本发明涉及卷烟辅助材料技术领域，具体涉及一种植物颗粒香珠及其制备方法与应用。
背景技术：
卷烟作为一种特殊的商品，是通过燃吸的方式来享受其香气。随着卷烟消费者健康意识的不断提高，他们对于卷烟产品的需求更加趋向于低害、安全、健康等多个方面。卷烟的“减害降焦”成为吸烟者的关注热点和本技术领域研究热点。
滤棒在卷烟减害降焦的设计中起着举足轻重的作用，通过调整滤棒长度、丝束规格以及通风稀释度等手段，卷烟滤嘴可以有效的截留烟气中的粒相物质，减少人体摄入的焦油量。醋酸纤维滤棒作为卷烟材料中的一个重要组成部分，已得到了普遍的应用。随着相关技术、相关材料的使用，卷烟的焦油量和危害性虽然降低了，但是卷烟的香气质量也收到不利的影响。根据卷烟行业的观点，卷烟的香气物质也存于焦油中，降低焦油和尼古丁的含量就意味着降低烟草的吸食品质。在这一现状下，卷烟尤其是低焦油卷烟的增香、补香技术逐渐成为行业的研究热点，试图通过各种办法在卷烟降焦后仍能保证甚至有更好的卷烟吸食品质，其中新材料在滤棒中的增香技术应用是技术研究的重点。
目前，改性活性炭是卷烟滤棒减害常用的一种颗粒吸附材料，它对卷烟烟气中的小分子有害物质有着较强的吸附和截留作用，但其对卷烟仍有三个方面的不利影响：1、活性炭与滤棒丝束结合松散，在滤棒生产过程中活性炭很容易从滤棒两端掉落；2、活性炭硬度较大，在滤棒生产过程中容易损伤切割滤棒的刀片，影响生产效率；3、活性炭滤棒有其特征性的异味，且不能为卷烟补偿新的香气，无利与卷烟的吸食品质。此外，一些无机吸附材料，如硅胶、硅藻石、沸石、麦饭石、陶瓷等硅化合物类改性材料，其在卷烟减害方面也有一定效果，但是其本身质地均较紧密，作为香气物质的载体较差，也就限制了该种类型颗粒在实际中的应用。将其投入到卷烟生产应用还有许多需要改进的地方。
在卷烟滤棒中添加一些具有多孔性的载香颗粒材料，以改善或提升卷烟产品的品质，是一种比较新颖、有效，具有应用前景的研究方向。目前，烟草科研工作者在此研究方向上已经取得了一些成绩。例如：专利申请CN103054186A《一种中药复合颗粒滤棒及其制备方法》公开的颗粒滤棒能够有效的实现卷烟中的焦油含量的降低，同时又对卷烟增香保润起到一定作用；专利申请CN103271443A《一种咖啡淀粉复合颗粒的制备方法及其在卷烟滤嘴中的应用》公布的咖啡淀粉复合颗粒可以降低烟气的刺激性，提升烟气香气质和香气量，改善卷烟抽吸品质，形成浓味型卷烟的特征风格。
技术实现要素：
要解决的技术问题：本发明要解决的技术问题是克服现有滤棒里添加材料的技术不足，提供一种植物颗粒香珠的制备方法，制成有一定粒径、载香能力强、耐加工性好的植物颗粒香珠。滤棒丝束成型时加入，该植物颗粒香珠位于滤棒中央，被丝束包裹，实现降低卷烟烟气中的焦油含量等有害物质，同时又为卷烟增香，并进一步提供丰富的卷烟产品香气满足消费者对卷烟香气的追求。
技术方案：一种植物颗粒香珠的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，原料称取和混料：按重量份称取20-50份香料植物粉末、10-30份纳米碳酸钙、20-40份脱胶麻纤维粉、10-20份玉米变性淀粉、1-10份水溶性壳聚糖，将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60-90min，充分混合得混料；
步骤二，湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的50-110%的热水，在50℃条件下搅拌1-3h得到湿物料；
步骤三，颗粒成型：利用挤压机将步骤二中制备好的湿物料挤制成直径2-4mm、长度2-4mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在2.5-3.8mm，得到圆形颗粒；
步骤四，干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在1-5%；
步骤五，打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将2.5-3.8mm范围内圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六，颗粒加香：称取植物颗粒珠重量10-40%的香精，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠。
进一步的，步骤一中所述的香料植物粉末为烟草、甘草、薄荷叶、当归、香紫苏叶、罗汉果、人参的任意一种或几种的混合物。
进一步的，所述香料植物粉末的制备方法为洗净后在烘箱30~50℃下干燥，直至含水率达到5-10%，然后粉碎至50-100目。
进一步的，步骤一中所述脱胶麻纤维粉，纤维长度为0.5-1mm。
进一步的，步骤一中所述水溶性壳聚糖，其脱乙酰度大于80%。
进一步的，步骤二中所述热水的温度为40-60摄氏度。
进一步的，步骤六中所述香精为甜橙油、陈皮香精、薄荷香精、牛奶香精、咖啡香精或杂果香精中的任意一种或几种的混合物。
上述制备方法制备得到的植物颗粒香珠。
上述的植物颗粒香珠在卷烟滤棒中的应用，其特征在于：通过振动筛选，取粒径为2.5-3.8mm的植物颗粒香珠，滤棒丝束成型时加入所述固体香珠，滤棒成型后，该香珠位于滤棒中央，被丝束包裹。
有益效果：本发明得到的植物颗粒香珠是一种蓬松又不易碎的圆形颗粒，是一种良好的吸附材料和香气载体，工艺简单适合工业化生产，与现有技术相比具有以下优点：
