CN104720093A

CN104720093A - 梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法

Info

Publication number: CN104720093A
Application number: CN201510058468.0A
Authority: CN
Inventors: 赵德清; 周学政; 戴亚; 冯广林; 方力
Original assignee: China Tobacco Chuanyu Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Sichuan Industrial Co Ltd; Chongqing China Tobacco Industry Co Ltd
Priority date: 2015-02-04
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2015-06-24
Anticipated expiration: 2035-02-04
Also published as: CN104720093B

Abstract

本发明公开了一种梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法。本发明包括以下步骤：首先确定产品设计目标；然后根据化学成分分析和感官质量评价对单体原料进行化学成分质量排序和感官质量排序；接着根据产品的设计目标要求，结合化学成分质量排序结果和感官质量排序结果，筛选确定原料种类；最后利用计算机辅助设计结合感官评价确定各原料种类之间的质量比。本发明克服了现有技术中配方人员根据经验主观搭配各单体原料物理混合后直接进行感官评价确定原料配方的缺陷，提出一种基于各单体原料制取造纸法再造烟叶后再进行感官评价的原料配方均匀设计方法，该方法结合专家经验和现代计算机技术，为造纸法再造烟叶原料配方设计提供了一种新思路。

Description

梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法

技术领域

本发明涉及造纸法再造烟叶技术领域，具体涉及一种造纸法再造烟叶原料配方设计方法。

背景技术

目前造纸法再造烟叶原料配方设计沿用了传统的卷烟叶组配方设计方法，主要根据配方人员的经验主观搭配各单体原料，将烟末等组分简单物理混合卷制后直接进行感官评价，根据评价结果确定原料配方。与卷烟叶原料按一定配比混合后即成为卷烟叶组配方不同，造纸法再造烟叶的各单体原料如烟末、烟梗、梗签、复烤碎片、烟灰棒等，并非经过简单的物理混合后即可成为再造烟叶，而是经过一系列的提取浓缩和造纸过程后成为再造烟叶成品。

现有造纸法再造烟叶原料配方设计方法的缺陷在于：单体原料物理混合卷制的过程有悖于现代造纸法再造烟叶生产工艺，其造纸法再造烟叶的感官质量大大落后于单体原料经过提取浓缩和造纸过程成为再造烟叶后的感官质量，由于单体原料的固体粉末不易混合均匀，容易造成感官评价结果的偶然性和不稳定性；由于不同原辅材料的差异，容易造成感官评价结果的不一致性，使配方人员无法科学合理地确定原料配方。因此，直接根据单体原料物理混合后的感官评价结果确定原料配方的方法是不科学、不合理的。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明的目的是解决现有造纸法再造烟叶原料配方设计方法单纯依靠主观经验、不符合现代造纸法再造烟叶生产实际情况的缺陷，提出一种梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，该方法最大限度地减少了生产工艺和原辅材料对评价结果的干扰。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明结合专家经验和现代计算机技术，对造纸法再造烟叶原料配方设计进行了优化，设计方法更具科学性合理性。

一种梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，它包括以下步骤：

步骤一，确定造纸法再造烟叶的产品设计目标；

步骤二，对各种烟末单体原料和烟梗原料进行化学成分分析，根据化学成分比值，对所有烟末单体原料和烟梗原料的质量进行排序；

步骤三，对各种烟末单体原料和烟梗原料逐一采用造纸法再造烟叶生产工艺进行再造，对制成的再造烟叶分别进行感官质量评价，对所有烟末单体原料和烟梗原料的感官质量进行排序；

步骤四，根据步骤一的产品设计目标，结合步骤二的质量排序结果和步骤三的感官质量排序结果，筛选烟末单体原料和烟梗原料种类；

步骤五，应用计算机辅助设计步骤四筛选的烟末单体原料的配比实验方案，根据该配比实验方案，将步骤四筛选的烟末单体原料按配比混合后，采用造纸法再造烟叶生产工艺分别进行再造，然后进行感官质量评价，综合回归分析的优化结果并结合直观分析结果，确定步骤四筛选的烟末单体原料的使用比例；

步骤六，将步骤四筛选的烟梗原料和步骤五得到的烟末单体原料按照造纸法再造烟叶生产工艺进行再造，其中，步骤四筛选的烟梗原料和步骤五得到的烟末单体原料分别单独提取后，将浓缩得到的烟梗浓缩液和烟末浓缩液按质量比为3：7～7：3进行混合；通过对本步骤制得的再造烟叶进行感官质量评价，确定烟梗浓缩液与烟末浓缩液的使用比例；

