CN101919582A

CN101919582A - 烟丝低温微波膨胀工艺

Info

Publication number: CN101919582A
Application number: CN2009100595459A
Authority: CN
Inventors: 周川; 刘毅; 刘朝辉; 杨涛; 姚波; 李兴化; 康琪; 游俊
Original assignee: 周川
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: CN101919582B

Abstract

本发明涉及一种烟丝低温微波膨胀工艺，将经分级回潮至含水量为40％～70％的膨胀烟丝，装入模具中，然后置于-35℃～-55℃温度中冻结成块，再将烟丝块送人微波连续冻干系统中升华干燥至3％～8％的含水量，最后回潮至12％～13％的含水量，得到膨胀烟丝成品。烟丝经本发明工艺膨胀后，其香气、香味明显，造碎率较低，异味杂味明显减少，且其膨胀度可以控制。

Description

烟丝低温微波膨胀工艺

技术领域

本发明涉及一种烟丝膨胀工艺，特别是一种烟丝低温微波膨胀工艺。

背景技术

随着烟草行业降焦减害理念的发展与技术的实施，对烟草原料进行膨化处理就成为一种行之有效的方法。它不仅可直接减少成品卷烟中有害物质总量，还可以提高烟支的充分燃烧性，从而进一步减少抽吸过程中有害物质的产生。而烟丝作为卷烟的主要材料，其膨化的制造工艺及设备就成为各大卷烟生产商、卷烟加工设备制造商的热门研究对象。目前最具代表性的烟丝膨胀方法有三种。

一是CO₂膨胀法，其主要原理是用高压液态CO₂对烟丝进行浸泡，使CO₂浸入其细胞或附着在其表面，然后减压至0.1MPa，形成低温干冰烟丝，再将低温干冰烟丝送入升华器中，在高达350℃左右的高温蒸汽中急速升温使干冰升华，从而达到使烟丝膨胀的目的。

另一种是CFC膨胀法，即以氟利昂或其取代品，如KC-2、异戊烷、液氨等作为烟丝膨胀浸渍剂，在一定的压力和温度下，先使浸渍剂充分渗入烟草细胞内，然后再减压至常压并通入高温蒸汽，使烟丝快速升温，令其内浸渍剂急速汽化，扩大烟丝细胞，从而达到膨胀效果。

上述两种方法，一方面，由于烟丝都经过了用液态CO₂、KC-2之类的强有机溶剂的浸泡，因而极易使其中的香气、香味及各种有用成份大量流失；另一方面，加工过程中的高温，也会对植物性的烟丝品质有较大的影响，除了会使其香气、香味及各种有用成份大量挥发，还易使烟丝变得易碎，即造碎率较高。

目前还报道了一种较新的HXD膨胀法，该方法是用水浸润烟丝后，再将烟丝放入高达200～400℃的高温循环气体中加热，以使烟丝细胞内产生蒸汽的速率远大于逃逸速率，内部蒸汽压力大于渗透压，尽而达到细胞壁扩张，烟丝膨胀的效果，最后经干燥定型处理得成品。虽然HXD膨胀法没有强有机溶剂对烟丝品质的影响，但是其更高的温度将会对烟丝香气香味造成更加明显的损失。另外，造碎带来的副作用会使其膨胀效果大打折扣。例如，将其膨胀后的烟丝回潮至12％～13％的含水量，用3kg砝码法测试填充值仅为5cm³/g左右，更多的情况在5cm³/g以下。

综上所述，由上述方法加工得到的烟丝，其品质较差，因而只能作为卷烟的低档原料使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种烟丝低温微波膨胀工艺，该工艺能在较低温度条件下制备出膨胀烟丝，从而充分保证了烟丝的品质。

本发明的主要原理是：利用烟丝回潮到一定含水量范围内吸水平衡后，其体积将随含水量增加而膨胀，形成回潮湿胀效应，然后再利用微波连续冻干的方式，使膨胀的体积被定形下来。同样由于回潮湿胀效应，烟丝膨胀程度与回潮含水量成正比，因此控制烟丝回潮含水量，即可得到相应不同膨胀率的烟丝。

