CN110810894B - 一种再造烟叶涂布液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种再造烟叶涂布液及其制备方法，包括如下步骤：将烟草原料用水萃取，固液分离得到烟草萃取液；向烟草萃取液中加入强碱，得到碱性萃取液；碱性萃取液经过离心净化得到精制萃取液；精制萃取液经减压浓缩得到烟草浓缩液；向烟草浓缩液中加入烟用香精和有机酸得到烟草涂布液。本发明操作简单，成本低，易于实现大线生产。

Description

一种再造烟叶涂布液及其制备方法

技术领域

本发明涉及再造烟叶技术领域，特别是涉及一种再造烟叶涂布液。

背景技术

再造烟叶又称为烟草薄片，是烟草废弃物再利用的一种重要形式，具有很大的环保和经济价值，其生产技术主要有辊压法、稠浆法、造纸法三种。造纸法再造烟叶比较典型的生产工艺是将烟草原料用水萃取、固液分离，得到烟草萃取液和烟草不溶物，其中烟草萃取液经过精制、浓缩、加香加料制成涂布液，烟草不溶物则通过制浆、抄造制成烟草基片，然后通过浸涂或喷涂等方式将涂布液和烟草基片进行重组，最后经干燥、分切制得成品。造纸法再造烟叶由于吸收了制浆造纸和纸加工的技术特点，使其与辊压法、稠浆法再造烟叶相比具有如下优势：(1)密度小，填充值高；(2)耐机械加工性能好，成丝率高；(3)燃烧速率快，焦油释放量低；(4)可塑性高，可根据需要对产品物理特性和内在化学指标进行人工调控。

烟草生物碱是烟草特有亚硝胺(TSNAs)的重要前体物质，从降低烟草制品危害来讲，降低烟碱含量具有必要性。分离烟碱常用的方法是水蒸气蒸馏法，其原理是常压下游离态烟碱在100℃时有一定的蒸汽压，因此可利用烟草萃取液减压浓缩工艺将其蒸出。但由于烟草萃取液的pH值在5左右，烟碱主要以质子态存在，因此在蒸馏之前需要先将烟草萃取液调至碱性，使烟碱由质子态转化为游离态。然而烟草萃取液是一种缓冲溶液体系，其中多种酸碱平衡及沉淀溶解平衡共存，在烟草萃取液调至碱性的过程中，由于平衡移动会导致部分沉淀产生，如不加处理，在浓缩过程中就会导致浓缩器结垢问题。

有机酸钾盐、钠盐是良好的烟草制品助燃剂，不仅具有降焦效果，还可改善烟草制品感官品质，但在配制涂布液过程中发现，将有机酸盐直接添加到烟草浓缩液中会导致大量沉淀产生，进而导致涂布液粘度较高，在涂布过程中不利于基片吸收，烘干后的薄片容易产生发粘、结块等问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种再造烟叶涂布液及其制备方法，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明是通过以下技术方案获得的。

