CN101218987A - 一种烟梗膨胀制粒的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用膨胀制粒工艺技术制备膨胀烟梗颗粒的方法。其特征是：将洗梗后的烟梗在具有保温层的压力罐或螺旋输送机内加温至120～190、加压至0.15～0.6MPa浸渍3～60分钟，烟梗水分控制在10～40％，浸渍后的烟梗在常压、低于100℃的条件下一次膨胀，再将一次膨胀后的烟梗在加热到100～250℃之间并保持10～120秒进行二次膨胀，然后，二次膨胀后的烟梗回潮、制粒，最后，将烟梗颗粒制粒回潮处理至卷接工艺所需的含水量。本发明的工艺过程所需处理烟梗的能耗低、设备简单，并且提高了梗粒的膨胀率、填充值以及原料的利用率，梗粒的含水率允差在±0.5％，含水率标准偏差0.17％。

Description

一种烟梗膨胀制粒的制备方法

技术领域

本发明涉及烟草加工中的填充料制备技术领域，具体地说，本发明涉及卷烟制品中烟梗的加工方法，特别是采用膨胀制粒工艺技术制备膨胀烟梗颗粒的方法。

背景技术

用于制造卷烟的烟叶包括叶片、烟梗。为了提高烟草原料的利用率，烟梗材料是理想的填加料。现有的加工烟梗制造烟草填充料的方法典型的有HAUNI梗丝膨胀系统、COMAS梗丝、LEGG梗丝膨胀工艺、烟梗膨胀制粒技术。

前三种方法的大致工艺过程是“烟梗→润、贮梗→切梗丝→加温、加湿→膨化、干燥→风选梗丝→贮梗丝”。即先切丝后膨胀，如中国专利申请CN01108471.5、CN03144088.3等公开了各种烟草梗丝微波膨化、切丝方法。这类工艺过程的不足之处在于：要对梗丝进行深度回潮，工艺过程需要大的能量密度、过程的温度高，在压梗切丝过程中烟梗内部结构发生变化，烟梗强度降低，使得以其作为填料的烟支容易出现空头现象；且这种处理工艺得到的梗丝填充值较低，通常只能达到4.8～6cm³/g，焦油和尼古丁含量较高，不能过多掺配到烟丝配方中，否则会影响卷烟的品味，因此用于卷烟生产中不能有效降低烟丝的消耗量。

烟梗膨化制粒技术的大致工艺过程是“烟梗→润、贮梗→打梗→加温、加湿→膨化、干燥→制粒→风选”，此工艺的不足之处在于设备占地面积大，所需膨化能量高。因此以上工艺方案的进一步发展受到了限制。

中国专利申请CN200510021139公开了一种可直接添加到卷烟中的膨胀梗颗粒的制备方法，其采用的技术方案包括制备膨胀烟梗、回潮、平衡水分、梗制粒、二次膨胀及再次平衡水分，具体工艺步骤如下：

A、制备膨胀烟梗：采用申请号为03117228.8专利申请的工艺方法制备膨胀烟梗。其方法具体为：

①原料选择：要求烟梗原料水分均衡，控制在8～14％，不含金属杂质，还可预热到70～100℃；

②热媒加热：将固体颗粒热媒加热至100～200℃可调；

③混和加入：将预选好的烟梗和加热后的热媒混和并加入到有10～160KW功率的微波场金属腔内；

④烟梗处理：经过10～220秒的混和及微波作用后，体积增大0.5～4倍；

⑤分离：将烟梗与热媒分离，得到处理完成的烟梗，对热媒则立即送到步骤②循环使用；

B、回潮、平衡水分：在回潮、平衡水分设备中将膨胀烟梗进行回潮、平衡水分处理后，使膨胀烟梗水分控制在13～35％，且同批次水分偏差≤1％；

C、梗制粒：将水分含量为13～35％已回潮平衡的膨胀烟梗于风分打梗设备中打成1mm³～70mm³的颗粒，小于1mm³的梗末被风分剔除，合符要求的梗颗粒从另一风道被分离出来；