根据上述原理，本发明是通过实施如下的技术方案来实现本发明的目的。

一种烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于按如下工艺步骤进行：

A、分级回潮湿胀：将由通常的烟草加工工艺处理得到的烟丝，分4～10次逐级回潮，每级回潮时先由带耙散装置的喂料输送设备将烟丝送入回潮机，按质量分数，使含水量增加至5％～10％后送入储柜于常温下贮存20～60分钟，再进行下一次回潮，最终使含水量达40％～70％，使烟丝达到膨胀的效果；

所述回潮机指烟草工业中通用的回潮机，其回潮方式包括滚筒式、真空喷射式、真空机械式、热风式或刮板式等。

B、低温冻结：将经步骤A湿胀处理后的烟丝装入矩形模具内，然后置于-35℃～-55℃的温度环境中冻结成块；

C、微波低温定形膨胀：将经步骤B冻结后的烟丝块送入微波连续冻干系统中，经升华干燥处理，使其含水量降至3％～8％制得膨胀烟丝；

D、将经步骤A～C制得的膨胀烟丝再回潮至含水量为12％～13％，得成品，该产品用以供通常的烟草加工工艺进一步处理。

步骤C所述微波连续冻干系统，包括微波真空冻干装置、真空捕水装置、真空进料装置、真空出料装置，其中，微波真空冻干装置包括微波发生器1、微波天线2、常压微波腔4、真空微波腔5、真空隔板6、多孔透气微波屏蔽板7、低损耗输送带8、前端真空微波抑制器9、后端真空微波抑制器10，其特征在于：在微波真空冻干装置中设置有由常压微波腔4和真空微波腔5组成的复合式冻干仓3，在常压微波腔4和真空微波腔5之间由可透过微波的真空隔板6进行分隔，真空微波腔5与真空捕水装置的蒸汽通道11相连，在真空微波腔5与蒸汽通道11之间由由多孔透气微波屏蔽板7进行隔开。其中，

所述的真空捕水装置包括蒸汽通道11、真空管道12、真空阀13、冷阱14、真空泵15，所述的蒸汽通道11可以在真空微波腔5的上方或者下方。所述的真空进料装置包括进料真空仓16、进料真空仓外阀门17、进料真空仓内阀门18、进料端冷阱19、进料端真空泵20，所述真空进料装置位于真空微波抑制器9前端。进料端冷阱用于捕捉进料真空仓16抽真空时，新进物料升华出的水蒸汽。

所述的真空出料装置包括出料真空仓21、出料真空仓外阀门22、出料真空仓内阀门23、出料端真空泵24，真空出料装置位于真空微波抑制器10后端。

同时，该微波连续冻干系统本申请人已于本申请同日向国家知识产权局申报了发明专利。

经本发明低温膨胀处理后的烟丝，与现有技术相比，其有益效果表现在：

1、很好地保持了烟丝原有的品质，其香气、香味明显。由于在回潮湿胀时，烟丝中仅加入少量常温水，无浸洗现象，因而不会导致烟丝中香气、香味等可溶性有用成份的流失；同时，在进行低温升华干燥时，香气、香味等易挥发性有用成份也极少流失。

2、膨胀度可调控，即可通过调节回潮烟丝含水量，对烟丝膨胀程度进行调节，含水量在一定范围内(40％～70％)，其含水量低，则成品的膨胀程度低，含水量高，则成品的膨胀程度高，从而满足了不同品质烟丝精细化分类加工的要求。

