专利名称：：一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法
技术领域：
：本发明涉及香烟领域，更具体涉及一种用于二醋酸纤维香烟滤棒的快速固化增塑剂的生产方法。
背景技术：
：三醋酸甘油酯是一种常用的二醋酸纤维香烟滤棒固化增塑剂，在使用的时候将三醋酸甘油酯雾化后喷洒在二醋酸纤维丝束上，使其成型加工为过滤嘴棒。传统的三醋酸甘油酯作为香烟滤棒增塑剂在二醋酸纤维丝束中流动扩散速度慢，固化成型时间长，生产效率不高，在生产滤棒的时候需要先将三醋酸甘油酯均匀喷洒在二醋酸纤维上，然后放置在专门的房间里，在满足特定的温度、湿度的条件下，需要经过20小时以上滤棒才能成型，环境温度、湿度对滤棒固化成型时间有一定影响，如果温度、湿度的波动较大，则会延长滤棒的固化成型时间，并且生产出来的滤棒质量得不到保证，会造成原料浪费，增加生产成本。
发明内容本发明的目的是提供一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，本方法采用符合国家行业标准YC/T144-2008的三醋酸甘油酯作为原料，生产的增塑剂可以使香烟滤棒达到快速固化的目的，固化成型时间可以根据需要进行调整，满足烟草企业快速联合生产的工艺要求，大大提高生产效率。本发明通过以下技术方案来实现目的，具体步骤如下A把三醋酸甘油酯加热，当温度达到30-5(TC时，在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，按重量分数比计纤维素酶/三醋酸甘油酯<0.008;半纤维素酶/三醋酸甘油酯<0.0085;B温度保持在30—5(TC，对混合物进行搅拌，使纤维素酶和半纤维素酶在三醋酸甘油酯中完全溶解；C停止搅拌，待气泡散尽后观察，若混合物澄清、无微粒及其他细小杂质时，溶解完成，停止保温，冷却到室温即可。本方法生产的增塑剂应用在二醋酸纤维丝束上可以縮短滤棒固化成型时间，其作用机理如下增塑剂软化二醋酸纤维表面，并且缓慢向二醋酸纤维内部渗透，因为二醋酸纤维丝束中有纤维素分子和半纤维素分子，要想通过对二醋酸纤维丝束的作用来达到提高香烟滤棒吸附值和过滤效率、改善香烟抽吸品质的目的，必须对二醋酸纤维丝束中的纤维素分子和半纤维素分子都进行处理，所以需要加入纤维素酶和半纤维素酶，其中，纤维素酶中含有内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和纤维二糖酶，它们主要是溶解二醋酸纤维素丝束的纤维素大分子，内切葡聚糖酶可以沿纤维素分子链随机水解P-1，4-昔键，外切葡聚糖酶主要从纤维素大分3子链的一端切断纤维素分子，并形成纤维二糖或葡萄糖，纤维二糖酶的作用是将纤维二糖水解成葡萄糖；加入的半纤维素酶在二醋酸纤维素的作用过程中，主要起到快速溶解二醋酸纤维素丝束表面的半纤维素人分子，增加丝束表面的粘度，减低二醋酸纤维素丝束对增塑剂的吸收力，达到减少增塑剂的使用量，在烟用滤棒一-醋酸纤维素丝束的增塑过程中，使纤维易于水化和溶胀，有利于纤维间交织、粘结，可提高滤棒的硬度，加快滤棒的同化成型，提高生产效率。也可适当增加二醋酸纤维素丝束滤棒的断裂强度、折裂强度、抗弯曲强度。由于纤维素酶和半纤维素酶的催化作用，增塑剂的流动速度和扩散速度得到提'高，当增塑剂扩散的区域位于单丝结合处时，已经软化且具有粘性的结合点表面粘合在一起，随着增塑剂进一步渗透，纤维素大分子和半纤维素分子被剥蚀，它们的结晶度、聚合度下降，丝束表面开始固化，若干粘结点不断粘结，使滤棒硬度增加最终成型。纤维素酶和半纤维素酶的来源很广，昆虫、微生物如细菌、放线菌、真菌等都能产生纤维素酶和半纤维素酶，但是不同来源的纤维素酶和半纤维素酶中，对二醋酸纤维丝束起作用的有效成分内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶和纤维二糖酶等成分所含比例不尽相同，所以不同来源的纤维素酶和半纤维素酶对二醋酸纤维的作用强度不同，且在香烟滤棒成型时，三醋酸甘油酯的添加量会根据滤棒硬度标准和所用二醋酸纤维丝束的不同而不一样，纤维素酶和半纤维素酶的用量也会因烟草企业的工艺要求、固化成型时间和所用二醋酸纤维的特性进行调整，但是只要在三醋酸甘油酯中添加了纤维素酶和半纤维素酶，都能达到本发明目的，只是采用不同来源的纤维素酶和半纤维素酶，要达到相同的效果需加入的比例不同。