本發明屬于卷煙技術領域，具體涉及一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法及其制得的添加劑與應用。
背景技術：
隨著中國煙草工業的快速發展，大品牌的形成，卷煙降焦減害的要求，以及煙草品類的進一步完善，對高品質煙用香精香料的需求也在與日俱增。通常根據香料的來源，可將其分為天然香料和合成香料兩大類，目前已知天然香料有3000多種，合成香料更多達7000余種，并且新的品種還在不斷涌現。
葛根系豆科葛屬多年生植物，是中國南方一些省區的常食蔬菜，其味甘涼可口，常作煲湯之用，也可作為藥物應用。葛根中提出的黃酮能增加大腦及冠狀血管血流量，降低血管阻力。所含的大豆黃酮具有解痙、降低血糖等多種功能。葛根本身也具有生津止渴等功效。中國擁有14個葛屬植物品種，種質資源最豐富，居世界首位。
隨著消費者對卷煙品質的要求越來越高，如何增強煙氣舒適性，提高卷煙品質成為了各卷煙生產企業研發的熱點。將葛根顆粒材料加入卷煙濾嘴也在很早之前就已經實現了產業化應用，也得到了廣泛的好評。但以前所應用的大多是利用葛根淀粉的性質，但對于葛根纖維在卷煙領域尚未見相關應用。
技術實現要素：
本發明的目的是為了解決現有技術的不足，提供一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法及其制得的添加劑與應用。由于葛根纖維在食品領域具有很長的應用歷史，且得到了廣泛的認可和好評，因此將葛根纖維應用于卷煙用紙領域，具有可靠的安全性和廣泛的接受度。本發明是將在制造葛根顆粒粉碎過程中所得到的粗制葛根纖維進行回收利用，并對其進行加壓酸處理。由于這類纖維經過了粉碎和加壓酸處理，纖維結構和成分都發生了很大的變化，最顯著的是短纖維含量增大，纖維結構變得疏松，有利于透氣，并且具有原始葛根的感官功效特征。這種濾棒添加劑的加入能夠在滿足相同吸阻和截留效率的前提下，增加濾棒的功能性，提升卷煙煙氣的潤感和舒適性。
為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：
一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法，包括如下步驟：
步驟（1），向葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維中加入體積為葛根纖維體積1-1.5倍的質量濃度為3-5%的醋酸水溶液，并在壓力為1-2atm下煮沸，并保持沸騰1-5h后，過濾，得到固體物；
步驟（2），將步驟（1）得到的固體物用水清洗多次，之后進行固液分離，對得到的固形物進行高溫滅菌，即得到濾棒添加劑；清洗時，每次所用的水與固體的體積比為1:1-1:1.5。
進一步，優選的是，所述步驟（2）中，用水清洗的次數為3-5次。
進一步，優選的是，所述步驟（2）中，高溫滅菌的滅菌溫度為120℃，滅菌時間為4-6h。
本發明同時提供上述用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法制得的濾棒添加劑。
本發明還提供上述濾棒添加劑在制備濾棒中的應用。
具體的應用方法為將濾棒添加劑在醋酸纖維紡絲過程中加入到醋酸纖維中進行混紡，混紡得到的絲束在后續的濾棒加工中以常規的濾棒加工工藝進行生產。
進一步，優選的是，濾棒添加劑的加入的質量為醋酸纖維質量的1%-10%。
葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維的過程與普通植物纖維的提取方法類似，一般是將葛根粉碎后在40-60目的篩網下進行篩分，將粉末與纖維原料分離后，將所得纖維原料放入濃度為2％的naoh溶液中，并在100℃條件下煮沸100min，待溶液溫度降至70～80℃之后，加入濃度為5%的h2o2水溶液，繼續加熱0.5h，保持溫度為70～80℃，之后過濾，用蒸餾水充分洗滌濾渣至中性，干燥后即得到纖維樣品。該方法為常規提取纖維的方法。
本發明與現有技術相比，其有益效果為：
本發明利用初步粉碎后的葛根纖維進行加壓酸處理，然后經過水洗、滅菌等步驟得到本發明濾棒添加劑，之后可將本發明得到的濾棒添加劑與醋酸纖維進行混紡，制成功能型濾棒絲束。由于這類葛根纖維經過了粉碎和加壓酸處理的過程，纖維組成和結構都發生了很大的變化，能夠在滿足相同吸阻和截留效率的前提下，增加濾棒的提質功能性和減害功能性，提升卷煙煙氣的潤感和舒適性。
