CN103005660B - 一种降低造纸法再造烟叶co 释放量的生产工艺及再造烟叶 - Google Patents
一种降低造纸法再造烟叶co 释放量的生产工艺及再造烟叶 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种降低造纸法再造烟叶CO释放量的生产工艺,为在烟草浆料中添加重质碳酸钙和助留剂,经抄片后制得再造烟叶基片,然后在基片上涂布烟草提取液,烘干,恒温恒湿平衡水分后即得再造烟叶;该工艺通过添加GCC能够改善再造烟叶的物理结构、增加填料的留着率、提高薄片的透气度,从而能够大幅度降低造纸法再造烟叶CO的释放量,同时也能降低烟气中焦油和烟碱的含量,提高再造烟叶的灰分,同时也能改善吸味。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低造纸法再造烟叶CO释放量的生产工艺及再造烟叶,属于卷烟生产技术领域。
背景技术
造纸法再造烟叶(Paper-process reconstituted tobacco)又称为烟草薄片,是采用现代提取分离工艺与改良后的造纸技术,将烟草副产品及废弃料加工而成的一种“人造烟叶”,也称造纸法再造烟叶,主要是以烟梗、碎烟及烟末等烟草加工中的废料制成的烟草浆与一定量的木浆及填料等混合经造纸机抄造成基片再经浸渍涂布而制得。
造纸法再造烟叶已成为卷烟配方尤其是低焦油卷烟配方的重要组成部分,近年来在中国正得到迅速的推广应用。一方面,再造烟叶最大限度地利用了烟草原料,对减少烟草行业的原料消耗,降低成本进而节约耕地等方面都有积极作用。据统计,烟叶在卷烟和复烤过程中,会产生大约占三分之一的烟梗、碎烟叶可作为再造烟叶的原料,目前我国每年可用于再造烟叶生产的原料可达(12~16)×104t,而实际利用率仅为25%左右,若将利用率提高到80%,不仅增加卷烟厂的产值,而且每年可节约耕地数万公顷。另一方面,再造烟叶在改善和提高烟草产品质量方面有积极的意义,特别是伴随着造纸法烟草薄片技术的发展,可以生产出质量稳定、焦油含量低且填充值高的烟草薄片,薄片生产已经突破了单纯的废物利用的方式,开始在提高卷烟燃烧度,改善卷烟产品的内在质量,减少烟中的有害成分,降低烟焦油和尼古丁的含量等方面起主要作用。
综上所述,造纸法再造烟叶具有“退烟还粮”、“降焦减害”等效果,对发展中式卷烟具有重要作用,但是目前造纸法再造烟叶CO的释放量偏高,影响了其在中高档卷烟中的使用。卷烟主流烟气中的一氧化碳(CO)属于Hoffmann清单中有害化合物的一种,对人体的呼吸、血液、神经系统有危害作用。因此,大幅度降低再造烟叶的CO释放水平是目前卷烟降焦减害技术研究的一个难点和现实需要,国家局重大专项也把造纸法再造烟叶降CO作为明确的降害要求。
本发明针对目前再造烟叶CO释放量偏高的问题,使用特殊的填料替代传统的造纸填 料,改善再造烟叶的物理结构,增加透气度及灰分,从而降低CO的释放量。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种降低再造烟叶CO释放量的生产工艺及由该工艺制备的一种再造烟叶。
一种降低造纸法再造烟叶CO释放量的生产工艺,为在烟草浆中添加重质碳酸钙(GCC)和助留剂,经抄片后制得再造烟叶基片,然后在基片上涂布烟草提取液,烘干,恒温恒湿平衡水分后即得再造烟叶。
所述烟草浆中还添加有木浆或损纸浆;烟草浆和木浆或损纸浆的混合重量之比为80~85:15~20;所述烟草浆的打浆度为25±3°SR;所述木浆或损纸浆的打浆度为32±3°SR。
所述GCC的粒径为400-800目,优选为400目;食品级。
所述GCC的添加量占所述烟草浆重量的20-30%。
所述助留剂选自食品级阳离子瓜尔胶,阳电荷密度为3.1mmol/g。
所述助留剂的用量占所述烟草浆重量的0.1%-0.2%。
所述烘干的温度为105℃;烘干的时间为3-5min。
所述恒温恒湿平衡水分的温度为22.1℃,湿度为33%。
