本发明属于卷烟滤棒技术领域，具体涉及一种采用高效率空气微粒滤芯(HEPA)制备而成的HEPA烟用降害颗粒及其制备方法和应用。
背景技术：
随着《烟草控制框架公约》的签订，卷烟主流烟气中焦油、CO、HCN等有害成分倍受关注，研发优质安全的低危害卷烟已成为国际卷烟的发展方向。其中，具有降害功能的新型滤棒材料已经是各个卷烟企业突破的重点，成为卷烟工作者研究的热点。高效率空气微粒滤芯(High-Efficiency Particulate Air)，即高效率空气微粒子过滤网，简称HEPA，是国际公认最好的高过滤材，主要包括玻璃纤维、PP纤维、PP与PET复合纤维、涤纶无纺布、熔喷长纤维。HEPA过滤网有完整的分级，保留粗效滤网、中效滤网、亚高效滤网及超高效滤网。滤网的标准由美国能源部设定，对粒径在0.3μm的粒子，过滤效果约为DOP99.97％以上。通常使用的高效滤网可达到99.99％的拦截效率。符合HEPA标准的过滤器的用途很广泛，从医疗设备、汽车、飞机及家居均可应用。但迄今为止，没有将之用于卷烟降害领域的研究。
技术实现要素：
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种采用高效率空气微粒滤芯(HEPA)材料制备而成的HEPA烟用降害颗粒及其制备方法和应用，该烟用降害颗粒棒可以降低烟气有害物质，并对卷烟评吸品质影响较小。
本发明提供的技术方案为：所述一种HEPA烟用降害颗粒，其特征在于具体包括以下重量份的原料：
其中所述HEPA纤维粉是由PP纤维、PP/PET复合纤维、玻璃纤维、涤纶无纺布中其中一种粉碎后制成的长度为0.8-10mm的短纤维；
本发明提供的一种HEPA烟用降害颗粒的制备方法，具体步骤如下：
(1)将HEPA纤维粉碎制得长度为0.8-10mm的短纤维作为HEPA纤维粉；所述HEPA纤维PP纤维、PP/PET复合纤维、玻璃纤维、涤纶无纺布中的其中一种；
(2)按重量份称取20-75份步骤1所得的HEPA纤维粉，加入5-10份丙二醇，0-10份丙三醇，10-30份的蜂蜜和10-30份纯净水，搅拌均匀后，呈现出成团状颗粒；
(3)将步骤2中所得的颗粒在4-40℃条件下静置30-60分钟，然后用造粒机进行造粒，并将造好的颗粒放于干燥箱内，在25-80℃的条件下干燥8-12h，并在干燥过程中对其进行翻动；
(4)将步骤(3)中干燥后颗粒冷却至室温，然后用不同目数的筛网筛分，得到20-80目的HEPA颗粒即为所述HEPA烟用降害颗粒。
本发明较优的技术方案：所述步骤(3)中干燥期间每小时翻动一次，每次翻动时间为2-5min。
本发明提供的一种HEPA烟用降害颗粒的应用，其特征在于：在滤棒成型过程中，将上述HEPA烟用降害颗粒添加在丝束上，制备成含有HEPA烟用降害颗粒的滤棒，其中，所述HEPA降害颗粒的添加量为滤棒总重量的5％-20％；然后将含有HEPA烟用降害颗粒的滤棒与常规醋酸纤维滤棒采用现有的嘴棒复合方法复合制成HEPA烟用降害复合嘴棒。
本发明较优的应用方法为：所述HEPA烟用降害复合嘴棒是由5mm醋纤滤棒、15mm含有HEPA烟用降害颗粒的滤棒和5mm醋酸纤维滤棒复合而成的三元复合滤棒，或是由15mm含有HEPA烟用降害颗粒的滤棒与10mm的醋酸纤维滤棒复合而成的二元复合滤棒。
将本发明制备的烟用降害颗粒加入滤棒中，并与烟丝棒制成卷烟，检测卷烟烟气其总粒相物最大降低率30.1％；焦油最大降低率37.63％。具有优良的降害性能，可以降低卷烟中焦油、烟碱。而且不会影响卷烟的评吸质量，反而能够使卷烟的香气变淡，口感变得温和，余味更加爱舒适干净。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式及其有关技术问题作进一步详细的描述。
实施例1，一种HEPA烟用降害颗粒的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将PP(聚丙烯)纤维粉碎制得长度为1mm的短纤维作为HEPA纤维粉；
