一种加热烟草卷烟纸及加热烟草卷烟纸的制备方法与流程

本发明涉及加热烟草的卷烟纸工艺技术领域，具体为一种加热烟草卷烟纸及加热烟草卷烟纸的制备方法。

背景技术：

随着国际控烟运动的脚步愈发加快，我国政府对吸烟尤其是在公共场所吸烟的限制愈加严格，并逐渐形成了社会共识。在日趋严格的控烟环境下，部分烟草制品消费者可能会选择新的非传统烟草制品，并且这种变化趋势日渐清晰。据2015年统计数据显示，在世界范围内卷烟产销量有所下降的同时，其他类型烟草制品呈现快速增长趋势，世界烟草市场产品结构不断发生深刻变化，积极发展新型烟草制品也逐渐成为各个跨国烟草公司的战略取向。

传统卷烟由于烟草燃烧和热裂解而产生多种有害成分，加热非燃烧型卷烟产生的烟气与传统卷烟较为接近，且避免了因900℃以上高温裂解产生大量的有害成分，侧流烟气和部分有害成分显著减少，在消费者获得满足感的同时减少了对机体的危害，并且降低了环境烟气的污染。另外，加热非燃烧卷烟作为最具潜力的替代传统卷烟的新型烟草制品，近两年的销售量增长速度非常迅猛。而卷烟纸作为卷烟重点材料之一，在加热非燃烧卷烟的研发中必不可少，必须有能迎头而上的卷烟纸技术配套，才能助力中式卷烟产品的升级创新。

现有的加热非燃烧卷烟纸技术也有公开，专利《一种低温加热型卷烟用不燃卷烟纸及其制备方法》(申请号cn201410437696.4)通过浆内加填氢氧化镁、氢氧化铝和在纸基表面涂布磷系阻燃剂来达到卷烟纸使用时不燃的目的。其公开的实施例的检测结果表明，能做到350℃不燃(450℃时已经碳化)，但全部发黄。但从测试的效果来看，发现实际使用过程中存在外观变黑、焦油斑、褶皱变形等问题；另外，由于定量低、强度低、形稳性差等问题容易引起生产时的加工卷曲过程中频繁断纸问题。专利《一种加热非燃烧卷烟纸及其制备方法》(申请号：cn201610913140.7)选取长度为0.5～4mm的植物纤维打浆，或掺入适当比例的无机纤维；磨后浓浆稀释过程中加入无机填料；抄纸后施胶，提高原纸的抗水、抗油性；制备得到的非燃烧卷烟纸有效改善了发黄的线迹，没有焦油斑和开始碳化现象。显然，现有的不燃卷烟纸技术指标远不能满足加热非燃烧卷烟的实际使用需求。

技术实现要素：

为解决上述现有技术的不足，发明人经过研发设计，现提出了一种新的工艺，将单一或者多元化的烟草原材料进行超微粉碎，使浸提和打浆工艺所使用的物料最大均质化，而超细颗粒粉末通过和纤维素纤维按一定比例充分混合后进行片基抄造，其片基均匀性高；定量、厚度、松厚度、透气度等物理指标的波动较小；抗张强度、拉伸率等物理指标较高，经涂布后表面细腻、涂布一致性好、理化指标波动较小，抗张强度、拉伸率等物理指标等满足高车速运行下纸张的强度需求。依据该工艺制备得到的加热烟草卷烟纸，避免了传统卷烟纸因加热后焦油、发烟剂、水渗透使包裹芯材的纸变黄、变黑，储存过程芯材有色物质渗透，使包裹芯材的纸变黄、起斑以及卷烟纸导热性能差的问题；产品具有理化指标可调可控、风格特征可塑性强的优势，赋予加热烟草卷烟纸烟草元素，同时赋予加热烟草卷烟纸特殊外观、香气、防伪、协调烟香、改善加热烟草卷烟杂气、提升烟气浓度、香气量等功能。

具体的，本发明是这样实现的：一种加热烟草卷烟纸，按重量份数计由以下的原料制备而得：超细烟草粉末60份～85份、纤维素纤维15份～40份、添加剂0.2份～1份、填料0份-15份、保润剂1份～5份、香原料0份～3份；其中：所述超细烟草粉末的特征为：中位粒径(d50)为34.49um～13.98um，小于20um粒径含量在29.57％～64.05％之间超微粉末；所述添加剂为包含罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物。

进一步的，变性淀粉包括：氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉中的一种或多种组合；所述水溶性高分子化合物包括：黄原胶、干酪素、聚乙烯醇中的一种或多种构成。

进一步的，所述超细烟草粉末为烟叶原料、烟叶碎片、烟梗、烟末、烟灰棒等经粉碎处理后的一种或多种组合。

进一步的，所述纤维素纤维为木浆(针叶木浆、阔叶木浆)、麻浆(亚麻浆、大麻浆)、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。

进一步的，所述填料为碳酸钙、膨润土、硅藻土、钛白粉、氢氧化铝、氢氧化镁、高岭土中的一种或多种组合。

进一步的，所述保润剂为丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、丁二醇和蜂蜜中的一种或多种组合。

