干重的0.3‰）后造粒，颗粒粒径为200μm，即得到吸附材料3。

实施例4

采用柚子削皮机首先削掉枰山柚柚子皮的油泡层后，再次将柚子皮剩余部分切削下来，得到白色、海绵状的柚子囊；将柚子囊浸在pH 值为4的柠檬酸水溶液中，加热到70℃，恒温4h后过滤，再用清水冲洗至中性；柚子囊经离心去除部分水分后，70℃热风干燥至水分重量百分比为20%后粉碎至80~150μm大小的颗粒，再采用流化床60℃条件下气流干燥至水分重量百分比8%；干燥后的柚子皮囊小颗粒均匀喷涂日落黄（用量为柚子囊颗粒干重的2‰）和烟草香精（用量为柚子囊颗粒干重的1‰）后造粒，颗粒粒径为600μm，即得到吸附材料4。

应用实施例1

将本发明吸附材料1应用于香烟过滤嘴，实施方案为：在过滤嘴醋酸纤维丝束成型前，将吸附材料1按纤维重量的10%的添加量均匀的撒在丝束上，再成型制得复合过滤棒，应用于香烟。此香烟感官评定表明，吸附材料未导致杂味出现，对香烟的整体风味无负面影响，同时降低烟气焦油35%、降低亚硝胺37%、降低苯并芘43%。

应用实施例2

将本发明吸附材料2应用于香烟过滤嘴，实施方案为：在过滤嘴滤棒成型过程中，在两个醋酸纤维棒之间预留的空腔中添加纤维重量的20%的吸附材料2，最终制得复合滤嘴棒，将该复合滤嘴棒应用香烟。此香烟感官评定表明，吸附材料未导致杂味出现，香烟风味更协调，同时降低烟气焦油42%、降低亚硝胺47%、降低苯并芘54%。

应用实施例3

将本发明吸附材料3应用于香烟过滤嘴，实施方案为：在过滤嘴醋酸纤维丝束成型前，将吸附材料3按纤维重量的25%的添加量均匀的撒在丝束上，再成型制得复合过滤棒，应用于香烟。此香烟感官评定表明，吸附材料未导致杂味出现，对香烟的整体风味无负面影响，香烟香气更加醇和，舒适性得到显著改善，同时降低烟气焦油50%、降低亚硝胺54%、降低苯并芘58%。

应用实施例4

将本发明吸附材料4应用于香烟过滤嘴，实施方案为：在过滤嘴滤棒成型过程中，在两个醋酸纤维棒之间预留的空腔中添加纤维重量的30%的吸附材料4，最终制得复合滤嘴棒，将该复合滤嘴棒应用香烟。此香烟感官评定表明，吸附材料未导致杂味出现，香烟风味更协调，口腔和喉部剌激得到显著改善，同时降低烟气焦油52%、降低亚硝胺57%、降低苯并芘65%。

以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员，按以上所述均可实施本发明方案；但是，凡熟悉本行业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用以上所揭示的技术内容，而作出的某些调整、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例，同时，凡根据本发明的实质技术对以上实施例所作出的任何等同变化的调整、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1) 采用柚子削皮机首先削掉新鲜柚子皮的油泡层后，再次将柚子皮剩余部分切削下来，得到白色、海绵状的柚子囊；

(2) 柚子囊酸化处理：将柚子囊浸在pH 值为4~6的柠檬酸水溶液中，加热到50~70℃，恒温4~6h后过滤，柚子囊再用清水冲洗至中性；

(3) 干燥：柚子囊经离心去除部分水分后，50~70℃热风干燥至水分重量百分比20~25%后粉碎至80~150μm大小的颗粒，再采用流化床50~70℃条件下气流干燥至水分重量百分比5%~12%；

(4) 造粒：干燥后的柚子皮囊小颗均匀粒喷涂烟草香精后造粒，颗粒粒径范围为200~800μm，即得到具有多孔结构的所述香烟过滤嘴吸附材料。

2.根据权利要求1所述的一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，其特征在于所述的柚子皮为新鲜沙田柚、蜜柚、文旦柚、枰山柚或胡柚的柚果果皮。

3.根据权利要求1所述的一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，其特征在于所述柚子皮的囊是指采用柚子削皮机首先削掉柚子皮的黄绿色外皮层后，再次切削下来的白色、海绵状组织。

4.根据权利要求1所述的一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，其特征在于所述步骤（4）中，烟草香精的用量为柚子囊颗粒干重的0.1‰~1‰。

5.根据权利要求1所述的一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，其特征在于步骤(4) 造粒过程还包括增色过程，即干燥后的柚子皮囊小颗粒喷涂增色剂和烟草香精后造粒，颗粒粒径范围为200~800μm，即得到所需的吸附材料。

6.根据权利要求5所述的一种香烟过滤嘴吸附材料的制备方法，其特征在于所述的增色剂为色素柠檬黄、日落黄中的一种以上，用量为柚子囊颗粒干重的0.5‰~2‰。

7.由权利要求1~6任一项所述制备方法制得的香烟过滤嘴吸附材料。