CN103349351A - 一种基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种膜分离技术在烟草薄片生产过程中的应用,该方法包括下列步骤:将烟梗烟末及低次等烟叶经预处理、浸提、筛分,然后将筛分后粗液通过陶瓷膜分离装置分离纯化,除去其中的蛋白质、糖类、果胶等大分子物质,再通过有机超滤膜进一步的纯化,得到更精细的纯化液,再将超滤纯化滤液进行有机膜和双效蒸发浓缩、涂布以及干燥,其中膜技术处理的截留液回用到浸提工艺。该方法分离过程简单,能耗低,无污染,能去除大分子蛋白和果胶并保留烟草中的有效物质,不仅提升了烟草品质而且降低了能耗,可创造一定的经济效益。
Description
技术领域
本发明属于造纸法烟草薄片生产技术领域,具体涉及采用膜分离技术处理烟梗、烟末及低次等烟叶等烟草废弃物浸提液,改善烟草薄片感官品质的工艺方法。
背景技术
烟草薄片学名再造烟叶,它是指在卷烟加工过程中的烟草废弃料如烟末、烟梗、烟叶碎片及部分低次烟叶等为原料,经过重新组合加工而成的符合卷烟配方要求的薄片状烟草再生原料,烟草薄片按照一定的比例和天然烟叶掺兑制成卷烟,其意义在于:一方面可以最大限度的利用烟叶原料,节约卷烟成本,另一方面可以有效地降低烟丝中的焦油含量,改善香烟抽吸口感,控制卷烟燃烧速率,从源头上减小吸烟对人体的危害。烟草薄片的生产既能增加企业经济效益又具良好环境效益。
造纸法再造烟叶生产工艺:首先将烟叶、烟梗、烟末等原料用溶剂浸泡、萃取,将不溶物质和可溶物提取液分离开来;接着将不溶性烟草固料进行疏解并添加天然纤维磨制成浆料,加入纸网中进行脱水干燥,制成烟草纸基;可溶性提取液则进行蒸馏、浓缩等操作调制成涂布液;然后,将涂布液均匀喷涂到烟草纸基上,再经过干燥、切片,制成一定大小的烟草薄片。在上述通常采用的造纸法烟草薄片的生产中有以下技术缺陷:
1.在造纸法生产烟草薄片过程中,传统工艺植物提取有“粗、大、黑”的缺点,如传统筛分、离心分离工艺,对浸提液的分离不够彻底,杂质不能有效去除,大量的果胶、蛋白、糖类等杂质残留在离心液,绝大部分对烟气贡献有用成分少,会给卷烟带来杂气,而且烟草中的蛋白、糖类也是产生烟焦油的原因之一;再直接经浓缩,浓缩液也不经任何处理,全部返回到成型的薄片片基上,造成了烟草薄片杂气重,刺激性味大、产品粗等缺点,降低薄片烟气的口感特性,从而降低了薄片在卷烟配方中减少焦油释放量的功能。
2.传统工艺的双效浓缩过程中,不仅蒸气能耗大,浓缩时间长,且在浓缩过程后设备不易清洗,清洗周期长,造成生产周期长,同时在浓缩过程中低沸点香气物质溢出等,造成了烟草中有效物质的损失,影响烟草薄片的品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种造纸法再造烟叶的方法,该方法利用膜分离技术对再造烟叶进行除杂浓缩,有效地去除了浸提液中大量的蛋白质、果胶、糖类等大分子物质,解决了造纸法烟草薄片评吸内在质量较差,烟香平淡、烟焦油偏高等问题,使薄片的感官品质得到了很大提高,且操作方便,过程简单,还能够降低整个工艺过程的能耗、保证成品的口味品质。采用的技术方案是:
一种基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,包括如下步骤:
S1,浸提:将烟草废弃料加水进行浸提,固液分离后,得到固相物和提取液;所述的烟草废弃料是烟末、烟叶中的一种或两种;
S2,打浆、抄造:将步骤S1中所得的固相物通过打浆及抄造工艺制成纸状基片;
S3,微滤除杂:将步骤S1中所得的提取液用微滤膜进行过滤,渗透侧得到微滤膜清液;
S4,超滤除杂:将步骤S3中所得的微滤膜清液用超滤膜进行过滤,渗透侧得到超滤膜清液;
S5,浓缩:将超滤膜清液通过纳滤膜或者反渗透膜进行浓缩,将浓缩后得到的料液进行真空浓缩,得到浓缩液;
S6,将所述的浓缩液浸涂或者喷涂在所述的纸状基片上;干燥、分切,即得烟草薄片。
