專利名稱：凹凸棒石在煙草工業中作煙絲添加劑和/或過濾嘴添加劑的制作方法
技術領域：
凹凸棒石在煙草工業中作煙絲添加劑和/或過濾咀添加劑，涉及凹凸棒石應用和卷煙生產技術領域。
背景技術：
當今世界，吸煙與健康的關系進一步受到人們的廣泛關注。卷煙燃燒所形成的煙氣是一種氣溶膠，焦油約占煙氣總量的6-8％，它是煙氣中許多物質混合而成的粒相物，含有許多有害物質，如稠環芳烴類，酚類，N-亞銷胺類，某些雜環化合物。它們大都是促癌和致癌物，主要引發肺癌和其它器官癌。氣相約占煙氣總量的92％，氣相中主要有害物質有CO，NO，HCN，丙烯醛等。采用多種渠道降低焦油含量及其中有害物質，是煙草行業研究的一大課題。
我國1997年1月1日起實行的《卷煙》系列新國標中，對卷煙煙氣中焦油量檔次及相應焦油量作了明確的規定＜12mg/支為低，12-＜16mg/支為中低，16-＜19mg/支為中，19-＜23mg/支為中高，≥23mg/支為高。到2005年，高于15mg/支的卷煙不準上市。
但一味降低焦油含量使煙民感到卷煙口味平淡，無法滿足生理需求。因此，在降低焦油中有害成分的同時，還要改善卷煙的吃，香味。
凹凸棒石是一種層鏈狀結構黏土礦石，由于其特殊的結構特征而具有極強的選擇吸附能力。凹凸棒石又叫坡縷石或坡縷縞石，在蘇聯烏拉爾，美國佐治亞洲的attapulgus地區，法國摩爾莫隆地區發現該種礦石。1976年，中國學者許冀泉根據凹凸堡之音同時兼顧該礦物的晶體結構特征，譯成“凹凸棒石”，近年來在國內傳用。上世紀80年代初，探明蘇皖凹凸礦帶儲量達近20億噸，是我國唯一探明的具有長期開采利用價值的凹凸棒石黏土礦產資源。對凹凸棒石吸附特性及開發利用進行了大量研究，主要集中在建材，輕，農業，畜牧業，紡織，石油勘探，食品油脂加工，環保，化工，化妝品，塑料橡膠，制藥，冶金等工業。凹凸棒石在煙草制品中的應用尚未見報道。
發明內容
本發明的目的是提供凹凸棒石在煙草工業中用作煙絲添加劑和/或過濾咀添加劑。作過濾咀添加劑有助于降低煙氣中的焦油及有害成分；作煙絲添加劑在基本不增加焦油含量的情況下能提高煙堿含量，改善卷煙的吃、香味。
凹凸棒石的晶體形狀為棒狀、纖維狀、針狀，長0.5-5微米，寬0.05-0.15微米，為2∶1型黏土礦物，即兩層硅氧四面體，一層鋁氧八面體，其分子式為Mg5Si8O20(OH)2(OH2)44H2O。凹凸棒石黏土集合體為土狀塊體構造，顏色為灰白色、青灰、微黃或淺綠，油脂光澤，比重輕，摩式硬度2-3級，潮濕時呈粘性和可塑性，干燥收縮小，且不產生龜裂，吸水性強，可達到150％以上。由于內部孔道多，比表面積大，可達350m2/克，大部分的陽離子、水分子和一定大小的有機分子均可直接被吸入孔道中，而它的電化學性能穩定，不宜被電解質所絮凝。
凹凸棒石經江蘇省科委組織鑒定，具有較高的安全衛生性，在醫藥、食品等行業已有廣泛應用。本發明探討凹凸棒石作為添加劑，加入卷煙煙絲及濾棒，制成成品卷煙的工藝。
凹凸棒石制備工藝流程采礦，選礦——配料，預處理——磨粉——碾泥——烘干焙烤——分級，造粒——表面處理，活化和改性——精選及深加工——均化熱化控制——存儲及計量包裝。
