CN111317171B - 一种碱化葡萄糖及其制备方法和作为降低卷烟主流烟气中氨含量功能添加剂的应用 - Google Patents

一种碱化葡萄糖及其制备方法和作为降低卷烟主流烟气中氨含量功能添加剂的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碱化葡萄糖及其制备方法和作为降低卷烟主流烟气中氨含量功能添加剂的应用。碱化葡萄糖由葡萄糖、氯化钠和碱性物质在水溶液体系中反应得到。将碱化葡萄糖涂敷于卷烟滤棒用纸的表面，再将该卷烟滤棒用纸卷制卷烟，能显著降低卷烟主流烟气中的氨释放量，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响卷烟口感，且碱化葡萄糖及其功能化卷烟滤棒用纸的制备方法简单、成本低，满足工业化生产要求。

Description

一种碱化葡萄糖及其制备方法和作为降低卷烟主流烟气中氨 含量功能添加剂的应用
技术领域
本发明涉及一种卷烟滤棒功能添加剂，特别涉及一种碱化葡萄糖及其制备方法，还涉及碱化葡萄糖作为卷烟滤棒添加剂的应用，具体涉及碱化葡萄糖添加卷烟滤棒的纤维素纸或压纹纸表面，用于降低卷烟主流烟气中氨含量，属于卷烟制备技术领域。
背景技术
氨，无色有强烈刺激性气味，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡。是毒性物质，血氨增多对脑神经组织损害最明显。是烟气中的主要有害物质之一。氨在新鲜烟叶中的含量很少，烟叶经调制发酵，由于蛋白质、氨基酸的代谢(氧化、脱氧等反应)，其含量增加。烟叶中的氨基酸、蛋白质、硝酸盐和铵盐等是卷烟烟气中氨的前体物。在卷烟中，适量的氨对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，其与其它含氮化合物参与了烟气吃味劲头的形成。氨含量过低，会造成烟气劲头下降，丰满度不够；但过量的氨会产生强烈的刺激性，引起吸烟者喉部收缩，使人感到呛咳，鼻腔、舌头有辛辣难忍的感觉。因此，氨对控制卷烟吸味有重要作用。因此，降低卷烟主流烟气中氨含量，提高吸烟安全性已经成为当今国际共识和追求的目标，也是烟草工业发展中需要解决的重大研究课题之一。
目前，把降低卷烟主流烟气中氨作为选择性唯一目标物来研究的文献较少。中国专利(申请号201010288157.0)公开了一种降低氨含量的卷烟加工工艺方法，主要是利用微波改变卷烟制丝工艺来实现。中国专利(申请号201210041550.9)采用电子束/X射线辐照的手段对成品香烟或者烟叶进行处理来实现的。而中国专利(申请号201210197501.4)采用的是在滤棒中添加活性组分原卟啉化合物。通过固体物质的阻挡和吸附能够同时降低焦油和其它有害物质，但应用在中低焦油卷烟上其效果并非如报道那么明显，焦油的降低幅度要高于有害物质降低幅度，且不能达到高选择性降低卷烟烟气有害成分的要求。而且这些专利技术涉及工艺较复杂或活性组分安全性，成本高等问题，因而应用前景存在一定难度。
发明内容
针对现有技术中卷烟主流烟气降氨的方法存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种具有选择性降低卷烟主流烟气中氨含量功能的碱化葡萄糖。
本发明的第二个目的是在于提供一种操作简单、低成本制备所述碱化葡萄糖的方法，该方法有利于工业化生产。
本发明的第三个目的是在于提供一种碱化葡萄糖的应用，将其作为功能添加剂用于制备具有选择性降低卷烟主流烟气中氨含量功能，对卷烟口感无影响的卷烟滤棒用纸。
本发明的第四个目的是在于提供一种具有降低卷烟主流烟气中氨含量功能的卷烟滤棒，该滤棒通过在普通卷烟滤棒的纤维素纸或压纹纸上添加碱化葡萄糖，可以降低卷烟主流烟气中的氨含量，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响卷烟口感。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种碱化葡萄糖的制备方法，其由葡萄糖、氯化钠和碱性物质在水溶液体系中反应得到。
优选的方案，所述碱性物质为弱碱性盐，如碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐。而一般的氢氧化钠等强碱会导致副反应的发生，且强碱腐蚀较强，不利于在卷烟用纸上添加。
优选的方案，葡萄糖、氯化钠和碱性物质的质量百分比组成为85～88.5％:0.5％～1.5％:11.0％～13.5％。
优选的方案，葡萄糖、氯化钠和碱性物质在水溶液体系中，于80～100℃，反应3～5小时，冷却，即得。如果反应温度过低，原料之间难以反应得到满足应用要求的碱化葡萄糖，如果反应温度过高，副反应严重，也难以得到碱化葡萄糖产物。
本发明还提供了一种碱化葡萄糖，其由上述制备方法得到。
本发明还提供了一种碱化葡萄糖的应用，其作为降低卷烟主流烟气中氨含量的功能添加剂应用于卷烟滤棒。
优选的方案，将碱化葡萄糖添加在卷烟滤棒用纸表面。
优选的方案，所述碱化葡萄糖在卷烟滤棒用纸表面的添加量按2～15mg/支卷烟滤棒计量；较优选为按5～10mg/支卷烟滤棒计量。
优选的方案，所述卷烟滤棒用纸为纤维素纸和/或压纹纸。
较优选的方案，将碱化葡萄糖溶于溶剂得到碱化葡萄糖溶液，再将碱化葡萄糖溶液涂敷于卷烟滤棒用纸表面，干燥。
较优选的方案，所述碱化葡萄糖溶液中碱化葡萄糖的质量百分比浓度为20％～50％。
较优选的方案，所述干燥在90℃～105℃温度下实现。
本发明还提供了一种具有降低卷烟主流烟气中氨含量功能的卷烟滤棒，其包括表面添加有碱化葡萄糖的纤维素纸和/或压纹纸。该卷烟滤棒与普通滤棒的区别之处，仅仅是纤维素纸或压纹纸不同，采用了添加了碱化葡萄糖的纤维素纸和/或压纹纸来替换普通卷烟滤棒中的常规纤维素纸和/或压纹纸。
优选的方案，所述碱化葡萄糖在在纤维素纸和/或压纹纸上表面的添加量按2～15mg/支卷烟滤棒计量，较优选为按5～10mg/支卷烟滤棒计量。
本发明提供的碱化葡萄糖具有较高的反应活性，将其涂布在卷烟滤棒用纸表面，能迅速与纤维素表面的活性基团反应，很好地负载在卷烟滤棒用纸表面，具有较好的负载稳定性，而碱化葡萄糖对卷烟主流烟气中氨通过物理及化学反应与氨结合，表现出很好的选择性吸附氨的效果，这效果完全是意料不到的。
本发明采用碱化葡萄糖对普通的纤维素纸或压纹纸进行表面处理，再替换普通的纤维素纸或压纹纸使用，使卷烟滤棒具有降低卷烟主流烟气中氨含量的功能。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优势：
1)本发明将碱化葡萄糖负载到卷烟滤棒用纸上，碱化葡萄糖能选择性与主流烟气中的氨反应，实现了降低卷烟中有害物质，在减少对吸烟者造成的危害同时不影响卷烟口感。
2)本发明的碱化葡萄糖在卷烟滤棒用纸上负载稳定，安全性高，不影响卷烟口感。
3)本发明采用的碱性葡萄糖稳定性好，对人体安全，与传统的固体吸附材料相比，进一步拓宽了降害材料的选择范围。
4)本发明采用的卷烟纸载体即为普通的纤维素纸或者压纹纸，通过添加碱化葡萄糖后，可直接用作卷烟滤棒成形纸或者用作卷烟滤棒压纹纸。
5)本发明的碱化葡萄糖及其功能化卷烟滤棒用纸的制备方法简单，成本低，满足工业化生产的要求。
具体实施方式
以下实施例旨在更具体地描述本发明而不是对本发明的进一步限定，本发明可以按发明内容所述的任一方式实施。
实施例1
将85份葡萄糖,0.5份氯化钠和14.5份碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为20％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为3mg、6mg和10mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于105℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，三种卷烟滤棒对氨去除率分别为18.4％，19.8％，56.8％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例2
