專利名稱：：一種能降低卷煙煙氣中一氧化碳的煙絲添加劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)
技術領域：
，涉及煙絲添加劑，更具體地說，本發(fā)明涉及一種能降低卷煙煙氣中一氧化碳含量的煙絲添加劑。同時，本發(fā)明還涉及所述的煙絲添加劑的制備方法。
背景技術：
：由于煙草受熱，致使水分和揮發(fā)性組合餾出以及一些組分熱分解，這兩種情況都會導致?lián)]發(fā)性氣態(tài)物生成并殘留下炭化煙草。這些炭化煙草借助陰燃時的自然對流或吸燃時的強制對流與空氣中的氧氣快速反應。這種燃燒放出熱量并生成簡單的燃燒氣態(tài)產(chǎn)物二氧化碳、一氧化碳和水等，剩下的無機組分以灰分的形式存在。一氧化碳是卷煙煙氣中除焦油之外的另一個主要有害成分。一氧化碳隨空氣進入人體后，經(jīng)肺泡進入血液循環(huán)，能與血液中紅細胞里的血紅蛋白、血液外的肌紅蛋白和含二價鐵的細胞呼吸酶等形成可逆性結合。高濃度一氧化碳可引起急性中毒，中毒者常出現(xiàn)脈弱，呼吸變慢等反應，最后衰竭致死。慢性一氧化碳中毒會出現(xiàn)頭痛、頭暈、記憶力降低等神經(jīng)衰弱癥狀。《國家煙草專賣局關于規(guī)范境內(nèi)銷售卷煙包裝標識的規(guī)定》中已明確規(guī)定，從2005年4月1曰起，國產(chǎn)內(nèi)銷巻煙將必須標注一氧化碳含量，否則將不得上巿銷售，選擇性降低巻煙一氧化碳工作也迫在眉睫。因此在降低巻煙焦油的同時，也要充分考慮降低一氧化碳，并且通過控制一氧化碳/焦油的比值來達到選擇性的降低一氧化碳、調(diào)整煙氣平衡的目的。國內(nèi)外卷煙降焦減害主要圍繞兩個方面展開研究工作一個方面是降一氧化碳技術手段的研究和開發(fā)，包括煙絲、嘴棒、卷煙紙降一氧化碳技術研究以及嘴棒通風稀釋技術等；另一方面則是低一氧化碳巻煙產(chǎn)品的香吃味改善技術手段的研究，包括低一氧化碳巻煙葉組設計技術、相關香精香料技術等。這些研究工作無論從廣度和深度都已經(jīng)研究得非常充分，但是對于目前的工業(yè)應用來說，尤其是對具體產(chǎn)品所適宜的降一氧化碳手段而言，缺乏針對性；同時目前除通風稀釋技術之外，有效降低巻煙一氧化碳遞送量的技術手段還比較缺乏。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種可以有效降低卷煙煙氣中一氧化碳的煙絲添加劑。同時，本發(fā)明還涉及所述煙絲添加劑的制備方法。本發(fā)明的目的通過下述技術方案予以實現(xiàn)。注-.除非另有說明，本發(fā)明中所采用的百分數(shù)均為重量百分數(shù)。A.本發(fā)明提供了一種能降低卷煙煙氣中一氧化碳的煙絲添加劑，所述的添加劑為膠體水溶液，其組成的重量百分數(shù)為有機酸鈉鉀90%~100%,氫氧化鈰0%~8.5%和結晶水合物0%~1.5%,其中，所述的有機酸鈉鉀選自谷氨酸鈉、谷氨酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的一種或者兩種混合物；結晶水合物選自十二水合硫酸鋁鉀或水合硫酸鈉中的一種。B.本發(fā)明提供了所述煙絲添加劑的制備方法，該方法采用以下步驟1.制備Ce02納米水溶膠一一稱取Ce02,加入50%麗03和30訓202使之溶解，其中，Ce02:HN03:H202的重量配比為1:1:0.1，配成0.5molrCe(N0》r溶液,取該溶液加入2molLl線0生成沉淀至完全，離心水洗后向沉淀中加入適量的稀硝酸調(diào)節(jié)PH值至10,在8(TC水浴溫度下膠溶，形成淡黃色的透明的Ce(OH),水溶膠，其化學反應式為Ce02+3HN03+l/2H202—Ce(N03)3+2H202+l/202tCe(N03)3+3NH3.H20—Ce(OH)34+3NH4N032Ce(OH)3+l/202+H20—2Ce(OH)4I+2Ce02'2H202.用有機酸鹽浸漬一一取步驟1所得的Ce(OHh水溶膠5份，加入質量百分含量50%的有機酸鹽水溶液60份、加入質量百分含量30%的結晶水合物l份混合均勻，攪拌30分鐘時間，即為所需的煙絲添加劑。3.添加量一一在潤葉加料工序加入，煙絲添加劑的重量占煙絲干重的O.55%,即40公斤煙絲添加220克的煙絲添加劑。.C.