CN110643303A - 一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂及其应用。该胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖100～150份，海藻酸钠30～50份，刺槐豆胶100～150份。本发明通过协调配伍壳聚糖、海藻酸钠和刺槐豆胶得到一种适用于加热不燃烧烟草制品用的胶粘剂，利用壳聚糖在纤维表面优异的成膜性能和刺槐豆胶高粘连度，协同作用，改善了胶粘剂整体的粘结效果，制备得到的胶粘剂可以进一步改善再造烟叶产品的耐水性能和抗张强度，耐水性能能够达到9min，抗张强度可以达到横1.5N/mm2，纵3.0N/mm2，可适用于多种再造烟叶的制备方法，尤其是可以提高稠浆法制备再造烟叶的气溶胶发生剂含量，可将气溶胶发生剂含量提高30～50％，满足产品生产需求。

Description

一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂及其应用
技术领域
本发明涉及新型烟草技术领域，更具体地，涉及一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂及其应用。
背景技术
加热不燃烧烟草制品，指以烟草为主要原料，添加其他植物，比如薄荷叶、菊花、茶叶、柠檬草、荷叶等，加入香精香料与气溶胶发生剂，制备成特定的固体形状，使用加热设备加热到200-300℃抽食的一种烟草制品，其中气溶胶发生剂的加入量较大，达到总质量的30％-50％。现有加热不燃烧烟草制品从形状上，可分为再造烟叶、特殊形态两种大类，再造烟叶由工艺分为：造纸法、稠浆法、辊压法，再造烟叶制备过程中现有厂家一般采用传统的胶粘剂。我国目前采用羧甲基纤维素钠(CMC)作为生产烟草薄片的胶粘剂，用CMC成型的薄片虽然机械性能较好，但仍存在耐破度不够，加工时易造碎，薄片利用率低，不能适用于高速卷烟机等缺陷。为了解决这些问题，现在还使用具有相似性质并且价格低廉的羧甲基淀粉(CMS)来代替CMC。
在现有的再造烟叶生产中，造纸法和稠浆法都需用到胶粘剂，但是由于造纸法和稠浆法使用的原材料不同，适应于造纸法制备再造烟叶的胶粘剂并不适应于稠浆法制备再造烟叶，更加不适用于加热不燃烧产香段所用的片基的制备。比如壳聚糖虽然在造纸法再造烟叶中比较常用，但是其只能在再造烟叶中存在大量纤维时，才能体现出较好的成膜性能，壳聚精与纤维之间产生较好的结合力，能正常发挥其作用。但是对于稠浆法再造烟叶而言，由于使用的是粉状烟粉，单独使用壳聚精无法将粉状烟粉很好地粘结。传统的烟草薄片是通过燃烧，但加热不燃烧烟草制品只是对产香段进行加热，温度大约在250～300℃，加热不燃烧烟草制品中普遍加入大量气溶胶发生剂，包括甘油、丙二醇等，这些气溶胶发生剂吸水性强，降低了再造烟叶的抗张和抗拉伸强度，且容易粘连结块，耐水性差。现有技术中，壳聚糖在加热不燃烧烟草制品中的使用受到局限性，由于壳聚糖的粘连性不够好，使得加热不燃烧烟草产香段不易成型，其耐水性也不合格，且由于加热不燃烧烟草制品中含有较大量的丙二醇和甘油，产品成型更易吸潮，发粘，所以均不能单独使用。现有技术中有将壳聚糖、海藻酸钠和刺槐豆胶混合作用，作为高分子增稠剂应用于食品添加剂中，比如CN102160611A中公开的玉米纤维胶组合物增稠剂，用于提升玉米胶纤维的增稠效果。目前并未有采用壳聚糖、海藻酸钠和刺槐豆胶作为胶粘剂成分用于解决再造烟叶制备中的粘结作用不够，抗张强度和耐水性等物理性能不佳的现有技术公开。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有再造烟叶制备中胶粘剂粘结效果不够，制备的再造烟叶物理性能，尤其是抗张强度和耐水性不佳的缺陷和不足，提供一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂。
本发明的另一目的是提供一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂在制备再造烟叶中的应用。
