CN1041892C - 处理烟用材料的方法 - Google Patents

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Abstract

一种处理烟用材料例如烟叶的方法，该方法包括将具有含水量为5—75%的烟用材料在有空气存在、约为或高于大气压和70—220℃的条件下加热，然后，在足以使烟用材料膨胀的速率下降低加热后的烟用材料的压力。

Description

处理烟用材料的方法
本发明涉及烟用材料特别是烟叶和烟叶代用品的加工。
在烟草工业中，为了增加烟叶的松散体积而将其膨胀是众所周知的。增加烟叶的松散体积可以提高烟叶的充气能力(fillingpower)，此外，掺入一定比例膨胀烟叶的烟制品产生的焦油较少因而含尼古丁也较少，这是由于烟叶的重量降低所致。
有许多已知的膨胀烟叶的方法。其中的一种方法采用二氧化碳膨胀烟叶。在这种方法中，将烟叶在压力下浸泡在液体二氧化碳中，释放出压力使二氧化碳固化，然后，在高温下使二氧化碳升华。借助烟叶胞腔内迅速升高的压力使其晶胞膨胀。
在另一种方法中，采用有机溶剂浸渍烟叶。然后，迅速将烟叶置于高于溶剂沸点至少30℃的温度下。这样再次快速蒸发致使烟叶的胞壁膨胀。
另一种已知的膨胀方法包括在通常高于10MPa(100巴)的高压下用氮浸渍烟叶。然后使烟叶减压并将其通过蒸汽隧道，在该隧道中温度迅速升高到约90℃，从而使烟叶膨胀。
GB 675292叙述了一种膨胀烟叶的方法，该方法首先用蒸汽或水蒸汽置换空气将烟叶中的空气除去。处理后的烟叶用蒸汽加热，然后减压使烟叶膨胀。预处理除去烟叶中的空气似乎是该方法的最重要步骤。
本发明的一个目的是提供一种在空气存在下不使用干燥剂取得烟用材料有效膨胀度的方法。
本发明涉及膨胀烟用材料的方法，该方法不需要除空气的预处理步骤。已发现，在生产过程中空气的存在并不会导致有害的影响，因而没有必要采用预处理除去空气。
本发明提供了一种处理烟用材料的方法，该方法包括将具有含水量为5-75％(重量)的烟用材料在空气存在、约为或高于大气压和70-220℃的条件下加热，然后，在足以使烟用材料膨胀的速率下降低加热后的烟用材料的压力。
烟用材料上的压力优选降低到0．1-50kPa(1-500毫巴)。已发现这样的条件能使烟用材料充分膨胀。
本文中所用的术语“在空气存在下”指的是至少2％的空气存在。烟用材料在其中加热的气氛可以是100％的空气或2-100％空气与其它气体例如蒸汽、二氧化碳和氮气的混合物。
有利的是，可以直接利用饱和蒸汽或过热蒸汽加热烟用材料。在压力为0．1-2MPa(1-20巴表压)下将烟用材料加热到70-220℃，优选在压力为0．11-0．5MPa(1．1-5巴)下加热到102-160℃。另一种方法是将烟用材料暴露在其它温度较高的气体中或例如微波辐射的辐射热中加热。
优选压力降到真空条件是迅速的，且通常在约0．04秒内发生。该方法非常适用于膨胀烟叶，且体积膨胀可达20-100％。
已获得一些令人满意的结果：初始含水量为20-75％(重量)(更优选30-75％(重量))的烟用材料在处理过程中恢复到接近或低于原来的例如至多为15％(重量)的含水量。出乎意料的是，按照上述方式进行操作，膨胀后的烟用材料仍然保持其膨胀状态而不需要例如采用冻干的方法进一步处理。
通常，本发明的方法按以下步骤进行。将含水量为5-75％水(按湿重计)的烟用材料置于加热容器中。对于含水量处于上述范围较高端的烟用材料而言，可能需要采用本技术领域熟知的方法润湿该烟用材料。最好在用来加湿烟用材料的水中加入一些添加剂以便改善有关该烟用材料的膨胀程度、回弹性或原有的吸用特性等方面的性能。加热一直进行，直到所需的温度和压力达到为止。然后，通过在容器中迅速减压或采取将烟用材料直接转移到另一个真空条件下的容器中，使烟用材料受到迅速减压到真空条件的作用。在加热烟用材料的同时迅速减压致使烟用材料的晶胞结构中的水分迅速蒸发从而导致其膨胀。可将烟用材料进行一级或多级这样加热继而迅速减压到部分真空压力的步骤。
在真空阶段和／或真空阶段之后(优选在真空阶段)，可将烟用材料间接加热以加速水分的蒸发。这可通过许多方法例如采用辐射热(例如，微波或红外线辐射)实现。通过在减压之前采用微波辐射加热烟用材料并在减压后在同一容器中继续加热，可以很方便地实施本发明的这种方法。所得的干燥、膨胀的产品具有更稳定的结构。
从烟叶生产的观点而言，上述过程可以用于分批膨胀烟叶或可合并为在线的流水作业段。后者自然可以减少贮运的需要。
因此，当在空气中加热生产膨胀的烟叶时，不需要使用昂贵的材料和会使生产成本增加的回收系统。膨胀后的烟叶具有回弹性且品质不易变坏。此外，水不会从烟叶的组成结构中渗出。
可以预料，充气能力的改进(FPI)可以达到20-100％。在FPI为30％的情况下，烟制品的烟叶重量可以降低多达17％。在FPI为60％时，烟叶的重量可以降低多达26％。
由于本发明所生产的膨胀烟叶具有回弹性，因而对可用于生产烟制品(无论是香烟还是雪茄烟)的用量没有实际的极限。
同时，当采用具有上述特殊优点的方法生产时，本发明的膨胀烟叶与已知的膨胀烟叶进行比较在性能上是很优越的。
图1和图2作为实例示出了可用来实施本发明方法的装置的示意图。
参阅图1，烟用材料(未示出)通过第一个密封装置12进入压力室10，在该处用通过进口14供入的增压蒸汽处理。处理后的烟用材料再通过装有专用气门的第二个密封装置16进入通过进口20连接真空的真空室18。在抽真空的同时，热源22提供辐射热以使烟用材料的温度保持在给定值。所生成的产品即膨胀烟叶通过装有专用气门的第三个密封装置24从室18移出。
