CN102160683A - 喷丝法烟草再造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的喷丝法烟草再造工艺，属于烟草化工技术，特别是利用碎烟片、烟末、烟梗在造烟草烟丝。其特征是原料经配料、膨化、磨粉、糊化、高压喷丝、烘丝工序，生产出具有不同外形和结构的再造烟丝，包括空心再造烟丝，与传统的稠浆法、辊压法和造纸法工艺相比，通过本发明创造带来的有益改进使烟草利用率有85%-95%提高到接近100%，没有污水和废弃物排放，提高再造烟丝品质,扩展了再造烟丝应用范围，工艺流程简单易控，易于实现自动化生产，提高感官质量和生产效率。

Description

喷丝法烟草再造工艺

技术领域

本发明属于烟草化工技术，特别是利用烟草生产过程中回收的碎烟片、烟末、烟梗再造烟草烟丝的工艺方法。

背景技术

在烟草加工过程中，如打叶、复烤、冷却、筛分、打包、松包、回潮、烘丝、切丝、混丝、风送、卷包等过程中产生大量的碎烟片、烟末、烟梗，烟草工业回收再造利用这些烟草成分是提高原料利用率，提高经济效益的重要手段，目前已知的再造烟草工艺发展经历了辊压法、稠浆法、造纸法加工片状再造烟草，也称烟草薄片，具体的技术分别参见中国专利申请号：200710034468.2公开的《一种双网法生产造纸法烟草薄片的方法》，公开一种造纸法生产薄片技术，中国专利公开号CN1403036A公开的《一种烟草薄片制备方法》一种典型的辊压法造薄片的工艺，以及中国专利公开号CN1093890A公开的《造纸法生产烟草薄片的工艺和设备》一种造纸法造薄片的工艺，中国专利公开号：CN 101828762 A 公开的《造纸法再造烟丝成丝工艺及设备》造纸法再造烟丝的工艺，还有英国专利GB 2201081 A公布的《Tobacco reconstitution》以及中国专利申请号：93107068.6公开的《对含烟草材料积压的改进》两种挤出成形在展开为大张烟草薄片的工艺。

现有技术可以改进的方面为:

一,现有技术的制成品烟草薄片是形状类似于纸张的，厚度近似于自然烟叶的大面积的薄片，不能直接掺搭到成品烟丝直接卷制成卷烟，需要和天然烟片一样经过分切设备纵向和横向分切成为烟丝，然后经过松散、回潮、加料等多道工序才能掺搭到天然烟丝中使用，后续工序复杂；

其二，现有技术广泛采用源于造纸行业的制浆工序，需要对烟梗和烟末采用浸泡解纤、固液分离等耗时工序，还需要专用设备处理各段工序，工艺复杂，能耗和造价高；

其三，现有技术中主要是从烟末和烟梗中分离出纤维物质来再造薄片,烟末中的水溶性的物质被分离,造成污水排放,筛选过程也会产生大量的废弃物排放造成环境污染;

其四，现有技术主要面向大规模生产线应用，产能一般在设计时就固定下来的，如法国摩迪公司生产的造纸法薄片生产线，难以实现小型化生产和产能按需扩展；

其四，现有技术生产的薄片是对自然烟丝的一种模仿，产品结构和形状单一，难以通过烟丝结构设计实现填充值和燃烧特性的调整。

其五，现有技术生产出来的薄片随原料质量波动而影响大，色泽较深，吃味不确定，较少应用于高档卷烟产品。

发明内容

为改进现有技术存在的不足，本发明涉及喷丝法烟草再造工艺，其技术方案如下：

喷丝法烟草再造工艺，工艺步骤如下：

(1)      原料配料工序，将碎烟片、烟末和烟梗等原料放入配料柜混合均匀；

(2)      膨化工序，预配料柜输出混合均匀的原料送入膨化机，将所述原料中的植物细胞壁和纤维组织膨胀破裂，膨化为条状或片状膨化料，然后接干燥和冷却设备使所述膨化料脱水干燥并冷却；

