CN102835736B - 一种卷烟滤棒用颗粒材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种卷烟滤棒用颗粒材料及其制备方法，涉及卷烟滤棒，尤其是一种卷烟滤棒丝束中添加的吸附颗粒材料及其制备方法。本发明的一种卷烟滤棒用颗粒材料及其制备方法，其特征在于该颗粒材料由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物通过物料混合、颗粒成型、干燥、配制烟草提取物以及颗粒载香五个步骤制备而成。本发明具有高吸附性能、高留着率、高安全性、高结合力以及选择性吸附等优点。

Description

一种卷烟滤棒用颗粒材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及卷烟滤棒，尤其是一种卷烟滤棒丝束中添加的吸附颗粒材料及其制备方法。

技术背景

吸烟有害健康，这是当今社会的共识。随着卷烟消费者健康意识的不断提高，他们对于卷烟产品的需求更加趋向于低害、安全、健康等多个方面。卷烟“减害降焦”的主要目的就是开发符合消费者需求的低焦油低危害产品，以满足卷烟消费者的心理和生理需求，尽最减小卷烟对消费者的身体健康所造成的危害性。

卷烟滤棒作为卷烟的重要组成部分，通过调整滤棒长度，丝束规格以及通风稀释度虽然可以起到减害降焦的作用，但对卷烟的抽吸品质有着较大的负面影响，达不到选择性减害的作用。由此卷烟材料科研工作者先后开发出多种卷烟滤棒颗粒过滤材料，将其添加到卷烟滤棒丝束中，起到一定程度的选择性减害效果。

目前，改性活性炭是卷烟滤棒减害常用的一种吸附颗粒材料，它对卷烟烟气中的小分子有害物质有着较强的吸附和截留作用，可以达到一定程度的选择性减害的目的，但其对卷烟仍有三个方面的不利影响：1、活性炭与卷烟滤棒丝束结合松散，在卷烟生产过程中，卷烟滤棒两端的活性炭很容易脱离滤棒丝束，污染烟丝，特别是一些需要回收处理的烟支烟丝，影响卷烟吸味；2、活性炭硬度较大，在滤棒和卷烟生产过程中，容易损伤切割滤棒的刀片，影响卷烟生产效率；3、活性炭有其特征性的炭味，此种炭味很容易转移到卷烟香气中，从而影响卷烟吸味。

此外，一些无机吸附材料，如硅胶、硅藻土、沸石、麦饭石、膨润土、多孔陶瓷等硅化合物类改性材料，以及一些金属氧化物复合类催化材料，在卷烟减害降焦方面也有一定的效果，但由于其制备工艺复杂，制备所使用的材料缺乏安全性，且硬度较大，对卷烟吸味也有不良影响，将其投入到卷烟生产应用方面还有许多需要改进的地方。

针对无机材料在卷烟滤棒中应用的缺点，卷烟材料科研工作者从有机类材料和天然植物类材料切入，已研发出一些滤棒颗粒材料，如烟梗膨化颗粒、柚子皮膨化颗粒、多孔淀粉颗粒、纤维素发泡颗粒、灯芯草颗粒等，虽然解决了一些无机滤棒颗粒材料应用的一些问题，但同时也产生出一些新的问题：1、质地疏松多孔的材料，由于密度低，质量轻，易受滤棒成型时负压的影响，导致颗粒材料留着率偏低；2、膨化的植物颗粒，虽然质地疏松，但其所形成的细胞空腔是独立和封闭的，其对卷烟烟气的影响是简单的扰流和拦截作用，其减害降焦的作用有限；3、淀粉类和纤维素类颗粒由于工艺复杂，生产操作控制难度大，难于实现规模化生产。

至于目前卷烟滤棒减害降焦的纸质滤棒，由于纤维成纸、原纸压纹和滤棒成型工艺的技术瓶颈，纸质滤棒的压降稳定性较差，应用效果不稳定，且对卷烟烟气中的苯酚类物质吸附较差，会导致卷烟烟气苯酚类物质含量大幅度上升，所以也需要在材料和工艺技术方面加以改进。

