CN108323794A - 一种烟草发酵实验装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种烟草发酵实验装置，其包括支撑架，以及设置在支撑架上的控制设备、反应部、循环水浴和出气部；反应部设置在支撑架一侧上部，循环水浴和出气部设置在支撑架另一侧下部，控制设备设置在出气部侧的支撑架上部，用于控制循环水浴和出气部工作；反应部包括反应器支架、反应器、温度计、湿度计和控制阀；反应器支架设置在支撑架顶部，反应器设置在反应器支架上，并沿支撑架高度方向竖直设置，用于容置待发酵的烟草；反应器底部与循环水浴和出气部连接，反应器顶端设置有温度计、湿度计和控制阀，温度计和湿度计将采集到的温湿度数据传输至控制设备，控制设备根据接收到的数据对控制阀进行控制。

Description

一种烟草发酵实验装置

技术领域

本发明涉及一种烟草加工处理装置，特别是关于一种烟草发酵实验装置。

背景技术

目前，发酵技术作为雪茄烟的技术核心，是提升烟草质量的一个很重要的后熟加工过程。在制作雪茄烟之前，烟叶必须经过自然陈化和发酵，其内在香味质量才能得以充分显现和发挥，使用价值才会有所提高。

国外对于雪茄烟的发酵通常是将晾制好的烟叶交给专业公司发酵。依据不同类型雪茄烟叶原料的品质特征，外包皮和芯叶分别采用不同的发酵方式进行发酵，一般情况下装箱发酵适用于芯烟和内包皮烟的发酵，堆积发酵则同时适用于茄衣和茄芯的发酵。此外，不同烟叶生产公司由于烟叶生产条件和生产质量要求不同，发酵过程中的温湿度控制略有所不同。如帝国烟草公司的美国阿塔迪斯子公司：外包皮烟采用纸箱发酵，芯叶烟的发酵是1000公斤一堆塑料薄膜覆盖进行堆积发酵，发酵环境温度120华氏度(48.9℃)。美国特罗尔农场：对浅色外包皮的发酵是将每杆上的烟叶扎成一把(48片自然把)，打成80镑(36.29公斤)放入纸箱内，在104华氏度(40℃)，相对湿度80％条件下进行装箱发酵，当包心温度达到110华氏度(43.3℃)时，进行翻包降温，再打包放入库中，再一次进行发酵，如此重复三周时间。对于深色外包皮烟发酵采取不遮荫栽培品种晾干后烟叶加自来水至烟叶含水量35-40％，放入27-30℃环境中堆垛发酵，当堆内温度升至120华氏度(48.9℃)时进行翻堆，共发酵6个月。巴西CDF公司芯叶烟发酵则是在自然条件先进行堆码发酵。

相比于国外雪茄烟叶的发酵，国内对于雪茄烟发酵的研究起步较晚。上世纪70年代金敖熙等研究表明，在烟叶发酵过程中，不仅有纯化学变化，也有烟叶本身所含各种酶类的作用，除此之外微生物在发酵中也起一定的作用。而且对雪茄烟叶的发酵技术做了总结，其中雪茄外包皮烟的发酵技术为在烟叶含水量为20-30％时，对烟叶进行堆积发酵，当烟堆内温度到40-50℃时，进行翻堆，重新码堆，到发酵基本完成。对于芯叶的发酵，金敖熙也指出内包皮烟和芯烟适用于装箱发酵，将烟叶装在木箱(长×宽×高＝(90～132cm)×76cm×76cm)内，在木箱两端的中间有1.5cm左右的缝隙，然后将箱子堆在仓库中，可自然也可人工控制，进行发酵。

外关于雪茄烟发酵技术的研究起步较早，并且研究也较为深入，但由于技术保护，其雪茄发酵的核心技术并未见有报道。国内关于雪茄烟发酵的研究主要是依据国外已有的报道和国内现有的生产经验进行开展，生产优质雪茄的关键发酵技术研究较少，需要进行全面深入的研究，以突破我国雪茄烟叶原料质量偏低的技术瓶颈。