1、吸附性能好：植物颗粒香珠的制备由于利用了植物纤维和纤维长度为0.5-1mm脱胶麻纤维粉，可以使其具有良好的孔道效应，能够有效的提高对烟气的吸附量，降低有害成分；
2、耐加工型好：植物颗粒香珠的制备中由于使用了脱乙酰度高于80的%的壳聚糖，保证壳聚糖具有良好的活性和高粘度的特性，其次加入具有粘合剂作用的玉米变性淀粉和纳米碳酸钙，使植物颗粒香珠具有一定的抗压能力，加工过程中利用率高，造碎少；
3、载香性能好：充分利用孔道效应，香精吸附率高，在吸附烟气有害物质的同时可以置换或缓释释放香气，根据需求可以负载不同类型的香气，提升卷烟抽吸品质。
具体实施方式
实施例1
步骤一：原料称取和混料：称取3kg甘草粉末、2kg纳米碳酸钙、3kg脱胶麻纤维粉、1kg玉米变性淀粉、1kg水溶性壳聚糖。将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60min，充分混合得混料；
步骤二：湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的6kg50℃的热水，在50℃条件下搅拌2h；
步骤三：颗粒成型：利用挤压机将步骤三中制备好的湿物料挤制成直径4mm、长度4mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在2.5mm，得到圆形颗粒；
步骤四：干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在2%；
步骤五：打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将2.5圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六：颗粒加香：称取植物颗粒珠重量20%的甜橙油，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠A。
植物颗粒香珠在卷烟滤棒中的应用：通过振动筛选，取1颗粒径为2.9mm的植物颗粒香珠A，滤棒丝束成型时加入所述固体香珠，滤棒成型后，该香珠位于滤棒中央，被丝束包裹。
对本实施例滤棒制成的成品卷烟进行测试和评吸。
结果：1、经测试，焦油较空白卷烟降低3.4%，苯酚降低10.3%，有效的降低了卷烟中的部分有害物质。
2、经评吸，烟香细腻柔和，甜橙香气清新自然，无刺激，余味干净舒适，甜橙的果香持久稳定。
实施例2
步骤一：原料称取和混料：称取4kg薄荷叶粉末、1.5kg纳米碳酸钙、2kg脱胶麻纤维粉、1.5kg玉米变性淀粉、1kg水溶性壳聚糖。将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60min，充分混合得混料；
步骤二：湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的8kg50℃的热水，在50℃条件下搅拌1.5h；
步骤三：颗粒成型：利用挤压机将步骤三中制备好的湿物料挤制成直径3mm、长度3mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在3.8mm，得到圆形颗粒；
步骤四：干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在3%；
步骤五：打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将3.0mm圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六：颗粒加香：称取植物颗粒珠重量15%的陈皮香精，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠B。
植物颗粒香珠在卷烟滤棒中的应用：通过振动筛选，取1颗粒径为2.9mm的植物颗粒香珠B，滤棒丝束成型时加入所述固体香珠，滤棒成型后，该香珠位于滤棒中央，被丝束包裹。
对本实施例滤棒制成的成品卷烟进行测试和评吸。
结果：1、经测试，焦油较空白卷烟降低4.5%，苯酚降低9.2%，有效的降低了卷烟中的部分有害物质。
2、经评吸，烟香飘逸流畅，又舒适的陈皮气息，无刺激，余味干净，陈皮香气持久稳定。
实施例3
步骤一：原料称取和混料：称取2kg甘草粉末和2kg当归粉末、1kg纳米碳酸钙、2.5kg脱胶麻纤维粉、1.5kg玉米变性淀粉、1kg水溶性壳聚糖。将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60min，充分混合得混料；
步骤二：湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的9kg50℃的热水，在50℃条件下搅拌2.5h；
步骤三：颗粒成型：利用挤压机将步骤三中制备好的湿物料挤制成直径4mm、长度4mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在2.5mm，得到圆形颗粒；
步骤四：干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在3%；
