一种具有保湿功能卷烟纸的研发

2017-05-09余振华詹建波杨丽萍浩王平军余婷婷

中国造纸 2017年4期

关键词：施胶透气微胶囊

余振华詹建波杨丽萍张莹王浩王平军郑晗余婷婷

(1.云南中烟工业有限责任公司,云南昆明,650202； 2.民丰特种纸股份有限公司, 浙江嘉兴,314000)

·保湿卷烟纸·

一种具有保湿功能卷烟纸的研发

余振华1詹建波1杨丽萍1张莹1王浩1王平军2郑晗1余婷婷1

(1.云南中烟工业有限责任公司,云南昆明,650202； 2.民丰特种纸股份有限公司, 浙江嘉兴,314000)

采用一种热稳定性好的微胶囊壁材,用其包裹原生态水(指可直接饮用的河水、山泉水或矿泉水),形成橄榄状异构体微胶囊保湿剂,并通过表面施胶的方式涂覆在卷烟纸表面。实验表明,保湿剂用量0.6%时卷烟纸可达到湿润烟气的效果,提高卷烟的感官品质。

保湿；微胶囊；卷烟纸；感官品质

卷烟的增香保润和减害降焦是一项涉及卷烟生产整个工艺过程的综合技术,除了调控卷烟叶组配方外,使用合适的卷烟辅助材料,尤其对现有烟支用纸(包括接装纸、卷烟纸、纸质滤棒等)进行改性及应用,体现产品的技术含量和差异化个性,是满足市场需求的有效途径之一[1]。卷烟纸是卷烟的一个重要组成部分,它不仅具有包裹烟丝所要求的强度性能,同时还要具有合适的透气性、阴燃速率等诸多的物理性能[2],以满足卷烟良好的品吸效果。鉴于卷烟的保润性能影响卷烟香味和舒适度[3- 4],关于卷烟产品保润已有较多的研究[5- 6],主要是在烟丝中添加丙二醇等多羟基醇类以保持烟丝中的水分。探索一种廉价、工艺可行的卷烟保湿方法对于提高卷烟产品品质是非常重要的,以不影响卷烟原有吸味为前提,在卷烟纸表面涂覆功能性保湿剂,来赋予卷烟纸保湿功能是一种有意义的尝试。

本研究提出了一种在卷烟纸上涂覆具有保湿功能的微胶囊 (分子囊化)保湿剂的方法。在卷烟纸生产过程中,将微胶囊保湿剂与助燃剂混合在一起,通过表面施胶的方式涂覆到卷烟纸内表面(毯面),得到具有保湿功能的卷烟纸产品。使其在保证常规烟气指标不变的情况下实现卷烟纸在卷烟燃烧过程中释放水分,达到润湿烟气的效果。研究的重点为微胶囊保湿剂的制备和评价、保湿剂在卷烟纸中的施加,保湿卷烟纸的物理特性,以及用于卷烟后的效果评价。

1 实验

1.1 实验材料和仪器

葡萄糖,麻浆,针叶木浆,改性淀粉,去离子水；其他试剂均为食品级。

扫描电子显微镜。

1.2 微胶囊(分子囊化)保湿剂的制备

取适量低聚葡萄糖,用一定量去离子水溶解搅拌,形成低聚葡萄糖过饱和溶液,经超声波细胞粉碎仪处理一定时间,将去离子水逐滴加入到上述溶液中,在60℃水浴锅中保温30 min后取出,待溶液冷却至室温后,将其放入4℃冰箱中静置24 h,并在高压分散器转速18000 r/min下分散2 min,高压匀质2次,然后经抽滤、沉淀,置于50℃干燥箱干燥至恒质量,即得分子囊化保湿剂,制得的微胶囊保湿剂平均包络率可到达30%。