(2)按重量份称取20份步骤(1)所得的HEPA纤维粉，加入5份丙二醇，1份丙三醇，10份的蜂蜜和10份纯净水，搅拌均匀后，呈现出成团的颗粒；
(3)将步骤(2)所得的颗粒在4℃条件下静置60分钟，然后用造粒机造粒，并将造好的颗粒放于干燥箱内，在25℃度干燥12h，期间每小时翻动一次，每次5min；
(4)将步骤(3)中干燥后的颗粒冷却至室温，并用不同目数的筛网筛分，得到20目HEPA颗粒即为所述的HEPA降害烟用颗粒A。
在滤棒成型过程中，将滤棒重量的5％的HEPA降害烟用颗粒A均匀撒在滤棒丝束上，制成含有HEPA降害烟用颗粒A的滤棒，并将含有HEPA降害烟用颗粒A的滤棒于常规的醋酸纤维滤棒采用现有的嘴棒复合技术制得两段式复合滤棒A。
实施例2，一种HEPA烟用降害颗粒的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将PP与PET复合纤维(聚丙烯与聚酯复合纤维)粉碎制得长度为5mm的短纤维作为HEPA纤维粉；
(2)按重量份称取50份步骤(1)所得的HEPA纤维粉，加入7份丙二醇，5份丙三醇，15份的蜂蜜和15份纯净水，搅拌均匀后，呈现出成团的颗粒；
(3)将步骤(2)所得的颗粒在20℃下静置40分钟，并用造粒机造粒后，放于干燥箱内，在60℃度干燥10h，期间每小时翻动一次，每次3min；干燥后冷却至室温，用不同目数的筛网筛分，得到60目HEPA颗粒即为所述的HEPA降害烟用颗粒B。
在滤棒成型过程中，将滤棒重量的10％的HEPA降害烟用颗粒B均匀撒在滤棒丝束上，制成含有HEPA降害烟用颗粒B的滤棒，并将含有HEPA降害烟用颗粒B的滤棒于常规的醋酸纤维滤棒采用现有的嘴棒复合技术制成三段式复合滤棒B。
实施例3，一种HEPA烟用降害颗粒的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将涤纶无纺布粉碎制得长度为10mm的短纤维作为HEPA纤维粉；
(2)按重量份称取75份步骤(1)所得的HEPA纤维粉，加入10份丙二醇，10份丙三醇，30份的蜂蜜和30份纯净水，搅拌均匀后，呈现出成团的颗粒；
(3)将步骤(2)所得的颗粒在40℃下静置30分钟，用造粒机造粒后，放于干燥箱内，在80℃度干燥8h，期间每小时翻动一次，每次2min；干燥后冷却到室温，用不同目数的筛网筛分，得到80目HEPA颗粒即为所述的HEPA降害烟用颗粒C。
在滤棒成型过程中，将滤棒重量的20％的HEPA降害烟用颗粒C均匀撒在滤棒丝束上，制成含有HEPA降害烟用颗粒C的滤棒，并将含有HEPA降害烟用颗粒C的滤棒于常规的醋酸纤维滤棒采用现有的嘴棒复合技术制得成三段式复合滤棒C。
申请人对三个实施例中制备的新型降害滤棒在卷烟中的应用做了以下研究实验：
(一)、新型降害滤棒的降害性能
在卷烟叶组配方和其它辅料不变的情况下，将含HEPA降害烟用颗粒的滤棒与相同规格的空白醋纤滤棒制作成卷烟，检测卷烟烟气的总粒相物(TPM)、焦油、水分、烟碱等烟气指标，结果列于表1。
表1新型降害复合滤棒的降害性能比较
表1检测结果显示，在卷烟配方和其他辅料不变的情况下，相对空白对照卷烟，HINH可以降低焦油、烟碱。其中，总粒相物最大降低率30.1％；焦油最大降低率37.63％。这说明加有新型降害复合滤棒的卷烟具有优良的降害性能。
(二)、新型降害复合滤棒的评吸评价
为进一步确定含新型降害复合滤棒的烟用潜力，本发明人委托湖北省烟草产品质量监督检验站组织湖北省评烟委员，按GB5606.4-1996的规定，对用含新型降害复合滤棒卷制的烟支和空白对照烟支进行了对比评吸。评吸结果见表2。
表2新型降害复合滤棒的卷烟评吸结果
表4结果表明，含新型降害复合滤棒和空白醋纤滤棒的评吸得分基本接近，总体质量水平和产品风格无明显差异。相对而言，含新型降害复合滤棒卷烟香气略淡，但是口感变得温和，余味舒适干净。