本发明的又一目的在于提供一种加热不燃烧烟草制品。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖100～150份，海藻酸钠30～50份，刺槐豆胶100～150份。
本发明的胶粘剂优选先将刺槐豆胶与海藻酸钠复配，然后再加入壳聚糖，海藻酸钠加入刺槐豆胶，溶解于85℃去离子水，刺槐豆胶与海藻酸钠混合体粘度低于壳聚糖和海藻酸钠混合体，有利于后续生产作业，壳聚糖与海藻酸钠混合体形成絮凝状液体，不利于再加入刺槐豆胶的混合均匀，本发明的添加顺序有利于最终产品均匀混合。
壳聚糖：制备壳聚糖的主要原料来源于水产加工厂废弃的虾壳和蟹壳，其主要成分有碳酸钙、蛋白质和甲壳素(20％左右)，在烟草领域，壳聚糖是性能良好的烟草薄片胶，而且具有改善口感，燃烧无毒无异味等特点，本发明的壳聚糖，只能在一定酸性水溶液中溶解，优选为pH＝5的磷酸溶液，溶解效果最佳。
海藻酸钠：海藻酸钠是一种天然多糖，具有药物制剂辅料所需的稳定性、溶解性、粘性和安全性。海藻酸钠微溶于水，不溶于大部分有机溶剂，溶于碱性溶液，使溶液具有粘性。海藻酸钠粉末遇水变湿，微粒的水合作用使其表面具有粘性，然后微粒迅速粘合在一起形成团块，团块很缓慢的完全水化并溶解。
刺槐豆胶：刺槐豆胶也称槐豆胶，是由产于地中海一带的刺槐树种子加工而成的植物子胶，为白色或微黄色粉末，无臭或稍带臭味，在食品工业中主要作增稠剂、乳化剂和稳定剂。在食品工业上，槐豆胶常与其他食用胶复配用作增稠剂、持水剂、黏合剂及胶凝剂等，最重要的特点是它与琼脂、丹麦琼脂、卡拉胶及黄原胶等亲水胶体有良好的凝胶协同效应，可使改善凝胶组织结构，降低复合用量。
壳聚糖和海藻酸钠具有良好的成膜性，且只能溶于酸性水溶液，具有抗结块结团的特性。刺槐豆胶与海藻酸钠复配，粘连性得到加强，且在85摄氏度水温中才能完全溶解，加强了抗张强度和耐水性。
本发明通过刺槐豆胶与海藻酸钠复配并加入壳聚糖，通过三者的配伍协同作用克服了单独使用时带来的缺陷，提高了再造烟叶产品的耐水性能和抗张强度，达到使用要求。
现有技术利用壳聚糖在纤维表面成膜效果优异、刺槐豆胶粘连度高的原理制备得到胶粘剂，本发明的具体作用原理为：利用壳聚糖和刺槐豆胶只溶于特定pH值水溶液，壳聚糖与海藻酸钠发生聚电解质综合反应形成复合膜，与单一壳聚糖成膜性相比，拉伸强度增强，造碎率降低，改善制品物理性能。
本发明适用于造纸法、稠浆法与辊压法加热不燃烧再造烟叶工艺，并适用于球形、颗粒型、棍型加热不燃烧烟草制品。
优选地，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖120～150份，海藻酸钠40～50份，刺槐豆胶100～150份。
更优选地，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖120份，海藻酸钠40份，刺槐豆胶100份。
优选地，所述壳聚糖粘度≥300mPa.s，脱乙酰度≥85.0％。粘度低会降低加热不燃烧再造烟叶的成片效果，造碎率高，运输过程中容易破碎，粘度过高会增加加热不燃烧再造烟叶质量密度，加热时发烟量降低。
更优选地，所述述壳聚糖粘度为300～500mPa.s，脱乙酰度70.0～85.0％。
优选地，所述刺槐豆胶粘度≥1500mPa.s。粘度低会降低加热不燃烧再造烟叶的成片效果，造碎率高，运输过程中容易破碎。粘度过高会增加加热不燃烧再造烟叶质量密度，加热时发烟量降低。
更优选地，所述刺槐豆胶粘度1500～2000mPa.s。
上述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂在制备再造烟叶中的应用也在本发明的保护范围之内。
优选地，所述再造烟叶制备方法为稠浆法或辊压法。
现有技术主要用于传统卷烟用再造烟叶，气溶胶发生剂作为保湿剂或香精溶剂使用，添加量占总质量约1％～2％，而加热不燃烧再造烟叶中气溶胶发生剂占总质量的30～50％，耐水性和拉伸强度降低，更容易沾结成团，因此需要研发新型胶粘剂解决物理性能问题。
本发明还保护一种加热不燃烧烟草制品，所述加热不燃烧烟草制品中含有所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂。
