CN101926502B - 一种烟秆表皮厌氧处理方法及其处理装置 - Google Patents

Abstract

一种烟秆表皮厌氧处理方法及其处理装置，属烟草加工技术领域。烟秆表皮经微生物厌氧发酵处理以有效降低纤维素、木质素含量，提高有机酸等有益烟用成分含量，按以下步骤进行：将新鲜的烟秆表皮清洗干净后除去外表的水分，均匀配撒乳酸菌剂，然后装入厌氧处理装置，在32～35℃条件下进行处理40天；将上述处理后的烟秆表皮以50℃热风干燥至水分含量为25％后进行切丝；按照卷烟配方进行加料处理后，替代梗丝用于卷烟配方，用烟丝、梗丝混配和烟丝、烟秆表皮丝混配制作卷烟；本发明提高了烟秆表皮作为卷烟替代物的使用价值，为烟秆表皮的再利用开创了一条新的技术途径。

Description

一种烟秆表皮厌氧处理方法及其处理装置

技术领域

本发明涉及一种对烟秆表皮进行微生物发酵处理以制取卷烟替代物的方法和处理装置，尤其是利用厌氧微生物对鲜烟秆表皮进行厌氧发酵处理的方法及相应处理装置，属于烟草加工领域。

背景技术

烟秆是烟叶收获后的剩余物，我国每年烟秆产量约为445万吨，长期以来，烟草种植仅为了卷烟生产提供成熟叶片原料，对于叶片收获后的烟秆一般都直接用作农村生活燃料。随着农村经济的发展和农民生活水平提高，农作物秸秆包括烟秆作为生活燃料开始逐步淡出农村生活用能的范围。目前，国内外开展了利用烟秆进行制浆造纸、制造刨花板(纤维板)和制造活性炭技术研究，但由于我国烟草种植具有典型的区域性特征，且其资源量相对于大作物来讲还相对较小，无法达到完全商业化运行的需要，同时烟秆制浆造纸及制备活性炭技术除经济附加值较低外还存在一定的环境污染问题。

烟秆作为烟叶生长的物质和能量供给通道，其含有较高的烟用有益成份，特别是烟秆表皮作为烟叶叶片与茎秆的联结体，具有与烟梗近似的化学组成；同时烟秆表皮中烟碱含量一般低于叶片和叶梗中烟碱含量，因此将烟秆表皮经适当处理可以部分代替烟梗和烟丝用于卷烟生产。

长期以来，烟草种植过程中对烟叶的初加工主要以烘烤为主，但烟秆表皮中的纤维素、木质素含量高于烟叶，其在烘烤过程中物质变化量较小，过高的纤维素、木质素含量将直接引起其吸食过程中的杂气和刺激性，因此，降低烟秆表皮中木质素和纤维素含量，增加有益烟用成份是烟秆表皮用于替代烟梗烟丝的基本要求。目前使用化学方法可降低烟秆表皮中纤维素、木质素含量，但化学物质添加将引起更强的刺激性；生物酶法(如，中国专利文献CN200710032842.5“一种改良烟梗品质的方法”)降解烟秆表皮中的纤维素和木质素则需要较大的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作方便、加工成本低、处理效果好的烟秆表皮厌氧处理方法。

本发明的目的是这样实现的：一种烟秆表皮厌氧处理方法，烟秆表皮经微生物厌氧处理以有效降低纤维素、木质素含量，提高有机酸、醇等有益烟用成分含量。本发明实现包括以下步骤：

a)、将新鲜的烟秆表皮清洗干净后除去外表的水分，均匀配撒已活化的乳酸菌剂，然后迅速装入厌氧处理装置，扣上浮罩后用C0₂气体置换内部空气；密封完成后，在32～35℃条件下进行处理40天；

b)、将上述处理后的烟秆表皮以50℃热风干燥至水分含量为25％后进行切丝；

c)、按照卷烟配方进行加料处理后，替代梗丝用于卷烟配方，用烟丝、梗丝混配和烟丝、烟秆表皮丝混配制作卷烟；

上述乳酸菌剂喷施时先用30℃温水进行活化，活化时间不小于40分钟，活化时应避光，然后稀释至1∶800～1000倍液后方可进行喷洒；

厌氧处理过程中，采用潜水泵将厌氧处理装置菌液回流池中收集的菌液经导液管引出至厌氧处理装置内烟秆表皮顶部进行喷洒形成回流，以提高乳酸菌的利用价值。

本发明的另一目的是提供一种结构简单、制作成本低、符合厌氧发酵要求的烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置。

