CN108433177B - 一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，包括以下步骤：S01，水浸提；S02，高压处理以及红外加热干燥；S03，将滤嘴添加剂与醋纤滤棒以三元复合的方式制作滤棒。本发明提供的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，首次提出了应用烟梗经化学改性制备滤嘴添加剂；本发明的高压反应压力、反应温度以及三元复合滤棒是关键点，选择合适的温度和压力能使得该滤嘴添加剂具有较好的抽吸品质，而且应用于新型的三元复合滤棒后可以降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的释放量；本发明方法操作简单易行，原料广泛，成本低廉，有利于降低卷烟的危害性。
Description
技术领域
本发明涉及一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，属于烟用滤嘴添加剂生产技术领域。
背景技术
苯并[a]芘是卷烟主流烟气中7种有害成分之一，目前烟草行业通过运用系列新技术、新材料、新方法降低主流烟气中的苯并[a]芘，这些方法主要包括原料优化、叶组优化、使用烟丝助燃剂以及ACF嘴棒等。但是目前，以烟梗为原料制备新型滤嘴添加剂并降低主流烟气中苯并[a]芘的研究比较少。
烟梗即是烟叶之粗硬叶脉，约占叶重25%～30%。作为烟草生产大国，我国每年约有数十万吨烟梗废弃物被弃置浪费。烟梗是烟草工业的副产物，同时也是宝贵的自然资源。烟梗中含有烟碱、茄呢醇、烟酸、果胶、植物蛋白等成，因此，目前提取烟梗中的有效成分是其综合利用的重要途径，而且未见应用烟梗制备烟用滤嘴材料的报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种以烟梗为原料，通过水浸提、高压处理以及红外加热干燥等步骤得到了滤嘴添加剂，将该滤嘴添加剂以三元复合的方式加入卷烟滤嘴，以降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的释放量的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，包括以下步骤：
S01，水浸提：取适量烟梗，用清水洗净后，加入一定量的水在一定温度下加热提取20min以上，冷却后滤除残渣，所得滤液在高温下回流至少2小时，然后浓缩得到烟梗浓缩提取液，并控制烟梗浓缩提取液的密度；
S02，高压处理以及红外加热干燥：得到烟梗浓缩提取液后，取适量烟梗浓缩提取液，加入一定比例的糖和氨基酸，再加入适量的水和醇溶剂，在高压反应釜中，在一定压力下，加热至一定温度并反应至少2小时，反应完毕后，将反应得到的改性烟梗浓缩提取液趁热过滤，收集固体部分，红外加热干燥，即得到滤嘴添加剂；
S03，将滤嘴添加剂与醋纤滤棒以三元复合的方式制作滤棒，其中滤嘴添加剂处在三元复合滤棒的中间，醋纤滤棒分布在三元复合滤棒的两端；两个醋纤滤棒的醋纤密度沿轴向具有相同的分布，接近烟丝段的醋纤滤棒的醋纤密度由烟丝端向滤嘴添加剂端的方向逐渐减少，接近口腔抽吸部位的醋纤滤棒的醋纤密度由最外部向滤嘴添加剂端的方向逐渐减少。
水浸提步骤中，加入的水量为烟梗重量的4倍以上。
水浸提的加热温度为40~50℃。
烟梗浓缩提取液的密度在1.05~1.1g/mL之间。
糖包括葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和木糖中的一种或几种；氨基酸包括精氨酸、甘氨酸、谷氨酸、色氨酸、脯氨酸、亮氨酸和赖氨酸中的一种或几种。
糖和氨基酸的质量比大于3:1，糖的质量是烟梗浓缩提取液质量的10~15%。
S02中水的用量至少为烟梗浓缩提取液体积的1.5倍。
醇溶剂包括丙二醇。
醇溶剂的用量在烟梗浓缩提取液体积的1/5以下。
高压反应釜的反应介质压力至少为0.5MPa，反应温度在130℃以上。
本发明提供的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，首次提出了应用烟梗经化学改性制备滤嘴添加剂；本发明的高压反应压力、反应温度以及三元复合滤棒是关键点，选择合适的温度和压力能使得该滤嘴添加剂具有较好的抽吸品质，而且应用于新型的三元复合滤棒后可以降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的释放量；本发明采用了红外加热干燥的方法干燥滤嘴添加剂，红外加热干燥得到的滤嘴添加剂堆密度大，样品颗粒之间空隙小，将该滤嘴添加剂以三元复合的方式制作滤棒时，滤嘴添加剂的加入量大，新型的三元复合滤棒可以增加烟气在滤棒中的滞留时间，提高滤嘴添加剂的吸附效率，对苯并[a]芘的吸附量大，可有效降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的释放量。本发明方法操作简单易行，原料广泛，成本低廉，有利于降低卷烟的危害性。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入700mL水在50℃加热提取半小时，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.05 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，150mL水，分别加入10g的葡萄糖和2g的脯氨酸，再加20mL的丙二醇，在0.5bar压力下，135℃搅拌冷凝回流反应2小时。将所得的改性颗粒进行干燥，即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟5mg滤嘴添加剂的添加量加入三元醋纤复合滤棒后，主流烟气中苯并[a]芘释放量降低15%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气高，烟气柔和舒适。三元复合滤棒，其中滤嘴添加剂处在三元复合滤棒的中间，醋纤滤棒分布在三元复合滤棒的两端；两个醋纤滤棒的醋纤密度沿轴向具有相同的分布，接近烟丝段的醋纤滤棒的醋纤密度由烟丝端向滤嘴添加剂端的方向逐渐减少，接近口腔抽吸部位的醋纤滤棒的醋纤密度由最外部向滤嘴添加剂端的方向逐渐减少。