优选地，所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂为加热不燃烧烟草制品总质量的0.5～5％。
更优选地，所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂为加热不燃烧烟草制品总质量的4％。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过协调配伍壳聚糖、海藻酸钠和刺槐豆胶得到一种适用于加热不燃烧烟草制品用的胶粘剂，利用壳聚糖在纤维表面优异的成膜性能和刺槐豆胶高粘连度，改善了胶粘剂整体的粘结效果。
(2)本发明的胶粘剂利用壳聚糖和刺槐豆胶的协同作用，进一步改善了再造烟叶产品的耐水性能和抗张强度，耐水性能能够达到9min，抗张强度可以达到横1.5N/mm2，纵3.0N/mm2。
(3)本发明的加热不燃烧烟草制品用胶粘剂可适用于多种再造烟叶的制备，尤其是可以提高稠浆法制备再造烟叶的气溶胶发生剂含量，可将气溶胶发生剂含量提高至30～50％，满足产品生产需求。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖100份，海藻酸钠30份，刺槐豆胶100份。
其中壳聚糖粘度300mPa.s，脱乙酰度85.0％，刺槐豆胶粘度1500mPa.s。
具体操作如下：
在一定容量的调制容器中加入100千克刺槐豆胶，去离子水900千克，海藻酸钠30千克，采用加热搅拌机，在85℃，转速300r/min，搅拌30分钟；
在另一个调制容器中加入100千克壳聚糖，去离子水900千克，磷酸30千克，转速300r/min，搅拌30分钟；
将两种溶液冷却后按1:1混合，既得到胶粘剂。
实施例2
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖150份，海藻酸钠50份，刺槐豆胶150份。
其中壳聚糖粘度300mPa.s，脱乙酰度85.0％，刺槐豆胶粘度1500mPa.s。
具体操作如下：
在一定容量的调制容器中加入150千克刺槐豆胶，去离子水1200千克，海藻酸钠50千克，采用加热搅拌机，在85℃，转速300r/min，搅拌30分钟；
在另一个调制容器中加入150千克壳聚糖，去离子水150千克，磷酸50千克，转速300r/min，搅拌30分钟；
将两种溶液冷却后按1:2混合，既得到胶粘剂。
实施例3
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖120份，海藻酸钠40份，刺槐豆胶100份。
其中壳聚糖粘度300mPa.s，脱乙酰度85.0％，刺槐豆胶粘度1500mPa.s。
具体操作如下：
在一定容量的调制容器中加入120千克刺槐豆胶，去离子水1000千克，海藻酸钠40千克，采用加热搅拌机，在85℃，转速300r/min，搅拌30分钟；
在另一个调制容器中加入100千克壳聚糖，去离子水100千克，磷酸40千克，转速300r/min，搅拌30分钟；
将两种溶液冷却后按2:1混合，既得到胶粘剂。
实施例4
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖120份，海藻酸钠40份，刺槐豆胶100份。
其中壳聚糖粘度500mPa.s，脱乙酰度70％，刺槐豆胶粘度2000mPa.s。具体操作如下：
在一定容量的调制容器中加入120千克刺槐豆胶，去离子水1000千克，海藻酸钠40千克，采用加热搅拌机，在85℃，转速300r/min，搅拌30分钟；
在另一个调制容器中加入100千克壳聚糖，去离子水100千克，磷酸40千克，转速300r/min，搅拌30分钟；
将两种溶液冷却后按2:1混合，既得到胶粘剂。
实施例5
一种加热不燃烧烟草制品，加热不燃烧烟草制品中含有实施例3的加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，加热不燃烧烟草制品用胶粘剂为加热不燃烧烟草制品总质量的0.5％。
实施例6