将85份葡萄糖,0.5份氯化钠和14.5份碳酸钠溶于水中，加热到80℃下，陈化5小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为50％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为3mg、6mg和10mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于105℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，三种卷烟滤棒对氨去除率分别为14.14％，21.8％，63.1％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例3
将88份葡萄糖,1.5份氯化钠和10.5份碳酸氢钠溶于水中，加热到100℃下，陈化3小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为8mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于105℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为45.3％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例4
将88份葡萄糖,1.5份氯化钠，5份碳酸氢钠和5.5份碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为8mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于105℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为49.1％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例5
将88份葡萄糖,1.5份氯化钠和10.5份碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为8mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于105℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为58.7％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例6
将88份葡萄糖,1.5份氯化钠和10.5份碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为6mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于90℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为25.3％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例7
将88份葡萄糖,1.0份氯化钠和10.5份碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为7mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于90℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为20.8％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
实施例8
将88份葡萄糖,1.0份氯化钠和10.5份碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为7mg的添加量，涂布到压纹纸表面，于90℃在线干燥。将此压纹纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成样品卷烟。按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的压纹纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为20.8％；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
对比实施例1
将100份葡萄糖溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为3mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于90℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成卷烟样品，按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为0；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
对比实施例2
将100份氯化钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为6mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于100℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成卷烟样品，按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为0；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
对比实施例3
将100份碳酸氢钠或碳酸钠溶于水中，加热到90℃下，陈化4小时后，冷却即为所需材料。然后配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为6mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于90℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成卷烟样品，按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为0；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。
对比实施例4
将88份葡萄糖,1.5份氯化钠和10.5份碳酸钠溶于水中，配成质量分数为30％的溶液，利用现有的涂布工艺，按每支卷烟滤棒分别为6mg的添加量，涂布到纤维素纸表面，于90℃在线干燥。将此纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成卷烟样品，按照上述方法，只涂布去离子水，其它条件不变制备的纤维素纸作为成形纸和丝束制备成卷烟滤棒，卷接成对照卷烟。烟气实验数据表明：相对于对照烟，卷烟滤棒对氨去除率为0；样品烟进行评吸，评吸结果表明样品烟基本上不改变抽吸口感。