上述的步骤S1中,也可以先对烟草废弃料筛选、水洗等预处理步骤,以去除废料中的杂质/杂物,例如原料经过筛选水洗等进行除杂,原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物剔除机,腐烂霉变的人工除去,然后再水洗除杂。另外,由于烟梗中也含有一部分可提取的物质,所以在步骤S1中,也可以再对烟梗加水进行浸提,固液分离后,将烟梗浸提得到的提取液送入后续步骤处理,而烟梗处理后得到的固相物废弃不用。浸提可以采用逆流浸提,即第二级浸提液返回到第一级浸提罐,第一级废渣进入第二级浸提罐。烟梗、烟末或烟叶在进行浸提时,与水的质量比可以控制在1:3~7内,浸提温度为50~65℃,浸提1~3次,浸提时间为15~45min。另外,在对烟叶、烟末进行固液分离之后,还可以通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出来。
上述的步骤S2中,采用常规的打浆及抄造工艺将烟末、烟叶浸提后的固相物制成纸状基片即可。
上述的步骤S3中,微滤的作用是用于去除提取液中的果胶、蛋白质、糖类等杂质,可以减小成品烟草中杂气重,刺激性味大、产品粗等缺点,同时也可以减小成品烟中的烟焦油含量。最好采用的是陶瓷微滤膜,微滤膜孔径为50~200nm,压力为0.1~0.5MPa,膜面流速1~4m/s。
上述的步骤S4中,超滤的作用是进一步地去除提取液中的颗粒、胶体以及大分子杂质;另外,对于超滤的步骤,也可以将超滤装置浓缩侧的料液返回至浸提步骤,以使物料得到充分利用。对于上述的微滤、超滤、纳滤/反渗透的过滤过程,可以将烟梗、烟末和烟叶的提取液分别进行过滤,也可以混合后同时进行过滤。超滤膜截留分子量为5000~10000Da,超滤温度最好控制在30~50℃,压力为0.1~1.0MPa,膜面流速1~5m/s。
上述的步骤S5中,纳滤膜或者反渗透膜的作用是将超滤膜清液中的有效成份进行浓缩,操作压力为1.0~2.0Mpa,一般浓缩2~3倍,纳滤膜的截留分子量为100~800Da。将纳滤膜或者反渗透膜浓缩得到的料液最好还要进一步地浓缩,以使其符合涂片的浓度要求,比较好的浓缩方式是双效蒸发浓缩,即采取低压低温蒸汽进行浓缩,温度在为65~75℃,将提取液浓缩至固含量为37~43%;进一步地优选,烟梗的提取液可以浓缩3~4倍,使固含量达到37~40%;烟叶和烟末的提取液可以浓缩4~5倍,使固含量达到40~43%。特别地,采用先用膜过程进行浓缩再用真空浓缩的方式,相对于传统的浓缩方法可以节省能耗,这是由于膜分离的过程中不涉及到相变,但是膜浓缩达到一定程度之后,会使通量降低、膜污染加重,此时再进一步地通过真空浓缩,使料液达到涂布所需的固含量;另外,采用该方式还可以减少传统的真空浓缩的时间,这对于再造烟叶的生产是有利的,如果采用完全采用传统的真空浓缩方式,则提取液中的一部分致香成分会存在加热蒸发、被真空抽走的问题,使得香烟的口味减淡,影响产品品质;相反地,如果采用膜分离工艺进行浓缩,可以有效地保存这些有效成份,减短真空浓缩的时间,减少致香成份的损失。
步骤S6中,可以将烟梗、烟叶、烟末的提取液混合后,按照常规方式再加入一定量的香精香料,进行涂布即可。
作为本发明进一步的改进方案,在步骤S1中,对烟末、烟叶或者烟梗进行浸提时,可以在浸提液中加入活性炭。然后再进行微滤、超滤、纳滤/反渗透的步骤。一般情况下,本领域技术人员公知在过滤体系中加入颗粒或者其它杂质,会导致过滤装置的通量下降,但是在本发明的技术方案中,加入了活性炭再进行过滤时,后续的微滤、超滤的过滤通量都得到了一定的提高,这与传统的技术理解是不同的。可能是由于活性炭吸附了一定量的果胶、蛋白质等有机杂质,避免了后续膜分离过程中,膜孔道被这些杂质的吸附、阻塞情况;另外,加入活性炭之后,也可以起到吸附一部分浸提液有机杂质的作用,可以起到降低最后成品烟草中有害物质含量的作用。
活性炭最优的加入量是分别是烟末、烟叶、烟梗重量的1%~5%。如果加入量过少的话,无法起到其吸附杂质、防止膜孔道被阻塞、提高过滤通量的作用;如果加入量过多的话,会导致浸提液中烟草的香味成分也被吸附,导致香烟口味变淡、成品收率低的问题。
技术效果
膜技术分离过程不需要加入任何的处理药品,并具有高效率低能耗,常温操作及容易放大等优点,因此,利用膜技术研究此类废水的治理技术对于造纸法制造烟草薄片生产技术的推广应用有着重要意义。
本发明采用膜集成工艺对烟草浸提物进行除杂浓缩,在剔除大部分有害成分,保证安全性的同时,使有效成分被浓集到一定的高含量,提升了产品档次,克服了传统植物提取“粗、大、黑”的缺点。
具体实施方式
对照例