参阅图2，用样品支承架34将烟用材料30支托在玻璃钟罩32内。烟用材料30受到来自微波发生器36经波导管38以及模式搅拌器(mode stirrer)40的微波辐射而被加热。随着真空泵42的启动，阀门46打开，通过连接管线44使钟罩32内的压力降低从而使烟用材料膨胀。可以继续加热以使膨胀后的烟叶的含水量进一步降低。实施例1
将雪茄烟烟芯用烟叶按下面表1中所示的停留时间用饱和蒸气在200kPa(2巴)下加热。烟叶的温度应达到或接近蒸汽的温度133℃。在切断蒸汽后，通过将连接到压力为0．8kPa(8毫巴)的真空源的阀门打开而使烟叶减压，并使温度仅降到给定的截止温度(cut off temperature)。所得结果列于表1。
                  表1起始    起始    通    截止    最终    最终     总水分    充气    蒸汽  温度    充气    水分     FPI(％)    值      时间  (℃)    值      (％)(cm3／g) (分钟)     (cm3／g)             (％)26    5．1 7    1+1*  50     5．79    31．3   22．926    5．17     1     30     5．68    34．3   20．626    4．99     1     45     5．62    -       23．832    5．11     1     50     5．62    -       23．830    5．22     1+1*  50     5．73    38      21．730    5．22     1     30     5．96    33．3   26．530    5．22     1／1* 50／30 5．79    46      22．9*+1表示在起始通蒸汽时间后和在真空抽吸之前让烟叶再浸泡1分钟后切断蒸汽。／表示多次循环中每次循环的通蒸汽时间以及再通蒸汽或试验停止之前在真空下达到的温度。实施例2
采用装配有能使压力达到约为2．5kPa(25毫巴)的真空泵的6kW微波炉进行试验。试验所用的装置与示意图2中所示的相同。
该方法的基本顺序如下：1    将烟叶的小样品置于玻璃钟罩之中。2    在与其连接的阀门处于关闭位置的情况下启动真空泵。3    按最大功率启动微波源以预热烟叶。4    在微波能源仍然开启的情况下，打开真空阀门。5    结束微波循环。将钟罩减压并移出样品。
对香烟横切薄层(cut lamina)和雪茄烟过滤嘴的试验结果列于表2。
                                  表2加热    真空    样品    样品    温度    水分    水分    充气值     充气值    FPI    总时间    时间    重量    重量    外      内      外      (内)        (外)     (％)   FPI(秒)   (秒)     内(g)   外(g)   (℃)    (％)    (％)  (cm3／g)  (cm3／g)         (％)
                      (i)雪茄烟烟芯：起始充气值5．1110    10    50    29．4    36    48．1    12．9    5．70    7．21    26．49    41．105     15    50    29．6    38    48．1    13．5    5．70    7．27    27．54    42．275     15    50    30．7    38    48．1    14．6    5．70    6．53    14．56    27．7910    10    50    30．2    41    48．1    13．6    5．70    6．58    15．44    28．7720    40    75    28．7    56    67．0    9．0     5．70    6．36    11．58    24．4615    30    75    30．3    46    67．0    14．7    5．70    6．70    17．54    31．12
                      (ii)香烟横切薄层：起始充气值3．925    15    3X50    av33．2    av39    50．1    25．6    4．26    4．74    11．27    20．9210   10    50      36．4      34      50．1    30．7    4．26    4．60    7．98     17．3510   20    3χ50   av30．8    av47    50．1    17．5    4．26    4．82    13．15    22．9610   20    100     69．6      41      50．1    24．9    4．26    4．68    9．66     19．398    16    2χ50   36．2／    42／46  40．9    16．0    4．31    4．82    11．83    22．96
               35．66    12    100     40．2／    48／46  29．0    12．6    4．29    4．80    11．89    22．45
               41

