专利名称：一种具降焦减害作用的卷烟添加物及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够降焦减害的卷烟添加剂及其应用。
背景技术：
随着生活水平的提高，吸烟与健康是烟草行业在前进过程中所面临的主要挑战之一，烟草行业从上世纪50-60年代开始重视吸烟健康问题，我国80年代以后更是把降低焦油等有害成分作为主要的研究课题，进行多方面的攻关，获得重大进展。人们越来越重视健康，降低卷烟烟气中有害成分的研究越来越受到关注。
一般认为烟气中的主要有害物质有烟气气相物质中的一氧化碳、氮氧化物、丙烯醛等醛类、挥发性芳香烃、氢氰酸、挥发性亚硝胺等，烟气粒相物质中的稠环芳烃、酚类、烟碱、亚硝胺(尤其是烟草特有亚硝胺N-亚硝基降烟碱(NNN)，4-(N-甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)，N-亚硝基新烟草碱(NAT)，N-亚硝基假木贼碱(NAB))和一些杂环化合物及微量的放射性元素等。
降低卷烟烟气中的有害成分通常采用的方法有1，采用不同的吸附材料制成不同的复合滤嘴，其中包含活性炭，分子筛，沸石，纳米催化材料等不同的吸附材料，不同材料的复合滤嘴对烟气中的总粒相物，焦油等不同有害组分有不同的过滤效果。中国专利90107292.3，把活性炭等加入嘴棒，日本市场上大多数卷烟都采用活性炭嘴棒。2，在烟丝中直接加入添加剂，如除去不好的气味，降低有害物质，中国专利87101312A把活性炭加入烟丝用以降低焦油和尼古丁等有害物质，但并未说明其添加比例和降焦效果。CN200510085797.0把二氧化铈作为助燃剂应用在烟草中，其烟丝附着不强，易脱落。其他的添加的较细粒径的颗粒也存在这样的问题，CN200510113053.5将催化剂应用到烟叶和烟丝中，能够降焦减害，并没有说明具体的比例和效果。3各种不同辅料的应用以及物理的方法应用，如不同卷烟纸的应用以及不同物理参数的嘴棒的应用；在以往的降焦减害研究中，多采用高透卷烟纸，成型纸，滤嘴通风稀释技术如CN03233850.提到打孔的卷烟滤嘴棒。CN03233852.X开发一种卷烟用打孔卷烟纸在不影响烟支静燃烧速度前提下，增加卷烟纸的透气度，降少烟气中的有害成分。
发明内容
本发明的目的是提供一种可有效降低卷烟烟气有害成分及焦油含量的卷烟添加物。
本发明的另一目的旨在提供一种添加物应用于卷烟中，作为卷烟添加剂的应用，可很好地降低卷烟烟气中有害成分及焦油含量。
本发明的目的是通过下述方式实现的本发明的添加物是由无机盐与聚乙烯醇或有机羧酸络合而成溶胶体系。
所述的无机盐与聚乙烯醇或有机羧酸络合的物质的量的比为0.5-3∶1。
所述的无机盐是Si、Zn、Al、Fe、Co、Mn、Cu、Zr及稀土元素中的一种或多种的无机盐。
特别指出的是在本发明中的无机盐中还包括醋酸盐。所述的无机盐由硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐及硝酸盐中的一种或多种混合使用。
所述的有机羧酸是指柠檬酸，琥珀酸、酒石酸或富马酸或氨基酸一种或多种混合使用。
特别指出的是本发明中的有机羧酸包括氨基酸。所述的氨基酸为含2-4个碳原子的氨基酸。如甘氨酸、丙氨酸等。
本发明的应用在于，所述的添加物由无机盐与聚乙烯醇或有机羧酸络合而成溶胶体系，用作卷烟添加剂，可很好地降低卷烟烟气中有害成分及焦油含量。
本发明的添加物作为卷烟添加剂的应用，是将添加物用低沸点、无毒溶剂溶解，喷到烟丝上。
所述的低沸点、无毒溶剂可以是乙醇、乙二醇、丙酮等。
本发明的添加物作为卷烟添加剂的应用，还可以是将添加物烘干成为凝胶后，制备成粉状加入混合溶剂(如乙醇，乙二醇，丙酮)，制备成悬浮体系。
本发明的添加物作为卷烟添加剂的应用，所述的添加物中还可以加入适当的助燃剂，如柠檬酸钾盐，酒石酸钾。
通过络合而成溶胶具有一定粘性，在烟丝表面干燥成膜，与烟丝牢固连接，卷烟燃烧时，低温燃烧原位合成新鲜制备颗粒度很细的微米级或纳米级的金属氧化物，通过催化燃烧，达到选择性减害的目标，减少烟气中的焦油10-20％，烟草特有亚硝胺(TSNA)10-50％，一氧化碳10-20％，氰氢酸10-20％等有害物质。
低温燃烧原位合成颗粒度很细的微米级或纳米级的金属氧化物，由于是新鲜制备，活性较强，通过催化燃烧，促进燃烧，使燃烧更加充分，减少焦油生成量，减少有害成分的产生。