将烟梗烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:5分别进行逆流浸提,浸提水温在50℃,浸提两次,每次浸提30min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收制浆,将得到烟梗和烟末低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷膜过滤器分离纯化,陶瓷超滤膜元件分离孔径为50nm,操作压力为0.2MPa,膜面流速3m/s,工作温度40℃,采用错流过滤,烟草废弃物浸提液进入陶瓷膜过滤器,料液平行于膜面流动,透过液再经有机超滤膜进一步纯化,截留液回到浸提工艺。有机超滤膜采用的膜元件分子量为5000,膜压差0.5MPa,膜面流速3m/s,工作温度40℃,透过液进入双效蒸发进行蒸发浓缩,双效浓缩后,烟梗液浓缩后变成梗膏,烟叶液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片。
实施例1
将烟梗、烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等去除,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:5分别进行逆流浸提,浸提水温在55℃,浸提2次,每次浸提30min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收,通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出,通过常规的打浆及抄造工艺制成纸状基片。将得到烟梗和烟末、低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷微滤膜过滤器分离纯化,陶瓷微滤膜元件分离孔径为100nm,操作压力为0.3MPa,膜面流速3m/s,采用错流过滤,在过滤3小时后,膜通量稳定,约为50L/m2·h,透过液再经有机超滤膜进一步纯化,有机超滤膜采用的膜元件截留分子量为8000Da,膜压差0.5MPa,膜面流速3m/s,工作温度40℃,在过滤2小时后,膜通量稳定,约为30L/m2·h,透过液再通过有机纳滤膜浓缩,操作压力为1.5MPa,浓缩3倍,纳滤膜的截留分子量是800Da,截留液返回浸提工艺。有机纳滤膜浓缩液进行双效浓缩,采用低压低温蒸汽进行浓缩,温度在70℃,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩3倍使固含量达到37%;烟叶和烟末的纳滤膜浓缩液浓缩4倍,使固含量达到42%。双效浓缩后,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩后变成梗膏,烟叶的纳滤膜浓缩液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,涂布量为40g/m2,,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片,再将烟草薄片切丝后,卷制成卷烟。
实施例2
将烟梗、烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等去除,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:3分别进行逆流浸提,浸提水温在65℃,浸提3次,每次浸提15min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收,通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出,通过常规的打浆及抄造工艺制成纸状基片。将得到烟梗和烟末、低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷微滤膜过滤器分离纯化,陶瓷微滤膜元件分离孔径为50nm,操作压力为0.5MPa,膜面流速4m/s,采用错流过滤,在过滤3小时后,膜通量稳定,约为62L/m2·h,透过液再经有机超滤膜进一步纯化,有机超滤膜采用的膜元件截留分子量为5000Da,膜压差1.0MPa,膜面流速5m/s,工作温度30℃,在过滤1小时后,膜通量稳定,约为49L/m2·h,透过液再通过有机纳滤膜浓缩,操作压力为2.0MPa,浓缩2倍,纳滤膜的截留分子量是300Da,截留液返回浸提工艺。