步骤五：打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将3.5mm圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六：颗粒加香：称取植物颗粒珠重量15%的薄荷香精，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠C。
植物颗粒香珠在卷烟滤棒中的应用：通过振动筛选，取1颗粒径为3.7mm的植物颗粒香珠C，滤棒丝束成型时加入所述固体香珠，滤棒成型后，该香珠位于滤棒中央，被丝束包裹。
对本实施例滤棒制成的成品卷烟进行测试和评吸。
结果：1、经测试，焦油较空白卷烟降低9.2%，苯酚降低11.3%，有效的降低了卷烟中的部分有害物质。
2、经评吸，烟香透发，有薄荷凉感，整体吃味较好，余味干净舒适。
实施例4
步骤一：原料称取和混料：称取1kg甘草粉末和1.5kg薄荷叶粉末、1.5kg纳米碳酸钙、3kg脱胶麻纤维粉、2kg玉米变性淀粉、1kg水溶性壳聚糖。将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60min，充分混合得混料；
步骤二：湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的9kg50℃的热水，在50℃条件下搅拌2h；
步骤三：颗粒成型：利用挤压机将步骤三中制备好的湿物料挤制成直径4mm、长度4mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在3.8mm，得到圆形颗粒；
步骤四：干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在2%；
步骤五：打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将3.8mm圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六：颗粒加香：称取植物颗粒珠重量20%的咖啡香精，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠D。
植物颗粒香珠在卷烟滤棒中的应用：通过振动筛选，取1颗粒径为3.7mm的植物颗粒香珠D，滤棒丝束成型时加入所述固体香珠，滤棒成型后，该香珠位于滤棒中央，被丝束包裹。
对本实施例滤棒制成的成品卷烟进行测试和评吸。
结果：1、经测试，焦油较空白卷烟降低8.9%，苯酚降低10.1%，有效的降低了卷烟中的部分有害物质。
3、经评吸，烟香柔和细腻，掩盖杂气，烟香中有咖啡烤香，香气自然，余味干净舒适。
对比例1
步骤一：原料称取和混料：称取6kg甘草粉末、2kg纳米碳酸钙、1kg玉米变性淀粉、1kg水溶性壳聚糖。将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60min，充分混合得混料；
步骤二：湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的6kg50℃的热水，在50℃条件下搅拌2h；
步骤三：颗粒成型：利用挤压机将步骤三中制备好的湿物料挤制成直径4mm、长度4mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在3.8mm，得到圆形颗粒；
步骤四：干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在2%；
步骤五：打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将3.0mm圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六：颗粒加香：称取植物颗粒珠重量20%的甜橙油，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠E。
植物颗粒香珠在卷烟滤棒中的应用：通过振动筛选，取1颗粒径为2.9mm的植物颗粒香珠E，滤棒丝束成型时加入所述固体香珠，滤棒成型后，该香珠位于滤棒中央，被丝束包裹。
对本实施例滤棒制成的成品卷烟进行测试和评吸。
结果：1、经测试，焦油较空白卷烟降低1.1%，苯酚降低5.3%，稍降低了卷烟中的部分有害物质。
2、经评吸，烟香细腻柔和，香气无刺激，余味干净舒适。
对比例2
步骤一：原料称取和混料：称取4kg薄荷叶粉末、4kg纳米碳酸钙、2kg脱胶麻纤维粉，脱胶麻纤维的长度3mm。将称取好的原料加入到锥形混合机中，开启混合机搅拌60min，充分混合得混料；
步骤二：湿物料制备：将混料加入到搅拌反应釜中，再加入混料质量的8kg50℃的热水，在50℃条件下搅拌1.5h；
步骤三：颗粒成型：利用挤压机将步骤三中制备好的湿物料挤制成直径3mm、长度3mm的条状颗粒，再转移至圆形整粒机，进行整圆，颗粒粒径控制在2.5mm，得到圆形颗粒；
步骤四：干燥：对步骤三得到的圆形颗粒进行干燥，干燥颗粒的含水率控制在3%；
步骤五：打磨筛分：将步骤四中的干燥颗粒放入滚圆机中滚圆打磨，将3.0mm圆形颗粒进行振动筛分，得植物颗粒珠；
步骤六：颗粒加香：称取植物颗粒珠重量15%的陈皮香精，将其雾化均匀的喷洒在植物颗粒珠上，并密封储存，得到卷烟滤棒用植物颗粒香珠F。
对本实施例滤棒制成的成品卷烟进行测试和评吸。
结果：1、经测试，焦油较空白卷烟降低3.0%，苯酚降低5.9%，稍降低了卷烟中的部分有害物质。
加工过程中颗粒不易成型，植物颗粒香珠易碎。