CN101919582A - 烟丝低温微波膨胀工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种烟丝低温微波膨胀工艺,将经分级回潮至含水量为40%~70%的膨胀烟丝,装入模具中,然后置于-35℃~-55℃温度中冻结成块,再将烟丝块送人微波连续冻干***中升华干燥至3%~8%的含水量,最后回潮至12%~13%的含水量,得到膨胀烟丝成品。烟丝经本发明工艺膨胀后,其香气、香味明显,造碎率较低,异味杂味明显减少,且其膨胀度可以控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种烟丝膨胀工艺,特别是一种烟丝低温微波膨胀工艺。
背景技术
随着烟草行业降焦减害理念的发展与技术的实施,对烟草原料进行膨化处理就成为一种行之有效的方法。它不仅可直接减少成品卷烟中有害物质总量,还可以提高烟支的充分燃烧性,从而进一步减少抽吸过程中有害物质的产生。而烟丝作为卷烟的主要材料,其膨化的制造工艺及设备就成为各大卷烟生产商、卷烟加工设备制造商的热门研究对象。目前最具代表性的烟丝膨胀方法有三种。
一是CO2膨胀法,其主要原理是用高压液态CO2对烟丝进行浸泡,使CO2浸入其细胞或附着在其表面,然后减压至0.1MPa,形成低温干冰烟丝,再将低温干冰烟丝送入升华器中,在高达350℃左右的高温蒸汽中急速升温使干冰升华,从而达到使烟丝膨胀的目的。
另一种是CFC膨胀法,即以氟利昂或其取代品,如KC-2、异戊烷、液氨等作为烟丝膨胀浸渍剂,在一定的压力和温度下,先使浸渍剂充分渗入烟草细胞内,然后再减压至常压并通入高温蒸汽,使烟丝快速升温,令其内浸渍剂急速汽化,扩大烟丝细胞,从而达到膨胀效果。
上述两种方法,一方面,由于烟丝都经过了用液态CO2、KC-2之类的强有机溶剂的浸泡,因而极易使其中的香气、香味及各种有用成份大量流失;另一方面,加工过程中的高温,也会对植物性的烟丝品质有较大的影响,除了会使其香气、香味及各种有用成份大量挥发,还易使烟丝变得易碎,即造碎率较高。
目前还报道了一种较新的HXD膨胀法,该方法是用水浸润烟丝后,再将烟丝放入高达200~400℃的高温循环气体中加热,以使烟丝细胞内产生蒸汽的速率远大于逃逸速率,内部蒸汽压力大于渗透压,尽而达到细胞壁扩张,烟丝膨胀的效果,最后经干燥定型处理得成品。虽然HXD膨胀法没有强有机溶剂对烟丝品质的影响,但是其更高的温度将会对烟丝香气香味造成更加明显的损失。另外,造碎带来的副作用会使其膨胀效果大打折扣。例如,将其膨胀后的烟丝回潮至12%~13%的含水量,用3kg砝码法测试填充值仅为5cm3/g左右,更多的情况在5cm3/g以下。
综上所述,由上述方法加工得到的烟丝,其品质较差,因而只能作为卷烟的低档原料使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种烟丝低温微波膨胀工艺,该工艺能在较低温度条件下制备出膨胀烟丝,从而充分保证了烟丝的品质。
本发明的主要原理是:利用烟丝回潮到一定含水量范围内吸水平衡后,其体积将随含水量增加而膨胀,形成回潮湿胀效应,然后再利用微波连续冻干的方式,使膨胀的体积被定形下来。同样由于回潮湿胀效应,烟丝膨胀程度与回潮含水量成正比,因此控制烟丝回潮含水量,即可得到相应不同膨胀率的烟丝。
根据上述原理,本发明是通过实施如下的技术方案来实现本发明的目的。
一种烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于按如下工艺步骤进行:
A、分级回潮湿胀:将由通常的烟草加工工艺处理得到的烟丝,分4~10次逐级回潮,每级回潮时先由带耙散装置的喂料输送设备将烟丝送入回潮机,按质量分数,使含水量增加至5%~10%后送入储柜于常温下贮存20~60分钟,再进行下一次回潮,最终使含水量达40%~70%,使烟丝达到膨胀的效果;
所述回潮机指烟草工业中通用的回潮机,其回潮方式包括滚筒式、真空喷射式、真空机械式、热风式或刮板式等。