有机纳滤膜浓缩液进行双效浓缩,采用低压低温蒸汽进行浓缩,温度在75℃,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩3倍使固含量达到39%;烟叶和烟末的纳滤膜浓缩液浓缩4倍,使固含量达到43%。双效浓缩后,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩后变成梗膏,烟叶的纳滤膜浓缩液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,涂布量为40g/m2,,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片,再将烟草薄片切丝后,卷制成卷烟。
实施例3
将烟梗、烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等去除,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:7分别进行逆流浸提,浸提水温在55℃,浸提1次,每次浸提30min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收,通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出,通过常规的打浆及抄造工艺制成纸状基片。将得到烟梗和烟末、低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷微滤膜过滤器分离纯化,陶瓷微滤膜元件分离孔径为200nm,操作压力为0.1MPa,膜面流速1m/s,采用错流过滤,在过滤3小时后,膜通量稳定,约为41L/m2·h,透过液再经有机超滤膜进一步纯化,有机超滤膜采用的膜元件截留分子量为10000Da,膜压差0.1MPa,膜面流速1m/s,工作温度50℃,在过滤2小时后,膜通量稳定,约为19L/m2·h,透过液再通过有机纳滤膜浓缩,操作压力为1.0MPa,浓缩2倍,纳滤膜的截留分子量是100Da,截留液返回浸提工艺。有机纳滤膜浓缩液进行双效浓缩,采用低压低温蒸汽进行浓缩,温度在65℃,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩4倍使固含量达到43%;烟叶和烟末的纳滤膜浓缩液浓缩3倍,使固含量达到37%。双效浓缩后,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩后变成梗膏,烟叶的纳滤膜浓缩液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,涂布量为40g/m2,,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片,再将烟草薄片切丝后,卷制成卷烟。
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于,在对烟梗、烟末及低次等烟叶原料浸提工序中,分别在浸提液中加入了烟梗、烟末及低次等烟叶原料重量的3%的活性炭,具体而言是:
将烟梗、烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等去除,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:5分别进行逆流浸提,在浸提液中分别加入按照烟梗、烟叶和烟末重量计的3%的活性炭,浸提水温在55℃,浸提2次,每次浸提30min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收,通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出,通过常规的打浆及抄造工艺制成纸状基片。