[發明專利]一種用于降低煙草萃取液中鎘含量的植物材料吸附劑及其應用

有效

• 申請號: 201310315721.7
• 申請日: 2013-07-25
• 公開（公告）號: CN103386293A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 王愛國;張艷玲;張仕祥;王建偉;商慧文;陳釗;梁太波;劉陽
• 申請（專利權）人: 中國煙草總公司鄭州煙草研究院
• 主分類號: B01J20/00
• 分類號: B01J20/00;A24B15/24
• 代理公司: 鄭州中民專利代理有限公司 41110
• 代理人: 姜振東

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技術領域

本發明涉及降低煙草萃取液中鎘含量的技術領域，具體是一種用于降低煙草萃取液中鎘含量的植物材料吸附劑及其應用。

背景技術

煙草萃取液是通過適當工藝措施將煙葉、煙梗，煙末等煙草原料中的水溶性物質萃取到水中得到的一種液體。煙草萃取液經濃縮后可用于生產再造煙葉。

近年來，隨著卷煙減害降焦技術的發展，再造煙葉在高檔卷煙中的摻兌率不斷提高，成為重要的卷煙原料。

在卷煙的消費過程中，煙絲中的重金屬可能隨著煙氣遷移，因此煙草制品中重金屬含量過高可能會危害到人體健康。研究報道顯示，我國部分卷煙產品中鉛、鎘、砷等重金屬含量要高于加拿大的同類產品（O'Connor,?et?al?Tobacco?Control?2010;19?(Suppl?2):i47-i53.?doi:10.1136/tc.2009.030163.）。煙葉中重金屬含量取決于種植土壤、煙草品種、農藝措施等多個因素，從目前的研究情況來看，降低植煙土壤中重金屬含量需要的成本很高或者時間很長，而通過低鎘吸收品種的選育以及農藝措施來降低煙葉中重金屬含量的措施目前尚未取得適合實際生產的成果。本發明通過降低煙草萃取液中鎘的含量，來降低再造煙葉及煙草制品的鎘含量。

目前，國內外已有一些去除煙草萃取液中重金屬離子的技術，專利（申請號201110186648.9）宣傳提供了一種煙草萃取液中重金屬離子的去除方法，其特征在于，包括將煙草萃取液經過脈沖過濾器過濾后先通過在電解裝置進行電解處理，將電解處理后的煙草萃取液經過陽離子交換樹脂柱，得到去除重金屬離子的煙草萃取液。專利（申請號201210505191.8）宣稱提供了一種改性抽提液的制造方法及用于降低造紙法煙草薄片重金屬離子含量的方法。采用改性紅輝沸石制作成提取液，再將提取液采用改性紅輝沸石制作成提取液，再將提取液使用在造紙法煙草薄片浸漬涂布生產的低重金屬離子含量的工藝上。菲利普·莫里斯公司（Philip?Morris?USA?Inc.）的申請了一項去除煙草萃取液中重金屬方法的專利（US?20110083684A1），其包括用一系列重金屬吸附材料來吸附煙草萃取液中的重金屬離子，不同的吸附劑依據類型和劑量可以不同程度低降低煙草萃取液中Cd、As、Pb、Se等重金屬的含量，這些吸附材料包括：表面活化的氧化鈦粒子、聚葡萄胺糖、磷酸鈣、經硫烷基取代的硅膠、硫烷基取代的中孔分子篩、Au-銳鈦礦、細磨的γ-氧化鋁，光催化二氧化鈦粒子，Au-銳鈦礦、氧化鈰等。但上述這些方法中，不同程度地存在成本較高、工藝復雜、或可能向煙草萃取液中摻入非植物源成分等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種易于操作、成本低廉的降低煙草萃取液中鎘含量的植物材料吸附劑及其應用

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種用于降低煙草萃取液中鎘含量的植物材料吸附劑，是通過以下方法制得：以美洲商陸的根系為原料，經粉碎、稀酸浸泡改性處理，過濾后再用去離子水清洗，最終得到植物材料吸附劑。

原料粉碎的粒徑為0.1?mm?-?0.3?mm。

稀酸浸泡改性處理時，原料顆粒與稀酸的質量體積比為1：10-1；100（克∶毫升），處理時間1?-?8小時。

所用稀酸為稀鹽酸、稀硝酸、稀醋酸或稀硫酸的任意一種或其兩種以上混合，濃度范圍為0.01?mol/L?–?0.5?mol/L。

稀酸浸泡改性處理時，輔助搖床振蕩。

將本發明所制備的植物材料吸附劑加入到煙草萃取液中進行吸附，吸附劑相對萃取液的加入比例為1∶5-1∶50（克∶毫升），吸附平衡時間1.5-4小時，吸附平衡時使整個體系處于振蕩狀態，或置于搖床上，轉速為90?-?150?轉/分鐘。最后將植物材料吸附劑過濾去除（使用孔徑小于0.1?mm（150目及以上）的尼龍濾膜過濾將植物材料去除），即得到降低了鎘含量的煙草萃取液。

與現有技術相比，本發明的優點為：

1、本發明優選地使用改性后的鎘超積累植物美洲商陸的根系作為吸附劑。美洲商陸根系中鎘含量可達2?%，該材料具有大量的鎘吸附位點，經過稀酸改性，可將材料中重金屬的吸附位點釋放出來；將改性后的植物材料加入到煙草萃取液中，可以吸附煙草萃取液中的鎘離子，通過去除吸附了鎘的植物材料，就可以得到降低了鎘含量的煙草萃取液。鎘離子去除率較高，且杜絕了向煙草萃取液中加入非植物源成分的可能性。