本发明提供一种再造烟叶涂布液的制备方法，包括如下步骤：

1)将烟草原料用水萃取，固液分离得到烟草萃取液；

2)向烟草萃取液中加入强碱，得到碱性萃取液；

3)碱性萃取液经过离心机净化得到精制萃取液；

4)精制萃取液经减压浓缩得到烟草浓缩液；

5)向烟草浓缩液中加入烟用香精和有机酸得到烟草涂布液。

优选地，所述烟草原料包括烟梗、烟片和烟末。且烟梗、烟片和烟末的质量比为(4～8)：(1～4)：(1～4)。

优选地，水的使用量为所述烟草原料的质量的4～7倍。

优选地，烟草原料在40～80℃水中浸泡萃取。优选地，浸泡时间为30～60min。

优选地，所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠。

更优选地，所述强碱为氢氧化钾。氢氧化钾会与后续添加的有机酸中和生成有机酸钾盐，研究表明，有机酸钾盐的助燃效果要好于有机酸钠盐。

优选地，强碱添加至所述碱性萃取液的pH值为7.0～9.5。

优选地，所述强碱与烟草萃取液的重量比为(0.6～1.0)：100。

优选地，离心净化过程中，可采用离心机，离心机转速为3000～5000r/min，离心时间为5～10min。

优选地，浓缩过程中，浓缩温度为50～80℃，浓缩压力为60～110mbar。

优选地，烟草浓缩液的密度为1.18～1.22g/ml。

优选地，有机酸添加至使得最终获得的烟草涂布液的pH值为5.0～7.0。

优选地，所述有机酸为柠檬酸或苹果酸。

更优选地，所述有机酸为柠檬酸，柠檬酸会与氢氧化钾中和生产柠檬酸钾，研究表明，柠檬酸钾的助燃及降焦能力较强。

优选地，所述有机酸与烟草浓缩液的重量比为(0.4～3.0)：100。

本申请中的烟用香精可为烟草提取物、混合香精或单体香精等。

烟草香精的种类及用量可以根据具体的需要进行添加，优选地，烟用香精与烟草浓缩液的重量比为1：(8～11)。

本发明还公开了一种采用如上述所述制备方法制备获得的再造烟叶涂布液。

优选地，所述再造烟叶涂布液的在35℃下的粘度为10～15cP。

如上所述，本发明中再造烟叶涂布液的制备方法，具有以下有益效果：

一般情况下，烟碱是以有机酸盐的形式存在在烟草萃取液中，沸点较高，不容易被蒸发出来，加入碱，使得烟碱变成游离态的形式存在，沸点变低，在减压浓缩时更容易被水蒸气带出来。

本发明一方面在利用水蒸气蒸馏原理降低烟草浓缩液烟碱含量的同时，提供了一种萃取液净化方法，强碱作为沉淀剂使萃取液中部分物质沉淀出来，离心精制后所得萃取液含渣量较低，不仅有效缓解了浓缩器结垢问题，也构成获得低粘度涂布液的重要条件之一；另一方面，本发明提供了一种有机酸盐助燃剂的间接添加方式，可有效避免向烟草浓缩液中直接添加有机酸盐导致的涂布液含渣量高、粘度高的问题。本发明操作简单，成本低，易于实现大线生产。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

本发明提供一种再造烟叶涂布液的制备方法，该方法适用于造纸法再造烟叶工艺中，用于制备低烟碱低粘度涂布液。

本申请中再造烟叶涂布液制备工艺包括以下步骤：

1)将烟草原料用水萃取，固液分离得到烟草萃取液。

具体来讲，所述烟草原料为烟梗、烟片和烟末，三种原料按照质量比为(4～8)：(1-4)：(1～4)进行混合，再加入原料总重4～7倍的水，在40～80℃浸泡萃取30～60min，然后固液分离得到烟草不溶物和烟草萃取液。

2)向烟草萃取液中加入强碱，得到碱性萃取液。

具体来讲，在搅拌下直接向烟草萃取液中添加一定比例的固体强碱，搅拌均匀得到碱性萃取液。

3)将碱性萃取液经过离心净化得到精制萃取液。

具体来讲，在3000～5000r/min下离心碱性萃取液5～10min得到精制萃取液。

4)精制萃取液经减压浓缩得到烟草浓缩液。

具体来讲，在一定温度和压力下浓缩精制萃取液得到烟草浓缩液，浓缩液密度控制在1.18～1.22g/ml，然后添加有机酸得到涂布液。

5)向烟草浓缩液中加入烟用香精和有机酸得到烟草涂布液。

具体来讲，向烟草浓缩液中添加一定比例的烟用香精和有机酸得到烟草涂布液，其中烟用香精可为烟草提取物、混合香精或单体香精等。

实施例1

1)将烟草原料用萃取剂萃取后固液分离得到烟草不溶物和烟草萃取液，所述烟草原料为烟梗、烟片和烟末，烟梗、烟片和烟末的质量比为5：3：2，萃取剂为水，水量为烟草原料总重的5倍，萃取温度为70℃，时间为30min；

2)向步骤1)得到的烟草萃取液中添加氢氧化钾，控制氢氧化钾与烟草萃取液的重量比为0.6:100，得到碱性萃取液；

3)用离心机离心净化步骤2)得到的碱性萃取液，离心机转速为3000r/min，离心时间为5min，得到精制萃取液；

4)减压浓缩步骤3)得到的精制萃取液，浓缩温度为50℃，浓缩压力为64mbar，得到烟草浓缩液；

5)向步骤4)得到的烟草浓缩液中添加烟草提取物和柠檬酸，烟草提取物与烟草浓缩液的重量比为1:10，柠檬酸与烟草浓缩液的重量比为0.48:100。

实施例2

1)将烟草原料用萃取剂萃取后固液分离得到烟草不溶物和烟草萃取液，所述烟草原料为烟梗、烟片和烟末，烟梗、烟片和烟末的质量比为5：3：2，萃取剂为水，水量为烟草原料总重的5倍，萃取温度为70℃，时间为30min；

2)向步骤1)得到的烟草萃取液中添加氢氧化钾，控制氢氧化钾与烟草萃取液的重量比为0.8:100，得到碱性萃取液；

3)用离心机离心净化步骤2)得到的碱性萃取液，离心机转速为4000r/min，离心时间为5min，得到精制萃取液；

4)减压浓缩步骤3)得到的精制萃取液，浓缩温度为70℃，浓缩压力为87mbar，得到烟草浓缩液；

5)向步骤4)得到的烟草浓缩液中添加烟草提取物和柠檬酸，烟草提取物与烟草浓缩液的重量比为1:10，柠檬酸与烟草浓缩液的重量比为1.24:100。

实施例3

1)将烟草原料用萃取剂萃取后固液分离得到烟草不溶物和烟草萃取液，所述烟草原料为烟梗、烟片和烟末，烟梗、烟片和烟末的质量比为5：3：2，萃取剂为水，水量为烟草原料总重的5倍，萃取温度为70℃，时间为30min；

