CN102697182A

CN102697182A - 一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法及应用

Info

Publication number: CN102697182A
Application number: CN2012101975014A
Authority: CN
Inventors: 戴亚; 陶飞燕; 汪长国; 马扩彦
Original assignee: China Tobacco Chuanyu Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Sichuan Industrial Co Ltd; Chongqing China Tobacco Industry Co Ltd
Priority date: 2012-06-15
Filing date: 2012-06-15
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2032-06-15
Also published as: CN102697182B

Abstract

一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法及应用，将血红素溶于甲酸水溶液中，加入铁粉，再依次回流、冷却、过滤；再将滤液减压浓缩制备得到原卟啉化合物添加剂；或向滤液中加入一定浓度的乙酸铵水溶液，析出固体，然后过滤、干燥得原卟啉化合物添加剂。以0.05%～10%载体重量的滤嘴添加剂悬浮到溶液中，并将其均匀喷洒到载体上，将着附了添加剂的的载体在丝束成型时添加到卷烟的滤棒中制成复合滤嘴。与现有技术相比，本发明所述方法制备滤嘴添加剂所使用的原材料即血红素廉价易得，整个制备成本低廉、操作和后处理简便，易于实现工业化生产。特别地,能显著降低有害成分氨。

Description

一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法及应用

技术领域

本发明属于卷烟制造领域，具体涉及具有减害作用的卷烟滤嘴添加剂的制备及其在卷烟减害中的应用。

背景技术

随着人们健康意识的提高，对卷烟的安全性提出了更高的要求。提高卷烟安全性，降低卷烟烟气中有害成分的释放量是国际卷烟技术的发展方向，也是发展中式卷烟的必然需求。

1990年, D. Hoffmann和S. S. Hecht发表了12类共43种烟气有害成分名单。而后，卷烟烟气特殊有害成分的分析和降低逐步成为烟草科研的热点（D.Hoffmann, I.Hoffmann, K.EI-Bayoumy, Chem.Res.Toxicol.，2001，14(7)，767-790）。我国科研人员（谢剑平，刘惠民，朱茂祥等，烟草科技，2009(2)，5-15）在分析评价了来自于中国市场的163个卷烟样品后，分析卷烟主流烟气中29种有害成分（包括4种TSNAs、3种PAHs、8种羰基化合物、7种酚类物质、HCN、NO、NOx、NH3、CO、烟碱和焦油等）以及4种毒理学指标（小鼠吸入急毒试验、细胞毒性试验、Ames试验和细胞微核试验）的基础上，建立了烟气有害成分与毒理学指标的函数关系。通过采用无信息变量删除法和遗传算法，筛选出了最具代表性的7种卷烟烟气有害成分，即CO、HCN、NNK、NH3、B[a]P、苯酚和巴豆醛。用这7种有害成分表征卷烟烟气的危害性具有科学性和可行性。选择性降低这7种有害成分的释放量可以降低卷烟危害性指数。

氨是大气中的一种碱性气体，主要来源于土壤有机物的生物降解。氨在新鲜烟叶中的含量很少，烟叶经调制发酵，由于蛋白质、氨基酸的代谢（氧化、脱氧等反应），其量增加。卷烟烟气中的氨来源于烟草及其它辅助材料中的含氮化合物，包括蛋白质、氨基酸、硝酸盐、铵盐、酰胺、生物碱及含氮杂环化合物。在卷烟中，适量的氨对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，但过量的氨会产生强烈的刺激性，引起吸烟者喉部出现收缩作用，感到呛咳，鼻腔、舌头有辛辣难忍的感觉。长期吸入会对人体造成较严重的危害。因此，探索选择性降低卷烟烟气中有害成份氨具有十分重要的意义。

专利CN101946978 A（李东亮，谭兰兰，戴亚等，一种低氨含量卷烟加工工艺方法）公开了通过在卷烟制丝工序应用优化的工艺参数组合可以有效降低所制得卷烟产品烟气中氨含量。郑琴等研究卷烟纸透气度、定量和助剂对烟气中7种有害成分的影响。研究发现卷烟纸定量降低、透气度增大、有机酸钾盐用量增大，烟气中的CO、NNK、巴豆醛、B[a]P、NH3、苯酚及HCN的释放量和卷烟危害性评价指数等均有一定程度的降低。（郑琴，程占刚，李会荣等，烟草科技，2010，12，49-51）