本发明与已有技术相比具有显著优点1应用该技术生产的卷烟，降害程度可根据降害物质在卷烟中的用量调节，用量越大，大大降低卷烟烟气中对吸烟者的危害。降害物质呈溶胶和凝胶状，易与烟丝较好的粘附。卷烟燃烧低温燃烧在原位合成催化燃烧的添加剂。
2应用该技术生产的卷烟，由于其燃烧充分，所释放的香气质好，香气量足，不影响卷烟外观和口感。
3该技术所用原料廉价，工艺制备简单，操作方便。
下面对本发明的添加物的制备以及应用方式进行具体说明添加物的制备称取10-50克单一或者混合的无机盐类，用适量的去离子水(或乙二醇)溶解，在60-100摄氏度下搅拌，缓慢加入溶有适量有机羧酸或聚乙烯醇的溶液，并加入适当的助溶剂(如乙醇，丙酮，乙二醇)，恒温搅拌10-36小时，当溶液呈胶体状，停止搅拌。
应用时，将合成的添加物用低沸点、无毒溶剂溶解，喷在烟丝上，晾干。
应用时，还可以将添加物置于80-110摄氏度环境中，持续10-24小时，得到固体物质，研磨，加入适当的混合溶剂，准备喷在烟丝上。
本发明的添加物在烟草中的应用，按重量百分比来计算，按低温燃烧生成的固相物来计算在烟草中的添加量0.01-10％。
本发明的添加物可以以机械混合，喷洒，浸渍的方式应用于烟草中。
本发明的添加物可以以薄片的形式加入卷烟，制成特种卷烟纸应用到卷烟中，以新生成的物质来催化影响燃烧。
具体实施例方式
实施例1称量硝酸铁，用去离子水将其溶解，加入聚乙烯醇溶液，两者的摩尔比为0.5-0.9∶1，置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶，得到本发明添加物。将本发明添加物喷入烟丝。再按卷烟生产工序卷接卷烟。
实施例2称量醋酸锰和硝酸铁(两者的摩尔比为0.1-0.9∶1)，用去离子水溶解，在60-80摄氏度下边搅拌边加入适量的柠檬酸和酒石酸的溶液(硝酸盐与有机羧酸的物质的量比0.5-1∶1)，置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶，即本发明添加物。再按卷烟生产工序卷接卷烟。
实施例3
称量醋酸锌，用适量的去离子水溶解，在60-80摄氏度下边搅拌边加入适量的柠檬酸的溶液(乙醇占柠檬酸的溶液体积比10％左右，醋酸锌与柠檬酸的物质的量比为0.8-1.2∶1)，置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶，得到本发明添加物。将本发明添加物均匀喷洒在2.5公斤的烟丝上，分五次喷完，每次喷后拌匀，在常温晾置30分钟再喷洒。喷洒后烟丝晾干，使水分与大生产的烟丝水分处于同一水平，再按卷烟生产工序卷接卷烟。烟草中特有亚硝胺降低18％左右。
实施例4硅酸钠与酒石酸(物质的量比0.2-2∶1)在80-100摄氏度下搅拌，调节PH值，形成胶体状物质，即本发明添加物。加入乙醇或丙酮，沉淀钠盐。胶体状物质即本发明添加物喷入烟丝。再按卷烟生产工序卷接卷烟。降低总粒相物10％。
实施例5将30-40克的硝酸钴用去离子水溶解，在60-80摄氏度下边搅拌边加入适量的柠檬酸的溶液(含占柠檬酸的溶液体积比10％左右的乙醇)，硝酸钴与柠檬酸的物质的量比为0.8-1.2∶1，置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶，即本发明添加物，均匀的喷洒在2.5公斤的烟丝上，分五次喷完，每次喷后拌匀，在常温晾置30分钟再喷洒。喷洒后烟丝晾干，使水分与大生产的烟丝水分处于同一水平，再按卷烟生产工序卷接卷烟。要求卷烟的吸阻与重量水平满足大生产要求。与对照样比较，一氧化碳降低10％，氢氰酸降低15％。
实施例6称量硝酸锰和硝酸铁(两者的摩尔比为0.1-0.9∶1)用去离子水溶解，在60-80摄氏度下边搅拌边加入适量的甘氨酸的溶液(硝酸盐与甘氨酸的物质的量比0.8-1.2∶1)，置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶，即本发明添加物，均匀的喷洒在2.0公斤的烟丝上，分五次喷完，每次喷后拌匀，在常温晾置30分钟再喷洒。喷洒后烟丝晾干，使水分与大生产的烟丝水分处于同一水平，再按卷烟生产工序卷接卷烟。要求卷烟的吸阻与重量水平满足大生产要求。