D、二次膨胀：将步骤C得到的膨胀梗颗粒在干燥设备中快速干燥到水分含量7～14％，梗颗粒再次膨胀，其填充值进一步提高达5.6cm³/g～8cm³/g；所述干燥设备为微波场为10～160KW的微波膨胀设备或HT振槽及STS闪蒸设备；

E、再次平衡水分：在水分平衡设备中将膨胀梗颗粒水分平衡至13％±0.5，即得到可掺配添加到卷烟中的膨胀梗颗粒成品。

CN200510021139的优点在于：所制备的膨胀梗颗粒可直接掺配添加到卷烟中，且填充值高，该膨胀梗颗粒在卷烟中添加更加均匀、木质气少、香气明显、燃烧性好。但是，其烟梗膨胀过程需要加热热媒、工艺复杂、耗能高。

CN200610098314公开了一种烟梗处理方法，包括筛分、除尘风选、流量控制和膨胀烟梗，其特征在于：所述的膨胀烟梗处理为在线连续膨胀处理，在烟梗在线膨胀设备中进行，是将烟梗原料经进料仓、进口蒸汽气锁送入加压蒸汽处理装置，加压蒸汽处理装置内被均匀喷入饱和或过热蒸汽，加压蒸汽处理装置内的烟梗原料由螺旋输送装置搅拌并送至加压蒸汽处理装置出口，经出口蒸汽气锁排出，进入常压状态下的出料仓，通过瞬间降压获得烟梗膨胀。其中喷入加压蒸汽处理装置内的蒸汽的压力不低于8bar(0.8MPa)，通常为8～10bar，蒸汽的温度不低于200℃，通常为200～350℃，处理时间为1～3分钟。

CN200610098314公开的方法可以实现连续处理，但是其温度和压力过高，设备容易损坏、烟梗容易局部过热而产生焦味而影响产品质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟梗膨胀制粒的方法，简化使用烟梗制造烟草填充料工艺，提高烟梗的膨胀率，实现低温膨胀，减少在工艺过程中的能源消耗，缩小设备占地面积。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种烟梗膨胀制粒的方法，包括连续的如下步骤：

(1)、对烟草原梗进行清洗；

(2)、对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍处理：加温、加压至烟梗内部水分的温度超过水的沸点、但在高压环境下不会从烟梗组织细胞内溢出，从而得到增压加温烟梗，再将增压加温烟梗快速降至常压得到一次膨胀烟梗；

(3)、将一次膨胀烟梗加热，使烟梗中的水分瞬间再次溢出，得到二次膨胀烟梗；

(4)、将二次膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量，回潮烟梗再进行制粒处理，得到0.75～75mm³的烟梗颗粒；

(5)、将烟梗颗粒制粒回潮处理至卷接工艺所需的含水量。

上述步骤(2)中，所述的加温为加热至大于100℃、小于250℃，加压至高于0.1MPa、低于0.8MPa，，所述的加温、加压为在0.15～0.6MPa之间的压力和120～190℃之间的温度下进行。优选加温、加压在120～190℃之间的温度和0.15～0.6MPa之间的压力下进行。浸渍装置内的压强与温度应综合考虑，使烟梗内的水分处于过饱和状态，将洗梗后附着在烟梗表面的水分或环境中的水分充分浸渍到烟梗内部，即烟梗内部水分的温度超过水的沸点、但在高压环境下不会从烟梗组织细胞内溢出，优选烟梗水分控制在10～40％，这样，可以使烟梗的组织细胞充分胀大，降压后可以充分膨化。例如，当加压到0.3MPa时，温度略高于132℃。

本发明优选烟梗在适当的温度、压力下浸渍处理的时间为3～60分钟。

本发明中，步骤(2)加压、加温浸渍处理是在有保温层的螺旋输送机或带有保温层的压力罐中进行。这样可以大大简化生产设备，节约能量消耗，并且实现连续化工业生产。现有技术中公开的各种能够加温、加压的螺旋输送机均能满足本发明的要求，优选背景技术中提到的CN200610098314、CN200510118934以及CN02244712.2中公开的螺旋输送机等。

