CN103082401A

CN103082401A - 一种提高梗丝物理保润性能的工艺及其应用

Info

Publication number: CN103082401A
Application number: CN2013100548238A
Authority: CN
Inventors: 沙云菲; 楼佳颖; 刘百战; 吴达; 盛科
Original assignee: Shanghai Tobacco Group Co Ltd
Current assignee: Shanghai Tobacco Group Co Ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: CN103082401B

Abstract

本发明涉及一种提高梗丝物理保润性能的工艺及其应用，通过将梗丝浸渍在10～90℃的水中1-30min，然后经挤压脱水、松散和干燥至标准含水率，梗丝在水处理过程中，表面受到水分子进攻、刻蚀，使其表面电荷增强、极性增大，或打开部分适合于水分子吸附的位点，导致其对水的吸附由物理吸附转化为化学吸附，从而提高梗丝对水的束缚能力；本发明的工艺简单、成本低廉，安全无毒害，可直接用于生产，制备的膨胀梗丝，具有优异的保润效果。

Description

一种提高梗丝物理保润性能的工艺及其应用

技术领域

本发明涉及一种提高梗丝物理保润性能的工艺及其应用，属于卷烟生产领域。

背景技术

卷烟的保润性能与其品质关系密切。保润性好的烟丝具有耐加工性强、刺激低、吃味好的优点，是提高卷烟品质的关键因素之一。不同卷烟原料的保润性能各异，叶丝的水分变化受环境湿度的影响小，防潮保润性能佳。而烟梗是烟叶的粗硬叶脉，具有多孔性且孔隙度大，故梗丝在低湿条件下失水速率及失水量均最大，防潮保润性能最差。因此，提高梗丝掺配品的保润性能是提高卷烟保润性能的一个重要突破口。

在提高烟草保润性能的研究中，施加保润剂是大家公认的保润手段，包括添加吸湿性保润剂增加水分、添加封阻性保润剂阻止烟丝中的水分散失，以及通过添加水合性保润剂借助结晶水较强的键能达到锁水的效果。近期，由上海烟草集团有限责任公司申报的专利《一种植物油类烟草保润剂及其制备方法》（申请号：201210292418.5）、《一种水合盐类烟草保润剂及其制备方法》（申请号：201210356176.1），分别开发了一种可应用于梗丝的植物油类及水合盐类烟草保润剂；申报的专利《一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途》（申请号：201210352691.2）开发了一种通过盐溶液与梗丝自身的Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子发生置换反应形成的带有结晶水的钙盐或其他盐类，以提高梗丝对水的束缚能力。

目前国内外鲜有通过工艺优化手段提升梗丝保润性能的报道。本研究发现，经过水处理后的梗丝表面发生改变，导致对水的吸附由物理吸附转化为化学吸附，使其具有很强的保水能力。本专利首次将梗丝水洗保润技术应用于卷烟生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高梗丝物理保润性能的工艺，用以维持梗丝水分，提升梗丝的保湿防潮性能。

为解决上述问题，本发明提供的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，为将梗丝置于水中浸泡，然后再经脱水、松散，并干燥至标准含水率。其作用机理在于：梗丝在水处理过程中，表面受到水分子进攻、刻蚀，使其表面电荷增强、极性增大，或打开部分适合于水分子吸附的位点，导致其对水的吸附由物理吸附转化为化学吸附，从而提高梗丝对水的束缚能力。

一种提高梗丝物理保润性能的工艺，包括以下步骤：

（1）将梗丝浸渍于水中1～30min；

（2）然后将梗丝取出后经脱水、松散和干燥。

其中，

步骤（1）中，所述浸渍的水温为10-90℃。

优选的，步骤（1）中所述浸渍的水温为20-60℃。

优选的，步骤（1）中所述浸渍的水温为45-60℃。

步骤（1）中，所述水为普通自来水。

步骤（1）中，所述梗丝与水的质量之比为=1：10～100。

优选的，步骤（1）中，所述梗丝与水的质量之比为=1：10。

步骤（2）中，所述脱水的方式选用但不限于机械挤压和离心工艺；脱水后梗丝湿基含水率30%-70%；所述松散的方式选用但不限于滚筒松散、靶钉松散、振动松散和前述任意两者或两者以上的复合；所述干燥的方式选用但不限于滚筒干燥、气流干燥和振动流化床干燥；干燥后梗丝干基含水率14.5%-16.5%。

将所述一种提高梗丝物理保润性能的工艺应用于提高梗丝的保润性能，具有以下技术效果及优点在于：

（1）应用本发明的膨胀梗丝，具有优异的保润效果。

（2）本发明的梗丝水洗保润技术，安全无毒害，易于推广应用。

（3）本发明工艺简单、成本低廉，可直接用于生产。

附图说明

图130%湿度下膨胀梗丝失水曲线图I

图230%湿度下膨胀梗丝失水曲线图II

图330%湿度下高档梗丝失水曲线图I

图430%湿度下高档梗丝失水曲线图II

图5水洗高档梗丝样品对水蒸气的吸附、脱附等温线

图6对照高档梗丝样品对水蒸气的吸附、脱附等温线

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，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，本领域的普通技术人员可以根据本文说明，在本发明的范围内对本发明做出各种各样的修正和改变，这些修正和改变也纳入本发明的范围内。

仪器：DVS-100T Advantage型动态水分吸附分析仪（SMS公司，英国）；IGA系列全自动重量分析系统（Hiden公司，英国）；KNF240型恒温恒湿箱（BINDER公司，德国）；分析天平（METTLER-TOLEDO，瑞士，感量0.0001g）。

