CN102823942B - 盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途和烟梗的保润方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烟草领域，特别是涉及一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途。本发明提供了一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途，所述盐的水溶液为AnB的水溶液，其中阳离子A选自钾、钠、铵或氢中的一种，阴离子B选自磷酸一氢根、磷酸二氢根、草酸根、乳酸根、柠檬酸根、苹果酸根、葡萄糖酸根或醋酸根中的一种，n为正整数。本发明的水合性保润剂，其作用是在烟梗内部与果胶酸钙发生置换反应，生成水合性钙盐，阻止水分子的逃逸，减少水分的蒸发散失，具有很好的保润功效；且本发明所述无机或有机酸及其金属盐均为烟梗自身成分或常用添加剂，安全无毒，易于推广应用。
Description
技术领域
本发明涉及烟草领域，特别是涉及一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途。
背景技术
在烟草加工过程中，添加保润剂对于改善烟丝的耐加工性、运输、仓贮和吸食的感官舒适度和刺激性都有重要的作用。根据保润剂的作用机理，卷烟的物理保润剂可分为三类：(1)吸湿性保润剂，这类物质有较强吸水性，其作用是吸收水分并保存于卷烟中，主要成分包括多元醇(如甘油、丙二醇、山梨醇等)、烟草本身或其它植物所含的亲水基质(如碳水化合物、蛋白质、果胶等)，如中国专利“新型烟草保润剂”(申请号98113287.1)报道的醛糖及其衍生物配方，中国专利“魔芋保润剂及其在卷烟中的应用”(申请号CN200910061990.9)报道的魔芋提取物；(2)封阻性保润剂，主要成分为油脂类，其作用是在烟丝表面形成封闭屏障，防止内部水分的蒸发散失，包括石蜡油、植物油、天然油性萃取物等，如中国专利“蜡脂类烟草保润剂及其制备方法”(申请号CN101658323)报道的蜡脂类烟草保润剂，中国专利“烟用保润剂”(申请号CN201010142981.5)报道的多碳脂肪醇以及多碳脂肪酸配方；(3)水合性保润剂，可与水发生溶剂化作用，主要是一些如镁盐等的金属离子类，但这类水合性盐大多在水中不溶，难以应用，且有关这类保润剂的报道极少。
烟叶为疏松的多孔材料，吸收及散失水分的潜力是较高的。烟梗是烟叶的粗硬叶脉，多孔性和孔隙度显著高于烟叶，平衡含水率也显著高于烟叶，吸收水分的潜力更强，然而这部分水分很容易再丢掉，其水分散失速度比烟叶更快，实际上保润性能更差。
烟梗原料中果胶含量丰富，且常与钙离子等结合。通过添加可溶性无机或有机酸、或其金属盐水溶液，可将果胶酸钙中的钙离子置换出来，并转化生成水合性钙离子，如草酸钙、磷酸(一或二)氢钙、柠檬酸钙、乳酸钙等，有效阻止烟丝内部水分散失，有利于改善其保润性能。目前国内外鲜有采用水合性保润剂提高梗丝保润性能的报道。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明所要解决的目的在于提供一种水合性烟梗保润剂，用于维持膨胀梗丝的水分。
本发明第一方面提供了一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途，所述盐的水溶液为AnB的水溶液，其中阳离子A选自钾、钠、铵或氢中的一种，阴离子B选自磷酸一氢根、磷酸二氢根、草酸根、乳酸根、柠檬酸根、苹果酸根、葡萄糖酸根或醋酸根中的一种。n为正整数，由所述阳离子A和阴离子B的具体价态决定。
具体的，当B为磷酸二氢根、乳酸根、葡萄糖酸根或醋酸根时，n＝1；
当B为磷酸一氢根、草酸根或苹果酸根时，n＝2；
当B为柠檬酸根时，n＝3。
优选的，所述AnB的水溶液，其重量百分浓度为0.05～5wt％。
优选的，所述AnB的水溶液，其重量百分浓度为0.05～2wt％。
优选的，所述AnB为NaH2PO4、葡萄糖酸钾或草酸。
本发明第二方面提供一种水合性烟梗保润剂在烟梗中的应用。
本发明第三方面提供一种烟梗的保润方法，使用所述的盐AnB的水溶液，具体包括如下步骤：
(1)配置所述AnB水溶液。
