專利名稱：一種降低卷煙燃燒溫度的添加劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及卷煙的煙絲用添加劑領(lǐng)域，具體涉及一種降低卷煙燃燒溫度的添加劑及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
卷煙燃燒溫度是影響卷煙主流和側(cè)流煙氣中化學(xué)成分及其釋放量的特性參數(shù)之一，進(jìn)而影響卷煙的品質(zhì)。卷煙燃燒溫度直接影響卷煙燃燒過程中煙草成分的熱解合成反應(yīng)以及各種揮發(fā)、半揮發(fā)成分在煙氣中的釋放量。如主流煙氣中多種稠環(huán)芳烴的存在被認(rèn)為主要是高溫合成產(chǎn)生的，高溫度下CO2能被C還原為CO，降低燃燒溫度可減少CO的釋放量。因此，利用調(diào)控卷煙燃燒溫度來調(diào)控?zé)煔饣瘜W(xué)組成成為可能，從而為卷煙減害降焦研究提供新的思路。
早在20世紀(jì)五六十年代，國外研究人員就發(fā)現(xiàn)在煙絲或卷煙紙中添加鉀鹽，能夠降低卷煙的燃燒溫度。例如，Harry等[US 2972557]將占煙絲重量的5%_8%的碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、釕酸鉀等堿金屬鹽，與20-40目的煙絲顆粒進(jìn)行充分地機(jī)械混合，采用常規(guī)方法卷制成卷煙，可以明顯降低卷煙的燃燒溫度。由于堿金屬鹽類便宜易得，而且容易將其添加到煙絲和卷煙紙上，對降低卷煙燃燒溫度和調(diào)變煙氣成分具有較好的效果，因此受到了國內(nèi)外廣大研究者的關(guān)注。美國Philip Morris研究人員[Food and Chemical Toxicology,2008,46(1) :339]發(fā)現(xiàn)在煙葉中添加山梨酸鉀，可以減少煙氣中的總粒相物、一氧化碳、氫氰酸、2-硝基丙烷和煙草特有亞硝胺等，但會增加煙氣中尼古丁、1，3-丁二烯、異戊二烯、一些多環(huán)芳烴等的含量。鄭賽晶等人[中國煙草學(xué)會2005年會]考察了烤煙、香料煙和白肋煙的燃燒溫度和鉀含量后，發(fā)現(xiàn)煙絲中的有機(jī)鉀鹽含量增高，有助于降低卷煙的燃燒溫度。汪波等[中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2002，32 (4) =433-439]采用普通熱電偶對含有各種鉀鹽的卷煙樣品進(jìn)行了簡單的測溫實驗，發(fā)現(xiàn)鉀鹽的添加確實可以降低卷煙的最高燃燒溫度，其中添加酒石酸鉀在煙草中的重量比為5%時，可以降低31°C。除了傳統(tǒng)的堿金屬鹽，隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)其它過渡金屬氧化物，甚至分子篩等材料對降低卷煙燃燒溫度和改變煙氣成分，也具有一定的效果。Philip Morris的研究人員[W02003/086115]將納米級的Fe2O3作為催化劑添加到煙絲中，降低其裂解溫度，從而降低了 CO的釋放量。包頭稀土研究院的研究人員[CN1729877A]將微米級或納米級CeO2粉末作為助劑，配制成懸濁液、乳濁液、溶液或溶膠分散體系，以機(jī)械混合、噴灑或浸泡的方式加入卷煙煙葉或煙絲或煙草薄片，有效地降低了卷煙煙氣中的CO等物質(zhì)的含量。史超等[CN1286052A]在煙絲中加入了一種或幾種納米材料的復(fù)合粉劑，如納米Si02、Al203、Ti02等，有效改善卷煙燃燒性能，降低焦油及其他煙氣成分的釋放量，同時使卷煙保持較好的香味。Colton 等[Beitraege zur Tabakforschung, 1968,4(7) :269]將占煙絲重量的 1-2% 的硅樹脂添加到煙絲上，可以降低卷煙的燃燒速率，降低卷煙的燃燒溫度，提高煙氣的吸味。Meier 等人[Microporous and Mesoporous Materials, 1999，33:307]發(fā)現(xiàn)在煙絲表面添加Y型分子篩，可減少主流煙氣中的多環(huán)芳烴(PAHs)的產(chǎn)生。