產(chǎn)品添加過程及試驗結果l.巻煙一氧化碳遞送量與卷煙煙絲的燃燒狀態(tài)有很大的關系，燃燒的完全與否與卷煙一氧化碳遞送量有密切的關系，因此課題組通過大量的實驗室篩選工作，篩選出了能夠改變卷煙燃燒狀態(tài)的卷煙燃燒調(diào)節(jié)劑，從而達到降低卷煙一氧化碳遞送量的目的。中試放樣實驗步驟包括通過卷煙煙絲添加劑的實驗室制備和工廠巻制，其中巻煙煙絲添加劑實驗室制備是根據(jù)單項實驗工作結論，將具有不同降一氧化碳效果的添加劑正交組合實驗，開發(fā)出具有降低巻煙一氧化碳遞送量的添加劑組合。卷煙煙絲添加劑按照煙絲干重的0.55%噴到卷煙煙絲上，平衡水分后，卷制成巻煙樣品。添加工藝步驟如下在巻煙的制絲工藝中的潤葉加料工序段，與巻煙料液一起混合添加，然后經(jīng)過忙葉、切絲、HT、烘絲、摻梗、加香和貯絲，最終制備得到樣品煙絲；采用菲利浦莫林斯公司的帕西姆巻煙機將實驗煙絲巻制成巻煙樣品。2.煙絲添加劑的篩選方法主要根據(jù)三個實驗①卷煙紙樣品感官評吸根據(jù)國標評吸方法GB5606.4-1996方法進行評吸工作；②根據(jù)國標方法GB5606.5-1996測定卷煙焦油含量；③樣品巻煙一氧化碳遞送量測定釆用行業(yè)標準方法YC/T30-1996來完成相關搡作。3.產(chǎn)品特性a.煙絲添加劑是一種膠體溶液，添加劑的組成由有機酸鈉鉀、Ce(0H)4丄、結晶水合物三部分組成；其中有機酸鹽具有提高著火點使燃燒進行完全的功能，儲氧前體能夠在燃燒的環(huán)境下釋放出活性氧[cT]。煙絲添加劑催化活性表征實驗結果見表1.表1.煙絲添加劑氧化還原(TPR)實驗數(shù)據(jù)匯總<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從煙絲添加劑氧化還原(TPR)實驗數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明專利所設計的煙絲添加劑在70(TC附近具有很強的氧化性能，即在卷煙燃燒過程中能夠提供較為充分的活性氧[ol。b.煙絲添加劑卷煙樣品著火點表征結果為了明確煙絲添加劑對巻煙燃燒狀態(tài)的影響，本發(fā)明進行了樣品巻煙和對照卷煙著火點的測定，結果見表2。表2.著火點測定結身艮<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從樣品和對照樣品數(shù)據(jù)分析可以初步得出結論本發(fā)明所開發(fā)的煙絲化學添加材料能夠顯著提高煙絲的著火溫度，使反應在較高的溫度環(huán)境下進行，減少了低溫下不完全燃燒的可能性；同時課題組開發(fā)的煙絲化學添加材料能夠提高反應終結溫度，使反應不至于過快進行，這也從一個側面證明樣品比對照抽吸口數(shù)增加的原因。對表2的測定結果進行算術平均可以得出如下數(shù)值①樣品一一平均數(shù)值冒煙溫度198。C停止冒煙溫度387匸②對照一一平均數(shù)值冒煙溫度189'C停止冒煙溫度376。CC.產(chǎn)品組配過程(1)煙絲添加材料組合實驗設計表對各種成分的配比進行說明有機酸鉀鈉鹽、儲氧前體(Ce(0H)4i)、結晶水合物三部分組成，添加量范圍見表3煙絲添加材料配比表。表3煙絲添加材料配比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>本發(fā)明提出的技術方案，其發(fā)明思路是要開發(fā)具有促進巻煙燃燒完全的煙絲催化添加劑，其對卷煙揮發(fā)性氣態(tài)物的催化燃燒機理如下添加劑中的陽離子M+能與煙絲表面含氧基團形成表面絡合鹽C0-M+，該絡合物可以與芳性碳和脂肪碳相連形成燃燒中間體，由于M的供電子效應，迫使它不穩(wěn)定而破裂，生成C0、C02逸出，在水分子作用下，再重新形成表面絡合鹽，表面絡合鹽肩負著反應活性中心的作用。催化反應方程式為M2C03+C+02=M20+2C02與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果1.能夠產(chǎn)業(yè)化，添加劑是膠體溶液能與料液一起添加到煙絲上，所開發(fā)的煙絲添加劑由于其具有水溶性，因此可以和料液一起混合添加。2.提高煙絲的燃燒溫度，通過對實驗樣品巻煙進行溫度測定發(fā)現(xiàn)，所開發(fā)的煙絲添加劑能夠提高煙絲的燃燒溫度。