CN102871209B - 一种调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法，包括以下步骤：(1)利用膜分离制氮设备的产氮出口输出氮使密封烟垛内氧气浓度降至小于2％；(2)利用膜分离制氮设备的富氧气体出口输出氧对密封烟垛内已降氧杀虫后的烟叶进行逐步增氧处理，使氧气浓度分步：从小于2％增至15％。使用本方法醇化处理后的烟叶颜色不变深，感官性能好。

Description

一种调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法

技术领域

本发明属于烟草仓储养护技术领域，涉及一种调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法。

背景技术

在烟草加工领域，特别是卷烟行业对烟叶原料的品质有严格的要求。通常烟叶要在一定的条件下进行自然醇化处理，醇化期的烟叶会发生一系列的化学变化，杂气和刺激性减少，香味增加，吸味醇和，颜色更加均匀。醇化时间一般为1-3年。烟叶醇化过程中容易出现长霉、生虫等现象，在湿热的南方更是如此。传统的杀灭烟叶害虫和霉菌的方法是用磷化氢气体熏蒸，但磷化氢剧毒且易燃易爆，容易给生产人员造成伤害，且在烟叶中有残留。

目前，密封超低氧贮藏(Ultra-low oxygen，ULO)方法已逐渐取代磷化氢方法被广泛应用于烟草领域。这种贮藏方法将贮藏环境下的氧气控制在2％以下能快速抑制和杀灭贮藏环境中的微生物和植物病虫害。贮藏过程中不会污染仓储物质烟叶，不会造成环境污染，具有绿色环保的优点。

烟叶醇化处理过程中单纯使用密封超低氧贮藏方法，如降氧杀虫养护剂等，使烟叶长期处于2％以下的低氧环境，过度降低烟叶醇化速度，烟叶易出现颜色变深现象，可用性下降。使用密封超低氧贮藏方法全面取代磷化氢熏蒸的关键技术问题就是降低醇化过程中对烟叶品质的影响。

氧气条件是烟叶得以正常发酵和品质改善的重要条件，在实际烟叶发酵中，应提供充分的氧气条件，以促进烟叶发酵。氧气浓度在6％左右烟叶醇化感官质量最好。因此需要对氧气进行调控，烟叶醇化前期控制氧气浓度在2％以下，确保杀虫防霉效果，后期适当调高烟叶堆垛内氧气浓度至6％左右，在杀虫的同时，创造一种对烟叶醇化有利的环境。

中国专利申请号：200810238964.4披露了一种不影响烟叶醇化的杀虫防霉方法，分为两步：第一步采用吸氧材料或用氮气、二氧化碳或惰性气体将烟叶储存密封袋中的氧气浓度体积百分比降低至0.01-4％，密封10-400天；第二步往烟叶密封袋中补充氧气或空气，使袋中的氧浓度体积百分比上升至4-40％，储存时间为10-700天。该方法并未批露补充氧气的具体操作方法。另外，在后期的补充氧气时，如果从2％以下突然升至自然环境或更高的含氧环境中，会致烟叶质量剧烈变劣，如烟叶激烈氧化而颜色快速加深，影响烟叶的感官质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术所存在的上述不足，提供一种调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法，对经彻底降氧杀虫除霉后的烟叶进行氧气逐步回调，降低低氧条件对烟叶醇化的不利影响，烟叶醇化后颜色不变，感官质量好。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是该调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法包括：步骤(1)利用膜分离制氮设备的产氮出口输出氮使密封烟垛内氧气浓度降至小于2％；(2)利用膜分离制氮设备的富氧气体出口输出氧对密封烟垛内已降氧杀虫后的烟叶进行逐步增氧处理，使氧气浓度分步：从小于2％增至15％。

烟叶醇化前先将烟叶放置于塑料密封罩或密封室内制成密封烟垛，密封烟垛上设有进气口、排气口及气体浓度检测仪，且管道上均设置有阀门以便密封。降氧杀虫过程中密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的产氮出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，开启膜分离制氮设备调低密封烟垛内氧气浓度。保持密封烟垛内氧气浓度小于2％，降氧杀虫时间根据温湿度情况而定。步骤(1)结束后关闭膜分离制氮设备。

