專利名稱：一種提高梗絲物理保潤性能的工藝及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高梗絲物理保潤性能的工藝及其應(yīng)用，屬于卷煙生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
卷煙的保潤性能與其品質(zhì)關(guān)系密切。保潤性好的煙絲具有耐加工性強、刺激低、吃味好的優(yōu)點，是提高卷煙品質(zhì)的關(guān)鍵因素之一。不同卷煙原料的保潤性能各異，葉絲的水分變化受環(huán)境濕度的影響小，防潮保潤性能佳。而煙梗是煙葉的粗硬葉脈，具有多孔性且孔隙度大，故梗絲在低濕條件下失水速率及失水量均最大，防潮保潤性能最差。因此，提高梗絲摻配品的保潤性能是提高卷煙保潤性能的一個重要突破口。在提高煙草保潤性能的研究中，施加保潤劑是大家公認的保潤手段，包括添加吸濕性保潤劑增加水分、添加封阻性保潤劑阻止煙絲中的水分散失，以及通過添加水合性保潤劑借助結(jié)晶水較強的鍵能達到鎖水的效果。近期，由上海煙草集團有限責(zé)任公司申報的專利《一種植物油類煙草保潤劑及其制備方法》(申請?zhí)?201210292418.5)、《一種水合鹽類煙草保潤劑及其制備方法》(申請?zhí)?201210356176.1 )，分別開發(fā)了一種可應(yīng)用于梗絲的植物油類及水合鹽類煙草保潤劑；申報的專利《一種鹽的水溶液作為水合性煙梗保潤劑的用途》(申請?zhí)?201210352691.2)開發(fā)了一種通過鹽溶液與梗絲自身的Ca2+、Mg2+等陽離子發(fā)生置換反應(yīng)形成的帶有結(jié)晶水的鈣鹽或其他鹽類，以提高梗絲對水的束縛能力。目前國內(nèi)外鮮有通過工藝優(yōu)化手段提升梗絲保潤性能的報道。本研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過水處理后的梗絲表面發(fā)生改變，導(dǎo)致對水的吸附由物理吸附轉(zhuǎn)化為化學(xué)吸附，使其具有很強的保水能力。本專利首次將梗絲水洗保潤技術(shù)應(yīng)用于卷煙生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，用以維持梗絲水分，提升梗絲的保濕防潮性能。為解決上述問題，本發(fā)明提供的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，為將梗絲置于水中浸泡，然后再經(jīng)脫水、松散，并干燥至標(biāo)準(zhǔn)含水率。其作用機理在于:梗絲在水處理過程中，表面受到水分子進攻、刻蝕，使其表面電荷增強、極性增大，或打開部分適合于水分子吸附的位點，導(dǎo)致其對水的吸附由物理吸附轉(zhuǎn)化為化學(xué)吸附，從而提高梗絲對水的束縛能力。一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，包括以下步驟:(I)將梗絲浸潰于水中I 30min ；(2)然后將梗絲取出后經(jīng)脫水、松散和干燥。其中，步驟(I)中，所述浸潰的水溫為10-90°c。優(yōu)選的，步驟(I)中所述浸潰的水溫為20_60°C。優(yōu)選的，步驟(I)中所述浸潰的水溫為45_60°C。
步驟(I)中，所述水為普通自來水。步驟(I)中，所述梗絲與水的質(zhì)量之比為=1:10 100。優(yōu)選的，步驟(I)中，所述梗絲與水的質(zhì)量之比為=1:10o步驟(2)中，所述脫水的方式選用但不限于機械擠壓和離心工藝；脫水后梗絲濕基含水率30%-70% ;所述松散的方式選用但不限于滾筒松散、靶釘松散、振動松散和前述任意兩者或兩者以上的復(fù)合；所述干燥的方式選用但不限于滾筒干燥、氣流干燥和振動流化床干燥；干燥后梗絲干基含水率14.5%-16.5%。將所述一種提高梗絲物理保潤性能的工藝應(yīng)用于提高梗絲的保潤性能，具有以下技術(shù)效果及優(yōu)點在于:(I)應(yīng)用本發(fā)明的膨脹梗絲，具有優(yōu)異的保潤效果。(2)本發(fā)明的梗絲水洗保潤技術(shù)，安全無毒害，易于推廣應(yīng)用。(3)本發(fā)明工藝簡單、成本低廉，可直接用于生產(chǎn)。


