一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法与流程

本发明涉及加热不燃烧烟草领域，具体涉及一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法。
背景技术：
：近年来，随着传统卷烟的销量在一些发达国家出现下滑现象，以及许多国家公共场所禁烟力度的不断加大，电子烟、无烟气烟草制品及加热不燃烧烟草制品等新型烟草制品正在快速兴起。而其中加热不燃烧烟草制品所受关注度最高，采用加热不燃烧的抽吸方式，且加热温度低于燃烧温度，将烟草中的香味物质和尼古丁挥发出来，产生类似于传统卷烟的烟气提供给吸烟者。因其不发生高温燃烧裂解过程，从而减少了烟草中焦油和有害物质的释放量。同时，抽吸间歇期烟芯处于不加热状态，基本不产生侧流烟气，大大降低二手烟的危害。加热不燃烧类型烟草薄片是再造烟叶的一种形式，其主要成分为烟草物质，再通过添加发烟物质在加热时释放出烟气、添加香料调节口味、添加胶黏物质将各种成分黏结起来、添加纤维增加薄片强度。常见的生产方法包括有辊压法等多种不同的方法。目前，在使用辊压法制备加热不燃烧烟草制品时存在以下问题，制备的烟草薄片纤维含量低、造碎高、烟丝卷制烟支时填充值低、抽吸时吸阻较高、抽吸口感不顺畅，薄片拉伸强度不够，容易断裂，采用纸棒成型工艺时不能连续生产，从而影响卷烟的感官质量和利用率。中国专利cn201810526746.4公开了一种加热不燃烧烟芯材料的制备方法，包括加热混合一定量的食用胶和去离子水，制成的溶液a；再和一定量的导热盐粉末加热混合后，制备成涂布液b；最后将涂布液b涂布在具有发烟剂的烟芯材料表面，真空低温干燥固化处理后，制得加热不燃烧烟芯材料。该方法制备出的烟芯材料具有优良的传热性能，以该烟芯材料卷制的烟支受热不产生焦糊现象，发烟量大，香味成分逸出均匀、稳定，烟香丰富、柔和，且有效了改善烟芯材料的抗张强度，更易切条成型，具有很强的实用性和广泛的适用性。该方法通过使用硝酸钾或硝酸钠类导热盐，利用导热盐熔融导热的特性来提高烟芯材料的导热性能，然而硝酸钾或硝酸钠类导热盐属于强氧化性物质，在高温加热下很容易与还原性的烟草原料发生氧化反应，氧化反应进一步放热可能导致烟草原料的燃烧或者硝酸钾或硝酸钠类导热盐的分解，使用不够安全。技术实现要素：为解决上述问题，本发明提供一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法，该方法生产工序简单，水耗、能耗低，制备的烟草薄片紧度高、导热性好，而且纤维含量高、薄片拉伸强度高、不易断裂、耐加工性好，适用于规模化生产。本发明提供的技术方案如下：一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、黏结剂、烟梗纤维、外纤维、香精混合，然后加水搅拌均匀，形成干团状混合物；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品。进一步的，所述步骤s2中烟梗纤维混合前使用组合酶50-52℃条件下预处理4-5h。进一步的，所述组合酶与所述烟梗纤维质量比为1:200。进一步的，所述组合酶为纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的混合物。进一步的，所述纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的质量比为2：2：4：1：2。进一步的，所述步骤s2中细小烟粉、发烟剂、黏结剂、烟梗纤维、外纤维、香精与水的质量比为100：（1-5）：（3-8）：（1-6）：（0.1-0.6）：（5-10）：（10-30）。进一步的，所述步骤s2中黏结剂为海藻酸钠、cmc、壳聚糖、瓜尔胶、乙酸纤维素中的至少一种。进一步的，所述步骤s2中外纤维为玄武岩纤维。进一步的，所述步骤s3中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为（3-6）：（3-6）：（44-47）。进一步的，所述步骤s4中纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为（1-8）：100。本发明的有益效果在于：1.本发明提供的一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法，通过将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，然后将纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，使得混合浆液可以吸附粘结在烟梗纤维和外纤维上，提升纤维的断裂强度和断裂延伸率，从而提高烟草制品的抗拉强度和抗断裂性。2.本发明提供的一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法，利用组合酶对烟梗纤维进行预处理，可以使得制备的烟草制品的热稳定性明显提升，由于酶预处理使烟梗纤维变得疏松多孔，减小了热量等的扩散阻力，有利于加热不燃烧的控制，可以防止因热量聚集导致烟草内部阴燃。3.本发明提供的一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法，其中玄武岩纤维的加入可增强混合料的高温、低温和耐疲劳性能，可以起到加筋阻裂的效果。在低温和荷载的作用下，玄武岩纤维加入后可以与烟梗纤维结合在一起形成网状结构，能够起到抑制裂纹继续发展的作用。附图说明图1是本发明实施例中一种辊压法加热不燃烧烟草制品的制备方法的制备流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式，本发明并不限制于该实施例。