CN108420104A - 一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，包括以下步骤：S01，水浸提；S02，高压处理以及冷冻干燥；S03，将滤嘴添加剂加入卷烟滤嘴，以降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量。本发明提供的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，首次提出了应用烟梗经化学改性制备滤嘴添加剂；本发明的高压反应压力和反应温度是反应的关键点，选择合适的温度和压力能使得该滤嘴添加剂具有较好的抽吸品质，而且可以同时降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量；本发明方法操作简单易行，原料广泛，成本低廉，有利于降低卷烟的危害性。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，属于烟用滤嘴添加剂生产技术领域。
背景技术
巴豆醛和氨是卷烟主流烟气中7种有害成分中的两种，目前烟草行业通过运用添加功能性滤嘴添加剂降低主流烟气中巴豆醛，比如开发了活泼亚甲基纤维素、碱性功能性材料、富含亲核功能基的多孔聚合物材料、极性功能性材料以及葛根材料，这些材料可以有效降低巴豆醛，有些也可以降低HCN，但是这些材料却不能降低氨释放量。在降低氨释放量方面，烟草行业也开发了一些滤嘴添加剂，比如氯化钙海藻酸钠复合材料以及氯化钙二氧化硅复合材料，但是这些材料不能降低巴豆醛的释放量。另外，以烟梗为原料制备新型滤嘴添加剂并降低主流烟气中7种有害成释放量的研究比较少。
烟梗是烟草工业的副产物，同时也是宝贵的自然资源。烟梗主要应用于卷烟配方、再造烟叶以及烟草中有效成分的提取，而未见应用烟梗制备烟用滤嘴材料的研究。有研究应用膨胀烟梗颗粒制备复合滤嘴，以降低主流烟气中的苯酚等有害物质含量。但是该方法通过膨胀的方法得到膨胀颗粒进行添加，而非通过化学改性方法得到滤嘴添加剂，且不能同时降低主流烟气中巴豆醛和氨的释放量。本发明则是通过化学改性烟梗制备新型滤嘴用烟梗添加剂，同时降低主流烟气中巴豆醛和氨的释放量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种以烟梗为原料，通过水浸提、高压处理以及冷冻干燥等步骤得到了滤嘴添加剂，将该滤嘴添加剂加入卷烟滤嘴，以降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，包括以下步骤：
S01，水浸提：取适量烟梗，用清水洗净后，加入一定量的水在一定温度下加热提取20min以上，冷却后滤除残渣，所得滤液在高温下回流至少2小时，然后浓缩得到烟梗浓缩提取液，并控制烟梗浓缩提取液的密度；
S02，高压处理以及冷冻干燥：得到烟梗浓缩提取液后，取适量烟梗浓缩提取液，加入一定比例的糖和氨基酸，再加入适量的水和醇溶剂，在高压反应釜中，在一定压力下，加热至一定温度并反应至少2小时，反应完毕后，将反应得到的改性烟梗浓缩提取液趁热过滤，收集固体部分，用水洗涤至少三次后冷冻干燥，即得到滤嘴添加剂；
冷冻干燥的步骤为：首先将用水清洗后的固体部分在-20~-30℃冷冻过夜，然后放在-50℃以下的冷阱中冷冻至少2小时，再迅速转移到干燥架，在15Pa以下干燥过夜；
S03，将滤嘴添加剂加入卷烟滤嘴，以降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量。
水浸提步骤中，加入的水量为烟梗重量的4倍以上。
水浸提的加热温度为40~50℃。
烟梗浓缩提取液的密度在1.05~1.1g/mL之间。
糖包括葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和木糖中的一种或几种；氨基酸包括精氨酸、甘氨酸、谷氨酸、色氨酸、脯氨酸、亮氨酸和赖氨酸中的一种或几种。
糖和氨基酸的质量比大于3:1，糖的质量是烟梗浓缩提取液质量的10~15%。
S02中水的用量至少为烟梗浓缩提取液体积的1.5倍。
醇溶剂包括丙二醇。
醇溶剂的用量在烟梗浓缩提取液体积的1/5以下。
高压反应釜的反应介质压力至少为0.5MPa，反应温度在130℃以上。
本发明提供的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，首次提出了应用烟梗经化学改性制备滤嘴添加剂；本发明的高压反应压力和反应温度是反应的关键点，选择合适的温度和压力能使得该滤嘴添加剂具有较好的抽吸品质，而且可以同时降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量；本发明采用了冷冻干燥的方法干燥滤嘴添加剂，冷冻干燥后的滤嘴添加剂蓬松性好，比表面积大，添加至滤嘴后，对主流烟气中巴豆醛和氨等有害气体的吸附量大，可大大降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量。本发明方法操作简单易行，原料广泛，成本低廉，有利于降低卷烟的危害性。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1：
一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入600mL水在40℃加热提取半小时，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.05 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，150mL水，分别加入10g的葡萄糖和2g的脯氨酸，再加10mL的丙二醇，在0.5bar压力下，135℃搅拌冷凝回流反应2小时。将所得的改性颗粒，用水清洗3次后，冷冻干燥，冷冻干燥的步骤为：首先将用水清洗后的固体部分在-20℃冷冻过夜，然后放在-50℃的冷阱中冷冻2小时，再迅速转移到干燥架，在15Pa干燥过夜；即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟6mg滤嘴添加剂的添加量加入滤嘴后，主流烟气中巴豆醛释放量降低13%，氨释放量降低11%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气高，烟气柔和舒适。
实施例2：