将得到烟梗和烟末、低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷微滤膜过滤器分离纯化,陶瓷微滤膜元件分离孔径为100nm,操作压力为0.3MPa,膜面流速3m/s,采用错流过滤,在过滤2小时后,膜通量稳定,约为58L/m2·h,陶瓷微滤膜可以将活性炭截留。透过液再经有机超滤膜进一步纯化,有机超滤膜采用的膜元件截留分子量为8000Da,膜压差0.5MPa,膜面流速3m/s,工作温度40℃,在过滤2小时后,膜通量稳定,约为37L/m2·h,透过液再通过有机纳滤膜浓缩,操作压力为1.5MPa,浓缩3倍,纳滤膜的截留分子量是800Da,截留液返回浸提工艺。有机纳滤膜浓缩液进行双效浓缩,采用低压低温蒸汽进行浓缩,温度在70℃,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩3倍使固含量达到37%;烟叶和烟末的纳滤膜浓缩液浓缩4倍,使固含量达到42%。双效浓缩后,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩后变成梗膏,烟叶的纳滤膜浓缩液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,涂布量为40g/m2,,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片,再将烟草薄片切丝后,卷制成卷烟。
实施例5
实施例5与实施例2的区别在于,在对烟梗、烟末及低次等烟叶原料浸提工序中,分别在浸提液中加入了烟梗、烟末及低次等烟叶原料重量的1%的活性炭,具体而言是:
将烟梗、烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等去除,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:3分别进行逆流浸提,在浸提液中分别加入按照烟梗、烟叶和烟末重量计的1%的活性炭,浸提水温在65℃,浸提3次,每次浸提15min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收,通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出,通过常规的打浆及抄造工艺制成纸状基片。将得到烟梗和烟末、低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷微滤膜过滤器分离纯化,陶瓷微滤膜元件分离孔径为50nm,操作压力为0.5MPa,膜面流速4m/s,采用错流过滤,在过滤3小时后,膜通量稳定,约为72L/m2·h,陶瓷微滤膜可以将活性炭截留。透过液再经有机超滤膜进一步纯化,有机超滤膜采用的膜元件截留分子量为5000Da,膜压差1.0MPa,膜面流速5m/s,工作温度30℃,在过滤3小时后,膜通量稳定,约为61L/m2·h,透过液再通过有机纳滤膜浓缩,操作压力为2.0MPa,浓缩2倍,纳滤膜的截留分子量是300Da,截留液返回浸提工艺。有机纳滤膜浓缩液进行双效浓缩,采用低压低温蒸汽进行浓缩,温度在75℃,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩3倍使固含量达到39%;烟叶和烟末的纳滤膜浓缩液浓缩4倍,使固含量达到43%。双效浓缩后,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩后变成梗膏,烟叶的纳滤膜浓缩液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,涂布量为40g/m2,,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片,再将烟草薄片切丝后,卷制成卷烟。
实施例6
实施例6与实施例3的区别在于,在对烟梗、烟末及低次等烟叶原料浸提工序中,分别在浸提液中加入了烟梗、烟末及低次等烟叶原料重量的5%的活性炭,具体而言是:
将烟梗、烟末及低次等烟叶原料中的金属类杂质用除铁装置,非金属则用异物提除机等去除,腐烂霉变的人工除去,经筛选过的原料分别再经水洗除杂得到预处理后原料。将处理后的烟梗、烟叶和烟末与水按1:7分别进行逆流浸提,在浸提液中分别加入按照烟梗、烟叶和烟末重量计的5%的活性炭,浸提水温在55℃,浸提1次,每次浸提30min,烟梗浸提废渣排放,烟叶、浸提废渣进行回收,通过振动筛对固相物再进行筛分,将固相物中较大的、不适合造纸的废渣筛分出,通过常规的打浆及抄造工艺制成纸状基片。将得到烟梗和烟末、低次等烟叶的浸提液分别通过陶瓷微滤膜过滤器分离纯化,陶瓷微滤膜元件分离孔径为200nm,操作压力为0.1MPa,膜面流速1m/s,采用错流过滤,在过滤3小时后,膜通量稳定,约为47L/m2·h,陶瓷微滤膜可以将活性炭截留。透过液再经有机超滤膜进一步纯化,有机超滤膜采用的膜元件截留分子量为10000Da,膜压差0.1MPa,膜面流速1m/s,工作温度50℃,在过滤2小时后,膜通量稳定,约为24L/m2·h,透过液再通过有机纳滤膜浓缩,操作压力为1.0MPa,浓缩2倍,纳滤膜的截留分子量是100Da,截留液返回浸提工艺。有机纳滤膜浓缩液进行双效浓缩,采用低压低温蒸汽进行浓缩,温度在65℃,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩4倍使固含量达到43%;烟叶和烟末的纳滤膜浓缩液浓缩3倍,使固含量达到37%。双效浓缩后,烟梗的纳滤膜浓缩液浓缩后变成梗膏,烟叶的纳滤膜浓缩液浓缩后变成叶膏,叶膏和梗膏按2:1比例进行调配,然后添加香精香料其他添加剂按常规工艺浸涂或者喷涂在纸状基片上,涂布量为40g/m2,,纸状基片按常规工艺进行干燥,分切后,所得即为烟草薄片,再将烟草薄片切丝后,卷制成卷烟。
技术效果评价
对实施例~实施例6中的微滤膜和超滤膜的稳定通量数据进行对比,具体见下表(单位:L/m2·h)。
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
微滤稳定通量 | 50 | 60 | 41 | 58 | 72 | 47 |
超滤稳定通量 | 30 | 49 | 19 | 37 | 61 | 24 |
从上表可以看出,在实施例4~实施例6中,在浸提液中加入了活性炭之后,可以有效地使后续的微滤膜和超滤膜的通量得到提高。这说明活性炭的加入有助于吸附蛋白、果胶、
大分子杂质,避免了这些成分对膜的污染,但是虽然在过滤体积中多了活性炭的存在,但是
其对于膜污染的影响并不是非常显著,因此过滤过程中仍可以维持较好的稳定通量。
对所得的再造卷烟进行成分测定和感官评价。
检测卷烟总粒相物、焦油、烟气烟碱、烟气一氧化碳。采用的检测方法包括有:
GB/T19609-2004卷烟用常规分析用吸烟机测定总粒相物和焦油;
YC/T156-2001卷烟总粒相物中烟碱的测定气相色谱法;
YC/T30-1996卷烟烟气气相中一氧化碳的测定非散射红外法;
实施例 | 总粒相物(mg) | 烟碱量(mg) | 焦油量(mg) | 一氧化碳量(mg) |
1 | 7.56 | 0.31 | 8.1 | 13.2 |
2 | 7.65 | 0.27 | 8.2 | 13.4 |
3 | 7.71 | 0.29 | 8.1 | 13.5 |
4 | 7.71 | 0.2 | 7.7 | 11.5 |
5 | 7.69 | 0.23 | 7.8 | 11.6 |
6 | 7.59 | 0.22 | 7.8 | 11.7 |
对照例 | 10.3 | 0.42 | 12.4 | 13.9 |
从表中可以看出,采用膜分离技术处理的再造烟叶的总粒相物、烟碱量、焦油量、一氧化碳量都明显优于传统的再造烟叶法。另外,从表中可以看出,在浸提液中加入了活性炭之后,对于再造烟草的总粒相物含量和烟碱量的影响不大,但是可以对焦油量和一氧化碳量产生一定的降低作用,这可能是由于浸提液中存在有一部分有机杂质,而这些杂质不能完全地被超滤膜截留,而会被反渗透或者纳滤膜截留住,留在了浓缩液中,而活性炭预先吸附了一部分小分子的有机物杂质,使得整体的焦油量和一氧化碳量得到一些降低。
采用的感官评价方法是:YC/T138-1998烟草及烟草制品感官评价方法,以烤烟型感官质量各单项指标记分进行评价,考察光泽、香气、谐调、杂气、刺激性、余味。
对烟梗和烟末进行取样,并与传统工艺进行烟草及烟草制品感官评价,相比结果如下表所示,主要区别在于对照例中制得的烟样香气质和香气量不如采用本方法制得的再生香烟。
光泽 | 香气 | 谐调 | 杂气 | 刺激性 | 余味 | 综合得分 | |
