一種具降焦減害作用的捲菸添加物及其應用的製作方法
2024-03-02 04:10:15
專利名稱：一種具降焦減害作用的捲菸添加物及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能夠降焦減害的捲菸添加劑及其應用。
背景技術：
隨著生活水平的提高，吸菸與健康是菸草行業在前進過程中所面臨的主要挑戰之一，菸草行業從上世紀50-60年代開始重視吸菸健康問題，我國80年代以後更是把降低焦油等有害成分作為主要的研究課題，進行多方面的攻關，獲得重大進展。人們越來越重視健康，降低捲菸煙氣中有害成分的研究越來越受到關注。
一般認為煙氣中的主要有害物質有煙氣氣相物質中的一氧化碳、氮氧化物、丙烯醛等醛類、揮發性芳香烴、氫氰酸、揮發性亞硝胺等，煙氣粒相物質中的稠環芳烴、酚類、菸鹼、亞硝胺(尤其是菸草特有亞硝胺N-亞硝基降菸鹼(NNN)，4-(N-甲基亞硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)，N-亞硝基新菸草鹼(NAT)，N-亞硝基假木賊鹼(NAB))和一些雜環化合物及微量的放射性元素等。
降低捲菸煙氣中的有害成分通常採用的方法有1，採用不同的吸附材料製成不同的複合濾嘴，其中包含活性炭，分子篩，沸石，納米催化材料等不同的吸附材料，不同材料的複合濾嘴對煙氣中的總粒相物，焦油等不同有害組分有不同的過濾效果。中國專利90107292.3，把活性炭等加入嘴棒，日本市場上大多數捲菸都採用活性炭嘴棒。2，在菸絲中直接加入添加劑，如除去不好的氣味，降低有害物質，中國專利87101312A把活性炭加入菸絲用以降低焦油和尼古丁等有害物質，但並未說明其添加比例和降焦效果。CN200510085797.0把二氧化鈰作為助燃劑應用在菸草中，其菸絲附著不強，易脫落。其他的添加的較細粒徑的顆粒也存在這樣的問題，CN200510113053.5將催化劑應用到菸葉和菸絲中，能夠降焦減害，並沒有說明具體的比例和效果。3各種不同輔料的應用以及物理的方法應用，如不同捲菸紙的應用以及不同物理參數的嘴棒的應用；在以往的降焦減害研究中，多採用高透捲菸紙，成型紙，濾嘴通風稀釋技術如CN03233850.提到打孔的捲菸濾嘴棒。CN03233852.X開發一種捲菸用打孔捲菸紙在不影響煙支靜燃燒速度前提下，增加捲菸紙的透氣度，降少煙氣中的有害成分。
發明內容
本發明的目的是提供一種可有效降低捲菸煙氣有害成分及焦油含量的捲菸添加物。
本發明的另一目的旨在提供一種添加物應用於捲菸中，作為捲菸添加劑的應用，可很好地降低捲菸煙氣中有害成分及焦油含量。
本發明的目的是通過下述方式實現的本發明的添加物是由無機鹽與聚乙烯醇或有機羧酸絡合而成溶膠體系。
所述的無機鹽與聚乙烯醇或有機羧酸絡合的物質的量的比為0.5-3∶1。
所述的無機鹽是Si、Zn、Al、Fe、Co、Mn、Cu、Zr及稀土元素中的一種或多種的無機鹽。
特別指出的是在本發明中的無機鹽中還包括醋酸鹽。所述的無機鹽由硫酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽及硝酸鹽中的一種或多種混合使用。
所述的有機羧酸是指檸檬酸，琥珀酸、酒石酸或富馬酸或胺基酸一種或多種混合使用。
特別指出的是本發明中的有機羧酸包括胺基酸。所述的胺基酸為含2-4個碳原子的胺基酸。如甘氨酸、丙氨酸等。
本發明的應用在於，所述的添加物由無機鹽與聚乙烯醇或有機羧酸絡合而成溶膠體系，用作捲菸添加劑，可很好地降低捲菸煙氣中有害成分及焦油含量。
本發明的添加物作為捲菸添加劑的應用，是將添加物用低沸點、無毒溶劑溶解，噴到菸絲上。
所述的低沸點、無毒溶劑可以是乙醇、乙二醇、丙酮等。
本發明的添加物作為捲菸添加劑的應用，還可以是將添加物烘乾成為凝膠後，製備成粉狀加入混合溶劑(如乙醇，乙二醇，丙酮)，製備成懸浮體系。
本發明的添加物作為捲菸添加劑的應用，所述的添加物中還可以加入適當的助燃劑，如檸檬酸鉀鹽，酒石酸鉀。
通過絡合而成溶膠具有一定粘性，在菸絲表面乾燥成膜，與菸絲牢固連接，捲菸燃燒時，低溫燃燒原位合成新鮮製備顆粒度很細的微米級或納米級的金屬氧化物，通過催化燃燒，達到選擇性減害的目標，減少煙氣中的焦油10-20％，菸草特有亞硝胺(TSNA)10-50％，一氧化碳10-20％，氰氫酸10-20％等有害物質。
低溫燃燒原位合成顆粒度很細的微米級或納米級的金屬氧化物，由於是新鮮製備，活性較強，通過催化燃燒，促進燃燒，使燃燒更加充分，減少焦油生成量，減少有害成分的產生。
