CN115364763A - 一种高得率圆球形颗粒的制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高得率圆球形颗粒的制备方法，包括如下步骤：S1、将成球促进剂、水和粘合剂混合搅拌均匀，得到湿料；S2、将所述湿料投入高速旋转机中，在离心力及摩擦力的作用下，湿料不断地滚动、分散、聚合，得到直径为0.18～0.45mm的球形母核；S3、将成球剂、水连续地投入圆球形颗粒成型机中，成球剂在水的作用下不断地粘附到所述球形母核上，得到直径为1～2mm的圆球形颗粒。本发明先制备直径较小的球形母核，然后采用层层累积的方法使得球形母核不断增大，直至达到所需的直径为1～2mm的圆球形颗粒，达到要求范围的成品得率高达95％。此为，本发明还提供了圆球形颗粒在滤棒中的应用，将圆球形颗粒添加至滤棒的丝束中或者填充在滤棒的空腔中。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟技术领域，具体地涉及一种高得率圆球形颗粒的制备方法及其应用。
背景技术
卷烟滤棒作为卷烟烟气的过滤材料，在提升卷烟吸食品质及安全性上具有重要作用。随着社会对吸烟与健康问题的日益关注和低焦油卷烟产品的发展，目前普遍使用的醋酸纤维滤棒的过滤效果越来越不能满足卷烟工业的要求。因此，具有吸附功能的粒径较小的圆球形颗粒应运而生，使用时，将圆球形颗粒添加至滤棒的丝束中或者填充在滤棒的空腔中，可有效地增大圆球形颗粒与烟气的接触面积，还可延长烟气在滤棒内停留的时间，从而有利于圆球形颗粒较充分地吸收烟气中的焦油，过滤效果良好。
目前，圆球形颗粒的制备方法往往采用挤压—滚圆成丸法，将原料、辅料混合均匀得湿料，将湿料(水分含量55～60％)置于挤压机内，经螺旋推进或辗滚等挤压方式使湿料穿过具有一定直径的通孔，形成圆柱形条状挤出物；将上述圆柱形条状挤出物置于滚圆机中，圆柱形条状挤出物则被分散成较短的的圆柱体，由于摩擦力的作用，这些圆柱体逐渐滚成圆球形颗粒。然而，所形成的圆柱形条状挤出物的长短不一，容易导致所制得的圆球形颗粒的粒径偏小或者偏大的情形，此外，较短的的圆柱体的长短也不一致，也容易导致所制得的圆球形颗粒的粒径偏小或者偏大的情形，进而导致达到要求范围的成品得率低。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高得率圆球形颗粒的制备方法，包括如下步骤：
S1、将成球剂、水和粘合剂混合搅拌均匀，得到湿料；
S2、将所述湿料投入圆球形颗粒成型机中，在离心力及摩擦力的作用下，所述湿料不断地滚动、分散、聚合，得到直径为0.18～0.45mm的球形母核；
S3、将成球剂、水连续地投入圆球形颗粒成型机中，成球剂在水的作用下不断地粘附到所述球形母核上，得到直径为1～2mm的圆球形颗粒。
进一步地，所述步骤S3中，还包括从下往上流动的环隙风吹浮所述球形母核，以减小球形母核受到的旋转机体的支持力，从而减小球形母核因其受到的支持力而产生的变形。
进一步地，所述成球剂为微晶纤维素，所述粘合剂为聚乙二醇、β环糊精、玉米淀粉、葡萄糖、壳聚糖、海藻酸钠、羟甲基丙基纤维素中的至少一种。
进一步地，所述步骤S1中，按重量份数计，所述成球剂40～55份，所述水40～55份，所述粘合剂0.1～5份。
进一步地，所述步骤S3中，水以水雾的形式投入圆球形颗粒成型机中。
进一步地，还包括步骤S4、将制得的圆球形颗粒进行筛分处理，筛下的圆球形颗粒进行干燥处理、防静电处理。
进一步地，所述圆球形颗粒成型机中设置有导流板以改变湿料或球形母核的运动方向。
本发明所提供的圆球形颗粒的制备方法，先制备直径较小的球形母核，然后采用层层累积的方法使得球形母核不断地增大，直至达到所需的直径为1～2mm的圆球形颗粒，达到要求范围的成品得率高达95％。
此为，本发明还提供了上述制得的圆球形颗粒在卷烟滤棒中的应用，将所制得的圆球形颗粒添加至滤棒的丝束中或者填充在滤棒的空腔中，可较充分地吸收烟气中的焦油，过滤效果良好。
附图说明
图1是本发明提供的圆球形颗粒成型机的结构示意图；
图2是本发明提供的出料筒的结构示意图；
图3是本发明所制得的圆球形颗粒的图片；