(3)      磨粉工序，冷却后的所述膨化料使用磨粉设备粉碎，过筛得到膨化烟草细粉；

(4)      糊化工序，所述膨化烟草细粉、粘合剂、保润剂和增香调香剂、助燃剂、脱色剂和结构增强剂加入配料罐，蒸汽加温搅拌成为糊化料；

(5)      高压喷丝工序，对所述糊化料施加高压从喷丝孔板上的喷丝孔中喷射出连续的细丝，喷丝孔出口采用旋转切刀，将所述细丝切割成设定长度的再造烟丝；

(6)      烘丝工序，所述再造烟丝送入烘丝设备，脱水干燥。

为实现本发明的有益效果，所述原料重量比为15-80%, 其可以为烤烟、晒烟、明火烤烟、马里兰烟、黄花烟、白勒烟、雪茄芯烟或其他香料烟（如沙姆逊烟）等选出的组，既可以采用其叶片和烟梗部分，按照产地和品种组合成组，又可以使用从卷接包或制丝线回收的碎烟片和烟末，按牌号组成组。

为实现本发明的有益效果，所述膨化工序为螺杆挤压膨化，膨化体积比为110%-800%。

为实现本发明的有益效果，所述膨化工序出口可连接干燥和冷却设备，将所述膨化体干燥脱水，水分降至3-11%，冷却后的所述膨化体温度降至30℃±10。

为实现本发明的有益效果，所述磨粉工序，其磨制的膨化烟草细粉过筛的到合适的颗粒细度，在喷制实心再造烟丝时，所述膨化烟草细粉最大颗粒尺寸小于喷丝孔最窄处尺寸的30%，如喷制空心的再造烟丝，所述膨化烟草细粉最大颗粒尺寸小于空心再造烟丝壁厚的25%。

为实现本发明的有益效果，所述糊化工序，采用蒸汽对配料升温至50-90℃，含水率大于30%，均匀混合搅拌成为糊化料。

为实现本发明的有益效果，所述粘合剂所占重量百分比为0-80%，其可以为烟草提取糖胶、淀粉、硅酸盐（硅酸钠）、果胶、黄多糖胶、***树胶、其他树胶、以及改性纤维素化合物和水溶性胶质化合物组成的组。

为实现本发明的有益效果，所述增香调香剂占重量百分比为0-40%，其可以为马里兰烟、白勒烟、晒烟和其他香料烟组成的组磨制成细粉，以及甘草、糖、果糖浆、蜂蜜、葡萄酒、可可粉、香草、熏衣草、埃苏甜、肉桂粉、豆蔻粉、茴香粉、葫芦巴、檀香、告香、天竺葵、玫瑰油、香橙油、薄荷醇、白酒、黄春菊、桂皮粉、依兰素、鼠尾草、姜、芫荽，以及其他食用天然或人工香精组成的组，所述增香剂如是固体粉末需先磨制过筛得到和膨化烟草细粉相同的颗粒细度。

为实现本发明的有益效果，所述保润剂占重量百分比为0-50%，其可以从丙三醇,丙二醇、乙酸盐化合物、三梨醇、葡萄糖、乳酸和果糖以及有机糖组成的组。

为实现本发明的有益效果，所述助燃剂所占重量百分比为：0%-15%，其可以为酒五酸钾销、草酸钾、醋酸钾、柠檬酸钾、山梨酸钾等有机酸钾盐助燃剂组成的组。

为实现本发明的有益效果，所述脱色剂为臭氧气体，剂量为0-5500g/立方米，所述脱色剂连续注入所述糊化物并保持搅拌0-45分钟，使所述糊化料中的色素氧化分解。

为实现本发明的有益效果，所述结构增强剂所占重量百分比为：0-20%，其可以为原木浆或提纯的烟草纤维素和其他纤维素组成的组。

为实现本发明的有益效果，所述高压喷丝工序，采用机械加压所述糊化物，喷丝压力大于1Mpa，所述糊化物从喷丝孔板上的喷丝孔喷出形成再造烟丝，每个喷丝孔板设置至少一个喷丝孔。

