CN102018279A - 烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺及除杂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺及除杂系统，属于烟草薄片生产技术领域。所述的综合除杂新工艺按以下步骤进行：将梗、末萃取液用烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂进行絮凝；将沉降后的梗、末萃取液用碟式分离机之中进行固液分离；加入混合助滤剂；用板式密闭过滤机进行过滤，滤液送入精液罐中。本发明的优点有：有效地提高了渣质去除率和机械沉降效率。分离过程易于控制，重复性好，适宜于工业化生产条件。使产品香气较好，杂气和余味有所改善。
Description
技术领域
本发明属于烟草薄片生产技术领域，具体涉及烟草薄片原料萃取液的除杂处理工艺。
背景技术
现有技术的造纸法薄片生产中梗料和烟末萃取液中，淀粉、蛋白质、蜡类等大分子物质含量较高，对烟叶品质有较大影响。淀粉在烟支燃吸时会影响燃烧速度和燃烧完全性，并产生糊焦气味，使卷烟制品吸味变差。蛋白质是烟气中有害物质的前体，蛋白质含量高的卷烟在燃吸时会产生一种如同燃烧羽毛的蛋白质臭味，使烟气质量变差。果胶是一种不利于吸味品质的化学成分，果胶质在燃吸过程中会给烟气带来刺激性，而且不利于吸烟的安全性。薄片原料萃取液中还含有少量的纤维素、半纤维素等大分子物质，给薄片带来不良的木质气息；还有含量高的脂类物质，具有一些蜡纸气息。这些成分一般以固悬物的形式存在于萃取液中，只有分离掉这些固悬物才能保证薄片的质量。
目前，国内薄片行业对梗末萃取液中微小固态悬浮物采用的物理除杂方法主要有滚网筛，真空过滤，离心沉降等机械沉降方式；震动筛方式也可能被有些厂家采用。这些机械沉降方式的有效性都与对应的微小固形悬浮物的当量直径有关，如卧螺离心机对固相颗粒要求的当量直径≥3μm，在实际生产中，由于兼顾离心速度和处理萃取液产量，萃取液处理时间一般非常短，没有有效除去的固相颗粒仍然占有很大比例，固相颗粒的直径越小，机械沉降难度越难，更不用说直径更小的大分子组分了。无论采用何种机械沉降方式，萃取液中固相颗粒越大，机械沉降条件就越温和，沉降效率越高。目前，在造纸法再造烟叶行业，处理萃取液的过程中还没有人使用吸附澄清剂，更没有专用于烟草薄片原料萃取的吸附澄清剂。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺，将专利用吸附澄清剂、碟式分离机、板式密闭过滤机串联使用，从而得到了最佳的分离除杂效果。
本发明的技术方案是：烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺，含有过滤工序，所述的综合除杂新工艺按以下步骤进行：
[1]、将烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂以烟草薄片原料萃取液重量的0.2％～0.5％的比例加入到烟草薄片原料萃取液中，搅拌并保持温度20-50℃，沉降10～30分钟；
[2]、将沉降后的梗、末萃取液用碟式分离机进行固液分离，分离出的渣料废弃；分离出的液态料中加入100～220目的由101型硅藻土和301型硅藻土组成的混合助滤剂，并搅拌均匀；
[3]、将加有混合助滤剂的液态料用板式密闭过滤机进行过滤，所得滤液即为除杂后的烟草薄片原料萃取液。
所述的混合助滤剂的加入量以板式密闭过滤机过滤截面计算，为0.8～1.4公斤/m2。
所述的混合助滤剂是由101型硅藻土和301型硅藻土按2～5∶5～8的质量比例混合而成。
一种烟草薄片原料萃取液的综合除杂系统，含有碟式分离机，其特征在于所述的综合除杂系统主要有絮凝单元、碟式分离过滤单元、板式过滤单元组成；絮凝单元中，输送梗、末萃取液的物料管路与絮凝罐相连，吸附澄清剂罐设置在絮凝罐之上且有管路与絮凝罐相连；碟式分离过滤单元中，碟式分离机的进料口经泵与絮凝罐的底部出料管路相连，碟式分离机的出料口与混合罐相连；板式过滤单元中，板式密闭过滤机的进料口经泵与混合罐的底部出料管路相连；板式密闭过滤机的出料口与精液罐相连；板式密闭过滤机还与压缩空气管路相连。
本发明的优点：
1、烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂利用其物理吸附原理能使固相颗粒直径变大，可溶性大分子成分之间产生架桥作用而絮凝成直径很大的分子胶团，有效地提高了渣质去除率和机械沉降效率。
2、本发明的工艺将专用吸附澄清剂、碟式分离机、板式密闭过滤机串联使用，有效提高机械沉降分离效果，分离过程易于控制，重复性好，适宜于工业化生产条件。
3、采用本发明技术方案处理后的烟草萃取液，其渣质含量大幅降低，同时大部分蛋白质、果胶等被有效去除，有利于减少卷烟燃吸时产生的对吸味不利的成分，使产品香气较好，杂气和余味有所改善。
附图说明
附图1是本发明的工艺流程及系统示意图。