本发明的一次膨胀是将加压、加温烟梗降压至常压，温度下降至低于100℃。优选降温至70～100℃

本发明的二次膨胀可采用微波、蒸汽、热风或闪蒸加热。优选温度在100～250℃进行，加热时间为10～120秒。由于加热，在输入热量的作用下，一次膨胀烟梗中的水分再次溢出，烟梗水分降低发生二次膨胀。

本发明所述的回潮和制粒可以采用现有技术中公开的各种方法。

本发明的各步骤之间采用传送装置传送，优选传送带、螺旋输送机，可以实现连续化工业生产。

本发明优选的具体工艺步骤如下：

(1)、洗梗：采用洗梗设备对原梗进行清洗，一方面除去烟梗中杂质，一方面对烟梗进行一步加湿；

(2)、加压、加温：对烟梗进行加压、加温处理，在0.15～0.6MPa之间的压力和120～190℃之间的温度下，使烟梗内部水分的温度超过常温沸点，但在高压环境下不溢出，烟梗水分控制在10～40％；

(3)、降压一次膨胀：将步骤(2)得到的烟梗进行一次快速降压处理，烟梗中水分溢出，产生一次膨胀；

(4)、干燥二次膨胀：通过降压而产生一次膨胀的烟梗进入加热设备，在输入热量的作用下，烟梗中水分再次溢出，烟梗水分降低并发生二次膨胀。

(5)、回潮：把发生二次膨胀的烟梗回潮到10～40％的水分含量，增加烟梗韧性，为制粒作好工艺准备；

(6)、制粒：将膨胀、回潮后的烟梗进行制粒处理，打成0.75mm³～75mm³的颗粒；

(7)、回潮：将制粒后的梗粒进行回潮处理，回潮到卷接工艺所需的含水量。

本发明在原梗膨胀过程中采用了二次膨胀的方式，在膨胀之前进行加温、加压处理，但是温度和压强的与现有工艺相比均比较低，因此所需的能量消耗小；烟梗在降压情况下一次膨胀，一次膨胀后烟梗的余热为烟梗的二次膨胀起到预先加热的作用，进一步降低了二次膨胀所需的能量，整个工艺过程所需的能量消耗较小。由于本工艺过程在烟梗洗梗后即可直接进入加温、加压浸渍回潮过程，相对其他工艺过程所需的回潮平衡时间大大减少；并且所需的设备与其他工艺过程相比简化，整个工艺过程连续进行。因此，本发明的工艺过程所需处理烟梗的能耗低、设备简单，并且提高了梗粒的膨胀率、填充值以及原料的利用率，梗粒的含水率允差在±0.5％，含水率标准偏差0.17％。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1

将选好的烟梗在洗梗机中进行烟梗的洗涤，去除杂质并湿润烟梗表面，洗梗后的烟梗使用传送装置送至带有保温层的螺旋输送机里；将过热蒸汽通入螺旋输送机中，使其中的压力控制在0.15MPa、温度在120℃，对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍20分钟；之后，在螺旋输送机的末端，烟梗通过密封旋转阀快速泄压到常压，产生一次膨胀；利用传送装置将烟梗送至微波加热设备迅速加热至100℃，并保持120秒钟，在加热条件下发生二次膨胀；利用传送装置将二次膨胀的烟梗输送到回潮筒，使膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量；然后，连续将回潮后的膨胀烟梗输送到打梗机，将膨胀后的烟梗打成符合工艺要求的颗粒，再将梗粒回潮到符合卷烟工艺要求的水分含量，进入卷接工艺。所的烟梗的膨胀率达到270％，填充值达到9.0cm³/g，含水率允差±0.5％，含水率标准偏差为0.17％，原料的利用率达到97％。