雖然目前許多文獻(xiàn)和專利將一些助劑甚至催化劑添加到卷煙煙絲中，但是除了傳統(tǒng)的鉀鹽和鈉鹽之外，很少有文獻(xiàn)提供助劑對降低卷煙燃燒溫度的確切數(shù)據(jù)。另外，助劑的遴選范圍還比較局限，除了鉀鹽和鈉鹽之外的絕大部分添加劑為氧化物，不溶于水和常規(guī)溶劑，添加工藝繁瑣，通常需要采用分散劑和其它一些試劑與其混合制成漿料后才能添加。所以，研究一種添加工藝簡單、降低卷煙燃燒溫度效果較好的添加劑，具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能降低卷煙燃燒溫度的由堿金屬鹽和過渡金屬鹽組成的混合添加劑。
一種降低卷煙燃燒溫度的添加劑，為堿金屬鹽和過渡金屬鹽的混合物；所述的堿金屬鹽的陰離子為乙酸根離子、草酸根離子或檸檬酸根離子等。本發(fā)明添加劑采用陰離子為乙酸根離子、草酸根離子或檸檬酸根離子等的堿金屬鹽和過渡金屬鹽共同作用，應(yīng)用于卷煙中時能夠降低卷煙燃燒溫度。其中，堿金屬離子可與煙草燃燒的中間產(chǎn)物結(jié)合生成更加穩(wěn)定的物種，可使煙草在燃燒過程中暫時中斷，減少了各個溫度段下的燃燒熱量，從而降低卷煙的燃燒溫度。而過渡金屬離子在煙草燃燒時可提供氧，使卷煙能在較低的溫度下進(jìn)行燃燒。堿金屬離子和過渡金屬離子相輔相成，可顯著降低卷煙的燃燒溫度，同時，乙酸根離子、草酸根離子或檸檬酸根離子等酸根離子的引入既方便添加劑使用時的簡便添加又不會影響添加劑的效果。所述的堿金屬鹽優(yōu)選為鋰鹽、鉀鹽或鈉鹽。所述的過渡金屬鹽優(yōu)選為銅鹽、鋅鹽、錳鹽、鈷鹽或鐵鹽。所述的過渡金屬鹽優(yōu)選水溶性過渡金屬鹽，因此，所述的過渡金屬鹽的陰離子優(yōu)選為乙酸根離子或檸檬酸根離子等。所述的添加劑中堿金屬鹽的重量百分含量優(yōu)選為20%_90%，添加劑具有更好的應(yīng)用性能，如能夠較好地降低卷煙燃燒溫度。本發(fā)明添加劑的制備方法簡單，將堿金屬鹽和過渡金屬鹽混合得到所述的添加劑。所述的添加劑可以作為或用于制備降低卷煙燃燒溫度的添加劑。所述的添加劑還可以用于制備卷煙燃燒溫度較低的卷煙，如用于制備卷煙燃燒溫度低至747V _785°C的卷煙。卷煙的制備采用現(xiàn)有技術(shù)。一種含有所述的添加劑的卷煙。所述的添加劑的重量為卷煙煙絲重量的O. 1%_10%，優(yōu)選5%_10%，降低卷煙燃燒溫度的效果更好。所述的卷煙的制備方法，包括將添加劑溶解于水中制成鹽溶液，將鹽溶液均勻噴灑到卷煙的煙絲中按照現(xiàn)有的卷煙制備方法制備卷煙。以此來降低卷煙的燃燒溫度。所述的鹽溶液的濃度優(yōu)選為1%_35%，便于操作。本發(fā)明具有如下有益效果(I)本發(fā)明添加劑的性能較好，最優(yōu)可使卷煙的最高燃燒溫度降低51°C; (2)添加工藝簡單，溶于水后可噴灑到煙絲表面，添加方式簡便；(3)本發(fā)明添加劑的原料即堿金屬鹽和過渡金屬鹽采用市售產(chǎn)品即可，來源方便、廣泛。
具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。從卷煙廠一個批次中取得一定數(shù)目的卷煙樣品，以保證所有實施例和對照煙使用的卷煙為同一批次。試驗煙的制備步驟將一定量的混合鹽溶解于水，制成一定濃度的鹽溶液，采用CIJECT0R香精注射機(jī)將50 μ I的鹽溶液均勻噴灑到卷煙的煙絲中，然后將卷煙在溫度為220C ±1°C和相對濕度為60%±2%的平衡箱中平衡48h以上，備用。取同樣的卷煙樣品，用CIJECT0R香精注射機(jī)注入50 μ I 7jC,作為對照煙，同樣在溫度為22°C 土 1°C和相對濕度為60% ±2%的平衡箱中平衡48h。卷煙抽吸按照“GB 19609-2004卷煙用常規(guī)分析用吸煙機(jī)測定總粒相物和焦油”。卷煙燃燒溫度測試方法采用熱電偶測溫裝置，包括8根熱電偶和數(shù)據(jù)記錄儀。測試卷煙燃燒溫度時，在距離煙支頭端18mm處將第一根熱電偶插入煙支的中部，其后在同一截面水平上往濾嘴端方向每隔Imm插入一根熱電偶，共計8根。煙支抽吸開始后，采用數(shù)據(jù)記錄儀對各個熱電偶的燃燒溫度進(jìn)行實時檢測，選取實時檢測過程中8根熱電偶的最高溫度為最高燃燒溫度，重復(fù)測試10支煙，取其平均值作為最終的最高燃燒溫度。實施例I將I. 34克的乙酸鋰和I. 34克的乙酸銅溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22 ± I °C和相對濕度為60 ±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙a。