CN102688613A - 造纸法烟草薄片生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种造纸法烟草薄片生产工艺中萃取液的深度净化除杂工艺。其工艺步骤如下：a、将烟草废料包括烟梗、烟签、烟末在热水中经过充分水浸润后萃取；b、将各烟草废料与水的混合物分别进入挤浆机挤浆，进行固液分离，粗提液体部分过直线振筛进行固液分离；c、直线振筛分离的液体进入助滤工艺模块进行深度大分子絮凝处理，采用的絮凝剂是食用级絮凝剂，添加比例在0.1—0.8%，絮凝时间在5—50分钟；d、深度大分子絮凝处理后的液体，进入一次卧式螺旋卸料沉降离心机分离；e、经d步骤离心分离后的液体经过60—70摄氏度巴氏杀菌除杂，进入浓缩***浓缩。本发明有效去除大分子颗粒，提高浓缩效率也保证了浓缩液的品质。

Description

造纸法烟草薄片生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺

技术领域

本发明涉及造纸法烟草薄片生产的中间工艺，尤其是一种造纸法烟草薄片生产工艺中烟草原料（烟梗、烟末、烟片、烟尘棒等烟草废料）萃取后萃取液的深度分离净化除杂的工艺。

背景技术

造纸法烟草薄片以在卷烟加工过程中产生的烟梗、烟末、烟片、烟尘棒等烟草废料为原料，烟草纤维经过类似造纸的原理形成基片，烟草萃取液经过净化、浓缩、配制，通过施胶的过程涂布到基片上，烘干碎片后重组成再造烟叶即造纸法烟草薄片。造纸法烟草薄片已经作为一种原料使用到卷烟配方中，可以有效降低卷烟单耗、节约卷烟成本；可以明显降低卷烟的焦油释放量，减少卷烟危害指数；同时，对还田于农等起到积极的社会效应。

造纸法烟草薄片生产过程中，实现烟草萃取液和烟草纤维的固液分离是一个必经的过程。造纸法烟草薄片基本上沿用了造纸行业的挤浆机实现固液的初步分离，也有在挤浆后续采用滤网、真空抽滤、离心沉降等机械沉降方式来进一步分离梗末萃取液中微小固态悬浮物。但这些机械沉降方式都对对应的微小固形悬浮物有当量直径要求，如卧螺离心机对固相颗粒要求的当量直径≥3μｍ。在烟草萃取液中使用很细密的网布，例如500-2000目，可以有效截流细小颗粒，但是网布过细很容易被颗粒堵塞，经常需要通过人工干预冲洗和更换网布，难以实现连续化的工业大生产。在实际生产中，由于需兼顾离心速度和处理萃取液产量，萃取液处理时间一般非常短，没有有效除去的固相颗粒仍然占有很大比例，固相颗粒的直径越小，机械沉降难度越难，更不用说直径更小的大分子组分了。

国内造纸法烟草薄片原料身份较差，来源复杂，其富含的蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、半纤维素、木质素等大分子成分通过萃取和挤浆工序大量存在于萃取液中，在后续长时间的高温浓缩工序中，很容易使这些成分糊化和焦化，影响浓缩液的品质,是薄片产品杂气重、刺激性大和口感不适等吸味缺陷的一个因素。另外，固液分离制备萃取液过程中，一些细小固体颗粒如尘土、细小浆料等不可避免进入或保留于萃取液中，这些细小颗粒一定程度上影响着浓缩液的品质。液相中过多的渣含量或者不溶物，将造成渣在浓缩罐中的沉积，在浓缩时造成较多的热源浪费。例如：膜浓缩会导致膜的通透量下降和使用寿命缩短，真空浓缩会导致加热列管逐渐堵塞影响热交换效率。浓缩液的品质与薄片产品的品质有着一脉相承的关系，因此，对萃取液的大分子成分进行充分除杂处理对提高浓缩液质量进而提高薄片产品质量有着重要意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种造纸法烟草薄片的生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺，在烟草萃取液实现彻底固液分离的同时，选择性的深度除掉不利于薄片生产和品质的杂质成分，实现对萃取液成分重组和除杂，提高萃取液、浓缩液和薄片产品品质。

