一種改性花生殼多孔材料及其在卷煙中的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性花生殼多孔材料及其在卷煙中的應用。花生殼經(jīng)過微波膨脹、粉碎造粒、改性劑改性、微波膨脹干燥等工序后得到所述的多孔材料。將改性花生殼多孔材料應用于卷煙濾嘴中，添加量為嘴棒總重量的12～55%，制備得到二元復合嘴棒應用于卷煙中。通過實際應用表明，能夠有效降低卷煙煙氣中的焦油、煙堿、氰化氫、苯酚及巴豆醛等成分。本發(fā)明操作簡便、成本低廉，具有良好的應用前景。
【專利說明】一種改性花生殼多孔材料及其在卷煙中的應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于卷煙材料【技術領域】，具體涉及一種利用花生殼通過化學改性制備得到的多孔材料。同時，本發(fā)明還涉及該多孔材料在卷煙加工中的應用。
【背景技術】
[0002]花生是我國主要的油料作物，其總產(chǎn)量和出口量均居世界首位。我國花生年總產(chǎn)量達1500萬噸左右，占世界花生總產(chǎn)量的42%，每年約可產(chǎn)500萬噸花生殼。據(jù)報道，花生殼的最大成分是粗纖維，含量65.7%?79.3%?；ㄉ鷼ぶ衅渌鼱I養(yǎng)成分也很豐富，粗蛋白4.8%?7.2%，粗脂肪1.2%?1.8%，還原糖0.3%?1.8%，雙糖1.7%?2.5%，戊糖16.1%?17.8%,淀粉0.7%,還含有一些礦物質(zhì)，如含鈣0.20%、磷0.06%、鎂0.07%、鉀0.57%、氮 1.09%,鐵 262mg/kg、猛 45mg/kg、鋅 13mg/kg、銅 10mg/kg、硼 13mg/kg、招 454mg/kg、銀262mg/kg、鋇16mg/kg、鈉66mg/kg。此外,花生殼中還含有一些藥用成分(如:β _谷甾醇、胡蘿卜素、皂草甙、木糖等)，經(jīng)過處理后還可提取一些重要的化工原料(如醋酸、糠醛、丙酮、甲醇、菲丁等)。因此，多年以來科研工作者對花生殼綜合開發(fā)利用進行了大量研究，如用于農(nóng)用肥料、飼料、食品、膠粘劑、復合材料、活性炭污水處理、催化制氫等多種領域。
[0003]由于花生殼本身具有多孔的結構特征，具有良好的吸附性能，科研工作者已經(jīng)對花生殼進行化學改性以及將其轉(zhuǎn)化為活性碳后用于污水處理，能夠很好地吸附污水中的重金屬和苯酚等化學污染物質(zhì)。而隨著吸煙與健康的問題越來越受到關注，如何提高卷煙的吸食安全性、降低卷煙煙氣中的有害成分、提高抽吸的舒適感就成為各卷煙生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)的熱點。但關于利用花生殼為原料制備能夠有效降低卷煙煙氣中焦油、煙堿、氰化氫、苯酚及巴豆醛等化學成分的多孔植物材料方面的報道較少，這也是本領域尚待解決的技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足之處，提供一種能夠有效降低卷煙煙氣中部分有害成分的改性花生殼多孔材料。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供所述改性花生殼多孔材料在卷煙生產(chǎn)中的應用。
[0006]本發(fā)明的目的通過下述技術方案予以實現(xiàn)。
[0007]*除非另有說明，本發(fā)明中所采用的百分數(shù)均為質(zhì)量百分數(shù)。
[0008]一種改性花生殼多孔材料，通過以下步驟的方法制得:
[0009](I)將水分含量為15%?20%的花生殼置于微波膨脹設備中，在微波功率為500?3000W條件下膨脹15?90秒；
[0010](2)膨脹后的花生殼用蒸餾水反復噴灑，調(diào)節(jié)含水率至22%?26%，并放置于室溫下平衡6?12小時,備用；
