[发明专利]一种利用电渗析法降低再造烟叶浓缩液中TSNA和硝酸盐含量的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种分离方法，具体地说是一种利用电渗析法降低再造烟叶浓缩液中TSNA和硝酸盐含量的方法。

二、背景技术

烟草特有亚硝胺(TSNA)，如NNK、NNN、NAT以及NAB等，是卷烟烟气的主要有害成分之一，对卷烟产品的危害性指数产生重要影响。烟气中的烟草特有亚硝胺主要来源于烟草自身所含有的烟草特有亚硝胺的热转移和烟草特有亚硝胺的前体物(如硝酸盐、亚硝酸盐等)的热合成。降低烟草自身的烟草特有亚硝胺含量以及烟草特有亚硝胺前体物是降低卷烟烟气中烟草特有亚硝胺释放量的主要方法。

造纸法再造烟叶是应用造纸基本工艺生产的重组烟草，其具有燃烧速率快、焦油释放量低、填充值高以及耐加工性能好等特点，是现代卷烟配方的重要组成。造纸法再造烟叶主要由烟梗与烟叶原料按照造纸的方法制备的重组烟草，由于烟梗和烟末中含有大量的硝酸盐、亚硝酸盐等烟草特有亚硝胺前体物，同时还含有烟草特有亚硝胺，特别是白肋烟烟叶原料中的烟草特有亚硝胺，这必然导致造纸法再造烟叶烟气中的烟草特有亚硝胺释放量高。降低造纸法再造烟叶原料中烟草特有亚硝胺及其前体物是提升造纸法再造烟叶减害品质的亟待解决的难题。

再造烟叶化学组分与物理参数的可调控性是其最突出的优势。当前对于再造烟叶组分的调控主要通过原料的选择、生化处理以及外源添加功效组分等方式进行，但这些技术存在着调控烟草特有亚硝胺及其前体物含量的能力有限、生产可操作性弱或者处理成本高等缺陷，在造纸法再造烟叶生产中的应用受到一定的限制。目前膜处理技术也用于再造烟叶硝酸盐以及亚硝酸盐的调控，如CN102524934A、CN101606748A均提出了使用压力驱动膜，如微滤膜、超滤膜以及纳滤膜，去除生物大分子、硝酸盐和氯离子，以提升造纸法再造烟叶的质量，但压力驱动膜对于离子化合物的去除还存在电解质去除效率低、选择性弱以及工业化成本高等缺陷，其工业化进程缓慢。电渗析是利用离子交换原理脱盐的电驱动膜技术，具有高效的脱盐效率，在去除硝酸盐和亚硝酸盐方面显示良好的效果，如CN103082394A、CN103330277A以及US4302308A、US4253929利用电渗析方法去除烟草提取液或再造烟叶萃取液中的硝酸盐、亚硝酸盐以及氯离子，在降低烟气烟草特有亚硝胺释放量方面显示了一定的效果，然而这些专利所提供的方法仅对烟草特有亚硝胺的前体物硝酸盐有降低作用，能降低烟气中热合成部分的烟草特有亚硝胺，但对烟草提取液中烟草特有亚硝胺无降低作用，热转移的烟草特有亚硝胺几乎不受影响。此外烟草提取液呈弱酸性，烟草中的烟碱也在电渗析过程中大量流失，最高可流失85％，这必将导致造纸法再造烟叶吸食劲头的降低。因此如何全面降低烟草提取液中的TSNA及其前体物(硝酸盐)并保证卷烟感官品质是大幅度降低烟气烟草特有亚硝胺释放量亟待需要解决的问题。

三、发明内容

本发明旨在提供一种利用电渗析法降低再造烟叶浓缩液中TSNA和硝酸盐含量的方法，本方法既能同时降低再造烟叶浓缩液中的TSNA和硝酸盐，同时又能避免烟碱的大量流失，有效降低了再造烟叶烟气TSNA释放量的同时保证了再造烟叶的吸食品质。

本发明首先利用两步电渗析法降低再造烟叶浓缩液中的烟草特有亚硝胺及其前体物-硝酸盐的含量，同时基于烟碱形态在不同pH条件下的差异有效回收第一次电渗析处理所脱除出的烟碱。

本发明利用电渗析法降低再造烟叶浓缩液中TSNA和硝酸盐含量的方法该清洁化制备烟碱的方法，具体过程如下：

1)第一次电渗析脱盐处理

将固含量为8-20％的再造烟叶浓缩液在10-20A/cm²的恒定电流密度条件下进行第一次电渗析脱盐处理至电压稳定为60V，在60V稳压条件下电渗析脱盐处理至电导率为1ms/cm；

所述再造烟叶浓缩液是按照传统造纸法再造烟叶生产工艺制备得到的，具体过程如下：

a、按照重量比1:10的比例在萃取罐中加入造纸法再造烟叶原料和水，在50-65℃的温度下搅拌1h；

b、将步骤a得到的混合料依次经压榨、过滤、离心分离得到烟草萃取液，所得的烟草萃取液在65℃真空浓缩后即得再造烟叶浓缩液，固含量为8-20％。

2)第二次电渗析脱盐处理

通过pH值调节剂调节第一次电渗析脱盐处理后得到的料液的pH值至1-3，在10-20A/cm²的恒定电流密度条件下进行电渗析脱盐处理至电压稳定为60V，在60V稳压条件下电渗析脱盐处理至电导率为0.5ms/cm；

3)第三次电渗析脱盐处理