3、造碎率较低，耐加工性好。

4、异味、杂味明显减少。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图

图2是本发明实施例3的捕水器在上方的系统平面布置示意图

图3是图2所示系统的A-A面剖示意图

图4是图2所示系统的B-B面剖示意图

图5是本发明实施例3的捕水器在下方的系统平面布置示意图

图6是本发明实施例3的水平进料的进料装置平面示意图

图7是图6所示进料装置E-E面剖示意图

图中：

(1)微波发生器 (2)微波天线 (3)复合式冻干仓

(4)常压微波腔 (5)真空微波腔 (6)真空隔板

(7)多孔透气微波屏蔽板 (8)低损耗输送带

(9)前端真空微波抑制器 (10)后端真空微波抑制器

(11)蒸汽通道 (12)真空管道

(13)真空阀 (14)冷阱 (15)真空泵

(16)进料真空仓 (17)进料真空仓外阀门

(18)进料真空仓内阀门 (19)进料端冷阱

(20)进料端真空泵 (21)出料真空仓

(22)出料真空仓外阀门 (23)出料真空仓内阀门

(24)出料端真空泵 (25)物料 (26)外部输送机

具体实施方式

实施例一

红河C3F片烟，回潮至15％含水量切丝，再进行5次分级回潮湿胀，第一次使烟丝含水量达到25％，并贮存30分钟；第二次先进行耙散，再回潮至35％含水量后贮存30分钟；第三次耙散回潮至45％含水量，贮存30分钟；第四次耙散后回潮至55％含水量贮存30分钟；第五次耙散并回潮至60％含水量。回潮湿胀完成后放入400×400×40mm的模具冷冻至-45℃后，迅速将冻结的烟丝以块为单位，连续的送入“微波连续冻干系统”进行升华干燥，烟丝从该系统内输送到出口用时约25分钟，即可得到微波低温膨胀定形的烟丝，但此时出口烟丝含水量约5％，再将其回潮到12～13％即可供后序工艺使用。此时用3kg砝码法测试，其填充值为6.22cm³/g。

实施例二

玉溪C3F片烟，回潮至18％含水量切丝，再进行4次分级回潮湿胀，第一次使烟丝含水量达到25％，并贮存30分钟；第二次先进行耙散，再使烟丝回潮至35％含水量，并贮存30分钟；第三次耙散并回潮至45％含水量，贮存30分钟；第四次耙散后回潮至52％含水量。回潮湿胀完成后放入400×400×40mm的矩形模具，冷冻至-45℃后，迅速将冻结的烟丝以块为单位，连续送入“微波连续冻干系统”进行升华干燥，烟丝从该系统内输送至出口用时约23分钟，即可得到微波低温膨胀定形的烟丝，但此时出口烟丝含水量约5％，再将其回潮到12～13％即可供后序工艺使用。此时用3kg砝码法测试，其填充值为5.9cm³/g。

实施例三

如本发明的附图。本发明可以使用一种微波连续冻干系统来实施。该微波连续冻干系统包括微波真空冻干装置、真空捕水装置、真空进料装置、真空出料装置，其中，微波真空冻干装置包括微波发生器1、微波天线2、常压微波腔4、真空微波腔5、真空隔板6、多孔透气微波屏蔽板7、低损耗输送带8、前端真空微波抑制器9、后端真空微波抑制器10，其特征在于：在微波真空冻干装置中设置有由常压微波腔4和真空微波腔5组成的复合式冻干仓3，在常压微波腔4和真空微波腔5之间由可透过微波的真空隔板6进行分隔，真空微波腔5与真空捕水装置的蒸汽通道11相连，在真空微波腔5与蒸汽通道11之间由由多孔透气微波屏蔽板7进行隔开。

所述的真空捕水装置包括蒸汽通道11、真空管道12、真空阀13、冷阱14、真空泵15，所述的蒸汽通道11可以在真空微波腔5的上方或者下方。

所述的真空进料装置包括进料真空仓16、进料真空仓外阀门17、进料真空仓内阀门18、进料端冷阱19、进料端真空泵20，该装置位于真空微波抑制器9前端。进料端冷阱19用于捕捉进料真空仓16抽真空时，新进物料25升华出的水蒸汽。

所述的真空出料装置包括出料真空仓21、出料真空仓外阀门22、出料真空仓内阀门23、出料端真空泵24，该真空出料装置位于真空微波抑制器10后端。

Claims

1.一种烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于：将经分级回潮至含水量为40％～70％的膨胀烟丝，装入矩形模具中，然后置于-35℃～-55℃温度中冻结成块，再将烟丝块送人微波连续冻干装置中升华干燥至3％～8％的含水量，最后回潮至12％～13％的含水量，得到膨胀烟丝成品。

2.如权利要求1所述的烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于：所述分级回潮的次数为4～10次。

3.如权利要求1或2所述的烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于：所述分级回潮每级增加的含水量为5％～10％。

4.如权利要求1或2所述的烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于：所述分级回潮的每级回潮处理前将烟丝耙散。

5.如权利要求1所述的烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于：对所述膨胀烟丝成品膨胀程度的控制，是由调节分级回潮时最终的含水量得以实现的。

6.如权利要求3所述的烟丝低温微波膨胀工艺，其特征在于：所述分级回潮每级增加一次含水量后的烟丝，先于常温下贮存20～60分钟后再进行下一级回潮处理。