CN103300475B - 可降解型烟用复合滤棒的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可降解型烟用复合滤棒的制备方法，按以下步骤进行：先将可食用性谷类、薯类、豆类或淀粉类原料切割粉碎成粒度均一的颗粒；再将65%～90%切碎的原料与3%～30%的环糊精和5%～15%的明胶充分混合均匀；然后加入占混合物总重量10%～30%的80℃～90℃水，搅拌混合20～30min，得到膨化物料；将膨化物料挤压膨化成型，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；以膨化滤芯和常规醋纤丝束为材料，制备成元复合滤棒。本发明在不改变烟支物理性质和抽吸品质的情况下，使卷烟滤嘴在结构上具有了新颖多变的特点，安全无毒环保，缩短了滤棒的降解时间，减轻了对环境的污染。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟辅材制备方法，具体地指一种可降解型烟用复合滤棒的制备方法。
背景技术
目前，卷烟所用的滤棒材料主要是醋酸纤维滤棒。在日光和水同时存在时，醋酸纤维（简称“醋纤”）将会失活并产生水溶性的醋纤，从而可以被生物降解。然而，此降解过程缓慢，耗时长，再加上卷烟滤棒的成型过程中会通过增塑剂的相互粘合以及卷接过程中接装纸的包裹，使得卷烟滤嘴中的醋酸纤维的降解更加艰难。
随着滤嘴卷烟产销量的不断提升，难降解型普通滤棒对环境的污染问题也日益凸显。因此，寻找降解速度快，对环境无污染的安全无毒型滤嘴材料来部分替代或者完全替代醋纤滤棒是目前烟草工作者需要重点解决的问题之一。
挤压膨化机是一个连续的生产系统，物料在螺杆的旋转下被带入到高温高压挤压腔内，然后通过模头的模孔中被挤出。随着压力骤然降低，水分急剧蒸发，产生类似于“爆炸”的情况，产品随之膨胀，温度随之降低，从而使物料固化定型，并保持膨化后的性状。众多文献表明，挤压膨化技术已经普遍应用于各种食品的生产方面，如各类膨化食品，糖果，巧克力的生产等等。然而，至今还未见任何文献和专利利用挤压膨化技术制备成卷烟滤嘴的滤芯而应用于烟草领域。
发明内容
本发明的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种可降解型烟用复合滤棒的制备方法，用以缩短现有滤棒的降解时间。
为实现上述目的，本发明可降解型烟用复合滤棒的制备方法，按以下步骤进行：
（1）将原料切割粉碎成粒度均一的颗粒，所述原料为可食用性谷类、薯类、豆类或淀粉类物质；
（2）按重量百分数计，将65%～90%切碎的原料与3%～30%的环糊精和5%～15%的明胶充分混合均匀；
（3）在上述混合物中，加入占混合物总重量10%～30%的80℃～90℃水，搅拌混合20～30min，得到膨化物料；
（4）在挤压温度为100℃～180℃，螺杆转速为200～600r/min的条件下，将膨化物料挤压膨化成型，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；
（5）按照常规方法，以膨化滤芯和常规醋纤丝束为材料，制备成二元或者三元复合滤棒。
本发明中，所用的原料为大米、玉米、红薯、大豆或荞麦。
本发明通过改变挤压膨化机模头，可以制备出形状各异的膨化滤芯，如颗粒状、条状、环状等等。优选为，颗粒状或者是直径为7.0~7.6mm的圆柱状。
本发明利用挤压膨化机的膨化和定型的特性，借鉴目前在食品行业成熟的挤压膨化方法，采用可食用性的蛋白和淀粉类物质为主要原料，配以其它辅料，制备出形状各异的，安全无毒环保，适合卷烟用的新型滤嘴材料。
本发明虽然借鉴了食品行业挤压膨化的生产方法，但是对卷烟产品的要求却与食品的大不相同。作为烟用滤嘴材料，一是要求材料的吸阻在规定的范围之内，以保证卷烟抽吸的顺畅；二是要求材料对焦油和有害成分具有优良的截留效率。三是要求材料要有合适的硬度，防止在卷接和运输过程中因为太脆而导致大面积碎裂。这三点技术问题是本专利材料制备过程中需要解决的难点问题。
