CN109898359A - 一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法 - Google Patents

一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法。所述纸质滤棒用纸是以烟杆为原料，将其经过湿法除髓脱除半纤维，然后进行切片处理；再依次经过预搓丝处理、浆料微生态调控改性、高浓磨浆处理、浆料消潜处理、升流式压力筛分级得到烟杆造纸浆料，按照现有的造纸法进行抄造得到纸张定量为纸张定量为20～40g/m2，白度50～85％(ISO)，纵向抗张强度0.8～2.5kN/m，伸长率1.5～4.0％，透气度5000～12000CU的天然烟草香气的纸质滤棒用纸。本发明以废弃烟草原料烟杆作为原料制备用于烟草型滤棒用纸，可以促使烟用材料向绿色、环保、卫生、安全和资源化的方向发展，还有装饰及防伪功能。

Description

一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法
技术领域
本发明属于卷烟纸质滤棒的技术领域，具体涉及一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸的制备方法。
背景技术
吸烟已经成为人们生活的一部分。随着人们生活水平提高、健康意识及环保意识日益增强，对吸烟与健康的问题越来越关注。现代卷烟既要满足消费者体验感、满足感，又要安全卫生、绿色环保，两者之间必然会有矛盾冲突。
卷烟过滤嘴是现代卷烟的重要材料之一，它用于减少吸烟时入口的烟雾、焦油和燃烧时产生的悬浮粒子，亦可减少烟的有害性和入口的烟草。目前，世界烟草使用最为广泛的过滤嘴材料是醋酸纤维。这种材料透气性非常好，没有引入异味，对焦油、半挥发有机物等有害物质截留能力也较强，是目前公认的最佳过滤嘴材料。但这种材料也有其缺点就是难降解、回收再利用率低，会对环境带来一定污染。
早在20世纪六七十年代，英国生产的所有卷烟都使用复合滤嘴，在过滤嘴末端还有一层过滤纸。纸滤棒成本较低，却比醋酸纤维有更强的去除焦油和尼古丁的能力。但它有“纸张的味道”——木质气等杂气，消费者往往不喜欢这一点。因此，纸张过滤嘴从来没有像醋纤过滤嘴那样受欢迎。
烟杆茎是烟株的主茎。烟杆里面充满了发达的髓，可以存储养料和水分，随着烟草生长成熟，养料和水分会不断减少。烟叶收割后的烟杆目前多为废弃田地，腐化掉，也有将它回收再利用为肥料或者生物炭，但都未规模化。烟梗是烟叶的主要经脉，产量远高于烟草企业需求量，供大于求，大部分烟梗也成为了烟草企业的“累赘”。另外，卷烟材料安全卫生、绿色环保、资源可再生以及包装价值受到烟草行业的高度关注，醋酸纤维滤嘴降解困难，造成一定的污染，每年国家相关机构和烟草行业也花费巨大费用对其回收和处理。因此，开发出一款完全来源于烟草本身的纸质滤棒显得格外有意义。烟杆茎、烟梗作为烟草原料的废弃物，用于制备烟草型烟用纸质过滤嘴纸张可以促使烟用材料向绿色、环保、卫生、安全和资源化的方向发展；并且，通过生物制剂处理，选择性降低木质素、半纤维素含量，使其木质气、青杂气降低，依然保留清淡烟草香气，提升纸质滤棒的感官品质。
发明内容
针对现有卷烟纸质滤棒纸张材料的不足，本发明提供一种以烟杆茎、烟梗为原料制备天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸的方法，开发一种全新的附带天然烟草香气的卷烟纸质过滤嘴纸张材料，实现烟杆茎、烟梗原料的资源化利用，进一步提升卷烟烟支品质。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种天然烟草香气的卷烟纸质过滤嘴纸张材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)原料预处理：将烟杆原料经过湿法除髓脱除半纤维，然后进行切片处理；
(2)预搓丝处理：将步骤(1)中的切片后的烟杆原料至于汽蒸仓中浸泡300～360min，其浸泡温度为60℃～90℃，采用双螺旋磨浆机进行粗搓丝1～3次，其螺杆转速200～500rpm，所述烟杆原料的出浆浓度为20～30％；
