CN110934321A - 一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加热不燃烧烟草制品技术领域，尤其涉及一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法。其包括以下步骤：于纸浆悬浮液中加入烟粉、香精和木质素，疏解后过滤得到纤维基料；将纤维基料热压得到非燃烧型烟草薄片。本发明于薄片制备过程中添加木质素，一方面，木质素可以作为胶黏剂，减少了其他化学胶黏剂的使用，保持了烟草薄片的天然香味。另一方面，木质素高温化学键断裂，造成胶黏剂木质素自身、以及薄片纤维组织结构变得相对松散，使得其中包裹或吸附的香精得以释放，使得制得的烟草成品抽吸时香味充分释放，提高抽吸舒适度。
Description
技术领域
本发明涉及加热不燃烧烟草制品技术领域，尤其涉及一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法。
背景技术
世界卷烟市场正面临着继卷烟机诞生、过滤嘴问世后的第三次变革，新型加热不燃烧卷烟作为一种新型的烟草制品，正逐渐成为新一代烟民追求的产品，其具有市场占有率逐渐提高、发展势头迅猛、烟气有害化学成分和生物毒性大幅降低、年轻化烟民更易接受等特点。因此新型烟草制品及其加热装置的研究已逐渐成为各烟草行业的重点工作，其中对于烟草物的研究为重中之重。
烟草薄片是将卷烟生产过程中废弃的烟梗、烟片末等废弃物质经过造纸法加工处理形成的产品，具有变废为宝、卷烟配伍性好、易添加外源物质、低焦低害等特点。烟草薄片已经成为传统卷烟配方中不可缺少的原料，且由于烟草薄片具备一系列应用意义，其生产发展逐渐增强。
当前烟草薄片中通常加入香精，如薄荷醇、香兰素等，以丰富烟草制品的种类。然而，香精的控制释放成为新型烟草薄片生产过程中的难点。
申请号为CN201910072976.2的专利文件公开了这样一种外香型微胶囊再造烟叶及其制备方法，所述外香型微胶囊再造烟叶的原料包括涂布液和再造烟叶片基，所述涂布液按重量百分比计，包括以下组分：烟草萃取物浓缩液60％～99％；微胶囊香精1％～25％；凉味剂0％～5％；助溶剂0％～25％。该申请认为可以通过微胶囊微胶囊香精可以控制香气缓慢释放，使烟草制品在抽吸过程中保持香气缓慢、均匀释放，提高消费者的体验感受。但是，微胶囊香精是采用微胶囊包理技术把香精香料包埋在天然高分子材料内，只有微胶囊外壁材料崩解了，香精才会溢出，但是该申请没有提提到如何使得微胶囊外壁材料崩解、如何保证崩解速度均匀的技术，因此其控制香精释放的效果还有待商榷。
硫酸盐法制浆，原料适应性广，纸浆性能好，已被普遍应用于各制浆造纸企业。硫酸盐蒸煮废液称为黑液，主要含有木质素和多糖，为环境污染物。生产企业投入大量人力和物力处理黑液，然而回报率较低。利用酸沉淀的方法可有效分离黑液中的木质素。硫酸盐木质素是一种天然的胶黏剂，且部分木质素具有热敏性，以硫酸盐木质素为胶黏剂，利用其热敏性，对薄片中的香精起到控制释放作用，具有广阔的市场前景。
发明内容
本发明要解决上述问题，提供一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法。
本发明解决问题的技术方案是，提供一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，包括以下步骤：于纸浆悬浮液中加入烟粉、香精和木质素，疏解后过滤得到纤维基料；将纤维基料热压得到非燃烧型烟草薄片。
本发明人已经发现，本申请中木质素能渗透至纸浆纤维分子之间，与其产生化学或物理的作用，从而起到对纸浆纤维的粘连作用，由此形成薄片的主体骨架结构。而香精则会位于该骨架结构的内部或者附着在其表面。木质素是苯丙烷结构单元，通过C-C键和C-O键相互连接。同时通过C-O键与周围的多糖交织在一起。在高温作用下，C-O键并不稳定，会发生一定程度的断裂。而C-O键发生断裂分解的温度大致为300℃左右。该温度范围恰好与非燃烧型烟草薄片抽吸时加热的温度相吻合。C-O键发生断裂分解会造成木质素自身以及其同薄片中木浆纤维组织结构变得相对松散，使得其中位于被固化膜所作用的香精冲破得以在薄片加热抽吸的温度下得到释放。基于此，完成了本申请的创造。
优选地，按照质量份，包括100份纸浆悬浮液、20-30份烟粉、5-10份香精和3-5份木质素。
优选地，所述木质素由以下步骤制备：收集木质原料、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的木质纤维硫酸盐蒸煮废液，向木质纤维硫酸盐蒸煮废液中加入酸，调节pH至3.0-7.0，得到硫酸盐木质素沉淀，即为木质素。
优选地，选用低沸点有机酸。
