CN114190586B - 一种自然增香型减害全颗粒滤棒及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自然增香型减害全颗粒滤棒及其制备方法和应用，自然增香型减害全颗粒滤棒由功能化颗粒材料通过粘结固化整体成型，其制备方法是将芳香型植物粉末、功能填料粉末、功能香精料及热熔性粘合剂混合造粒，得到颗粒材料；在颗粒材料表面添加减害功能活性材料，得到功能化颗粒材料，所述功能化颗粒材料通过全颗粒滤棒成型设备成型，即得。该自然增香型减害全颗粒滤棒由具有自然增香和减害功能的颗粒粘结固化为一体化棒状结构，具有稳固的网络状多孔形态特征，可提供复杂而顺畅的烟气通道，烟气通过时可与颗粒表面负载的活性成分充分接触，大幅降低烟气中的苯酚、巴豆醛等有害成分含量，同时具有较好的致香效果。

Description

一种自然增香型减害全颗粒滤棒及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种新型滤棒，特别涉及一种由功能化颗粒材料通过粘结固化整体成型的具有自然增香和减害功能的全颗粒滤棒，还涉及其制备方法和应用，属于卷烟生产技术领域。
背景技术
卷烟滤棒作为卷烟烟气的过滤系统，在提升卷烟吸食品质及安全性上具有重要的作用，但是目前的烟用滤棒形式单一、功能简单,卷烟同质化趋势日趋严重，因此新型卷烟滤棒的研究开发已经摆到了行业空前的高度。
颗粒材料在卷烟滤棒中应用通常采用颗粒均匀分散于醋纤丝束中制备复合滤棒，一方面工艺较复杂导致成本急剧增加，另一方面颗粒使用量极为有限，由于“穿透效应”颗粒作用难以得到充分发挥。另一种使用方式是将颗粒集中添加于两段醋纤棒之间固定长度的空腔中形成三元复合滤棒，这需要专用设备，颗粒添加量无法精确控制且空腔无法填满，滤棒的质量稳定性和硬度指标难以满足要求。
申请人此前提交的申请专利CN201710506486X、CN2017105064874等涉及一种加香功能滤棒，采用螺杆挤出机将含有香料成分的颗粒挤出成型而成，是一种具有加香功能的全颗粒滤棒，但这种制备方法要求颗粒具有较高的强度和密度，不利于香气成分的释放，同时有害成分的截留效果会大打折扣，降低滤棒可用性。
发明内容
针对现有技术中由颗粒材料整体成型的滤棒存在加香或减害效果不突出或者使用量较多但质量指标难以达到要求的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种由具有增香和减害功能的颗粒材料堆积形成的全颗粒滤棒，该全颗粒滤棒具有稳固的特殊网络状多孔结构，且孔隙率高，其特殊的孔隙结构提供了复杂而顺畅的烟气通道，有利于降低吸阻，且有利于烟气与减害功能化颗粒充分接触，可实现减害功能最优化，同时引入了天然植物香料，可以在卷烟抽吸过程中稳定、持久致香，改善致香效果。
本发明的第二个目的是在于提供了一种操作简单、成本低的制备自然增香型减害全颗粒滤棒的方法。
本发明的第三个目的是在于提供自然增香型减害全颗粒滤棒的应用，该滤棒可以直接使用，也可以复合其他纤维滤棒组合使用，且降焦减害效果好，吸阻较低，致香效果稳定持久，克服了现有全颗粒滤棒存在的几个重要缺陷。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)将芳香型植物粉末、功能填料粉末、功能香精料及热熔性粘合剂混合造粒，得到颗粒材料；
2)在颗粒材料表面添加减害功能活性材料，得到功能化颗粒材料；
3)所述功能化颗粒材料通过全颗粒滤棒成型设备成型，即得；
所述全颗粒滤棒成型设备包括安装在支架上的网式输送带，所述支架上沿网式输送带传送方向依次设置喂料装置、带有预成型腔的预成型装置、带有成型腔的固化成型装置、带有冷却/干燥腔的冷却/干燥组件；所述网式输送带包括连接成一体的上层输送带和下层输送带，所述上层输送带经过所述喂料装置的喂料口，并穿过所述预成型装置的预成型腔、所述固化成型装置的成型腔、所述冷却/干燥组件的冷却/干燥腔；所述预成型腔的侧壁上有多个用于提供负压的第一通孔；所述固化成型装置的成型腔侧壁上设有多个用于提供含水热空气和/或饱和水蒸气的第二通孔；所述冷却/干燥组件的冷却/干燥腔侧壁上设有多个用于提供负压并排出多余水份的第三通孔；所述预成型腔、所述成型腔、所述冷却/干燥腔的中心位置保持在同一条水平直线上；所述预成型腔、所述成型腔和所述冷却干燥腔的横截面形状相同，且所述预成型腔的出料口的横截面积略大于所述成型腔的横截面积，所述成型腔的横截面积略大于所述冷却干燥腔的横截面积；