实施例2

将选好的烟梗在洗梗机中进行烟梗的洗涤，去除杂质并湿润烟梗表面，洗梗后的烟梗使用传送装置送至带有保温层的螺旋输送机里；将过热蒸汽通入螺旋输送机中，使其中的压力控制在0.35MPa、温度在150℃，对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍11分钟；之后，在螺旋输送机的末端，烟梗通过密封旋转阀快速泄压到常压，产生一次膨胀；利用传送装置将烟梗送至蒸气加热的设备使其迅速加热至250℃，并保持10秒钟，在加热条件下发生二次膨胀；利用传送装置将二次膨胀的烟梗输送到回潮筒，使膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量；然后，连续将回潮后的膨胀烟梗输送到打梗机，将膨胀后的烟梗打成符合工艺要求的颗粒，再将梗粒回潮到符合卷烟工艺要求的水分含量，进入卷接工艺。所的烟梗的膨胀率达到310％，填充值达到13cm³/g，含水率允差±0.5％，含水率标准偏差为0.17％，原料的利用率达到98％。

实施例3

将选好的烟梗在洗梗机中进行烟梗的洗涤，去除杂质并湿润烟梗表面，洗梗后的烟梗使用传送装置送至带有保温层的螺旋输送机里；将过热蒸汽通入螺旋输送机中，使其中的压力控制在0.6MPa、温度在190℃，对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍3分钟；之后，在螺旋输送机的末端，烟梗通过密封旋转阀快速泄压到常压，产生一次膨胀；利用传送装置将烟梗送至热风加热的设备迅速加热至180℃，并保持60秒钟，在加热条件下发生二次膨胀；利用传送装置将二次膨胀的烟梗输送到回潮筒，使膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量；然后，连续将回潮后的膨胀烟梗输送到打梗机，将膨胀后的烟梗打成符合工艺要求的颗粒，再将梗粒回潮到符合卷烟工艺要求的水分含量，进入卷接工艺。所的烟梗的膨胀率达到270％，填充值达到10cm³/g，含水率允差±0.5％，含水率标准偏差为0.17％，原料的利用率达到97％。

实施例4

将选好的烟梗在洗梗机中进行烟梗的洗涤，去除杂质并湿润烟梗表面；洗梗后的烟梗在有保温层的压力罐中通入过热蒸汽对其进行加压、加温，使其中的压力控制在0.15MPa、温度在120℃，对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍20分钟；之后，迅速释放压力罐中的压力，使罐中压力快速泄压到常压，产生一次膨胀；再连续将一次膨胀后的烟梗通过微波加热设备迅速加热至100℃，并保持120秒钟，在加热条件下发生二次膨胀；利用传送装置将二次膨胀的烟梗输送到回潮筒，使膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量；然后，连续将回潮后的膨胀烟梗输送到打梗机，将膨胀后的烟梗打成符合工艺要求的颗粒，再将梗粒回潮到符合卷烟工艺要求的水分含量，进入卷接工艺。所的烟梗的膨胀率达到275％，填充值达到9.0cm³/g，含水率允差±0.5％，含水率标准偏差为0.17％，原料的利用率达到96％。

实施例5

将选好的烟梗在洗梗机中进行烟梗的洗涤，去除杂质并湿润烟梗表面；洗梗后的烟梗在有保温层的压力罐中通入过热蒸汽对其进行加压、加温，使其中的压力控制在0.35MPa、温度在150℃，对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍11分钟；之后，迅速释放压力罐中的压力，使罐中压力快速泄压到常压，产生一次膨胀；再连续将其一次膨胀烟梗通过闪蒸加热设备迅速加热至180℃，并保持60秒钟，在加热条件下发生二次膨胀；利用传送装置将二次膨胀的烟梗输送到回潮筒，使膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量；然后，连续将回潮后的膨胀烟梗输送到打梗机，将膨胀后的烟梗打成符合工艺要求的颗粒，再将梗粒回潮到符合卷烟工艺要求的水分含量，进入卷接工艺。所的烟梗的膨胀率达到300％，填充值达到12cm³/g，含水率允差±0.5％，含水率标准偏差为0.17％，原料的利用率达到98％。