步骤七，验证该造纸法再造烟叶原料的配方。

本发明更进一步的实施方案，在步骤一中，所述产品设计目标是产品的质量档次和品类特征；所述质量档次根据感官质量评价分为高档、中档、低档；所述品类特征根据感官质量评价分为清香型、中间香型和浓香型。

本发明更进一步的实施方案，在步骤二中，所述烟末单体原料包括烟末、复烤碎片、梗签、烟灰棒。

本发明更进一步的实施方案，在步骤二中，所述化学成分分析包括总糖、总氮、总植物碱、还原糖、氯、钾、糖碱比、氮碱比、钾氯比；根据糖碱比为6～10、氮碱比＜1、钾氯比≥4对原料质量进行排序。

本发明更进一步的实施方案，在步骤三、五、六中，所述造纸法再造烟叶生产工艺流程如下：梗末单独提取→固液分离→提取液净化浓缩→浓缩液调配→制浆→片基抄造→涂布→干燥→打片。

本发明更进一步的实施方案，所述原料提取中，烟末单体原料提取是指在温度为60～80℃的条件下，30～60min提取固液比为1:6～10的烟末单体原料；烟梗原料提取是指在温度为60～80℃的条件下，40～80min提取固液比为1:3～5的烟梗。

本发明更进一步的实施方案，所述浓缩液和所述涂布液的密度均为1.110～1.130g/ml；并且所述打片后获得的造纸法再造烟叶定量为96～104g/m²。

本发明更进一步的实施方案，在步骤五中，所述计算机辅助设计法为均匀设计法；所述回归分析是二次多项式逐步回归分析。

下面将详细地说明本发明。

步骤一，确定造纸法再造烟叶产品设计目标；

步骤五，应用计算机辅助设计步骤四筛选的烟末单体原料的配比实验方案，根据该配比实验方案，将步骤四筛选的烟末单体原料按配比混合后，采用造纸法再造烟叶生产工艺分别进行再造，然后进行感官质量评价，综合回归分析的优化结果并结合直观分析结果，确定步骤四筛选的烟末单体原料的使用比例，最后将步骤四筛选的烟末单体原料按该使用比例混合，得到烟末原料；

步骤七，验证该造纸法再造烟叶原料的配方。

本发明步骤七通过对原料配方进行造纸法再造烟叶，并对再造烟叶进行感官评价后，根据得分确定是否该配方设计合理。

本发明更进一步的实施方案，在步骤一中，所述产品设计目标是产品的质量档次和品类特征；所述质量档次根据感官质量评价分为高档(≥85分)、中档(75～84分)、低档(≤74分)；所述品类特征根据感官质量评价分为清香型、中间香型和浓香型。本发明的感官质量评价主要参考国标《GB 5606.4-2005卷烟第4部分感官技术要求》、《YC/T 138-1998烟草及烟草制品感官评价方法》和《YC/T 498-2014再造烟叶(造纸法)感官评价方法》。

具体的，所述质量档次的感官质量评价是指香气质、香气量、杂气、余味、刺激性、燃烧性和灰色等指标的评价；所述品类特性的感官质量评价是指香韵的评价。

本发明产品品类特征的感官质量评价依据产品的香韵，依据产品的香韵，具体来说，清香型就是具有以清甜香、干草香、青香、木香为主体香韵的香气特征，清甜香韵突出，香气清雅而飘渺；中间香型是具有以干草香、正甜香、木香为主体香韵的香气特征，正甜香突出，香气丰富而悬浮；浓香型是具有以焦甜香、干草香、木香、焦香为主体香韵的香气特征，焦甜香韵突出，香气浓郁而沉溢。

同时，产品的品类特征还可以依据产品的产地进行评价，具体来说，清香型的产品产自福建宁化、长汀、云南江川、罗平、宣威、弥渡、楚雄、弥勒、文山、保山、临翔、四川仁和、会理、会东、贵州兴义；中间香型的产品产自贵州遵义、毕节、道真、务川、山东诸城、沂水、重庆武隆、彭水、辽宁宽甸；浓香型的产品产自河南襄城、郏县、临颍、安徽芜湖、宣州、湖南桂阳、宁远、广东南雄。