B、低温冻结:将经步骤A湿胀处理后的烟丝装入矩形模具内,然后置于-35℃~-55℃的温度环境中冻结成块;
C、微波低温定形膨胀:将经步骤B冻结后的烟丝块送入微波连续冻干***中,经升华干燥处理,使其含水量降至3%~8%制得膨胀烟丝;
D、将经步骤A~C制得的膨胀烟丝再回潮至含水量为12%~13%,得成品,该产品用以供通常的烟草加工工艺进一步处理。
步骤C所述微波连续冻干***,包括微波真空冻干装置、真空捕水装置、真空进料装置、真空出料装置,其中,微波真空冻干装置包括微波发生器1、微波天线2、常压微波腔4、真空微波腔5、真空隔板6、多孔透气微波屏蔽板7、低损耗输送带8、前端真空微波抑制器9、后端真空微波抑制器10,其特征在于:在微波真空冻干装置中设置有由常压微波腔4和真空微波腔5组成的复合式冻干仓3,在常压微波腔4和真空微波腔5之间由可透过微波的真空隔板6进行分隔,真空微波腔5与真空捕水装置的蒸汽通道11相连,在真空微波腔5与蒸汽通道11之间由由多孔透气微波屏蔽板7进行隔开。其中,
所述的真空捕水装置包括蒸汽通道11、真空管道12、真空阀13、冷阱14、真空泵15,所述的蒸汽通道11可以在真空微波腔5的上方或者下方。所述的真空进料装置包括进料真空仓16、进料真空仓外阀门17、进料真空仓内阀门18、进料端冷阱19、进料端真空泵20,所述真空进料装置位于真空微波抑制器9前端。进料端冷阱用于捕捉进料真空仓16抽真空时,新进物料升华出的水蒸汽。
所述的真空出料装置包括出料真空仓21、出料真空仓外阀门22、出料真空仓内阀门23、出料端真空泵24,真空出料装置位于真空微波抑制器10后端。
同时,该微波连续冻干***本申请人已于本申请同日向国家知识产权局申报了发明专利。
经本发明低温膨胀处理后的烟丝,与现有技术相比,其有益效果表现在:
1、很好地保持了烟丝原有的品质,其香气、香味明显。由于在回潮湿胀时,烟丝中仅加入少量常温水,无浸洗现象,因而不会导致烟丝中香气、香味等可溶性有用成份的流失;同时,在进行低温升华干燥时,香气、香味等易挥发性有用成份也极少流失。
2、膨胀度可调控,即可通过调节回潮烟丝含水量,对烟丝膨胀程度进行调节,含水量在一定范围内(40%~70%),其含水量低,则成品的膨胀程度低,含水量高,则成品的膨胀程度高,从而满足了不同品质烟丝精细化分类加工的要求。
3、造碎率较低,耐加工性好。
4、异味、杂味明显减少。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图
图2是本发明实施例3的捕水器在上方的***平面布置示意图
图3是图2所示***的A-A面剖示意图
图4是图2所示***的B-B面剖示意图
图5是本发明实施例3的捕水器在下方的***平面布置示意图
图6是本发明实施例3的水平进料的进料装置平面示意图
图7是图6所示进料装置E-E面剖示意图
图中:
(1)微波发生器 (2)微波天线 (3)复合式冻干仓
(4)常压微波腔 (5)真空微波腔 (6)真空隔板
(7)多孔透气微波屏蔽板 (8)低损耗输送带
(9)前端真空微波抑制器 (10)后端真空微波抑制器
(11)蒸汽通道 (12)真空管道
(13)真空阀 (14)冷阱 (15)真空泵
(16)进料真空仓 (17)进料真空仓外阀门
(18)进料真空仓内阀门 (19)进料端冷阱
(20)进料端真空泵 (21)出料真空仓
(22)出料真空仓外阀门 (23)出料真空仓内阀门
(24)出料端真空泵 (25)物料 (26)外部输送机
具体实施方式
实施例一
红河C3F片烟,回潮至15%含水量切丝,再进行5次分级回潮湿胀,第一次使烟丝含水量达到25%,并贮存30分钟;第二次先进行耙散,再回潮至35%含水量后贮存30分钟;第三次耙散回潮至45%含水量,贮存30分钟;第四次耙散后回潮至55%含水量贮存30分钟;第五次耙散并回潮至60%含水量。回潮湿胀完成后放入400×400×40mm的模具冷冻至-45℃后,迅速将冻结的烟丝以块为单位,连续的送入“微波连续冻干***”进行升华干燥,烟丝从该***内输送到出口用时约25分钟,即可得到微波低温膨胀定形的烟丝,但此时出口烟丝含水量约5%,再将其回潮到12~13%即可供后序工艺使用。此时用3kg砝码法测试,其填充值为6.22cm3/g。