一种加热不燃烧烟草制品，加热不燃烧烟草制品中含有实施例3的加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，加热不燃烧烟草制品用胶粘剂为加热不燃烧烟草制品总质量的5％。
实施例7
一种加热不燃烧烟草制品，加热不燃烧烟草制品中含有实施例3的加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，加热不燃烧烟草制品用胶粘剂为加热不燃烧烟草制品总质量的4％。
对比例1
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂为壳聚糖。
对比例2
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖80份，海藻酸钠30份，刺槐豆胶100份。
对比例3
一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖200份，海藻酸钠30份，刺槐豆胶100份。
结果检测
采用稠浆法制备加热不燃烧卷烟用再造烟叶，其中胶粘剂为实施例1～4和对比例1～3的加热不燃烧烟草制品用胶粘剂。
对实施例和对比例的产品的粘结效果、耐水性能和抗张强度进行检测，其中：
粘结效果的检测方法为：YC/T 16-2014再造烟叶，可参考指标和检测方法。
耐水性能的检测方法为：
1、设备：摇动频率(120±2)次，振幅25mm，每隔30s摇动5s，时间控制精度±1s。
2、抽样：随机抽取样品5(50mm*50mm)片
3、测定：5片样品放入250ml烧杯中，加入100ml(25℃±5℃)的清水，置于摇台上，记录样品不分散的时间
抗张强度的检测方法为：
1、设备：再造烟叶微型电子拉力试验机或抗张强度测定仪。
2、抽样：采用四分法准备试样，取再造烟叶样品150mm*15mm。
3、测定：每个样品分纵、横向分别测试14次，去除两个最大值和最小值，以其他剩余数据的算术平均值为最终测定结果。
具体检测结果见表1所示：
Figure BDA0002177050980000071
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖100～150份，海藻酸钠30～50份，刺槐豆胶100～150份。
2.如权利要求1所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖120～150份，海藻酸钠40～50份，刺槐豆胶100～150份。
3.如权利要求1所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，其特征在于，所述胶粘剂由如下质量份数组分组成：壳聚糖120份，海藻酸钠40份，刺槐豆胶100份。
4.如权利要求1所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，其特征在于，所述壳聚糖粘度≥300mPa.s，脱乙酰度≥85.0％。
5.如权利要求4所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂，其特征在于，所述刺槐豆胶粘度≥1500mPa.s。
6.权利要求1～5任意一项所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂在制备再造烟叶中的应用。
7.如权利要求6所述应用，其他在于，所述再造烟叶的制备方法为稠浆法或辊压法。
8.如权利要求6所述应用，其特征在于，所述再造烟叶制备方法为稠浆法，再造烟叶中气溶胶发生剂含量为再造烟叶质量的30～50％。
9.一种加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述加热不燃烧烟草制品中含有权利要求1～5任意一项所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂。
10.如权利要求9所述加热不燃烧烟草制品，其特征在于，所述加热不燃烧烟草制品用胶粘剂为加热不燃烧烟草制品总质量的0.5～5％。
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