本发明的另一目的是这样实现的：一种烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置，呈矩形围合状或圆形围合状的水封槽下部设置有底板，底板上均布有渗液孔，底板上还开有进气管预留孔，与水封槽形状相似的浮罩扣盖在水封槽上，进气管从浮罩顶部向下经进气管预留孔伸入底板下方，进气管上设有进气阀，排气管设置在浮罩顶部，排气管上设有排气阀；底板下方有斜坡状底面，斜坡状底面的最低位置处设置有菌液回流池；菌液回流池内设置有潜水泵，潜水泵的出口上连接有导液管和导液支管，导液支管布置在发酵间上方，导液支管上均布有菌液喷洒头。

上述水封槽为矩形围合状；底板上的渗液孔的形状为矩形。

上述进气管设置在浮罩的一个侧边的邻近位置处；排气管设置在浮罩中部。

上述水封槽内壁上固定有支撑台，底板经螺栓安装在支撑台上。

上述菌液回流池上方设置有滤网。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、构思巧妙、结构简单实用、制作成本低、方便装填物料。本发酵装置为厌氧发酵工艺提供了一个理想的处理环境。

2、厌氧发酵效果好，提高了烟秆表皮的商用价值。

经厌氧发酵处理后的烟秆表皮添加于卷烟配方，相对于烘烤后添加能增加口腔舒适感、降低刺激性，使烟气更柔和。

本发明利用微生物对烟秆表皮进行厌氧发酵处理(制取卷烟替代物)可有效降低烟秆表皮中纤维素、木质素含量，减少其在燃烧过程产生的刺激性物质，同时，厌氧发酵过程可产生小分子有机酸、醇等有益性物质，增加烟气香味，可提高烟秆表皮作为卷烟替代物的使用价值。

经厌氧发酵处理后的烟秆表皮作为烟丝替代物添加于卷烟配方中，使口腔舒适感增强，杂质减少，烟气更柔和。

本发明为烟秆表皮的高附加值利用开创了一条新的技术途径。

附图说明

图1是本发明发酵装置的结构图；

图2是图1沿A-A线的剖视图；

图3是图1沿B-B线的剖视图。

具体实施方式

图1、图2、图3示出，发酵装置主要由浮罩1、水封槽2和发酵间(发酵间由水封槽内壁和底板以及浮罩围合而成，水封槽底部有一槽底板(即斜坡状底面)，底板3位于槽底板上方)等组成，浮罩1扣盖在水封槽内使发酵间形成密闭空间。发酵间下部设置有底板3，底板上均布有渗液孔3a(图中为矩形，也可以是其它形状)，底板上还开有进气管预留孔3b以及导液管预留孔，与水封槽形状相似的浮罩1扣盖在水封槽2内，进气管(设在浮罩一个侧边的邻近位置处，且位于浮罩中部)从浮罩1顶部向下(经进气管预留孔)伸入底板3下方，进气管上设有进气阀4，排气管设置在浮罩顶部，排气管上设有排气阀5；底板3下方有斜坡状底面，斜坡状底面的最低位置处设置有菌液回流池6。发酵间底部贴近水封槽2内壁处固定有支撑台8，发酵间中支撑台高度依据底面变化而变化使其处于同一水平面上，底板3经螺栓安装在支撑台8上，以方便底板拆卸。水封槽可以是矩形围合状，也可以是圆形围合状或其它形状。图3示出，底板上渗液孔的形状为矩形，当然也可以采用圆形等其它形状。进气管设置在浮罩的一个侧边的邻近位置处；排气管设置在浮罩中部；进气管下部伸入发酵装置内底板以下空间，排气管下部从浮罩伸入发酵间上部空间即可。

参见图3，菌液回流池6上方设置有滤网10，以过滤渗液。参见图1、图2，菌液回流池6内设置有潜水泵7，潜水泵的出口上连接有导液管9，导液管顶部通过三通连接有导液支管，导液支管(可呈放射状布置)布置在发酵间上方，导液支管上均布有菌液喷洒头9a。导液管上安装有阀门，发酵处理时将阀门开启。

从总体结构来看，本发酵装置为水封式密闭结构，水封式结构便于装料和出料。设置有渗液孔的发酵装置底板水平放置于支撑台上，底板上表面对称设置吊环可以方便取出底板清洗底坡和维修水泵。发酵装置中底部设置缓坡以便于发酵渗液收集，待发酵完成后关闭导液管顶部阀门，打开导液管上的阀门可通过泵排出装置底部的发酵液。同时，底板一侧设置有进气管预留孔，用于进气管通过，以使进气管将惰性气体引入装置底部，进气管固定于浮罩上，加盖浮罩时，进气管紧贴装置内壁由预留孔进入装置底部。