(3)浆料微生态调控改性：将步聚(2)的搓丝处理得到烟杆原料粗纤维加入其重量0.1～1.0％的木质素选择性降解酶脱除木质素及部分半纤维素，然后添加微生态调控剂在温度为35～55℃的条件下发酵30～90min，其中微生态调控剂是由淀粉酶、蛋白酶、果胶酶按质量比1：1：3的比例混配而成，其微生态调控剂的添加量为脱除木质素及部分半纤维素的烟杆原料粗纤维重量的0.2～1.0％；
(4)高浓磨浆处理：将步骤(3)中发酵后的烟杆原料纤维加入NaOH水溶液采用盘磨机分二段磨浆处理，其中NaOH的用量为烟杆原料纤维重量的0.5～2.0％，并将其配制成浓度10～20％的水溶液；所述二段磨浆处理中，加入0～15％的木浆纤维，第一段磨浆的盘磨磨浆间隙0.2～0.5mm，循环2～5次，浆料通过量为100～200kg/h；第二段磨浆的磨浆间隙0.1～0.4mm，循环3～8次，浆料通过量为100～200kg/h；
(5)浆料消潜处理：将步骤(4)中的浆料在消潜池进行低浓消潜处理，浆浓小于4％，温度为50～70℃，搅拌30～60min，以充分分散与舒展纤维，之后调整搅拌浓度为2～10％，在温度30～60℃下搅拌时间15～30min；
(6)对步骤(5)中的浆料采用双流式压力筛分级，筛缝为0.15～0.25mm，转速为700～900rpm，筛选面积为1～1.5m2，进浆浓度为1.0％，出浆浓度为2.0％，得到烟杆造纸浆料；
(7)以步骤(6)中的烟杆造纸浆料为原料，按照现有的造纸法进行抄造得到纸张定量为20～40g/m2，白度50～85％(ISO)，纵向抗张强度0.8～2.5kN/m，伸长率1.5～4.0％，透气度5000～12000CU的天然烟草香气的纸质滤棒用纸。
本发明较优的技术方案：所述步骤(1)中烟杆原料包括烟杆茎或烟梗或两者混合，其烟杆原料的削片长度为3～5cm。
本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中的双螺旋磨浆机为共轭式双螺旋磨浆机，其螺杆直径100mm，压缩比4:1；其单根螺杆上面有5个叶片，每个叶片360°内有3个反向螺旋口，刀口距10～20mm，呈共轭式分布。
本发明较优的技术方案：所述步骤(2)中进入双螺旋磨浆机的烟杆原料浓度为10～20％。
本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中的木质素选择性降解酶包括木质素过氧化氢酶、漆酶、锰过氧化物酶、多功能过氧化物酶等中的一种或多种。
本发明以废弃烟杆茎、烟梗作为原料，烟杆茎、烟梗首先经过湿法除髓工段，将半纤维素脱除，减少对成浆纤维强度的影响，利用微生态调控为烟杆茎、烟梗制浆提高香气，去除木质气和青杂味，可以作为制备烟用纸质滤棒的纸张。本发明制备的用于烟用纸质滤棒的纸张，可以促使烟用材料向绿色、环保、卫生、安全和资源化的方向发展，降低醋酸纤维素的用量，以及带来的环境问题和降解成本。
具体实施例
下面结合实施例对本发明进一步说明。以下实施例中的双螺旋磨浆机为共轭式双螺旋磨浆机，其螺杆直径100mm，压缩比4:1，其单根螺杆上面有5个叶片，每个叶片360°内有3个反向螺旋口，刀口距10～20mm，呈共轭式分布。
实施例1提供的一种天然烟草香气的卷烟纸质过滤嘴纸张材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将烟杆茎和烟梗按质量比2：1混合，经过湿法除髓脱除半纤维，再将原料削片成3cm长的片段，然后在汽蒸仓中浸泡300min，温度为60℃，双螺旋磨浆机粗搓丝3次，螺杆转速500rpm，出浆浓度为20％；
(2)将步聚(1)的纤维加入其重量0.3％的漆酶和0.1％的木质素过氧化物酶降解木质素及部分半纤维素，再用添加量为脱除木质素及部分半纤维素的烟杆茎和烟梗粗纤维重量1.0％的微生态调控剂(淀粉酶、蛋白酶、果胶酶按1：1：3的比例混配)发酵，温度为50℃，发酵30min；
(3)将步骤(2)中搓丝处理的纤维中添加NaOH(用量为0.5％)，将NaOH用水调节成浓度15％的NaOH溶液，加入5％木浆纤维，采用盘磨机分二段磨浆处理；第一段磨浆的盘磨磨浆间隙0.2mm，循环2次，浆料通过量为100kg/h；第二段磨浆的磨浆间隙0.2mm，循环3次，浆料通过量100kg/h；
