专利名称：膨胀烟梗颗粒在卷烟滤嘴中的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于巻烟材料制备技术领域，涉及膨胀烟梗颗粒的用途，具体涉 及膨胀烟梗颗粒在卷烟滤嘴中的新用途。
背景技术：
目前，国际巻烟巿场出现加速向低焦油、低烟碱等低有害成分巻烟发展的趋势，而我国在2005年就明确提出全国名优卷烟焦油量平均降低到12mg/ 支左右，高于15mg/支的卷烟不准进入巿场销售。因此，研究和开发低焦油、 低危害、高香气卷烟成为巻烟企业目前的首要任务。20世纪60年代过滤嘴卷烟的问世，有效降低了巻烟焦油量。卷烟滤嘴对 降低卷烟焦油、烟碱等有害成分的贡献在于滤棒对烟气中的粒相物发生机械 性过滤，卷烟抽吸时烟气通过滤嘴而进入口腔，烟气中的粒相物与滤嘴纤维 丝束接触后，立即被粘住而不能重新返回到气流中。因此，卷烟滤嘴对降低 焦油、烟碱等有害成分的作用是最为显著有效的。烟草行业一直积极开展卷烟滤嘴的研究，尤其在增强滤嘴的过滤、吸附 功能方面。—目前，针对增强滤嘴的过滤、吸附功能，多选择一些具有大比表 面积，强吸附能力的材料添加到滤嘴丝東中形成强吸附能力的复合滤嘴。例 如中国专利CN01122241.7是将硅藻土均勻掺入到滤嘴芯棒中制成卷烟，其 与普通滤嘴卷烟相比可降低卷烟焦油10% ~ 60%。中国专利CN03119218. l提到将吸附有烟用香料的颗粒状黄土塑性粒子 添加到卷烟滤嘴中，因黄土细颗粒成分为多孔质结构，表面积大，吸附性和 反应性强，能有效去除焦油、尼古丁等有害成分。目前普遍使用的另 一种复合滤嘴为活性炭滤嘴，将活性炭添加到卷烟中 制成二元复合滤嘴或三元复合滤嘴。活性炭滤嘴具有良好的吸附性，能有效 去除卷烟的焦油、烟碱及一些挥发性的物质，但对烟气中的如CO和NxOY等有
害气相成分没有作用。以上提到的硅藻土、黄土塑性粒子、活性炭等吸附材料，均是利用它们 具有的大比表面积，强吸附能力，用于卷烟滤嘴棒中能提高滤嘴的过滤、吸 附能力，但是采用这些材料制作出的复合滤嘴应还存在以下不足第一，由于这些材料强度较大，在滤嘴棒成型后的分切及巻烟卷制分切 的过程中，对分切刀片的磨损较大，造成设备费用上升和停机事故的增多。第二，由于这些材料缺乏韧性，在卷烟制造及运输过程中容易因磨损而 产生粉尘。
一方面，这些粉尘会随烟气进入吸烟者口腔，对吸烟者的健康造成极大的危害；另一方面，由于中式烤烟型卷烟的香气较为脆弱，这些粉尘 夹杂在烟气中，使卷烟产生不同程度的杂气，如"土腥味"，"炭味"等。第三，添加这些吸附材料制成的复合滤嘴，在生产、包装、运输的过程 中，会有部分吸附材料从滤嘴中脱落进入烟丝里，影响卷烟的燃烧性能和燃 烧状态，同时造成卷烟抽吸品质的不稳定。第四，卷烟制造中出现的不合格烟支，在回收过程中极易被上述吸附材 料所污染，因此用这些吸附材料制成的复合滤棒巻烟的不合格品， 一般不进 行回收，作废弃品处理，严重造成烟叶原料的损耗。上述问题的存在，严重制约了复合滤嘴在中式卷烟上的广泛应用。因此， 研制一种过滤效率高、吸附能力强，同时不产生任何杂气，不影响卷烟感官 品质的滤嘴用过滤材料就成为烟草行业亟待解决的技术问题。新近出现的膨胀烟梗颗粒是一种以烟梗、细梗、梗签、梗块为原料，经过微波工艺处理后，形成的粒径在2 5mm之间、呈不规则颗粒状态的膨胀 烟梗。烟梗内部细胞结构在微波膨胀作用下发生改变，干瘪的细胞迅速膨大， 形成多孔的空腔状结构。其填充值^7.5ml/g (按中华人民共和国烟草行业 标准YC/T 152-2001烟丝填充值测定标准)，在其内部分布有许多孔径100-400Mffi的小孔。该类材料具有较高的膨胀度和填充值，燃烧性能好，燃烧时 释放的焦油和一氧化碳低，且烟气中不带有木质杂气。已知的应用形式是与 烟丝或其他烟丝替代材料混合后制备卷烟，例如"三元多孔颗粒在卷烟生产