优选的是，所述步骤(2)中增氧处理使氧气浓度逐步从小于2％增至15％的时间为400-1515天。步骤(2)通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

进一步优选的是，所述步骤(2)中增氧处理使氧气浓度逐步从小于2％增至15％，其中，首先将氧气浓度从小于2％增至2-6％，维持10-15天。

优选的是，所述步骤(2)中所述增氧处理使氧气浓度逐步从小于2％增至15％，其中，将氧气浓度从2-6％增至6-10％，维持12-48个月。此阶段为烟叶醇化的主要阶段，维持氧气浓度在6％左右烟叶醇化感官质量较好。保持密封烟垛内氧气浓度在6-10％醇化，醇化时间根据生产需要及醇化情况而定，具体为12-48个月。

优选的是，所述步骤(2)中所述增氧处理使氧气浓度逐步从小于2％增至15％，其中，将氧气浓度从6-10％增至10-15％，维持1-2个月。

本发明所用膜分离制氮设备采用气体分离膜技术制备高纯度的氮气。气体分离膜技术是利用不同气体通过某一特定膜的透过速率不同而实现物质分离的一种化工单元操作。其传质推动力为膜两端的分压差。在膜两侧混合气体各组分分压差的驱动下，不同气体分子透过膜的速率不同，渗透速率快的气体在渗透侧富集，而渗透速率慢的气体则在原料侧富集。

优选的是，所述膜分离制氮设备产氮量为20m³/h以上，氮气纯度为90％以上，氧气出口产气量为20m³/h以上，氧气浓度在30％以上。

采用膜分离制氮设备制备氮气的同时会把空气中分离出来的富氧气体排出，而在本方法中，将此富氧气体利用，可在膜分离制氮设备对一个密封烟垛充氮降氧的同时对另一个已杀灭害虫霉菌的密封烟垛进行补氧。

使用本发明的方法可以实现以下优点：

1.在现有技术基础上节省电能，富氧气体属于膜分离制氮设备的副产物，将副产物重新利用，减少制氧成本及补氧时间；

2.解决了现有技术中单纯使用密封超低氧贮藏方法对烟叶醇化造成的不良影响，烟叶醇化后不变色，感官质量好。

本发明方法也可以用于保存中药材、粮食、水果等需要进行仓储的物质。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明实施例中所用膜分离制氮设备为大连力德气体分离技术有限公司生产，型号LDMN-36/99.5。

实施例1：

本实施例中，产氮量60m³/h，所制取氮气纯度为99.5％；富氧气体产量20m³/h，其中氧气浓度35％。

本实施例中，以50箱烟叶为例，体积为30m³，在氧气浓度0.5％条件下密封7天完成低氧杀虫除霉。该烟叶存放于密封烟垛内，密封烟垛上设有进气口、排气口及气体浓度检测仪，且通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，且管道上均设置有阀门以便密封，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

调控氧气浓度的具体步骤包括：

1)第一阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达2％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度10天。

2)第二阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达6％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度24个月。

3)第三阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，然当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达10％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度1个月。

打开密封烟垛，对其内烟叶进行检测，与醇化前相比，烟叶颜色未变深，感官质量好。

实施例2：

本实施例中，产氮量50m³/h，所制取氮气纯度为95％；富氧气体产量30m³/h其中氧气浓度33％

本实施例中，以100箱烟叶为例，体积为60m³，在氧气浓度1.0％条件下密封10天完成低氧杀虫除霉。该烟叶存放于密封烟垛内，密封烟垛上设有进气口、排气口及气体浓度检测仪，且通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，且管道上均设置有阀门以便密封，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

调控氧气浓度的具体步骤包括：

1)第一阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达3％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度11天。

2)第二阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达7％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度30个月。

3)第三阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，然当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达11％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度40天。