本發明產品添加到醋酸纖維絲束制成卷煙后，在保障濾棒吸阻相同的前提下，濾棒對煙氣總粒相物的截留效率可上升7%-25%。
本發明方法處理簡單、易行，所涉及的設備均為市場已有設備，且價格便宜。由于充分利用了葛根造粒時廢棄的纖維殘渣，節約了濾棒醋酸纖維絲束的使用量，卷煙濾棒的生產成本能夠降低約10%。而且由于該類纖維的疏松結構，能夠在不影響濾棒吸阻等參數的前提下，能夠有效降低煙氣中有害成分的釋放量。
葛根淀粉應用到卷煙濾嘴中時，主要起到增加煙氣潤感的作用，對煙氣的截留影響不大。本發明中將葛根纖維加入卷煙濾嘴中，不僅能起到一定增加煙氣潤感的作用（雖然效果弱于葛根淀粉），但經過本發明處理后，該纖維能夠較好地起到對煙氣有害成分的截留作用，同時減少了絲束用量。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步說明，但不限于所舉的材料和條件。
本領域技術人員將會理解，下列實施例僅用于說明本發明，而不應視為限定本發明的范圍。實施例中未注明具體技術或條件者，按照本領域內的文獻所描述的技術或條件或者按照產品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過購買獲得的常規產品。
本發明除非另有說明，否者百分號代表質量百分數。
實施例1
一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法，包括如下步驟：
步驟（1），向葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維中加入體積為葛根纖維體積1倍的質量濃度為3%的醋酸水溶液，并在壓力為1atm下煮沸，并保持沸騰1h后，過濾，得到固體物；
步驟（2），將步驟（1）得到的固體物用水清洗3次，之后進行固液分離，對得到的固形物進行高溫滅菌，即得到濾棒添加劑；清洗時，每次所用的水與固體的體積比為1:1。
其中，高溫滅菌的滅菌溫度為120℃，滅菌時間為6h
將得到的濾棒添加劑在紡絲過程中以1%的摻配量與醋酸纖維進行混紡，得到混紡后的功能性醋酸纖維絲束；
將上述功能性醋酸纖維絲束制成常規規格（24mm圓周，焦油釋放量10mg）的卷煙后。該卷煙產品相對于沒有加入該濾棒添加劑的卷煙，在保障濾棒吸阻相同的前提下，濾棒對煙氣總粒相物的截留效率上升10%，苯并[a]芘釋放量降低15%，氨釋放量降低22%（煙氣成分釋放量均按照煙草行業標準方法檢測），煙氣舒適性上升，并能減少絲束用量，節約成本10%。
實施例2
一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法，包括如下步驟：
步驟（1），向葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維中加入體積為葛根纖維體積1倍的質量濃度為5%的醋酸水溶液，并在壓力為2atm下煮沸，并保持沸騰1-5h后，過濾，得到固體物；
步驟（2），將步驟（1）得到的固體物用水清洗5次，之后進行固液分離，對得到的固形物進行高溫滅菌，即得到濾棒添加劑；清洗時，每次所用的水與固體的體積比為1:1.5。
其中，高溫滅菌的滅菌溫度為120℃，滅菌時間為4h
將得到的濾棒添加劑在紡絲過程中以10%的摻配量與醋酸纖維進行混紡，得到混紡后的功能性醋酸纖維絲束；
將上述功能性醋酸纖維絲束制成常規規格（24mm圓周，焦油釋放量10mg）的卷煙后。該卷煙產品相對于沒有加入該濾棒添加劑的卷煙，在保障濾棒吸阻相同的前提下，濾棒對煙氣總粒相物的截留效率上升25%，苯并[a]芘釋放量降低17%，氨釋放量降低30%（煙氣成分釋放量均按照煙草行業標準方法檢測），煙氣舒適性顯著上升，并能減少絲束用量，節約成本8%。
實施例3
一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法，包括如下步驟：
步驟（1），向葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維中加入體積為葛根纖維體積1.5倍的質量濃度為4%的醋酸水溶液，并在壓力為1.5atm下煮沸，并保持沸騰3h后，過濾，得到固體物；
步驟（2），將步驟（1）得到的固體物用水清洗4次，之后進行固液分離，對得到的固形物進行高溫滅菌，即得到濾棒添加劑；清洗時，每次所用的水與固體的體積比為1:1.3。