本发明的再造烟叶原料主要来源于卷烟生产的下脚料、废弃物。

本发明的各烟末单体原料及其烟梗的化学成分质量亦有优劣顺序，具体是烟末＞复烤碎片＞梗签＞烟梗＞烟灰棒。

本发明更进一步的实施方案，在步骤二中，所述化学成分分析包括总糖、总氮、总植物碱、还原糖、氯、钾的分析；所述化学成分的比值包括糖碱比、氮碱比、钾氯比。

烟叶化学成分是决定烟叶烟气特性和评吸质量的内在因素，一般认为，优质烟叶的化学成分适宜含量范围为总糖18～22％，还原糖16～20％，总氮1.5～3.5％，总植物碱2.2～2.4％，钾≥2.0％，氯0.3～1.0％。

本发明中，所述化学成分的比值优选糖碱比为6～10，氮碱比＜1，钾氯比≥4；也就是说，当糖碱比、氮碱比、钾氯比在上述范围内，其质量最好；当糖碱比、氮碱比、钾氯比部分在上述范围内，则比值符合上述范围最多的烟末单体原料较好；当糖碱比、氮碱比、钾氯比符合上述范围的比值一样多时，则需要考虑烟末单体原料的产地问题，如云南产地的烟末单体原料比四川产地的烟末单体原料好。

梗末单独提取，就是指各烟末单体原料和烟梗原料分别单独提取。

在步骤三和步骤五中，考察各单体原料的感官质量时，为了使再造烟叶与实际生产过程完全一致，避免涂布液为单体组分脱离生产实际的情况，在评价烟末单体原料时烟末浓缩液须与一定配比的烟梗浓缩液混合制成涂布液，同样地，在评价烟梗单体原料时烟梗浓缩液须与一定配比的烟末浓缩液混合制成涂布液，从而确保单体原料感官质量评价与实际生产的一致性和合理性。

本发明利用均匀设计法的试验数据建立步骤四筛选的烟末单体原料不同配比与相应感官质量分数之间的数学模型，然后利用二次多项式逐步回归分析并结合直观分析，确定步骤四筛选的烟末单体原料的使用比例。

[有益效果]

本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：

1，本发明克服了现有技术中根据配方人员经验主观搭配各单体原料后直接进行感官评价确定原料配方的缺陷，最大限度地减少了生产工艺和原辅材料对评价结果的干扰；

2，本发明应用均匀设计法进行烟末单体原料配比实验，综合直观分析和二次多项式逐步回归分析法分析实验结果，在感官质量和各组分配比之间建立数学模型，最终得到优化原料配方，结合专家经验和现代计算机技术，设计方法更具科学性、合理性；

3，本发明的造纸法再造烟叶生产工艺与实际生产过程完全一致，确保得到的优化方案和配比符合生产实际、准确可靠；

4，利用本发明提供的再造烟叶原料配方设计方法生产出的造纸法再造烟叶，符合产品质量档次和品类特征要求，广泛适用于造纸法再造烟叶生产领域。

5，梗末单独提取可以根据烟梗和烟末自身的化学成分和组织结构特点制定不同的提取工艺条件，有利于提高提取率。本发明提供的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，广泛适用于梗末单独提取的造纸法再造烟叶生产领域。

具体实施方式

下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例1：

本实施例的产品设计目标为一种高档、清香型造纸法再造烟叶；供使用的烟末单体原料包括6种：烟末A、烟末B、复烤末C、复烤末D、梗签E、烟灰棒F，烟梗G；

步骤一，确定所设计的造纸法再造烟叶产品的质量档次和品类特征为一种高档、清香型造纸法再造烟叶。即质量档次的感官评价≥85。

步骤二，对6种烟末单体原料和1种烟梗原料进行化学分析，分析结果见表1，

表1 烟末单体原料和烟梗原料化学成分分析

一般认为，优质烟叶的化学成分适宜含量范围为总糖18～22％，还原糖16～20％，总氮1.5～3.5％，总植物碱2.2～2.4％，钾≥2.0％，氯0.3～1.0％；化学成分的比值优选糖碱比为6～10，氮碱比＜1，钾氯比≥4；从表2中可以看出，烟末B的化学成分分析比烟末A的化学成分分析好；复烤末D的化学成分分析比复烤末C的化学成分分析好。