实施例1：实验室少量烟梗的浸渍处理

常温20℃下将10g膨胀梗丝浸渍于100mL普通自来水中10min，取出后用纱布挤干，并置于湿度60%、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h，即得到水洗膨胀梗丝。

失水分析：

分别称取对照梗丝（烟梗切丝后未经水浸渍处理，本例中为常规制梗丝工艺所得的干燥后梗丝）及上述制得的水洗膨胀梗丝各1g，置于动态水分吸附分析仪的样品盘中，设定22℃，RH=60%，120min后设定RH=30%，保持880min。最后设定100℃保持120min，计算干基，作干基含水率对时间的曲线图（见图1、2，自动记录样品质量时间间隔为1min）。

从图1、2可以看出，试验样品在60%湿度下，干基含水率低于对照，而在30%湿度下，干基含水率高于对照。相较于对照，水洗膨胀梗丝的水分散失速率降低，并且少散失了2.8个百分点的干基含水率，表现出优异的保润防潮效果。

实施例2：

60℃下将100kg高档梗丝浸渍于1000kg普通自来水中1min，取出后滤干（湿基含水率78%-82%），滤干后梗丝送入切丝机，利用切丝机铜排链与刀门的压缩进行连续挤干操作（铜排链压缩比4:1，刀门压力30kN，挤干后梗丝湿基含水率55%-58%），挤干后梗丝送入梗丝加料筒进行滚动松散，松散后梗丝进入滚筒干燥设备进行干燥（干燥设备工艺参数：物料流量200kg/h，筒壁温度170℃-178℃，热风温度130℃，滚筒转速4rpm，出料梗丝干基含水率设定13%），干燥后梗丝经风选、筛分后即得可用的水洗高档梗丝。

（1）失水分析：

将对照（烟梗切丝后未经水浸渍处理，本例中为常规制梗丝工艺所得的干燥后高档梗丝）及上述制得的水洗高档膨胀梗丝置于湿度60%、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。分别称取上述样品各1g，置于动态水分吸附分析仪的样品盘中，设定22℃，RH=60%，120min后设定RH=30%，保持880min。最后设定100℃保持120min，计算干基，作干基含水率对时间的曲线图（见图3、4，自动记录样品质量时间间隔为1min）。

从图3、4可以看出，试验样品在60%湿度下，干基含水率低于对照，而在30%湿度下，干基含水率高于对照。相较于对照，水洗丝状梗丝的水分散失速率有所降低，少散失了4.08个百分点的干基含水率，其最终干基含水率仍可达到12.38%，表现出优异的保润防潮效果。

（2）水蒸汽吸附量与吸附焓研究

称取一定量的对照及水洗高档梗丝样品，经普通研磨后装入样品篮中，分别在15，25，35℃三个不同温度，采集上述两个样品的水吸附等温线。实验中对样品在120℃真空脱气8小时，以去除样品表面低沸点物质，使得能够提供吸附位点的位置空出，达到物理意义上的真实样品表面。然后通过温度控制系统，对水进行加热，提供所需的不同压力条件下的水蒸气量，完成样品在不同压力条件下对水蒸气的吸附、脱附曲线（见图5、6）。

基于Sips吸附公式对水洗和对照梗丝在三个不同温度条件下的水蒸气吸附数据拟合结果可以得出以下结论：

①水洗梗丝在0～15mbar范围内，三个不同温度条件下，在低压区吸附量基本一致，说明该过程的吸附以化学吸附为主导；而对照梗丝在不同温度的等温吸附图显示，在低压区，吸附量随温度升高而降低，说明该过程的吸附以物理吸附为主导。

②在理想条件下，水洗后的梗丝对水蒸气的饱和吸附量相较于对照梗丝有了明显的提高，吸附量达到约为62mg/g，而对照梗丝仅约为22mg/g。

③水洗梗丝表面在“零”覆盖时对水蒸气的吸附焓在~37.5kJ/mol，相对于对照梗丝表面对水蒸气的吸附焓（~33.8kJ/mol）明显增强，表面对水的吸附能力在水洗后得到了明显的提升。

由以上结果可见，梗丝在经过水处理后，由于溶液中存在的极性基团吸附于梗丝表面，导致表面电荷增强，极性增大，使得极性有机分子的亲水端迁移到梗丝表面，极性改变，导致对水的吸附能力增强，产生化学吸附，使其具有很好的保水能力。

上述膨胀梗丝水洗保润技术，安全无毒害，且工艺简单、成本低廉，可直接用于生产，在卷烟保润领域具有很好的应用前景。

Claims

1.一种提高梗丝物理保润性能的工艺，包括以下步骤：

（1）将梗丝浸渍于水中1～30min；

（2）然后将梗丝取出后经脱水、松散和干燥。

2.权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（1）中所述浸渍的水温为10-90℃。

3.如权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（1）中所述水为普通自来水。

4.如权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（1）中梗丝与水的料液质量之比为=1：10～100。

5.如权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（2）所述脱水的方式选自机械挤压和离心脱水，脱水后梗丝湿基含水率30%-70%。

6.如权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（2）所述松散的方式为滚筒松散、靶钉松散、振动松散或前述任意两者或两者以上的复合。

7.如权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（2）中所述干燥的方式选自滚筒干燥、气流干燥和振动流化床干燥。

8.如权利要求1所述的一种提高梗丝物理保润性能的工艺，其特征在于，步骤（2）中干燥后的梗丝干基含水率为14.5%-16.5%。

9.如权利要求1-8任一所述的工艺在提高梗丝物理保润性能方面的应用。