本发明具体实施例如下：实施例1s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、海藻酸钠、烟梗纤维、玄武岩纤维、香精、水按质量比100：2：6：3：0.3：6：20混合，然后搅拌均匀，形成干团状混合物；其中烟梗纤维混合前使用组合酶50℃条件下预处理4h；组合酶与烟梗纤维质量比为1:200；组合酶为纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的混合物；纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的质量比为2：2：4：1：2；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，其中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为5：5：45；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品，其中，纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为5：100。本发明实施例中，纤维素酶uo为普通纤维素酶，纤维素酶ro为内切纤维素酶，复合纤维素酶为含有不同辅助活力的纤维素酶，复合半纤维素酶为含植物细胞水解的各种酶。实施例2s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、海藻酸钠、烟梗纤维、玄武岩纤维、香精、水按质量比100：2：6：3：0.3：6：20混合，然后搅拌均匀，形成干团状混合物；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，其中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为5：5：45；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品，其中，纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为5：100。将实施例1和实施例2制备的加热不燃烧烟草制品制成加热不燃烧卷烟，然后对加热不燃烧卷烟进行抽吸评价，对卷烟的香气、烟雾量、刺激感、余味指标进行评分，每项指标的评分范围为1-10，得分越高，表明感官抽吸质量越好。结果如表1所示。实施例香气烟雾量刺激感余味总分实施例1767626实施例2556622表1-实施例1和实施例2的加热不燃烧卷烟抽吸质量评分由表1的结果可知，实施例1制备的加热不燃烧烟草制品制成的卷烟抽吸质量优于实施例2，这是由于组合酶的预处理，使得烟梗纤维粗度提升，细胞在次生壁增厚时，并非全面均匀地增厚，其中常留有不增厚的部分。这种不增厚的部分，因为细胞壁比较薄，在显微镜下观察像一些圆形小孔，这些薄壁区域叫做纹孔。烟梗纤维结构表面有许多纹孔，并且有纤维骨架露出。组合酶预处理使得烟梗纤维纹孔打开，从而使得烟梗中的纤维表面暴露，纹孔膨胀打开，纤维孔隙率增加，这样更有利于水分子和生物酶分子的传递和进入，提高了纤维素酶的可及度，纤维细胞壁被进一步破坏，导致整个细胞壁结构的坍塌，也有利于细胞内部的大分子物质溶出，从而裸露出更多的纤维骨架，纤维表面变得粗糙。由于纤维粗度影响纤维的柔软性和结合力，纤维粗度增加，因而影响烟草的物理性能。粗度大，烟草的松厚度增加，有利于烟草制品对液体的吸收，这对于风味物质回涂有很大好处。但烟草制品强度则有下降趋势，而组合酶预处理后纤维平均长度较长，因此粗度对强度的影响不明显。因此，采用组合酶预处理制备的烟草制品，在后期加工回涂过程中，可通过吸附、沉淀等作用有效去除木素、杂蛋白等物质，大大提升了烟草薄片的品吸质量。同时组合酶预处理导致部分纤维素和半纤维素转化成小分子物质，且有部分木质素流失有关，这些物质的热稳定性比纤维素、半纤维素和木素热稳定性要差。从而使得制备的烟草制品的热稳定性明显提升，因此，组合酶的预处理可以使烟梗纤维变得疏松多孔，减小了热量的扩散阻力，有利于加热不燃烧的控制，可以防止因热量聚集导致烟草内部阴燃。实施例3s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、海藻酸钠、烟梗纤维、玄武岩纤维、香精、水按质量比100：1：3：1：0.1：5：10混合，然后搅拌均匀，形成干团状混合物；其中烟梗纤维混合前使用组合酶50℃条件下预处理4h；组合酶与烟梗纤维质量比为1:200；组合酶为纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的混合物；纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的质量比为2：2：4：1：2；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，其中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为3：3：44；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品，其中，纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为1：100。