CN103284296B - 采用hdt降低卷烟苯酚释放量的烘丝工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种采用HDT降低卷烟苯酚释放量的烘丝工艺方法，具体的工艺参数如下：物料入口含水率：18％；蒸汽施加量：850kg/h。本发明的有益效果是，控制制丝工艺关键点--烘丝工序，在保持卷烟感官质量稳定的前提下，选择特定的烘丝设备--HDT过热蒸气干燥烘丝机进行参数组合调整，达到降低卷烟主流烟气中苯酚释放量的目的，探索了卷烟减害降焦的新途径，具有重要的理论意义和实际应用价值。本发明对烘丝工序中的重点参数进行筛选认定并在生产工艺范围内进行优化，在保证卷烟感官质量稳定的前提下，有效降低卷烟苯酚释放量。
Description
技术领域
本发明涉及降低苯酚释放量的卷烟加工工艺方法，具体是，在卷烟加工的制丝工艺，采用HDT过热蒸汽干燥烘丝机降低苯酚释放量的一种烘丝工艺。
背景技术
《烟草控制框架公约》中“防止接触烟草烟雾”、“烟草成份管制与披露”两个准则要求各国政府制订出更为严厉的“控烟”法律法规，促使卷烟生产企业在降低卷烟焦油释放量的同时，更要严格控制卷烟烟气中主要有害成分的释放量，进一步加大了行业减害降焦的压力，吸烟与健康是烟草行业面临的主要挑战，减害降焦关系到烟草行业的生存和发展。
为解决这些问题，国家烟草专卖局于2006年6月16日印发了《国家烟草专卖局关于进一步推进减害降焦工作的通知》(国烟科〔2006〕412号)，对减害降焦工作提出了新的要求。该通知将包括苯酚在内的卷烟烟气7种有害成分作为表征卷烟主流烟气生物危害性的重要指标。
苯酚是烟气中的一种挥发性酚类化合物，在烟草中含量很低，主要是在卷烟燃烧过程中产生，对人体皮肤及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。
为进一步促进烟草行业减害降焦战略性课题的实施，推进卷烟减害降焦工作的深入开展，国家烟草专卖局于2008年8月27日印发了《国家烟草专卖局关于进一步推进减害降焦工作的意见》(国烟科〔2008〕471号)，明确提出，到2010年，全国卷烟在选择性降低苯酚等7种有害成分方面取得显著突破，形成一批具有自主知识产权的核心技术并在行业重点骨干卷烟品牌中得到应用。并认为应加强烟叶原料、卷烟加工工艺和辅助材料设计对卷烟烟气中有害成分释放量的影响研究，为减害降焦应用技术研究和低危害产品开发提供理论基础。
如何降低卷烟主流烟气中的苯酚含量，减少吸烟对人体健康的危害，近年来有许多研究。但此类研究多是通过在卷烟中加入添加剂或制备特殊材料的滤嘴来实现。如中国专利所公布的申请号为200910307638.9的发明专利选用了一种杯芳烃添加剂添加于普通的常规过滤嘴中，可有效降低卷烟烟气中苯酚含量。中国专利所公布的申请号为200810235714.5的发明专利则提出了一种可吸附烟气里苯酚的介孔材料，可作为烟用滤嘴的添加材料。中国专利ZL201010288186.7公开了一种降低苯酚含量的卷烟加工工艺方法，从微波松散、松散回潮和HT+烘丝三个工序分别进行工艺参数优化，均达到降低卷烟烟气中苯酚释放量的目的，从而达到优化整个制丝工艺参数而降低苯酚释放量的目的，专利中烘丝段采用的是滚筒薄板式烘丝机，未对其它类型的烘丝设备进行限定。烘丝是卷烟生产的关键工序，烘丝工艺参数会对烘后叶丝物理、感官和化学质量产生重要影响，是制丝工艺研究的重点。本专利采用特定类型的烘丝设备——HDT过热蒸汽干燥烘丝机，其工作原理是通过高温高湿处理，在封闭的膨胀管中，高温蒸汽和叶丝充分混合在一起，其最高温度可达300℃；高温高热含的过热蒸汽把热量迅速传递给叶丝，叶丝细胞壁内的水份瞬时被加热并汽化，由于叶丝细胞壁内的水分汽化时体积迅速膨胀，而汽化气不能及时排出细胞壁，使壁内压力超过壁外(膨胀管道内)气压，细胞向外扩张而把叶丝膨胀起来。整个处理过程时间很短，在膨胀管道的后段，高温过热蒸汽把叶丝中多余的水分蒸发掉，使叶丝干燥达到下道工序所需的水分，整个过程在瞬间快速而均匀地将水分抽出并定型。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中存在如下技术问题：
1、各研究机构忽略了特定烘丝设备工艺参数对苯酚的释放量的影响；
2、不同烘丝设备对卷烟产品烟气中苯酚的释放量影响差异巨大；
