一种具有降低卷烟主流烟气中氨释放量功能的卷烟滤棒添加剂及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种具有降低卷烟主流烟气中氨释放量功能的卷烟滤棒添加剂及其制备方法和应用 (Cigarette filter stick additive with function of reducing ammonia release amount in main stream smoke of cigarette, and preparation method and application thereof ) 是由 秦亮生 赵瑜 谢国勇 文建辉 黎艳玲 银董红 刘建福 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有降低卷烟主流烟气中氨释放量功能的卷烟滤棒添加剂及其制备方法和应用,卷烟滤棒添加剂包括由十二烷基硫酸钠和松香组成的活性组分,及负载活性组分的颗粒载体；该卷烟滤棒添加剂添加到卷烟滤棒丝束中,能有效降低主流烟气中氨含量的10～28.5％,而对焦油的含量几乎不降低,且该卷烟滤棒添加剂的制备方法简单,成本低,便于工业化大生产。(The invention discloses a cigarette filter stick additive with the function of reducing ammonia release amount in main stream smoke of a cigarette, a preparation method and application thereof, wherein the cigarette filter stick additive comprises an active component consisting of sodium dodecyl sulfate and rosin and a particle carrier loading the active component; the cigarette filter stick additive is added into cigarette filter stick tow, the content of ammonia in main stream smoke can be effectively reduced by 10-28.5%, the content of tar is hardly reduced, and the preparation method of the cigarette filter stick additive is simple, low in cost and convenient for industrial mass production.)
技术领域
本发明涉及一种功能型卷烟滤棒添加剂，特别涉及一种由十二烷基硫酸钠和松香活性组分的功能添加剂，还涉及功能添加剂添加在卷烟滤棒中降低卷烟主流烟气中氨释放量的应用，属于卷烟制备技术领域。
背景技术
氨，无色有强烈刺激性气味，能灼伤皮肤、眼睛、呼吸器官的粘膜，人吸入过多，能引起肺肿胀，以至死亡。是毒性物质，血氨增多对脑神经组织损害最明显。是烟气中的主要有害物质之一。氨在新鲜烟叶中的含量很少，烟叶经调制发酵，由于蛋白质、氨基酸的代谢(氧化、脱氧等反应)，其含量增加。烟叶中的氨基酸、蛋白质、硝酸盐和铵盐等是卷烟烟气中氨的前体物。在卷烟中，适量的氨对于碳水化合物和有机酸较多的卷烟是必要的，其与其它含氮化合物参与了烟气吃味劲头的形成。氨含量过低，会造成烟气劲头下降，丰满度不够；但过量的氨会产生强烈的刺激性，引起吸烟者喉部收缩，使人感到呛咳，鼻腔、舌头有辛辣难忍的感觉。因此，氨对控制卷烟吸味有重要作用。因此，降低卷烟主流烟气中氨含量，提高吸烟安全性已经成为当今国际共识和追求的目标，也是烟草工业发展中需要解决的重大研究课题之一。
目前，把降低卷烟主流烟气中氨作为选择性唯一目标物来研究的文献较少。中国专利(申请号201010288157.0)公开了一种降低氨含量的卷烟加工工艺方法，主要是利用微波改变卷烟制丝工艺来实现。中国专利(申请号201210041550.9) 采用电子束/X射线辐照的手段对成品香烟或者烟叶进行处理来实现的。而中国专利(申请号201210197501.4)采用的是在滤棒中添加活性组分原卟啉化合物。通过固体物质的阻挡和吸附能够同时降低焦油和其它有害物质，但应用在中低焦油卷烟上其效果并非如报道那么明显，焦油的降低幅度要高于有害物质降低幅度，且不能达到高选择性降低卷烟烟气有害成分的要求。而且这些专利技术涉及工艺较复杂或活性组分安全性，成本高等问题，因而应用前景存在一定难度。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是在于提供一种对卷烟主流烟气中氨含量具有选择性去除作用而对焦油含量等不降低的功能型卷烟滤棒添加剂。
