[发明专利]一种造纸法再造烟叶萃取液中铵离子的选择性调控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸法再造烟叶萃取液中铵离子的选择性调控方法，属于造纸法再造烟叶生产技术领域。

背景技术

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。再造烟叶化学组分与物理参数的可调控性是其最突出优势。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、压力驱动膜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。

烟梗与烟叶萃取液中的铵根离子是烟气中氨的重要前体物，其含量不仅对再造烟叶烟气中氨的释放量存在重要贡献，同时也对感官品质产生负面影响(形成烟气氨的烟草前体物研究，烟草科技，2014，10:49-51)。因此，铵根离子的去除，特别是选择性去除是提高造纸法再造烟叶质量的关键技术之一。

中国专利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，去除生物大分子以及小分子无机盐，以提升造纸法再造烟叶的质量，然而压力驱动膜对于离子化合物的去除尚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。电渗析技术是一种高效的脱盐手段，其对烟草水提物中的离子化合物的脱除效率较高，如CN103815536A利用电渗析方法，使用IONSEP^TM离子交换膜去除烟草原料中的铵根离子。烟草原料提取液中含有非离子型有效组分(如：果糖、葡萄糖、果胶等)和离子型有效组分(如烟碱)，其中烟碱是烟草最为重要的功效成分。虽然普通的电渗析技术可实现铵根等离子化合物相对于非离子型化合物的选择性去除，但通常也导致烟草离子型有效组分(烟碱和有机酸)的大量流失，这必将导致卷烟吸食品质下降。向海英等发现使用IONSEP^TM离子交换膜去除一价阴离子的同时，同步降低烟碱50％以上(烟梗提取液中氯离子的电渗析法脱除，烟草科技，2015，1:72-75)。因此，在提高烟草原料提取液或再造烟叶萃取液中铵根离子脱除效率的同时，如何有效保留烟草的有效成分(烟碱和有机酸)是电渗析处理烟草萃取液亟待解决的关键问题，也是电渗析技术在造纸法再造烟叶生产中应用的技术关键。

发明内容

本发明是针对上述现有电渗析技术所存在的烟碱大量流失问题而研制的一种生产工艺简单、可控性强的铵离子选择性调控方法，可广泛应用于造纸法再造烟叶萃取液中，使铵离子含量选择性降低，并有效避免烟碱和有机酸的流失，在降低铵离子的同时，显著提高造纸法再造烟叶吸食品质。

本发明通过普通阳离子交换膜或一价阳离子选择性透过膜的使用高效去除烟草萃取液中铵离子，并通过一价阴离子选择性透过膜有效避免烟碱和有机酸的流失，实现了铵离子的选择性去除。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明造纸法再造烟叶萃取液中铵离子的选择性调控方法，其特征是：

a、将按照造纸法再造烟叶生产工艺所制备的烟草萃取液引入电渗析装置的淡化室，并在浓缩室中加入水或电解质；所述烟草萃取液的固形物含量为7-10％。

所述电渗析装置的阳离子交换膜为普通阳离子交换膜或一价阳离子选择性透过膜，阴离子交换膜为一价阴离子选择性透过膜。

按照造纸法再造烟叶生产工艺制备烟草萃取液的步骤为：将造纸法再造烟叶原料(烟梗烟叶、和/或烟末)加入搅拌罐中，加入4-10倍重量的水，搅拌提取1小时，使用双螺旋挤浆机进行固液分离，所得到的烟草水溶液经过80-120目的振筛粗过滤，再在2500-3500rmb转速条件下离心分离，清液即为电渗析处理所需的烟草萃取液。

b、在恒定电流密度条件下对烟草萃取液进行电渗析处理脱除铵离子，即进行脱铵处理；电渗析处理的流量为4-8L/min；恒定电流密度为10-20mA/cm²。

c、在脱铵处理过程中通过淡化室内电导率的变化或者铵离子的实际含量来控制脱铵程度；同时检测淡化室内烟碱含量及有机酸总量(包括柠檬酸、草酸和苹果酸)以考察脱铵处理的选择性；

d、将脱铵后的烟草萃取液按照造纸法再造烟叶生产工艺继续进行处理，用于再造烟叶的加工。