附图中标记分述如下：1-物料管路；2-絮凝罐；3-吸附澄清剂罐；4-絮凝罐；5-泵；6-排渣口；7-蝶式分离机；8-排渣口；9-蝶式分离机；10-混合罐；11-泵；12-板式密闭过滤机；13-压缩空气管；14-精液罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式及有关技术问题作进一步详细的描述。为了简便起见，下面将工艺和系统一起描述。如附图1所示，需要除杂的物料由梗、末萃取液的物料管路1将梗、末萃取液输入絮凝罐2、4中，吸附澄清剂罐3设置在絮凝罐2、4上部，吸附澄清剂罐3底部有管路与絮凝罐2、4相连，吸附澄清剂罐3通过管路可将将专用吸附澄清剂加入到絮凝罐2、4中，在絮凝罐2、4中搅拌并保温进行絮凝反应(所谓絮凝也称吸附澄清)，烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂以梗、末萃取液重量0.2％～0.5％的比例分别加入絮凝罐中，搅拌并保持温度20-50℃，沉降10～30分钟。絮凝后反应产物经泵5输入到蝶式分离机7、9中进行机械分离，由于加入了专用吸附澄清剂，有效提高机械沉降分离效果。蝶式分离机7、9分离出的废弃渣料从排渣口6、8排出，液态料输入混合槽10中。在混合槽10中加入混合助滤剂并搅拌均匀，所述的混合助滤剂的加入量以板式密闭过滤机过滤截面计算，为0.8～1.4公斤/m2，混合助滤剂中，101型硅藻土和301型硅藻土按2～5∶5～8的质量比例混合。加有混合助滤剂的液态料由泵11输入到板式密闭过滤机12中，所得到的过滤液即是已经综合除杂且达到要求的精滤液，精滤液暂存于精液罐14中，随后输往下工序。板式密闭过滤机12是一种用于食品行业的过滤机，移植到本发明中非常成功地配合完成了本工艺的任务。
本发明中所述的烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂是本申请人的另一项发明专利申请，发明名称为“烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂的生产方法”，申请日与本申请的申请日相同。烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂的生产方法按以下步骤及条件进行：
(1)向反应釜中注入15份水，不断搅拌并将水温调节至25℃±1℃，依次将2.5-6.5份水溶性天然维生素E、1-2.5份聚乙二醇、0.05-0.15份柠檬酸、1.5-2.5份磷酸二氢钙投入水中，搅拌均匀后，再加入23-30份水；
(2)采用夹套进行蒸汽加热或冷冻盐水制冷，使反应釜内温度为25℃±1℃，搅拌并保温40-60分钟；
(3)取样进行絮凝能力检测，含渣量小于0.5％为合格；合格品过滤，去除滤渣，所得滤液是水溶性天然维生素E的改性聚合物，即为专用吸附澄清剂。
烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂的生产方法中所述的絮凝能力是指加有絮凝剂的烟草薄片原料萃取液被絮凝且过滤后的液体中所含渣的量，所述的絮凝能力检测按以下步骤进行：
(1)用烟草薄片萃取液，配制成渣含量为5.0％的标准萃取液备用；
(2)取100克标准萃取液放置于烧杯中，在搅拌条件下加入0.5克的专用吸附澄清剂待测样品，继续搅拌3-5分钟，搅拌速度为40-80转/分钟，停止搅拌，静置絮沉20-30分钟；
(3)取步骤(2)絮沉后的上层清液10.00克，放入离心机中以4000转/分钟的转速离心5分钟，秤量滤渣并计算含渣量，含渣量小于0.5％为合格。
如含渣量大于0.5％，则产品的絮凝能力不够，应该根据具体情况分析原因并将物料返回反应釜，适量补加水溶性天然维生素E或钙盐等，进行再反应，重新取样分析，直到合格为止。
申请人进行了8次实验证明，经过该除杂工艺处理后得到的萃取液蛋白质，淀粉及果胶含量极大减少，蛋白质去除率为90％以上，淀粉去除率达到85％以上，果胶去除率为90％以上，萃取液的含渣量降到0.5％以下，薄片产品杂气和余味得到改善。
下面为烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂的生产方法的原料。
A、水溶性天然维生素E
结构式：
理化性质：天然维生素E为棕红色或淡黄色油状液体，具有特殊的味道和气味。其易溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿或植物油，几乎不溶于水。遇光色泽变深，易氧化，经过改性成水溶性天然维生素E后，外观呈乳白色至淡黄色油状液体，溶于水，其它性质基本无变化。
B、磷酸二氢钙
结构式：Ca(H2PO4)2·H2O
理化性质：无色三斜晶系结晶或白色结晶性粉末。相对密度2.22(16℃)。稍有吸湿性，易溶于盐酸、硝酸，微溶于冷水，几乎不溶于乙醇。在30℃时，100ml水中可溶磷酸二氢钙1.8g。水溶液显酸性，加热水溶液则水解为正磷酸氢钙。在109℃时失去结晶水，203℃时则分解成偏磷酸钙。