打开密封烟垛，对其内烟叶进行检测，与醇化前相比，烟叶颜色未变深，感官质量好。

实施例3：

本实施例中，产氮量40m³/h，所制取氮气纯度为93％；富氧气体产量40m³/h其中氧气浓度32％。

本实施例中，以150箱烟叶为例，体积为90m³，在氧气浓度1.5％条件下密封20天完成低氧杀虫除霉。该烟叶存放于密封烟垛内，密封烟垛上设有进气口、排气口及气体浓度检测仪，且通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，且管道上均设置有阀门以便密封，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

调控氧气浓度的具体步骤包括：

1)第一阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达4％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度12天。

2)第二阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达8％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度36个月。

3)第三阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，然当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达12％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度50天。

打开密封烟垛，对其内烟叶进行检测，与醇化前相比，烟叶颜色未变深，感官质量好。

实施例4：

本实施例中，产氮量30m³/h，所制取氮气纯度为91％；富氧气体产量50m³/h，其中氧气浓度31％。

本实施例中，以150箱烟叶为例，体积为90m³，在氧气浓度2.0％条件下密封30天完成低氧杀虫除霉。该烟叶存放于密封烟垛内，密封烟垛上设有进气口、排气口及气体浓度检测仪，且通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，且管道上均设置有阀门以便密封，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

调控氧气浓度的具体步骤包括：

1)第一阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达5％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度14天。

2)第二阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达9％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度42个月。

3)第三阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，然当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达14％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度2个月。

打开密封烟垛，对其内烟叶进行检测，与醇化前相比，烟叶颜色未变深，感官质量好。

实施例5：

本实施例中，产氮量20m³/h，所制取氮气纯度为90％；富氧气体产量60m³/h，其中氧气浓度30％

本实施例中，以150箱烟叶为例，体积为90m³，在氧气浓度0.5％条件下密封10天完成低氧杀虫除霉。该烟叶存放于密封烟垛内，密封烟垛上设有进气口、排气口及气体浓度检测仪，且通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，且管道上均设置有阀门以便密封，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

调控氧气浓度的具体步骤包括：

1)第一阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达6％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度15天。

2)第二阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达10％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度48个月。

3)第三阶段氧气浓度调控：

开启膜分离制氮设备，然当氧气检测仪测得密封烟垛内氧气浓度达15％时关闭膜分离制氮设备。维持该气体浓度2个月。

打开密封烟垛，对其内烟叶进行检测，与醇化前相比，烟叶颜色未变深，感官质量好。

由以上对本发明实施例的详细描述，可以了解本发明解决了以往单纯使用密封超低氧贮藏方法对烟叶醇化造成的不良影响，烟叶醇化后不变色，感官质量好。与现有技术相比，成本基本不增加。使用本方法可使密封超低氧贮藏方法完全取代磷化氢熏蒸法，具有显著的经济效益。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法，包括以下步骤：

(1)利用膜分离制氮设备的产氮出口输出氮使密封烟垛内氧气浓度降至小于2％；

(2)利用膜分离制氮设备的富氧气体出口输出氧对密封烟垛内已降氧杀虫后的烟叶进行逐步增氧处理，使氧气浓度分步：从小于2％增至15％，其中，

使氧气浓度逐步从小于2％增至15％，其中，将氧气浓度从小于2％增至2-6％，维持10-15天；

使氧气浓度逐步从小于2％增至15％，其中，将氧气浓度从2-6％增至6-10％，维持12-48个月；

使氧气浓度逐步从小于2％增至15％，其中，将氧气浓度从6-10％增至10-15％，维持1-2个月。

2.根据权利要求1所述的调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法，其特征在于所述密封烟垛上设有进气口和排气口，步骤(2)通过管道将密封烟垛的进气口与膜分离制氮设备的富氧气体出口相连，排气口与膜分离制氮设备的进气口相连，且管道上均设置有阀门以便密封，通过关闭或开启膜分离制氮设备调节密封烟垛内氧气浓度。

3.根据权利要求1所述的调控烟叶贮藏醇化过程中氧气浓度的方法，其特征在于所述膜分离制氮设备产氮量为20m³/h以上，氮气纯度为90％以上，富氧气体出口产气量为20m³/h以上，氧气浓度在30％以上。