CN1836589A - 造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺 - Google Patents

造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺 Download PDF

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Abstract

一种造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，包括烟草原料的浸取以及浸取液的浓缩，特征是：在浸取之前首先在烟草原料中加入酶制剂，对不易水解的大分子化合物进行酶解，再将酶解后的烟草原料进行浸取、浓缩，并在浓缩液中添加尿素和磷酸二氢氨等氨类化合物。本发明的实质在于：在烟草原料浸取之前，先通过酶解处理，将导致烟草燃烧后出现糊焦气、木质气、蛋白焦臭气的淀粉、纤维素、蛋白质、果胶等难水溶的大分子化合物酶解为易于水溶的小分子化合物，然后通过特定的浸取条件浸取，使浸取率大幅度提高。在浸取液浓缩过程中，加入尿素、磷酸二氢氨等氨类化合物使其与酶解后的小分子化合物在特定的反应条件下发生mailard反应，使浓缩液中产生更多的烟草特有的致香物质。

Description

造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺
技术领域
本发明涉及烟草加工行业，尤其是涉及一种造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，主要是烟草原料在浸取前的酶解处理，即将烟梗、烟末、烟签、烟草碎片和烟杆根据其化学特性的不同分别加入不同的酶制剂进行生产原料预处理，在浓缩过程中加入氨类化合物等物质，使不利于烟草燃烧的物质转变为有利于烟草燃烧的香味物质。
背景技术
造纸法再造烟叶是利用卷烟制造过程中废弃的烟梗、烟末等原料，综合利用浸取、分离、重组、造纸等技术，生产满足卷烟配方需要的、接近天然烟草的片状物质。造纸法再造烟叶的应用，可有效利用烟草原料资源，减少粮、烟争地，节省宝贵的土地资源。该项技术起源于法国60年代，目前法国施伟策-摩迪国际公司是世界上最大的一家造纸法再造烟叶专业生产企业，年生产能力达5万吨。我国再造烟叶生产技术在90年代起步，经过十年努力得到了迅速的发展。中国专利申请CN1565286A公开的《一种以烟梗和烟末为原料生产造纸法再造烟叶的工艺》涉及的是烟梗和烟末按照常规化工浸取的方法进行烟梗、烟末分别浸取处理；CN1565283A公开的《一种功能型造纸法再造烟叶的生产工艺》涉及的是在浸取过程中加入中草药和薄荷等外加物；CN1600183A公开的《一种造纸法烟草薄片的制备工艺》涉及的是在烟草水溶物浓缩液中加入酶制剂或微生物制剂，该项专利申请公开的制备工艺其不足之处在于将酶制剂加入浓缩液中。天然烟草由于其产地、品种、生长部位的不同，使得其化学成份有较大的差异，通常在天然烟草中含有10～28％的还原糖，2～15％的纤维素，1.5～8.5％的蛋白质，2～19％的淀粉和5～17％的果胶。纤维素和半纤维素、果胶、蛋白质大分子化合物，在CN1600183A中所述的以水为溶剂的条件下溶解度较低，因此，浓缩液中可参加酶解反应的底物较少，加入酶制剂后不会产生显著的降解效果。另外，将烟草原料全部磨碎至粒径小于0.5mm碎末后，在工业上不能够进行下一工序片基的抄造。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题而研制出的一种能够有效提高产品品质、改善卷烟感官质量的造纸法再造烟叶的浸取、浓缩生产工艺。
本发明的制备原理在于：将烟草原料分类分析，根据分析结果加入一定量的酶制剂，在适宜的条件下酶解烟草原料中的大分子化合物，经酶解后的烟草原料，在适宜的工艺条件下用水浸取，浸取后的浸取液在适宜的浓缩条件下，加入一定量的添加剂进行浓缩。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：本发明的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺包括烟草原料的浸取以及浸取液的浓缩，其中：在浸取之前首先在烟草原料中加入酶制剂，对不易水解的大分子化合物进行酶解，再将酶解后的烟草原料进行浸取、浓缩，并在浸取液浓缩过程中添加尿素和磷酸二氢氨。