[0011](3)用蒸餾水配制濃度為0.2%?20%的金屬鹽水溶液，用濃鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值至2?3，得到改性溶液，備用；所述的金屬鹽為氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硫酸銅、氯化鐵、硫酸鐵中的一種；
[0012](4)按質(zhì)量份數(shù)稱取20~30份的備用花生殼,置于40~80份備用改性溶液中，在溶液溫度為50~90°C的條件下均勻攪拌2h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑；
[0013](5)將除去溶劑的花生殼置于微波膨脹設備中，在功率500~1000W條件下干燥膨脹60~120秒，粉碎成粒徑為20~80目的顆粒，即得到所需的改性花生殼多孔材料。
[0014]其中，所述的花生殼可以是普通型花生殼、珍珠型花生殼、多粒型花生殼或是龍生型花生殼。
[0015]所述改性花生殼多孔材料在卷煙生產(chǎn)中的應用，具體為:將所述改性花生殼多孔材料通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，制備得到二元復合嘴棒。 [0016]添加量優(yōu)選為嘴棒總重量的12~55%。
[0017]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0018]1.通過本方法處理得到的改性花生殼多孔材料內(nèi)部結構較為疏松，具有較高的比表面積，金屬鹽能夠均勻的分散在多孔材料的中，煙氣通過含有該多孔材料的濾棒時，能夠充分與多孔材料及其中的金屬鹽接觸，以物理吸附和化學吸附的方式充分吸附卷煙煙氣中的焦油、煙堿、苯酚、巴豆醛、氰化氫等成分。
[0019]2.本發(fā)明操作簡便、原料易得、成本低廉，具有良好地應用前景。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不是對本發(fā)明技術方案的限定。
[0021]實施例1
[0022]稱取500g普通型花生殼，調(diào)節(jié)水分至15%，然后置于微波膨脹設備中，在800w功率下膨脹30秒，膨脹后的花生殼用蒸餾水反復噴灑，調(diào)節(jié)花生殼水分至22%，在室溫下放置6小時后，將花生殼置于Ikg氯化銅水溶液(pH為3、濃度為5%)中，在溶液溫度為55°C條件下均勻攪拌2h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑，然后置于微波膨脹設備中，在功率900W條件下干燥膨脹60秒，粉碎成粒徑為20目的顆粒，即得到所需的改性花生殼多孔材料。
[0023]實施例2
[0024]稱取Ikg珍珠型花生殼，調(diào)節(jié)水分為15%，然后置于微波膨脹設備中，在1200w功率下膨脹60秒，膨脹后的花生殼用蒸餾水反復噴灑，調(diào)節(jié)花生殼水分至26%，在室溫下放置6小時后，將花生殼置于2.5kg硫酸鋅水溶液(pH為2、濃度為20%)中，在溶液溫度為60°C的條件下均勻攪拌2h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑，然后置于微波膨脹設備中，在功率1000W條件下干燥膨脹90秒，粉碎成粒徑為60目的顆粒，即得到所需的改性花生殼多孔材料。
[0025]實施例3
[0026]稱取3kg多粒型花生殼，調(diào)節(jié)水分為18%，然后置于微波膨脹設備中，在2500?功率下膨脹70秒，將膨脹后的花生殼用蒸餾水反復噴灑，調(diào)節(jié)花生殼水分至25%，在室溫下放置8小時后，將花生殼置于8kg氯化鐵水溶液(pH為3、濃度為12%)中，在溶液溫度為90°C的條件下均勻攪拌2h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑，然后置于微波膨脹設備中，在功率1000W條件下干燥膨脹60秒，粉碎成粒徑為80目的顆粒，即得到所需的改性花生殼多孔材料。
[0027]實施例4
[0028]重復實施例1，有以下不同點:花生殼為龍生型花生殼，改性溶液為Ikg硫酸銅水溶液(pH為3、濃度為5%)。
