CN107048464B - 一种烟草废次物的再利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草废次物的再利用方法。以冷冻干燥的烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片为主要原料，并通过低温超微粉碎对三种原料进行粉碎处理，然后再在原料粉中加入烟草果胶粉，随后物料依次经过混合、挤压、破碎、整形及筛分工序，形成粒度为30～60目的颗粒状材料，再按1～3mg/mm的用量将其添加到滤棒丝束中。该方法可以增加卷烟烟气的甜润感和生津感，丰富自然烟草香气，柔和卷烟香气，改善余味，使卷烟的抽吸品质得到显著性地提升。

Description

一种烟草废次物的再利用方法

技术领域

本发明属于卷烟辅料技术领域，具体是涉及一种烟草废次物的再利用方法。

背景技术

随着消费者对吸烟与健康问题关注度的提高，卷烟焦油及烟气中的有害物质越来越成为人们关注的焦点，由此生产低焦油卷烟，降低卷烟烟气中的有害物质含量，提高卷烟吸食的安全性，正成为卷烟发展的必然趋势和烟草科研工作者的研究方向。

目前科研工作者通过大量的研究和实验，已经能够从叶组配方和烟用辅料的系统设计两个方面，实现卷烟减害降焦的目的。在叶组配方设计过程中，科研人员采用烟草薄片、膨胀梗丝、膨胀烟草颗粒等材料，有效地降低了卷烟焦油含量。在辅料设计过程中，科研人员通过高透成型纸、打孔水松纸、高吸阻滤棒、高透卷烟纸以及高吸附性基材的滤棒(如纸质复合滤棒，活性炭复合滤棒)等材料和技术的应用，实现了卷烟焦油和烟气有害物质含量的降低。但这些技术、材料应用于卷烟后，虽然危害性降低了，但卷烟的吸食品质也受到不利的影响。如何在降焦减害的同时平衡卷烟的吸食口感和品质，科研人员从烟用香精香料和卷烟滤嘴添加剂及材料出发，进行了大量研究和实验。

其中，烟用香精香料的使用虽然可以弥补卷烟减害降焦后的香气损失、提高卷烟烟气的甜润感、减小卷烟烟气的刺激性，但是烟用香精香料在参与烟丝燃吸的过程中由于复杂的热裂解反应，使得原有的特征性香气成分会发生变化，从而影响其原有目标性香气，因此需要反复、大量地调整配方，才能够与烟丝相匹配，达到改善卷烟抽吸品质的作用。目前，该技术的运用已相当成熟，进一步提高卷烟吸食品质的空间不大。

由此，烟草科研人员还尝试从天然香料植物颗粒出发，利用卷烟烟气洗脱的物理作用向卷烟烟气中引入与卷烟香气相谐调的香味物质，以达到改善卷烟吸食品质的目的，目前已经取得了一些成果。例如：专利CN103126072A《一种增加卷烟甜韵与浸润感的天然植物颗粒及其应用》公布的颗粒以玫瑰和薄荷为原料，通过粉碎、制粒和热风干燥形成成品颗粒，能够在增加甜韵的同时，具有提升浸润感和舒适性的作用。专利CN105132167A《一种增润载香植物颗粒及其制备方法和应用》公开的颗粒以云木香、藏木香、香紫苏、玫瑰、薰衣草、薄荷、当归和米茶提取物为原料，通过挤压制粒、干燥和载香形成成品颗粒，可以改善卷烟的抽吸品质；专利CN105124758A《一种增润载香植物颗粒及其制备方法和运用》公布的颗粒以玫瑰、薄荷、罗汉果、迷迭香、贡菊和米茶提取物为原料，可以改善卷烟的抽吸品质；专利CN101912161B《一种烟用薄荷滤棒及其制备方法》公开的滤棒纤维基材中添加了薄荷、射干和烟叶颗粒，具有润喉、保湿、减小烟气刺激性的作用。

目前所公开的各类植物颗粒主要采用流化床制粒一步法和湿法制粒结合干燥两步法进行制备。虽然两种方法制成的颗粒都能在一定程度上改善或提高卷烟抽吸品质，但是由于在制备方法及原料选择和组配方面还存在一些问题，使得现有的植物颗粒材料添加到卷烟滤棒中的优势作用还未能充分发挥出来。

对于一步法制备工艺，有两点不足：1)制得的颗粒表面覆盖高分子薄膜层，在一定程度上阻隔了植物材料香气物质向卷烟烟气的迁移；2)在成粒过程中，由于气流对植物材料的反复冲洗和洗脱，损失了植物材料中原本的大部分香气物质。

对于两步法制备工艺，有三点不足：1)干燥温度高，易导致植物材料香气物质的损失和破坏；2)如果是热风干燥，热风还会带走植物材料部分香气物质；3)湿法制粒形成的湿颗粒含有大量的水分，在干燥过程中，植物材料中的部分香气物质会随着水分的蒸发而散失。