3.有效的降低C0的遞送量，通過對實驗樣品巻煙進行煙氣常規(guī)指標測定發(fā)現(xiàn)，所開發(fā)的煙絲添加劑能夠有效的降低樣品卷煙一氧化碳遞送量；對于不同實驗品牌，降低一氧化碳幅度范圍為7.84%~11.49%。圖1是巻煙主要燃燒歷程的示意圖2是本發(fā)明煙絲添加劑添加的工藝步驟示意圖3是本發(fā)明煙絲添加劑氧化還原(TPR)的試驗結果。具體實施例方式通過下面給出的具體實施例及其試驗結果，可以進一步清楚地了本發(fā)明，但它們并不是對本發(fā)明保護范圍的限定。由于不同巻煙品牌釆用的原料和輔料存在差異，因此本發(fā)明列舉的15個實施例是三個卷煙品牌放樣的實驗數(shù)據(jù)，實施例1-5是第一個實驗巻煙品牌，對照巻煙一氧化碳濃度水平在13.3mg~13.8mg之間；實施例6-10是第二個實驗卷煙品牌，對照巻煙一氧化碳濃度水平在14.0mg~14.8mg之間；實施例11-15是第三個實驗卷煙品牌，對照卷煙一氧化碳濃度水平在14.8mg-15.6mg之間。實施例l表4.TC01煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表5.TC01煙絲添加劑煙氣常規(guī)指標測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表6.TC01煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>實施例2表7.TC02煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表15.TC04煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例5表16.TC05煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表17.TC05煙絲添加劑煙氣常規(guī)指標測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表18.TC05煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>實施例6表19.TC06煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表20.TC06煙絲添加劑煙氣常規(guī)指標測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表21.TC06煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表22.TC07煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表23.TC07煙絲添加劑煙氣常規(guī)指標測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表24.TC07煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表25.TC08煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>0表26.TC08煙絲添加劑煙氣常規(guī)指標測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表27.TC08煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表35.TC11煙絲添加劑煙氣常規(guī)指標測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實施例13表40.TC13煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表41.TC13煙絲添加材料的煙氣分析實驗測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表42.TC13煙絲添加劑感官評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>實施例14表43.TC14煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表44.