又因为，烟末单体原料及其烟梗的化学成分质量优劣顺序为烟末＞复烤碎片＞梗签＞烟梗＞烟灰棒，因此，本实施例的质量排序结果为B＞A＞D＞C＞E＞G＞F。

步骤三，对各种单体原料分别采用造纸法再造烟叶生产工艺进行再造，对制成的再造烟叶分别进行感官质量评价，对所有单体原料的感官质量进行排序，其感官质量顺序为B＞D＞A＞C＞E＞G＞F。

步骤四，根据步骤一的产品设计目标，结合步骤二的质量排序结果和步骤三的感官质量排序结果，筛选烟末单体原料种类为烟末B、复烤末D、梗签E。

步骤五，应用计算机辅助设计的均匀设计法，采用均匀设计表UM₇ ^*(7³)，具体如表2所示，确定三因素7水平的实验方案，针对均匀设计的7个样本，分别采用造纸法再造烟叶生产工艺进行再造，对制取的造纸法再造烟叶进行感官质量评价，利用DPS数据处理系统软件分析实验结果，建立感官质量y与烟末组分x1、x2、x3之间的数学模型，对回归方程进行方差分析；

表2 均匀设计表UM₇ ^*(7³)

实验序号	烟末B(x1)	复烤末D(x2)	梗签E(x3)	感官质量(y)
					1	0.733	0.095	0.172	82.0
2	0.537	0.364	0.099	87.5
					3	0.402	0.043	0.555	81.5
4	0.293	0.354	0.354	85.0
					5	0.198	0.745	0.057	86.5
6	0.114	0.190	0.696	80.5
					7	0.036	0.619	0.344	84.5

根据表2，直观分析法显示实验序号2中x1＝0.537，x2＝0.364，x3＝0.099时，感官得分取得最大值y＝87.5。

利用DPS数据处理系统软件对实验数据进行二次多项式逐步回归，得到感官质量y与各组分x1、x2、x3之间的回归方程为：

y＝79.795+33.407*x1-29.965*x1*x1-24.324*x1*x2

相应的复相关系数R＝0.9558，方差分析显示p＝0.0419＜0.05，表明回归方程变量之间的关系是显著的。表3为方差分析表。

表3 为方差分析表

变异来源	平方和	自由度	均方	F值	p值
						回归	38.5718	3	12.8573	10.5894	0.0419
残差	3.6425	3	1.2142
						总变异	42.2143	6

对回归方程进行规划求解，当x1＝0.408，x2＝0.535，x3＝0.057时(注：这里的x1+x2+x3＝1)，回归方程感官质量y取得最大值y＝88.3。与直观分析法相比，回归分析得到的y值88.3大于直观分析法的y值87.5，故选择回归分析结果作为优化方案：x1＝0.408，x2＝0.535，x3＝0.057，即烟末B 40.8％、复烤末D53.5％、梗签E 5.7％为优化的烟末原料配方。

步骤六，将烟梗原料和步骤五得到的烟末原料按照造纸法再造烟叶生产工艺进行再造，其中，烟梗原料和步骤五得到的烟末原料单独提取后，浓缩得到的烟梗浓缩液和烟末浓缩液按质量比为3：7～7：3进行混合；通过对本步骤制得的再造烟叶进行感官质量评价，确定烟梗浓缩液与烟末浓缩液的使用比例为质量比4：6。

步骤七，验证该造纸法再造烟叶原料的配方。

按照烟末B：复烤末D：梗签E＝40.8％：53.5％：5.7％的烟末组分比例提取烟末，得到烟末提取液，经净化浓缩得到烟末浓缩液，与烟梗浓缩液以烟梗：烟末＝4:6的组分进行混合配制涂布液，经再造工艺后制成造纸烟叶，感官评价得分为88.5分，表明所得到的原料配方设计合理。

实施例2

本实施例的产品设计目标为一种中档、中间香型造纸法再造烟叶；中档即感官质量为75～84分；供使用的烟末单体原料仍包括6种：烟末A、烟末B、复烤末C、复烤末D、梗签E、烟灰棒F，烟梗G；

步骤一至步骤四与实施例1相同，结果一致；筛选出烟末A、复烤末C、烟灰棒F和烟梗G

应用计算机辅助设计的均匀设计法，采用均匀设计表UM₉ ^*(9³)，确定3因素9水平实验方案，具体如表4。针对均匀设计的9个样本，分别采用造纸法再造烟叶生产工艺进行再造，对制取的造纸法再造烟叶进行感官质量评价，利用DPS数据处理系统软件分析实验结果，建立感官质量y与烟末组分x1、x2、x3之间的数学模型，对回归方程进行方差分析。