所述功能化颗粒材料通过全颗粒滤棒成型设备成型的过程为：通过喂料装置将功能化颗粒材料连续定量引入到位于第一底板上的网式输送带上，并通过第一底板的U形槽及其第一通孔提供的负压吸附在网式输送带上；功能化颗粒材料在负压作用下随网式输送带通过呈渐缩状态的预成型装置的预成型腔，使功能化颗粒材料与网式输送带一起在预成型腔中收缩至其横截面积略大于所述固化成型装置的成型腔横截面积，即初步成型为全颗粒滤棒坯料，所述全颗粒滤棒坯料及网式输送带经预成型装置的出料口进入固化成型装置的成型腔中，并在成型腔中对全颗粒滤棒坯料进行加热和加湿处理，激活功能化颗粒材料表面的粘结剂，使功能化颗粒材料之间相互粘合，形成连续固态多孔态物质；将形成的连续固态多孔态物质经网式输送带引入冷却/干燥组件的冷却/干燥腔进行冷却、干燥处理，并对连续固态多孔态物质施加负压，即得颗粒棒本体；颗粒棒本体从冷却/干燥腔输出后包裹/或不包裹成型纸，再按固定长度切割即得自然增香型减害全颗粒滤棒。
作为一个优选的方案，所述芳香型植物粉末包括烟叶粉末、烟梗粉末、茶叶粉末、干花粉末、干果粉末、辛香料粉末、药材粉末中至少一种。本发明的颗粒材料可以根据不同的需要选择不同的芳香型植物，芳香型植物材料可使滤棒具有更好的环保安全性和降解性能，同时还可赋予独特的香气。
作为一个优选的方案，所述芳香型植物粉末的粒径为80～300目。足够细的粒径有助于其在制粒过程中均匀分散，同时其中的香气成分也能得到更充分的释放。
作为一个优选的方案，所述功能填料包括碳酸钙、纤维素、淀粉、糊精、粘土、高岭土中至少一种。选择合适的功能填料有助于颗粒的成型和质量控制，同时可起到稀释作用，保证颗粒释放的香气浓度不至于过高，以影响抽吸口感。
作为一个优选的方案，所述热熔性粘合剂为聚乙烯、微晶蜡、乙酸乙烯酯、聚烃烯、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚合松香中至少一种。热熔型粘合剂常温为固态，均匀分布于颗粒中不影响其流动性，加热熔融激活粘性再冷却颗粒间粘合成型为颗粒棒。
作为一个优选的方案，芳香型植物粉末、功能填料粉末、功能香精料、热熔性粘合剂的质量比为(20～60)：(40～80)：(0.01～1)：(5～50)。
作为一个优选的方案，所述多孔颗粒材料为不规则的无定型颗粒，粒径为15～35目，堆密度为0.25～0.75g/cm3。经过发明人反复试验表明，颗粒粒径是影响颗粒滤棒吸阻的关键影响因素，在该粒径条件下，滤棒具有合适的吸阻和内部孔隙率，合适的颗粒堆积密度可保证后续颗粒棒成型时颗粒不崩塌，从而影响棒体吸阻。
作为一个优选的方案，在颗粒材料表面添加减害功能活性材料的过程为：将减害功能活性材料溶解或稀释后喷洒至颗粒材料表面。
作为一个进一步优选的方案，所述减害功能活性材料包括聚乙二醇、聚乙烯亚胺、三醋酸甘油酯、柠檬酸三乙酯、甘油、聚丙二醇、氨基丙基三甲氧基硅烷中至少一种。有研究表明这些活性成分具有的活泼羟基或氨基能与卷烟烟气中的醛酮尤其是酚类物质反应，从而降低烟气中醛酮类尤其是酚类含量的需要，活性成分也可选用对烟气中HCN有特殊降低作用的金属化合物、碱性氨基酸等，或者多种类型活性组分的组合。
作为一个优选的方案，所述减害功能活性材料与芳香型植物粉末的质量比为(1～15)：(20～60)。
作为一个优选的方案，所述预成型装置包括相对扣合的第一压板和第一底板，第一压板和第一底板的扣合处设置所述预成型腔，预成型腔的横截面积呈随物料行进方向渐缩状态。以方便对颗粒物料初步挤压成型。
作为一个优选的方案，所述第一底板和第一压板的相对面分别设置随物料行进方向呈渐缩状态的U型槽，所述第一压板和第一底板的U型槽正好对应，共同构成所述预成型腔，且所述第一底板的长度大于所述第一下压板的长度，并延伸到所述喂料口下方。这样，颗粒物料经喂料口落到网式输送带上时，颗料物料在第一通孔提供的负压作用下被吸附在网式输送带上，并经口径呈渐缩状态的U型槽粗略成型。
作为一个优选的方案，所述冷却/干燥组件的输出端设置分切整理装置，以便于对成型的无包纸全颗粒滤棒进行分切整理。
作为一个优选的方案，所述冷却/干燥组件的输出端依次设置包纸装置、分切整理装置，所述冷却干燥腔与所述包纸装置的中心位置保持在一条水平直线上，以便于对成型的全颗粒滤棒进行包纸、分切、整理。
