CN112741360A - 一种高品质中心加热烟草卷烟芯材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高品质中心加热烟草卷烟芯材及其制备方法,以超细烟草粉体造纸抄造成型工艺获得高吸收性、高负载量、高密度、高导热性能的片基;片基经压延涂布工艺涂布后获得高涂布率,高热水可溶物含量的涂布样;涂布样经干燥、收卷后制备得到可用于中心加热烟草卷烟生产的芯材产品。该方法制备得到的中心加热烟草卷烟芯材,具有热水可溶物含量高(最高可达到80%以上),导热性能好、芯材致密、表面均匀细腻、烟气浓度高、香气量足、烟雾释放量稳定等优点。
Description
技术领域
本发明属于加热烟草卷烟烟芯材料的制备技术领域,尤其涉及一 种高品质中心加热烟草卷烟芯材及其制备方法。
背景技术
目前,国际及国内主流中心加热烟草卷烟芯材的制备方法主要为 干法再造烟叶工艺,干法再造烟叶的基本工艺是将针叶木浆、未漂白 麻浆等外加纤维浆板经机械破碎至一定的尺寸后,经空气输送至成型 设备,在成型设备内纤维经打散后悬浮于空气中,在送风及负压的共 同作用下定向沉降至移动的成型网上形成纤维薄层,再经正面喷涂胶 粘剂定型后形成干法再造烟叶基片,之后将经过机械粉碎后的烟粉与 胶粘剂、涂布料、发烟剂等调配成涂布液并喷涂于基片上,经干燥后 得到干法再造烟叶成品。由于干法再造烟叶产品具有较好的填充值和 较低的抗张强度,用于成型工艺时,部分样品出现了断纸的情况,其 物理性能难以匹配后续高车速纸机上机、压纹或切丝、成型等加工工 艺的要求,此外,干法工艺制备的芯材由于工艺的局限性,制备过程 中产品理化指标可调、可控性能差,风格特征可塑性差已是目前公认 的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决采用干法工艺制备芯材过程中的工艺 局限性及制备过程中产品的理化指标可调、可控性能差,风格特征的 可塑性差等问题。
提出了一种高品质中心加热烟草卷烟芯材及其制备方法。为了实 现上述目的,为解决上述现有技术的不足,本发明采用如下技术方案 来实现。一种中心加热烟草卷烟芯材,由包括如下重量份的原料制备 得到:
原料重量份数
超细烟草粉末 70~88
纤维素纤维 12~30
助剂 0.2~2
发烟剂 10~25
香原料 0~5
防潮剂 0.05~3
其中,所述助剂为罗望子多糖胶、壳聚糖、羧甲基纤维素钠、阳 离子淀粉、瓜尔胶、聚乙烯醇中的一种或多种组合;且成品是经压延 涂布工艺制得。
进一步的,所述超细烟草粉末为烟叶原料、烟叶碎片、烟梗、烟 末等经粉碎处理后的一种或多种组合。
进一步的,所述纤维素纤维为木浆、麻浆、棉浆、竹浆、草浆中 的一种或多种组合。
进一步的,所述发烟剂为丙二醇、丙三醇、甘露醇、1、3-丙二 醇、山梨醇及木糖醇等多碳脂肪醇以及多碳脂肪酸的一种或多种组合; 所述的防潮剂为罗望子多糖胶、蜂蜡、可可脂、羧甲基纤维素钠中的 一种或多种组合。
进一步的,所述香原料为烟草粉末、烟草及香味植物的醇提膏、 水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。
本发明的另一方面,提供了一种中心加热烟草卷烟芯材的制备方 法,由以下步骤组成:
步骤S1.将烟草原料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细烟 草粉末;
步骤S2.将步骤S1制备得到的超细烟草粉末与水混合进行提取, 提取完毕后过滤得到提取液和滤渣;
步骤S3.将步骤S2中制备得到的提取液进行浓缩制备得到浓缩 液,在浓缩液中加入香原料、发烟剂、防潮剂充分混合均匀后制备得 到涂布液,所述涂布液的粘度为5000~30万CPS之间,备用;
步骤S4.将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆,制浆完 成后制备得到纤维素纤维浆料,备用;
步骤S5.将步骤S2制备得到的滤渣与步骤S4制备得到的纤维素 纤维浆料进行混合,加入助剂进行充分混合均匀后制备得到混合浆料;
步骤S6.将步骤S5制备得到的混合浆料按造纸抄造成型工艺进 行抄造制备得到片基;