所述烟草提取液由常规生产中的烟草萃取段生产制得,所述烟草萃取段的工艺参数为:烟梗、梗签、混合片和混合末的投料重量比为4.5:0.5:3:2;溶剂为水;烟梗预萃取加水量为烟梗投料重量的3~5倍,烟梗预萃取时间20min~30min,烟梗预萃取温度为50~70℃;一级萃取加水量为投料重量的5~7倍,一级萃取时间为20min~30min,一级萃取温度为50~70℃;二级萃取加水量为投料重量的3~5倍,二级萃取时间为20min~30min,二级萃取温度为50~70℃;萃取后浓缩液的密度为1.2150±0.005g/cm3。
所述烟草提取液在所述再造烟叶基片上的涂布量为占涂布后的基片总重量的30%-40%。
将制得的再造烟叶基片或再造烟叶制成卷烟的工艺及参数为:将再造烟叶基片或烟叶按照1-1.5mm宽切成烟丝,同时将烟丝长度控制在15-20mm,再造烟叶基片卷烟每支称取0.455g基片烟丝,再造烟叶卷烟每支称取0.7g再造烟叶烟丝。
本发明的技术效果及优点在于:该工艺通过添加GCC能够改善再造烟叶的物理结构、增加填料的留着率、提高薄片的透气度,从而能够大幅度降低造纸法再造烟叶CO的释放量,同时也能降低烟气中焦油和烟碱的含量,提高再造烟叶的灰分,同时也能改善吸味。
附图说明
图1实施例1未添加碳酸钙填料的烟草基片SEM图
图2实施例1添加PCC的烟草基片的SEM图
图3实施例1添加有400目GCC的烟草基片SEM图
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解,本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤;还应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
小规模实验:
原料及其性能参数:
烟草浆:打浆度为25°SR,取自生产车间现场;
木浆:打浆度为32°SR,取自生产车间现场;
填料:PCC、400目GCC、600目GCC和800目GCC,均为食品级;
助留剂:阳离子瓜尔胶,食品级,阳电荷密度为3.1mmol/g。
仪器与设备:
标准疏解机:纤维解离器,长春月明GBJ-A型,长春市明月小型试验机有限公司
标准抄片器:快速抄片器,P95854KW(RK-2A)型,奥地利PTI;
循环水式真空泵:上海豫康SHB-IIIA,上海豫康科教仪器设备有限公司
切丝机:郑州恒德QS-2A型,郑州恒德通用机械有限公司
电子分析天平:METTLER TOLEDO XP603S,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司
LC-233鼓风干燥箱(上海埃斯佩克设备有限公司);
SM450型通道吸烟机(英国FILTRONA公司);
PR-3KT型恒温恒湿箱(日本埃斯佩克公司)。
实验步骤:
制备再造烟叶基片:将烟草浆和木浆按质量比85%:15%混合,然后按不同的梯度分别加入800目、600目和400目的GCC,GCC添加量占烟草浆重量的30%,再加入占烟草浆重量0.2%的阳离子瓜尔胶,然后在纤维解离器中进行疏解,疏解的作用是让纤维素分丝帚化,以便纤维素与填料、助留剂混合均匀,之后在快速抄片器上进行抄片,然后在0.09MPa,100℃条件下真空干燥7Min,并在温度为22.1℃,湿度为33%的恒温恒湿箱中平衡水分后即制得再造烟叶基片;并以相同条件下未加入填料的基片作为对照,并进一步和加入轻质碳酸钙(PCC)的基片作比较。
基片制备卷烟:将对照基片及添加有不同填料的再造烟叶基片按照1.0mm宽度切丝,同时将烟丝长度控制在20.0mm以内,烟丝在温度22.1℃、湿度33%恒温恒湿箱里平衡水分后,采用手工卷制,每支卷烟称取基片烟丝0.455g,卷烟重量极差小于0.02g。