相对于装箱和垛堆发酵，都需要大量的雪茄烟叶进行研究，但由于雪茄烟叶比较昂贵，如茄衣国际市场价格约80美元/kg,在实验研究中雪茄烟叶的使用支出费用较高，不利于开展各项的研究实验。此外雪茄烟发酵的核心是研究如何利用并促进微生物的转化作用，以达到产生雪茄烟香气的目的。装箱和垛堆发酵发酵模式，也难以雪茄烟叶发酵的气体进行分析监测。

目前国内外，还没有发现一款能够进行少量雪茄烟叶(5-7片烟叶)发酵研究的实验装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种烟草发酵实验装置，该装置能够进行少量烟草进行发酵条件研究，获得烟草尤其是雪茄烟叶发酵的工艺参数，并对雪茄或固体发酵产生的气体进行收集和检测。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种烟草发酵实验装置，其特征在于：它包括支撑架，以及设置在所述支撑架上的控制设备、反应部、循环水浴和出气部；所述反应部设置在所述支撑架一侧上部，所述循环水浴和出气部设置在所述支撑架另一侧下部，所述控制设备设置在所述出气部侧的所述支撑架上部，用于控制所述循环水浴和出气部工作；所述反应部包括反应器支架、反应器、温度计、湿度计和控制阀；所述反应器支架设置在所述支撑架顶部，所述反应器设置在所述反应器支架上，并沿所述支撑架高度方向竖直设置，用于容置待发酵的烟草；所述反应器底部与所述循环水浴和出气部连接，所述反应器顶端设置有所述温度计、湿度计和控制阀，所述温度计和湿度计将采集到的温湿度数据传输至所述控制设备，所述控制设备根据接收到的数据对所述控制阀进行控制。

进一步，所述反应器由内层和外层构成双层夹套结构，所述内层与所述外层之间形成夹套层，所述内层为反应层，所述夹套层底部与所述循环水浴连接。

进一步，所述反应器底部设置有与所述内层连通的取样口和集气口，所述集气口通过硅胶管与所述出气部连接，所述取样口上设置有与所述控制设备连接的直排阀门。

进一步，所述出气部包括一密闭壳体和设置在该密闭壳体内的空压机和加湿器；在所述密闭壳体内竖向设置有带孔隔板，位于所述带孔隔板一侧设置有所述空压机，位于所述带孔隔板另一侧设置有所述加湿器；在所述密闭壳体背板上设置有与所述空压机连接的进气口，以及与所述加湿器连接的加水口；空气经所述加湿器加湿后经所述带孔隔板上的通孔进入所述空压机一侧，所述空压机出气口通过硅胶管与所述集气口连接，将加湿后的空气引入所述内层。

进一步，所述空压机出气口侧设置有流量计和气体流量调节阀；所述流量计和气体流量调节阀均与所述控制设备连接，所述流量计将检测到的流量数据传输至所述控制设备，由所述控制设备控制所述气体流量调节阀的开度大小。

进一步，所述反应器采用33#玻璃制成，所述反应器支架采用树脂材料制成。

进一步，所述反应器和空压机均设置为多个，每个所述反应器的集气口与一个所述空压机的出气口连接；位于所有所述反应器下方，在所述支撑架上设置有多孔板，所述反应器底部穿过所述多孔板，由所述多孔板对各所述反应器进行限位。