(4)将步骤(3)中的浆料进行低浓消潜，在浆浓3.6％，温度为50℃的条件下搅拌60min充分分散与舒展纤维，再调整其浓度2％，在温度50℃的条件搅拌时间15min；
(5)对步骤(4)中的浆料采用双流式压力筛分级，筛缝为0.15mm，转速为700rpm，筛选面积为1.0m2，进浆浓度为1.0％，出浆浓度为2.0％，得到烟杆茎和烟梗造纸浆料；
(6)将上述造纸浆料按照现有的造纸法进行抄造得到纸张定量为40g/m2，白度65％(ISO)，纵向抗张强度1.0kN/m，伸长率1.8％，透气度5600CU的天然烟草香气的纸质滤棒用纸。
利用实施例1中制备的天然烟草香气的纸质滤棒纸制成卷烟滤棒，再制备成卷烟烟支，并制作同样规格的醋酸纤维滤棒及卷烟烟支作为对照样，对卷烟烟气进行捕集并检测分析，除一氧化碳、亚硝胺、苯并芘差异不大，其余多项指标具有改进效果，结果如表所示。
实施例2提供的一种天然烟草香气的卷烟纸质过滤嘴纸张材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)原料预处理：将烟梗经过湿法除髓脱除半纤维，再将原料削片成4cm长的片段，在汽蒸仓中浸泡350min，温度为70℃，双螺旋磨浆机粗搓丝2次，螺杆转速300rpm，出浆浓度为25％；
(2)将步聚(1)的纤维加入其重量0.05％的锰过氧化物酶、0.05％的多功能过氧化氢酶和0.1％的木质素过氧化物酶降解木质素及部分半纤维素，再用添加量为脱除木质素及部分半纤维素的烟杆粗纤维重量0.8％的微生态调控剂(淀粉酶、蛋白酶、果胶酶按1：1：3的比例混配)发酵，发酵温度为35℃，预处理时间40min；
(3)将步骤(2)中搓丝处理的纤维中添加NaOH(用量为1.0％)，将NaOH用水调节成浓度10％的NaOH溶液，加入15％木浆纤维，采用盘磨机分二段磨浆处理；第一段磨浆的盘磨磨浆间隙0.3mm，循环2次，浆料通过量为200kg/h；第二段磨浆的磨浆间隙0.1mm，循环3次，浆料通过量200kg/h；
(4)将步骤(3)中的浆料进行低浓消潜，在浆浓3.3％，温度为70℃的条件下搅拌30min充分分散与舒展纤维，再调整其浓度5％，在温度60℃的条件搅拌时间30min；
(5)对步骤(4)中的浆料采用双流式压力筛分级，筛缝为0.20mm，转速为800rpm，筛选面积为1.5m2，进浆浓度为1.0％，出浆浓度为2.0％，得到烟梗造纸浆料；
(6)上述烟梗造纸浆料按照现有的造纸法进行抄造得到纸张定量为纸张定量为35g/m2，白度70％(ISO)，纵向抗张强度1.4kN/m，伸长率2.4％，透气度8000CU的天然烟草香气的纸质滤棒用纸。
利用实施例2中制备的天然烟草香气的纸质滤棒纸制成卷烟滤棒，再制备成卷烟烟支，并制作同样规格的醋酸纤维滤棒及卷烟烟支作为对照样，对卷烟烟气进行捕集并检测分析，除一氧化碳、亚硝胺、苯并芘差异不大，其余多项指标具有改进效果，结果如表所示。
实施例3提供的一种天然烟草香气的卷烟纸质过滤嘴纸张材料的制备方法，其具体步骤如下：
(1)将经过湿法除髓脱除半纤维的烟杆削片成5cm长的片段，然后在汽蒸仓中浸泡300min，温度为80℃，双螺旋磨浆机粗搓丝3次，螺杆转速400rpm，出浆浓度为30％；
(2)将步聚(1)的纤维加入其重量1％的漆酶降解木质素及部分半纤维素，再用添加量为0.5％的微生态调控剂(淀粉酶、蛋白酶、果胶酶按1：1：3的比例混配)发酵，控制温度为50℃，预处理时间50min；
(3)将步骤(2)中搓丝处理的纤维中添加NaOH(用量为1.0％)，调节浓度20％，采用盘磨机分二段磨浆处理；第一段磨浆的盘磨磨浆间隙0.2mm，循环3次，浆料通过量为200kg/h；第二段磨浆的磨浆间隙0.1mm，循环3次，浆料通过量100kg/h；
(4)将步骤(3)中的浆料进行低浓消潜，在浆浓3.8％，温度为60℃的条件下搅拌50min充分分散与舒展纤维，再调整其浓度3％，在温度50℃的条件搅拌时间30min；
(5)对步骤(4)中的浆料采用双流式压力筛分级，筛缝为0.15mm，转速为900rpm，筛选面积为1.5m2，进浆浓度为1.0％，出浆浓度为2.0％，得到烟杆造纸浆料；
(6)上述烟杆造纸浆料按照现有的造纸法进行抄造得到纸张定量为纸张定量为纸张定量为20g/m2，白度68％(ISO)，纵向抗张强度2.4kN/m，伸长率3.3％，透气度12000CU的天然烟草香气的纸质滤棒用纸。