圖130%濕度下膨脹梗絲失水曲線圖1圖230%濕度下膨脹梗絲失水曲線圖11圖330%濕度下高檔梗絲失水曲線圖1圖430%濕度下高檔梗絲失水曲線圖11圖5水洗高檔梗絲樣品對水蒸氣的吸附、脫附等溫線圖6對照高檔梗絲樣品對水蒸氣的吸附、脫附等溫線
具體實施例方式以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的技術(shù)方案。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。而且，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本文說明，在本發(fā)明的范圍內(nèi)對本發(fā)明做出各種各樣的修正和改變，這些修正和改變也納入本發(fā)明的范圍內(nèi)。儀器:DVS_100T Advantage型動態(tài)水分吸附分析儀(SMS公司，英國)；IGA系列全自動重量分析系統(tǒng)(Hiden公司，英國)；KNF240型恒溫恒濕箱(BINDER公司，德國)；分析天平(METTLER-T0LED0，瑞士，感量 0.0OOlg)。實施例1:實驗室少量煙梗的浸潰處理常溫20°C下將IOg膨脹梗絲浸潰于IOOmL普通自來水中l(wèi)Omin，取出后用紗布擠干，并置于濕度60%、溫度22°C的恒溫恒濕箱，平衡48h，即得到水洗膨脹梗絲。失水分析:分別稱取對照梗絲(煙梗切絲后未經(jīng)水浸潰處理，本例中為常規(guī)制梗絲工藝所得的干燥后梗絲)及上述制得的水洗膨脹梗絲各lg，置于動態(tài)水分吸附分析儀的樣品盤中，設(shè)定22°C，RH=60%, 120min后設(shè)定RH=30%，保持880min。最后設(shè)定100°C保持120min，計算干基，作干基含水率對時間的曲線圖(見圖1、2，自動記錄樣品質(zhì)量時間間隔為lmin)。從圖1、2可以看出，試驗樣品在60%濕度下，干基含水率低于對照，而在30%濕度下，干基含水率高于對照。相較于對照，水洗膨脹梗絲的水分散失速率降低，并且少散失了2.8個百分點的干基含水率，表現(xiàn)出優(yōu)異的保潤防潮效果。實施例2:60°C下將IOOkg高檔梗絲浸潰于IOOOkg普通自來水中l(wèi)min,取出后濾干(濕基含水率78%-82%)，濾干后梗絲送入切絲機，利用切絲機銅排鏈與刀門的壓縮進行連續(xù)擠干操作(銅排鏈壓縮比4:1，刀門壓力30kN，擠干后梗絲濕基含水率55%-58%)，擠干后梗絲送入梗絲加料筒進行滾動松散，松散后梗絲進入滾筒干燥設(shè)備進行干燥(干燥設(shè)備工藝參數(shù):物料流量200kg/h，筒壁溫度170°C -178°C，熱風(fēng)溫度130°C，滾筒轉(zhuǎn)速4rpm，出料梗絲干基含水率設(shè)定13%)，干燥后梗絲經(jīng)風(fēng)選、篩分后即得可用的水洗高檔梗絲。( I)失水分析:將對照(煙梗切絲后未經(jīng)水浸潰處理，本例中為常規(guī)制梗絲工藝所得的干燥后高檔梗絲)及上述制得的水洗高檔膨脹梗絲置于濕度60%、溫度22°C的恒溫恒濕箱，平衡48h。分別稱取上述樣品各lg，置于動態(tài)水分吸附分析儀的樣品盤中，設(shè)定22°C，RH=60%, 120min后設(shè)定RH=30%，保持880min。最后設(shè)定100°C保持120min，計算干基，作干基含水率對時間的曲線圖(見圖3、4，自動記錄樣品質(zhì)量時間間隔為lmin)。

從圖3、4可以看出，試驗樣品在60%濕度下，干基含水率低于對照，而在30%濕度下，干基含水率高于對照。相較于對照，水洗絲狀梗絲的水分散失速率有所降低，少散失了