作为一个优选的方案，所述的包纸装置、分切整理装置可为现有滤棒成型机的通用包纸和切割单元，也可根据实际需要进行相应改造。
作为一个优选的方案，所述成型腔的横截面形状由全颗粒滤棒的截面形状所决定，可以为圆形、椭圆形、菱形、方形等中的任何一种；前述图形中也可带任意中空图案。
作为一个优选的方案，所述预成型装置由成型烟枪前底板和成型烟枪前压板共同组成，二者对应面设置的U型槽组合形成渐变预成型腔，前底板U型槽壁设有多个与负压装置连接的负压吸附孔，且其长度大于前压板。布带通过导轮导入带负压吸附孔的成型烟枪前底板U型槽中，在负压作用下颗粒及布带紧紧吸附在U型槽壁上，并随槽型渐缩，布带包裹颗粒料逐渐收缩进入预成型腔，预成型为所需形状后进入固化成型装置。
作为一个优选的方案，所述固化成型装置包括相对接合成一体的压板第二压板和底板第二底板，且压板第二压板和底板第二底板的相对面分别设置凹槽，压板第二压板和底板第二底板的凹槽正好对应，共同构成所述成型腔。
作为一个优选的方案，所述冷却/干燥组件包括相对接合成一体的压板第三压板和底板第三底板，且压板第三压板和底板第三底板的相对面分别设置凹槽，压板第三压板和底板第三底板的凹槽正好对应，共同构成所述冷却干燥腔。
作为一个优选的方案，所述第二压板和第二底板内均设置有与外部水蒸气/湿热空气连接的第一气腔和所述第二通孔，所述第一气腔与所述成型腔经均匀分布的所述第二通孔连通。所述第二通孔的孔径0.3～0.8mm，孔间距5～10mm。第二通孔用以提供含水热空气和/或饱和水蒸气，使颗粒表面润湿并初步粘合成型。
作为一个优选的方案，所述第二压板和第二底板内置有功率可调的微波发生装置，用于快速实现对颗粒的微波加热处理或固化成型。
作为一个优选的方案，所述第二压板和第二底板内置有电加热管，用以对颗粒进行直接加热，或对含水热空气和/或饱和水蒸气进行辅助加热。
作为一个优选的方案，所述冷却/干燥腔的横截面积为所述成型腔横截面积的85～95％。
作为一个优选的方案，，所述第三压板和第三底板内均设置有与负压装置连接的第二气腔，所述第二气腔与所述冷却/干燥腔经均匀分布的所述第三通孔连通。所述第三通孔的孔径0.5～2mm，孔间距2～8mm。所述第三通孔用以提供负压，以快速排出已初步粘合成型的全颗粒滤棒中多余的水分，并降低其温度。
作为一个优选的方案，所述冷却/干燥组件是结构相同的模块化组件，可以根据除湿干燥需要增加或减少，一般可以设置1～10组。
本发明的全颗粒滤棒成型设备成型在使用过程中，功能化颗粒材料经喂料装置喂料到网式输送带上，在负压作用下吸附在输送带上，并通过预成型装置初步成型后进入固化成型装置的成型腔，进一步在成型腔中对颗粒物料加热加湿后使其紧密堆积粘合成型，接着进入冷却/干燥组件的冷却/干燥腔，再次在负压作用下，进一步收缩，并快速排出多余的水分，冷却、降温，即得无包纸全颗粒滤棒。
作为一个优选的方案，所述全颗粒滤棒坯料在成型腔中加热温度为60～120℃，加湿量为全颗粒滤棒坯料质量的10～25％。
作为一个优选的方案，所述冷却/干燥组件的对固态多孔态物质进行冷却、干燥处理以控制其含水率为8～12％。
作为一个优选的方案，对连续固态多孔态物质施加负压以控制其堆密度为0.4～1.0g/mL。进一步优选的堆密度为0.5～0.8g/mL。
作为一个优选的方案，所述减害全颗粒滤棒的制备方法还包括包裹卷烟纸和/或不包裹成型纸，并径向切割获得全颗粒滤棒成品。
本发明制备的自然增香型减害全颗粒滤棒为常规圆柱状或者其他特定形状。自然增香型减害全颗粒滤棒外部可以包裹有成型纸或者也可以不包裹成型纸。进一步地，所述自然增香型减害全颗粒滤棒表面可包裹成型纸，一般地，所述成型纸的透气度不低于6000CU，优选为8000CU以上；或者也可不包含成型纸(实物照片如图1所示)，能够获得更好的通风度，从而进一步增强降焦减害效果。
本发明还提供了一种自然增香型减害全颗粒滤棒，其由所述的制备方法得到。
作为一个优选的技术方案，自然增香型减害全颗粒滤棒由功能化颗粒材料通过粘结固化整体成型，且功能化颗粒材料之间存在空隙，有效孔隙度为40～90％。
本发明还提供了一种自然增香型减害全颗粒滤棒的应用，其作为卷烟自然增香型减害功能滤棒应用。本发明提供的全颗粒滤棒可在大幅降低烟气中有害成分含量的同时，具有较好的加香补香作用。