针对上述滤棒过滤材料的缺点，如何选择恰当的材料和工艺技术，同时满足其在卷烟吸味、减害降焦和卷烟及滤棒生产方面的需求，是卷烟减害降焦需要的一种新技术。

发明内容

本发明所要解决的就是现有卷烟滤棒添加物生产工艺复杂，影响卷烟吸味，应用效果不稳定等问题，提供一种吸附性能高，能有效降低卷烟焦油量和卷烟烟气有害物质含量，且不影响卷烟吸味的卷烟滤棒用颗粒材料。

本发明的一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，其特征在于该颗粒材料由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物通过以下步骤制备而成：

步骤1，物料混合：取30~50重量份的脱胶麻纤维粉、25~40重量份的微晶纤维素、10~20重量份的纳米碳酸钙以及0.5~5重量份的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入相当于粉状混合物重量30~40%的清水，混合均匀，得到湿物料；

步骤2，颗粒成型：将湿物料进行造粒，颗粒粒径控制在0.3~0.6mm之间，得到表面粗糙的类圆形颗粒；

步骤3，干燥：对步骤2得到的颗粒进行干燥，得到干燥颗粒，干燥颗粒中所含水的重量份在10~14之间；

步骤4，配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

步骤5，颗粒载香：取0.2~1重量份的烟草提取物，加入无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料至少1小时，得到卷烟滤棒用的颗粒材料。

所述的脱胶麻纤维粉，其为脱胶罗布麻纤维粉，纤维长度为0.5~1mm。

所述的微晶纤维素，其颗粒粒径为20~80um。

所述的水溶性壳聚糖，其脱乙酰度大于或等于85%。

所述的颗粒材料添加在卷烟滤棒中使用，每毫米卷烟滤棒添加2~3mg颗粒材料。

本发明具有以下优势：

1）高吸附性能：麻纤维的中空结构具有良好的孔道效应，微晶纤维素具有较高的比表面积，均有效显著地提高了颗粒材料对卷烟烟气的吸附量；2）高留着率：纳米碳酸钙不仅起到蓬松、吸附的作用，而且更为重要地起到增重的效果，避免了滤棒成型过程负压系统对颗粒材料的损失，提高颗粒材料在滤棒丝束中的留着率；3）高安全性：与其它相类似的专利及材料相比，本发明所使用的物质具有较高的使用安全性；4）高结合力：颗粒材料表面的粗糙结构，有效地增强颗粒与滤棒丝束间的结合，消除滤棒两端掉料的现象；5）选择性吸附：本发明的颗粒材料具有选择性吸附卷烟烟气中苯并芘和苯酚类物质的作用。

具体实施方式

实施例1：一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，该颗粒材料主要由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物复合而成，每100斤颗粒材料通过以下步骤制的：

1、物料混合：取30kg纤维长度为0.8mm的脱胶麻纤维粉、35kg颗粒粒径60um的微晶纤维素、20kg的纳米碳酸钙以及0.5kg脱乙酰度为90%的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入34.2kg的清水，放入面粉混合设备内混合均匀，得到湿物料；

2、颗粒成型：将湿物料放入挤出滚圆设备进行造粒，得到表面粗糙、直径为0.5mm的类圆形颗粒；

3、干燥：用微波干燥设备，对以上颗粒进行干燥，得到颗粒含水量为13.7kg的干燥颗粒；

4、配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

5、颗粒载香：取0.8kg的烟草提取物，加入4kg无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料1个小时，得到卷烟滤棒用颗粒材料。

以普通卷烟为对比，其平均吸阻为1195pa，焦油含量为12.5mg，苯酚14.27ug，苯并芘为16.54ng。

将制好的颗粒材料以每毫米卷烟滤棒添加2.4mg的添加量均匀添加到卷烟滤棒中，经测试，卷烟吸阻为1186pa，焦油降低7.2%为11.6mg，苯酚降低24.74%为10.74ug，苯并芘降低29.81%为11.61ng，有效降低了卷烟中各种有害物质的含量。