3、由于烟草制品的特殊性，对烘丝出口水分有严格的要求，一般为12％±0.5％，在保证设备安全运行和产品可用性前提下，只能选取组合参数在各自可调范围内进行控制，且确定一个参数组合需要经过大量的研究实验；
4、生产试验成本大，一次试验仅原材料投入5-8吨，成本40万以上，且在试验过程中需要保障产品不能成为废品，增加了获取试验数据的难度；
5、通过调整烘丝工艺的参数来降低有害气体释放量，使降害效果达到最佳的同时，还要保证卷烟的感官质量保持在较高水平难度大。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种通过调整设备工艺参数降低卷烟主流烟气中苯酚释放量并保持现有卷烟产品感官品质的烘丝工艺方法。
本发明的目的是这样实现的：提供一种采用HDT降低卷烟苯酚释放量的烘丝工艺方法，对工艺参数进行均匀设计，按照设计的试验方案进行试验，并检测样品主流烟气的苯酚释放量，运用软件DPS 11.0对试验数据进行分析，得出方程如下：Y＝17.08844242+0.03803100427X1+0.007522988093X2-0.000008503958661X2*X2，Y为主流烟气苯酚释放量，X1为物料入口含水率，X2为蒸汽施加量，根据上述方程式和试验验证，得到了优化后的工艺参数如下：
1)物料入口含水率：18％；
2)蒸汽施加量：850kg/h。
本发明的有益效果是，控制制丝工艺关键点——烘丝工序，在保持卷烟感官质量稳定的前提下，选择特定的烘丝设备——HDT过热蒸气干燥烘丝机进行参数组合调整，达到降低卷烟主流烟气中苯酚释放量的目的，探索了卷烟减害降焦的新途径，具有重要的理论意义和实际应用价值。
本发明对烘丝工序中的重点参数进行筛选认定并在生产工艺范围内进行优化，在保证卷烟感官质量稳定的前提下，有效降低卷烟苯酚释放量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
本实施例所用过热蒸汽干燥烘丝机的型号为HDT，德国HAUNI公司设计生产。将企业制定的既定卷烟制丝工艺参数生产得到的烟草样品作为空白样品；在制丝工序，按照以下优化后参数进行工艺调整：物料入口含水率为18.0％，蒸汽施加量为850kg/h,其余工序工艺参数不变，生产得到的烟草样品为优化样品。优化样品与空白样品中苯酚释放量和感官质量结果见下表1。
表1优化样品与空白样品苯酚释放量和感官质量结果
由表1可以看出，在HDT烘丝工艺参数优化组合下生产得到的样品烟气中的苯酚释放量比空白样品降低了0.59μg/cig，具有降低苯酚释放量的效果，且感官评吸得分为83.0，与空白样品比较，感官质量保持稳定。
本发明通过试验设计，首先对设备中各可控参数进行筛选，然后确定重要的试验参数，并将这些参数进行组合优化，优化过程的具体步骤如下：
(1)针对型号为HDT的过热蒸汽干燥烘丝机，选定对卷烟主流烟气中苯酚释放量有重要影响的物料入口含水率和蒸汽施加量两个工艺参数作为试验因素，并确定参数水平。
(2)对上述参数进行均匀设计，按照设计的试验方案进行试验，并检测样品主流烟气的苯酚释放量。结果如下表2：
表2试验设计方案及试验样品主流中苯酚释放量
(3)运用DPS11.0对以上数据进行分析，得到方程如下：
Y＝17.08844242+0.03803100427X1+0.007522988093X2-0.000008503958661X2*X2，Y为主流烟气苯酚释放量，X1为物料入口含水率，X2为蒸汽施加量。
(4)根据上述方程式的信息，以最低苯酚释放量为优化目标，得到物料入口含水率为18.0％，蒸汽施加量为850kg/h，经过验证，采用优化后的参数进行烘丝，经检测主流烟气中苯酚释放量为18.02μg/cig。
Claims (1)
1.一种采用HDT降低卷烟苯酚释放量的烘丝工艺方法，其特征在于，对工艺参数进行均匀设计，按照设计的试验方案进行试验，并检测样品主流烟气的苯酚释放量，运用软件DPS 11.0对试验数据进行分析，得出方程如下：
Y＝17.08844242+0.03803100427X1+0.007522988093X2-0.000008503958661X2*X2，Y为主流烟气苯酚释放量，X1为物料入口含水率，X2为蒸汽施加量；
根据上述方程式和试验验证，得到了优化后的工艺参数如下：
1)物料入口含水率：18％；
2)蒸汽施加量：850kg/h。
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