中的应用"(申请号200710065612.9，申请日2007年1月12日)所公开的应用形式。发明内容本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种膨胀烟梗颗粒的新用 途，即在制备卷烟滤嘴中的新应用。膨胀烟梗颗粒在制备卷烟滤嘴中的应用方法，其特征在于将膨胀烟梗 颗粒添加于构成卷烟滤嘴的滤芯或成型纸中。一种应用膨胀烟梗颗粒制备卷烟滤嘴的方法，其具体做法如下在滤嘴 丝束成型前，将所述的膨胀烟梗颗粒按4~30mg/10mm丝東的添加量均勾地 撒在滤芯上，制得复合颗粒过滤棒；将复合颗粒过滤棒与常规滤芯过滤棒进 行复合，制得二元复合滤嘴。一种应用膨胀烟梗颗粒制备卷烟滤嘴的方法，其具体做法如下在滤嘴 丝束成型前，将所述的膨胀烟梗颗粒按4~30mg/10mm丝東的添加量均勾地 撒在滤芯上，制得复合颗粒过滤棒；截取复合颗粒过滤棒和常规滤芯过滤棒， 并在滤棒成型过程中，往复合颗粒过滤棒与常规滤芯过滤棒之间预留的空腔 中添加10~60mg的膨胀烟梗颗粒，制得三元复合滤嘴。所述的膨胀烟梗颗粒的粒径优选为20~80目。所述的滤芯为醋纤丝東、聚丙烯丝束或纸芯等常规过滤材料中的一种。 一种应用膨胀烟梗颗粒制备巻烟滤嘴的方法，其具体做法如下将膨胀 烟梗颗粒按原纸重量百分数2 % ~ 30%的添加量均匀涂敷于巻烟滤嘴棒用成 型纸内壁上，形成颗粒层，最后用这种涂布有膨胀烟梗颗粒的成型纸进行滤 棒成型，'得到颗粒层复合滤嘴。所述的膨胀烟梗颗粒的粒径优选为100 - 500目。为了进一步降低成本，提高原料的利用率，本发明的膨胀烟梗颗粒优选 由颗粒生产过程中产生的细末颗粒经研磨、筛选后得到。本发明的膨胀烟梗颗粒优选"一种膨胀烟梗颗粒的制备方法及其设备"(申请号200710065892.3，申请日2007年5月18曰)所公开的技术方 案制备得到的膨胀烟梗颗粒。本发明的技术原理是烟气气溶胶粒子在通过滤嘴时，由于膨胀烟梗颗 粒具有的巨大比表面积，且富含极性基团，会接触到很多的气溶胶粒子并将 粒子吸附在颗粒上，对烟气形成直接过滤。与常规丝束相比，膨胀烟梗颗粒 的多孔空腔结构促使滤嘴压降发生改变，变化的压降产生了动态的力场作 用，烟气气溶胶粒子在滤嘴中的运动阻力增大，与过滤材料的碰撞机会增多， 过滤效率增大。并且多孔空腔结构增加了空气的进入量，增强空气对卷烟烟 气的稀释作用，使气溶胶粒子浓度变低，使焦油、烟碱等有害成分降低。气 溶胶粒子在经过常规丝束和颗粒时因受阻力不同形成了浓度差，在此浓度差 的推力作用下，小直径粒子和气体分子克服变化的压降产生的动态力场和分 散介f或介质的阻力作布朗运动，增加了小直径的粒子和部分气相粒子的过 滤效率。另外，膨胀烟梗颗粒在生产过程中，发生了一系列复杂的变化，除烟草 本身含有的香味物质外，还产生了许多致香成份，如^^喃类化合物等，这使 得这种新型复合滤嘴在巻烟中具有较大的应用价值。