CN109022150B - 一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其方法为：将糖香料单体与丙二醇预混得到料液，预热后加入高压均质杀菌过滤设备的进料口，经过高压均质机构至少一次高压均质处理，在压力骤降、转矩、剪切力、空穴冲击震荡作用下使料液中的微生物细胞壁破碎而死亡，并通过连通的冷却管保证温度恒定，进入微生物过滤室进行至少一次微生物过滤处理，出料即可；采用一体式且可循环、降温控温的高压均质和微生物过滤设备作为糖香料单体处理的主体设备，实现对糖香料的纳米破碎和冷杀菌，避免高温杀菌引起营养活性分解，起到杀菌钝酶的效果，解决糖香料常温下易发酵变质的问题，大幅度提高烟用糖香料的保存时间，益于规模化、集约化生产。

Description

一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法

技术领域

本发明涉及一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，属于卷烟加工技术领域。

背景技术

随着卷烟工业的发展，卷烟规模化和集约化生产已经成为一种趋势，同时还要实现异地生产、远程合作生产，因此同牌号卷烟生产使用的成品糖香料集中供应就成为必不可少的条件。烟用糖香料能够有效改善叶组配方中的刺激性、杂气、余味不干净等缺陷，增加香气并赋予卷烟独特的吸食风格，糖香料加料工序是卷烟加工的重要步骤，有益于改善和稳定卷烟品质、确立卷烟风格，而糖香料的集中供应，对烟用糖香料的长期保存和长途运输技术提出了新的要求。

现有生产技术中，糖香料以糖水、蜂蜜、枣精、丙二醇和水等原料单体经糖香料厨房配制而成，在经过较长时间保存后，不同化学成分会发生一定程度的变化，并容易因微生物发酵产生胀桶、糖香料变质等现象，如何改善这些现象已成为烟用糖香料生产过程中亟待解决的问题。

采用杀菌处理可降低有害细菌存活数量，达到糖香料品质稳定，延长保质期限，并避免活菌摄入引起人体感染或中毒现象，对于防止糖香料发酵具有重要作用，然而现有的食品杀菌主要为UHT、高温蒸汽等高温杀菌，温度至少在60℃以上，将严重影响糖香料中的营养物质，为此专利CN107418731A提供了一种利用高压均质制备烟用糖香料的方法，不仅提高糖香料单体的分散性，且利用高压均质使料液受高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用使微生物破壁，并通过出口处的微生物过滤膜滤除，但仍存在滤膜拆换不便，长期使用对高压均质设备清洗成本较高的问题，处理量有限，难以匹配大规模生产效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，采用一体式且可循环、降温控温的高压均质和微生物过滤设备作为糖香料单体处理的主体设备，实现对糖香料的纳米破碎和冷杀菌的功能，避免高温杀菌引起营养活性分解，解决糖香料常温下易发酵变质的问题，起到杀菌钝酶的效果，大幅度提高烟用糖香料的保存时间，益于规模化、集约化生产。

本发明是通过如下的技术方案予以实现的：

一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其中，其方法为:将糖香料单体与丙二醇预混得到料液，所述糖香料单体与丙二醇的体积比为1:1，料液预热后加入高压均质杀菌过滤设备的进料口，预热时通过进入40℃暖房进行预热，进料口温度为20~30℃，出料口温度为20℃，进料口和出料口料液降温幅度小于等于5℃/min，经过高压均质机构至少一次高压均质处理，在压力骤降、转矩、剪切力、空穴冲击震荡作用下使料液中的微生物细胞壁破碎而死亡，并通过高压均质机构和微生物过滤室连通的冷却管保证温度恒定，所述高压均质机构的压力设定为110~180MPA、处理流速为500~800L/h，；

所述高压均质杀菌过滤设备包括机壳，所述机壳上设有加料口、传动机构、高压均质机构和微生物过滤室，所述高压均质机构与加料口和传动机构相连，且设有出料口，所述传动机构与高压均质机构之间设有第一进水口和第一出水口，所述出料口与微生物过滤室之间设有输料管，所述微生物过滤室内设有护料斗、储罐和抽气泵；