本发明的第二个目的是在于提供一种操作简单、低成本制备卷烟滤棒添加剂的方法。
本发明的第三个目的是在于提供一种卷烟滤棒添加剂的应用，将其添加在卷烟滤棒中，可以选择性降低卷烟主流烟气中氨含量，且几乎不降低焦油含量。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种具有降低卷烟主流烟气中氨释放量功能的卷烟滤棒添加剂，其包括由十二烷基硫酸钠和松香组成的活性组分。
优选的方案，所述活性组分由十二烷基硫酸钠和松香按质量百分比 5～15％:85～95％组成。大量实验表明，采用单一的十二烷基硫酸钠或松香作为卷烟滤棒添加剂，对卷烟主流烟气中氨释放量并没有表现出很明显的降低现象，而仅仅将两者组合使用才表现出优异的选择性降低卷烟主流烟气中氨释放量的效果。可以说明两者在与氨作用上起到明显的协同作用。而在十二烷基硫酸钠和松香质量比例达到1:9左右时，选择性降低氨释放量的效果特别突出。
优选的方案，还包括用于负载活性组分的颗粒载体。颗粒载体主要是分散活性组分，且提高添加剂的稳定性。
优选的方案，所述颗粒载体为海藻酸钙颗粒。优选海藻酸钙颗粒作为载体，其稳定性好，且与十二烷基硫酸钠和松香活性组分的结合能力好，能更好地稳定负载，且海藻酸钙表面活性更大，有利于活性组分的作用和分散，从而可以更好地发挥活性组分对氨类的去除作用。
优选的方案，所述活性组分占颗粒载体质量的2～5％。
优选的方案，所述颗粒载体粒度大小为40～60目。
本发明还提供了一种具有降低卷烟主流烟气中氨释放量功能的卷烟滤棒添加剂的制备方法，该方法是将海藻酸钙颗粒置于含十二烷基硫酸钠和松香的混合溶液中浸渍后，干燥，即得。
优选的方案，含十二烷基硫酸钠和松香的混合溶液的温度为35～45℃。在优选的温度范围内能够保证十二烷基硫酸钠和松香在溶液中的充分溶解分散，有利于在海藻酸钙颗粒上的均匀负载。
优选的方案，所述海藻酸钙颗粒通过以下方法制备得到：将海藻酸钠溶液滴加至氯化钙溶液中，静置反应，即得。
优选的方案，所述海藻酸钠与氯化钙的质量比为1:4～8。
优选的方案，静置反应的时间为1～2小时。反应足够长时间内保证反应充分。
本发明的海藻酸钙颗粒的具体制备方法如下：取一定量的海藻酸钠均匀撒入蒸馏水中，并在水浴55℃，300r/min搅拌45min形成海藻酸钠水溶液，用带直径为2.5mm针头的注射器将上述溶液中滴入氯化钙水溶液中，静置1h，将固体颗粒取出，抽滤，水洗，得到新制海藻酸钙。
优选的方案，含十二烷基硫酸钠和松香的混合溶液的制备方法：将质量百分比浓度为15～25％的松香溶液与质量百分比浓度为5～15％的十二烷基硫酸钠溶液混合，在35～45℃温度下，反应3～5小时。
本发明的干燥过程为采用红外灯干燥4h。
本发明还提供了一种具有降低卷烟主流烟气中氨释放量功能的卷烟滤棒添加剂的应用，其作为具有降低卷烟主流烟气中氨含量功能添加剂用于卷烟滤棒。
优选的方案，卷烟滤棒添加剂在卷烟滤棒丝束中的添加量按20～40mg/支卷烟滤棒计量。
与现有技术相比，本发明技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明将十二烷基硫酸钠和松香作为吸附烟气中氨的活性组分，其能选择性与主流烟气中的氨反应，实现了降低卷烟中有害物质，减少对吸烟者造成的危害。
2)本发明利用海藻酸钙颗粒来负载十二烷基硫酸钠和松香，负载稳定，活性组分分散性好，安全性高。
3)本发明采用的十二烷基硫酸钠和松香稳定性好，拓宽了降害材料的选择范围。
4)本发明的卷烟滤棒添加剂的制备方法简单，成本低，满足工业化生产的要求。
5)本发明将由十二烷基硫酸钠和松香活性组分负载在颗粒载体构成的卷烟滤棒添加剂添加在滤棒的纤维丝束中，制成的卷烟滤嘴具有较好的降低主流烟气中氨含量的作用，且对焦油的含量几乎不降低。
具体实施方式
以下实施例旨在更具体地描述本发明而不是对本发明的进一步限定，本发明可以按发明内容所述的任一方式实施。
实施例1
新制海藻酸钙：取5g的海藻酸钠，均匀撒入100g蒸馏水中，并在水浴55℃， 300r/min搅拌45min形成海藻酸钠水溶液。用带直径为2.5mm针头的注射器将上述溶液中滴入质量分数为10％的300ml氯化钙水溶液中，静置1h，将固体颗粒取出，抽滤，水洗，得到新制海藻酸钙，备用。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液9g；常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液2g，然后按质量配比要求，倒入松香溶液中，保持4小时即可。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以20mg,30mg,40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组，可有效降低烟气中氨含量分别为9.9％，15.6％，22.5％，焦油去除率都为0。