作为一个优选的技术方案，所述自然增香型减害全颗粒滤棒直接与卷烟棒复合制成卷烟，或者与普通纤维滤棒复合后再与卷烟棒复合制成卷烟。所述自然增香型减害全颗粒滤棒直接与卷烟棒复合制成卷烟，或者与普通纤维滤棒或者空芯滤棒或纸质滤棒复合后再与卷烟棒复合制成卷烟。所述自然增香型减害全颗粒滤棒可直接卷制卷烟或与其它常规醋纤滤棒复合后再卷制卷烟，其中颗粒棒段一般靠近烟丝端；或者也可靠近近唇端给予消费者更直观的独特体验。
本发明的自然增香型减害全颗粒滤棒是由具有自然增香和减害功能的颗粒材料整体粘结固化成型，具有稳固的网络状多孔结构，棒体内部具有复杂而连续的通道，卷烟主流烟气进入全颗粒滤棒后能够快速分散于功能化颗粒材料颗粒之间以及颗粒内部的孔隙中，实现烟气与功能化颗粒材料的最大程度接触，通过颗粒本身的吸附作用以及颗粒表面活性成分的反应高效去除烟气中的特定有害成分，达到减害效果的最优化。同时连续的烟气通道可以减少吸阻，解决全颗粒滤棒难以形成连续烟气通道，吸阻较大的技术问题。特别是颗粒材料内部均匀分散有芳香性植物粉末，在烟气温度作用下具有稳定释放致香物作用，同时在流动烟气作用下带入主流烟气中，起到很好的致香效果。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果如下：
1)本发明的自然增香型减害全颗粒滤棒本发明滤棒结构独特，方便颗粒料以及活性成分的大量使用，颗粒棒段的长度可随意调节，可实现减害能力的大范围可调节；
2)本发明的自然增香型减害全颗粒滤棒在烟气通过时，烟气与减害颗粒充分接触，其效能可实现减害能力最大化；同时颗粒内部的易挥发性香气成分在抽吸时可随烟气进入口腔，起到加香作用；
3)本发明的自然增香型减害全颗粒滤棒具有稳固的网络状多孔形态特征，可提供复杂而顺畅的烟气通道，可通过多种手段实现滤棒吸阻的大范围调控。
4)本发明的自然增香型减害全颗粒滤棒形式简单、新颖，可实现工业化生产，颗粒本体可选范围广泛，可实现功能多样化；
5)本发明的自然增香型减害全颗粒滤棒在制备过程中采用了特殊的全颗粒滤棒成型设备成型，可在较大范围内调控颗粒堆积的密实度，使全颗粒棒具有较低吸阻的的同时，颗粒棒体的结构保持稳固、颗粒不易脱落，颗粒棒的生产能够满足连续化批量生产的工业要求。
附图说明
图1是本发明的实施例1全颗粒滤棒成型设备成型总体立面结构示意图。
图2是本发明固化成型装置的俯视结构示意图。
图3是本发明固化成型装置的剖视结构示意图。
图4是本发明添加有加热组件的固化成型装置剖视结构示意图。
图5是本发明冷却/干燥组件的剖视结构示意图。
图6是本发明的实施例2的全颗粒滤棒成型设备成型总体结构示意图。
图7是本发明的实施例3的全颗粒滤棒成型设备成型总体结构示意图。
图8是本发明的全颗粒滤棒成型设备成型总体结构示意图。
图9为本发明的减害全颗粒滤棒的实物图。
图中：1、导轮；2、支架；3、喂料装置；4、预成型装置；5、第一压板；6、第一底板；7、无包纸全颗粒滤棒；8、驱动轮；9、固化成型装置；91、成型腔；92、第二通孔；93、第一气腔；94、第二压板；95、第二底板；96、加热组件；10、冷却/干燥组件；101、冷却/干燥腔；102、第三通孔；103、第三压板；104、第三底板；105、第二气腔；11、网式输送带；12、分切整理装置；13、包纸装置；15、滤棒成型机；151、成型纸；152、成型机烟枪；153、外包纸全颗粒滤棒；16、卷烟机；161、卷烟纸；162、卷烟机烟枪；163、滤棒；164、水松纸。
具体实施方式
以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域普通技术人员如何实施和再现本明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。
实施例1
如图1所示，本发明制备全颗粒滤棒的设备实施例1包括安装在支架2上的网式输送带11，网式输送带11的上方顺序安装有喂料装置3、预成型装置4、固化成型装置9、冷却/干燥组件10(冷却/干燥组件为模块化组件，可根据需要设置1～10组，在本实施例中设置两组)、驱动轮8。
网式输送带11包括连接成一体的上层输送带和下层输送带，且网式输送带的两端水平环绕支撑在导轮1及驱动轮12上，上层输送带经过喂料装置3的喂料口，并依次穿过预成型装置4、固化成型装置8、冷却/干燥组件10。
喂料装置3的底部设有喂料口。物料通过喂料口输送到网式输送带11上。喂料装置3为市售高精度定量喂料装置，可为定体积喂料装置、定质量喂料装置、定流量喂料装置、螺杆式喂料装置或管道式喂料装置或类似装置及其组合。优选地，喂料装置3可进行液体的定量均匀施加，和/或进行预加热处理。