近年来，在采用滤嘴添加剂进行选择性过滤卷烟烟气的有害物质方面已经做了大量的研究工作。但针对卷烟烟气中氨的选择性吸附或去除却鲜有报道。

Guangda Li等在密闭的反应器里高温制备了碳纳米笼，对苯酚、氨、总粒相物有很好的吸附能力。（Guangda Li, Hongxiao Yu, Liqiang Xu et.al., Nanoscale, 2011, 3, 3251-3257）邓其馨等制备了一种可同时降低卷烟主流烟气中多种有害成分的钛酸盐纳米片，在卷烟滤嘴中添加钛酸盐纳米片后，主流烟气中的氨、氢氰酸、苯酚、巴豆醛等有害物质含量明显下降。（邓其馨，黄朝章，白雪平等，安徽农业科学，2012，40(6)，3578-3579）随后，他们（邓其馨，魏明灯，傅辉等，CN 102178348）又制备了钛酸盐纳米管，研究发现对尼古丁、焦油、氨、氢氰酸、苯酚具有更好的降低效果。

但上述方法存在如下缺陷：一是价格较昂贵，成本高；二，制备过程条件苛刻，如高温、高压或特殊的反应设备、制备工艺复杂，因而应用于工业化生产有一定的难度。

发明内容

鉴于此，本发明在于提供一种价格低廉、制备工艺简单、易于工业化生产的滤嘴添加剂制备及其应用方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是将血红素溶于甲酸水溶液中，加入铁粉，再依次回流、冷却、过滤；再经过后处理得到原卟啉化合物添加剂。后处理的方法是将滤液减压浓缩得到原卟啉化合物添加剂；或是向滤液中加入一定浓度的乙酸铵水溶液，析出固体，然后过滤、干燥得原卟啉化合物添加剂。

进一步地，所述甲酸水溶液为20%甲酸～100%甲酸。

优选地，所述甲酸水溶液为60%甲酸～90%甲酸。

更优选地，所述甲酸水溶液为85%甲酸。

本发明还提供了用上述方法制备得到的滤嘴添加剂的应用，以0.05%～10%载体重量的滤嘴添加剂悬浮到溶液中，并将其均匀喷洒到载体上，将着附了添加剂的的载体在丝束成型时添加到卷烟的滤棒中制成复合滤嘴，每支卷烟中包含滤嘴添加剂的载体的重量为2～30mg。

进一步地，所述的溶液为乙醇或水。

进一步地，所述载体为茶沫。

进一步地，所述滤嘴添加剂占载体重量的比例为0.1%～1.0%。

优选地，所述滤嘴添加剂占载体重量的比例为0.3～0.6%。

进一步地，每支卷烟中包含滤嘴添加剂的载体的重量为2～10mg。

优选地，每支卷烟中包含滤嘴添加剂的载体的重量为4～6mg。

与现有技术相比，本发明所述方法制备滤嘴添加剂所使用的原材料即血红素廉价易得，整个制备成本低廉、操作和后处理简便，易于实现工业化生产。特别地,能显著降低有害成分氨。

具体实施方式

实施例1：

1）在500ml圆底烧瓶中加入5克血红素和250ml 85%的甲酸水溶液，在回流下缓慢逐渐加入铁粉1.5克，加完后继续回流20分钟，冷却过滤除去铁粉，将母液倒入含20%乙酸铵的水溶液1L中，放置过夜，过滤收集固体，干燥即可得滤嘴添加剂，

ESI-MS(positive mode):563[M+1]。

2）将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0.3%悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。

3）在丝束成形时将着附滤嘴添加剂的载体以6mg/支加到丝束滤棒中，制成卷烟。用Borgwaldt RM200A型吸烟机按照标准烟气检测方法进行烟气检测，检测结果见表1。

实施例2：与实施例1不同的是：在2）将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0.3%悬浮于水中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表1。

实施例3：与实施例1不同的是：在2）将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0. 6 %悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表1。

实施例4：与实施例1不同的是：在2）将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0. 1%悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表1。