实施例2
新制海藻酸钙方法同实施例1。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液22.5g；常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液5g，然后按质量配比要求，倒入松香溶液中，保持4小时即可。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量26.1％，焦油去除率为1.4％。
实施例3
新制海藻酸钙方法同实施例1。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液25g；称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量2.7％，焦油去除率为0.8％。
实施例4
新制海藻酸钙方法同实施例1。
常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液50g，称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量3.1％，焦油去除率为0％。
实施例5
新制海藻酸钙方法同实施例1。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液23.75g；常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液2.5g，然后按质量配比要求，倒入松香溶液中，保持4小时即可。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量17.6％，焦油去除率为1.7％。
实施例6
新制海藻酸钙方法同实施例1。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液21.25g；常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液7.5g，然后按质量配比要求，倒入松香溶液中，保持4小时即可。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量28.1％，焦油去除率为0.3％。
实施例7
新制海藻酸钙方法同实施例1。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液21.25g；保持4 小时即可。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量2.1％。焦油去除率为1.9％。
实施例8
新制海藻酸钙方法同实施例1。
常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液7.5g。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组降低烟气中氨含量0，焦油去除率为0。
实施例9
新制海藻酸钙方法同实施例1。
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液21.25g；常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液0.5g，然后按质量配比要求，倒入松香溶液中，保持4小时即可。
称新制海藻酸钙426g(实际海藻酸钙含量100g)，将溶液缓慢加入新制海藻酸钙中，同时搅拌均匀，浸制0.5小时使之充分浸润；将湿润颗粒物移入红外灯下干燥4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60 目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可有效降低烟气中氨含量4.3％，焦油去除率为1.1％。
实施例10
在40℃下，以乙醇为溶剂，配制质量分数为20％的松香溶液21.25g；常温下，以水为溶剂，配制质量分数为10％的十二烷基硫酸钠溶液7.5g，然后按质量配比要求，倒入松香溶液中，保持4小时即可。将次溶液移入红外灯下干燥 4h，使物料充分反应并干燥，自然冷却至室温，过筛去除细小粉末取40-60目颗粒待用。
将制得的添加剂以40mg/支添加到卷烟过滤嘴的丝束中，以过滤嘴中没有加入添加剂的卷烟作为对照烟，烟气检测结果表明该材料相对对照组可降低烟气中氨含量0，焦油去除率为0.3％。
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