所述护料斗底部设有座体，所述座体与护料斗之间设有过滤膜，所述过滤膜底部与储罐之间设有过滤网，所述储罐侧顶部与抽气泵之间设有抽气管、且底部设有出料管，所述储罐内设有冷却管，所述冷却管上设有第二进水口和第二出水口，所述第二出水口与第一进水口之间设有连管；

所述出料口上设有回料管，所述回料管端部位于加料斗顶部，所述回料管和输料管上均设有第一阀门，高压均质处理的次数为1~5次，大于2次时的高压均质处理通过打开第一阀门从回料管回流处理；

所述微生物过滤室内设有循环泵，所述循环泵与回料管、输料管和出料管之间设有支管，所述出料管上设有位于支管一侧的第二阀门，微生物过滤处理的次数为1~5次，大于2次时的微生物过滤处理通过开启循环泵，打开输料管上的第一阀门，从支管回流处理；

重复整体进行高压均质处理和微生物过滤处理1~2次，通过开启循环泵，打开回料管上的第一阀门，从支管回流处理；

从出料口经输料管进入微生物过滤室，在抽真空过滤膜过滤下进入储罐，进行至少一次微生物过滤处理，出料即可。

本发明的有益效果为：

（1）采用一体式的高压均质和微生物过滤设备作为糖香料单体处理的主体设备，利用高压均质过程中产生的压力骤降、转矩、剪切力、空穴冲击震荡等作用使微生物细胞壁破碎而死亡并直接微生物过滤处理，在连通的冷却管作用下降温控温，防止料液温差过大，避免了传统高温杀菌处理引起营养活性分解的问题，实现对糖香料的纳米破碎和冷杀菌的功能，易于更换过滤膜，起到杀菌钝酶的效果，解决糖香料常温下易发酵变质的问题；（2）采用一台设备即可高压均质、微生物过滤或整体多次循环处理，节约设备成本，提高真菌、细菌的杀菌处理效果，连续化、规模化、集约化生产，可匹配大规模生产处理速度，避免因微生物发酵产生胀桶、糖香料变质等现象，益于实现异地生产，远程合作生产。

附图说明

图1为本发明高压均质杀菌过滤设备结构图。

（图中，机壳1，加料斗2、传动机构3和高压均质机构4，出料口5，回料管6，第一阀门7，第一进水口8和第一出水口9，微生物过滤室10，输料管11，护料斗12、储罐13和抽气泵14，分布器15，环管16，出口17，座体18，过滤膜19，过滤网20，第一法兰21，第二法兰22，环槽23，骨架24，盖板25，锁紧装置26、抽气管27，出料管28，冷却管29，第二进水口30和第二出水口31，连管32，循环泵33，支管34，第二阀门35）。

图2为本发明实施例6~8较对比例的糖香料细菌、真菌对比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

实施例1

一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其中，其方法为:

（1）将糖香料单体与丙二醇预混得到料液，所述糖香料单体与丙二醇的体积比为1:1；

（2）料液预热后加入高压均质杀菌过滤设备的进料口，预热时通过进入40℃暖房进行预热，进料口温度为28℃，出料口温度为20℃，进料口和出料口料液降温幅度小于等于5℃/min；

（3）经过高压均质机构1次高压均质处理，在压力骤降、转矩、剪切力、空穴冲击震荡作用下使料液中的微生物细胞壁破碎而死亡，并通过高压均质机构和微生物过滤室连通的冷却管保证温度恒定，所述高压均质机构的压力设定为110MPA、处理流速为600L/h

（4）从出料口经输料管进入微生物过滤室，在抽真空过滤膜过滤下进入储罐，进行一次微生物过滤处理，从出料管出料即可。

所述高压均质杀菌过滤设备包括机壳1，所述机壳1上设有加料斗2、传动机构3和高压均质机构4，所述高压均质机构4与加料斗2和传动机构3相连，且设有出料口5，所述出料口5上设有回料管6，所述回料管6端部位于加料斗2顶部，所述回料管6和输料管11上均设有第一阀门7，所述传动机构3与高压均质机构4之间设有第一进水口8和第一出水口9，所述机壳1内设有微生物过滤室10，所述出料口5与微生物过滤室10之间设有输料管11，所述微生物过滤室10内设有护料斗12、储罐13和抽气泵14；