4.08個百分點的干基含水率，其最終干基含水率仍可達到12.38%，表現(xiàn)出優(yōu)異的保潤防潮效果。(2)水蒸汽吸附量與吸附焓研究稱取一定量的對照及水洗高檔梗絲樣品，經(jīng)普通研磨后裝入樣品籃中，分別在15，25，35°C三個不同溫度，采集上述兩個樣品的水吸附等溫線。實驗中對樣品在120°C真空脫氣8小時，以去除樣品表面低沸點物質(zhì)，使得能夠提供吸附位點的位置空出，達到物理意義上的真實樣品表面。然后通過溫度控制系統(tǒng)，對水進行加熱，提供所需的不同壓力條件下的水蒸氣量，完成樣品在不同壓力條件下對水蒸氣的吸附、脫附曲線(見圖5、6)。基于Sips吸附公式對水洗和對照梗絲在三個不同溫度條件下的水蒸氣吸附數(shù)據(jù)擬合結(jié)果可以得出以下結(jié)論:①水洗梗絲在O 15mbar范圍內(nèi)，三個不同溫度條件下，在低壓區(qū)吸附量基本一致，說明該過程的吸附以化學(xué)吸附為主導(dǎo)；而對照梗絲在不同溫度的等溫吸附圖顯示，在低壓區(qū)，吸附量隨溫度升高而降低，說明該過程的吸附以物理吸附為主導(dǎo)。②在理想條件下，水洗后的梗絲對水蒸氣的飽和吸附量相較于對照梗絲有了明顯的提高，吸附量達到約為62mg/g,而對照梗絲僅約為22mg/g。③水洗梗絲表面在“零”覆蓋時對水蒸氣的吸附焓在 37.5kJ/mol，相對于對照梗絲表面對水蒸氣的吸附焓Γ33.8kJ/mol)明顯增強，表面對水的吸附能力在水洗后得到了明顯的提升。由以上結(jié)果可見，梗絲在經(jīng)過水處理后，由于溶液中存在的極性基團吸附于梗絲表面，導(dǎo)致表面電荷增強，極性增大，使得極性有機分子的親水端遷移到梗絲表面，極性改變，導(dǎo)致對水的吸附能力增強，產(chǎn)生化學(xué)吸附，使其具有很好的保水能力。上述膨脹梗絲水洗保潤技術(shù)，安全無毒害，且工藝簡單、成本低廉，可直接用于生產(chǎn)，在卷煙保潤領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，包括以下步驟: (1)將梗絲浸潰于水中I 30min； (2)然后將梗絲取出后經(jīng)脫水、松散和干燥。
2.權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(I)中所述浸潰的水溫為10-90°C。
3.按權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(I)中所述水為普通自來水。
4.按權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(I)中梗絲與水的料液質(zhì)量之比為=1:10 100。
5.按權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(2)所述脫水的方式選自機械擠壓和離心脫水，脫水后梗絲濕基含水率30%-70%。
6.按權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(2)所述松散的方式為滾筒松散、靶釘松散、振動松散或前述任意兩者或兩者以上的復(fù)合。
7.按權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(2)中所述干燥的方式選自滾筒干燥、氣流干燥和振動流化床干燥。
8.按權(quán)利要求1所述的一種提高梗絲物理保潤性能的工藝，其特征在于，步驟(2)中干燥后的梗絲干基含水率為14.5%-16.5%。
9.按權(quán)利要求1-8任一所述的工藝在提高梗絲物理保潤性能方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種提高梗絲物理保潤性能的工藝及其應(yīng)用，通過將梗絲浸漬在10～90℃的水中1-30min，然后經(jīng)擠壓脫水、松散和干燥至標(biāo)準(zhǔn)含水率，梗絲在水處理過程中，表面受到水分子進攻、刻蝕，使其表面電荷增強、極性增大，或打開部分適合于水分子吸附的位點，導(dǎo)致其對水的吸附由物理吸附轉(zhuǎn)化為化學(xué)吸附，從而提高梗絲對水的束縛能力；本發(fā)明的工藝簡單、成本低廉，安全無毒害，可直接用于生產(chǎn)，制備的膨脹梗絲，具有優(yōu)異的保潤效果。
文檔編號A24B15/18GK103082401SQ20131005482
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月20日
發(fā)明者沙云菲, 樓佳穎, 劉百戰(zhàn), 吳達, 盛科 申請人:上海煙草集團有限責(zé)任公司