1.3 微胶囊的扫描电子显微镜分析

取少量微胶囊保湿剂,用蒸馏水稀释后,取一定量微胶囊溶液置于载玻片上,经干燥后用扫描电子显微镜观察形貌特征。

1.4 保湿卷烟纸的制备

在卷烟纸抄造过程中,将微胶囊保湿剂与助燃剂按一定比例混合均匀后,通过表面施胶的方式,施涂到卷烟纸内表面(毯面),得到具有保湿功能的卷烟纸产品。

图1 微胶囊的扫描电镜图

图2 微胶囊保湿剂界面模拟图

1.5 卷烟纸物理性能分析

卷烟纸的物理性能均按国家标准GB/T 12655—2007规定的方法进行检测。

1.6 感官评吸

按国家标准GB/T 56064—2005规定的方法进行评价,经3轮评吸(盲评)后取平均分,确定卷烟样品的感官质量结果。

2 结果与讨论

2.1 微胶囊保湿剂的性质及结构特征

由于低聚葡萄糖是亲水性很强的分子(具有—OH、—CHO基团),因此采用低聚葡萄糖所形成的微胶囊的内壁和外表布满了亲水基团。实验表明,本实验制备的低聚葡萄糖微胶囊易溶于水和乙醇,熔点为264℃,pH值为6.5～7.5。常温下在水和乙醇中溶散度大于85%,固体湿润度大于95%。

图1所示为不同放大倍数下微胶囊保湿剂的扫描电镜图。由图1可知,所制备的微胶囊呈橄榄球状,平均粒径为5 μm左右,每个球体表面均开有一个纳微尺度的小孔,适合用于制作装载储存或释放水分子的芯材。因此,将该芯材作为保湿剂的载体,并用于卷烟纸微胶囊保湿剂的制作。

2.2 保湿剂在卷烟纸中的应用

本研究制备的微胶囊保湿剂在水中分散性较好,将微胶囊保湿剂与助燃剂混合均匀,采用表面施胶的方式将混合均匀的保湿剂和助燃剂涂覆在卷烟纸内表面(毯面),并通过渗透均匀地分布于卷烟纸纤维中。虽然在卷烟纸的抄造烘干过程中,纸张纤维中的自由水很容易被蒸发掉,但由于微胶囊保湿剂的存在,使得微胶囊包裹的水被保留下来,卷烟纸保湿模拟图如图2所示。

在生产过程中,保湿剂是在卷烟纸生产的前干燥部后进行表面施胶而引入的。实验表明,后干燥部烘缸少、温度低,因此涂覆保湿剂的卷烟纸进入后干燥部，由于温度低故减少了温度对微胶囊(分子囊)包合的影响。需要将进入表面施胶处纸张的水分控制在2.5%～4.0%,以便于微胶囊保湿剂与纸张纤维的结合,进而提高保湿卷烟纸的稳定性。而微胶囊保湿剂渗透到卷烟纸内表面(卷烟纸的毯面或与烟丝的接触面),更有利于胶囊释放出的水分子进入卷烟烟气。此外,为了保证保湿剂在卷烟纸内表面施加的均一性,必须采用精密计量仪器以控制施胶辊上的添加量。

2.3 保湿剂添加量对保湿卷烟纸特性的影响

在保证卷烟纸基本抄造工艺参数一致的情况下,考察了保湿剂添加量为0、0.6%和1.0%(相对纸张绝干质量)时对卷烟纸物理性能的影响,实验结果如表1所示。

表1 保湿剂添加量对卷烟纸物理性能的影响

图3 总粒相物

图4 烟气烟碱量

图5 焦油

图6 烟气CO

由表1的实验结果可知,微胶囊保湿剂与助燃剂按一定比例混合均匀,通过表面施胶的方式,施涂到卷烟纸毯面后,在一定范围内,随着卷烟纸中保湿剂添加量的增加,卷烟纸的水分和抗张能量吸收有所提高。说明表面施胶后,卷烟纸不仅具有一定的保湿作用,且还能改善卷烟纸的抗张强度。卷烟纸的透气度略有降低,不透明度提高则可能与保湿剂的壁材为改性淀粉类物质有关。而纸张阴燃速率增大,这与微胶囊的结构和纸张水分含量增大有关。这些由于保湿剂的加入而导致的参数变化对卷烟纸并无显著不利的影响。