烟气分析:用流动分析法检测常规化学成分及对成品卷烟进行烟气检测。烟气测定常规烟气焦油及原始焦油含量,方法如下:在烟气燃吸过程保留卷烟滤嘴,并测定对应的各项烟气指标释放量;与常规烟气指标合并,即为原始焦油;烟气分析结果如表1所示。
表1实施例1再造烟叶基片烟气分析结果
填料 | 平均口数 | 总粒相物/mg | 水分/mg | 烟碱量/mg | 焦油量/mg | CO量/mg |
对照 | 4.3 | 12.97 | 3.64 | 0.02 | 9.3 | 12.2 |
PCC | 4.0 | 9.58 | 259 | 0.01 | 7.0 | 8.9 |
800目GCC | 4.0 | 9.51 | 2.84 | 0.02 | 7.1 | 8.2 |
600目GCC | 4.0 | 9.39 | 2.67 | 0.02 | 7.0 | 7.4 |
400目GCC | 4.0 | 9.28 | 2.51 | 0.01 | 6.8 | 6.8 |
由表1可知,加入GCC可明显降低基片主流烟气中的焦油量和CO释放量,其中对CO释放量降低效果尤为明显,CO释放量由加入轻钙的8.9mg,分别降低到800目GCC8.2mg、600目GCC7.4mg、400目GCC6.8mg,降低幅度分别达到7.8%、16.8%、23.59%。
未加入碳酸钙的基片、添加有PCC的基片以及添加有400目GCC的再造烟叶基片的扫面电镜分析如图1-3所示;从上图可以看出,未加填料的烟草基片,其表面结构平整、致密,而加填GCC和PCC的基片,其物理结构得到很大的改善,基片表面凹凸不平,纤维素间变 得疏松多孔,纤维比表面积增加,其中,加填GCC的基片,纤维素间的空隙更大,有利于燃烧时空气的进入,可以减少烟草薄片因不完全燃烧所产生的CO。
实施例2
大线实验:
原料与实施例1相同,大线实验各段工艺参数如下:
1)萃取段:
项目 | 工艺要求 |
投料配方(上海原料) | 烟梗:梗签:混合片:混合末=4.5:0.5:3:2 |
烟梗预萃取投料量 | 450kg/罐 |
烟梗预萃取时间 | 30min |
烟梗预萃取加水量 | 1500kg/罐 |
烟梗预萃取水温 | 65~70℃ |
片、末投料量 | 梗签50kg/罐;混合片300kg/罐;混合末200kg/罐 |
一级、二级萃取时间 | 20min |
一、二级萃取加水量 | 一级4800±300kg/罐;二级3300kg/罐 |
一级、二级萃取水温 | 一级60~65℃;二级65~70℃ |
一级双螺旋出料干度 | >25% |
单螺旋解纤机出料干度 | >28% |
烟梗解纤机电流 | 130±10A |
萃取后浓缩液的密度 | 1.2150±0.005g/cm3 |
2)打浆段:
烟草浆打浆主要工艺技术要求:
项目 | 工艺要求 |
高浓磨后烟浆打浆度、湿重 | 25±3°SR,3.0±0.5g |
高浓磨磨区稀释水流量 | 500L/h |
高浓磨稀释水总流量 | 18±1m3/h |
进料螺旋以及喂料螺旋频率 | 24HZ |
木浆打浆主要工艺技术要求:
项目 | 工艺要求 |
水力碎浆机投料配比 | 长纤:短纤=7:3 |
碎解时间 | ≥10min |
精浆机电流 | 120~125A(两台) |
精浆机流量 | 20±1.0m3/h |
木浆叩后打浆度、湿重 | 32±3°SR,9±1g |
配浆主要技术要求:
浆种 | 配比量 |
烟草浆 | 82wt% |
木浆 | 18wt% |
GCC400目 | 占烟草浆量的30wt% |
3)抄造段:
项目 | 工艺要求 |
高位箱浓度 | 3.0wt% |
瓜儿胶添加量 | 占烟草浆量的2.0wt% |
一压、二压压力 | 0.3~0.5MPa |
基片定量 | 58±2g/m2 |
涂布前含水率 | 15~20wt% |
涂布液温度 | 38~45℃ |
涂布量 | 35~38wt% |
空气干燥道后水分 | 16~18wt% |
大线实验所得再造烟叶卷烟的烟气分析结果如表2所示:
表2实施例2大线实验再造烟叶烟气分析结果