预成型装置4包括相对扣合成一体的第一压板5和第一底板6，第一底板6的长度大于第一压板5，且第一底板6延伸到喂料装置3的喂料口下方，第一底板6上设有多个与负压装置连接的第一通孔，以提供负压将颗粒物料吸附在网式输送带11上。第一压板5的底部设有U型槽，第一底板6的顶部设有U型槽，第一压板5与第一底板6相对扣合后，第一压板5的U型槽与第一底板6的U型槽相对结合形成预成型腔，且预成型腔的直径随物料行进方向呈渐缩状态，当网式输送带11带着颗粒物料穿过预成型腔时，网式输送带11随预成型腔的渐缩而逐步收缩包裹颗粒物料。
如图2、图3所示，固化成型装置9包括相对拼合的第二压板94和第二底板95，且第二压板94和第二底板95的拼接处设置成型腔91。成型腔91的横截面形状由全颗粒烟支/滤棒的截面形状所决定，可以为圆形、椭圆形、菱形、方形等中的任何一种；或者也可在前述图形中带任意中空图案。
第二压板94和第二底板95上均设有与外部水蒸气/湿热空气连接的第一气腔93和第二通孔92，第一气腔93通过第二通孔92与成型腔91连通。第二通孔92的孔径0.3-0.8mm，孔间距5-10mm。第二通孔92用以提供含水热空气和/或饱和水蒸气，使颗粒表面润湿并进一步初步粘合成型。
如图4所示，本发明固化成型装置9的第二压板94和第二底板95内也可设置加热组件96，加热组件96优选为功率可调的微波发生装置或电加热管，用以对颗粒物料进行直接加热，或对含水热空气和/或饱和水蒸气进行辅助加热，并同时快速实现固化成型。
如图5所示，冷却/干燥组件10的结构大致与固化成型装置9的结构相同，同样包括相对拼合的第三压板103和第三底板104，且第三压板103和第三底板104的拼接处设置冷却/干燥腔101。第三压板103和第三底板104内分别设置与负压装置连接的第二气腔105及大量均匀分布的第三通孔102，第二气腔105与冷却干燥腔101经第三通孔102连通。第三通孔102的孔径0.5～2mm，孔间距2～8mm。第三通孔102用以提供负压，并快速排出已初步粘合成型的全颗粒滤棒中多余的水分，并降低其温度。
本发明使用时，网式输送带11在驱动轮8带动下环绕导轮1做循环运动。颗粒物料通过喂料装置3均匀地落在位于第一底板3上的网式输送带11上，第一底板3的U形槽将颗粒物料初步集中在一起，同时通过负压将物料吸附在网式输送带11上。网式输送带11随第一底板6的U形槽的逐步收缩而初步包裹颗粒物料，随后进入预成型腔，网式输送带11进一步在预成型腔中收缩将颗粒物料包裹成型到与成型腔91的横截面积相等后，再进入固化成型装置9的成型腔91。在固化成型装置9的成型腔91内对物料进行加热加湿处理，使得颗粒物料表面的粘接剂相互作用形成粘接，之后进入冷却/干燥组件进行冷却、干燥、除湿后，被网式输送带11带出后，即形成无包纸全颗粒滤棒7。
实施例2
如图7所示，本发明制备全颗粒滤棒的设备实施例2大致与实施例1相同，只是在冷却/干燥组件的输出端设置分切整理装置12。分切整理装置12将生产成型的无包纸全颗粒滤棒7分切整理装盒。所述分切整理装置12可为现有滤棒成型机的通用切割单元，也可根据实际需要进行相应改造。
实施例3
如图8所示，本发明制备全颗粒滤棒的设备实施例3大致与实施例1相同，只是冷却/干燥组件10的输出端依次连接包纸装置13、分切整理装置12，在本实施例中，包纸装置13优选为现有滤棒成型机15，将生产成型的无包纸全颗粒滤棒7与成型纸151通过一定的方式一起喂入成型机烟枪152成型，之后经分切整理装置13切割整理成盒，形成外包纸全颗粒滤棒153。
以下实施例4～6及对比实施例1～2中功能化颗粒材料通过全颗粒滤棒成型设备成型的过程为：通过喂料装置将功能化颗粒材料连续定量引入到位于第一底板上的网式输送带上，并通过第一底板的U形槽及其第一通孔提供的负压吸附在网式输送带上；功能化颗粒材料在负压作用下随网式输送带通过呈渐缩状态的预成型装置的预成型腔，使功能化颗粒材料与网式输送带一起在预成型腔中收缩至其横截面积略大于所述固化成型装置的成型腔横截面积，即初步成型为全颗粒滤棒坯料，所述全颗粒滤棒坯料及网式输送带经预成型装置的出料口进入固化成型装置的成型腔中，并在成型腔中对全颗粒滤棒坯料进行加热和加湿处理，加热温度为60～120℃，加湿量为全颗粒滤棒坯料质量的10～25％，激活功能化颗粒材料表面的粘结剂，使功能化颗粒材料之间相互粘合，形成连续固态多孔态物质；将形成的连续固态多孔态物质经网式输送带引入冷却/干燥组件的冷却/干燥腔进行冷却、干燥处理，并对连续固态多孔态物质施加负压，以控制连续固态多孔态物质的含水率为8～12％，堆密度为0.4～1.0g/mL；制得的连续固态多孔态物质从冷却/干燥腔输出后，包裹或不包裹成型纸，切割为固定长度，即得所需的减害全颗粒滤棒。