为实现本发明的有益效果，所述喷丝孔的形状决定所述再造烟丝横截面形状，所述喷丝孔出口截面形状可以为圆型、方型、星型、五角星形、Y型等形状。

为实现本发明的有益效果，所述喷丝孔的模腔中部的可放入至少一个模芯，所述模芯的横截面积小于所述喷丝孔横截面积的80%，喷丝时，由于所述模芯占据空间，使喷出的所述再造烟丝形成空心结构，所述模芯的横截面形状可以是圆形、三角形、星型等不同的形状，喷丝时，由所述模芯的截面形状决定所述空心烟丝空腔的形状。

为实现本发明的有益效果，所述喷丝孔出口加装圆弧导流板，该圆弧导流板入口与喷丝孔出口相切使喷出的再造烟丝连续扭曲成螺旋形。

为实现本发明的有益效果，所述喷丝孔出口设置的旋转切刀，其旋转时径向切断连续喷出的所述再造烟丝，调整所述旋转切刀的转速得到不同长度所述再造烟丝，一般为15mm±10。

为实现本发明的有益效果，所述烘丝工序出口的再造烟丝的水分为12%±1%，温度冷却至30℃±10。

与现有技术相比，本发明的有益改进和优点为：

1.         通过本发明的有益改进，所述原料经配料、膨化、磨粉、糊化、高压喷丝、烘丝六个基本工序，直接喷射成型具有不同外形结构的成品再造烟丝，包括异型和空心结构的再造烟丝，该再造烟丝外形和和结构可以按照工艺需要灵活设计，实现传统再造薄片和天然烟丝难以实现的，通过结构和外形的改变来调整再造烟丝填充值、燃烧特性和感官等工艺特性，是其他传统工艺所不能及的显著改进。

2.         通过本发明的有益改进，简化了现有技术繁复的处理工序，省略了传统技术中耗时耗能的一次制浆、二步制浆等，磨浆，固液分离、解纤加纤等工序，简化为膨化和磨粉两道工序，加工效率显著提高，原料利用率由传统技术85%-95%提高到100%。

3.         通过本发明的有益改进，避免了普通技术中广范采用的是源至造纸工业的制浆技术，消除了纤维分离和制浆工序产生的工业污水和废弃物排放，保护环境、节约治污成本。

4.         和传统技术相比,通过本发明的有益改进，省略了耗能耗时的薄片成型和干燥工序, 采用高压喷丝工序连续喷射成形生产成品烟丝，喷丝孔出口通过旋转切刀将其切割到成品长度，经烘丝后即可直接掺搭到制丝线使用，同时也省略了传统薄片后续处理工序，工艺简单，提高工作效率，降低设备投资和生产成本,具有其他传统工艺所不能及的显著改进。

5.         通过本发明的有益改进，将传统意义上的再造烟丝向功能性添加剂方向扩展，所述不同品种、部位或产地的原料烟梗、烟末和碎烟片原料，在经过大体积比膨化、磨粉后，得到的膨化烟草细粉其烟草吃味特征显著弱化或基本消失，转变成为一种安全的添加剂载体，通过所述糊化工序中搭载不同的作用的添加剂，如保润剂、增香调香剂、助燃剂、将再造烟丝转变为以烟草为主要为原料的，安全的功能性添加剂和具有特殊工艺作用的再造烟丝，如保润、降害降焦、填充值改善等，提高卷烟配方的设计和工艺手段，拓展了再造烟丝的应用范围，是其它现有技术所不能及的显著改进。

6.         通过本发明的有益改进，所述糊化过程通过添加高浓度臭氧脱色，将烟末中的色素氧化分解为水，明显改善再造烟丝色泽，使得再造烟丝可以应用于高档次卷烟产品中，特别是高档次烤烟型产品中，并不明显改变现有风格和烟丝感官，是其它现有技术所不能及的显著优点。