实施例2：
一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入500mL水在40℃加热提取半小时，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.08 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，150mL水，分别加入15g的葡萄糖和5g的甘氨酸，再加10mL的丙二醇，在0.5bar压力下，140℃搅拌冷凝回流反应2小时。将所得的改性颗粒进行干燥，即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟10mg滤嘴添加剂的添加量加入三元醋纤复合滤棒后，主流烟气中苯并[a]芘释放量降低18%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气高，烟气柔和舒适。
实施例3：
一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入800mL水在45℃加热提取半小时，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.1 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，150mL水，分别加入12g的葡萄糖和3g的脯氨酸，再加15mL的丙二醇，在0.5bar压力下，135℃搅拌冷凝回流反应2小时。将所得的改性颗粒进行干燥，即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟8mg滤嘴添加剂的添加量加入三元醋纤复合滤棒后，主流烟气中苯并[a]芘释放量降低16%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气高，烟气柔和舒适。
实施例4：
一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入400mL水在47℃加热提取20min，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2.5小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.07 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，180mL水，分别加入8g的麦芽糖和2g的亮氨酸，再加15mL的丙二醇，在0.6bar压力下，145℃搅拌冷凝回流反应2.5小时。将所得的改性颗粒进行红外干燥，即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟7mg滤嘴添加剂的添加量加入三元醋纤复合滤棒后，主流烟气中苯并[a]芘释放量降低17%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气高，烟气柔和舒适。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，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 (8)
1.一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，水浸提：取适量烟梗，用清水洗净后，加入一定量的水在一定温度下加热提取20min以上，冷却后滤除残渣，所得滤液在高温下回流至少2小时，然后浓缩得到烟梗浓缩提取液，并控制烟梗浓缩提取液的密度；
S02，高压处理以及红外加热干燥：得到烟梗浓缩提取液后，取适量烟梗浓缩提取液，加入一定比例的糖和氨基酸，再加入适量的水和醇溶剂，在高压反应釜中，在一定压力下，加热至一定温度并反应至少2小时，反应完毕后，将反应得到的改性烟梗浓缩提取液趁热过滤，收集固体部分，红外加热干燥，即得到滤嘴添加剂；
S03，将滤嘴添加剂与醋纤滤棒以三元复合的方式制作滤棒，其中滤嘴添加剂处在三元复合滤棒的中间，醋纤滤棒分布在三元复合滤棒的两端；两个醋纤滤棒的醋纤密度沿轴向具有相同的分布，接近烟丝段的醋纤滤棒的醋纤密度由烟丝端向滤嘴添加剂端的方向逐渐减少，接近口腔抽吸部位的醋纤滤棒的醋纤密度由最外部向滤嘴添加剂端的方向逐渐减少；
所述水浸提的加热温度为40~50℃；
所述高压反应釜的反应介质压力至少为0.5MPa，反应温度在130℃以上。
2.根据权利要求1所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：水浸提步骤中，加入的水量为烟梗重量的4倍以上。
3.根据权利要求1所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：烟梗浓缩提取液的密度在1.05~1.1g/mL之间。
4.根据权利要求1所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：糖包括葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和木糖中的一种或几种；氨基酸包括精氨酸、甘氨酸、谷氨酸、色氨酸、脯氨酸、亮氨酸和赖氨酸中的一种或几种。
5.根据权利要求1或4所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：糖和氨基酸的质量比大于3:1，糖的质量是烟梗浓缩提取液质量的10~15%。
6.根据权利要求1所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：S02中水的用量至少为烟梗浓缩提取液体积的1.5倍。
7.根据权利要求1所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：醇溶剂包括丙二醇。
8.根据权利要求1所述的一种降低卷烟主流烟气中苯并[a]芘的方法，其特征在于：醇溶剂的用量在烟梗浓缩提取液体积的1/5以下。
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