通过大量的试验发现，膨化滤芯的吸阻性能、截留效率和硬度与膨化产品的膨化度有直接的关系。若原料的膨化度越高，则形成的膨化滤芯的硬度越小，吸阻越小，卷烟抽吸越顺畅，然而膨化滤芯对焦油和有害成分的截留效率就越差；若原料的膨化度越低，则形成的膨化滤芯的硬度越大，对焦油和有害成分的截留效率越高，然而其吸阻也就越大，导致卷烟无法正常抽吸。而无论膨化滤芯的膨化度过高或者过低，均会对卷烟的抽吸品质有着严重的影响。因此，如何正确的调控好膨化滤芯的膨化度，寻求膨化产物的吸阻性能、截留效率和硬度三者之间的平衡点是本专利所要解决的技术关键。
与食品膨化工艺不同的另外一点是，膨化原料中没有添加改善口感的风味性物质，而是额外添加了环糊精和明胶。环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，如有机分子、无机离子以及气体分子等等。因此，环糊精的添加作用是进一步增强膨化滤芯对焦油和有害成分的吸附效率，提升膨化滤芯的截留效率。而利用明胶在有热水存在的条件下能够形成胶体的特性，将其加入到原料中，其添加作用是加强原料之间的结合度，增强膨化滤芯产品的硬度，防止其因过脆而碎裂，同时提升卷烟的保水性能，减小烟气的刺激感，增强卷烟抽吸的舒适感。
因此，通过调节环糊精和明胶这两种物质在原料中所占的比例，能够在一定膨化度的前提下，即吸阻满足要求的前提，提升膨化滤芯的硬度和吸附性能，使其满足不同风味特色卷烟应用的需求。
本发明所制得的膨化滤芯与现有常规醋纤材料有所不同，其主要原料为可食用性蛋白和淀粉类物质，辅料环糊精是直链淀粉在由芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下生成的一系列环状低聚糖，辅料明胶是胶原部分水解而得到的一类蛋白质，所有原料均不会对环境和生物体造成任何危害和毒副作用。同时，所制得的膨化滤芯在一定条件下也可以快速而完全的降解为二氧化碳和水。因此可以说，所制得的膨化滤芯是真正的安全、无毒、无害的。
本发明的有益效果在于：将所制得的膨化滤芯与普通的醋纤丝束制备成的新型复合滤棒，在不改变烟支物理性质和抽吸品质的情况下，使卷烟滤嘴在结构上具有了新颖多变的特点，更重要的是缩短了滤棒的降解时间，减轻了对环境的污染。本发明方法简单，实施容易。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
（1）将大米切割粉碎成粒度均一的颗粒；
（2）按重量百分数计，将88%切碎的大米与4%的环糊精和8%的明胶充分混合均匀；
（3）在上述混合物中，加入占混合物总重量10%的83℃水，搅拌混合24min后得到膨化物料，并倒入挤压膨化机的送料口；
（4）在挤压温度为120℃，螺杆转速为500r/min的条件下，将膨化物料挤压膨化成颗粒状，冷却至常温，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；
（5）按照常规方法，以膨化滤芯和常规醋纤丝束为材料，制备成二元或者三元复合滤棒。
实施例2
（1）将玉米切割粉碎成粒度均一的颗粒；
（2）按重量百分数计，将65%切碎的玉米与23%的环糊精和12%的明胶充分混合均匀；
（3）在上述混合物中，加入占混合物总重量18%的85℃水，搅拌混合25min后得到膨化物料，并倒入挤压膨化机的送料口；
（4）在挤压温度为180℃，螺杆转速为240r/min的条件下，将膨化物料挤压膨化成直径为7.0mm的圆柱状，冷却至常温，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；
（5）将膨化滤芯切割成长度均一的圆柱体后，再按照常规方法与常规醋纤丝束复合，制备成二元或者三元复合滤棒。
实施例3
（1）将红薯切割粉碎成粒度均一的颗粒；
（2）按重量百分数计，将75%切碎的红薯与10%的环糊精和15%的明胶充分混合均匀；