实施例4
1)分别将烟叶、茶叶粉碎至100-200目，按质量比4：1混合均匀；2)分别取前述混合粉末40份、碳酸钙粉末20份、微晶纤维素粉末20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末15份，加水40份混合均匀制备软材；3)将步骤2所得软材摇摆造粒、微波干燥并整粒获得粒度为20～30目、堆密度为0.45g/ml的中间颗粒；4)按照质量比10％将浓度为50％的三醋酸甘油酯酒精溶液均匀喷洒于步骤3所得中间颗粒上，静置、干燥即得所需颗粒；5)将制备所得减害颗粒采用实施例3提供的设备连续化制备为全颗粒棒，控制制备过程中的加热温度为65℃，加湿量为颗粒坯料质量的15％，制备获得的全颗粒棒含水率为10％，棒体密度为0.56g/mL，将制备的全颗粒棒进一步与常规醋纤棒复合制备颗粒复合滤棒、制备卷烟。抽吸评价认，卷烟抽吸时有淡淡茶香，与烟香协调性较好。烟气检测结果见表1。
实施例5
1)分别将烟叶、干桂花粉碎至120-250目，按质量比6：1混合均匀；2)分别取前述混合粉末30份、碳酸钙粉末25份、微晶纤维素粉末30份、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末35份，加水50份50％的酒精混合均匀制备软材；3)将步骤2所得软材摇摆造粒、微波干燥并整粒获得粒度为16～26目、堆密度为0.55g/ml的中间颗粒；4)按照质量比15％将PEG溶液均匀喷洒于步骤3所得中间颗粒上，静置、干燥即得所需颗粒；5)将制备所得减害颗粒采用实施例3提供设备连续化制备为全颗粒棒，控制制备过程中的加热温度为105℃，加湿量为颗粒坯料质量的9％，制备获得的全颗粒棒含水率为8％，棒体密度为0.64g/mL，将制备的全颗粒棒进一步与常规醋纤棒复合制备颗粒复合滤棒、制备卷烟。抽吸评价认，卷烟抽吸时有淡淡桂花香，与烟香较为协调。烟气检测结果见表1。
实施例6
1)分别将烟梗、檀香粉碎至80-150目，按质量比15：1混合均匀；2)分别取前述混合粉末30份、高岭土粉末30份、微晶纤维素粉末20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末50份，以2％CMC为粘合剂，采用流化床制粒、干燥、整粒得粒度为16～26目、堆密度为0.65g/ml的中间颗粒；3)按照质量比13％将50％的柠檬酸三乙酯酒精溶液均匀喷洒于步骤2所得中间颗粒上，静置、干燥即得所需颗粒；4)将制备所得减害颗粒采用实施例3提供设备连续化制备为全颗粒棒，控制制备过程中的加热温度为110℃，加湿量为颗粒坯料质量的9.5％，制备获得的全颗粒棒含水率为8.5％，棒体密度为0.73g/mL，将制备的全颗粒棒进一步与常规醋纤棒复合制备颗粒复合滤棒、制备卷烟。抽吸评价认，卷烟抽吸时有较为浓郁的檀香，与烟香较为协调。烟气检测结果见表1。
表1烟气检测结果
检测表明，本发明提供的全颗粒滤棒具有极佳的透气性，同时对卷烟烟气中的苯酚和巴豆醛具有非常明显的降低效果。
对比实施例1
1)分别将烟叶、茶叶粉碎至100-200目，按质量比4：1混合均匀；2)分别取前述混合粉末40份、碳酸钙粉末20份、微晶纤维素粉末20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末15份，加水40份混合均匀制备软材；3)将步骤2所得软材摇摆造粒、微波干燥并整粒获得粒度为60-80目、堆密度为0.52g/ml的中间颗粒；4)按照质量比10％将50％的三醋酸甘油酯酒精溶液均匀喷洒于步骤3所得中间颗粒上，静置、干燥即得所需颗粒；5)将制备所得减害颗粒采用实施例3提供的设备连续化制备为全颗粒棒，控制制备过程中的加热温度为65℃，加湿量为颗粒坯料质量的15％，制备获得的全颗粒棒含水率为10％，棒体密度为0.68g/mL。制备的全颗粒棒吸阻检测值为8450Pa，远超同规格醋纤棒(一般不超过4000Pa)，没有实际应用价值。