实施例2：一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，该颗粒材料主要由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物复合而成，每100斤颗粒材料通过以下步骤制的：

1、物料混合：取40kg纤维长度为0.6mm的脱胶麻纤维粉、30kg颗粒粒径40um的微晶纤维素、16kg的纳米碳酸钙以及2.8kg脱乙酰度为90%的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入26.64kg的清水，放入面粉混合设备内混合均匀，得到湿物料；

2、颗粒成型：将湿物料放入挤出滚圆设备进行造粒，得到表面粗糙、直径为0.3mm的类圆形颗粒；

3、干燥：用微波干燥设备，对以上颗粒进行干燥，得到颗粒含水量为11kg的干燥颗粒；

4、配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

5、颗粒载香：取0.2kg的烟草提取物，加入1kg无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料1个小时，得到卷烟滤棒用颗粒材料。

将制好的颗粒材料以每毫米卷烟滤棒添加2mg的添加量均匀添加到卷烟滤棒中，经测试，卷烟吸阻为1200pa，焦油降低8.8%为11.4mg，苯酚降低20.25%为11.38ug，苯并芘降低25.76%为12.28ng，有效降低了卷烟中各种有害物质的含量。

实施例3：一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，该颗粒材料主要由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物复合而成，每100斤颗粒材料通过以下步骤制的：

1、物料混合：取50kg纤维长度为0.5mm的脱胶麻纤维粉、25kg颗粒粒径20um的微晶纤维素、12kg的纳米碳酸钙以及2.5kg脱乙酰度为95%的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入35.8kg的清水，放入面粉混合设备内混合均匀，得到湿物料；

2、颗粒成型：将湿物料放入挤出滚圆设备进行造粒，得到表面粗糙、直径为0.4mm的类圆形颗粒；

3、干燥：用微波干燥设备，对以上颗粒进行干燥，得到颗粒含水量为10kg的干燥颗粒；

4、配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

5、颗粒载香：取0.5kg的烟草提取物，加入2.5kg无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料1个小时，得到卷烟滤棒用颗粒材料。

将制好的颗粒材料以每毫米卷烟滤棒添加3mg的添加量均匀添加到卷烟滤棒中，经测试，卷烟吸阻为1206pa，焦油降低9.6%为11.3mg，苯酚降低18.36%为11.65ug，苯并芘降低30.05%为11.57ng，有效降低了卷烟中各种有害物质的含量。

实施例4：一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，该颗粒材料主要由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物复合而成，每100斤颗粒材料通过以下步骤制的：

1、物料混合：取36kg纤维长度为1mm的脱胶麻纤维粉、25kg颗粒粒径20um的微晶纤维素、20kg的纳米碳酸钙以及5kg脱乙酰度为85%的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入30.1kg的清水，放入面粉混合设备内混合均匀，得到湿物料；

2、颗粒成型：将湿物料放入挤出滚圆设备进行造粒，得到表面粗糙、直径为0.6mm的类圆形颗粒；

3、干燥：用微波干燥设备，对以上颗粒进行干燥，得到颗粒含水量为13.4kg的干燥颗粒；

4、配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

5、颗粒载香：取0.6kg的烟草提取物，加入3kg无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料1个小时，得到卷烟滤棒用颗粒材料。

将制好的颗粒材料以每毫米卷烟滤棒添加2.6mg的添加量均匀添加到卷烟滤棒中，经测试，卷烟吸阻为1180pa，焦油降低8%为11.5mg，苯酚降低12.54%为12.48ug，苯并芘降低25.82%为12.27ng，有效降低了卷烟中各种有害物质的含量。

实施例5：一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，该颗粒材料主要由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物复合而成，每100斤颗粒材料通过以下步骤制的：

1、物料混合：取41kg纤维长度为0.8mm的脱胶麻纤维粉、32kg颗粒粒径40um的微晶纤维素、10kg的纳米碳酸钙以及2kg脱乙酰度为85%的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入34kg的清水，放入面粉混合设备内混合均匀，得到湿物料；