填料 | 平均口数 | 总粒相物/mg | 水分/mg | 烟碱量/mg | 焦油量/mg | CO量/mg |
对照 | 5.8 | 14.41 | 4.1 | 0.49 | 9.8 | 18.7 |
GCC400目 | 5.7 | 12.65 | 3.59 | 0.43 | 8.6 | 14.7 |
由表2可知,加入GCC可以明显降低再造烟叶主流烟气中的焦油和CO,对CO释放量的降低尤为明显,由添加前的18.7mg/支降为14.7mg/支,降低的比例为21.39%。
大线实验评吸结果对比如表3所示:
表3实施例2大线实验评吸结果
样品 | 香气 | 杂气 | 木质气 | 刺激性 | 灼烧感 | 余味 |
GCC400目 | 5.5 | 5.2 | 5.1 | 5.2 | 5.2 | 5.3 |
PCC | 5.1 | 4.6 | 4.6 | 4.2 | 4.2 | 4.7 |
从感官评吸结果来看:添加重质碳酸钙与添加轻质碳酸钙的再造烟叶相比较,运用对照评吸,10人全部感觉重质碳酸钙各项吸味基本均好于对照,有显著差异,添加重钙的再造烟叶能够降低卷烟刺激性,减少木质等不良气息,主要减少了烟气对上颚及鼻腔的刺激,使得烟气烟草本香得以提升,增强烟气的舒适度与整体协调性。
Claims (7)
1.一种降低造纸法再造烟叶CO释放量的生产工艺,为在烟草浆料中添加重质碳酸钙和助留剂,经抄片后制得再造烟叶基片,然后在基片上涂布烟草提取液,烘干,恒温恒湿平衡水分后即得再造烟叶;
所述重质碳酸钙的粒径为400-800目,食品级;所述重质碳酸钙的添加量占所述烟草浆重量的20-30%;
所述烟草浆中还添加有木浆或损纸浆;所述烟草浆和木浆或损纸浆的混合重量之比为80~85:15~20;
所述助留剂选自食品级阳离子瓜尔胶,阳电荷密度为3.1mmol/g;所述助留剂的用量占所述烟草浆重量的0.1%-0.2%。
2.如权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,所述烟草浆的打浆度为25±3°SR;所述木浆或损纸浆的打浆度为32±3°SR。
3.如权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,所述抄片的工艺条件为:取调配好的浆料,经标准疏解机疏解,再经标准抄片器抄成基片,真空干燥,再恒温恒湿平衡水分即制得再造烟叶基片;所述真空干燥的压力为0.09~0.1MPa,温度为98~100℃,干燥的时间约为5-7min;恒温恒湿的环境的温度为22.1℃,湿度33%。
4.如权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,所述烘干的温度为105℃;烘干的时间为3-5min;所述恒温恒湿平衡水分的温度为22.1℃,湿度为33%。
5.如权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,所述烟草提取液由常规生产中的烟草萃取段生产制得,所述烟草萃取段的工艺参数为:烟梗、梗签、混合片和混合末的投料重量比为4.5:0.5:3:2;溶剂为水;烟梗预萃取加水量为烟梗投料重量的3~5倍,烟梗预萃取时间20min~30min,烟梗预萃取温度为50~70℃;一级萃取加水量为投料重量的5~7倍,一级萃取时间为20min~30min,一级萃取温度为50~70℃;二级萃取加水量为投料重量的3~5倍,二级萃取时间为20min~30min,二级萃取温度为50~70℃;萃取后浓缩液的密度为1.2150±0.005g/cm3。
6.如权利要求1所述的生产工艺,其特征在于,所述烟草提取液在所述再造烟叶基片上的涂布量为占涂布后的基片总重量的30%-40%。
7.由权利要求1-6任一所述的一种降低造纸法再造烟叶CO释放量的生产工艺制备的再造烟叶。
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