对比实施例2
1)分别将烟叶、茶叶粉碎至100-200目，按质量比4：1混合均匀；2)分别取前述混合粉末40份、碳酸钙粉末20份、微晶纤维素粉末20份、乙烯-醋酸乙烯共聚物粉末15份，加水40份混合均匀制备软材；3)将步骤2所得软材摇摆造粒、微波干燥并整粒获得粒度为5-10目、堆密度为0.58g/ml的中间颗粒；4)按照质量比10％将50％的三醋酸甘油酯酒精溶液均匀喷洒于步骤3所得中间颗粒上，静置、干燥即得所需颗粒；5)将制备所得减害颗粒采用实施例3提供的设备连续化制备为全颗粒棒，控制制备过程中的加热温度为65℃，加湿量为颗粒坯料质量的15％，制备获得的全颗粒棒含水率为10％，棒体密度为0.67g/mL。由于颗粒粒径过大，制备的全颗粒棒端面及外观极不美观，不符合滤棒技术和使用要求。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (21)

1.一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）将芳香型植物粉末、功能填料粉末、功能香精料及热熔性粘合剂混合造粒，得到颗粒材料；
2）在颗粒材料表面添加减害功能活性材料，得到功能化颗粒材料；
3）所述功能化颗粒材料通过全颗粒滤棒成型设备成型，即得；
所述全颗粒滤棒成型设备包括安装在支架上的网式输送带，所述支架上沿网式输送带传送方向依次设置喂料装置、带有预成型腔的预成型装置、带有成型腔的固化成型装置、带有冷却干燥腔的冷却干燥组件；所述网式输送带包括连接成一体的上层输送带和下层输送带，所述上层输送带经过所述喂料装置的喂料口，并穿过所述预成型装置的预成型腔、所述固化成型装置的成型腔、所述冷却干燥组件的冷却干燥腔；所述预成型腔的侧壁上有多个用于提供负压的第一通孔；所述固化成型装置的成型腔侧壁上设有多个用于提供含水热空气的第二通孔；所述冷却干燥组件的冷却干燥腔侧壁上设有多个用于提供负压并排出多余水份的第三通孔；所述预成型腔、所述成型腔、所述冷却干燥腔的中心位置保持在同一条水平直线上；所述预成型腔、所述成型腔和所述冷却干燥腔的横截面形状相同，且所述预成型腔的出料口的横截面积略大于所述成型腔的横截面积，所述成型腔的横截面积略大于所述冷却干燥腔的横截面积；
所述功能化颗粒材料通过全颗粒滤棒成型设备成型的过程为：通过喂料装置将功能化颗粒材料连续定量引入到位于第一底板上的网式输送带上，并通过第一底板的U形槽及其第一通孔提供的负压吸附在网式输送带上；功能化颗粒材料在负压作用下随网式输送带通过呈渐缩状态的预成型装置的预成型腔，使功能化颗粒材料与网式输送带一起在预成型腔中收缩至其横截面积略大于所述固化成型装置的成型腔横截面积，即初步成型为全颗粒滤棒坯料，所述全颗粒滤棒坯料及网式输送带经预成型装置的出料口进入固化成型装置的成型腔中，并在成型腔中对全颗粒滤棒坯料进行加热和加湿处理，激活功能化颗粒材料表面的粘合剂，使功能化颗粒材料之间相互粘合，形成连续固态多孔态物质；将形成的连续固态多孔态物质经网式输送带引入冷却干燥组件的冷却干燥腔进行冷却、干燥处理，并对连续固态多孔态物质施加负压，即得颗粒棒本体；颗粒棒本体从冷却干燥腔输出后包裹/或不包裹成型纸，再按固定长度切割，即得自然增香型减害全颗粒滤棒。
2.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述芳香型植物粉末包括烟叶粉末、烟梗粉末、茶叶粉末、干花粉末、干果粉末、辛香料粉末、药材粉末中至少一种。
3.根据权利要求2所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述芳香型植物粉末的粒径为80~300目。
4.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述功能填料包括碳酸钙、纤维素、淀粉、糊精、粘土、高岭土中至少一种。
5.根据权利要求2所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述热熔性粘合剂为聚乙烯、微晶蜡、乙酸乙烯酯、聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚合松香中至少一种。