本發明與已有技術相比具有顯著優點1應用該技術生產的捲菸，降害程度可根據降害物質在捲菸中的用量調節，用量越大，大大降低捲菸煙氣中對吸菸者的危害。降害物質呈溶膠和凝膠狀，易與菸絲較好的粘附。捲菸燃燒低溫燃燒在原位合成催化燃燒的添加劑。
2應用該技術生產的捲菸，由於其燃燒充分，所釋放的香氣質好，香氣量足，不影響捲菸外觀和口感。
3該技術所用原料廉價，工藝製備簡單，操作方便。
下面對本發明的添加物的製備以及應用方式進行具體說明添加物的製備稱取10-50克單一或者混合的無機鹽類，用適量的去離子水(或乙二醇)溶解，在60-100攝氏度下攪拌，緩慢加入溶有適量有機羧酸或聚乙烯醇的溶液，並加入適當的助溶劑(如乙醇，丙酮，乙二醇)，恆溫攪拌10-36小時，當溶液呈膠體狀，停止攪拌。
應用時，將合成的添加物用低沸點、無毒溶劑溶解，噴在菸絲上，晾乾。
應用時，還可以將添加物置於80-110攝氏度環境中，持續10-24小時，得到固體物質，研磨，加入適當的混合溶劑，準備噴在菸絲上。
本發明的添加物在菸草中的應用，按重量百分比來計算，按低溫燃燒生成的固相物來計算在菸草中的添加量0.01-10％。
本發明的添加物可以以機械混合，噴灑，浸漬的方式應用於菸草中。
本發明的添加物可以以薄片的形式加入捲菸，製成特種捲菸紙應用到捲菸中，以新生成的物質來催化影響燃燒。
具體實施例方式
實施例1稱量硝酸鐵，用去離子水將其溶解，加入聚乙烯醇溶液，兩者的摩爾比為0.5-0.9∶1，置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠，得到本發明添加物。將本發明添加物噴入菸絲。再按捲菸生產工序卷接捲菸。
實施例2稱量醋酸錳和硝酸鐵(兩者的摩爾比為0.1-0.9∶1)，用去離子水溶解，在60-80攝氏度下邊攪拌邊加入適量的檸檬酸和酒石酸的溶液(硝酸鹽與有機羧酸的物質的量比0.5-1∶1)，置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠，即本發明添加物。再按捲菸生產工序卷接捲菸。
實施例3
稱量醋酸鋅，用適量的去離子水溶解，在60-80攝氏度下邊攪拌邊加入適量的檸檬酸的溶液(乙醇佔檸檬酸的溶液體積比10％左右，醋酸鋅與檸檬酸的物質的量比為0.8-1.2∶1)，置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠，得到本發明添加物。將本發明添加物均勻噴灑在2.5公斤的菸絲上，分五次噴完，每次噴後拌勻，在常溫晾置30分鐘再噴灑。噴灑後菸絲晾乾，使水分與大生產的菸絲水分處於同一水平，再按捲菸生產工序卷接捲菸。菸草中特有亞硝胺降低18％左右。
實施例4矽酸鈉與酒石酸(物質的量比0.2-2∶1)在80-100攝氏度下攪拌，調節PH值，形成膠體狀物質，即本發明添加物。加入乙醇或丙酮，沉澱鈉鹽。膠體狀物質即本發明添加物噴入菸絲。再按捲菸生產工序卷接捲菸。降低總粒相物10％。
實施例5將30-40克的硝酸鈷用去離子水溶解，在60-80攝氏度下邊攪拌邊加入適量的檸檬酸的溶液(含佔檸檬酸的溶液體積比10％左右的乙醇)，硝酸鈷與檸檬酸的物質的量比為0.8-1.2∶1，置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠，即本發明添加物，均勻的噴灑在2.5公斤的菸絲上，分五次噴完，每次噴後拌勻，在常溫晾置30分鐘再噴灑。噴灑後菸絲晾乾，使水分與大生產的菸絲水分處於同一水平，再按捲菸生產工序卷接捲菸。要求捲菸的吸阻與重量水平滿足大生產要求。與對照樣比較，一氧化碳降低10％，氫氰酸降低15％。
實施例6稱量硝酸錳和硝酸鐵(兩者的摩爾比為0.1-0.9∶1)用去離子水溶解，在60-80攝氏度下邊攪拌邊加入適量的甘氨酸的溶液(硝酸鹽與甘氨酸的物質的量比0.8-1.2∶1)，置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠，即本發明添加物，均勻的噴灑在2.0公斤的菸絲上，分五次噴完，每次噴後拌勻，在常溫晾置30分鐘再噴灑。噴灑後菸絲晾乾，使水分與大生產的菸絲水分處於同一水平，再按捲菸生產工序卷接捲菸。要求捲菸的吸阻與重量水平滿足大生產要求。