本發明技術方案用凹凸棒石作為煙絲添加劑和/或過濾咀添加劑。作煙絲添加劑在煙絲中添加煙絲重量比0.01-0.5％的凹凸棒石；過濾咀添加劑取凹凸棒石粉使其均勻懸浮于三醋酸甘油酯中，配成重量比為0.1-10％的凹凸棒石粉懸濁液，將懸濁液在濾咀機上噴淋在醋酸纖維絲束上，制成合格的煙用過濾咀棒。凹凸棒石粉添加量(重量比)為3％的凹凸棒石三醋酸甘油酯懸濁液，噴淋絲束上，過濾效果更佳，所用凹凸棒石粉的細度為500-1200目最適宜。
煙絲中添加凹凸棒石的制備工藝將0.25g甲基纖維素(CMC)加到50ml乙醇中，振動攪拌，再將2.5g凹凸棒石加入，然后再加入100ml乙醇稀釋并不斷攪拌，使之成為均勻懸濁液，然后用霧化器將其形成霧狀噴加到5kg煙絲中，放置8小時(環境相對濕度為65±5％)將乙醇揮發，然后在卷煙機上卷制成型。
作為過濾咀添加劑，控制三醋酸甘油酯含量約為0.05g/支，控制過濾咀中吸附劑凹凸棒石含量為0.5-2.5mg/支。
濾咀添加凹凸棒石后對煙氣中的焦油、煙堿、一氧化碳的過濾吸附效果如表1所示。
表1各種濾咀對煙氣中的焦油、煙堿、一氧化碳的過濾吸附效果比較
濾咀添加凹凸棒石后對焦油中有害成分的吸附效果如表2所示。
表2各種濾咀對焦油中有害成分的吸附效果
煙絲中添加凹凸棒石對煙氣焦油，煙堿的影響表3煙絲中添加凹凸棒石與對照卷煙焦油、煙堿的比較
添加凹凸棒石卷煙煙絲焦油比對照組高0.7mg，增加率4.54％，但其煙堿比對照組高0.28mg，增加率20.3％。可解決低焦油卷煙煙堿含量較低，吃味平淡的問題。
煙絲中添加凹凸棒石對焦油中有害成分的影響
表4組分分離結果(絕對量)
由表看出，盡管兩種卷煙總粒相物相差不大，僅為0.48％，但抽提物各組分相對量，絕對量發生根本變化。煙絲中加凹凸棒石煙支飽和烴類物質比原樣煙支增加0.24mg，增幅58.54％；芳烴類物質下降0.02mg，降幅4.08％；非烴增加0.50mg，增幅15.1％；瀝青質增加1.40mg，增幅18.64％；柱留非烴降低2.02mg，降幅21.67％。由此進一步證明凹凸棒石對芳烴類物質有一定吸附能力，但對飽和烴，低分子雜環雜原子化合物(非烴)，高分子雜環化合物(瀝青質)吸附很少，并且可能在凹凸棒石參與卷煙高溫燃燒促使煙絲中某些組分生成飽和烴及低分子雜原子化合物和高分子雜環化合物，由于這類物質中如酯類、多酚類、揮發油等物質對卷煙的吃味起較大作用，由此也進一步證明添加凹凸棒石對卷煙吃味改善的作用機理。
表5芳烴色譜分析結果
檢驗結果表明凹凸棒石對芳烴中強致癌物質有較強的吸附能力。
本發明的有益效果凹凸棒石礦藏資源比較豐富，開發、研究其在煙草工業中的應用具有廣闊的前景。
在實際生產工藝中，只需對現有設備作輕微改動和調整，即可實現凹凸棒石在煙絲中的添加。相對于其它添加劑對煙絲的添加效果來說，其添加成本較低，添加工藝簡單，添加效果顯著，可為卷煙生產帶來可喜的經濟效益和社會效益，有著極大的推廣價值。
煙絲中添加0.5‰凹凸棒石卷煙與對照組對比，煙堿增加0.28mg/支；增幅20.3％，焦油總體水平基本沒有變化。通過氣相色譜分析，雖然其不能降低卷煙焦油量，但對降低焦油中有害成分效果顯著。采用拉丁方程評吸方法，請省級專家評委評吸，煙絲添加凹凸棒石后，卷煙內在評吸效果得到了極大的提高，使卷煙從B類躍升為A類，內在評吸指標得到很大的改善，諧調性大幅提高，雜氣和刺激性得到了消除，余味得到了改善。