[0029]實施例5
[0030]重復實施例2，有以下不同點:花生殼為多粒型花生殼，改性溶液為2.5kg氯化鋅水溶液(pH為2、濃度為20%)。
[0031]實施例6
[0032]重復實施例3，有以下不同點:花生殼為珍珠型花生殼，改性溶液為8kg硫酸鐵水溶液(pH為3、濃度為12%)
[0033]應用實施例1
[0034]將實施例1所得到的改性花生殼多孔材料通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，添加量為嘴棒總重量的20%，制備得到二元復合嘴棒并制備成卷煙，與對照空白樣品的加工工藝條件相同，同時進行卷煙煙氣成分檢測。結果表明:卷煙煙氣中焦油降低8.2%、煙堿降低11.6%、苯酚降低18.0%、巴豆醛降低22.3%、氰化氫降低14.1%。對樣品與對照進行感官評價表明，該樣品明顯能夠豐富卷煙自然香氣，對卷煙整體風格特征無明顯影響。
[0035]應用實施例2
[0036]將實施例2所得到的改性花生殼多孔材料通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，添加量為嘴棒總重量的28%，制備得到二元復合嘴棒并制備成卷煙，與對照空白樣品的加工工藝條件相同，同時進行卷煙煙氣成分檢測。結果表明:卷煙煙氣中焦油降低5.5%、煙堿降低8.7%、氰化氫降低18.6%，苯酚降低22.0%、巴豆醛降低14.4%。對樣品與對照進行感官評價表明，該樣品明顯能夠豐富卷煙自然香氣，對卷煙整體風格特征無明顯影響。
[0037]應用實施例3
[0038]將實施例3所得到的改性花生殼多孔材料通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，添加量為嘴棒總重量的15%，制備得到二元復合嘴棒并制備成卷煙，與對照空白樣品的加工工藝條件相同，同時進行卷煙煙氣成分檢測。結果表明:卷煙煙氣中焦油降低11.3%、煙堿降低6.5%、氰化氫降低13.0%，苯酚降低17.6%、巴豆醛降低8.1%。對樣品與對照進行感官評價表明，該樣品明顯能夠豐富卷煙自然香氣，對卷煙整體風格特征無明顯影響。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種改性花生殼多孔材料，通過以下步驟的方法制得: (1)將水分含量為15%?20%的花生殼置于微波膨脹設備中，在微波功率為500?3000W條件下膨脹15?90秒； (2)膨脹后的花生殼用蒸餾水反復噴灑，調(diào)節(jié)含水率至22%?26%，并放置于室溫下平衡6?12小時，備用； (3)用蒸餾水配制濃度為0.2%?20%的金屬鹽水溶液，用濃鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值至2?3，得到改性溶液，備用；所述的金屬鹽為氯化鋅、硫酸鋅、氯化銅、硫酸銅、氯化鐵、硫酸鐵中的一種； (4)按質(zhì)量份數(shù)稱取20?30份的備用花生殼，置于40?80份備用改性溶液中，在溶液溫度為50?90°C的條件下均勻攪拌2h后，自然冷卻至室溫，去除溶劑； (5)將除去溶劑的花生殼置于微波膨脹設備中，在功率500?1000W條件下干燥膨脹60?120秒，粉碎成粒徑為20?80目的顆粒，即得到所需的改性花生殼多孔材料。
2.權利要求1所述改性花生殼多孔材料在卷煙生產(chǎn)中的應用，具體為:將所述改性花生殼多孔材料通過復合濾棒成型機添加到卷煙濾嘴中，制備得到二元復合嘴棒。
3.根據(jù)權利要求2所述的應用，其特征在于:所述的改性花生殼多孔材料的添加量優(yōu)選為嘴棒總重量的12?55%。
【文檔編號】A24D3/14GK103689797SQ201310643993
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權日:2013年12月3日
【發(fā)明者】張偉, 何靚, 朱保昆, 段焰青, 劉娟, 宮玉鵬 申請人:紅云紅河煙草(集團)有限責任公司