实施例1 | 5 | 32 | 5 | 14 | 14 | 17 | 87 |
实施例2 | 5.5 | 32 | 5.5 | 14 | 14 | 16 | 87 |
实施例3 | 5 | 31 | 5.5 | 15 | 15 | 17 | 88.5 |
实施例4 | 5.5 | 31 | 5.5 | 15 | 15 | 16 | 88 |
实施例5 | 5.5 | 32 | 5.5 | 16 | 15 | 17 | 91 |
实施例6 | 5.5 | 31 | 5 | 15 | 15 | 16 | 87.5 |
对照例 | 4.5 | 28 | 4.5 | 9 | 12 | 15 | 73 |
从表中可以看出,采用了膜分离技术对烟叶废料进行处理后得到的再造卷烟,相比于传统方法制备得到的卷烟来说,香气项目的评分较好,香气浓郁;另外,杂气和刺激性较小,主要是由于膜分离技术对浸提液中的蛋白质、果胶成份分离较好,避免了这些物质在燃烧时产生刺激性的气体,该法的总体得分优于对照例。除此之外,在浸提液中加入活性炭之后,实施例4~施例6在杂气和刺激性项目的评分略优于实施例1~实施例3,主要是活性炭对浸提液中的一部分杂质起到了吸附作用。
Claims (9)
1.一种基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,包括如下步骤:
S1,浸提:将烟草废弃料加水进行浸提,固液分离后,得到固相物和提取液;所述的烟草废弃料是烟末、烟叶和烟梗中的一种或两种;
S2,打浆、抄造:将步骤S1中所得的固相物通过打浆及抄造工艺制成纸状基片;
S3,微滤除杂:将步骤S1中所得的提取液用微滤膜进行过滤,渗透侧得到微滤膜清液;
S4,超滤除杂:将步骤S3中所得的微滤膜清液用超滤膜进行过滤,渗透侧得到超滤膜清液;
S5,浓缩:将超滤膜清液通过纳滤膜或者反渗透膜进行浓缩,将浓缩后得到的料液进行真空浓缩,得到浓缩液;
S6,将所述的浓缩液浸涂或者喷涂在所述的纸状基片上;干燥、分切,即得烟草薄片。
2.根据权利要求1所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述的步骤S1中,还对烟梗进行浸提,固液分离后,得到的提取液送入所述的步骤S2中进行处理,得到的固相物弃去。
3.根据权利要求2所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述的步骤S1中,浸提是通过逆流浸提,第二级浸提液返回到第一级浸提罐,第一级废渣进入第二级浸提罐;烟梗、烟末或烟叶与水的质量比是1:3~7,浸提温度为50~65℃,浸提1~3次,浸提时间为15~45min。
4.根据权利要求1所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述步骤S3中,微滤膜是陶瓷微滤膜,微滤膜孔径为50~200nm,微滤过程的压力为0.1~0.5MPa,膜面流速1~4m/s。
5.根据权利要求1所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述的步骤S4中,所述的超滤膜截留分子量为5000~10000Da,超滤过程的温度是30~50℃,压力为0.1~1.0MPa,膜面流速1~5m/s。
6.根据权利要求1所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述的步骤S5中,纳滤或者反渗透过程中的操作压力是1.0~2.0Mpa,浓缩2~3倍。
7.根据权利要求1或2所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述的真空浓缩是双效蒸发浓缩,蒸发温度是65~75℃,将提取液浓缩至固含量为37~43%。
8.根据权利要求2所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:在对烟末、烟叶或者烟梗进行浸提时,在浸提所用的水中加入活性炭。
9.根据权利要求8所述的基于膜分离技术的造纸法再造烟叶的方法,其特征在于:所述的活性炭的加入量分别是烟末、烟叶、烟梗重量的1%~5%。
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