至于原料的选择和组配，现有技术所公布的各种植物材料与卷烟香气的协调性尚需提高，烟草本香还不够丰富，还有待于完善。

针对上述滤棒颗粒材料和技术的缺点，如何选择恰当的材料和工艺技术，满足和提升其在增加卷烟烟气甜润感和生津感，提升卷烟烟气浓度，丰富自然烟草香气，改善余味，就成为需要进一步解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种烟草废次物的再利用方法，提升低次等碎烟片、废弃烟梗的综合利用价值。制备的复合颗粒能够有效地提升卷烟烟气浓度，降低刺激性，柔和卷烟香气，改善余味，使卷烟的抽吸品质得到显著性地提升。

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为重量百分数。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现。

一种烟草废次物的再利用方法，其特征在于由下述方法制备得到：

(1)真空冷冻干燥：-20℃条件下对烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片预冷12小时，随后在冷阱温度-110℃条件下将各原料真空冷冻干燥至含水率为7％～10％；

(2)原料粉碎：采用低温超微粉碎机分别对冷冻干燥后的各原料进行粉碎处理，使其微粉颗粒能够通过100目筛网；

(3)备料：按质量份称取烟花花瓣粉15～20份、烟梗梗末粉30～50份、低次碎烟片粉10～20份和烟草果胶粉20～30份备用；

(4)原料混合：将步骤(3)各原料混合，然后添加相当于混合物重量2％～5％的水用高速混合机混合均匀；

(5)挤压：采用水冷式干法制粒机对混合均匀的原料进行挤压制片，控制压片的厚度在1.5～2.5mm，压辊冷却水温度在30～45℃；

(6)压片破碎：采用锤片式破碎机对原料压片进行破碎处理；

(7)颗粒整形：采用整粒机对破碎后的颗粒材料进行整形，使其完全通过30目整形网；

(8)颗粒筛分：使用振动筛除去粗颗粒和细粉，分离得到30～60目的粒状材料；

(9)将所得粒状材料按每毫米滤棒1～3mg的用量添加到卷烟滤棒丝束中。

步骤(1)中所述的烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片均优选K326烤烟品种。

本发明选择的烟花花瓣、烟梗、低次碎烟片以及烟草果胶粉均来源烟草植株，其与卷烟烟丝同宗同源，具有优良的谐调性和匹配性。烟梗常作为废弃物被弃置浪费，但其含有糠醛、三环烯、β-大马酮、巨豆三烯酮、十六酸甲酯、十六酸乙酯等香味成分，与烟叶成分基本一致，可以综合利用提升烟气浓度，避免资源浪费；烟草果胶粉是一种多糖类碳氢化合物，不仅具有优良的粘结性，而且也与卷烟香气相谐调，作用及效果有别于天然植物胶、淀粉类等其它粘结性物质。优选的K326烟草由McNair 225(McNair30×NC95)杂交选育而成，其含有的香气物质主要为β-紫罗兰酮、β-大马酮、β-二氢大马酮、二氢猕猴桃内酯、茄酮、巨豆三烯酮、糠醇、糠醛、金合欢基丙酮、新植二烯等，香气成分较为复杂，浓度中等，清甜香韵比较典型，香气丰富，香气量足。可以降低卷烟烟气的刺激性，提升烟气浓度，柔和烟气，改善余味。其烟花花瓣清甜香韵高雅、香气物质极为丰富，例如大马烯酮、巨豆三烯酮、二氢猕猴桃内酯、苯甲醛等等。

相比其它植物材料的组合，由此四种原料复合而成的颗粒，不仅能够有效地提升卷烟烟气浓度，丰富自然烟草香气，提升卷烟抽吸时的舒适性，而且更加能够有效地提升卷烟烟气的甜感、润感以及生津感，改善余味，增加满足感。

相对于现有技术，本发明具有以下优点及效果：

(1)原料均为烟草废弃物或低次物，通过复合颗粒的制备，实现了烟草废次物的综合利用和价值提升。

(2)香气谐调：采用烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片以及烟草果胶粉制成的复合颗粒，能够使卷烟香气更纯正，产生和谐、优雅、丰富和甜润的烟香。添加到卷烟滤棒丝束中能增加卷烟烟气的甜润感和生津感，丰富自然烟草香气，柔和卷烟香气，改善余味，使卷烟的抽吸品质得到显著性地提升；

(3)制备过程中香气损失低：原料采用冷冻干燥方法，降低了干燥过程中香气物质的散失。物料采用水冷式干法制粒机进行制粒，且在制粒过程中控制压料辊冷却水温度。从粉状物料到颗粒成品整个过程均没有经过干燥，与其它制粒方法相比，有效地减少了原料香气物质的损失；

(4)香气物质释放容易：由于冷冻干燥后的烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片组织结构疏松多孔，其经过粉碎、制粒形成的颗粒具有较大的比表面积，使得复合颗粒与卷烟烟气具有较大的物质交换面积，强化了卷烟烟气的洗脱效应，促进颗粒香味物质向卷烟烟气的迁移。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不是对本发明技术方案的限定。