(2)将步骤1所得的溶液温度调节至10～90℃。
(3)将梗丝置于步骤2所得的溶液中，浸渍时间为0.5～30min，所述梗丝与溶液的料液比为g：L＝1：10～100。
(4)将梗丝取出烘干，并置于湿度57～63％、温度20～24℃的恒温恒湿箱，平衡48h以上。
优选的，所述步骤2中的温度为20～40℃。
优选的，所述步骤3中的浸渍时间为0.5～5min。
本发明将盐的水溶液用作水合性烟梗保润剂，其原理是利用盐的水溶液在烟梗内部与果胶酸钙发生置换反应，生成水合性钙盐(即能够携带结晶水的钙盐)，阻止水分子的逃逸，减少水分的蒸发散失，具有很好的保润功效；且本发明所述无机或有机酸及其金属盐均为烟梗自身成分或常用添加剂，安全无毒，易于推广应用。
本发明的突出优点及特征在于：
(1)所述水合性烟梗保润剂为一种可溶性或易溶性的无机或有机酸、或其金属盐的水溶液，通过将烟梗细胞自身的钙离子置换出来而在孔道中生成不溶或微溶的水合型钙盐，起到保润的作用。
(2)所述水合性烟梗保润剂与烟梗相容性稳定，安全无毒害，易于推广应用。
(3)所述水合性烟梗保润剂制备工艺简单，仅需将可溶性或易溶性的无机或有机酸、或其金属盐溶于去离子水得到溶液后即可直接用于生产(在线设备可控温10～90℃)。
附图说明
图1为空白对照梗丝的扫描电镜分析。
图2为NaH2PO4浸渍梗丝样品扫描电镜分析。
图3为草酸浸渍梗丝样品扫描电镜分析
图4为葡萄糖酸钾浸渍梗丝样品扫描电镜分析
图5为30％湿度下空白对照梗丝和NaH2PO4浸渍梗丝样品的失水曲线对照图。
图6为30％湿度下空白对照梗丝和草酸浸渍梗丝样品的失水曲线对照图。
图7为30％湿度下空白对照梗丝和葡萄糖酸钾浸渍梗丝样品的失水曲线对照图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置；所有压力值和范围都是指绝对压力。
此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
DVS-100T Advantage(SMS公司，英国)；KNF240型恒温恒湿箱(BINDER公司，德国)；分析天平(METTLER-TOLEDO，瑞士，感量0.0001g)；扫描电镜仪(JEM-2100F,JEOL，日本)；EDX(JEM-2100F)；梗丝种类：由上海烟草集团有限责任公司提供。
1)空白对照梗丝
空白对照梗丝的扫描电镜分析结果如图1所示。
2)2wt％NaH2PO4浸渍梗丝
配制2wt％NaH2PO4水溶液，将所述水溶液温度维持在40℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中1min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得NaH2PO4浸渍梗丝的扫描电镜分析结果如图2所示。
3)5wt％草酸浸渍梗丝
配制5wt％草酸水溶液，将所述水溶液温度维持在20℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中0.5min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得草酸浸渍梗丝的扫描电镜分析结果如图3所示。
4)0.05wt％葡萄糖酸钾浸渍梗丝
配制0.05wt％葡萄糖酸钾水溶液，将所述水溶液温度维持在30℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中5min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得葡萄糖酸钾浸渍梗丝的扫描电镜分析结果如图4所示。
5)失水分析——动态水分吸附仪
分别称取空白对照梗丝及上述所得的2wt％NaH2PO4浸渍梗丝、5wt％草酸浸渍梗丝、0.05wt％葡萄糖酸钾浸渍梗丝各1g，分别置于动态水分吸附分析系统的样品盘，设定RH＝60％，室温下保持120min，后设定RH＝30％，室温下保持880min。最后设定100℃，RH＝0，保持120min，计算干基，作干基含水率对时间的曲线图(NaH2PO4浸渍-空白梗丝对照图见图5，草酸浸渍-空白梗丝对照图见图6，葡萄糖酸钾浸渍-空白梗丝对照图见图7，自动记录样品质量时间间隔为1min)。(RH为relative humidity，相对湿度)