进一步的，所述香原料为烟草及香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。

本发明的另一方面，提供了一种加热烟草卷烟纸的制备方法，包括以下步骤：将原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细粉末，并与水混合进行分离提取，得提取液和滤渣；将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，将滤渣与纤维素纤维浆料混合，加入添加剂进行充分混合均匀后得混合浆料，并基于所述混合浆料制备得片基；提取液进行浓缩，在浓缩液中加入香原料、保润剂、填料充分混合均匀后制备得涂布液，将涂布液与所述片基采用浸滞涂布工艺制得涂布样，涂布样经干燥、收卷、轧光、分切、复卷后制备得到加热烟草卷烟纸产品。

进一步的，所述超细烟草粉末的特征为：中位粒径(d50)为34.49um～13.98um，小于20um粒径含量在29.57％～64.05％之间；所述超细烟草粉末与水的混合的重量比为1：(4.6～8)，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min；制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为55⁰sr～90⁰sr；所述中轧光压力为0-30mpa。

进一步的，所述片基的绝干定量为20g/m²～30g/m²；所述涂布样的绝干定量为25g/m²～50g/m²。

本发明的工作原理介绍：将原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到中位粒径(d50)为34.49um～13.98um，小于20um粒径含量在29.57％～64.05％之间的超微粉，加水后分离得提取液和滤渣，提取液浓缩后，在浓缩液中加入香原料、保润剂、填料充分混合均匀后制备得到涂布液，将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，滤渣则与纤维素纤维浆料混合，加入添加剂进行混合，得混合浆料。由于原料为超微粉，若按植物细胞平均直径为20um来算(大多数植物细胞的粒径在10um～30um之间)，则当20um的粒径含量在29.57％～64.05％之间时，意味着占比达到29.57％～64.05％的烟草细胞已经破壁，细胞的破壁程度不同，所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同，而这些指标是影响成品涂布率、平滑度、均匀性、密度、理化指标、感官质量等的重要因素。另一方面，罗望子胶是一种水溶性木葡聚糖，以葡萄糖作为主链，半乳糖和木糖组成侧链的水溶性聚合多糖。木葡聚糖是一种存在于高等植物的细胞壁的多糖，特别是许多植物细胞生长的壁(主壁)级分。此外木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支较多，故多糖分子具有很强的亲水性，能够结合许多水分子(即水合)并产生一定的粘度，该多糖溶液的粘度不是很高，但其特征在于在有糖共存时有增粘的作用，且可诱导发生凝胶化。添加剂使用罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物等的一种或几种混合而成的添加剂，在制备混合浆料的过程中，由于其分子主链结构与纤维素分子的相似性，使其易于吸附到纤维上而产生助留、助滤和增强效果，促进分子伸展；另外，罗望子多糖胶精准用量下和变性淀粉和水溶性高分子化合物混合后与混合浆料充分混匀，木葡聚糖具有形成网状交联微纤维由于分支能够与带电荷的淀粉水溶物充分匀合，并容易与带负电荷的纤维及超微烟草粉末发生相互络合作用，使得整个添加剂带有电荷密度均匀的特性，从而提升浆料留着率；最后，上述包含罗望子多糖胶的添加剂由于有效的促进了混合浆料中分子的伸展，因此整体混合浆料分子量适中，因而不会产生过度絮凝，有助于提升片基的均匀性。

基于以上因素，将单一或者多元化的烟草原材料进行超微粉碎，使浸提和打浆工艺所使用的物料最大均质化，而超细颗粒粉末通过和纤维素纤维按一定比例充分混合后进行片基抄造，其片基均匀性高；定量、厚度、松厚度、透气度等物理指标的波动较小；抗张强度、拉伸率等物理指标较高，经涂布后表面细腻、涂布一致性好、理化指标波动较小，抗张强度、拉伸率等物理指标等满足高车速运行下纸张的强度需求。依据该工艺制备得到的加热烟草卷烟纸，避免了传统卷烟纸因加热后焦油、发烟剂、水渗透使包裹芯材的纸变黄、变黑，储存过程芯材有色物质渗透，使包裹芯材的纸变黄、起斑以及卷烟纸导热性能差的问题；产品具有理化指标可调可控、风格特征可塑性强的优势，赋予加热烟草卷烟纸烟草元素，同时赋予加热烟草卷烟纸特殊外观、香气、防伪、协调烟香、改善加热烟草卷烟杂气、提升烟气浓度、香气量等功能。

本发明相比于现有技术存在的有益效果：

(1)通过对原材料的超微粉化粉碎处理制成粉膏，并提取分离，提取液制成浓缩液后制备涂布液，而粉渣和浆料混配制成混合浆料，通过超微粉的处理，使得原料细胞不同比例的破壁，破壁程度的不同，所制备得到的片基的定量、厚度、松厚度、透气度、抗张强度、拉伸率、吸湿速率等指标均不相同，当20um的粒径含量在29.57％～64.05％之间，中位径(d50)为34.49um～13.98um时，所制备得到的片基均匀性高；定量、厚度、松厚度、透气度等物理指标的波动较小；抗张强度、拉伸率等物理指标较高，经涂布后表面细腻、涂布一致性好、理化指标波动较小，抗张强度、拉伸率等物理指标等满足高车速运行下纸张的强度需求。