一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入500mL水在50℃加热提取1小时，冷却后滤出残渣等不溶物，所得滤液加热回流2.5小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.06g/mL。
在高压反应釜中，加入100 mL上述烟梗浓缩提取液，180mL水，分别加入15g的葡萄糖和4g的甘氨酸，再加15mL的丙二醇，在0.5bar压力下，142℃搅拌冷凝回流反应2.5小时。将所得的改性颗粒用水清洗3次后，冷冻干燥，冷冻干燥的步骤为：首先将用水清洗后的固体部分在-30℃冷冻过夜，然后放在-55℃的冷阱中冷冻2.5小时，再迅速转移到干燥架，在14.5Pa干燥过夜；即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟8mg滤嘴添加剂的添加量加入滤嘴后，主流烟气中巴豆醛释放量降低14%，氨释放量降低13%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气浓度较高，烟气舒适。
实施例3：
一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入800mL水在46℃加热提取1.5小时，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.1 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，150mL水，分别加入12 g的葡萄糖和3.5g的脯氨酸，再加10mL的丙二醇，在0.5 bar压力下，135℃搅拌冷凝回流反应2小时。将所得的改性颗粒，用水清洗3次后，冷冻干燥，冷冻干燥的步骤为：首先将用水清洗后的固体部分在-25℃冷冻过夜，然后放在-60℃的冷阱中冷冻3小时，再迅速转移到干燥架，在14Pa干燥过夜；即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟10mg滤嘴添加剂的添加量加入滤嘴后，主流烟气中巴豆醛释放量降低18%，氨释放量降低14%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气醇和，烟气舒适。
实施例4：
一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，包括以下步骤：
取100g烟梗，用清水洗净后，加入400mL水在48℃加热提取20min，冷却后滤出残渣等不溶物。所得滤液加热回流2小时后，经加热蒸发浓缩得到烟梗浓缩提取液，烟梗浓缩提取液的密度为1.07 g/mL。
在高压反应釜中，加入100mL上述烟梗浓缩提取液，150mL水，分别加入12 g的麦芽糖和4g的亮氨酸，再加20mL的丙二醇，在0.6bar压力下，135℃搅拌冷凝回流反应2小时。将所得的改性颗粒，用水清洗3次后，冷冻干燥，冷冻干燥的步骤为：首先将用水清洗后的固体部分在-23℃冷冻过夜，然后放在-58℃的冷阱中冷冻2小时，再迅速转移到干燥架，在13Pa干燥过夜；即得到滤嘴添加剂，以每支卷烟9mg滤嘴添加剂的添加量加入滤嘴后，主流烟气中巴豆醛释放量降低17%，氨释放量降低15%。卷烟经专业烟草感官评委评吸后发现香气醇和，烟气舒适。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S01，水浸提：取适量烟梗，用清水洗净后，加入一定量的水在一定温度下加热提取20min以上，冷却后滤除残渣，所得滤液在高温下回流至少2小时，然后浓缩得到烟梗浓缩提取液，并控制烟梗浓缩提取液的密度；
S02，高压处理以及冷冻干燥：得到烟梗浓缩提取液后，取适量烟梗浓缩提取液，加入一定比例的糖和氨基酸，再加入适量的水和醇溶剂，在高压反应釜中，在一定压力下，加热至一定温度并反应至少2小时，反应完毕后，将反应得到的改性烟梗浓缩提取液趁热过滤，收集固体部分，用水洗涤至少三次后冷冻干燥，即得到滤嘴添加剂；
冷冻干燥的步骤为：首先将用水清洗后的固体部分在-20~-30℃冷冻过夜，然后放在-50℃以下的冷阱中冷冻至少2小时，再迅速转移到干燥架，在15Pa以下干燥过夜；
S03，将滤嘴添加剂加入卷烟滤嘴，以降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的释放量。
2.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：水浸提步骤中，加入的水量为烟梗重量的4倍以上。
3.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：水浸提的加热温度为40~50℃。
4.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：烟梗浓缩提取液的密度在1.05~1.1g/mL之间。
5.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：糖包括葡萄糖、麦芽糖、半乳糖和木糖中的一种或几种；氨基酸包括精氨酸、甘氨酸、谷氨酸、色氨酸、脯氨酸、亮氨酸和赖氨酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1或5所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：糖和氨基酸的质量比大于3:1，糖的质量是烟梗浓缩提取液质量的10~15%。
7.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：S02中水的用量至少为烟梗浓缩提取液体积的1.5倍。
8.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：醇溶剂包括丙二醇。
9.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：醇溶剂的用量在烟梗浓缩提取液体积的1/5以下。
10.根据权利要求1所述的一种应用烟梗降低卷烟主流烟气中巴豆醛和氨的方法，其特征在于：高压反应釜的反应介质压力至少为0.5MPa，反应温度在130℃以上。
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