一种微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法与流程

本发明涉及烟草原料，特别涉及一种微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法。

背景技术：

1、造纸法烟草薄片是以烟梗、碎烟叶等烟草下脚料为原料，经浸提、磨浆、抄纸、涂布等工艺加工而成的烟草产品。烟草薄片具有良好物理性能和燃烧性能，其颜色和感官等性能与天然烟丝相近，切丝后常与烟丝掺配使用，此举既可对烟梗下脚料进行回收利用，又能达到降低卷烟成本和改善卷烟品质的目的。与烟叶相比，烟梗中含有大量的木质素、果胶和蛋白质等大分子物质，导致卷烟烟气柔和度差、杂气较重，严重影响卷烟吸食口感。因此，如何对烟梗进行有效预处理，满足烟草薄片的后续加工要求对烟草行业实现节能减排意义重大。

2、目前，烟梗预处理方法主要有物理法、化学法、物理-化学法和生物法。传统预处理方法存在方法单一、预处理成本高、环境污染、对设备要求高等缺点，不能满足烟梗高效利用的需求。而由氨基酸、有机酸、糖或胆碱衍生物等天然小分子混合构成的天然低共熔溶剂(ndess)，绿色环保，生物相容性好，制备简单，故逐渐被用于预处理。低共熔溶剂作为一种由氢键受体和氢键供体组成的新型离子液体被开发和利用。由于众多可供选择的氢键供体和氢键受体，具有很大的可调节性，例如，中国专利cn110258157b用甜菜碱和氨基酸组成的低共熔溶剂预处理木质纤维生物质增强酶水解效率，中国专利cn114891844a发明了基于氯化胆碱-甘油二元低共熔溶剂合成了新型的双氢键受(供)体的绿色低共熔溶剂，改变了其内部的氢键网络结构，对玉米芯进行预处理，达到不良溶剂提质增效的目的。微波作为一种物理加工方式，近些年经常与其他预处理方法联合对木质纤维素进行预处理，且达到协同增强预处理效果的目的。因此，本发明拟开发一款绿色低共熔溶剂，并结合微波，对烟梗进行预处理，进而提高烟梗的烟气柔和度，降低烟梗杂气。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其具有操作简单、低成本、高效绿色的特点，且预处理后烟梗品质提升。

2、本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

3、一种微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，包括以下步骤：

4、(1)绿色低共熔溶剂的合成：

5、将氢键供体和氢键受体按一定摩尔比混合，置于磁力搅拌水浴锅中以80℃、600rmp加热搅拌，待混合物熔化转变为均一透明的溶液，即为制备好的绿色低共熔溶剂，将其放在干燥器中存放待用；

6、(2)超声辅助绿色低共熔溶剂预处理烟梗：

7、烟梗清洗并经切丝机切割为梗丝，将梗丝与步骤(1)制备得到的绿色低共熔溶剂按一定质量比置于具塞玻璃试管中混合均匀，然后将其置于不同频率的微波反应器中，处理一定的时间后，放入油浴中进行加热；

8、(3)反应结束后，立即将容器取出并冷却至室温，并用乙醇与水混合溶液浸泡搅拌过夜；

9、(4)真空抽滤，获得固体和滤液，固体在干燥箱中干燥即为处理后的烟梗。

10、优选地，步骤(1)中，氢键受体为氯化胆碱和/或甜菜碱，氢键供体为乳酸、草酸、尿素、甘油或乙二醇。

11、优选地，步骤(1)中，氢键受体与氢键供体摩尔比为1：(1～3)。

12、优选地，步骤(2)中，微波组合式微波功率为400w-800w，处理时间为3-5mi n。

13、优选地，步骤(2)中，切丝后的烟梗和绿色低共熔溶剂的质量比例为1：(5～30)。

14、优选地，步骤(2)中，油浴加热温度为60-120℃。

15、优选地，步骤(2)中，油浴加热时间为0.5-2h。

16、优选地，步骤(3)中，乙醇与水的体积比为1:1混合溶液，将预处理后的样品洗涤至锥形瓶中，浸泡搅拌过夜。

17、优选地，步骤(4)中，干燥箱的温度为45℃，干燥时间为3h。

18、优选地，步骤(4)中，还包括：滤液旋转蒸发除去洗涤剂后，回收该绿色低共熔溶剂，实现循环利用。

19、本发明上述技术方案，具有如下有益效果：

20、(1)工艺设备简单：本发明处理烟梗的方式，对设备的要求相对较低，处理都在常压容器内进行，操作过程简单，需要的反应温度低、反应时间短。

21、(2)绿色环保：所选用的低共熔溶剂成本低，无毒，可循环利用，在减少了处理烟梗过程中化学品用量的同时又减轻了后续的污染处理负担，经济环保。

技术特征：

1.一种微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(1)中，氢键受体为氯化胆碱和/或甜菜碱，氢键供体为乳酸、草酸、尿素、甘油或乙二醇。

3.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(1)中，氢键受体与氢键供体摩尔比为1：(1～3)。

4.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(2)中，微波组合式微波功率为400w-800w，处理时间为3-5min。

5.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(2)中，切丝后的烟梗和绿色低共熔溶剂的质量比例为1：(5～30)。

6.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(2)中，油浴加热温度为60-120℃。

7.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(2)中，油浴加热时间为0.5-2h。

8.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(3)中，乙醇与水的体积比为1:1混合溶液，将预处理后的样品洗涤至锥形瓶中，浸泡搅拌过夜。

9.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(4)中，干燥箱的温度为45℃，干燥时间为3h。

10.根据权利要求1所述的微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，其特征在于，步骤(4)中，还包括：滤液旋转蒸发除去洗涤剂后，回收该绿色低共熔溶剂，实现循环利用。

技术总结
本发明公开了一种微波辅助绿色低共熔溶剂高效预处理烟梗的方法，包括以下步骤：(1)将氢键供体和氢键受体按一定摩尔比混合，水浴锅中搅拌，得绿色低共熔溶剂；(2)烟梗清洗并经切丝机切割为梗丝，将梗丝与绿色低共熔溶剂按一定质量比置于具塞玻璃试管中混合均匀，然后将其置于不同频率的微波反应器中，处理一定的时间后，放入油浴中进行加热；(3)反应结束后，立即将容器取出并冷却至室温，并用乙醇与水混合溶液浸泡搅拌过夜；(4)真空抽滤，获得固体和滤液，固体在干燥箱中干燥即为处理后的烟梗。本申请工艺设备简单，操作过程简单，需要的反应温度低、反应时间短；绿色环保：所选用的低共熔溶剂成本低，无毒，可循环利用。

技术研发人员：刘前进,李耀光,崔廷,万帅,蔡莉莉,杨金初,陈泽少,李蕾,王清福,赵声辰
受保护的技术使用者：河南中烟工业有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15