煙絲添加材料的煙氣分析實驗測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表45.煙絲添加材料實驗樣品評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實施例15表46.TC16煙絲添加劑組成表<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表47.TC16煙絲添加劑;l因氣分析實驗測定結果<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>表48.TC16煙絲添加劑實驗樣品評吸結果<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>從煙氣分析數(shù)據(jù)可以看出，第一個實驗卷煙品牌降低一氧化碳效率在8.15/~10.53°/之間；第二個實驗卷煙品牌降低一氧化碳效率在8.78%~10.3之間；第三個實驗巻煙品牌降低一氧化碳效率在7.84%~11.49%之間；三個品牌評吸實驗數(shù)據(jù)均表明實驗樣品與大生產(chǎn)巻煙相比，感官評吸評分變化不大。系統(tǒng)完整的試驗數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明的技術方案能有效地降低卷煙煙氣中的一氧化碳含量，同時不會對感官評吸效果產(chǎn)生大的影響，具有良好的開發(fā)應用前景。權利要求1.一種能降低卷煙煙氣中一氧化碳的煙絲添加劑，其特征在于所述的添加劑為膠體水溶液，其組成的重量百分數(shù)為有機酸鈉鉀90％～100％，氫氧化鈰0％～8.5％和結晶水合物0％～1.5％，其中，所述的有機酸鈉鉀選自谷氨酸鈉、谷氨酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的一種或者兩種混合物；結晶水合物選自十二水合硫酸鋁鉀或水合硫酸鈉中的一種。2.根據(jù)權利要求1所述的煙絲添加劑，其特征在于其組成的重量百分數(shù)為谷氨酸鈉H谷氨酸鉀48%，氫氧化鈰3%、結晶水合物1%。3.—種能降低卷煙煙氣中一氧化碳的煙絲添加劑的制備方法，該方法釆用以下步驟(1)制備Ce02納米水溶膠一一稱取Ce02，加入50%跳和30%H2O2使之溶解，其中，Ce02:HN03:HA的重量配比為1:1:0.1,配成0.5mo1L—力e(N03)3溶液，取該溶液加入2molr麗A0生成沉淀至完全，離心水洗后向沉淀中加入適量的稀硝酸調(diào)節(jié)pH值至10,在8(TC水洛溫度下膠溶，形成淡黃色的透明的Ce(0H)4水溶膠；(2)用有機酸鹽浸漬一一取步驟1所得的Ce(0H),水溶膠5份，加入質量百分含量50%的有機酸鹽水溶液60份、加入質量百分含量30%的結晶水合物l份混合均勻，攪拌30分鐘時間，即為所需的煙絲添加劑。全文摘要本發(fā)明公開了一種能降低卷煙煙氣中一氧化碳的煙絲添加劑。該添加劑為膠體水溶液，其組成的重量百分數(shù)為有機酸鈉鉀90％～100％，氫氧化鈰0％～8.5％和結晶水合物0％～1.5％，其中，所述的有機酸鈉鉀選自谷氨酸鈉、谷氨酸鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀中的一種或者兩種混合物；結晶水合物選自十二水合硫酸鋁鉀或水合硫酸鈉中的一種。其制備方法是先制取CeO₂納米水溶膠5份，再用含量50％的有機酸鹽水溶液60份、加入質量百分含量30％的結晶水合物1份混合均勻，攪拌30分鐘時間，即為所需產(chǎn)品。產(chǎn)品能夠有效的降低樣品卷煙一氧化碳遞送量；對于不同實驗品牌，降低一氧化碳幅度范圍為8.15％～11.49％。文檔編號A24B3/12GK101416779SQ200810058698公開日2009年4月29日申請日期2008年7月18日優(yōu)先權日2008年7月18日發(fā)明者巍劉,孔維松,崔柱文,張承明,施紅林,斌李,楊光宇,楊衛(wèi)花,繆恩銘,繆明明,金永燦,陳章玉申請人:云南煙草科學研究院