所以本发明步骤A中加入的纤维素酶和半纤维素酶可以是多来源的，纤维素酶可以是a-精制淀粉酶、JN-600精练酶、高转化率糖化酶、真菌淀粉酶中的一种或两种以上的混和物，半纤维素酶可以是木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、聚半乳糖酶中的一种或两种以上的混和物。为了能够比较快速的将纤维素酶和半纤维素酶溶解在三醋酸甘油酯中，并且保证三醋酸甘油酯不会因为温度过高而变得不稳定，步骤A、B中的温度最好控制在40-45'C之间。为了使纤维素酶和半纤维素酶快速、均匀的溶解在三醋酸甘油酯中，可以在步骤A之前，先将纤维素酶和半纤维素酶加入溶剂搅拌溶解，然后再加入到三醋酸甘油酯中。用于溶解纤维素酶和半纤维素酶的溶剂是甘油二乙酸酯。本发明的有益效果是①本发明制得的快速固化增塑剂中含有纤维素酶和半纤维素酶，能够使增塑剂在二醋酸纤维丝束中扩散时的流动速度得到提高，改善二醋酸纤维的表面结构，达到快速固化的目的，普通三醋酸甘油酯作为增塑剂的固化成型时间在20小时以上，而使用本发明制得的快速固化增塑剂固化成型时间可缩短至0.5-1小时。②本发明制得的快速固化增塑剂改进了传统三醋酸甘油酯增塑剂在使用时必须严格控制温度、湿度才能保证滤棒正常成型，以及因为固化成型时间长而需要大量车间厂房和设备来周转的缺点，减少了滤棒半成品周转的所需的时间、空间和设备，大大降低滤棒生产的成本。③本发明制备的增塑剂稳定性好，易保存，长时间储存也不会出现异味、变色、变质等问题(保质期为l年)，使用该增塑剂的滤棒，在正常储存条件下它的使用性能、生物安全性远远优于三醋酸甘油酯。④本发明大大縮短了滤棒的成型工艺时间，减少了仓储时的空间及设备、设施，并能根据不同的工艺要*(寸纤维素酶和半纤维素酶的添加比例进行调整，控制固化成型时间的长短，整个工艺加热温度低，能耗少，容易实施。具体实施例方式实施例1~实施例13本实施例利用符合YC/T144-2008标准的三醋酸甘油酯作为主要原料，采用的纤维素酶是a-精制淀粉酶，采用的半纤维素酶是木聚糖酶，生产出的增塑剂可以使香烟滤棒达到快速固化成型的目的，固化成型时间可以根据需要进行调整，满足烟草企业快速联合生产的工艺要求，大大提高生产效率，在实施例1实施例13中，采用的原料①三醋酸甘油酯；②纤维素酶是a-精制淀粉酶；③半纤维素酶是木聚糖酶，具体步骤如下A把三醋酸甘油酯加热，在三醋酸甘油酯中加入ci-精制淀粉酶和木聚糖酶；B温度保持在30-5(TC，对混合物进行搅拌，使a精制淀粉酶和木聚糖酶充分溶解在三醋酸甘油酯中并均匀分布；C停止搅拌，待气泡散尽后观察，如果混合物澄清、无微粒及其他细小杂质，停止保温，冷却到室温即可。为了能够加快生产速度，可以在步骤A之前，利用溶剂甘油二乙酸酯先将纤维素酶和木聚糖酶溶解后再加入到三醋酸甘油酯中，，然后按照步骤A-C进行操作。实施例1实施例13中a-精制淀粉酶和木聚糖酶的加入比例不同，具体的实施步骤也有差别，一部分实施例中直接将a-精制淀粉酶和木聚糖酶加入到三醋酸甘油酯中搅拌融化，一部分先将a精制淀粉酶和木聚糖酶加入甘油二乙酸酯中溶解后再加入三醋酸甘油酯中，两种方法都能制备出能够降低滤棒固化成型时间的增塑剂，然后按照步骤B和C制得增塑剂，将它们应用到二醋酸纤维丝束上后，按照香烟烟气中醛、苯、酚的含量为100%计算，具体测试结果如表1所示。测试结果表明，只要在三醋酸甘油酯中加入a-精制淀粉酶和木聚糖酶，即使是微量的，都对香烟滤棒固化成型时间有一定的作用，均可不同程度的縮短滤棒的固化成型时间，只是加入的量少了，对縮短滤棒固化成型时间的作用不明显，但是如果加入的量多了，a-精制淀粉酶和木聚糖酶会使二醋酸纤维丝束溶断，滤棒丝束中会形成溶洞，影响滤棒的硬度、吸阻等物理指标，从而导致滤棒不能成型、不合格。