为此，本发明采取如下技术方案：造纸法烟草薄片的生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺，其特征在于工艺步骤如下：a、将烟草废料包括烟梗、烟签、烟末在热水中经过充分水浸润后萃取；b、将各烟草废料与水的混合物分别进入挤浆机挤浆，进行固液分离，粗提液体部分过直线振筛进行固液分离；c、直线振筛分离的液体进入助滤工艺模块进行深度大分子絮凝处理，采用的絮凝剂是食用级絮凝剂，添加比例在0.1—0.8%，絮凝时间在5—50分钟；d、深度大分子絮凝处理后的液体，进入一次卧式螺旋卸料沉降离心机分离；e、经d步骤离心分离后的液体经过60—70摄氏度巴氏杀菌除杂，进入浓缩***浓缩。

萃取液在机械沉降分离过程中固相颗粒越大，机械沉降条件就越温和，沉降效率越高。在萃取液中添加一种或者多种有效的絮凝剂，可以使固相颗粒直径变大，进而大大提高机械沉降效率,有效减少分离次数；絮凝剂因其可在可溶性大分子成分之间起架桥作用而絮凝成直径很大的分子胶团，可以使大分子组分也能够通过机械沉降方式除去，这是不加絮凝剂而难以做到的。本发明提出了在烟草萃取液实现彻底的固液分离的同时，选择性深度除掉不利于薄片生产和品质的蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、半纤维素、木质素等大分子成分，实现对萃取液的成分重组和除杂，提高萃取液、浓缩液和薄片产品品质的深度净化除杂的工艺。助滤工艺模块自动控制运行，由絮凝剂储罐、烟草萃取液处理罐、絮凝剂自动加液***组成。E步骤中经过60—70摄氏度巴氏杀菌处理，可有效防止细菌的滋生，抑制生产线絮状、泥状不溶菌泥的再次生成，减少液体内部氨基酸、还原糖等有效烟草成分向菌体的转移和杂质代谢产物的生成；同时，可以增加进浓缩前液体的纯净度。萃取液体渣含量在0.01%以下，可以适应膜浓缩和真空浓缩等浓缩工艺。

作为优选，c步骤中，采用的食用级絮凝剂可以是从天然可食海河动物提取的壳糖，包括甲壳素、壳聚糖、壳聚糖的酰化、羧基化、醚化、N-烷基化、酯化后的化学产物，也可以是从天然可食海河植物中提取的海藻提取物，包括琼脂、海藻酸钠、海带提取物。

作为优选，所述的食用级絮凝剂为壳聚糖和海藻提取液的复配物，其中液态壳聚糖50—80%，液态海藻提取物20—50%。液态壳聚糖配制：壳聚糖食用级，分子量20万以上经过膨化处理。壳聚糖可以用0.2-2%浓度的羧酸（甲酸、乙酸、乳酸中的任何一种）溶解。例如1%的壳聚糖乙酸溶液为1克壳聚糖溶解在100毫升1%的乙酸溶液中；海藻萃取液的配制：将海藻切碎放入5—20倍水中，在60度温度下搅拌2小时，取提取液待用。c步骤中，絮凝剂用量0.1—0.8%，萃取液温度为15—55度，处理时间为5-50分钟。

作为优选，a步骤中烟末在50—55度的热水中浸泡20--40分钟，烟梗、烟签原料在55—60度的热水中浸泡40--60分钟。该温度可以抑制萃取线滋生细菌，该时间可以保证原料被充分浸润。

作为优选，d步骤中，深度大分子絮凝处理后的液体，经过流量控制器稳定控制出液流量进入卧螺卸料沉降离心机，该离心机可以是逆流型、并流型或三项分离型，最大分离因素达到4000。