实施例7称量硝酸铈和硝酸锆(两者的摩尔比为0.3-0.7∶1)在60-80摄氏度下边搅拌边加入适量的柠檬酸的溶液(含有占柠檬酸的溶液体积比10％乙醇)，硝酸盐与柠檬酸的物质的量比为0.8-1.2∶1，置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶。均匀的喷洒在2.5公斤的烟丝上，分五次喷完，每次喷洒后拌匀，在常温放置30分钟再喷洒。喷洒后烟丝晾干，使水分与大生产的烟丝水分处于同一水平，再按卷烟生产工序卷接卷烟。
实施例8按一定的化学计量比称量硝酸锰和硝酸铁(两者的摩尔比为0.1-0.9∶1)用去离子水溶解，在60-80摄氏度下边搅拌边加入适量的甘氨酸的溶液，(硝酸盐与甘氨酸的物质的量比2.5-3∶1)置于恒温水槽，缓慢蒸发，形成溶胶，即本发明添加物，将本发明添加物胶体置于80-110摄氏度环境中，持续10-24小时，得到固体物质，研磨，加入到适当的混合溶剂，喷在烟丝上。喷洒后烟丝晾干，使水分与大生产的烟丝水分处于同一水平，再按卷烟生产工序卷接卷烟。
表1一减害效果(降幅％)
注N-亚硝基降烟碱(NNN)4-(N-甲基亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)N-亚硝基新烟草碱(NAT)N-亚硝基假木贼碱(NAB)
权利要求
1.一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是由无机盐与聚乙烯醇或有机羧酸络合而成溶胶体系。
2.根据权利要求1所述的一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是所述的无机盐与聚乙烯醇或有机羧酸络合的物质的量的比为0.5-3∶1。
3.根据权利要求1所述的一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是所述的无机盐是Si、Zn、Al、Fe、Co、Mn、Cu、Zr及稀土元素中的一种或多种的无机盐。
4.根据权利要求3所述的一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是所述的无机盐由硫酸盐、磷酸盐、醋酸盐及硝酸盐中的一种或多种混合使用。
5.根据权利要求3所述的一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是所述的有机羧酸是指柠檬酸，琥珀酸、酒石酸或富马酸或氨基酸一种或多种混合使用。
6.根据权利要求5所述的一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是所述的氨基酸为含2-4个碳原子的氨基酸。
7.根据权利要求6所述的一种具降焦减害作用的卷烟添加物，其特征是所述的氨基酸为甘氨酸、丙氨酸。
8.权利要求1-7所述任一种添加物的应用，其特征是将所述的添加物用作卷烟添加剂，降低卷烟烟气中有害成分及焦油含量。
9.根据权利要求8所述一种添加物的应用，其特征是添加物的用量，按重量百分比来计算，按低温燃烧生成的固相物来计算在烟草中的添加量0.01-10％。
10.根据权利要求9所述一种添加物的应用，其特征是添加物以机械混合，喷洒，浸渍的方式应用于烟草中，或以薄片的形式加入卷烟。
11.根据权利要求8所述一种添加物的应用，其特征是将添加物用低沸点、无毒溶剂溶解，喷到烟丝上。
12.根据权利要求10所述一种添加物的应用，其特征是所述的低沸点、无毒溶剂乙醇、乙二醇、丙酮。
13.根据权利要求8所述一种添加物的应用，其特征是将添加物烘干成为凝胶后，制备成粉状加入混合溶剂，制备成悬浮体系。
14.根据权利要求13所述一种添加物的应用，其特征是所述的混合溶剂为乙醇、乙二醇、丙酮中的任两种或三种的混合。
15.根据权利要求8所述一种添加物的应用，其特征是所述的添加物中还加入适当的助燃剂。
16.根据权利要求15所述一种添加物的应用，其特征是所述的助燃剂是柠檬酸钾盐或酒石酸钾。
全文摘要
一种具降焦减害作用的卷烟添加物，是由无机盐与聚乙烯醇或有机羧酸络合而成溶胶体系。应用到烟丝，低温燃烧原位合成降害物质，能降低烟气中氢氰酸，一氧化碳，烟草中特有的亚硝胺，不会改变卷烟的外观和口感。
文档编号A24B15/18GK1923065SQ20061003223
公开日2007年3月7日 申请日期2006年9月13日 优先权日2006年9月13日
发明者王诗太, 金勇 , 银董红, 谭海风, 赵立红, 范红梅, 陈潜 申请人:长沙卷烟厂