實施例7稱量硝酸鈰和硝酸鋯(兩者的摩爾比為0.3-0.7∶1)在60-80攝氏度下邊攪拌邊加入適量的檸檬酸的溶液(含有佔檸檬酸的溶液體積比10％乙醇)，硝酸鹽與檸檬酸的物質的量比為0.8-1.2∶1，置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠。均勻的噴灑在2.5公斤的菸絲上，分五次噴完，每次噴灑後拌勻，在常溫放置30分鐘再噴灑。噴灑後菸絲晾乾，使水分與大生產的菸絲水分處於同一水平，再按捲菸生產工序卷接捲菸。
實施例8按一定的化學計量比稱量硝酸錳和硝酸鐵(兩者的摩爾比為0.1-0.9∶1)用去離子水溶解，在60-80攝氏度下邊攪拌邊加入適量的甘氨酸的溶液，(硝酸鹽與甘氨酸的物質的量比2.5-3∶1)置於恆溫水槽，緩慢蒸發，形成溶膠，即本發明添加物，將本發明添加物膠體置於80-110攝氏度環境中，持續10-24小時，得到固體物質，研磨，加入到適當的混合溶劑，噴在菸絲上。噴灑後菸絲晾乾，使水分與大生產的菸絲水分處於同一水平，再按捲菸生產工序卷接捲菸。
表1一減害效果(降幅％)
注N-亞硝基降菸鹼(NNN)4-(N-甲基亞硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)N-亞硝基新菸草鹼(NAT)N-亞硝基假木賊鹼(NAB)
權利要求
1.一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是由無機鹽與聚乙烯醇或有機羧酸絡合而成溶膠體系。
2.根據權利要求1所述的一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是所述的無機鹽與聚乙烯醇或有機羧酸絡合的物質的量的比為0.5-3∶1。
3.根據權利要求1所述的一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是所述的無機鹽是Si、Zn、Al、Fe、Co、Mn、Cu、Zr及稀土元素中的一種或多種的無機鹽。
4.根據權利要求3所述的一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是所述的無機鹽由硫酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽及硝酸鹽中的一種或多種混合使用。
5.根據權利要求3所述的一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是所述的有機羧酸是指檸檬酸，琥珀酸、酒石酸或富馬酸或胺基酸一種或多種混合使用。
6.根據權利要求5所述的一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是所述的胺基酸為含2-4個碳原子的胺基酸。
7.根據權利要求6所述的一種具降焦減害作用的捲菸添加物，其特徵是所述的胺基酸為甘氨酸、丙氨酸。
8.權利要求1-7所述任一種添加物的應用，其特徵是將所述的添加物用作捲菸添加劑，降低捲菸煙氣中有害成分及焦油含量。
9.根據權利要求8所述一種添加物的應用，其特徵是添加物的用量，按重量百分比來計算，按低溫燃燒生成的固相物來計算在菸草中的添加量0.01-10％。
10.根據權利要求9所述一種添加物的應用，其特徵是添加物以機械混合，噴灑，浸漬的方式應用於菸草中，或以薄片的形式加入捲菸。
11.根據權利要求8所述一種添加物的應用，其特徵是將添加物用低沸點、無毒溶劑溶解，噴到菸絲上。
12.根據權利要求10所述一種添加物的應用，其特徵是所述的低沸點、無毒溶劑乙醇、乙二醇、丙酮。
13.根據權利要求8所述一種添加物的應用，其特徵是將添加物烘乾成為凝膠後，製備成粉狀加入混合溶劑，製備成懸浮體系。
14.根據權利要求13所述一種添加物的應用，其特徵是所述的混合溶劑為乙醇、乙二醇、丙酮中的任兩種或三種的混合。
15.根據權利要求8所述一種添加物的應用，其特徵是所述的添加物中還加入適當的助燃劑。
16.根據權利要求15所述一種添加物的應用，其特徵是所述的助燃劑是檸檬酸鉀鹽或酒石酸鉀。
全文摘要
一種具降焦減害作用的捲菸添加物，是由無機鹽與聚乙烯醇或有機羧酸絡合而成溶膠體系。應用到菸絲，低溫燃燒原位合成降害物質，能降低煙氣中氫氰酸，一氧化碳，菸草中特有的亞硝胺，不會改變捲菸的外觀和口感。
文檔編號A24B15/18GK1923065SQ20061003223
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月13日 優先權日2006年9月13日
發明者王詩太, 金勇 , 銀董紅, 譚海風, 趙立紅, 範紅梅, 陳潛 申請人:長沙捲菸廠