经试验总结香烟滤棒的固化成型时间的縮短与加入a-精制淀粉酶和木聚糖酶的量是成正比关系的，但为了保证香烟滤棒各物理、化学指标的合格，以及考虑生产成本，当加入a-精制淀粉酶的量占二醋酸甘油酯重量的O.25-0.70%，木聚糖酶的加入量占二醋酸甘油酯重量的0.25-0.75%时，综合效果最好，滤棒的固化成型时间大为縮短，大大提高了生产效率。测试结果还表明，采用直接将a-精制淀粉酶和木聚糖酶加入到二醋酸甘油酯中搅拌融化以及先将a-精制淀粉酶和木聚糖酶加入甘油二乙酸酯中溶解后再加入三醋酸甘油酯中，两种方法都能制备出具有降低滤棒固化成型时间的增塑剂。不同的配比制备的增塑剂在使用后，香烟滤棒的固化成型时间对比如表1:表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>具体实施方式和实施例1实施例13—致，不同在于采用的纤维素酶是JN-600精练酶，半纤维素酶是聚半乳糖酶。实施例14实施例26屮纤维素酶和半纤维素酶的加入比例不同，生产得到的产品用于滤棒后效果也不相同，具体测试结果如表2。测试结果表明，只要在三醋酸甘油酯中加入JN-600精练酶和聚半乳糖酶，即使是微量的，都能减少香烟滤棒的固化成型时间，只是加入的量少了，对縮短滤棒固化成型时间的作用不明显，但是如果加入的量多了，JN-600精练酶和聚半乳糖酶会使二醋酸纤维丝束溶断，滤棒丝束中会形成溶洞，影响滤棒的硬度、吸阻等物理指标，从而导致滤棒不能成型、不合格。经试验总结香烟滤棒的固化成型时间的縮短与加入JN-600精练酶和聚半乳糖酶的量是成正比关系的，但为了保证香烟滤棒各物理、化学指标的合格，以及考虑生产成本，当加入JN-600精练酶的量占三醋酸甘油酯重量的0.25-0.70%,聚半乳糖酶的加入量占三醋酸甘油酯重量的0.25-0.75%时，综合效果最好，滤棒的固化成型时间大为縮短，大大提高了生产效率。测试结果还表明，采用直接将JN-600精练酶和聚半乳糖酶加入到三醋酸甘油酯中搅拌融化以及先将JN-600精练酶和聚半乳糖酶加入甘油二乙酸酯中溶解后再加入三醋酸甘油酯中，两种方法都能制备出具有降低滤棒固化成型时间的增塑剂。表2三醋酸甘油酉旨(kg)JN-600精练酶(kg)聚半乳糖酶(kg)甘油二乙酸酯(kg)温度'c滤棒固化成型时间原配方100不添加纤维素酶和半纤维素酶的空白对照样24h实施例141000.050.1003521h实施例151000.100.15503614h实施例161000.150.200325h实施例171000.200.250452h实施例181000.250.30503838min实施例191000.300.3504036min实施例201000.350.40505036min实施例211000.400.4503035min实施例221000.450.50503533min实施例231000.500.5503633min实施例241000.600.65503233min实施例251000.700.7504532min实施例261000.800.855038添加量超过此比例，二醋酸纤维丝束会产生溶洞实施例27~实施例34在实施例27实施例34中，采用的原料三醋酸甘油酯，纤维素酶是a-精制淀粉酶、7JN-600精练酶、高转化率糖化酶、真菌淀粉酶其中的一种；半纤维素酶是木聚糖酶、聚半乳糖酶、阿拉伯聚糖酶、甘露聚糖酶其中的一种，具体实施方式问实施例1-实施例26。实施例27实施例34屮纤维素酶和半纤维素酶的加入比例不同，生产得到的产品用于滤棒后效果也不相同，具体测试结果如表3。测试结果表明，不管什么来源的纤维素酶和半纤维素酶，只要加在三醋酸甘油酯中，都能减少香烟滤棒的固化成型时间。