本发明具有以下优点(1)膨胀烟梗颗粒为天然植物材料，具有很好的韧性，有利于滤棒的成 型和卷烟的制造，不会造成设备的磨损；(2 )膨胀烟梗颗粒具有多孔空腔结构，具有较大的比表面积和富含羧基、 羟基、羰基等极性基团，由此制备的卷烟滤嘴具有较高的过滤效率和强吸附 能力，应用于卷烟中能有效去除焦油、烟碱等有害成分；(3) 膨胀烟梗颗粒来源于烟草，由此制备的滤嘴不会带来烟草以外的气 味，若颗粒从滤嘴中脱落进入烟丝中参与燃烧，产生的也是烟草本香，并不 会引入杂气，不会影响卷烟的感官质量，同时也不会影响卷烟生产过程中残 烟的回收；(4) 生产成本低廉，由于膨胀烟梗颗粒是以卷烟生产中的烟梗、梗签、
梗块等废弃原料制备而得，综合利用卷烟生产中的废弃物，提高了烟草原料的利用率，增加了卷烟企业的经济效益；(5)本发明工艺制备方法简单，搡作方便可行。
图1为本发明中二元复合滤嘴的结构示意图；图2为本发明中三元复合滤嘴的结构示意图； 图3为本发明中颗粒层复合滤嘴的结构示意图。图中1.常规滤芯过滤棒，2.膨胀烟梗颗粒，3.复合颗粒过滤棒，4.膨胀 烟梗颗粒层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的内容 完全不局限于此。除非另有说明，本发明中釆用的百分数均为重量百分数。 实施例1如图l所示，将膨胀烟梗颗粒生产过程中产生的颗粒细末进行研磨、筛 选，挑选粒径为20目的膨胀烟梗颗粒2添加于卷烟滤嘴中。添加方案为在 滤嘴醋纤丝東成型前，将三元多孔颗粒按4mg/10mm醋纤丝束的添加量均匀 地撒在醋纤丝東上，制得复合颗粒醋纤棒3，截取复合颗粒醋纤棒3和普通 醋纤棒l,将普通醋纤棒与复合颗粒醋纤棒复合制得二元复合滤嘴。将该二 元复合滤嘴棒应用于卷烟，对该巻烟感观品质没有任何负面影响，同比降低 焦油10%,降低烟碱5%。实施例2重复实施例l,有以下不同点挑选粒径为40目的膨胀烟梗颗粒添加于 滤嘴聚丙烯丝東中，添加量为12mg/10mm聚丙烯丝束。制得的二元复合滤嘴 棒应用于卷烟，使卷烟烟香变得更清晰、更柔和，同比降低焦油25%,降低烟碱12%。 实施例3重复实施例l，有以下不同点挑选粒径为80目的膨胀烟梗颗粒添加于 滤嘴纸芯滤材中，添加量为30mg/10mm纸芯。制得的二元复合滤嘴棒应用于 卷烟，使卷烟烟香变得更清晰、醇和，舒适性得到显著改善，同比降低焦油 48%，降低烟碱16%。实施例4如图2所示，将膨胀烟梗颗粒生产过程中产生的细末颗粒进行研磨、筛 选，挑选粒径为20目的膨胀烟梗颗粒添加于巻烟滤嘴中。添加方案为在滤 嘴醋纤丝束成型前，将膨胀烟梗颗粒2按4mg/10mm醋纤丝東的添加量均匀 地撒在醋纤丝東上，制得复合颗粒醋纤棒，截取复合颗粒醋纤棒3和普通醋 纤棒l,并在滤棒成型过程中，往复合颗粒醋纤棒与普通醋纤棒之间预留的 空腔中添加60mg的膨胀烟梗颗粒2,最终制得三元复合滤嘴棒。将该三元复 合滤嘴棒应用于巻烟，使卷烟烟香变得更透发、更优雅，舒适性得到显著改 善，同比降低焦油56%,降低烟碱20%。实施例5重复实施例4,有以下不同点将50目的膨胀烟梗颗粒按17mg/10咖聚 丙烯丝束的添加量，匀地撒在聚丙烯丝束上，制得复合颗粒聚丙烯丝束棒。 将复合颗粒聚丙烯丝束棒与纯醋纤棒复合，同时往复合颗粒聚丙烯丝東棒与 纯醋纤棒之间预留的空腔中添加40mg的30目的膨胀烟梗颗粒，最终制得三元复合滤嘴棒。将该三元复合滤嘴棒应用于卷烟，使卷烟烟香变得更透发、 更厚实，口腔刺激得到显著改善，同比降低焦油40%，降低烟碱15%。 实施例6重复实施例4,有以下不同点将80目的膨胀烟梗颗粒按30mg/10nmi纸 芯滤材的添加量均匀地撒在纸芯滤材上，制得复合颗粒纸芯棒，将复合颗粒 纸芯棒与纯醋纤棒复合，同时往复合颗粒纸芯棒与纯醋纤棒之间预留的空腔 中添加10mg的40目的膨胀颗粒，最终制得三元复合滤嘴棒。将该三元复合