7.         与传统技术采用的稠浆法、辊压法和造纸法工艺固定产能的设计布局相比,本发明的有益改进体现在通过所述喷丝设备的容量和数量叠加实现的产能的灵活的扩展，既可以小型化作为现有制丝线、卷接包生产线的旁线处理烟末，由可以模块化扩容建成为年产5万吨以上的大型生产线,应用范围更加灵活广泛。

以上技术方案中的定义了本发明所涉及的有益改进的核心的工艺步骤，具体为膨化、磨粉、糊化和喷丝四个关键工序，以及配料和烘丝两个辅助工序，凡本专业普通技术人员可以方便地通过吸收本发明的有益改进思想方便地实施，若所述关键工序全部在或部分被包括于其实施中，则落入本发明所要求的保护范围。

具体实施例，结合附图详细说明本发明的实施例，其所涉及的是优选的几种实施方案，是为了更好地说明本发明的有益改进思想，而不是限制本发明。

附图说明

图1，实施例一 工艺流程图

图2，实施例一 喷丝孔板前视图

图3，实施例一 喷丝模块剖视图

图4，实施例一 中空螺旋再造烟丝示意图

图5，实施例二 喷丝模块前视图

图6，实施例二 扁平再造烟丝示意图

图7，实施例三 喷丝模块前视图

图8，实施例三  Y形再造烟丝示意图

图9，实施例四  喷丝模块前视图

图10，实施例四 星型中空再造烟丝示意图

实施例一、结合图1说明，其中

(1)      原料配料工序，将碎烟片、烟末和烟梗等烟草原料、以及从制丝线或卷接包等生产线回收的烟末按牌号或品种分开存储，按配方从所述原料中选择一种或多种比例送入预配料柜，配料柜可以采用典型德国Hauni公司的储丝柜改造，分层进料，横截面出料，原料配料水分控制在8-12% ，配方为烤烟烟末和碎烟片40%，烟梗60%（重量比）。

(2)      膨化工序，本实施例所采用的是干式螺杆挤压膨化机，膨化为片状烟草纤维组织膨化料，膨胀体积比300%-350%，膨化机出口连接流化冷却机，冷却至25℃±2，水分控制降至8%。

(3)      磨粉工序，冷却后的所述膨化料使用磨粉设备粉碎，本实施例采用四级串联式干式磨粉机，分别为其串联四级振动筛，分别为50目、250目、500目和800目，出口得到颗粒小于等于800目的膨化烟草细粉；

(4)      糊化工序，

本实施例原、辅料配方为：

(1)      膨化烟草细粉65%；

(2)      900目糯米粉2%；

(3)      丙二醇20%；

(4)      山梨酸钾2%；

所述原辅料配方加入双螺杆密封料罐持续搅拌；通入饱和蒸汽加温，同时喷水搅拌成为糊化料，温度升至85℃±2，水分升至45%，然后通风降温至40℃±2，接着通臭氧混合气体，剂量850g/立方米，持续搅拌35分钟，回收混合气体，排风降温至30℃±2。

(5)    高压喷丝工序，糊化料喷丝机料仓，本实施例喷丝机由往复式液压油缸提供动力，所述液压油缸可以左右往复式双向出力，左右油缸轴连接两个喷丝缸间歇式工作，一个喷丝缸进料，另一个则出料，参考图2，两喷丝缸出口分别安装两个喷丝孔板（1），每个孔板上有72个喷丝孔模块安置孔（2），每个安置孔***一个喷丝模块（4），每个喷丝模块（4）中心开设一个约40度椎孔（8）和一段直孔（9）构成喷丝孔，出口直径为1mm，喷丝孔中部设一模芯（5）直径为0.7mm，油缸工作施加约15Mpa压力给喷丝缸，施压使糊化料从进料口（6）进入从喷丝孔（9）喷出，由于模芯（5）占据了中部空间而形成空腔（10），喷射出连续的中空烟丝（11），喷丝孔（9）出口处设一段半圆弧导流板（7）使喷出的烟丝偏转扭曲成螺旋形，喷丝孔板前设4把旋转刀片（3），将所述中空烟丝（11）切割为15-20mm的长度；