在實際生產工藝中，濾咀中物理添加凹凸棒石，其成本低廉，對設備要求低，基本不用改造和購買新設備。濾咀添加凹凸棒石后降焦油、降CO效果明顯，焦油降低1.4mg/支，CO降低1.1mg/支；對致癌物質苯并芘、苯并熒蒽的降低也都很顯著，平均比對照樣品降低幅度分別為21.9％和19.7％。煙堿量基本保持不變，在降低焦油的同時，維持了卷煙原有的吃、香味。
具體實施例方式
實施例1煙用濾咀中添加凹凸棒石取900目的凹凸棒石粉使其均勻懸浮于三醋酸甘油酯中，分別配成1％、3％、5％的懸濁液。將1％、3％、5％(w/w)的凹凸棒石懸濁液在濾咀機上噴淋在醋酸纖維絲束上，制成合格的過濾咀棒樣品，控制每支棒中含吸附劑約為0.5mg/支、1.5mg/支、2.5mg/支，三醋酸甘油酯含量約為0.05g/支，考慮到吸附能力，原料成本及實際生產設備的接合等因素，凹凸棒石顆粒直徑不能選的太大或太小。
實施例2煙絲中添加凹凸棒石先將0.25g CMC加入50ml乙醇中，振動攪拌，再將2.5g凹凸棒石加入，然后再加入100ml乙醇稀釋并不斷攪拌，使之成為均勻懸濁液，然后用霧化器將其形成霧狀噴加到5kg煙絲中，放置8小時(環境相對濕度為65±5％)將乙醇揮發，然后在卷煙機上卷制成型。
權利要求
1.一種凹凸棒石在煙草工業中的應用方法，其特征是用凹凸棒石作為煙絲添加劑和/或濾咀添加劑；作煙絲添加劑在煙絲中添加煙絲重量比0.01-0.5％的凹凸棒石；作過濾咀添加劑取凹凸棒石粉使其均勻懸浮于三醋酸甘油酯中，配成重量比為0.1-10％的凹凸棒石粉懸濁液，將懸濁液在濾咀機上噴淋在醋酸纖維絲束上，制成合格的煙用過濾咀棒。
2.根據權利要求1所述的應用方法，其特征是煙絲中添加凹凸棒石的制備工藝先將0.25g CMC加入50ml乙醇中，振動攪拌，再將2.5g凹凸棒石加入，然后再加入100ml乙醇稀釋并不斷攪拌，使之成為均勻懸濁液，然后用霧化器將其形成霧狀噴加到5kg煙絲中，放置8小時，將乙醇揮發，然后在卷煙機上卷制成型。
3.根據權利要求1所述的應用方法，其特征是凹凸棒石作為濾咀添加劑，配成重量比3％的凹凸棒石三醋酸甘油酯懸濁液，噴淋絲束上，過濾效果更佳。
4.根據權利要求1所述的應用方法，其特征是濾咀添加劑所用凹凸棒石粉為500-1200目。
5.根據權利要求1所述的應用方法，其特征是作為濾咀添加劑控制三醋酸甘油酯含量約為0.05g/支，控制濾咀中吸附劑凹凸棒石含量為0.5-2.5mg/支。
全文摘要
凹凸棒石在煙草工業中的應用，用作煙絲添加劑和/或過濾嘴添加劑，涉及凹凸棒石應用和卷煙生產技術領域。作煙絲添加劑在煙絲中添加煙絲重量比0.01－0.5％的凹凸棒石；作過濾嘴添加劑∶配成重量比為0.1－10％的凹凸棒石粉三醋酸甘油酯懸濁液，將懸濁液在濾嘴機上噴淋在醋酸纖維絲束上，制成合格的煙用過濾嘴棒。本發明首次將凹凸棒石應用于煙草工業中，拓寬了其應用領域。作濾嘴添加劑，為降低卷煙焦油含量及有害成分開辟了新的途徑。添加3％的凹凸棒石制作的濾嘴能降低焦油1.4mg/支，降低CO 1.1mg/支。作煙絲添加劑，在基本不增加焦油含量的情況下，提高了煙堿含量20％左右，可解決低焦油卷煙煙堿含量低、吃味平淡的問題，滿足了煙民對低焦油卷煙的需求，又維持了卷煙的吃、香味。
文檔編號A24D3/06GK1528214SQ20031010608
公開日2004年9月15日 申請日期2003年10月14日 優先權日2003年10月14日
發明者王興國, 毛弘毅, 劉元法, 李東亮, 高玉蘭 申請人:盱眙歐佰特粘土材料有限公司