滤嘴棒应用于卷烟，使巻烟烟香变得圆润，口腔和喉部刺激得到显著改善，同比降低焦油50%,降低烟碱17%。 实施例7 '如图3所示，将IOO目的膨胀烟梗颗粒2按2%的添加量均匀涂敷于巻 烟滤嘴棒用成型纸内壁上，形成均勻的颗粒层4，再用这种涂布有膨胀烟梗 颗粒的成型纸对纯醋酸纤维进行滤棒成型，得到颗粒层复合滤嘴。将该颗粒 层复合滤嘴应用于卷烟，使卷烟烟香变的醇和，同比降低焦油5%，降低烟 碱5 % 。实施例8将200目的膨胀烟梗颗粒按10%的添加量均勾涂敷于卷烟滤嘴棒用成 型纸内壁上，形成均匀的颗粒层，再用这种涂布有膨胀烟梗颗粒的成型纸对 纯聚丙烯纤维进行滤棒成型，得到颗粒层复合滤嘴。将该颗粒层复合滤嘴应 用于卷烟，使巻烟烟香变的丰满、醇和，同比降低焦油12%,降低烟碱8%。实施例9将300目的膨胀烟梗颗粒按18%的添加量均勾涂敷于卷烟滤嘴棒用成 型纸内壁上，形成均匀的颗粒层，再用这种涂布有膨胀烟梗颗粒的成型纸对 纯纸芯滤材进行滤棒成型，得到颗粒层复合滤嘴。将该颗粒层复合滤嘴应用 于卷烟，使卷烟烟香变的丰满、厚实，同比降_低焦油55%,降低烟碱30%。实施例10先将500目的膨胀烟梗颗粒按30%的添加量均匀涂敷于卷烟滤嘴棒用 成型纸上，形成均匀的颗粒层成型纸。再将膨胀烟梗颗粒生产过程中产生的 颗粒细末进行研磨、筛选，挑选粒径为20目的膨胀烟梗颗粒添加于卷烟滤 嘴中，添加方案为在滤嘴丝束成型前，将膨胀烟梗颗粒按4mg/10mm醋纤丝 束的添加量均句地撒在醋纤丝束上，制得复合颗粒醋纤棒，截取复合颗粒醋 纤棒和普通醋纤棒，将普通醋纤棒与复合颗粒醋纤棒釆用上述颗粒层成型纸 进行复合，制得二元复合滤嘴，将该二元复合滤嘴应用于巻烟，使卷烟烟香变的浓郁、优雅，同比降低焦油50%，降低烟碱28%。 实施例11重复实施例IO，有以下不同点所述的膨胀烟梗颗粒由以下方法制成， 以近红外光谱分析仪扫描不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗 中总糖、还原糖、烟碱和总氮的含量。根据扫描结果，对不同产地、不同年 份、不同等级、不同类型的烟梗进行混合试验，以使各批次的混合烟梗原料 的总糖含量范围为12%~15%,还原糖含量范围为10%~15%,烟碱含量范围 为0.6%~1.1%,总氮含量范围为1. 3%~1.8%,最终形成原料掺配方案。按 掺配方案所确定的掺配比例将各烟梗原料混合均句，混合的同时筛除原料中 的粉尘、小于l腿的梗条和梗块、以及混入烟梗中的石块、金属等杂物。对 混匀后的烟梗进行有机溶剂萃取，选择石油醚作为萃取剂，烟梗与萃取剂的 重量比为l: 8，设定萃取温度为70。C,萃取时间3h,萃取3次，萃取后测 定烟梗的水分为16.5 /。。萃取后的烟梗与加热至190'C的微波面体颗粒介质 混合均匀，在微波作用下进行膨胀。膨胀后的烟梗冷却到室温(<25'C-)后 装入麻袋中，放置于通风、阴凉的贮存仓库中贮存l个月，使膨胀后的烟梗 在自然环境中陈化，促使膨胀烟梗的内在品质达到平衡。