从图1，2，3可以看出，浸渍NaH2PO4、草酸和葡萄糖酸钾的梗丝孔道表面及内部布满了大量结晶，所述浸渍NaH2PO4样本中的针状结晶经EDX分析为磷酸(一或二)氢钙；所述浸渍草酸样本中的球状结晶经EDX分析为草酸钙；所述浸渍葡萄糖酸钾样本中的三角状结晶经EDX分析为葡萄糖酸钙。
从图5、6、7可以看出，试验样品在60％湿度下，干基含水率低于空白，而在30％湿度下，干基含水率远高于空白，表现出优异的保润防潮效果。
实施例2
1)1wt％(NH4)2HPO4浸渍梗丝
配制1wt％(NH4)2HPO4水溶液，将所述水溶液温度维持在40℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中1min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得(NH4)2HPO4浸渍梗丝的扫描电镜分析结果显示梗丝孔道表面及内部布满了大量结晶。
2)3wt％乳酸浸渍梗丝
配制3wt％乳酸水溶液，将所述水溶液温度维持在40℃将10g梗丝浸渍于该溶液中1min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得乳酸浸渍梗丝的扫描电镜分析结果显示梗丝孔道表面及内部布满了大量结晶。
3)0.5wt％柠檬酸钾浸渍梗丝
配制0.5wt％柠檬酸钾水溶液，将所述水溶液温度维持在40℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中1min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得柠檬酸钾浸渍梗丝的扫描电镜分析结果显示梗丝孔道表面及内部布满了大量结晶。
4)2wt％醋酸钾浸渍梗丝
配制2wt％醋酸钾水溶液，将所述水溶液温度维持在40℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中1min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得醋酸钾浸渍梗丝的扫描电镜分析结果显示梗丝孔道表面及内部布满了大量结晶。
5)2wt％苹果酸钠浸渍梗丝
配制2wt％苹果酸钠水溶液，将所述水溶液温度维持在40℃。将10g梗丝浸渍于该溶液中1min，取出烘干，并置于湿度60％、温度22℃的恒温恒湿箱，平衡48h。所得苹果酸钠浸渍梗丝的扫描电镜分析结果显示梗丝孔道表面及内部布满了大量结晶。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值，在卷烟保润领域具有很好的应用前景。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (6)
1.一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途，所述盐的水溶液为NaH2PO4、葡萄糖酸钾或草酸的水溶液。
2.如权利要求1所述的一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途，其特征在于，所述NaH2PO4、葡萄糖酸钾或草酸水溶液，其重量百分浓度为0.05～5wt％。
3.如权利要求2所述的一种盐的水溶液作为水合性烟梗保润剂的用途，其特征在于，所述NaH2PO4、葡萄糖酸钾或草酸水溶液，其重量百分浓度为0.05～2wt％。
4.一种烟梗的保润方法，使用如权利要求1-3任一权利要求所述的盐的水溶液，具体包括如下步骤：
(1)配置盐的水溶液；
(2)将步骤1所得的溶液温度调节至10～90℃；
(3)将梗丝置于步骤2所得的溶液中，浸渍时间为0.5～30min，所述梗丝与溶液的料液比为g：L＝1：10～100；
(4)将梗丝取出烘干，并置于湿度57～63％、温度20～24℃的恒温恒湿箱，平衡48h以上。
5.如权利要求4所述的一种烟梗的保润方法，其特征在于，所述步骤2中的温度为20～40℃。
6.如权利要求4所述的一种烟梗的保润方法，其特征在于，所述步骤3中的浸渍时间为0.5～5min。
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