在本发明中，所述酶制剂的添加量根据烟草原料的分析指标结果以及酶制剂自身的活度量计算得出，酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶或糖化酶，酶制剂的应用根据原料特点和产品目标值确定单独使用一种或多种复合使用。
其烟草原料的酶化条件为：温度20～70℃，水分12～60％，PH值3～7；时间1～15小时，所述的烟草原料是指烟梗、烟末、烟签、烟草碎片和烟杆5种烟草废弃料，烟草原料为1～60mm不同尺寸的混合体。
所述的原料分析指标主要为：还原糖、蛋白质、纤维素、淀粉、果胶等化学成分。
本发明中，尿素和磷酸二氢氨的添加量分别为烟草原料的2～5％和1.5～4％。
本发明中，在烟草原料酶解、浸取和浓缩过程中，可将烟梗、烟末、烟签、烟草碎片和烟杆五种原料单独进行工艺处理；也可将其两种或两种以上混合后进行工艺处理，混合点可在酶解、浸取和浓缩各个生产环节进行。
本发明中，其浸取条件为：温度20～90℃，用水比例为原料的5～12倍，浸取时间20～60min，浸取1～3次，采用浆式平直叶方式搅拌。
本发明中，其浓缩条件为：真空度0.02～0.15MPa，温度40～100℃，当浓缩液波美数达25～35°Be时，破真空并加入尿素和磷酸二氢氨，升温80～100℃继续加热，待波美数达38～45°Be时停止浓缩。
在本发明中，所发生的反应为：
酶制剂的应用根据原料特点和产品目标值确定单独使用一种或多种复合使用
本发明的实质在于在烟草原料浸取之前，通过酶解处理，将导致烟草燃烧后出现糊焦气、木质气、蛋白焦臭气的淀粉、纤维素、蛋白质、果胶等难水溶的大分子化合物酶解，在相同溶质得率的情况下，可降低用水比例，降低浸取温度，缩短浸取时间，从而在工业上实现节水、节能、提高生产效率。
在浸取液浓缩过程中，加入尿素、磷酸二氢氨等化合物使其与酶解后的小分子化合物在特定的反应条件下发生mailard反应，结果产生更多的烟草特有的致香物质。从而提高卷烟的感官质量。
经对浸取后的烟草原料进行化学分析，结果显示原料中的淀粉、纤维素、果胶、蛋白质等含量大幅减少，还原糖含量大幅增加。对浓缩液进行香味物质分析，结果显示主要香味成份总量也明显增加。并且酶解后的原料由于去除了果胶等物质，更有利于下一个工序片基的抄造。
将浓缩液浸涂在抄造片基上，并切丝卷制卷烟进行评吸，结果香气质及香气量明显增加，杂气量明显减少。
具体实施方式
本发明以下结合实施例做进一步描述，但并不限制本发明。
实施例1
将烟梗、烟末、烟签、碎片4种生产原料，按照7∶1∶1∶1的比例进行混合，并取样分析，结果见表1。
         表1  生产原料化学分析表  单位：％
  还原糖   纤维素   蛋白质   淀粉   果胶
  22.0   12.0   3.3   16.0   6.5
原料分析结果表明，原料中不利于卷烟感官质量的纤维素和淀粉含量较高。
将100kg混合原料加入活度为2000u/g的淀粉酶1.3kg、活度为10000u/g糖化酶0.6kg、活度为4000u/g纤维素酶1.2kg。并保持酶化条件为：温度50℃，水分60％，2小时，用缓冲液调节PH为5。
待酶解完成后，加热100℃，保持30min灭活。
将酶化后的原料进行可溶物浸取，条件为：温度20℃，固液比1∶7，时间20min，浸取2次。采用浆式平直叶方式进行搅拌，浸取后压榨分离并过滤。
将浸取液注入浓缩罐，浓缩条件为：温度60℃，真空度0.09MPa，当浓缩液波美数达25～35°Be时，破真空并加入3.5kg尿素和2.3kg磷酸二氢氨，升温100℃，待波美数达38～45°Be时停止浓缩。
对浸取后的烟草原料进行化学分析，结果淀粉减少42％，纤维素减少27％，还原糖增加48％。
对浓缩液进行香味物质分析，结果主要香味成份总量增加36％。
将浓缩液浸涂在抄造片基上，并切丝卷制卷烟进行评吸，结果香气质及香气量明显增加，杂气量明显减少。
实施例2
将烟梗、烟末、烟签、碎片4种生产原料，按照6∶1∶1∶2的比例进行混合，并取样分析，结果见表2。
            表2  生产原料化学分析表单位：％
  还原糖   纤维素   蛋白质   淀粉   果胶
  17.0   11.9   1.9   3.4   15.9
原料分析结果表明，原料中不利于卷烟感官质量和后期抄造的果胶含量较高，不利于卷烟感官质量的纤维素含量较高。
将100kg混合原料加入活度为20000u/g的果胶酶0.5kg，活度为4000u/g纤维素酶1.19kg。并保持酶化条件为：温度50℃，水分35％，4小时，用缓冲液调节PH为4.0。待酶解完成后，加热90℃，保持30min灭活。
