一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法

专利名称：一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法
技术领域：
本发明涉及烟草工业的造纸法烟草薄片技术领域，具体涉及一种能降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法。
背景技术：
烟草薄片一方面能最大限度地节省烟叶原料，有效降低卷烟成本；另一方面其在一定程度上使卷烟的物理性能和化学成分按人们的意愿或要求得到调整和改善，从而有助于卷烟内在品质的提高，是减少和改善烟草不良成分的一项重要技术措施。因此，烟草薄片在相当多的企业已作为生产卷烟必不可少的重要配方组分和构成或突出卷烟产品风格的重要技术手段，在我国卷烟工业得到了广泛的使用。卷烟作为一种特殊的消费品，其吸食品质是通过燃烧后产生的烟气来反映的。烟草薄片作为卷烟的重要组成部分，必然要经历燃烧热解过程。由于烟草薄片含有丰富的纤维素和木质素等大分子化合物，这造成其燃烧过程中生成大量的苯并芘、羰基化合物和一氧化碳等有害成分。目前关于采用添加剂来减少造纸法烟草薄片一氧化碳的释放量的专利文献已有少量报道。申请号200510085797.0的中国发明专利曾公开一种《二氧化铈作为助燃剂在烟草中的应用》，专利采用在烟草薄片中添加助燃剂二氧化铈的方法可达到降低卷烟烟气中的焦油、一氧化碳等有害物质含量的目的。申请号200910218320. 3的中国发明专利公开了一种《应用纳米材料降低造纸法再造烟叶烟气一氧化碳的方法》，专利采用或者在再造烟叶浆料中加入一定量的纳米材料，混合均勻后，再将浆料抄造成型，得到再造烟叶片基，片基再浸涂烟膏后干燥得到再造烟叶产品；或者先将再造烟叶浆料抄造成型，得到再造烟叶片基，片基在浸涂预先混合加入了纳米材料的烟膏，然后干燥得到再造烟叶产品。该发明能够显著降低再造烟叶烟气一氧化碳释放量。以上两个发明虽能一定程度上降低造纸法烟草薄片的一氧化碳释放量，但由于所添加的物质是一类较为难得且价格比较昂贵的稀土金属氧化物和纳米材料，而且其添加安全性未得到公正评价，因此该发明专利在实际生产中将存在成本较高、推广应用不易的问题。申请号201010524106. 3的中国发明专利曾公开一种《降低造纸法再造烟叶一氧化碳释放量的方法》，专利采用在造纸法再造烟叶涂布工序或加香工序或填料添加工序中添加特定的碱金属无机酸盐，能够有效降低造纸法再造烟叶一氧化碳释放量。申请号200610010787. 5的中国发明专利公开了一种《多羟基有机酸盐在制备减少焦油和一氧化碳释放的卷烟的应用》，专利采用将单一的多羟基有机酸盐或任意组合的数种多羟基有机酸盐混合物按一定比例添加到烟草薄片中，能够降低卷烟主流烟气中一氧化碳的含量。艾斯维尔(Elsevier)公司的《分析与应用热解期刊》(Journal of analytical and applied pyrolisis, 2004 ；71 :223)杂志“烟草组分热解” 一文和《能源和燃烧科学进展》(Progress in Energy and Combustion Science，2006 ;32 :373)杂志“燃烧烟支中烟气的产生基于改变燃烧行为角度设计卷烟可能会降低烟气对健康的危害”一文中指出，苯并芘、羰基化合物和一氧化碳主要是由于燃烧和热裂解而生成，燃烧环境的变化对于其形成过程有决定性的影响，通过一般的方法较难实现对其吸附捕集和转化去除。通过改变烟草薄片的燃烧状态将是减少苯并芘、羰基化合物和一氧化碳形成的一个有效手段。目前还未见到基于燃烧抑制角度降低烟气中苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量的相关专利和文献报道。如何通过控制烟草薄片的燃烧行为以有效降低造纸法烟草薄片燃烧过程中有害成分释放量已成为当前造纸法薄片生产中的一项技术难题。

发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法，其生产工艺简单、可控性强、质量稳定，是一种可广泛应用于制造低苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量的造纸法薄片生产方法。本发明解决技术问题采用如下技术方案—种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法，在造纸法烟草薄片生产的涂布工序或加香工序或填料添加工序中加入添加剂，所述添加剂为多聚磷酸铵盐或多聚磷酸铵盐与多元醇复配混合物，用以降低造纸法烟草薄片燃烧过程中苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量。在造纸法烟草薄片生产的涂布工序或加香工序或填料添加工序，按烟草薄片产品质量的0. 1% -5%的添加比例(质量比)，将多聚磷酸铵盐类物质水溶性聚磷酸铵、非水溶性聚磷酸铵、聚磷酸铵(η > 30)、聚磷酸铵(η > 100)、高分子量多聚磷酸铵(η > 1000)、三聚氰铵磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、蜜胺焦磷酸盐、或由磷酸铵盐类物质和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 11组成的混合体系添加到造纸法烟草薄片中并最终加工成产品。