表3二醋酸油酯(kg)纤维素酶半纤维素酶甘油二乙酸酯(kg)温度°C滤棒固化成型时间口广口口名称用量(kg)A口广口口名称用量(kg)原配方100不添加纤维素酶和半纤维素酶的空白对照样24h实施例27100a-精制淀粉酶0.30聚半乳糖酶0.50503537min实施例28100a-精制淀粉酶0.10甘露聚糖酶0.2003636minJN-600精练酶0.20阿拉伯聚糖酶0.15实施例29100JN-600精练酶0.25木聚糖酶0.40503238min实施例30100JN-600精练酶0.15阿拉伯聚糖酶0.55504537min高转化率糖化酶0.10实施例31100高转化率糖化酶0.35甘露聚糖酶0.35503834min实施例32100高转化率糖化酶0.35木聚糖酶0.2004033min甘露聚糖酶0.20实施例33100真菌淀粉酶0.40甘露聚糖酶0.35505035min实施例34100真菌淀粉酶0.40木聚糖酶0.4003036min8权利要求1、一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，具体步骤如下A把三醋酸甘油酯加热，当温度达到30-50℃时，在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，按重量份数计，纤维素酶/三醋酸甘油酯<0.008；半纤维素酶/三醋酸甘油酯<0.0085B温度保持在30—50℃，对混合物进行搅拌，使纤维素酶和半纤维素酶在三醋酸甘油酯中完全溶解；C停止搅拌，待气泡散尽后观察，若混合物澄清、无微粒及其他细小杂质时，溶解完成，停止保温，冷却到室温即可。2、根据权利要求1所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，步骤A、B中的温度控制在40-45'C之间。3、根据权利要求1所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，在步骤A之前，先将纤维素酶和半纤维素酶加入溶剂搅拌溶解，然后再加入到三醋酸甘油酯中。4、根据权利要求2所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，在步骤A之前，先将纤维素酶和半纤维素酶加入溶剂搅拌溶解，然后再加入到三醋酸甘油酯中。5、根据权利要求3所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，所述的溶剂是甘油二乙酸酯。6.根据权利要求4所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，所述的溶剂是甘油二乙酸酯。7、根据权利要求l、2、3、4、5或6中任意一项所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，所述的纤维素酶是a-精制淀粉酶、JN-600精练酶、高转化率糖化酶、真菌淀粉酶中的一种或两种以上的混和物。8、根据权利要求l、2、3、4、5或6中任意一项所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，所述的半纤维素酶是木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、聚半乳糖酶中的一种或两种以上的混和物。9、根据权利要求7所述的一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，其特征是，所述的半纤维素酶是木聚糖酶、甘露聚糖酶、阿拉伯聚糖酶、聚半乳糖酶中的一种或两种以上的混和物。全文摘要本发明公开了一种香烟滤棒快速固化增塑剂的生产方法，采用该方法生产的增塑剂可以使增塑剂在二醋酸纤维丝束中的扩散速度较快，从而使香烟滤棒达到快速固化的目的，大大提高生产效率，通过以下技术方案来实现目的，具体步骤如下A.把三醋酸甘油酯加热，当温度达到30-50℃时，在三醋酸甘油酯中加入纤维素酶和半纤维素酶，按重量份数计，0＜纤维素酶纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.008；半纤维素酶/三醋酸甘油酯＜0.0085；B.温度保持在30-50℃，对混合物进行搅拌，使纤维素酶和半纤维素酶完全溶解；C.停止搅拌，待气泡散尽后观察，混合物无微粒及其他细小杂质时，溶解完成，停止保温，冷却到室温即可。文档编号C08K5/103GK101486803SQ200910094098公开日2009年7月22日申请日期2009年2月12日优先权日2009年2月12日发明者蒋海明申请人:云南省玉溪市溶剂厂有限公司