CN106473229B - 一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法及其应用，属于卷烟技术领域。该方法是在发酵烟叶提取后的废弃残渣中加入真菌，进行木质纤维再发酵，并将处理后的木质纤维与醋酸纤维进行混纺，制成功能型滤棒丝束。由于这类木质纤维经过了发酵的过程，纤维组成和结构都发生了很大的变化，能够在满足相同吸阻和截留效率的前提下，有效降低滤棒成本。本发明方法处理简单、易行，所涉及的设备均为市场已有设备，且价格便宜。本发明添加剂加入滤棒后，在不影响滤棒吸阻等参数的前提下，能够有效降低烟气中有害成分的释放量。
Description
技术领域
本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法及其应用。
背景技术
随着中国烟草工业的快速发展，大品牌的形成，卷烟降焦减害的要求，以及烟草品类的进一步完善，对高品质烟用香精香料的需求也在与日俱增。通常根据香料的来源，可将其分为天然香料和合成香料两大类，目前已知天然香料有3000多种，合成香料更多达7000余种，并且新的品种还在不断涌现。其中，从烟叶本源出发开发的香料一直被认为是与烟气的协调性最好的一类产品。
用生物酶陈化烟叶在很早之前就有相关的研究探索，发现酶能够迅速对烟叶中的一些成分进行发酵、陈化，加速美拉德反应的进行，使烟叶的抽吸品质在短时间内就有较大幅度的提升。另外也有一些针对陈化好的烟叶再进行深度发酵，提取其有效成分的方法，以进一步减少发酵过程中产生的对烟气不利的负面影响物质。这一类方法比较好地利用了烟叶的发酵香，提升了卷烟的香气质和香气量；但这一过程比较消耗烟叶，在提取发酵香后，残渣基本全部废弃，无法回收再利用，造成了极大的浪费。因此如何克服现有技术的不足是目前卷烟技术领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法及其应用，该方法是在发酵提取烟叶发酵香后，利用其废弃的残渣进行制造滤棒丝束添加剂。这类残渣内的纤维由于其经过了发酵的过程，纤维组成和结构都发生了很大的变化，最显著的是短纤维含量增大，能够提高滤棒的截留效率；纤维结构也变得疏松，有利于降低滤棒吸阻。这种滤棒添加剂的加入能够在满足相同吸阻和截留效率的前提下，有效降低滤棒成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，至少清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1-1:1.5；用水对残渣进行清洗时，至少清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1-1:1.5；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入真菌，在温度为40-65℃、湿度为60-95%的条件下，发酵5-10天，得到发酵物料；其中，真菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.1%-1%；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗至少3次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1-1:1.5，之后进行固液分离，对得到的固形物进行灭菌，即得到滤棒添加剂。
进一步，优选的是，所述步骤（2）中，加入的真菌为白腐菌、褐腐菌和软腐菌中的一种或几种。
进一步，优选的是，所述步骤（3）中，所述的灭菌温度为120℃。
进一步，优选的是，所述步骤（3）中，所述的灭菌时间为20-40min。
本发明同时提供一种上述用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法制得的滤棒添加剂。
本发明提供上述滤棒添加剂在制备滤棒中的应用。具体的应用方法为：将滤棒添加剂在醋酸纤维纺丝过程中加入到醋酸纤维中进行混纺，混纺得到的丝束在后续的滤棒加工中以常规的滤棒加工工艺进行生产。
进一步，优选的是，滤棒添加剂的加入的质量为醋酸纤维质量的1%-10%。
本发明步骤（1）中用体积分数75%的乙醇和水进行清洗的目的是对残渣进行灭菌，除味，并对其中可能存在的、没有提取完的香味成分进行去除。
步骤（2）中滚动密闭反应器的目的是使得密闭反应器内所有物质混合均匀，这样可大大提高本发明产品的品质。
烟叶发酵是一种制备发酵香的方法，关于前述工艺已申请了相关专利（申请号：201610577426.2）。本专利所涉及的“提取发酵香后的剩余残渣”即使采用该种方法提取发酵香料之后的剩余固体物，上述“提取发酵香后的剩余残渣”的提取方法限于此。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明区别于其它方法的特点在于：利用发酵烟叶提取后的废弃残渣中加入真菌，进行木质纤维再发酵，并将处理后的木质纤维（即本发明滤棒添加剂）与醋酸纤维进行混纺，制成功能型滤棒丝束。由于这类木质纤维经过了发酵的过程，纤维组成和结构都发生了很大的变化，能够在满足相同吸阻和截留效率的前提下，有效降低滤棒成本。该方法处理简单、易行，所涉及的设备均为市场已有设备，且价格便宜。由于充分利用了烟叶发酵后的残渣，节约了滤棒醋酸纤维丝束的使用量，卷烟滤棒的生产成本能够降低约15%。在不影响滤棒吸阻等参数的前提下，能够有效降低烟气中有害成分的释放量，且对烟气总粒相物的截留效率上升7%-25%。
