CN101099598B - 微波膨化烟梗的工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟草行业副产物烟梗的利用，即微波膨化烟梗的工艺方法。解决了我国烟草行业副产物烟梗的利用问题。具体操作步骤是：原料预处理，即以果胶膨化剂均匀喷洒在干燥的烟梗上；装料，将预处理后的烟梗原料均匀平铺放在玻璃器皿中，微波膨化，放入微波炉中，2450MHz微波，功率400W，温度85-95℃范围内，得到体积膨胀至原来体积的3倍左右的烟梗。本发明微波加热特性适用于低水分含量物料的膨化，微波不仅可以产生与常规加热不同的温度场，而且微波还可能使烟梗在微波场中膨化必然会产生与常规膨化方法更优的特性，即保持烟梗品质，快速均匀加热，易于瞬时控制，能量利用率效率高和适应各种形状烟梗的膨化。

Description

微波膨化烟梗的工艺方法

技术领域

本发明涉及一种利用烟草行业副产物烟梗制备膨化烟梗的工艺方法。

背景技术

烟梗是烟草生产的副产物，它由皮部和芯部组成，含有一定木质化程度纤维。目前国内外对烟梗废料的利用主要集中在制造活性炭、制板、提取化学原料和造纸等方面。

烟梗膨胀制粒技术是近年来在国外出现的烟草加工新技术，在烟卷中加入20％左右的梗粒可有效提高装填体积和燃烧性能，降低木质气味和焦油，改善卷烟品质。目前该技术工艺主要采用高温高压蒸汽(12bar、300℃左右)对短梗和梗签膨胀加工，目前膨胀梗屑技术在国外已被20余家烟草企业运用。2007年初国内也引进了一套该装置。其它膨胀工艺还有流化床膨胀梗丝、梗丝膨化塔等装置。但是高温高压蒸汽膨胀工艺还存在一些有待进一步改善的问题，例如该工艺采用文丘里管，要求烟梗长度不大于30mm，因此对我国烟梗的应用受到一定程度限制；同时该技术为间歇生产等等。

发明内容

本发明旨在：提供一种保持烟梗品质、快速均匀、适合于各种形状烟梗膨化加工的微波膨化烟梗的工艺方法。

具体的技术方案如下：

微波膨化烟梗的工艺方法，包括以下操作步骤：

(1)原料预处理

将100份干燥的烟梗加入18-21份水，密封在容器中均匀润湿；秤取0.6～1.0份果胶膨化剂，并配制成0.6％-0.8％水溶液，均匀喷洒在烟梗上，翻转烟梗，使膨化剂和烟梗充分接触；把预处理好的烟梗密封在塑料袋中待用；

(2)装料

称取50份预处理后的烟梗原料均匀平铺放在玻璃器皿中，层铺厚度不大于30mm；

(3)微波膨化

将上述装有烟梗的玻璃器皿放置在微波炉中，开启2450MHz微波，功率400w，温度控制在85-95℃范围内，膨化时间为70-90s，得到体积膨胀至原来体积的3倍左右的烟梗，关闭微波，停止膨化。

微波是波长在1mm～1000mm之间的电磁波。当极性分子材料处于交变电磁场中时，材料中原有处于杂乱状态的极性分子会随外电场方向定向排列。由于外电场是一种电场方向随时间变化的交变电磁场，故极性分子也随之以极快的速度改变方向，产生高速摆振，分子间碰撞与摩擦，产生热能，温度上升。

本发明利用微波在烟梗中形成的独特温度场，以及微波对烟梗及膨化剂可能形成的所谓“非热效应”，实现低温烟梗膨化，获得适合各种烟梗形状的连续烟梗膨化过程。烟梗含有极性水分子，具有强烈吸收微波的介电特性，在微波辐射加热时，随微波频率激烈碰撞摩擦，产生大量热，从而使水急剧挥发，并产生蒸汽压，在烟梗中从内向外急剧压出，使原料的纤维空间在扩大的同时急剧膨化，形成无数裂缝与微隙。微波加热过程中烟梗的温度梯度、传热和蒸汽压迁移方向均匀一致，由里向外，因此便于烟梗内部蒸汽的产生和积累。当烟梗内部蒸汽压力超过纤维组织结构强度的承受能力时，这种压力促使烟梗膨化。