以制备100公斤植物复合颗粒产品为例，对本发明进行具体说明。

实施例1：

先在-20℃条件下对烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片预冷12小时，然后在冷阱温度-110℃条件下将烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片真空冷冻干燥至含水率为7％状态；所述的烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片均为K326烤烟品种。采用低温超微粉碎机，分别对冷冻干燥后的烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片进行粉碎处理，使其微粉颗粒能够通过100目筛网；分别称取15公斤烟花花瓣粉、50公斤烟梗梗末粉、15公斤低次碎烟片粉、20公斤烟草果胶粉投入高速高效混合机，并额外向混合机中添加4公斤水，之后，进行充分搅拌；采用水冷式干法制粒机对混合均匀的物料进行挤压制片，并控制压片的厚度在1.5～2.0mm，压料辊冷却水温度在30～40℃。采用锤片式破碎机对物料压片进行破碎处理。采用整粒机对破碎后的颗粒材料进行整形，使其完全通过30目整形网。使用振动筛除去粗颗粒和细粉，分离得到30～60目的粒状材料。

按1.5mg/mm的用量，将所得粒状材料添加到滤棒丝束中，形成料棒，再与白棒复合，制备成二元复合滤棒，并卷制成卷烟。设置无颗粒添加的卷烟为对照样，感官评吸结果见表1。

实施例2：

重复实施例1，有以下不同点：将烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟叶真空冷冻干燥至含水率为7％状态。称取20公斤烟花花瓣粉、30公斤烟梗梗末粉、20公斤低碎次烟叶粉、30公斤烟草果胶粉，并添加3公斤水。控制压片的厚度在1.8～2.5mm，压料辊冷却水温度在40～45℃。按1.0mg/mm的用量，将实施例2所得的复合颗粒添加到滤棒丝束中。

实施例3：

重复实施例1，有以下不同点：将烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟叶真空冷冻干燥至含水率为8％状态。分别称取18公斤烟花花瓣粉、50公斤烟梗梗末粉、10公斤低碎次烟叶粉、22公斤烟草果胶粉，并添加5公斤水。控制压片的厚度在1.5～2.0mm，压料辊冷却水温度在30～40℃。按2.0mg/mm的用量，将实施例3所得的复合颗粒添加到滤棒丝束中。

实施例4：

重复实施例1，有以下不同点：将烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟叶真空冷冻干燥至含水率为9％状态。分别称取20公斤烟花花瓣粉、40公斤烟梗梗末粉、15公斤低碎次烟叶粉、25公斤烟草果胶粉，并添加4.5公斤水。控制压片的厚度在1.5～2.0mm，压料辊冷却水温度在35～45℃。按2.5mg/mm的用量，将实施例4所得的烟草复合颗粒添加到滤棒丝束中。

实施例5：

重复实施例1，有以下不同点：将烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟叶真空冷冻干燥至含水率为10％状态。称取15公斤烟花花瓣粉、45公斤烟梗梗末粉、20公斤低碎次烟叶粉、20公斤烟草果胶粉，并添加3.5公斤水。控制压片的厚度在1.5～2.0mm，压料辊冷却水温度在30～40℃。按3.0mg/mm的用量，将实施例5所得的烟草复合颗粒添加到滤棒丝束中。

表1卷烟感官评吸结果

由上表可知，本发明的方法能增加卷烟烟气的甜润感和生津感，丰富自然烟草香气，柔和卷烟香气，改善余味，使卷烟的抽吸品质得到显著性地提升。

Claims (2)

1.一种烟草废次物的再利用方法，其特征在于由下述方法制备得到：

(1)真空冷冻干燥：-20℃条件下对烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片预冷12小时，随后在冷阱温度-110℃条件下将各原料真空冷冻干燥至含水率为7％～10％；

(2)原料粉碎：采用低温超微粉碎机分别对冷冻干燥后的各原料进行粉碎处理，使其微粉颗粒能够通过100目筛网；

(3)备料：按质量份称取烟花花瓣粉15～20份、烟梗梗末粉30～50份、低次碎烟片粉10～20份和烟草果胶粉20～30份备用；

(4)原料混合：将步骤(3)各原料混合，然后添加相当于混合物重量2％～5％的水用高速混合机混合均匀；

(5)挤压：采用水冷式干法制粒机对混合均匀的原料进行挤压制片，控制压片的厚度在1.5～2.5mm，压辊冷却水温度在30～45℃；

(6)压片破碎：采用锤片式破碎机对原料压片进行破碎处理；

(7)颗粒整形：采用整粒机对破碎后的颗粒材料进行整形，使其完全通过30目整形网；

(8)颗粒筛分：使用振动筛除去粗颗粒和细粉，分离得到30～60目的粒状材料；

(9)将所得粒状材料按每毫米滤棒1～3mg的用量添加到卷烟滤棒丝束中。

2.根据权利要求1所述的烟草废次物的再利用方法，其特征在于：步骤(1)中所述的烟花花瓣、烟梗梗末和低次碎烟片均为K326烤烟品种。