(6)    烘丝工序，所述再造烟丝送入烘丝设备，本实施例采用的烘丝机为流化床气流烘丝机，烘丝机完成得到12%±1%，温度为30℃的中空螺旋型再造烟丝（11）。

实施例2，

(1)      原料配料工序，本实施例配方成分为烤烟烟末和碎烟片90%，烟梗10%。

(2)      膨化工序，本实施例所采用的是大流量干式螺杆积压膨化机，和膨化食品加工机采用相同的原理，膨化为片状烟草纤维组织膨化料，膨胀体积比为200%±50，膨化机出口接流化床冷却机，将膨化料冷却至25℃±2，水分控制降至8%。

(3)      磨粉工序，冷却后的所述膨化料使用磨粉设备粉碎，本实施例采用四级串联式干式磨粉机，分别为其串联四级振动筛，分别为50目、300目、700目和900目，出口得到颗粒小于等于900目的膨化烟草细粉；

(4)      糊化工序，

本实施例原、辅料配方为：

(1)      膨化烟草细粉60%；

(2)      ***树胶6%；

(3)      果胶4%

(4)      1000目淀粉5%

(5)      丙二醇17%；

(6)      山梨醇5%；

(7)      蜂蜜2%

(8)      柠檬酸钾1%

所述原辅料配方加入双螺杆密封料罐持续搅拌；通入饱和蒸汽加温，同时喷水搅拌成为糊化料，温度升至90℃±2，水分升至45%，然后通风降温至30℃±2，。

(5)    高压喷丝工序，送入喷丝机料仓，本实施例1的喷丝机由螺杆挤压喷丝机，工作压力为4Mpa，螺杆出口一个喷丝孔板（1），孔板上有72个喷丝孔模块安置孔（2），如图5所示，每个安置孔***一个喷丝孔模块（4），喷丝孔出口为扁平长孔（12），其长1mm，宽0.5mm，螺杆施加压于所述糊化料，喷出接近天然烟丝形状的扁平再造烟丝（13），导流板导流扭曲成螺旋型，旋转切刀切割到15-20mm长度。

(6)    烘丝工序，所述再造烟丝送入烘丝设备，本实施例采用的烘丝机为流化床气流烘丝机，烘丝机完成得到12%±1%，温度为30℃的，接近天然烟丝的扁平状再造烟丝（13）。

实施三，参考图7、图8说明，喷丝模块（4）上的喷丝孔出口为Y型（15），可以生产具有Y型横截面（16）的再造烟丝（17）

实施四，参考图9、图10说明，喷丝模块（4）上的喷丝孔出口为圆形，中部模芯为五星型（18），可以生产出具有五星空腔（19）的再造烟丝（20）。

Claims (18)

1.喷丝法烟草再造工艺，其特征是工艺步骤如下：

(1)原料配料工序，将碎烟片、烟末和烟梗等原料放入配料柜混合均匀；

(2)膨化工序，预配料柜输出混合均匀的原料送入膨化机，将所述原料中的植物细胞壁和纤维组织膨胀破裂，膨化为条状或片状膨化料，然后接干燥和冷却设备使所述膨化料脱水干燥并冷却；

(3)磨粉工序，冷却后的所述膨化料使用磨粉设备粉碎，过筛得到膨化烟草细粉；

(4)糊化工序，所述膨化烟草细粉、粘合剂、保润剂和增香调香剂、助燃剂、脱色剂和结构增强剂加入配料罐，蒸汽加温搅拌成为糊化料；

(5)高压喷丝工序，对所述糊化料施加高压从喷丝孔板上的喷丝孔中喷射出连续的细丝，喷丝孔出口采用旋转切刀，将所述细丝切割成设定长度的再造烟丝；

(6)烘丝工序，所述再造烟丝送入烘丝设备，脱水干燥。

2.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述原料重量比为15-80%, 其可以为烤烟、晒烟、明火烤烟、马里兰烟、黄花烟、白勒烟、雪茄芯烟或其他香料烟（如沙姆逊烟）等选出的组，既可以采用其叶片和烟梗部分，按照产地和品种组合成组，又可以使用从卷接包或制丝线回收的碎烟片和烟末，按牌号组成组。