6.根据权利要求1~5任一项所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：芳香型植物粉末、功能填料粉末、功能香精料、热熔性粘合剂的质量比为（20~60）：（40~80）：（0.01~1）：（5~50）。
7.根据权利要求1~5任一项所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述颗粒材料为不规则的无定型颗粒，粒径为15~35目，堆密度为0.25~0.75g/cm3。
8.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：在颗粒材料表面添加减害功能活性材料的过程为：将减害功能活性材料溶解或稀释后喷洒至颗粒材料表面。
9.根据权利要求8所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述减害功能活性材料包括聚乙二醇、聚乙烯亚胺、三醋酸甘油酯、柠檬酸三乙酯、甘油、聚丙二醇、氨基丙基三甲氧基硅烷中至少一种。
10.根据权利要求1或8所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述减害功能活性材料与芳香型植物粉末的质量比为（1~15）：（20~60）。
11.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述预成型装置包括相对扣合的第一压板和第一底板，第一压板和第一底板的扣合处设置所述预成型腔，预成型腔的横截面积呈随物料行进方向渐缩状态。
12.根据权利要求11所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述第一底板和第一压板的相对面分别设置随物料行进方向呈渐缩状态的U型槽，所述第一压板和第一底板的U型槽正好对应，共同构成所述预成型腔，且所述第一底板的长度大于所述第一下压板的长度，并延伸到所述喂料口下方。
13.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述固化成型装置包括相对接合成一体的第二压板和第二底板，且第二压板和第二底板的相对面分别设置凹槽，第二压板和第二底板的凹槽正好对应，共同构成所述成型腔；所述冷却干燥组件包括相对接合成一体的第三压板和第三底板，且第三压板和第三底板的相对面分别设置凹槽，第三压板和第三底板的凹槽正好对应，共同构成所述冷却干燥腔。
14.根据权利要求13所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述第二压板和第二底板内均设置有与外部含水热空气连接的第一气腔和所述第二通孔，所述第一气腔与所述成型腔经均匀分布的所述第二通孔连通。
15.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述冷却干燥腔的横截面积为所述成型腔横截面积的85~95%。
16.根据权利要求13所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述第三压板和第三底板内均设置有与负压装置连接的第二气腔和所述第三通孔，所述第二气腔与所述冷却干燥腔经均匀分布的所述第三通孔连通。
17.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述冷却干燥组件由相同结构的1~10组模块化组件串联组成。
18.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述全颗粒滤棒坯料在成型腔中加热温度为60~120℃，加湿量为全颗粒滤棒坯料质量的10~25%。
19.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述冷却干燥组件的对固态多孔态物质进行冷却、干燥处理以控制其含水率为8~12%。
20.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：对连续固态多孔态物质施加负压以控制其堆密度为0.4~1.0g/mL。
21.根据权利要求1所述的一种自然增香型减害全颗粒滤棒的制备方法，其特征在于：所述自然增香型减害全颗粒滤棒表面包裹透气度不低于6000CU的成型纸。
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