贮存后的膨胀烟梗 回潮至含水量28%~33%。回潮后的膨胀烟梗放置在温度3(TC土2'C,相对湿 度55%土5%的环境中贮存平衡12小时。平衡好的膨胀烟梗进行造粒处理，将 膨胀烟梗打成不规则的颗粒，篩选出粒径为l~5mm的合格烟梗颗粒置于恢 复定型设备中，在微波作用下迅速脱水、干燥膨胀，使回潮后萎缩的体积再 次膨胀并定型，提高烟梗颗粒的填充值。定型后的烟梗颗粒先除去其中的粉尘、轻杂及金属杂物，然后经风选挑选出填充值^7.5ml/g的烟梗颗粒。风选合格的烟梗颗粒按颗粒重量的2%添加烟用香精，加香后的烟梗颗粒置于贮存拒内密封平衡24小时，即得到所需的膨胀烟梗颗粒。
权利要求
1、膨胀烟梗颗粒在制备卷烟滤嘴中的应用。
2、 根据权利要求1所述的膨胀烟梗颗粒的应用，其特征在于将膨胀 烟梗颗粒添加于构成巻烟滤嘴的滤芯或成型纸中。
3、 根据权利要求2所述的应用方法，其具体做法如下在滤嘴丝束成 型前，将所述的膨胀烟梗颗粒按4~30mg/10mm丝東的添加量均勻地撒在滤 芯上，制得复合颗粒过滤棒；将复合颗粒过滤棒与常规滤芯过滤棒进行复合, 制得二元复合滤嘴。
4、 根据权利要求2所述的应用方法，其具体做法如下在滤嘴丝束成 型前，将所述的膨胀烟梗颗粒按4~30mg/10mm丝束的添加量均勻地撒在滤 芯上，制得复合颗粒过滤棒；截取复合颗粒过滤棒和常规滤芯过滤棒，并在 滤棒成型过程中，往复合颗粒过滤棒与常规滤芯过滤棒之间预留的空腔中添 加10 60mg的膨胀烟梗颗粒，制得三元复合滤嘴。
5、 根据权利要求3或4所述的应用方法，其特征在于所述的膨胀烟 梗颗粒的粒径优选为20~80目。
6、 根据权利要求2或3或4所述的应用方法，其特征在于所述的滤 芯为醋纤丝束、聚丙烯丝束或纸芯等常规过滤材料中的一种。
7、 根据权利要求2所述的应用方法，其具体做法如下将膨胀烟梗颗 粒按原纸重量百分数2% ~30%的添加量均匀涂敷于卷烟滤嘴棒用成型纸内 壁上，形成颗粒层，最后用这种涂布有膨胀烟梗颗粒的成型纸进行滤棒成型， 得到颗粒层复合滤嘴。
8、 根据权利要求7所述的应用方法，其特征在于所述的膨胀烟梗颗 粒的粒径优选为100 ~ 500目。
9、 根据权利要求2或3或4或5或6或7或8所述的应用方法，其特征在于所述的膨胀烟梗颗粒优选由颗粒生产过程中产生的细末颗粒经研 磨、筛选后得到。
全文摘要
本发明公开了膨胀烟梗颗粒在卷烟制备中的新用途，即将膨胀烟梗颗粒添加于构成卷烟滤嘴的滤芯或成型纸中，进而制成复合滤嘴。膨胀烟梗颗粒是以卷烟生产中的废弃原料制备而得，不仅成本低廉，而且具有很好的韧性，有利于滤棒的成型和卷烟的制造，不会造成设备的磨损。所制备的卷烟滤嘴具有较高的过滤效率和强吸附能力，应用于卷烟中能有效去除焦油、烟碱等有害成分。其燃烧时产生的是烟草本香，不会影响卷烟的感官质量，同时也不会影响卷烟生产过程中残烟的回收。
文档编号A24B3/02GK101108027SQ20071006612
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月17日 优先权日2007年8月17日
发明者军 倪, 徐兰兰, 涛 杨, 桂永发, 温光和, 牟定荣, 涛 王, 王晓辉, 缪明明, 罗丽莉, 伟 董, 涛 马 申请人:红塔烟草(集团)有限责任公司;云南瑞升烟草技术(集团)有限公司