2)向步骤1)得到的烟草萃取液中添加氢氧化钾，控制氢氧化钾与烟草萃取液的重量比为1.0:100，得到碱性萃取液；

3)用离心机离心净化步骤2)得到的碱性萃取液，离心机转速为5000r/min，离心时间为10min，得到精制萃取液；

4)减压浓缩步骤3)得到的精制萃取液，浓缩温度为80℃，浓缩压力为109mbar，得到烟草浓缩液；

5)向步骤4)得到的烟草浓缩液中添加烟草提取物和柠檬酸，烟草提取物与烟草浓缩液的重量比为1:10，柠檬酸与烟草浓缩液的重量比为2.64:100。

对比例

1)将烟草原料用萃取剂萃取后固液分离得到烟草不溶物和烟草萃取液，所述烟草原料为烟梗、烟片和烟末，烟梗、烟片和烟末的质量比为5：3：2，萃取剂为水，水量为烟草原料总重的5倍，萃取温度为70℃，时间为30min；

2)用离心机离心净化步骤1)得到的烟草萃取液，离心机转速为3000r/min，离心时间为5min，得到精制萃取液；

4)减压浓缩步骤2)得到的精制萃取液，浓缩温度为50℃，浓缩压力为64mbar，得到烟草浓缩液；

5)向步骤4)得到的烟草浓缩液中添加烟草提取物和柠檬酸钾，烟草提取物与烟草浓缩液的重量比为1:10，柠檬酸钾与烟草浓缩液的重量比为0.74:100。

测试结果

用校准后的pH计分别测定各例萃取液和涂布液的pH值，结果如表1所示。

表1 碱性萃取液和烟草涂布液的pH值

由表1结果可见，随着氢氧化钾用量逐渐增加，所得碱性萃取液的pH值也逐渐增加，当pH值在9左右时，烟碱几乎全部以游离态存在。另外，随着柠檬酸用量的逐渐增加，所得涂布液的pH值也逐渐降低。

按照标准YC/T 468-2013中的方法对烟草浓缩液的烟碱含量进行测定，结果如表2所示。

表2 烟草浓缩液烟碱含量

例别	烟碱含量/％
		对比例	0.89
实施例1	0.85
		实施例2	0.77
实施例3	0.62

由表2结果可见，随着碱性萃取液pH值增加，萃取液中游离态烟碱逐渐增加，再加上浓缩温度逐渐提高，所得浓缩液烟碱含量逐渐降低。

用Brookfield DV2T粘度计测定涂布液粘度，水浴温度为35℃，选用62号转子，转速为200r/min，结果如表3所示。

表3 涂布液粘度

例别	粘度/厘泊
		对比例	20.59
实施例1	14.40
		实施例2	12.45
实施例3	11.38

由表3可见，各实施例的粘度均低于对比例粘度。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种再造烟叶涂布液的制备方法，包括如下步骤：

1)将烟草原料用水萃取，固液分离得到烟草萃取液；

2)向烟草萃取液中加入强碱，得到碱性萃取液，所述强碱为氢氧化钾或氢氧化钠，强碱添加至所述碱性萃取液的pH值为7.0～9.5；

3)碱性萃取液经过离心得到精制萃取液；

4)精制萃取液经减压浓缩得到烟草浓缩液，浓缩过程中，浓缩温度为50～80℃，浓缩压力为60～110mbar；

5)向烟草浓缩液中加入烟用香精和有机酸得到烟草涂布液。

2.根据权利要求1所述的再造烟叶涂布液的制备方法，其特征在于，包括如下特征中的一种或多种：

所述烟草原料包括烟梗、烟片和烟末；

水的使用量为所述烟草原料的质量的4～7倍；

烟草原料在40～80℃水中浸泡萃取。

3.根据权利要求1所述的再造烟叶涂布液的制备方法，其特征在于，烟草浓缩液的密度为1.18～1.22g/ml。

4.根据权利要求1所述的再造烟叶涂布液的制备方法，其特征在于，所述有机酸为柠檬酸或苹果酸。

5.根据权利要求1所述的再造烟叶涂布液的制备方法，其特征在于，有机酸添加至使得最终获得的烟草涂布液的pH值为5.0～7.0。

6.根据权利要求1所述的再造烟叶涂布液的制备方法，其特征在于，烟用香精可为烟草提取物、混合香精或单体香精。

7.一种采用如权利要求1～6任一项所述的再造烟叶涂布液的制备方法获得的再造烟叶涂布液。