实施例6

将选好的烟梗在洗梗机中进行烟梗的洗涤，去除杂质并湿润烟梗表面；洗梗后的烟梗在有保温层的压力罐中通入过热蒸汽对其进行加压、加温，使其中的压力控制在0.6MPa、温度在190℃，对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍3分钟；之后，迅速释放压力罐中的压力，使罐中压力快速泄压到常压，产生一次膨胀；再连续将其烟梗通过蒸汽加热设备迅速加热至250℃，并保持10秒钟，在加热条件下发生二次膨胀；利用传送装置将二次膨胀的烟梗输送到回潮筒，使膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量；然后，连续将回潮后的膨胀烟梗输送到打梗机，将膨胀后的烟梗打成符合工艺要求的颗粒，再将梗粒回潮到符合卷烟工艺要求的水分含量，进入卷接工艺。所的烟梗的膨胀率达到290％，填充值达到10cm³/g，含水率允差±0.5％，含水率标准偏差为0.17％，原料的利用率达到96.5％。

Claims (10)

1.一种烟梗膨胀制粒的方法，包括连续的如下步骤：

(1)、对烟草原梗进行清洗；

(2)、对洗梗后的烟梗进行加压、加温浸渍处理：加温、加压至烟梗内部水分的温度超过水的沸点、但在高压环境下不会从烟梗组织细胞内溢出，从而得到增压加温烟梗，再将增压加温烟梗快速降至常压得到一次膨胀烟梗；

(3)、将一次膨胀烟梗加热，使烟梗中的水分瞬间再次溢出，得到二次膨胀烟梗；

(4)、将二次膨胀烟梗回潮到10～40％的水分含量，回潮烟梗再进行制粒处理，得到0.75～75mm³的烟梗颗粒；

(5)、将烟梗颗粒制粒回潮处理至卷接工艺所需的含水量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中，所述的加温为加热至大于100℃、小于250℃，所述的加压为加压至高于0.1MPa、低于0.8MPa。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的加温、加压为在120～190℃之间的温度和0.15～0.6MPa之间的压力下进行。

4.根据权利要求1、2、3之一所述的方法，其特征在于步骤(2)中，浸渍处理的时间为3～60分钟，烟梗水分控制在10～40％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中，加压、加温浸渍处理是在有保温层的螺旋输送机或带有保温层的压力罐中进行。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中，一次膨胀是将加压、加温烟梗降压至常压，温度下降至低于100℃，优选降温至70～100℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中，二次膨胀采用微波、蒸汽、热风或闪蒸加热。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中，二次膨胀温度在100～250℃进行，加热时间为10～120秒。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)至(5)之间采用传送装置传送，优选传送带、螺旋输送机。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、洗梗：采用洗梗设备对原梗进行清洗，一方面除去烟梗中杂质，一方面对烟梗进行一步加湿；

(2)、加压、加温：对烟梗进行加压、加温处理，在0.15～0.6MPa之间的压力和120～190℃之间的温度下，使烟梗内部水分的温度超过常温沸点，但在高压环境下不溢出，烟梗水分控制在10～40％；

(3)、降压一次膨胀：将步骤(2)得到的烟梗进行一次快速降压处理，烟梗中水分溢出，产生一次膨胀；

(4)、干燥二次膨胀：通过降压而产生一次膨胀的烟梗进入加热设备，在输入热量的作用下，烟梗中水分再次溢出，烟梗水分降低并发生二次膨胀；

(5)、回潮：把发生二次膨胀的烟梗回潮到10～40％的水分含量，增加烟梗韧性，为制粒作好工艺准备；

(6)、制粒：将膨胀、回潮后的烟梗进行制粒处理，打成0.75 mm³～75 mm³的颗粒；

(7)、回潮：将制粒后的梗粒进行回潮处理，回潮到卷接工艺所需的含水量。

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