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例2將I. 34克的乙酸鉀和I. 34克的乙酸鋅溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22± 1°C和相對濕度為60±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙b。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例3將I. 34克的檸檬酸鉀和I. 34克的乙酸鈷溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22±1°C和相對濕度為60±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙C。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例4將I. 34克的乙酸鉀和I. 34克的檸檬酸鐵溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22 ± I °C和相對濕度為60 ±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙d。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例5將I. 34克的朽1檬酸鈉和I. 34克的乙酸猛溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22±1°C和相對濕度為60±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙e。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例6將O. 54克的乙酸鉀和2. 15克的朽1檬酸鐵溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為20% :80%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在 每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22 ± I °C和相對濕度為60 ±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙f。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例7將2. 42克的乙酸鉀和O. 27克的朽1檬酸鐵溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為90% : 10%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的5%。把煙支放入溫度為22 ± I °C和相對濕度為60 ±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙g。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例8將O. 027克的乙酸鉀和O. 027克的檸檬酸鐵溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50 μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的O. 1%。把煙支放入溫度為22±1°C和相對濕度為60±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙h。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。實施例9將2. 7克的乙酸鉀和2. 7克的檸檬酸鐵溶解于5. O克的水中(堿金屬過渡金屬鹽重量比為50% :50%)，攪拌至完全溶解，得到鹽溶液；然后采用CIJECT0R香精注射機(jī)在每支煙的煙絲中均勻注入50μ I的鹽溶液，使得混合鹽的總重量占每支卷煙煙絲總重量的10%。