具体实施方式
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于所举的材料和条件。
本发明中各烟气成分释放量等检测均按照烟草行业标准方法检测。
实施例1
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1；用水对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入白腐菌，在温度为40℃、湿度为60%的条件下，发酵5天，得到发酵物料；其中，白腐菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.1%；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗3次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1，之后进行固液分离，对得到的固形物进行灭菌，即得到滤棒添加剂。
将滤棒添加剂在醋酸纤维纺丝过程中加入到醋酸纤维中进行混纺，混纺得到的丝束在后续的滤棒加工中以常规的滤棒加工工艺进行生产。滤棒添加剂的加入的质量为醋酸纤维质量的1%。
采用上述滤棒制成卷烟后，该卷烟产品相对于没有加入该添加剂滤棒制成的卷烟，在保障滤棒吸阻相同的前提下，滤棒对烟气总粒相物的截留效率上升10%，苯并[a]芘、氨等有害成分释放量下降明显，并能减少丝束用量，节约成本；其中，苯并[a]芘下降15%，氨下降18%。
实施例2
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.5；用水对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.5；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入褐腐菌，在温度为65℃、湿度为95%的条件下，发酵10天，得到发酵物料；其中，褐腐菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的1%；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗5次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1.5，之后进行固液分离，对得到的固形物于120℃下灭菌20min，即得到滤棒添加剂。
采用上述滤棒制成卷烟后，该卷烟产品相对于没有加入该添加剂滤棒制成的卷烟，在保障滤棒吸阻相同的前提下，滤棒对烟气总粒相物的截留效率上升25%，苯并[a]芘、氨等有害成分释放量下降明显，并能减少丝束用量，节约成本；其中，苯并[a]芘下降24%，氨下降21%。
实施例3
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.2；用水对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.2；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入软腐菌，在温度为50℃、湿度为80%的条件下，发酵7天，得到发酵物料；其中，软腐菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.5%；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗4次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1.2，之后进行固液分离，对得到的固形物于120℃下灭菌40min，即得到滤棒添加剂。
采用上述滤棒制成卷烟后，该卷烟产品相对于没有加入该添加剂滤棒制成的卷烟，在保障滤棒吸阻相同的前提下，滤棒对烟气总粒相物的截留效率上升15%，苯并[a]芘、氨等有害成分释放量下降明显，并能减少丝束用量，节约成本；其中，苯并[a]芘下降17%，氨下降19%。
实施例4
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，清洗3次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.1；用水对残渣进行清洗时，清洗3次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.1；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入真菌，在温度为60℃、湿度为70%的条件下，发酵7天，得到发酵物料；其中，真菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.7%；加入的真菌为白腐菌和软腐菌的混合菌（质量比1:1）；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗3次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1.3，之后进行固液分离，对得到的固形物于120℃下灭菌30min，即得到滤棒添加剂。