作为优选，步骤d中经过一次卧式螺旋卸料沉降离心机分离的液体先进入碟式分离机进一步分离絮凝的细小颗粒，经过蝶式分离后的液体再进入e步骤完成杀菌和浓缩工艺。液体如进入一次卧式螺旋卸料沉降离心机分离，液体含渣量在0.06%以下；如再次进入碟式分离机进一步分离，液体渣含量在0.004%以下。该碟式分离机是是自动环阀排渣型碟式分离机，有部分排渣和全部排渣功能，能连续净化悬浮液体。

作为优选，b步骤中，挤浆机选用双螺旋挤浆或单螺旋压榨挤浆，固液分离后固体渣部分进入下一道挤浆机或直接进行磨浆处理，经过直线振筛固液分离后的渣进入下一道挤浆机或者直接磨浆处理。挤浆后物料干度可以达35—38%，烟末线粗提液体渣含量在0.8—3%，烟梗线粗提液体渣含量在0.5—2%。直线振筛筛网在20—80目之间，过振筛的烟草萃取液体渣含量在0.3—1.5%，振筛筛网底部衬带孔钢板加强，可实现连续生产。

作为优选，d步骤中，经卧式螺旋卸料沉降离心机分离后的固体渣可以进磨浆工序造纸也可以进一步处理后在涂布时应用。

本发明通过细菌抑制工艺和深度净化除杂工艺，可以在萃取线利用常规分离装置，实现精确高效的固液杂质分离和定向大分子分离，分离步骤为：利用一道振筛、一道卧式螺旋离心实现烟草萃取液体的定向高效分离；或者利用一道振筛、一道卧式螺旋离心和一道碟片离心实现烟草萃取液体的定向高效分离。在定向大分子分离步骤中采用絮凝剂起到架桥和电荷作用，将在烟草萃取液中富含的蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、半纤维素、木质素等不利于卷烟评吸的大分子成分絮凝成直径很大的分子胶团，并通过机械沉降方式分离除去。避免了在浓缩工序中长时间的高温浓缩，导致这类大分子成分糊化和焦化后影响浓缩液的品质，有效克服了薄片产品杂气重、刺激性大和口感不适等吸味缺陷。

本发明具有以下优点：

1.通过在萃取液中添加一种或者多种有效的絮凝剂，可以使萃取液固相颗粒直径变大，进而大大提高机械沉降效率,有效减少机械离心分离次数；同时，也可以显著提高浓缩效率和节约浓缩成本。

2.深度净化后的烟草萃取液体在浓缩前，经过快速杀菌处理，可有效防止细菌的滋生，抑制生产线絮状、泥状不溶菌泥的再次生成，减少液体内部氨基酸、还原糖等有效烟草成分向菌体的转移和杂质代谢产物的生成，同时，可以增加进浓缩前液体的纯净度。

3.改善了烟草薄片的抽吸品质，提高了薄片在卷烟配方中的利用率；部分解决了薄片产品杂气重、刺激性大和口感不适等吸味缺陷；为卷烟行业减害降焦提供了优质的薄片原料，降低了卷烟成本。