步骤S7.将步骤S3中制备得到的涂布液与步骤S6制备得到的片 基采用压延涂布工艺进行双面或单面涂布,制备得到涂布样;
步骤S8.将步骤S7中制备得到涂布样经干燥、收卷后制备得到 可用于中心加热烟草卷烟生产的芯材产品。
进一步的,所述步骤S1中的超细烟草粉末的特征为:中位粒径 (D50)为139.20um~31.34um,小于20um粒径含量在16.64%~33.88% 之间。
进一步的,所述步骤S2中超细烟草粉末与水的混合的重量比为1: (4.6~8),提取温度为50~80℃,提取时间为15~70min。
进一步的,所述步骤S4中的制浆,制浆过程的浆料的肖伯尔打 浆度为30°SR~80°SR。
进一步的,所述步骤S6中抄造制备得到片基的绝干定量为 30g/m2~80g/m2;
所述步骤S7中制备得到涂布样的绝干定量为60g/m2~400g/m2;压延涂 布的涂布率为50%-80%。
本发明的工作原理:
将原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到中位粒径(D50) 为139.20um~31.34um,小于20um粒径含量在16.64%~33.88%之间的 超微粉,再加水混合,后分离得提取液和滤渣;纤维素纤维制浆制得 的浆料中再加入从原材料中提取的滤渣和助剂制得混合浆料,再抄造 成型得片基。
由于原料为超微粉,若按植物细胞平均直径为20um来算(大多 数植物细胞的粒径在10um~30um之间),则当小于20um粒径含量在 16.64%~33.88%之间时,意味着占比达到16.64%~33.88%的烟草细胞 已经破壁,细胞的破壁程度不同,所制备得到的片基的定量、厚度、 松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同,而 这些指标是影响成品涂布率、平滑度、均匀性、理化指标、感官质量 等的重要因素。
其次,压延涂布工艺是采用压延辊将涂布液涂布于基材表面上, 采用剥离膜,通过压延辊将涂布液加热熔融贴合于基材表面在与剥离 膜进行分离;由于基材片基具有良好的吸收性能,涂布液可快速吸收 渗透至基材内部,吸收渗透达到饱和后的涂布液经压延辊的挤压和加 热,可均匀的分散在基材的表面。压延经辊的间隙的设置及涂布液粘 度的设置决定了成品的涂布率,可达到80%以上,干燥后制备得到的 成品具有平滑度高;厚度、定量控制精度高、导热系数高等良好的性 能。
另一方面,罗望子胶是一种水溶性木葡聚糖,以葡萄糖作为主链, 半乳糖和木糖组成侧链的水溶性聚合多糖。木葡聚糖是一种存在于高 等植物的细胞壁的多糖,特别是许多植物细胞生长的壁(主壁)级分。 此外木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支较多,故多糖分子具 有很强的亲水性,能够结合许多水分子(即水合)并产生一定的粘度, 该多糖溶液的粘度不是很高,但其特征在于在有糖共存时有增粘的作 用,且可诱导发生凝胶化。助剂使用罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶 性高分子化合物等的一种或几种混合而成的助剂,在制备混合浆料的 过程中,由于其分子主链结构与超细植物粉末分子的相似性,使其易 于吸附到纤维上而产生助留、助滤和增强效果,促进分子伸展;另外, 罗望子多糖胶精准用量下和壳聚糖、羧甲基纤维素钠(CMC)、阳离子 淀粉、瓜尔胶、聚乙烯醇混合后与混合浆料充分混匀,木葡聚糖具有 形成网状交联微纤维由于分支能够与带电荷的淀粉水溶物充分匀合, 并容易与带负电荷的纤维及超微植物粉末发生相互络合作用,使得整 个助剂带有电荷密度均匀的特性,从而提升浆料留着率;最后,上述 包含罗望子多糖胶的助剂由于有效的促进了混合浆料中分子的伸展, 因此整体混合浆料分子量适中,因而不会产生过度絮凝,有助于提升 片基的均匀性。最后,由于发烟剂在芯材表面形成聚聚层,表面张力的存在加大了其与水分子结合的几率,从而导致芯材出现吸潮的问题, 在涂布液中加入罗望子多糖胶(TSP)、蜂蜡、可可脂、羧甲基纤维素 中的一种或多种组合可使发烟剂及涂布液诱导发生凝胶化,干燥后形 成一层相对干燥的膜,该类材料不仅可以起到防吸潮的作用,还可以 提高芯材烟雾释放量。