所述输料管11底部与护料斗12之间设有分布器15，所述分布器15包括若干连通的环管16，所述环管16底部设有若干出口17，所述护料斗12底部设有座体18，所述座体18与护料斗12之间设有过滤膜19，所述过滤膜19底部与储罐13之间设有过滤网20；

所述座体18底部设有第一法兰21，所述储罐13顶部设有第二法兰22，所述第二法兰22与第一法兰21配合连接，与第一法兰21之间设有环槽23，所述过滤网20底部设有骨架24，所述骨架24与环槽23形状配合，所述微生物过滤室10顶部设有盖板25，所述盖板25与机壳1之间设有锁紧装置26；

所述储罐13侧顶部与抽气泵14之间设有抽气管27、且底部设有出料管28，所述储罐13内设有冷却管29，所述冷却管29为蛇形管，所述冷却管29上设有第二进水口30和第二出水口31，所述第二出水口31与第一进水口8之间设有连管32；

所述微生物过滤室10内设有循环泵33，所述循环泵33与回料管6、输料管11和出料管28之间设有支管34，所述出料管28上设有位于支管34一侧的第二阀门35。

本发明中高压均质杀菌过滤设备的工作方式为：

将烟用糖香料预混后加入加料斗2中，高压均质机构4在驱动机构驱动下，受到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用使微生物破壁，并可控制输料管11上的第一阀门7关闭，回料管6上的第一阀门7开启，使料液重复高压均质处理；

打开输料管11上的第一阀门7，料液通过分布器15流动到护料斗12内，具有若干出口17的分布器15防止料液集中流动到过滤膜19中心上，避免中心处磨损导致过滤膜19使用寿命较短、过滤较慢的缺陷，抽气泵14通过抽气管27泵气，使储罐13内呈负压，护料斗12内的料液在过滤膜19作用下进行膜过滤去除微生物碎片，进入储罐13，高压均质和过滤处理产生的热效应，通过第二进水口30处通入冷却水，冷却水经过蛇形冷却管29从第二出水口31、连管32流经第一进水口8，最终从第一出水口9流出，降低热效应影响，避免料液温度变化过快，并可将第一出水口9和第一进水口8连通，使冷却水循环使用，最终料液经高压均质杀菌和微生物过滤从出料管28排出即可；

采用第一法兰21和第二法兰22装配式连接固定座体18，并通过骨架24和环槽23形状配合固定过滤网20，使过滤网20表面对过滤膜19形成支撑，避免悬空面多大导致过滤膜19易破损，过滤网20可拆卸更换；盖板25通过锁紧装置26与机壳1连接，方便压紧护料斗12，护料斗12底部压紧过滤膜19，该拆卸结构使过滤膜19更换方便；

还采用带循环泵33的支管34结构，分别控制第一阀门7和第二阀门35启闭，料液可经回料管6再次高压均质或直接微生物过滤循环处理，以提高均质分散，杀菌滤除效果，将高压均质与微生物过滤一体化设计，节约装置体积和设备成本。

加料斗通过管路与高压均质机构相连；抽气泵型号为NB15-N86KNE；循环泵型号为FJX500；第一阀门和第二阀门均可采用NSV6A电磁阀或J41W截止阀，并可在支管上多设阀门截流；锁紧装置采用螺栓螺母锁紧等；高压均质机构和驱动机构的具体结构为本领域公知结构，第一进水口和第一出水口之间设有冷却循环通道，用于为高压均质机构的柱塞降温，保证运行稳定性，如型号HUIHE-GJJ-0.03/100的高压均质机中采购即可，并不是本发明的保护点，因此这里不再赘述；

实施例2-5：参见实施例1，其他条件不变，将均质压力依次改为120MPa、135MPa、150MPa、180MPa，将不采用高压均质和微生物过滤处理的糖香料作为对照例，测算同样环境下实施例1~5的糖香料保质期结果如下表：

样品编号	均质压力（MPa）	糖香料保质期（天）
			对照例	0	3
实施例1	110	6.5
			实施例2	120	7
实施例3	135	8.5
			实施例4	150	10
实施例5	180	13