优选地，所述有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种。
优选地，所述纸浆悬浮液以下步骤制备：将质量分数为10-30%的木浆在疏解5-15min，得到纸浆悬浮液。
优选地，真空度0.05-0.08 Mpa条件下真空过滤。
优选地，于120-170℃热压5-15min。
优选地，纸浆悬浮液、烟粉、香精和木质素混合后，疏解2-5min。
优选地，所述木质原料包括马尾松木质部、桉木木质部、麦草秸秆中的一种或几种。
本发明的有益效果：
1.于薄片制备过程中添加木质素，一方面，木质素可以作为胶黏剂，减少了其他化学胶黏剂的使用，保持了烟草薄片的天然香味。另一方面，木质素是苯丙烷结构单元，通过C-C键和C-O键相互连接。同时通过C-O键与周围的多糖交织在一起。在高温作用下，C-O键并不稳定，会发生一定程度的断裂。这就为木质素的热敏性提供了理论基础。非燃烧型烟草薄片通常温度可达到300℃以上，在高温作用下，部分C-O键断裂，造成胶黏剂木质素自身，以及薄片纤维组织结构变得相对松散，使得其中包裹或吸附的香精得以的在特定的条件下释放。
2.木质素源于制浆废液，降低了生产成本，且绿色环保。
3.采用pH为3.0-7.0级份硫酸盐木质素，该部分木质素具有较强热敏性。
4.采用低沸点有机酸，低沸点有机酸有利于酸回收，且有机酸可更精准控制蒸煮废液pH。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，并对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，包括以下步骤：
（1）收集马尾松、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的马尾松硫酸盐蒸煮废液。向马尾松硫酸盐蒸煮废液中加入乙酸，调节pH至4.5，获得硫酸盐木质素沉淀。
（2）将质量分数为20%的木浆在疏解机作用下10min，获得纸浆悬浮液。
（3）收集废弃的烟梗、烟片末，混合后粉碎得到烟粉。
（4）按照质量份，将100份纸浆悬浮液、25份烟粉、8份薄荷香精和4份硫酸盐木质素沉淀混合，在疏解机作用下4min，获得混合悬浮液。
（5）将混合悬浮液在真空度0.06Mpa条件下，真空过滤，获得纤维基料。
（6）将纤维基料在150℃温度条件下，热压13min，获得非燃烧型烟草薄片。
本实施例中的非燃烧型烟草薄片的相关指标以及将其制成卷烟成品后的抽吸评测见下表1。
实施例2
一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，包括以下步骤：
（1）收集马尾松、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的马尾松硫酸盐蒸煮废液。向马尾松硫酸盐蒸煮废液中加入乙酸，调节pH至3.0，获得硫酸盐木质素沉淀。
（2）将质量分数为10%的木浆在疏解机作用下5min，获得纸浆悬浮液。
（3）收集废弃的烟梗、烟片末，混合后粉碎得到烟粉。
（4）按照质量份，将100份纸浆悬浮液、20份烟粉、5份薄荷香精和3份硫酸盐木质素沉淀混合，在疏解机作用下2min，获得混合悬浮液。
（5）将混合悬浮液在真空度0.05Mpa条件下，真空过滤，获得纤维基料。
（6）将纤维基料在120℃温度条件下，热压5min，获得非燃烧型烟草薄片。
本实施例中的非燃烧型烟草薄片的相关指标以及将其制成卷烟成品后的抽吸评测见下表1。
实施例3
一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，包括以下步骤：
（1）收集杨木片、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的杨木硫酸盐蒸煮废液。向杨木硫酸盐蒸煮废液中加入乙酸，调节pH至7.0，获得硫酸盐木质素沉淀。
（2）将质量分数为30%的木浆在疏解机作用下15min，获得纸浆悬浮液。
（3）收集废弃的烟梗、烟片末，混合后粉碎得到烟粉。
（4）按照质量份，将100份纸浆悬浮液、30份烟粉、10份青柠香精和5份硫酸盐木质素沉淀混合，在疏解机作用下5min，获得混合悬浮液。
（5）将混合悬浮液在真空度0.08Mpa条件下，真空过滤，获得纤维基料。
（6）将纤维基料在170℃温度条件下，热压15min，获得非燃烧型烟草薄片。
本实施例中的非燃烧型烟草薄片的相关指标见下表1。
实施例4
一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，包括以下步骤：
（1）收集杨木片、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的杨木硫酸盐蒸煮废液。向杨木硫酸盐蒸煮废液中加入乙酸，调节pH至5.0，获得硫酸盐木质素沉淀。