（3）在上述混合物中，加入占混合物总重量25%的88℃水，搅拌混合28min后得到膨化物料，并倒入挤压膨化机的送料口；
（4）在挤压温度为150℃，螺杆转速为380r/min的条件下，将膨化物料挤压膨化成直径为7.5mm的圆柱状，冷却至常温，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；
（5）将膨化滤芯切割成长度均一的圆柱体后，再按照常规方法与常规醋纤丝束复合，制备成二元或者三元复合滤棒。
实施例4
（1）将荞麦切割粉碎成粒度均一的颗粒；
（2）按重量百分数计，将70%切碎的荞麦与25%的环糊精和5%的明胶充分混合均匀；
（3）在上述混合物中，加入占混合物总重量30%的80℃水，搅拌混合20min后得到膨化物料，并倒入挤压膨化机的送料口；
（4）在挤压温度为150℃，螺杆转速为420r/min的条件下，将膨化物料挤压膨化成颗粒状，冷却至常温，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；
（5）按照常规方法，以膨化滤芯和常规醋纤丝束为材料，制备成二元或者三元复合滤棒。
用膨化滤芯与常规醋纤丝束制备成的复合滤棒与烟丝卷制成样品卷烟。对含有复合滤棒的样品卷烟与仅用常规醋纤丝束制备的空白卷烟的吸阻进行检测，结果如表1所示。
表1 空白卷烟和样品卷烟的重量和吸阻
| 卷烟 | 重量（g） | 平均吸阻（KPa） |
| 空白 | 0.8767～0.9467 | 0.967 |
| 样品1# | 0.8831～0.9131 | 0.949 |
| 样品2# | 0.8948～0.9248 | 0.964 |
| 样品3# | 0.8902～0.9302 | 0.968 |
测定结果表明，用本发明方法制备的可降解型烟用复合滤棒与常规醋纤滤棒的吸阻无显著差异，均在卷烟吸阻的正常值范围之内，保证了卷烟抽吸顺畅。
在采用相同的制备工艺和相同原料的条件下，通过不添加额外原料，或单独添加环糊精和明胶，或添加环糊精和明胶混合物的方式制备了四种不同规格的膨化滤芯，将其分别与醋纤丝束形成复合滤棒后卷制成四种不同的样品卷烟。分别考察这四种样品卷烟与仅用常规醋纤丝束制备的空白卷烟的感官品质和烟气总粒相物含量，结果如表2所示。
表2 空白卷烟和样品卷烟的感官评吸和化学指标结果
试验结果发现：当膨化原料中不添加环糊精时，样品卷烟的总粒相物比空白卷烟的高了20%左右，同时在抽吸时也因劲头和刺激较大而令人不适。
当膨化原料中添加环糊精后，样品卷烟的总粒相物明显降低，相比空白降低了10%，相比样品1降低了25.4%，同时在感官评吸上也有较大改善。由此可见，环糊精能够明显提高复合滤棒对焦油等主流烟气粒相物的截留效率，从而改善卷烟的抽吸品质。
而通过控制环糊精的添加剂量，可以调节卷烟的吸味和劲头，从而满足不同消费群体的需求。
当膨化原料中添加明胶后，从外观上看，膨化滤芯的硬度较未添加的有明显提高，其次，从感官上看，添加明胶的卷烟样品较未添加的保润效果有明显改善，干燥感显著降低，舒适感增强。综上可见，环糊精和明胶原料的添加是改善膨化滤芯性能，使其满足卷烟产品需求并达到应用效果的技术关键之一。
Claims (1)
1.一种可降解型烟用复合滤棒制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)将荞麦切割粉碎成粒度均一的颗粒；
(2)按重量百分数计，将70％切碎的荞麦与25％的环糊精和5％的明胶充分混合均匀；
(3)在上述混合物中，加入占混合物总重量30％的80℃水，搅拌混合20min后得到膨化物料，并倒入挤压膨化机的送料口；
(4)在挤压温度为150℃，螺杆转速为420r/min的条件下，将膨化物料挤压膨化成颗粒状，冷却至常温，得到卷烟滤棒的膨化滤芯；
(5)按照常规方法，以膨化滤芯和常规醋纤丝束为材料，制备成二元或者三元复合滤棒。
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