[发明专利]一种降低烟丝中苯并[a]芘前体化合物的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及卷烟技术领域，具体地说是一种降低烟丝中苯并[a]芘前体化合物的方法及装置。

背景技术

众所周知，烟草本身是一种超过4000种化学成分的复杂混合物，抽吸期间，卷烟或其它制品中的烟草暴露于从常温到约900℃的温度下和浓度不断变化的氧气中，产生了超过6000种化学物质。可见，烟气作为烟草燃烧的产物，烟气的成分与烟草中的组分有着密切的联系，绝大多数烟气成分来自于烟草中相应的前体化合物，正是这些烟草中的化合物通过燃烧中发生的各种化学反应和物理转移，形成了烟气中各种成分。

为了降低烟气中的特定烟气成分，例如一氧化碳、苯并[a]芘等等化合物，人们研究了各种技术来降低其在烟气中的释放量，其中就包括降低前体化合物的方法。2011年，英美烟草公司报道了一种降低前体化合物的方法，实现了大部分Hoffmann化合物的降低。随后又报道了一种新型的提取烟草中某些成分的方法，即利用生化技术降低烟草中的蛋白质、肽、氨基酸以及多酚，实现了大部分Hoffmann名单化合物的降低。

而目前烟草提取处理的研究还较少，更没有能够批量化、流程化的大规模萃取处理烟草的装置。现有技术中没有与本发明相同的降低烟丝中苯并[a]芘前体化合物的方法及装置的应用和文献报导。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低烟丝中苯并[a]芘前体化合物的方法及装置，能够方便地，规模化地进行烟丝萃取处理，有效降低烟草中的苯并[a]芘前体化合物，可以直接掺配到配方中或者独立使用。

本发明的技术方案是：降低烟丝中苯并[a]芘前体化合物的方法主要包括萃取，双溶剂分离、回加和水分调节四大步骤，具体如下：

1）萃取：在萃取釜内放入所需萃取处理的烟丝，从溶剂入口加入萃取溶剂，对烟丝进行浸渍至萃取液颜色不再加深时，从萃取液出口阀门放出萃取液，烟丝脱除溶剂并干燥；

2）双溶剂分离：采用两种溶剂A和B，对萃取液进行处理，将指定成分留在萃取溶剂中，而其余极性相差较大的成分分别由溶剂A和B溶解出来；先在萃取液中加入溶剂A进行搅拌混合并静置分层后，将溶剂A分离，溶剂A的极性要大于萃取液溶剂的极性2.00以上，该过程反复5次，每次加入的溶剂A体积为萃取液体积的1/10；再在经溶剂A处理后的萃取液中加入溶剂B进行搅拌混合并静置分层后，将溶剂B分离，溶剂B的极性要小于萃取液溶剂的极性2.00以上；该过程反复5次，每次加入的溶剂B体积为萃取液体积的1/10；

溶剂A可以是水、乙醇、乙酸乙酯等极性较大的溶剂中的一种或其混合物，溶剂B可以是二氯甲烷、三氯甲烷、石油醚、正己烷等极性相对较小的溶剂中的一种或其混合物；

3）回加：将溶剂A和B浓缩成浸膏后，溶解于乙醇中，再回加入干燥好的烟丝中；

4）水分调节：通过蒸汽进口通入水蒸汽或保润剂，调节步骤3）处理后烟丝的含水率至目标值，恢复烟丝的物理加工性能；

待上述四个步骤完成后，将萃取釜倒置，倒出萃取处理后的烟丝，即为以备工业使用。

 所述的萃取溶剂采用水，乙醇，正己烷，丙二醇，丙三醇，石油醚，乙酸乙酯等易挥发化合物，也可以是几种该类化合物的混合溶剂，具体的使用情况根据所需萃取物的极性而定，依照极性相似相溶原理，选择极性接近的溶剂进行萃取。优选方案是选择的萃取溶剂极性在待萃取物极性的±0.3范围内；萃取溶剂量以溶剂液面超过烟丝顶部2cm为佳。

在步骤1）中：烟丝放入萃取釜处理前，烟丝水分控制在10%-30%之间，优选控制水分为20%左右的烟丝为佳；使用的烟丝量不得超过萃取釜容积的4/5；

加入萃取溶剂后，必要时可加入特殊要求的气体，且需要加温时可从萃取釜的蒸汽进口通入高温蒸汽，蒸汽的温度低于所使用的萃取溶剂的沸点20℃为宜。

步骤2）中将5次得到的溶剂A合并后蒸馏浓缩，得到浸膏A，蒸馏出的溶剂A可重复使用；将5次得到的溶剂B合并后蒸馏浓缩，得到浸膏B，蒸馏出的溶剂B可重复使用。将浸膏A和浸膏B合并后加溶剂溶解，配成回加溶液，浓度为10 g/L~50 g/L；其中，溶剂可以使用水，乙醇，或二者的混合物。

浸渍过程中可以由物料观察取样口随时观察、取样浸渍中的物料和萃取液，以便于实时监控。一般当萃取液颜色不再加深时即可认为萃取完成，或去除少量萃取液进行化学分析，当所需萃取物含量不再增加时即可。

当浸渍完成后，从萃取液出口阀门放出萃取液，然后通过真空出口抽出剩余的溶剂，并使萃取釜内的烟丝干燥。整个干燥过程必须完全静置，减小烟丝的造碎。