由此可见，采用高压均质处理和微生物过滤处理后，延长了糖香料的保存时间、保质期，有利于糖香料的长途运输和异地加工。

实施例6：参见实施例1，其他条件不变，高压均质处理的次数为3次，第2次、第3次时的高压均质处理通过打开第一阀门从回料管回流处理。

实施例7：参见实施例1，其他条件不变，微生物过滤处理的次数为3次，第2次、第3次时的微生物过滤处理通过开启循环泵，打开输料管上的第一阀门，从支管回流处理。

实施例8，参见实施例5，其他条件不变，高压均质处理的次数为3次，微生物过滤处理的次数为3次，再重复整体进行高压均质处理和微生物过滤处理1次，通过开启循环泵，打开回料管上的第一阀门，从支管回流处理。

将不采用高压均质和微生物过滤处理的糖香料作为对照例，将实施例6~8得到的糖香料检测细菌和真菌，其结果如附图2所示，A为对照例，B为实施例6，C为实施例7，D为实施例8；

由此可见，经过多次均质处理、微生物过滤处理和整体处理的糖香料细菌、真菌数量显著减少，可有效防止糖香料发酵，延长保质期，节约成本，提高企业糖香料加工水平，可以匹配超大规模的生产需求，以便实现异地生产，远程合作生产。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其特征为，其方法为:将糖香料单体与丙二醇预混得到料液，料液预热后加入高压均质杀菌过滤设备的进料口，经过高压均质机构至少一次高压均质处理，在压力骤降、转矩、剪切力、空穴冲击震荡作用下使料液中的微生物细胞壁破碎而死亡，并通过高压均质机构和微生物过滤室连通的冷却管保证温度恒定，从出料口经输料管进入微生物过滤室，在抽真空过滤膜过滤下进入储罐，进行至少一次微生物过滤处理，出料即可；

预热时通过进入40℃暖房进行预热，进料口温度为20~30℃，出料口温度为20℃，进料口和出料口料液降温幅度小于等于5℃/min；

所述高压均质机构的压力设定为110~180MPa 、处理流速为500~800L/h；

所述高压均质杀菌过滤设备包括机壳，所述机壳上设有加料口、传动机构、高压均质机构和微生物过滤室，所述高压均质机构与加料口和传动机构相连，且设有出料口，所述传动机构与高压均质机构之间设有第一进水口和第一出水口，所述出料口与微生物过滤室之间设有输料管，所述微生物过滤室内设有护料斗、储罐和抽气泵；

所述护料斗底部设有座体，所述座体与护料斗之间设有过滤膜，所述过滤膜底部与储罐之间设有过滤网，所述储罐侧顶部与抽气泵之间设有抽气管、且底部设有出料管，所述储罐内设有冷却管，所述冷却管上设有第二进水口和第二出水口，所述第二出水口与第一进水口之间设有连管；

所述输料管底部与护料斗之间设有分布器，所述分布器包括若干连通的环管，所述环管底部设有若干出口；

所述座体底部设有第一法兰，所述储罐顶部设有第二法兰，所述第二法兰与第一法兰配合连接，与第一法兰之间设有环槽，所述过滤网底部设有骨架，所述骨架与环槽形状配合，所述微生物过滤室顶部设有盖板，所述盖板与机壳之间设有锁紧装置。

2.如权利要求1所述的一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其特征为，所述糖香料单体与丙二醇的体积比为1:1。

3.如权利要求1所述的一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其特征为，所述出料口上设有回料管，所述回料管端部位于加料斗顶部，所述回料管和输料管上均设有第一阀门，高压均质处理的次数为1~5次，大于2次时的高压均质处理通过打开第一阀门从回料管回流处理。

4.如权利要求3所述的一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其特征为，所述微生物过滤室内设有循环泵，所述循环泵与回料管、输料管和出料管之间设有支管，所述出料管上设有位于支管一侧的第二阀门，微生物过滤处理的次数为1~5次，大于2次时的微生物过滤处理通过开启循环泵，打开输料管上的第一阀门，从支管回流处理。

5.如权利要求4所述的一种防止烟用糖香料发酵的高压杀菌过滤方法，其特征为，重复整体进行高压均质处理和微生物过滤处理1~2次，通过开启循环泵，打开回料管上的第一阀门，从支管回流处理。

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