其中，高溫滅菌的滅菌溫度為120℃，滅菌時間為5h
將得到的濾棒添加劑在紡絲過程中以5%的摻配量與醋酸纖維進行混紡，得到混紡后的功能性醋酸纖維絲束；
將上述功能性醋酸纖維絲束制成常規規格（24mm圓周，焦油釋放量10mg）的卷煙后。該卷煙產品相對于沒有加入該濾棒添加劑的卷煙，在保障濾棒吸阻相同的前提下，濾棒對煙氣總粒相物的截留效率上升15%，苯并[a]芘釋放量降低10%，氨釋放量降低13%（煙氣成分釋放量均按照煙草行業標準方法檢測），煙氣舒適性顯著上升，并能減少絲束用量，節約成本8%。
實施例4
一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法，包括如下步驟：
步驟（1），向葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維中加入體積為葛根纖維體積1.2倍的質量濃度為4%的醋酸水溶液，并在壓力為1.7atm下煮沸，并保持沸騰1-5h后，過濾，得到固體物；
步驟（2），將步驟（1）得到的固體物用水清洗5次，之后進行固液分離，對得到的固形物進行高溫滅菌，即得到濾棒添加劑；清洗時，每次所用的水與固體的體積比為1:1.2。
其中，高溫滅菌的滅菌溫度為120℃，滅菌時間為6h
將得到的濾棒添加劑在紡絲過程中以3%的摻配量與醋酸纖維進行混紡，得到混紡后的功能性醋酸纖維絲束；
將上述功能性醋酸纖維絲束制成常規規格（24mm圓周，焦油釋放量10mg）的卷煙后。該卷煙產品相對于沒有加入該濾棒添加劑的卷煙，在保障濾棒吸阻相同的前提下，濾棒對煙氣總粒相物的截留效率上升21%，苯并[a]芘釋放量降低120%，氨釋放量降低26%（煙氣成分釋放量均按照煙草行業標準方法檢測），煙氣舒適性上升，并能減少絲束用量，節約成本12%。
實施例5
一種用葛根纖維制造濾棒添加劑的方法，包括如下步驟：
步驟（1），向葛根顆粒粉碎后篩分得到的葛根纖維中加入體積為葛根纖維體積1.3倍的質量濃度為5%的醋酸水溶液，并在壓力為1.2atm下煮沸，并保持沸騰2h后，過濾，得到固體物；
步驟（2），將步驟（1）得到的固體物用水清洗5次，之后進行固液分離，對得到的固形物進行高溫滅菌，即得到濾棒添加劑；清洗時，每次所用的水與固體的體積比為1:1.4。
其中，高溫滅菌的滅菌溫度為120℃，滅菌時間為5h
將得到的濾棒添加劑在紡絲過程中以2%的摻配量與醋酸纖維進行混紡，得到混紡后的功能性醋酸纖維絲束；
將上述功能性醋酸纖維絲束制成常規規格（24mm圓周，焦油釋放量10mg）的卷煙后。該卷煙產品相對于沒有加入該濾棒添加劑的卷煙，在保障濾棒吸阻相同的前提下，濾棒對煙氣總粒相物的截留效率上升7%，苯并[a]芘釋放量降低8%，氨釋放量降低10%（煙氣成分釋放量均按照煙草行業標準方法檢測），煙氣舒適性上升，并能減少絲束用量，節約成本8%。
對比試驗
對比例1
對比例1與本發明方法的區別在于：醋酸水溶液的濃度不在本發明保護的范圍內，其余都相同。
結果顯示：
如果醋酸水溶液濃度過高，纖維受醋酸侵蝕較嚴重，容易斷裂，短纖維含量過大（大于5%），為步驟（3）中的混紡增加難度；此外，還可能會導致有部分醋酸分子殘留在纖維中，從而在制成卷煙濾嘴后，影響卷煙的感官品質。如果醋酸水溶液濃度過低（小于3%），纖維受醋酸侵蝕作用太小，無法造成疏松的結構特征，短纖維含量也會隨之變小，導致其制成濾嘴后的實際截留效率降低。
對比例2
對比例2與本發明方法的區別在于：醋酸水溶液所用的體積不在本發明保護的范圍內，其余都相同。
結果顯示：
本發明限制醋酸水溶液的體積是為了保證醋酸水溶液能夠沒過待處理的葛根纖維，如果過少會導致沒有沒入溶液的纖維處理效果不理想，過多則會導致浪費。
對比例3
對比例3與本發明方法的區別在于：壓力和煮沸時間不在本發明保護的范圍內，其余都相同。
結果顯示：
壓力和煮沸時間是為了保證處理的效果，如果壓力過大或煮沸時間過長，纖維處理過度，會導致纖維在后續處理過程中容易斷裂，短纖維含量過大；如果壓力太小或煮沸時間太短，又會導致無法造成疏松的結構特征，短纖維含量也會隨之變小，導致其制成濾嘴后的實際截留效率降低。
對比例3
對比例3與本發明方法的區別在于：滅菌時，不采用高溫滅菌，其余都相同。
結果顯示：
本申請采用高溫滅菌是為了使纖維進一步與膨脹，進一步生成疏松的結構，而紫外線滅菌或臭氧滅菌等方法就沒有這種效果。
以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。