Claims (10)

1．一种处理烟用材料的方法，该方法包括步骤(i)将具有含水量为5-75％(重量)的烟用材料在有空气存在、等于或高于大气压和70-220℃的条件下加热，以及步骤(ii)在使烟用材料内所含的水膨胀造成烟用材料膨胀的速率下降低加热后的烟用材料的压力，其特征在于加热后烟用材料的压力降至0．1-50kPa且在减压过程中加热烟用材料以加速水蒸发。
2．根据权利要求1的方法，其特征在于将烟用材料在102-160℃的步骤(I)过程中加热。
3．根据权利要求1或2的方法，其特征在于在烟用材料受到0．1-2MPa压力的情况下进行加热步骤(i)。
4．根据权利要求1或2的方法，其特征在于该烟用材料在步骤(i)前的含水量为20-75％(重量)。
5．根据权利要求1或2的方法，其特征在于膨胀后的烟用材料的含水量等于或低于步骤(i)前的烟用材料的含水量。
6．根据权利要求1或2的方法，其特征在于膨胀后的烟用材料的含水量至多为15％(重量)。
7．根据权利要求1或2的方法，其特征在于采用蒸汽加热烟用材料。
8．根据权利要求1或2的方法，其特征在于采取暴露在辐射热或微波辐射之下加热烟用材料。
9．根据权利要求1或2的方法，其特征：减压步骤(ii)采取暴露在辐射热之下加热烟用材料。
10．根据权利要求9的方法，其特征所述辐射热通过微波辐射提供。
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