与正常生产的对照产品相比，经锥型量热仪、热重红外联用、液相色谱和气相色谱质谱联用分析，添加多聚磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物后的造纸法烟草薄片的燃烧热释放速率明显降低，且燃烧过程中苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量明显降低。多聚磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物作为烟草薄片添加剂降低苯并芘、羰基化合物和一氧化碳的原理如下在燃烧过程中，多聚磷酸胺盐发生热解反应，生成的磷酸覆盖在其表面起到隔热隔氧的作用，此外，生成的不可燃气体ΝΗ3能起到稀释燃烧区域氧气浓度的作用。当多聚磷酸铵盐和季戊四醇、双季戊四醇和三季戊四醇按照合适的比例复配时， 季戊四醇、双季戊四醇和三季戊四醇在燃烧过程中发生降解和分子重排，有利于高热稳定性炭层的形成。综上所述，由于磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物的燃烧抑制作用，有效地降低了造纸法薄片的燃烧热释放和燃烧温度，从而限制了纤维素和木质素等大分子高温下热解反应的发生，从根源上抑制了苯并芘、羰基化合物和一氧化碳的生成。多聚磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物作为烟草薄片添加剂改善薄片抽吸感官质量原理如下多聚磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物在燃烧过程中释放出大量的酸性和碱性片段，能够调节烟气的酸碱平衡。此外，多聚磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物能够催化梅拉德反应，提高料液中梅拉德反应中间体的含量。与已有技术相比，本发明的有益效果体现在1、添加剂成本低。本发明所选用都是市场上一些常见且易于获得的化合物，价格低廉，添加比例少，添加成本更低。
2、改善产品的抽吸品质。本发明所选用的多聚磷酸铵盐类物质及其与季戊四醇类物质复配的混合物，能够在选择性地降低烟草薄片燃烧过程中苯并芘、羰基化合物和一氧化碳的同时，能够使产品烟气柔和细腻，杂气少，余味干净。3、添加实现方式简单。在整个添加过程中，不需要增加任何生产设备，也不会改变现有造纸法烟草薄片生产加工工艺，技术实现方式简单。4、降低苯并芘、羰基化合物和一氧化碳效果明显。本发明所选用的多聚磷酸铵盐类物质及其与季戊四醇类物质复配的混合物，在权利要求的添加比例下0. 1-5%的范围，可达到降低造纸法烟草薄片苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量，产品的减害效果明显、选择性强。
具体实施例方式实施例1:在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的0. 的添加比例，将预先溶解有2kg的水溶性多聚磷酸铵的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例2:在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的2%的添加比例，将预先溶解有2kg的聚磷酸铵(η >30)的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例3:在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的3%的添加比例，将预先溶解有2kg的高分子量多聚磷酸铵(η > 1000)的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例4 在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的5%的添加比例，将预先溶解有2kg的三聚氰铵磷酸盐的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例5 在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的1 %的添加比例，将预先溶解有2kg的三聚氰胺氰尿酸盐的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例6 在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的1 %的添加比例，将预先溶解有2kg的蜜胺焦磷酸盐的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例7 在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的0. 的添加比例，将预先溶解有2kg的水溶性多聚磷酸铵与季戊四醇按质量比3 1组成的混合物的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。