基于以上因素,将单一或者多元化的烟草原料进行超微粉碎,使 浸提和打浆工艺所使用的物料最大均质化,而超细颗粒粉末通过和纤 维素纤维充分混合后进行片基抄造,其片基均匀性高;定量、厚度、 松厚度、透气度等物理指标的波动较小;抗张强度、拉伸率等物理指 标较高;经压延涂布工艺涂布后,根据涂布率控制需求,涂布率可达 到80%以上,干燥后制备得到的成品具有平滑度高;厚度、定量控制 精度高、导热系数高等良好的性能。
(1)通过对烟草原料的超细粉化粉碎处理制成粉膏,并提取分 离,提取液制成浓缩液后制备涂布液,而粉渣和浆料混配制成混合浆 料,通过超微粉的处理,使得原料细胞不同比例的破壁,破壁程度的 不同,所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、 拉伸率、吸湿速率等指标均不相同,当20um的粒径含量在 16.64%~33.88%之间,中位径(D50)为139.20um~31.34um时,所制 备得到的片基均匀性高;定量、厚度、松厚度、透气度等物理指标的 波动较小;抗张强度、拉伸率等物理指标较高。
(2)经压延涂布工艺涂布后,根据涂布率控制需求,涂布率可 达到80%以上,干燥后制备得到的成品具有平滑度高;厚度、定量控 制精度高、导热系数高、发烟效果好、不易吸潮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,对本发明进 一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本 发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述, 以避免不必要地混淆本发明的概念。
实施例1
(1)将烟草原料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细烟草 粉末,超细烟草粉末的中位径(D50)为50.19um,小于20um粒径含 量25.26%;(2)取80份重量的(绝干质量)的上述超细烟草粉末置 于提取罐中,向其中加入4.6倍重量的水,70℃提取30分钟,提取 完毕后过滤得到提取液和滤渣;(3)提取液采用减压蒸馏浓缩工艺进 行浓缩得到浓缩液,在浓缩液中加入20份重量的发烟剂,2份重量的 香原料,1份重量的防潮剂充分搅拌混合均匀后制备得到涂布液备用, 涂布液的粘度为10万CPS;(4)取20份重量的针叶木浆,按造纸法再造烟叶制浆工艺进行制浆,浆料的肖博尔打浆度为50°SR;(5)制 浆完成后将烟草粉渣和纤维素纤维浆料一起混合,在混合浆料中加入 0.4份重量的助剂,充分搅拌混合均匀后采用造纸法再造烟叶片基抄 造成型工艺进行片基的制备,片基的定量为60g/m2;(6)将涂布液按 造纸法再造烟叶涂布工艺涂布于片基上,涂布后再造烟叶的绝干定量 控制为170g/m2;(7)涂布样经干燥、收卷后制备得到加热烟草卷烟 芯材产品。
该工艺所制备得到的中心加热烟草卷烟芯材与国际某主流中心 加热烟草卷烟芯材指标对比如下。
该工艺所制备得到的中心加热烟草卷烟芯材与国际某主流中心 加热烟草卷烟芯材发烟效果以热失重分析对比结果为表述,如下表所 示。
根据热重检测数据可知,结合常规中心加热温度350℃分析,350℃ 以前国际某主流芯材产品的热失重量约为55%,该工艺制备得到的芯 材热失重量约为68%。其中国际某主流芯材产品的最大失重温度为 150℃-300℃之间,为37.19%,在此区间中失重速率为10.12%/min; 该工艺制备得到的芯材最大失重温度在240℃-380℃之间,达到 31.63%,最大失重速率为5.28%/min。对比以上检测数据,该工艺 制备得到的芯材需要超过200℃后才会出现较大的热失重,但在350℃ 以前的热失重量均超过了国际某主流芯材产品,说明了在同样的条件 下,该工艺制备的加热烟草产品可以释放更多的有效物质。