实施例5：与实施例1不同的是：在2）将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的2%悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表1。

实施例6: 与实施例1不同的是：在3）在丝束成形时将着附滤嘴添加剂的载体以2mg/支加到丝束滤棒中，制成卷烟烟气检测结果见表1。

实施例7: 与实施例1不同的是：在3）在丝束成形时将着附滤嘴添加剂的载体以12mg/支加到丝束滤棒中，制成卷烟烟气检测结果见表1。

表1：

	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
								对照卷烟（ug/支）	7.5	7.5	7.5	7.5	7.5	7.5	7.5
试制卷烟（ug/支）	5.1	5.3	4.8	5.6	4.4	5.7	4.7
								降幅（%）	31.8	29.3	36.0	25.3	41.0	25.8	37.5

实施例8：

1）500ml圆底烧瓶中加入5克血红素和250ml 85%的甲酸水溶液，在回流下缓慢逐渐加入铁粉1.5克，加完后继续回流20分钟，冷却过滤除去铁粉，将母液直接减压浓缩至干可得滤嘴添加剂，

ESI-MS(positive mode):563[M+1]。

3）在丝束成形时将着附滤嘴添加剂的载体以6mg/支加到丝束滤棒中制成卷烟。用Borgwaldt RM200A型吸烟机按照标准烟气检测方法进行烟气检测，烟气检测结果显示该添加剂具有较好的选择性降低卷烟烟气中氨含量的效果，结果见表2。

实施例9：与实施例8不同的是：在2）中将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0.3%悬浮于水中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表2。

实施例10：与实施例8不同的是：在2）中将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0.6%悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表2。

实施例11：与实施例8不同的是：在2）中将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的0.1%悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表2。

实施例12：与实施例8不同的是：在2）中将制备得到的滤嘴添加剂以载体重量的2%悬浮于乙醇中，均匀喷洒到载体茶沫上。烟气检测结果见表2。

表2：

	实施例8	实施例9	实施例10	实施例11	实施例12
						对照卷烟（ug/支）	7.5	7.5	7.5	7.5	7.5
试制卷烟（ug/支）	5.2	5.4	4.7	5.7	4.6
						降幅（%）	30.7	28.3	37.3	24.0	38.7

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法，其特征在于，将血红素溶于甲酸水溶液中，加入铁粉，再依次回流、冷却、过滤；再将滤液减压浓缩制备得到原卟啉化合物添加剂；或向滤液中加入一定浓度的乙酸铵水溶液，析出固体，然后过滤、干燥得原卟啉化合物添加剂。

2.根据权利要求1所述的一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法，其特征在于，所述甲酸水溶液为20%甲酸～100%甲酸，乙酸铵水溶液浓度为20%。

3.根据权利要求2所述的一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法，其特征在于，所述甲酸水溶液为60%甲酸～90%甲酸。

4.根据权利要求3所述的一种降低卷烟烟气中氨的滤嘴添加剂制备方法，其特征在于，所述甲酸水溶液为85%甲酸。

5.根据权利要求1～3任一权利要求所述方法制备得到的滤嘴添加剂的应用，其特征在于，以0.05%～10%载体重量的滤嘴添加剂悬浮到溶液中，并将其均匀喷洒到载体上，将着附了添加剂的的载体在丝束成型时添加到卷烟的滤棒中制成复合滤嘴，每支卷烟中包含滤嘴添加剂的载体的量为2～30mg，所述溶液为乙醇或水。

6.根据权利要求5所述的滤嘴添加剂的应用，其特征在于，所述载体为茶沫。

7.根据权利要求5所述的滤嘴添加剂的应用，其特征在于，所述滤嘴添加剂占载体重量的比例为0.1%～1.0%。

8.根据权利要求7所述的滤嘴添加剂的应用，其特征在于，所述滤嘴添加剂占载体重量的比例为0.3～0.6%。

9.根据权利要求5所述的滤嘴添加剂的应用，其特征在于，每支卷烟中包含滤嘴添加剂的载体的重量为2～10mg。

10.根据权利要求9所述的滤嘴添加剂的应用，其特征在于，每支卷烟中包含滤嘴添加剂的载体的重量为4～6mg。