进一步，所述空压机出气口的空气流速为10～100ml/分钟。

进一步，所述支撑架采用矩形框架结构，其采用不锈钢方管焊接而成。

进一步，所述支撑架底部四角位置处分别设置有一滑轮。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明反应器为双层夹套设计，内层为反应层，用于发放置烟草，夹套层外接循环水浴，以便于进行温度控制。反应器通过温度控制的水浴锅与循环泵对雪茄发酵反应器进行控温，使发酵罐保持恒温状态。2、本发明通过加湿器和控制设备实现对发酵罐进行控湿，使发酵罐保持恒湿状态。3、本发明的发酵罐中的反应器底部设置有便捷的取样口和集气口，能在取样集气时保证发酵罐内环境不会遭到破坏。4、本发明采用若干个反应器和空压机，每个反应器的集气口与一个空压机出气口连接，能实现可以单个控制发酵罐的条件，又可以进行多组平行试验。5、本发明发酵罐采用33#玻璃制成，避免了发酵罐对烟草的影响，又能时刻观察烟叶发酵变化的全过程。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的侧视图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1、图2所示，本发明提供一种烟草发酵实验装置，其包括支撑架1，以及设置在支撑架1上的控制设备2、反应部、循环水浴10和出气部；反应部设置在支撑架1一侧上部，循环水浴10和出气部设置在支撑架1另一侧下部，以便于为反应部提供发酵温度及发酵用气体，控制设备2设置在出气部侧的支撑架1上部，用于控制循环水浴10和出气部工作。

反应部包括反应器支架3、反应器4、温度计5、湿度计6和控制阀7。反应器支架3设置在支撑架1顶部，反应器4设置在反应器支架3上，并沿支撑架1高度方向竖直设置，用于容置待发酵的烟草。反应器4底部与循环水浴10和出气部连接；反应器4顶端设置有温度计5、湿度计6和控制阀7。温度计5和湿度计6将采集到的温湿度数据传输至控制设备2，控制设备2根据接收到的数据对控制阀7进行智能控制，实现对反应器4内的发酵气体进行采样和放气。

在一个优选的实施例中，反应器4采用圆柱形容器，由内层和外层构成双层夹套结构，内层与外层之间形成夹套层。内层为反应层，用于发酵放置烟草，夹套层底部与循环水浴10连接，由循环水浴10为反应器4提供发酵温度，并由控制设备2控制循环水浴10工作，实现对反应器4夹套层温度的控制。反应器4内层直径为4.5cm，外层直径为7.0cm，高度为40cm。反应器4采用33#玻璃制成，具有较好的抗温抗压耐磕碰性能。反应器支架3采用树脂材料制成。

在一个优选的实施例中，反应器4设置为多个，位于所有反应器4下方，在支撑架1上设置有多孔板，反应器4底部穿过多孔板，由多孔板对各反应器4进行限位。

上述各实施例中，位于各反应器4底部设置有与反应器4内层连通的取样口和集气口，集气口通过配套的硅胶管与出气部连接，以进行加湿或补充空气。取样口上设置有与控制设备2连接的直排阀门。

循环水浴10由与控制设备2连接的水浴锅和循环泵构成，进而实现对反应器进行控温。

出气部包括一密闭壳体和设置在该密闭壳体内的空压机8和加湿器9。在密闭壳体内竖向设置有带孔隔板，位于带孔隔板一侧设置有空压机8，位于带孔隔板另一侧设置有加湿器9。在密闭壳体背板上设置有与空压机8连接的进气口，以及与加湿器9连接的加水口。空气经加湿器9加湿后经带孔隔板10上的通孔进入空压机8侧，空压机8出气口通过硅胶管与反应器4集气口连接，将加湿后的空气引入反应器4内层，为反应器4内的烟草提供发酵用气体。其中，空压机8的排气量在120L/min以上。

上述实施例中，位于空压机8出气口侧还设置有流量计和气体流量调节阀。流量计和气体流量调节阀均与控制设备2连接，流量计将检测到的流量数据传输至控制设备2，由控制设备2控制气体流量调节阀的开度大小。