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明 或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本 发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均 应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵 盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内 的全部变化和修改例。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材,其特征在于,所述超细烟草粉末为烟叶原料、烟叶碎片、烟梗、烟末等经粉碎处理后的一种或多种组合。
3.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材,其特征在于,所述纤维素纤维为木浆、麻浆、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。
4.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材,其特征在于,所述发烟剂为丙二醇、丙三醇、甘露醇、1、3-丙二醇、山梨醇及木糖醇等多碳脂肪醇以及多碳脂肪酸的一种或多种组合;所述的防潮剂为罗望子多糖胶、蜂蜡、可可脂、羧甲基纤维素钠中的一种或多种组合。
5.如权利要求1所述的中心加热烟草卷烟芯材,其特征在于,所述香原料为烟草粉末、烟草及香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。
6.一种中心加热烟草卷烟芯材的制备方法,由以下步骤组成:
步骤S1.将烟草原料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细烟草粉末;
步骤S2.将步骤S1制备得到的超细烟草粉末与水混合进行提取,提取完毕后过滤得到提取液和滤渣;
步骤S3.将步骤S2中制备得到的提取液进行浓缩制备得到浓缩液,在浓缩液中加入香原料、发烟剂、防潮剂充分混合均匀后制备得到涂布液,所述涂布液的粘度为5000~30万CPS之间,备用;
步骤S4.将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆,制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料,备用;
步骤S5.将步骤S2制备得到的滤渣与步骤S4制备得到的纤维素纤维浆料进行混合,加入助剂进行充分混合均匀后制备得到混合浆料;
步骤S6.将步骤S5制备得到的混合浆料按造纸抄造成型工艺进行抄造制备得到片基;
步骤S7.将步骤S3中制备得到的涂布液与步骤S6制备得到的片基采用压延涂布工艺进行双面或单面涂布,制备得到涂布样;
步骤S8.将步骤S7中制备得到涂布样经干燥、收卷后制备得到可用于中心加热烟草卷烟生产的芯材产品。
7.如权利要求6所述的加热烟草卷烟芯材的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中的超细烟草粉末的特征为:中位粒径(D50)为139.20um~31.34um,小于20um粒径含量在16.64%~33.88%之间。
8.如权利要求8所述的加热烟草卷烟芯材,其特征在于,所述步骤S2中超细烟草粉末与水的混合的重量比为1:(4.6~8),提取温度为50~80℃,提取时间为15~70min。
9.如权利要求6所述的加热烟草卷烟芯材,其特征在于,所述步骤S4中的制浆,制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为300SR~800SR。
10.如权利要求8所述的加热烟草卷烟芯材,其特征在于,
所述步骤S6中抄造制备得到片基的绝干定量为30g/m2~80g/m2;所述步骤S7中制备得到涂布样的绝干定量为60g/m2~400g/m2;压延涂布的涂布率为50%-80%。
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