Claims (13)

1.一种碱化葡萄糖的制备方法，其特征在于：由葡萄糖、氯化钠和碱性物质在水溶液体系中，于80~100oC，反应3~5小时，冷却，即得；所述碱性物质为碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐；其中，葡萄糖、氯化钠和碱性物质的质量百分比组成为85~88.5%:0.5%～1.5%:11.0%～13.5%。
2.一种碱化葡萄糖，其特征在于：由权利要求1所述的制备方法得到。
3.权利要求2所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：作为降低卷烟主流烟气中氨含量的功能添加剂应用于卷烟滤棒。
4.根据权利要求3所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：将碱化葡萄糖添加在卷烟滤棒用纸表面。
5.根据权利要求4所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：所述碱化葡萄糖在卷烟滤棒用纸表面的添加量按2~15mg/支卷烟滤棒计量。
6.根据权利要求5所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：所述碱化葡萄糖在卷烟滤棒用纸表面的添加量按5~10mg/支卷烟滤棒计量。
7.根据权利要求5~6任一项所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：所述卷烟滤棒用纸为纤维素纸和/或压纹纸。
8.根据权利要求4所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：将碱化葡萄糖溶于溶剂得到碱化葡萄糖溶液，再将碱化葡萄糖溶液涂敷于卷烟滤棒用纸表面，干燥。
9.根据权利要求8所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：所述碱化葡萄糖溶液中碱化葡萄糖的质量百分比浓度为20%～50%。
10.根据权利要求8所述的一种碱化葡萄糖的应用，其特征在于：所述干燥在90oC~105oC温度下实现。
11.一种具有降低卷烟主流烟气中氨含量功能的卷烟滤棒，其特征在于：包含有表面添加有权利要求2所述碱化葡萄糖的纤维素纸和/或压纹纸。
12.根据权利要求11所述的一种具有降低卷烟主流烟气中氨含量功能的卷烟滤棒，其特征在于：所述碱化葡萄糖在纤维素纸和/或压纹纸表面的添加量按2~15mg/支卷烟滤棒计量。
13.根据权利要求12所述的一种具有降低卷烟主流烟气中氨含量功能的卷烟滤棒，其特征在于：所述碱化葡萄糖在纤维素纸和/或压纹纸表面的添加量按5~10mg/支卷烟滤棒计量。
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