2、颗粒成型：将湿物料放入挤出滚圆设备进行造粒，得到表面粗糙、直径为0.5mm的类圆形颗粒；

3、干燥：用微波干燥设备，对以上颗粒进行干燥，得到颗粒含水量为14kg的干燥颗粒；

4、配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

5、颗粒载香：取1kg的烟草提取物，加入5kg无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料1个小时，得到卷烟滤棒用颗粒材料。

将制好的颗粒材料以每毫米卷烟滤棒添加2.8mg的添加量均匀添加到卷烟滤棒中，经测试，卷烟吸阻为1189pa，焦油降低10.4%为11.2mg，苯酚降低23.69%为10.89ug，苯并芘降低20.01%为13.23ng，有效降低了卷烟中各种有害物质的含量。

实施例6：一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，该颗粒材料主要由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物复合而成，每100斤颗粒材料通过以下步骤制的：

1、物料混合：取32kg纤维长度为0.6mm的脱胶麻纤维粉、40kg颗粒粒径80um的微晶纤维素、15kg的纳米碳酸钙以及0.5kg脱乙酰度为90%的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入30.6kg的清水，放入面粉混合设备内混合均匀，得到湿物料；

2、颗粒成型：将湿物料放入挤出滚圆设备进行造粒，得到表面粗糙、直径为0.4mm的类圆形颗粒；

3、干燥：用微波干燥设备，对以上颗粒进行干燥，得到颗粒含水量为12.1kg的干燥颗粒；

4、配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

5、颗粒载香：取0.4kg的烟草提取物，加入2kg无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料1个小时，得到卷烟滤棒用颗粒材料。

将制好的颗粒材料以每毫米卷烟滤棒添加3mg的添加量均匀添加到卷烟滤棒中，经测试，卷烟吸阻为1212pa，焦油降低9.6%为11.3mg，苯酚降低25.02%为10.7ug，苯并芘降低28.96%为11.75ng，有效降低了卷烟中各种有害物质的含量。

Claims (5)

1.一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，其特征在于该颗粒材料由脱胶麻纤维粉、微晶纤维素、纳米碳酸钙、水溶性壳聚糖和烟草提取物通过以下步骤制备而成：

步骤1，物料混合：取30~50重量份的脱胶麻纤维粉、25~40重量份的微晶纤维素、10~20重量份的纳米碳酸钙以及0.5~5重量份的水溶性壳聚糖的粉状物料进行混合，搅拌均匀后，加入相当于粉状混合物重量30~40%的清水，混合均匀，得到湿物料；

步骤2，颗粒成型：将湿物料进行造粒，颗粒粒径控制在0.3~0.6mm之间，得到表面粗糙的类圆形颗粒；

步骤3，干燥：对步骤2得到的颗粒进行干燥，得到干燥颗粒，干燥颗粒中所含水的重量份在10~14之间；

步骤4，配制烟草提取物：取津巴布韦烤烟按1：20比例投入浓度为75%的乙醇溶液中，浸提时间为1.5小时，浸提温度为60℃，之后过滤除渣，得到烟草提取物；

步骤5，颗粒载香：取0.2~1重量份的烟草提取物，加入无水乙醇，配制成烟草提取物浓度为20%的溶液，将其雾化喷洒在干燥颗粒上，并密封储料至少1小时，得到卷烟滤棒用的颗粒材料。

2.如权利要求1所述的一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，其特征在于所述的脱胶麻纤维粉，其为脱胶罗布麻纤维粉，纤维长度为0.5~1mm。

3.如权利要求1所述的一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，其特征在于所述的微晶纤维素，其颗粒粒径为20~80um。

4.如权利要求1所述的一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，其特征在于所述的水溶性壳聚糖，其脱乙酰度大于或等于85%。

5.如权利要求1所述的一种卷烟滤棒用颗粒材料的制备方法，其特征在于所述的颗粒材料添加在卷烟滤棒中使用，每毫米卷烟滤棒添加2~3mg颗粒材料。