C：聚乙二醇
结构式：HO(CH2CH2O)nH
理化性质：密度1.125；熔点-65℃；折射率1.458-1.461；闪点171℃。
D：柠檬酸
结构式：C6H8O7.2H2O
理化性质：白色结晶粉末，无臭，有很强的酸味，易溶于水，柠檬酸的盐类如柠檬酸钙和柠檬酸铁是某些食品中需要添加钙离子和铁离子的强化剂。
上述方法中的水溶性天然维生素E的含量随着天然维生素E蒸馏过程中的所用原料中的维生素E的含量而有所变化，另外，对温度的控制比较严格，因此在吸附澄清剂的生产中要根据上述具体情况来进行适应性改变。
申请人进行了工业实验，以梗末混合萃取液300kg为实验对象(梗末萃取液配比为80∶110体积比)，按0.2％～0.5％的比例加入本发明的絮凝剂，混合时以5～8r/sec转速搅拌2～5分钟，沉降15～30分钟后，通过两台市售碟式离心机分离除杂，在混合槽内加入2～5∶5～8比例的100～220目的101型硅藻土、301型硅藻土作混和助滤剂，外加比例按照板式密闭过滤机过滤截面计算为0.8～1.4kg/m2，搅拌均匀。板式密闭过滤机达到5T/h的处理能力，过滤截面为8～12M2。
表1萃取液实施例的工艺处理参数表
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 吸附澄清剂添加比例 | 0.2％ | 0.3％ | 0.4％ | 0.5％ |
| 混合时搅拌速度(r/sec) | 7 | 8 | 5 | 5 |
| 助滤剂量(kg/m2) | 1 | 1.2 | 0.8 | 1.2 |
| 助滤剂目数(目) | 100 | 150 | 200 | 220 |
| 助滤剂混和比例 | 5∶5 | 4∶6 | 5∶5 | 4∶6 |
| 过滤机截面积(m2) | 9 | 8 | 12 | 10 |
注：助滤剂混和比例是101型硅藻土与301型硅藻土质量比。过滤机截面积是板式密闭过滤机滤板的有效过滤面积。
对制得的萃取液的含渣量(薄片生产行业检测萃取液固体含量的一种检测指标)、蛋白质、淀粉，果胶含量与未处理的对照样萃取液比较分析结果见下表2：
表2梗萃取液理化检测指标
| 蛋白质 | 淀粉 | 含渣量 | 果胶 | |
| 实施例1 | 1.5％ | 1.5％ | 1.2％ | 0.42％ |
| 实施例2 | 1.2％ | 1.3％ | 0.8％ | 0.35％ |
| 实施例3 | 0.9％ | 1.0％ | 0.6％ | 0.25％ |
| 实施例4 | 0.4％ | 0.5％ | 0.2％ | 0.25％ |
| 对照样 | 7.3％ | 4.0％ | 4.4％ | 3.8％ |
从表2可以看出实施例4的效果较好，对残渣、蛋白质、淀粉、果胶去除率都比较高，证明吸附澄清剂的吸附效果显著，再利用相关的设备进行后处理，使萃取液体的品质大为提高。
Claims (4)
1.一种烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺，含有过滤工序，其特征在于所述的综合除杂新工艺按以下步骤进行：
[1]、将烟草薄片原料萃取液除杂专用吸附澄清剂以烟草薄片原料萃取液重量的0.2％～0.5％的比例加入到烟草薄片原料萃取液中，搅拌并保持温度20-50℃，沉降10～30分钟；
[2]、将沉降后的梗、末萃取液用碟式分离机进行固液分离，分离出的渣料废弃；分离出的液态料中加入100～220目的由101型硅藻土和301型硅藻土组成的混合助滤剂，并搅拌均匀；
[3]、将加有混合助滤剂的液态料用板式密闭过滤机进行过滤，所得滤液即为除杂后的烟草薄片原料萃取液。
2.根据权利要求1所述的烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺，其特征在于：所述的混合助滤剂的加入量以板式密闭过滤机过滤截面计算，为0.8～1.4公斤/m2。
3.根据权利要求1所述的烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺，其特征在于：所述的混合助滤剂是由101型硅藻土和301型硅藻土按2～5∶5～8的质量比例混合而成。
4.一种烟草薄片原料萃取液的综合除杂系统，含有碟式分离机，其特征在于所述的综合除杂系统主要有絮凝单元、碟式分离过滤单元、板式过滤单元组成；絮凝单元中，输送梗、末萃取液的物料管路(1)与絮凝罐(2、4)相连，吸附澄清剂罐(3)设置在絮凝罐(2、4)之上且有管路与絮凝罐(2、4)相连；碟式分离过滤单元中，碟式分离机(7、9)的进料口经泵(5)与絮凝罐(2、4)的底部出料管路相连，碟式分离机(7、9)的出料口与混合罐(10)相连；板式过滤单元中，板式密闭过滤机(12)的进料口经泵(11)与混合罐(10)的底部出料管路相连；板式密闭过滤机(12)的出料口与精液罐(14)相连；板式密闭过滤机(12)还与压缩空气管路(13)相连。
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