实施例二
玉溪C3F片烟,回潮至18%含水量切丝,再进行4次分级回潮湿胀,第一次使烟丝含水量达到25%,并贮存30分钟;第二次先进行耙散,再使烟丝回潮至35%含水量,并贮存30分钟;第三次耙散并回潮至45%含水量,贮存30分钟;第四次耙散后回潮至52%含水量。回潮湿胀完成后放入400×400×40mm的矩形模具,冷冻至-45℃后,迅速将冻结的烟丝以块为单位,连续送入“微波连续冻干***”进行升华干燥,烟丝从该***内输送至出口用时约23分钟,即可得到微波低温膨胀定形的烟丝,但此时出口烟丝含水量约5%,再将其回潮到12~13%即可供后序工艺使用。此时用3kg砝码法测试,其填充值为5.9cm3/g。
实施例三
如本发明的附图。本发明可以使用一种微波连续冻干***来实施。该微波连续冻干***包括微波真空冻干装置、真空捕水装置、真空进料装置、真空出料装置,其中,微波真空冻干装置包括微波发生器1、微波天线2、常压微波腔4、真空微波腔5、真空隔板6、多孔透气微波屏蔽板7、低损耗输送带8、前端真空微波抑制器9、后端真空微波抑制器10,其特征在于:在微波真空冻干装置中设置有由常压微波腔4和真空微波腔5组成的复合式冻干仓3,在常压微波腔4和真空微波腔5之间由可透过微波的真空隔板6进行分隔,真空微波腔5与真空捕水装置的蒸汽通道11相连,在真空微波腔5与蒸汽通道11之间由由多孔透气微波屏蔽板7进行隔开。
所述的真空捕水装置包括蒸汽通道11、真空管道12、真空阀13、冷阱14、真空泵15,所述的蒸汽通道11可以在真空微波腔5的上方或者下方。
所述的真空进料装置包括进料真空仓16、进料真空仓外阀门17、进料真空仓内阀门18、进料端冷阱19、进料端真空泵20,该装置位于真空微波抑制器9前端。进料端冷阱19用于捕捉进料真空仓16抽真空时,新进物料25升华出的水蒸汽。
所述的真空出料装置包括出料真空仓21、出料真空仓外阀门22、出料真空仓内阀门23、出料端真空泵24,该真空出料装置位于真空微波抑制器10后端。
Claims (6)
1.一种烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于:将经分级回潮至含水量为40%~70%的膨胀烟丝,装入矩形模具中,然后置于-35℃~-55℃温度中冻结成块,再将烟丝块送人微波连续冻干装置中升华干燥至3%~8%的含水量,最后回潮至12%~13%的含水量,得到膨胀烟丝成品。
2.如权利要求1所述的烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于:所述分级回潮的次数为4~10次。
3.如权利要求1或2所述的烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于:所述分级回潮每级增加的含水量为5%~10%。
4.如权利要求1或2所述的烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于:所述分级回潮的每级回潮处理前将烟丝耙散。
5.如权利要求1所述的烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于:对所述膨胀烟丝成品膨胀程度的控制,是由调节分级回潮时最终的含水量得以实现的。
6.如权利要求3所述的烟丝低温微波膨胀工艺,其特征在于:所述分级回潮每级增加一次含水量后的烟丝,先于常温下贮存20~60分钟后再进行下一级回潮处理。
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