将酶化后的原料进行可溶物浸取，条件为：温度30℃，固液比1∶10，时间20min，浸取1次。采用浆式平直叶方式进行搅拌，浸取后压榨分离并过滤。
将浸取液注入浓缩罐，浓缩条件为：温度50℃，真空度0.095MPa，当浓缩液波美数达25～35°Be时，破真空并加入3.0kg尿素和2.5kg磷酸二氢氨，升温100℃，待波美数达38～45°Be时停止浓缩。
对浸取后的烟草原料进行化学分析，结果果胶减少53.2％，纤维素减少23％，还原糖增加15％。
对浓缩液进行香味物质分析，结果主要香味成份总量增加18％。
将浓缩液浸涂在抄造片基上，并切丝卷制卷烟进行评吸，结果香气质及香气量有所增加，杂气量明显减少，刺激性明显减少。
实施例3
将烟梗、烟末、烟签3种生产原料，按照8∶1∶1的比例进行混合，并取样分析，结果见表3。
          表3  生产原料化学分析表  单位：％
  还原糖   纤维素   蛋白质   淀粉   果胶
  16.5   2.7   7.9   14.7   2.9
原料分析结果表明，原料中不利于卷烟感官质量的蛋白质和淀粉含量较高。
将100kg混合原料加入活度为10000u/g的蛋白酶0.72kg，活度为2000u/g淀粉酶1.33kg。并保持酶化条件为：温度70℃，水分40％，3小时，用缓冲液调节PH值为6.0。待酶解完成后，加热100℃，保持30min灭活。
将酶化后的原料进行可溶物浸取，条件为：温度35℃，固液比1∶12，时间45min，浸取2次。采用浆式平直叶方式进行搅拌，浸取后压榨分离并过滤。
将浸取液注入浓缩罐，浓缩条件为：温度50℃，真空度0.095MPa，当浓缩液波美数达25～35°Be时，破真空并加入4.0kg尿素和2.3kg磷酸二氢氨，升温100℃，待波美数达38～45°Be时停止浓缩。
对浸取后的烟草原料进行化学分析，结果蛋白质减少12％，淀粉减少34％，还原糖增加26％。
对浓缩液进行香味物质分析，结果主要香味成份总量增加22％。
将浓缩液浸涂在抄造片基上，并切丝卷制卷烟进行评吸，结果香气质及香气量有所增加，杂气量明显减少，刺激性减少。
实施例4将烟末、烟签两种生产原料按照2∶1的比例混合后取样分析，结果见表4。
        表4  生产原料化学分析表  单位：％
  还原糖   纤维素   蛋白质   淀粉   果胶
  20.2   6.5   3.9   14.6   3.4
原料分析结果表明，原料中不利于卷烟感官质量的淀粉含量较高。
将30kg混合原料加入活度为2000u/g淀粉酶0.42kg。活度为10000u/g糖化酶0.18kg，并保持酶化条件为：温度40℃，水分30％，3小时，用缓冲液调节PH为5。待酶解完成后，加热100℃，保持60min灭活。
将酶化后的原料进行可溶物浸取，条件为：温度20℃，固液比1∶8，时间30min。采用浆式平直叶方式进行搅拌，浸取1次，浸取后压榨分离并过滤。
对浸取后的烟草原料进行化学分析，结果淀粉减少36％，还原糖增加28％。
将烟梗进行取样分析，结果见表5。
      表5  生产原料化学分析表  单位：％
  还原糖   纤维素   蛋白质   淀粉   果胶
  25.0   13.5   3.8   5.3   14.4
原料分析结果表明，原料中不利于卷烟感官质量的纤维素和果胶含量较高。
将70kg烟梗加入活度为4000u/g纤维素酶0.94kg。活度为20000u/g果胶酶0.31kg，并保持酶化条件为：温度50℃，水分30％，3小时，用缓冲液调节PH为5。待酶解完成后，加热100℃，保持60min灭活。
将酶化后的原料进行可溶物浸取，条件为：温度60℃，固液比1∶6，时间60min。采用浆式平直叶方式进行搅拌，浸取2次，浸取后压榨分离并过滤。
对浸取后的烟草原料进行化学分析，结果纤维素减少26％。果胶减少32％，还原糖增加12％
将烟末、烟签浸取液和烟梗浸取液混合后进行浓缩。
浓缩条件为：温度60℃，真空度0.09MPa，当浓缩液波美数达25～35°Be时，破真空并加入3.7kg尿素和3.3kg磷酸二氢氨，升温100℃，待波美数达38～45°Be时停止浓缩。
对浓缩液进行香味物质分析，结果主要香味成份总量增27％。
将浓缩液浸涂在抄造片基上，并切丝卷制卷烟进行评吸，结果香气质及香气量有所增加，杂气量明显减少，刺激性减少。
根据原料化学分析结果，可进行多流程组合。如：烟梗和烟签为一组一起酶解处理，烟末和碎片为一组一起酶解处理，可将上述4种酶解后的原料混合浸取和浓缩，也可分别浸取、分别浓缩。总之根据来料的化学性质，选择相应的分组、酶解、浸取和浓缩条件。