3.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述膨化工序为螺杆挤压膨化，膨化体积比为110%-800%。

4.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述膨化工序出口可连接干燥和冷却设备，将所述膨化体干燥脱水，水分降至3-11%，冷却后的所述膨化体温度降至30℃±10。

5.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述磨粉工序，其磨制的膨化烟草细粉过筛的到合适的颗粒细度，在喷制实心再造烟丝时，所述膨化烟草细粉最大颗粒尺寸小于喷丝孔最窄处尺寸的30%，如喷制空心的再造烟丝，所述膨化烟草细粉最大颗粒尺寸小于空心再造烟丝壁厚的25%。

6.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述糊化工序，采用蒸汽对配料升温至50-90℃，含水率大于30%，均匀混合搅拌成为糊化料。

7.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述粘合剂所占重量百分比为0-80%，其可以为烟草提取糖胶、淀粉、硅酸盐（硅酸钠）、果胶、黄多糖胶、***树胶、其他树胶、以及改性纤维素化合物和水溶性胶质化合物组成的组。

8.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述增香调香剂占重量百分比为0-40%，其可以为马里兰烟、白勒烟、晒烟和其他香料烟组成的组磨制成细粉，以及甘草、糖、果糖浆、蜂蜜、葡萄酒、可可粉、香草、熏衣草、埃苏甜、肉桂粉、豆蔻粉、茴香粉、葫芦巴、檀香、告香、天竺葵、玫瑰油、香橙油、薄荷醇、白酒、黄春菊、桂皮粉、依兰素、鼠尾草、姜、芫荽，以及其他食用天然或人工香精组成的组，所述增香剂如是固体粉末需先磨制过筛得到和膨化烟草细粉相同的颗粒细度。

9.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述保润剂占重量百分比为0-50%，其可以从丙三醇,丙二醇、乙酸盐化合物、三梨醇、葡萄糖、乳酸和果糖以及有机糖组成的组。

10.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述助燃剂所占重量百分比为：0%-5%，其可以为酒五酸钾销、草酸钾、醋酸钾、柠檬酸钾、山梨酸钾等有机酸钾盐助燃剂组成的组。

11.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述脱色剂为臭氧气体，剂量为0-5500g/立方米，所述脱色剂连续注入所述糊化物并保持搅拌0-45分钟，使所述糊化料中的色素氧化分解。

12.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述结构增强剂所占重量百分比为：0-20%，其可以为原木浆或提纯的烟草纤维素和其他纤维素组成的组。

13.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述高压喷丝工序，采用机械加压所述糊化物，喷丝压力大于1Mpa，所述糊化物从喷丝孔板上的喷丝孔喷出形成再造烟丝，每个喷丝孔板设置至少一个喷丝孔。

14.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述喷丝孔的形状决定所述再造烟丝横截面形状，所述喷丝孔出口截面形状可以为圆型、方型、星型、五角星形、Y型等形状。

15.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述喷丝孔的模腔中部的可放入至少一个模芯，所述模芯的横截面积小于所述喷丝孔横截面积的80%，喷丝时，由于所述模芯占据空间，使喷出的所述再造烟丝形成空心结构，所述模芯的横截面形状可以是圆形、三角形、星型等不同的形状，喷丝时，由所述模芯的截面形状决定所述空心烟丝空腔的形状。

16.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述喷丝孔出口加装圆弧导流板，该圆弧导流板入口与喷丝孔出口相切使喷出的再造烟丝连续扭曲成螺旋形。

17.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述喷丝孔出口设置的旋转切刀，其旋转时径向切断连续喷出的所述再造烟丝，调整所述旋转切刀的转速得到不同长度所述再造烟丝，一般为15mm±10。

18.如权利要求1所述喷丝法烟草再造工艺，其特征是所述烘丝工序出口的再造烟丝的水分为12%±1%，温度冷却至30℃±10。

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