把煙支放入溫度為22 ± I °C和相對濕度為60 ±2%的平衡箱中平衡48h，制得試驗煙i。添加劑對降低卷煙燃燒溫度的效果見表I。對比例I采用中國專利ZL 03124590. O中實施例I的一種添加劑。稱取50g無水ZnCl2，加50g水于反應(yīng)器中溶解，在高速攪拌下緩慢加入質(zhì)量百分濃度為50%的KOH的水溶液中和至中性pH值為7，反應(yīng)生成的混合物采用同實施例I的方法均勻噴灑在煙絲中，采用同本發(fā)明實施例I的方法制得試驗對比煙j。對比例2采用中國專利ZL 03124590. O中的一種添加劑。
稱取IOOg無水ZnCl2，加400g水于反應(yīng)器中溶解，在高速攪拌下緩慢加入質(zhì)量百
分濃度為50%的硅酸鉀的水溶液中和至中性，反應(yīng)生成的混合物采用同實施例I的方法均
勻噴灑在煙絲中，采用同本發(fā)明實施例I的方法制得試驗對比煙k。對比例3除了用2. 68克的乙酸鋰替代實施例I中的I. 34克的乙酸鋰和I. 34克的乙酸銅
之外，其余操作同實施例1，制得試驗對比煙I。對比例4除了用2. 68克的乙酸銅替代實施例I中的I. 34克的乙酸鋰和I. 34克的乙酸銅
之外，其余操作同實施例1，制得試驗對比煙m。表I、添加各種添加劑的試驗煙的最高燃燒溫度
權(quán)利要求
1.一種降低卷煙燃燒溫度的添加劑，其特征在于，所述的添加劑為堿金屬鹽和過渡金屬鹽的混合物；所述的堿金屬鹽的陰離子為乙酸根離子、草酸根離子或檸檬酸根離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的添加劑，其特征在于，所述的堿金屬鹽為鋰鹽、鉀鹽或鈉鹽；所述的過渡金屬鹽為水溶性銅鹽、水溶性鋅鹽、水溶性錳鹽、水溶性鈷鹽或水溶性鐵鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的添加劑，其特征在于，所述的過渡金屬鹽的陰離子為乙酸根離子或檸檬酸根離子。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的添加劑，其特征在于，所述的添加劑中堿金屬鹽的重量百分含量為20%-90%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的添加劑的應(yīng)用，其特征在于，所述的添加劑在作為或制備降低卷煙燃燒溫度的添加劑中的應(yīng)用。
6.一種卷煙，其特征在于，所述的卷煙中含有權(quán)利要求1-4任一項所述的添加劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷煙，其特征在于，所述的添加劑的重量為卷煙煙絲重量的0.1%-10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷煙，其特征在于，所述的添加劑的重量為卷煙煙絲重量的5%-10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項所述的卷煙的制備方法，其特征在于，所述的卷煙的制備方法包括將添加劑溶解于水中制成鹽溶液，將鹽溶液均勻噴灑到卷煙的煙絲中制備卷煙。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卷煙的制備方法，其特征在于，所述的鹽溶液的濃度為1%-35%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種降低卷煙燃燒溫度的添加劑及其應(yīng)用。所述的添加劑為堿金屬鹽和過渡金屬鹽的混合物；所述的堿金屬鹽的陰離子為乙酸根離子、草酸根離子或檸檬酸根離子。所述的添加劑可用于降低卷煙燃燒溫度。與不含添加劑的對照煙相比，在煙絲中添加一定量的添加劑，可使卷煙的最高燃燒溫度降低51℃。本發(fā)明的添加劑不僅可顯著降低卷煙的燃燒溫度，而且添加工藝簡單。
文檔編號A24B15/28GK102960854SQ20121048841
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者沈凱, 周國俊, 儲國海, 肖衛(wèi)強(qiáng), 戴路, 胡安福, 詹望成, 郭楊龍, 盧冠忠 申請人:浙江中煙工業(yè)有限責(zé)任公司