表4 均匀设计表UM₉ ^*(9³)

实验序号	烟末A(x1)	复烤末C(x2)	烟灰棒F(x3)	感官质量(y)
					1	0.764	0.170	0.065	83.0
2	0.592	0.159	0.249	81.5
					3	0.473	0.029	0.498	78.0
4	0.376	0.520	0.104	82.5
					5	0.293	0.354	0.354	81.0
6	0.218	0.130	0.651	77.5
					7	0.150	0.803	0.047	82.0
8	0.087	0.558	0.355	79.5
					9	0.028	0.270	0.702	76.5

根据表5，直观分析法显示实验序号2中x1＝0.764，x2＝0.170，x3＝0.065时，感官得分取得最大值y＝83.0。

y＝83.060+7.843*x1-9.712*x2-10.734*x1*x1-4.729*x1*x2

相应的复相关系数R＝0.9907，决定系数R²＝0.9815，方差分析显示p＝0.0010＜0.01，表明回归方程变量之间的关系是极其显著的。表5为实施例2的方差分析表。

表5 方差分析表

变异来源	平方和	自由度	均方	F值	p值
						回归	47.1677	4	11.7919	53.1273	0.0010
残差	0.8878	4	0.2220
						总变异	48.0556	8

对回归方程进行规划求解，当x1＝0.385，x2＝0.568，x3＝0.047时(注：x1+x2+x3＝1)，回归方程感官质量y取得最大值y＝83.5。与直观分析法相比，回归分析法得到的y值83.7大于直观分析法的y值83.0，故选择回归分析结果作为优化方案：x1＝0.385，x2＝0.568，x3＝0.047，即烟末A 38.5％、复烤末C 56.8％、烟灰棒F 4.7％为最优烟末原料配方。

对于烟梗原料，按照造纸法再造烟叶生产工艺进行单独提取浓缩，将烟梗浓缩液和烟末浓缩液按不同比例3:7～7:3进行复配，制取造纸法再造烟叶后进行感官质量评价，根据评价结果确定烟梗和烟末的最佳原料配比为4:6。

步骤七，验证该造纸法再造烟叶原料的配方。根据优选的烟末各单体原料配比以及烟梗和烟末的原料配比进行重复性实验，验证原料配方设计的合理性。

按照烟末A：复烤末C：烟灰棒F＝38.5％：56.8％：4.7％的烟末组分比例提取烟末，得到烟末提取液，经净化浓缩得到烟末浓缩液，与烟梗浓缩液以烟梗：烟末＝4:6的比例进行混合配制涂布液，经再造工艺后制成造纸烟叶，感官评价得分为83.5分，证明所得到的原料配方设计合理。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims

1.一种梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于它包括以下步骤：

步骤一，确定造纸法再造烟叶的产品设计目标；

步骤七，验证该造纸法再造烟叶原料的配方。

2.根据权利要求1所述的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于在步骤一中，所述产品设计目标是产品的质量档次和品类特征；

所述质量档次根据感官质量评价分为高档、中档、低档；所述品类特征根据感官质量评价分为清香型、中间香型和浓香型。

3.根据权利要求1所述的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于在步骤二中，所述化学成分分析包括总糖、总氮、总植物碱、还原糖、氯、钾、糖碱比、氮碱比、钾氯比；根据糖碱比为6～10、氮碱比＜1、钾氯比≥4对原料质量进行排序。

4.根据权利要求1所述的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于在步骤三、五、六中，所述造纸法再造烟叶生产工艺流程如下：梗末单独提取→固液分离→提取液净化浓缩→浓缩液调配→制浆→片基抄造→涂布→干燥→打片。

5.根据权利要求4所述的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于所述原料提取中，烟末单体原料提取是指在温度为60～80℃的条件下，30～60min提取固液比为1:6～10的烟末单体原料；烟梗原料提取是指在温度为60～80℃的条件下，40～80min提取固液比为1:3～5的烟梗。

6.根据权利要求4所述的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于所述浓缩液和所述涂布液的密度均为1.110～1.130g/ml；并且所述打片后获得的再造烟叶定量为96～104g/m²。

7.根据权利要求1所述的梗末单独提取的造纸法再造烟叶原料配方设计方法，其特征在于在步骤五中，所述计算机辅助设计法为均匀设计法；所述回归分析是二次多项式逐步回归分析。