附图说明

图1为本发明实施例1-6的工艺流程图

图2为本发明另一种的工艺流程图

图3为本发明又一种的工艺流程图。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

参见附图1，将1000公斤烟梗与1000公斤烟末分别用55度和50度的热水浸泡40分钟，分别充分搅拌浸润后烟末烟片直接放料进入单螺旋压榨机，烟梗烟签经过解纤后由输送螺旋进入挤浆机挤浆，分别得到烟草纤维固体和烟草萃取液1。固体绝干渣含量烟末线在33.8%，烟梗线在37.2%（用烘箱法105度烘至恒重检测），液体渣含量烟末线在2.0%烟梗线在1.2%，固体渣混合后做成片基。分别将烟末液体1和烟梗液体1通过直线振筛，得烟末液体2（含渣量1.0%）和烟梗液体2（含渣量0.8%）。分别将液体2进入深度净化除杂处理工段，采用液态壳聚糖，添加比例0.2%，絮凝剂处理时间为20分钟。助滤工艺模块自动控制运行。深度大分子絮凝处理后的烟梗烟末2液体，分别经过流量控制器稳定控制出液流量，将深度处理后的烟梗烟末2液体进入卧式螺旋卸料沉降离心机分离，分别得液体3，烟梗液体3含渣量在0.151%，烟末液体3含渣量在0.128%；在30分钟内收集卧式螺旋卸料沉降离心机渣排出口的渣，检测数据。液体3分别进入碟片分离机，得液体4，烟梗液体4含渣量在0.085%，烟末液体3含渣量在0.070%。将烟梗烟末离心液体4分别进入60--70度巴氏杀菌除杂后分别进入真空浓缩工序，将烟梗和烟末浓缩液按照配方比例混合，再浸涂到成型的片基上，干燥、打碎成型。

实施例2：

1000公斤烟梗与1000公斤烟末分别用55度和50度的热水浸泡40分钟，分别充分搅拌浸润后烟末烟片直接放料进入单螺旋压榨机，烟梗烟签经过解纤后由输送螺旋进入挤浆机挤浆，分别得到烟草纤维固体和烟草萃取液1。固体绝干渣含量烟末线在33.8%，烟梗线在37.2%（用烘箱法105度烘至恒重检测），液体渣含量烟末线在2.0%烟梗线在1.2%，固体渣混合后做成片基。分别将烟末液体1和烟梗液体1通过直线振筛，得烟末液体2（含渣量1.0%）和烟梗液体2（含渣量0. 8%）。分别将液体2进入深度净化除杂处理工段，采用液态壳聚糖，添加比例0.5%，絮凝剂处理时间为10分钟。助滤工艺模块自动控制运行。深度大分子絮凝处理后的烟梗烟末2液体，分别经过流量控制器稳定控制出液流量，将深度处理后的烟梗烟末2液体进入卧式螺旋卸料沉降离心机分离，分别得液体3，烟梗液体3含渣量在0.133%，烟末液体3含渣量在0.105%；在30分钟内收集卧式螺旋卸料沉降离心机渣排出口的渣，检测数据。液体3进入碟片分离机，得液体4，烟梗液体4含渣量在0.077%，烟末液体4含渣量在0.063%。将烟梗烟末离心液体4分别进入60--70度巴氏杀菌除杂后分别进入真空浓缩工序，将烟梗和烟末浓缩液按照配方比例混合，再浸涂到成型的片基上，干燥、打碎成型。

实施例3：

与实施例1不同之处在于：所采用的絮凝剂为海藻提取物溶液。

实施例4：

与实施例2不同之处在于：所采用的絮凝剂为海藻提取物溶液。

实施例5：

与实施例1不同之处在于：所采用的絮凝剂为液态壳聚糖和海藻提取物溶液的复配物，比例为液态壳聚糖：海藻提取物溶液=7：3。

实施例6：

与实施例2不同之处在于：所采用的絮凝剂为液态壳聚糖和海藻提取物溶液的复配物，比例为液态壳聚糖：海藻提取物溶液=7：3。

从表1得出经过深度净化除杂的萃取液，在卧螺排出的固体湿渣检测数据显示，烟草萃取液体中有比对照样更多的蛋白质和果胶等大分子与渣一起被被分离出来。

表1

从表2得出经过深度净化除杂的萃取液，在出卧式螺旋卸料沉降离心机分离的液体3渣含量检测数据显示，该烟草萃取液体渣含量明显下降。

表2

从表3看出经过深度净化除杂的萃取液，在出碟片分离机后的液体4渣含量检测数据显示，该烟草萃取液体渣含量明显下降。

表3

絮凝处理后再造烟叶较好的保持了烟草本香，对杂气、余味和刺激有明显的降低作用。表4是取实施例6对应的造纸法烟草薄片的内在质量做比较，对照样是没有采用深度净化除杂和杀菌处理的样品。