2.4 保湿卷烟纸用于卷烟的感官质量评价

考虑到保湿剂的添加量在高于0.6%之后对卷烟纸的保湿效果并无显著改善,本研究确定采用保湿剂添加量为0.6%进行保湿卷烟纸样品的制备,并以所得的样品MF-A进行卷烟样品制作。在保证常规烟气指标结果基本一致的情况下,对不同透气度MF-A样品与添加丙二醇、甘油等多羟基物质作为保润剂的5种卷烟纸样品(编号分别为JF-A、NF-A、HF-A、ZM-A、HT-A)的感官质量进行比较、评价。

2.4.1 常规烟气指标

不同透气度MF-A样品与添加丙二醇、甘油等多羟基物质作为保润剂的其他5种卷烟纸样品常规烟气指标总粒相物、烟气烟碱、焦油、烟气CO含量检测结果见图3、图4、图5、图6，各指标含量均以每支烟计。

2.4.2 感官质量评价

不同透气度MF-A样品与添加丙二醇、甘油等多羟基物质作为保润剂的其他5种卷烟纸样品的感官质量进行比较、评价结果如表2、表3、表4所示。

表2 透气度50 CU的MF-A与其他5种

由表2、表3和表4中的结果说明,按标样卷烟感官质量设计分值91.0的要求,在透气度为50 CU 条件下,加0.6%保湿剂的卷烟纸样品MF-A，在感官综合质量方面等同于样品NF-A,并优于其他样品近0.5分。在透气度为60CU条件下,加0.6%保湿剂的卷烟纸样品MF-A，在感官综合质量方面等同于样品HT-A,优于其他2个样品近0.3分。在透气度为70CU条件下,加0.6%保湿剂的卷烟纸样品MF-A，在感官综合质量方面等同于样品HT-A,优于其他样品近1.0分。综合来看,在相同条件下,添加0.6%保湿剂的卷烟纸样品，整体感官质量较未加保湿剂的卷烟纸样品具有较明显的提高,添加0.6%保湿剂的卷烟纸样品MF-A的卷烟产品在抽吸品质舒适性指标刺激性、灼热感、余味方面,略优于其他卷烟纸样品,按国家标准GB/T56064—2005规定的方法进行评价,感官质量分提高了0.5分。

表3 透气度60 CU的MF-A与其他5种

表4 透气度70 CU的MF-A与其他5种

3 结语

3.1 提出了一种将微胶囊保湿剂嫁联于卷烟纸中的方法,并能够在实际卷烟纸的生产工艺中得以实现,是卷烟纸功能改性技术的新尝试。

3.2 利用该工艺制备的具有保湿功能卷烟纸对卷烟常规烟气指标没有负面影响,可改善由环境因素变化造成的感官抽吸刺激性、灼热的不良感觉,能够将卷烟的感官品质提升0.5分。

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(责任编辑：马忻)

Research on a Kind of Cigarette Paper with Moisture Keeping Function

YU Zhen-hua1,*ZHAN Jian-bo1YANG Li-ping1ZHANG Ying1WANG Hao1WANG Ping-jun2ZHENG Han1YU Ting-ting1

(1.YunnanTobaccoIndustryCo.,Ltd.,Kunming,YunnanProvince, 650202； 2.MinfengSpecialPaperCompanyLimited,Jiaxing,ZhejiangProvince, 314000)

(*E-mail: 16929268@qq.com)

In order to achieve moisture keeping of cigarettes, a kind of microcapsule with good thermal stability was applied to wrap the original ecological water, forming the moisturizer with the structure of various olive shapes, which was coated on to the inner surface of cigarette paper by surface sizing. After gradient validation, the cigarette paper with 0.6% moisturizer could achieve the effects of wetting cigarette smoke and improving the sensory quality of cigarettes.

moisture keeping； microcapsules； cigarette paper； sensory quality