实施例4s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、海藻酸钠、烟梗纤维、玄武岩纤维、香精、水按质量比100：3：6：4：0.4：7：20混合，然后搅拌均匀，形成干团状混合物；其中烟梗纤维混合前使用组合酶50℃条件下预处理4h；组合酶与烟梗纤维质量比为1:200；组合酶为纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的混合物；纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的质量比为2：2：4：1：2；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，其中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为5：5：44；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品，其中，纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为5：100。实施例5s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、海藻酸钠、烟梗纤维、玄武岩纤维、香精、水按质量比100：3：6：4：0.4：7：20混合，然后搅拌均匀，形成干团状混合物；其中烟梗纤维混合前使用组合酶50℃条件下预处理4h；组合酶与烟梗纤维质量比为1:200；组合酶为纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的混合物；纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的质量比为2：2：4：1：2；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，其中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为3：6：44；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品，其中，纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为5：100。实施例6s1、将烟草原料粉碎研磨，得到细小烟粉；s2、将上述步骤得到的细小烟粉与发烟剂、海藻酸钠、烟梗纤维、玄武岩纤维、香精、水按质量比100：5：8：6：0.6：10：30混合，然后搅拌均匀，形成干团状混合物；其中烟梗纤维混合前使用组合酶50℃条件下预处理4h；组合酶与烟梗纤维质量比为1:200；组合酶为纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的混合物；纤维素酶uo、纤维素酶ro、复合纤维素酶、半纤维素酶、复合半纤维素酶的质量比为2：2：4：1：2；s3、将改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水混合搅拌均匀，配制成纳米纤维素/改性淀粉混合浆液，其中改性淀粉、纳米纤维素干粉及蒸馏水的质量比为6：6：47；s4、将上述步骤制得的纳米纤维素/改性淀粉混合浆液均匀涂布在干团状混合物外表面，然后经过家用压面机多次辊压成型、干燥、切丝制得加热不燃烧烟草制品，其中，纳米纤维素/改性淀粉混合浆液与干团状混合物的质量比为8：100。同实施例1和2，将实施例3-6制备的加热不燃烧烟草制品制成加热不燃烧卷烟，然后对加热不燃烧卷烟进行抽吸评价，对卷烟的香气、烟雾量、刺激感、余味指标进行评分，每项指标的评分范围为1-10，得分越高，表明感官抽吸质量越好。结果如表2所示。实施例香气烟雾量刺激感余味总分实施例3767626实施例4768728实施例5769830实施例6766625表2-实施例3-6的加热不燃烧卷烟抽吸质量评分本发明实施例中，通过均质机将微生物纤维素超微粉碎、酸解制成纳米纤维素，淀粉通过化学改性为变性淀粉，再将改性淀粉、纳米纤维素干粉和蒸馏水按照比例配比称重，混合搅拌均匀，形成不稳定分层的透明浆液，即纳米纤维素/改性淀粉混合浆液。其中，变性淀粉可以使得浆液的流动黏度降低、耐温性能提高。根据表2的结果可知，实施例4制备的加热不燃烧烟草制品制成的卷烟抽吸质量优于实施例3和实施例6，浆液中改性淀粉达到一定含量后，浆液黏度增长幅度逐渐减少，主要是因为淀粉分子是大分子链，产生氢键、分子间作用力，分子链之间相互缠结，表现出一定的流动黏度，浆液中大分子链浓度越多，分子链作用机会越多，浆液黏度越大，继续提高改性淀粉分子链浓度，分子链之间的相互作用力不能成比例增加，表现为浆液黏度增长率减小。由实施例4和实施例5的结果可知，在浆液固含量相同情况下，减少改性淀粉用量，增加纳米纤维素用量，浆液黏度大大降低，主要原因是纳米纤维素不溶于水，分散在淀粉分子中，增加淀粉分子链之间的距离，阻碍淀粉大分子链之间的缠结，起到增塑剂的作用，使得淀粉浆液黏度降低。因此，在改性淀粉中添加纳米纤维素，可降低浆液黏度，有利于浆液对纤维的上浆，从而提升纤维的断裂强度和断裂延伸率，进而提高烟草制品的抗拉强度和抗断裂性。此外，本发明实施例中，还可以为了提高烟雾量，在纳米纤维素/改性淀粉混合浆液中添加雾化剂并搅拌均匀，进而提高抽吸时产生的烟气量。上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本发明的保护范围之内。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施例只局限于这些说明。对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。当前第1页12