在一个优选的实施例中，根据不同的实验要求，空压机8出气口的空气流速为10～100ml/分钟。

在一个优选的实施例中，空压机8设置为多个，且反应器4与空压机8数量相同，每个反应器4的集气口与一个空压机8的出气口连接。其中，3个反应器为一组，通过控制设备2可以实现单个反应器4的发酵控制，也可以实现多组反应器的平行试验。

上述各实施例中，控制设备2采用现有设备即可。

上述各实施例中，支撑架1采用矩形框架结构，其采用不锈钢方管焊接而成。位于支撑架1底部四角位置处分别设置有一滑轮，便于移动。

综上所述，本发明在使用时，将烟草放置于各反应器4内，启动加湿器9和空压机8，在烟叶自体发酵时，可随时监测反应内容物的温度和湿度，并进行气体采集，同时该装置便于观察烟叶的发酵过程，取样及安装清洗方便。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、尺寸、设置位置及形状都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种烟草发酵实验装置，其特征在于：它包括支撑架，以及设置在所述支撑架上的控制设备、反应部、循环水浴和出气部；所述反应部设置在所述支撑架一侧上部，所述循环水浴和出气部设置在所述支撑架另一侧下部，所述控制设备设置在所述出气部侧的所述支撑架上部，用于控制所述循环水浴和出气部工作；

所述反应部包括反应器支架、反应器、温度计、湿度计和控制阀；所述反应器支架设置在所述支撑架顶部，所述反应器设置在所述反应器支架上，并沿所述支撑架高度方向竖直设置，用于容置待发酵的烟草；所述反应器底部与所述循环水浴和出气部连接，所述反应器顶端设置有所述温度计、湿度计和控制阀，所述温度计和湿度计将采集到的温湿度数据传输至所述控制设备，所述控制设备根据接收到的数据对所述控制阀进行控制。

2.如权利要求1所述装置，其特征在于：所述反应器由内层和外层构成双层夹套结构，所述内层与所述外层之间形成夹套层，所述内层为反应层，所述夹套层底部与所述循环水浴连接。

3.如权利要求2所述装置，其特征在于：所述反应器底部设置有与所述内层连通的取样口和集气口，所述集气口通过硅胶管与所述出气部连接，所述取样口上设置有与所述控制设备连接的直排阀门。

4.如权利要求3所述装置，其特征在于：所述出气部包括一密闭壳体和设置在该密闭壳体内的空压机和加湿器；在所述密闭壳体内竖向设置有带孔隔板，位于所述带孔隔板一侧设置有所述空压机，位于所述带孔隔板另一侧设置有所述加湿器；在所述密闭壳体背板上设置有与所述空压机连接的进气口，以及与所述加湿器连接的加水口；空气经所述加湿器加湿后经所述带孔隔板上的通孔进入所述空压机一侧，所述空压机出气口通过硅胶管与所述集气口连接，将加湿后的空气引入所述内层。

5.如权利要求4所述装置，其特征在于：所述空压机出气口侧设置有流量计和气体流量调节阀；所述流量计和气体流量调节阀均与所述控制设备连接，所述流量计将检测到的流量数据传输至所述控制设备，由所述控制设备控制所述气体流量调节阀的开度大小。

6.如权利要求1至5任一项所述装置，其特征在于：所述反应器采用33#玻璃制成，所述反应器支架采用树脂材料制成。

7.如权利要求4所述装置，其特征在于：所述反应器和空压机均设置为多个，每个所述反应器的集气口与一个所述空压机的出气口连接；位于所有所述反应器下方，在所述支撑架上设置有多孔板，所述反应器底部穿过所述多孔板，由所述多孔板对各所述反应器进行限位。

8.如权利要求4或5所述装置，其特征在于：所述空压机出气口的空气流速为10～100ml/分钟。

9.如权利要求1至5任一项所述装置，其特征在于：所述支撑架采用矩形框架结构，其采用不锈钢方管焊接而成。

10.如权利要求9所述装置，其特征在于：所述支撑架底部四角位置处分别设置有一滑轮。