Claims (10)

1、一种造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，它包括烟草原料的浸取以及浸取液的浓缩，其特征在于：在浸取之前首先在烟草原料中加入酶制剂，对不易水解的大分子化合物进行酶解，再将酶解后的烟草原料进行浸取和浓缩，并在浓缩液中添加尿素和磷酸二氢氨。
2、根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：酶制剂的添加品种以及添加量，根据烟草原料化学指标的分析结果以及酶制剂自身的活度量计算得出。
3、根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：烟草原料的酶化条件为：温度20～70℃，水分12～60％，PH值3～7，时间1～15小时。
4、根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：酶制剂为蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶或糖化酶，酶制剂的应用根据原料特点和产品目标值确定单独使用一种或多种复合使用。
5、根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：所述的烟草原料是指烟梗、烟末、烟签、烟草碎片以及烟杆。
6、根据权利要求1或5所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：所述的烟草原料尺寸为1～60mm，不同尺寸的混合体。
7、根据权利要求2所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：所述的原料分析指标主要为：还原糖、蛋白质、纤维素、淀粉、果胶。
8、根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：在烟草原料酶解、浸取和浓缩过程中，可将烟梗、烟末、烟签、烟草碎片和烟杆五种原料单独进行工艺处理；也可将其两种或两种以上混合后进行工艺处理，混合点可在酶解、浸取和浓缩各个生产环节进行。
9、根据权利要求1所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：所述的浓缩条件为：真空度0.02～0.15MPa，温度40～100℃，浓缩即将完成时，加入尿素、磷酸二氢氨，提高温度至80～100℃，继续加热20～90min。
10、根据权利要求1或10所述的造纸法再造烟叶浸取、浓缩工艺，其特征在于：尿素和磷酸二氢氨的添加量分别为烟草原料的2～5％和1.5～4％。
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