其中，1、底座；2、筒体；21、支撑板；22、出料口；23、出料板；24、气缸；25、出料筒；26、连接筒；27、风室；3、转盘；31、转轴；32、皮带轮一；33、皮带；34、皮带轮二；35、电机；36、刮板；37、间隙；4、导流板；41、支撑杆；42、连接杆；43、安装板；44、螺栓；5、喷嘴；6、进气管；7、进料装置；71、支撑筒；72、螺杆；73、下料斗；74、出料网板；8、电控柜。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1、图2所示，本发明提供了一种圆球形颗粒成型机，包括：底座1、筒体2、支撑板21、出料板23、气缸24、转盘3、转轴31、皮带轮一32、皮带轮二34、电机35、刮板36、导流板4、支撑杆41、连接杆42、安装板43、喷嘴5、进气管6、进料装置7、电控柜8。
所述筒体2设置在所述底座1上，所述电控柜8设置在所述筒体2一侧的所述底座1上，所述筒体2的顶部为敞口结构，所述支撑板21设置在所述筒体2内；所述转轴31可转动地设置在所述支撑板21上，所述转盘3设置在所述转轴31的顶部，所述转盘3位于所述筒体2内，所述转盘3与所述筒体2的内壁之间设置有间隙37，所述间隙37构成环隙风道，所述支撑板21、转盘3与所述筒体2的内壁之间围合成与所述环隙风道相连通的风室27，所述风室27位于所述环隙风道的下方；所述皮带轮一32设置在所述转轴31的底部，所述电机35设置在所述电控柜8内，所述皮带轮二34设置在所述电机35的输出端，所述皮带轮一32与所述皮带轮二34之间通过皮带33相连。启动电机35时，皮带轮二34转动，使得皮带轮一32转动，从而带动转轴31转动，进而使得转盘3转动，以使转盘3上承载的物料滚动。
所述刮板36由橡胶或者塑料等柔性材料制成，所述刮板36设置在所述转盘3上表面的端部，所述刮板36与所述筒体2的内壁相接触。转盘3转动时，可带动刮板36转动，从而可使筒体2的内壁上粘结的物料刮落。
所述安装板43通过螺栓44固定在所述筒体2的顶部，所述连接杆42可左右移动地设置在所述安装板43上，所述支撑杆41可上下移动地设置在所述连接杆42的端部，所述支撑杆41的底部位于所述筒体2内，所述导流板4设置在所述支撑杆41的底部，所述导流板4的下端面与所述转盘3的上表面之间的距离为0.5～1mm，所述导流板4位于所述转轴31的一侧。导流板可以改变筒体内的物料的运动方向。
所述喷嘴5设置在所述转盘3上方的所述筒体2的内壁上，所述喷嘴5的一端与水管相连，水管的端部伸入水箱内，水箱内可根据需要盛装水，或者盛装溶有色素的水溶液，亦或者盛装溶有香料的水溶液，水管上设置有蠕动泵，喷嘴5可喷出细小的水雾落至筒体2内。
所述进气管6的一端与鼓风机的出气端相连，所述进气管6的另一端伸入所述风室27内。启动鼓风机时，鼓风机吹出的风经进气管6输至风室27内，之后，经环隙风道向上流动可吹浮转盘上的颗粒状物料。
所述进料装置7为螺旋输送器，所述进料装置7包括支撑筒71、螺杆72、下料斗73，所述支撑筒71设置在所述筒体2上方的所述电控柜8的侧壁上，所述支撑筒71的端部为出料端，所述出料端位于所述筒体2的正上方，所述螺杆72可转动地设置在所述支撑筒71内，所述螺杆72与螺杆电机相连，螺杆电机用于驱动螺杆转动，所述下料斗73设置在所述支撑筒71上，所述出料端设置有出料网板74。下料斗73内干的粉体物料落至支撑筒71内，经螺杆72输送至出料端，并经出料网板74落至筒体2内，喷嘴5喷出的细小的水雾落至筒体2内可较均匀地落至粉体物料上。
与所述转盘3相对应的所述筒体2的侧壁上设置有出料口22，所述出料板23与所述出料口22相适配，所述出料口22外侧的所述筒体2的外壁上设置有连接筒26，所述气缸24设置在所述连接筒26内，所述气缸24的伸缩杆与所述出料板23相连，所述连接筒26的底部设置有向下倾斜的出料筒25。当筒体2内的物料需要排出时，控制气缸24的伸缩杆缩短，使得出料板23远离出料口22，筒体2内的物料便可经出料口22流向出料筒25，进而排出。
采用上述圆球形颗粒成型机制备圆球形颗粒的方法，包括如下步骤：
S1、将微晶纤维素、水和粘合剂混合搅拌均匀，得到湿料；其中，按重量份数计，微晶纤维素40份，水40份，粘合剂0.1份；所述粘合剂为聚乙二醇、β环糊精、玉米淀粉、葡萄糖、壳聚糖、海藻酸钠、羟甲基丙基纤维素中的至少一种；