本发明中，烟秆表皮特别定义为：是使用刚收获的新鲜烟秆，且剥取烟秆表皮时不应带烟秆的木质层部分。

实现本发明的基本保证如下：清洗好的烟秆表皮应及时均匀接种微生物菌剂；发酵装置装料前应检查装置气密性和发酵装置内部卫生及底板渗液孔的通畅性；发酵装置底板应与装置底部保持一定的距离，以保证发酵过程中底部物料不与渗液接触；装料过程中应尽可能使物料压实以减少内部空隙，同时装料完成后应及时用惰性气体置换装置空隙中残留空气；烟秆表皮厌氧处理过程中不能有空气进入厌氧发酵装置内。处理所使用的微生物在添加之前应进行活性试验，只有确认微生物具有活性时才可进行喷洒和密封厌氧处理。处理过程应该在恒定温度下进行，可通过添加保温装置避免温度波动而对处理效果造成影响，同时厌氧发酵装置应远离高温热源。水封槽中使用饱和食盐水作为水封介质，处理过程应根据其蒸发情况及时进行补充，确保水封水位处于水封槽顶端位置。

构成的发酵间为圆筒形或方桶形为一密闭空间。

一种烟秆表皮厌氧处理方法，烟秆表皮经微生物厌氧处理以有效降低纤维素、木质素含量，提高有机酸、醇等有益烟用成分含量。本发明实现包括以下步骤：

a)、将新鲜的烟秆表皮清洗干净后除去外表的水分，均匀配撒已活化的乳酸菌剂，然后迅速装入厌氧处理装置，扣上浮罩后用CO₂气体置换内部空气；密封完成后，在32～35℃条件下进行处理40天；

b)、将上述处理后的烟秆表皮以50℃热风干燥至水分含量为25％后进行切丝；

c)、按照卷烟配方进行加料处理后，替代梗丝用于卷烟配方，用烟丝、梗丝混配和烟丝、烟秆表皮丝混配制作卷烟；

上述乳酸菌剂喷施时先用30℃温水进行活化，活化时间不小于40分钟，活化时应避光，然后稀释至1∶800～1000倍液后方可进行喷洒；

厌氧处理过程中，采用潜水泵将厌氧处理装置菌液回流池中收集的菌液经导液管引出至厌氧处理装置内烟秆表皮顶部进行喷洒形成回流，以提高乳酸菌的利用价值。

Claims (6)

1.一种烟秆表皮厌氧处理方法，其特征是：烟秆表皮经微生物厌氧发酵处理以有效降低纤维素、木质素含量，提高小分子有机酸、醇有益烟用成分含量，其包括如下步骤：

a）、将新鲜的烟秆表皮清洗干净后除去外表的水分，均匀配撒已活化的乳酸菌剂，然后迅速装入厌氧处理装置，扣上浮罩后用CO₂气体置换内部空气；密封完成后，在32～35℃条件下进行处理40天；

b）、将上述处理后的烟秆表皮以50℃热风干燥至水分含量25%后进行切丝；

c）、按照卷烟配方进行加料处理后，替代梗丝用于卷烟配方，用烟丝、梗丝混配和烟丝、烟秆表皮丝混配制作卷烟；

上述乳酸菌剂喷施时先用30℃温水进行活化，活化时间不小于40分钟，活化时应避光，然后稀释至1﹕800～1000倍液后方可进行喷洒；

厌氧处理过程中，采用潜水泵（7）将厌氧处理装置菌液回流池中收集的菌液经导液管（9）引出至厌氧处理装置内烟秆表皮顶部进行喷洒形成回流，以提高乳酸菌的利用价值。

2.一种采用权利要求1所述烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置，其特征是：呈矩形围合状或圆形围合状的水封槽（2）下部设置有底板（3），底板上均布有渗液孔（3a），底板上还开有进气管预留孔（3b），与水封槽形状相似的浮罩（1）扣盖在水封槽（2）上，进气管从浮罩（1）顶部向下经进气管预留孔伸入底板（3）下方，进气管上设有进气阀（4），排气管设置在浮罩顶部，排气管上设有排气阀（5）；底板（3）下方有斜坡状底面，斜坡状底面的最低位置处设置有菌液回流池（6）；菌液回流池（6）内设置有潜水泵（7），潜水泵的出口上连接有导液管（9）和导液支管，导液支管布置在发酵间上方，导液支管上均布有菌液喷洒头（9a）。

3.根据权利要求2所述烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置，其特征是：所述水封槽（2）为矩形围合状；所述底板（3）上的渗液孔（3a）的形状为矩形。

4.根据权利要求3所述烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置，其特征是：所述进气管设置在浮罩的一个侧边的邻近位置处；所述排气管设置在浮罩中部。

5.根据权利要求4所述烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置，其特征是：所述水封槽（2）内壁上固定有支撑台（8），底板（3）经螺栓安装在支撑台（8）上。

6.根据权利要求5所述烟秆表皮厌氧处理方法的处理装置，其特征是：所述菌液回流池（6）上方设置有滤网（10）。

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