实施例8:在造纸法烟草薄片生产的涂布工序，按所需加工产品质量的5%的添加比例，将预先溶解有2kg的水溶性多聚磷酸铵与双季戊四醇按质量比1 1组成的混合物的涂布料液，按正常生产方式均勻涂布于烟草薄片片基并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例9 在造纸法烟草薄片生产的填料添加工序，按所需加工产品质量的1. 4%的总添加比例，将预先混溶有1. 4kg水溶性聚磷酸铵的填料料液，按正常生产的方式对再造烟叶浆料进行填料添加并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例10 在造纸法烟草薄片生产的填料添加工序，按所需加工产品质量的1. 4%的总添加比例，将预先混溶有1. 4kg蜜胺焦磷酸盐的填料料液，按正常生产的方式对再造烟叶浆料进行填料添加并最终加工成IOOkg造纸法烟草薄片产品。实施例11 在造纸法烟草薄片的加香工序，按所需加工产品质量的0. 2%的添加比例，将预先溶有0. 2kg的水溶性聚磷酸铵的香料料液，按正常生产方式对烟草薄片加香并最终加工成 IOOkg的造纸法烟草薄片产品。实施例12 在造纸法烟草薄片的加香工序，按所需加工产品质量的0. 2%的添加比例，将预先溶有0. 2kg的蜜胺焦磷酸盐的香料料液，按正常生产方式对烟草薄片加香并最终加工成 IOOkg的造纸法烟草薄片产品。将上述实施例1-12的造纸法烟草薄片产品与正常生产未加磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物的对照产品分别进行有害成分释放量的检测和抽吸质量对比评吸，结果汇总于表1。从表1结果可以看出在造纸法烟草薄片中加入本发明所指定的多聚磷酸铵盐或其与多元醇复配混合物，不仅对造纸法烟草薄片燃烧过程中苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量均有不同程度的选择性降低，同时对产品抽吸质量有一定的改善作用。表1实施例1-12造纸法烟草薄片与对照产品的燃烧特性、有害成分释放量检测及
抽吸质量评吸结果
权利要求
1.一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法，其特征在于，在造纸法烟草薄片生产的涂布工序或加香工序或填料添加工序中加入添加剂，所述添加剂为多聚磷酸铵盐或多聚磷酸铵盐与多元醇复配混合物，用以降低造纸法烟草薄片燃烧过程中苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量。
2.根据权利要求1所述的一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法，其特征在于，所述添加剂的添加比例占造纸法烟草薄片产品质量的0. 1-5%。
3.根据权利要求1所述的一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法，其特征在于，所述添加剂是多聚磷酸铵盐或其与多元醇的复配混合物，所述多聚磷酸铵盐为水溶性聚磷酸铵、η > 30的聚磷酸铵、η > 100的聚磷酸铵、η > 1000的高分子量多聚磷酸铵、三聚氰铵磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、或蜜胺焦磷酸盐；所述复配混合物由水溶性聚磷酸铵和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 1 1组成、或由η >30的聚磷酸铵和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 1 1组成、或由η >100的聚磷酸铵和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 1 1组成、或由η > 1000的高分子量多聚磷酸铵和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 1 1组成、或由三聚氰铵磷酸盐和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 1 1组成、或由三聚氰胺氰尿酸盐和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 1 1组成、或由蜜胺焦磷酸盐和丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇按质量比3 11组成。
全文摘要
本发明公开了一种降低造纸法烟草薄片有害成分释放量的方法，属于烟草工业的造纸法烟草薄片减害技术领域，主要技术特征是在造纸法烟草薄片的涂布工序或加香工序或填料添加工序加入添加剂，所述添加剂是多聚磷酸铵盐或其与多元醇按3～1∶1构成的复配混合物，能有效降低造纸法烟草薄片苯并芘、羰基化合物和一氧化碳释放量，而不明显改变产品抽吸品质。所述的多聚磷酸铵盐是水溶性聚磷酸铵、三聚氰铵磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、蜜胺焦磷酸盐等，所述多元醇是丙三醇或季戊四醇或双季戊四醇或三季戊四醇。添加比例是造纸法烟草薄片产品质量的0.1-5％。
文档编号A24B3/14GK102488322SQ20111036684
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者周顺, 徐迎波, 王程辉, 田振峰, 舒俊生, 葛少林 申请人:安徽中烟工业有限责任公司