微波的加热特性与传统加热方法和基本原理不同，其适用于低水分含量物料的膨化，微波膨化烟梗工艺的主要优点在于：

(1)保持烟梗品质：由于微波的量子能量还不够大，不足以改变物质分子的内部结构或破坏分子间的键。因此，微波可以保证烟梗在膨化过程中成分不变，更好地保持烟梗的品质、风味和色泽。高温高压蒸汽膨化技术虽然膨化了烟梗，但引入了加热介质水蒸气，部分影响了烟梗的原来结构和组成，而微波独特的加热膨化方式使烟梗内外同时升温膨化，保证产品质量一致。

(2)快速均匀加热：微波照射烟梗时，能够穿透烟梗深入到其内部，这对烟梗膨化形成独特的无温度梯度均匀加热方式，电磁能直接作用于介质分子转换成热能，且透射使介质内外同时受热，故可在短时间内达到均匀加热。

(3)易于瞬时控制：微波加热的热惯性小，即有微波辐射时物料加热，停止时物料得不到微波能量，加热过程即刻停止。这种状态不仅有利于控制最终温度，有效控制烟梗炭化，而且有利于实现自动化化和连续化生产。

(4)能量利用率效率高：不同物料对微波的吸收损耗不同，微波在金属等材料表面会出现反射，且可以透过玻璃、陶瓷等物质。微波加热时被加热物料一般放置在用金属制成的加热室内，电磁波被封闭在加热室的腔体，不会外泄，大部分微波被烟梗吸收，而对周围的空气、加热设备的金属部件耗能极小，所以能量效率高。

(5)适应各种形状烟梗：由于微波膨化能保持原物料形状，因此对烟梗大小和形状没有要求。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。

实施例1：

以100g干燥烟梗为原料，加入19g水分，密封在容器中均匀润湿。秤取果胶膨化剂0.8g，配制成0.6％-0.8％水溶液，均匀喷洒在烟梗上，翻转烟梗，使膨化剂和烟梗充分接触。把预处理好的烟梗均匀平铺在玻璃器皿中，层铺厚度为20mm。把装有烟梗的玻璃器皿放置在微波中，开启微波(2450MHz)，功率400w，在烟梗微波膨化过程中，温度控制为90℃，膨化时间约为90s，当时间到达后，膨化烟梗无碳化现象，关闭微波，停止膨化。烟梗膨化至原来体积的3.1倍，膨化烟梗无碳化现象。

实施例2：

以100g干燥烟梗为原料，加入18g水分，密封在容器中均匀润湿。秤取果胶膨化剂0.9g，配制成0.6％-0.8％水溶液，均匀喷洒在烟梗上，翻转烟梗，使膨化剂和烟梗充分接触。把预处理好的烟梗均匀平铺在玻璃器皿中，层铺厚度为30mm。把装有烟梗的玻璃器皿放置在微波中，开启微波(2450MHz)，功率400w，在烟梗微波膨化过程中，温度控制为80℃，膨化时间约为80s，当时间到达后，膨化烟梗无碳化现象，关闭微波，停止膨化。烟梗膨化至原来体积的2.7倍，膨化烟梗无碳化现象。

实施例3

以100g干燥烟梗为原料，加入21g水分，密封在容器中均匀润湿。秤取果胶膨化剂1.0g，配制成0.6％-0.8％水溶液，均匀喷洒在烟梗上，翻转烟梗，使膨化剂和烟梗充分接触。把预处理好的烟梗均匀平铺在玻璃器皿中，层铺厚度为25mm。把装有烟梗的玻璃器皿放置在微波中，开启微波(2450MHz)，功率400w，在烟梗微波膨化过程中，温度控制为85℃，膨化时间约为85s，当时间到达后，膨化烟梗无碳化现象，关闭微波，停止膨化。烟梗膨化至原来体积的3.3倍，膨化烟梗无碳化现象。

Claims (1)

1. 微波膨化烟梗的工艺方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

(1)原料预处理

将100份干燥的烟梗加入18-21份水，密封在容器中均匀润湿；秤取0.6～1.0份果胶膨化剂，并配制成0.6％-0.8％水溶液，均匀喷洒在烟梗上，翻转烟梗，使膨化剂和烟梗充分接触；把预处理好的烟梗密封在塑料袋中待用；

(2)装料

称取50份预处理后的烟梗原料均匀平铺放在玻璃器皿中，层铺厚度不大于30mm；

(3)微波膨化

将上述装有烟梗的玻璃器皿放置在微波炉中，开启2450MHz微波，功率400w，温度控制在85-95℃范围内，膨化时间为70-90s，得到体积膨胀至原来体积的2.7-3.3倍的烟梗，关闭微波，停止膨化。