（2）将质量分数为15%的木浆在疏解机作用下8min，获得纸浆悬浮液。
（3）收集废弃的烟梗、烟片末，混合后粉碎得到烟粉。
（4）按照质量份，将100份纸浆悬浮液、28份烟粉、7份薄荷香精和4份硫酸盐木质素沉淀混合，在疏解机作用下3min，获得混合悬浮液。
（5）将混合悬浮液在真空度0.07Mpa条件下，真空过滤，获得纤维基料。
（6）将纤维基料在140℃温度条件下，热压11min，获得非燃烧型烟草薄片。
本实施例中的非燃烧型烟草薄片的相关指标以及将其制成卷烟成品后的抽吸评测见下表1。
实施例5
一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，包括以下步骤：
（1）收集麦草、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的麦草硫酸盐蒸煮废液。向麦草硫酸盐蒸煮废液中加入乙酸，调节pH至4.0，获得硫酸盐木质素沉淀。
（2）将质量分数为28%的木浆在疏解机作用下13min，获得纸浆悬浮液。
（3）收集废弃的烟梗、烟片末，混合后粉碎得到烟粉。
（4）按照质量份，将100份纸浆悬浮液、23份烟粉、5份硫酸盐木质素沉淀以及5份薄荷香精混合，在疏解机作用下3min，获得混合悬浮液。
（5）将混合悬浮液在真空度0.08Mpa条件下，真空过滤，获得纤维基料。
（6）将纤维基料在160℃温度条件下，热压10min，获得非燃烧型烟草薄片。
本实施例中的非燃烧型烟草薄片的相关指标以及将其制成卷烟成品后的抽吸评测见下表1。
对比例1
本实施例中制备普通非燃烧型烟草薄片，包括以下步骤：
（1）将质量分数为28%的木浆在疏解机作用下13min，获得纸浆悬浮液。
（3）收集废弃的烟梗、烟片末，混合后粉碎得到烟粉。
（4）按照质量份，将100份纸浆悬浮液、23份烟粉、5份羟甲基纤维素以及5份薄荷香精混合，在疏解机作用下3min，获得混合悬浮液。
（5）将混合悬浮液在真空度0.08Mpa条件下，真空过滤，获得纤维基料。
（6）将纤维基料在160℃温度条件下，热压10min，获得非燃烧型烟草薄片。
本对比例中的非燃烧型烟草薄片的相关指标以及将其制成卷烟成品后的抽吸评测见下表1。
表1.
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：包括以下步骤：于纸浆悬浮液中加入烟粉、香精和木质素，疏解后过滤得到纤维基料；将纤维基料热压得到非燃烧型烟草薄片。
2.根据权利要求1所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：按照质量份，包括100份纸浆悬浮液、20-30份烟粉、5-10份香精和3-5份木质素。
3.根据权利要求1所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：所述木质素由以下步骤制备：收集木质原料、氢氧化钠和硫化钠混合蒸煮制浆过程中产生的木质纤维硫酸盐蒸煮废液，向木质纤维硫酸盐蒸煮废液中加入酸，调节pH至3.0-7.0，得到硫酸盐木质素沉淀，即为木质素。
4.根据权利要求3所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：选用低沸点有机酸。
5.根据权利要求4所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：所述有机酸为甲酸、乙酸、柠檬酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：所述纸浆悬浮液由以下步骤制备：将质量分数为10-30%的木浆疏解5-15min，得到纸浆悬浮液。
7.根据权利要求1所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：真空度0.05-0.08 Mpa条件下真空过滤。
8.根据权利要求1所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：于120-170℃热压5-15min。
9.根据权利要求1所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：纸浆悬浮液、烟粉、香精和木质素混合后，疏解2-5min。
10.根据权利要求3所述的一种基于硫酸盐木质素制备热敏性非燃烧烟草薄片的方法，其特征在于：所述木质原料包括马尾松木质部、桉木木质部、麦草秸秆中的一种或几种。
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