利用实施例3中制备的天然烟草香气的纸质滤棒纸制成卷烟滤棒，再制备成卷烟烟支，并制作同样规格的醋酸纤维滤棒及卷烟烟支作为对照样，对卷烟烟气进行捕集并检测分析，除一氧化碳、亚硝胺、苯并芘差异不大，其余多项指标具有改进效果，结果如表所示。
由上述三次实施例制备的天然烟草香气的纸质滤棒纸制成卷烟滤棒并与烟丝制成样品卷烟，然后以相同烟丝配方的对照样烟支(其滤嘴棒采用醋酸纤维滤棒)分别进行评吸，其感官评价结果如下：
卷烟感官质量检验
实施例制备样品烟支的香气、烟味均明显好于对照样，感官总体评分也高与对照样品。并且，通过香气成分分析，实施例样品中的β-大马酮、2-乙基呋喃、糠醛、新植二烯、柠檬稀、二氢猕猴桃内酯，等等香味物质含量均有不同程度的增加。
以上所述，只是本发明的其中几个实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)原料预处理：将烟杆原料经过湿法除髓脱除半纤维，然后进行切片处理；
(2)预搓丝处理：将步骤(1)中的切片后的烟杆至于汽蒸仓中浸泡300～360min，其浸泡温度为60℃～90℃，采用双螺旋磨浆机进行粗搓丝1～3次，其螺杆转速200～500rpm，所述烟杆原料的出浆浓度为20～30％；
(3)浆料微生态调控改性：将步聚(2)的搓丝处理得到烟杆原料粗纤维加入其重量0.1～1.0％的木质素选择性降解酶脱除木质素及部分半纤维素，然后添加微生态调控剂在温度为35～55℃的条件下发酵30～90min，其中微生态调控剂是由淀粉酶、蛋白酶、果胶酶按质量比1：1：3的比例混配而成，其微生态调控剂的添加量为脱除木质素及部分半纤维素的烟杆粗纤维重量的0.2～1.0％；
(4)高浓磨浆处理：将步骤(3)中发酵后的烟杆原料纤维加入NaOH水溶液采用盘磨机分二段磨浆处理，其中NaOH的用量为烟杆原料纤维重量的0.5～2.0％，并将其配制成浓度10～20％的水溶液；所述二段磨浆处理中，加入0～15％的木浆纤维，第一段磨浆的盘磨磨浆间隙0.2～0.5mm，循环2～5次，浆料通过量为100～200kg/h；第二段磨浆的磨浆间隙0.1～0.4mm，循环3～8次，浆料通过量为100～200kg/h；
(5)浆料消潜处理：将步骤(4)中的浆料在消潜池进行低浓消潜处理，其浆浓小于4％，温度为50～70℃，搅拌30～60min后调整搅拌浓度为2～10％，在温度30～60℃下搅拌时间15～30min；
(6)对步骤(5)中的浆料采用双流式压力筛分级，筛缝为0.15～0.25mm，转速为700～900rpm，筛选面积为1～1.5m2，进浆浓度为1.0％，出浆浓度为2.0％，得到烟杆造纸浆料；
(7)以步骤(6)中的烟杆造纸浆料为原料，按照现有的造纸法进行抄造得到纸张定量为20～40g/m2，白度50～85％(ISO)，纵向抗张强度0.8～2.5kN/m，伸长率1.5～4.0％，透气度5000～12000CU的天然烟草香气的纸质滤棒用纸。
2.根据权利要求1所述的一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中烟杆原料包括烟杆茎或烟梗或两者混合，其烟杆原料的削片长度为3～5cm。
3.根据权利要求1所述的一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的双螺旋磨浆机为共轭式双螺旋磨浆机，其螺杆直径100mm，压缩比4:1；其单根螺杆上面有5个叶片，每个叶片360°内有3个反向螺旋口，刀口距10～20mm，呈共轭式分布。
4.根据权利要求1所述的一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中进入双螺旋磨浆机的烟杆原料浓度为10～20％。
5.根据权利要求1所述的一种天然烟草香气的卷烟纸质滤棒纸张材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的木质素选择性降解酶包括木质素过氧化氢酶、漆酶、锰过氧化物酶、多功能过氧化物酶等中的一种或多种。
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