表4

以下对附图2和附图3的工艺流程做简单说明：附图2的工艺流程是是先将烟梗与烟末分别用热水浸泡，充分搅拌浸润后分别由输送螺旋进入挤浆机挤浆，分别得到烟草纤维固体和烟草萃取液，之后即合并两种萃取液得到混合萃取粗提液1。对混合萃取粗提液1经过振筛、深度除杂净化、卧螺分离后得到萃取液3，最后再经巴氏杀菌及浓缩配比后再浸涂到成型的片基上，干燥、打碎成型。

附图3的工艺流程是在是在附图2工艺流程的基础上，对经卧螺分离后得到萃取液3再经过一次碟片分离步骤，其余流程与附图2的工艺相吻合。

需要特别指出的是，上述实施例的方式仅限于描述实施例，但本发明不止局限于上述方式，且本领域的技术人员据此可在不脱离本发明的范围内方便的进行修饰，因此本发明的范围应当包括本发明所揭示的原理和新特征的最大范围。

Claims (8)

1.造纸法烟草薄片的生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺，其特征在于工艺步骤如下：a、将烟草废料包括烟梗、烟签、烟末在热水中经过充分水浸润后萃取；b、将各烟草废料与水的混合物分别进入挤浆机挤浆，进行固液分离，粗提液体部分过直线振筛进行固液分离；c、直线振筛分离的液体进入助滤工艺模块进行深度大分子絮凝处理，采用的絮凝剂是食用级絮凝剂，添加比例在0.1—0.8%，絮凝时间在5—50分钟；d、深度大分子絮凝处理后的液体，进入一次卧式螺旋卸料沉降离心机分离；e、经d步骤离心分离后的液体经过60—70摄氏度巴氏杀菌除杂，进入浓缩***浓缩。

2.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片的生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是c步骤中，采用的食用级絮凝剂可以是从天然可食海河动物提取的壳糖，包括甲壳素、壳聚糖、壳聚糖的酰化、羧基化、醚化、N-烷基化、酯化后的化学产物，也可以是从天然可食海河植物中提取的海藻提取物，包括琼脂、海藻酸钠、海带提取物。

3.根据权利要求1或2所述的造纸法烟草薄片的生产过程中萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是所述的食用级絮凝剂为壳聚糖和海藻提取物的复配物，其中液态壳聚糖50—80%，液态海藻提取物20—50%。

4.根据权利要求3所述的造纸法烟草薄片萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是：a步骤中烟末在50—55度的热水中浸泡20--40分钟，烟梗、烟签原料在55—60度的热水中浸泡40--60分钟。

5.根据权利要求4所述的造纸法烟草薄片萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是：d步骤中，深度大分子絮凝处理后的液体，经过流量控制器稳定控制出液流量进入卧螺卸料沉降离心机，该离心机可以是逆流型、并流型或三项分离型，最大分离因素达到4000。

6.根据权利要求5所述的造纸法烟草薄片萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是步骤d中经过一次卧式螺旋卸料沉降离心机分离的液体先进入碟式分离机进一步分离絮凝的细小颗粒，经过蝶式分离后的液体再进入e步骤完成杀菌和浓缩工艺。

7.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是b步骤中，挤浆机选用双螺旋挤浆或单螺旋压榨挤浆，固液分离后固体渣部分进入下一道挤浆机或直接进行磨浆处理，经过直线振筛固液分离后的渣进入下一道挤浆机或者直接磨浆处理。

8.根据权利要求1所述的造纸法烟草薄片萃取液的深度净化除杂工艺，其特征是d步骤中，经卧式螺旋卸料沉降离心机分离后的固体渣可以进磨浆工序造纸也可以进一步处理后在涂布时应用。

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