S2、将步骤S1中所制得的湿料放置到转盘3上，启动电机35，转盘3高速旋转，在离心力及摩擦力的作用下，所述湿料不断地滚动、分散、聚合，得到直径为0.18～0.45mm的球形母核；
S3、将粉体状的微晶纤维素加入下料斗中，启动鼓风机、蠕动泵和螺杆电机，螺杆转动使得微晶纤维素连续地不间断地落至筒体内，喷嘴喷出的细小水雾连续地不间断地落至筒体内，粉体状的微晶纤维素在水的作用下不断地粘附到所述球形母核上，使得球形母核不断增大，直到直径为1～2mm的圆球形颗粒，如图3所示，其中，鼓风机吹出的风经环隙风道向上流动吹浮球形母核，以减小球形母核受到的旋转转盘的支持力，从而减小球形母核因其受到的支持力而产生的变形，从而改善所形成的球体的圆度；之后，高速旋转机停止工作，即可将圆球形颗粒排出；
S4、将排出的圆球形颗粒投入振动筛机进行筛分，将筛下的圆球形颗粒进行干燥处理；将筛网上较少的圆球形颗粒进行粉碎处理后以便回收利用；
S5、将干燥处理后的圆球形颗粒进行防静电处理。
步骤S3中，螺杆推送出的微晶纤维素的质量与喷嘴喷出的水的质量相同；还可根据使用需求，在步骤S3中加入着色处理或者加香处理。其中，着色处理为将色素溶于水中，将混合有色素的水通过喷嘴喷出，即可制得红色、绿色等其他颜色的圆球形颗粒；加香处理的原理与着色处理的原理相同，即将香料溶于水中，经喷嘴喷出落到微晶纤维素粉体及母核上进行混合加香。
在另一制备圆球形颗粒方法的实施例中，与上述的制备方法不同的是，步骤S1中，按重量份数计，微晶纤维素55份，水55份，粘合剂5份。
在其他制备圆球形颗粒方法的实施例中，与另一制备圆球形颗粒方法不同的是，步骤S1中，按重量份数计，微晶纤维素50份，水48份，粘合剂3份。
本发明所制得的圆球形颗粒可用于添加至滤棒的丝束中或者填充在滤棒的空腔中，可较充分地吸收烟气中的焦油，过滤效果良好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将成球剂、水和粘合剂混合搅拌均匀，得到湿料；
S2、将所述湿料投入圆球形颗粒成型机中，在离心力及摩擦力的作用下，所述湿料不断地滚动、分散、聚合，得到直径为0.18～0.45mm的球形母核；
S3、将成球剂、水连续地投入圆球形颗粒成型机中，成球剂在水的作用下不断地粘附到所述球形母核上，得到直径为1～2mm的圆球形颗粒。
2.根据权利要求1所述的高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，还包括从下往上流动的环隙风吹浮所述球形母核，以减小球形母核受到的旋转机体的支持力，从而减小球形母核因其受到的支持力而产生的变形。
3.根据权利要求1所述的高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，所述成球剂为微晶纤维素，所述粘合剂为聚乙二醇、β环糊精、玉米淀粉、葡萄糖、壳聚糖、海藻酸钠、羟甲基丙基纤维素中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，按重量份数计，所述成球剂40～55份，所述水40～55份，所述粘合剂0.1～5份。
5.根据权利要求1所述的高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，水以水雾的形式投入圆球形颗粒成型机中。
6.根据权利要求1所述的高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，还包括步骤S4、将制得的圆球形颗粒进行筛分处理，筛下的圆球形颗粒进行干燥处理、防静电处理。
7.根据根据权利要求1所述的高得率圆球形颗粒的制备方法，其特征在于，所述圆球形颗粒成型机中设置有导流板以改变湿料或球形母核的运动方向。
8.权利要求1至7所制得的高得率圆球形颗粒在卷烟滤棒中的应用，其特征在于，将所制得的圆球形颗粒添加至滤棒的丝束中或者填充在滤棒的空腔中。
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