采用上述滤棒制成卷烟后，该卷烟产品相对于没有加入该添加剂滤棒制成的卷烟，在保障滤棒吸阻相同的前提下，滤棒对烟气总粒相物的截留效率上升21%，苯并[a]芘、氨等有害成分释放量下降明显，并能减少丝束用量，节约成本；其中，苯并[a]芘下降16%，氨下降22%。
实施例5
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，清洗3次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.4；用水对残渣进行清洗时，清洗3次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.4；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入真菌，在温度为45℃、湿度为65%的条件下，发酵9天，得到发酵物料；其中，真菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.2%；加入的真菌为褐腐菌和软腐菌的混合菌（质量比1:2）；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗4次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1.1，之后进行固液分离，对得到的固形物于120℃下灭菌35min，即得到滤棒添加剂。
采用上述滤棒制成卷烟后，该卷烟产品相对于没有加入该添加剂滤棒制成的卷烟，在保障滤棒吸阻相同的前提下，滤棒对烟气总粒相物的截留效率上升7%，苯并[a]芘、氨等有害成分释放量下降明显，并能减少丝束用量，节约成本；其中，苯并[a]芘下降15%，氨下降12%。
实施例6
一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇对残渣进行清洗时，清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.4；用水对残渣进行清洗时，洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1.4；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入真菌，在温度为50℃、湿度为80%的条件下，发酵8天，得到发酵物料；其中，真菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.9%；加入的真菌为褐腐菌和白腐菌的混合菌（质量比3:2）；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗3次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1.4，之后进行固液分离，对得到的固形物于120℃下灭菌30min，即得到滤棒添加剂。
采用上述滤棒制成卷烟后，该卷烟产品相对于没有加入该添加剂滤棒制成的卷烟，在保障滤棒吸阻相同的前提下，滤棒对烟气总粒相物的截留效率上升18%，苯并[a]芘、氨等有害成分释放量下降明显，并能减少丝束用量，节约成本；其中，苯并[a]芘下降17%，氨下降20%。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤（1），将提取发酵香后的剩余残渣依次用体积分数75%的乙醇、水清洗；用体积分数75%的乙醇或水对残渣进行清洗时，至少清洗2次，每次所用体积与残渣的体积比为1:1-1:1.5；
步骤（2），将经步骤（1）清洗后的残渣放入密闭反应器中，加入真菌，在温度为40-65℃、湿度为60-95%的条件下，发酵5-10天，得到发酵物料；其中，真菌的加入质量为清洗后的残渣的质量的0.1%-1%；
发酵过程中，每2天对密闭反应器的进行滚动一次，每次滚动至密闭反应器内所有物质混合均匀；
步骤（3），将步骤（2）得到的发酵物料用水清洗至少3次，每次所用的水与残渣的体积比为1:1-1:1.5，之后进行固液分离，对得到的固形物进行灭菌，即得到滤棒添加剂；
所述步骤（2）中，加入的真菌为白腐菌、褐腐菌和软腐菌中的一种或几种；
所述步骤（3）中，所述的灭菌时间为20-40min。
2.根据权利要求1所述的用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述的灭菌温度为120℃。
3.权利要求1-2任意一项所述的用发酵烟叶残渣制造滤棒添加剂的方法制得的滤棒添加剂。
4.权利要求3所述的滤棒添加剂在制备滤棒中的应用。
5.根据权利要求4所述的滤棒添加剂在制备滤棒中的应用，其特征在于，将滤棒添加剂在醋酸纤维纺丝过程中加入到醋酸纤维中进行混纺，混纺得到的丝束在后续的滤棒加工中以常规的滤棒加工工艺进行生产。
6.根据权利要求5所述的滤棒添加剂在制备滤棒中的应用，其特征在于，滤棒添加剂的加入的质量为醋酸纤维质量的1%-10%。
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