(2)生产操作可控性强，最终实现了高品质的加热烟草卷烟纸，避免了传统卷烟纸因加热后焦油、发烟剂、水渗透使包裹芯材的纸变黄、变黑，储存过程芯材有色物质渗透，使包裹芯材的纸变黄、起斑以及卷烟纸导热性能差的问题；产品具有理化指标可调可控、风格特征可塑性强的优势，赋予加热烟草卷烟纸烟草元素，同时赋予加热烟草卷烟纸特殊外观、香气、防伪、协调烟香、改善加热烟草卷烟杂气、提升烟气浓度、香气量等功能。

附图说明

图1为加热烟草卷烟纸及加热烟草卷烟纸的制备方法的步骤流程图

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1：一种加热烟草卷烟纸，按重量份数计由以下的原料制备而得：超细烟草粉末60份～85份、纤维素纤维15份～40份、添加剂0.2份～1份、填料0份-15份、保润剂1份～5份、香原料0份～3份；其中：所述超细烟草粉末的特征为：中位粒径(d50)为34.49um～13.98um，小于20um粒径含量在29.57％～64.05％之间的超微粉末；所述添加剂为包含罗望子多糖胶、变性淀粉和水溶性高分子化合物。

变性淀粉包括：氧化淀粉、磷酸酯淀粉、羟烷基淀粉、醋酸酯淀粉中的一种或多种组合；所述水溶性高分子化合物包括：黄原胶、干酪素、聚乙烯醇中的一种或多种构成。

超细烟草粉末为烟叶原料、烟叶碎片、烟梗、烟灰、烟灰棒等经粉碎处理后的一种或多种组合。

纤维素纤维为木浆(针叶木浆、阔叶木浆)、麻浆(亚麻浆、大麻浆)、棉浆、竹浆、草浆中的一种或多种组合。

填料为碳酸钙、膨润土、硅藻土、钛白粉、氢氧化铝、氢氧化镁、高岭土中的一种或多种组合。

保润剂为丙三醇、丙二醇、乙二醇、山梨醇、丁二醇和蜂蜜中的一种或多种组合。

香原料为烟草及香味植物的醇提膏、水提膏、精油、净油中的一种或多种组合。

实施例2：一种加热烟草卷烟纸的制备方法，包括以下步骤：将原材料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细粉末，并与水混合进行分离提取，得提取液和滤渣；将纤维素纤维与水混合后按制浆工艺进行制浆，制浆完成后制备得到纤维素纤维浆料，将滤渣与纤维素纤维浆料混合，加入添加剂进行充分混合均匀后得混合浆料，并基于所述混合浆料制备得片基；提取液进行浓缩，在浓缩液中加入香原料、保润剂、填料充分混合均匀后制备得涂布液，将涂布液与所述片基采用浸滞涂布工艺制得涂布样，涂布样经干燥、收卷、轧光、分切、复卷后制备得到加热烟草卷烟纸产品。

超细烟草粉末的特征为：中位粒径(d50)为34.49um～13.98um，小于20um粒径含量在29.57％～64.05％之间；所述超细烟草粉末与水的混合的重量比为1：(4.6～8)，提取温度为50～80℃，提取时间为15～70min；制浆过程的浆料的肖伯尔打浆度为55⁰sr～90⁰sr；所述中轧光压力为0-30mpa。

片基的绝干定量为20g/m²～30g/m²；所述涂布样的绝干定量为25g/m²～50g/m²。

实施例3：制备加热烟草卷烟纸

(1)将烟草原料采用粉碎设备进行粉碎处理制备得到超细烟草粉末，超细烟草粉末的中位径(d50)为20.32um，小于20um粒径含量46.81％；(2)取70份重量的(绝干质量)的上述超细烟草粉末置于提取罐中，向其中加入4倍重量的水，70℃提取30分钟，提取完毕后过滤得到提取液和滤渣；(3)提取液采用减压蒸馏浓缩工艺进行浓缩得到浓缩液,在浓缩液中加入5份重量的保润剂，1份重量的香原料充分搅拌混合均匀后制备得到涂布液备用；(4)取30份重量的针叶木浆，按造纸法再造烟叶制浆工艺进行制浆，浆料的肖博尔打浆度为75⁰sr；(5)制浆完成后将烟草粉渣和纤维素纤维浆料一起混合，在混合浆料中加入0.4份重量的添加剂，充分搅拌混合均匀后采用造纸法再造烟叶片基抄造成型工艺进行片基的制备，片基的定量为30g/m²；(6)将涂布液按造纸法再造烟叶涂布工艺涂布于片基上，涂布后再造烟叶的绝干定量控制为45g/m²；(7)涂布样经干燥、收卷、轧光、分切、复卷后制备得到含烟草元素的卷烟纸产品。

该工艺所制备得到的加热烟草卷烟纸与国内某常规加热烟草卷烟纸的物理指标差异如下。

该工艺所制备得到的加热烟草卷烟纸与国内某常规加热烟草卷烟纸的化学指标差异如下。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。