CN110710703B - 一种提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺及专用辐照装置 - Google Patents
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Abstract
一种提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺，是将烟梗筛分除杂后,采用γ射线辐照装置进行辐照；将辐照后的烟梗进行回潮，调节烟梗含水率；回潮后的烟梗直接进行增温；增温后的烟梗进行压梗、切梗丝、加料，最后将加料后的梗丝输送至膨胀干燥工序干燥。本发明的优点在于：一是经过γ射线辐照处理后的烟梗组织结构疏松，经过回潮后无需贮梗，可以直接进行压梗和切丝，节约了贮梗的设备、建筑和时间成本，缩短了制梗丝工艺流程，显著提升了生产效率；二是纤维素、半纤维素、木质素等大分子物质含量降低后的烟梗品质得到显著改善；三是烟梗中的纤维素、半纤维素等细胞壁物质含量降低后，膨胀过程细胞壁阻力下降，就能达到较好的膨胀效果。
Description
技术领域
本发明涉及卷烟加工技术领域，尤其涉及提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺。
背景技术
烟梗作为卷烟工业主要原料之一，由于其价格低，填充性高，燃烧性好等特点，在降低卷烟叶组配方成本，改善产品物理质量，提升烟支燃烧性以及减害降焦等方面具有显著作用。
在卷烟生产过程中，为了提高烟梗形态、颜色、感官等在卷烟配方中的适用性，需将其制成梗丝或梗粒，再掺入卷烟配方使用。现有的制梗丝工艺是将筛分除杂后的烟梗，经过回潮、贮梗等预处理，提高烟梗含水率和温度，再通过烟梗增温、压梗、切丝、加料、膨胀干燥、加香等工序处理制成梗丝或梗粒（见《卷烟工艺规范》，中国轻工业出版社，72-86页）。
现有的制梗丝工艺存在以下不足：首先，烟梗含有大量的木质素、纤维素、果胶质等，燃吸过程表现出明显的木质气，感官品质较差；其次，烟梗质地致密，在其回潮、贮梗处理过程中，施加的烟梗表面的水分难以均匀扩散、吸附到组织结构内部，导致后续压梗、切丝、膨胀干燥工序制成的梗丝厚薄不均，碎梗较多，损耗较高，第三，受梗丝细胞壁高含量的纤维素、木质素等应力影响，在其膨胀干燥过程中，为增加细胞内外的蒸汽压差，获得较好的膨胀效果，需在较短时间内，用大量的蒸汽迅速提高干燥热风的温度，能耗较高。
为了提高烟梗回潮、膨胀干燥效果，现有的技术有：一是酶、微生物的处理方法，即：采用纤维素酶、蛋白酶、果胶酶或者微生物等处理烟梗或梗丝，降低烟梗中的纤维素、果胶质、木质素等含量，改善梗丝的品质（江西农业学报 2010, 22(10): 70–72页；安徽农业科学 , 2011, 39(4): 2064–2066页；安徽农业科学 , 2011, 39(11): 6500–6501页；食品与生物技术学报 , 2016, 35(11): 1206–1211页；中国专利CN 104905396A；中国烟草学报，2013，19(3)：83-86页）；二是化学添加剂处理，例如：采用多羟基有机盐、K2CO3水溶液等处理烟梗或梗丝，能够降低梗丝中的半纤维素、木质素等含量，烟梗成丝效果较好（纸和造纸，2015，34(9): 39-43页；中国专利CN101049184A）。三是微波膨胀技术。在烟梗回潮工序，采用微波润梗机处理，能够提高烟梗回潮后的水分均匀性；在膨胀干燥工序，采用微波进行干燥，能够提高烟梗膨胀率，且膨胀后的烟梗回缩较小（中国专利CN201210215407，CN03117228，CN200510021139）。四是高温高湿膨胀技术。即通过高温蒸汽迅速提高梗丝温度，梗丝细胞内的水蒸气瞬间蒸发，在细胞内外大的压力差作用下，使得细胞组织结构膨胀（中国专利CN98227756 ，CN200520052555，CN02292938）。
上述提高烟梗回潮、膨胀干燥效果的技术存在以下不足：生物处理的方法在实际生产中未有大规模应用，主要原因在于加入烟梗中的酶、微生物等需要进一步灭活处理，然而，在生产过程中未有有效的酶、微生物等灭活有效性的快速检测方法，残存的酶和微生物会给卷烟产品带来质量风险。化学添加剂的方法可能存在潜在的生产过程以及产品安全性风险；高温高湿、微波膨胀的方法在实际生产中多有应用，但为了克服烟梗细胞壁纤维素、半纤维素、木质素等带来的阻力，获得较好的膨胀效果，需要较大微波设备的功率以及蒸汽的温度，设备成本较高，能耗较大，且该方法并没有降低梗丝中的纤维素、木质素等含量，制成的梗丝感官品质并未有大的改善。
发明内容
本发明的目的正是针对上述不足之处而提出的一种提升烟梗膨胀率和感官品质的加工工艺，该工艺能明显提升制成的梗丝填充值，改善其感官质量，显著降低设备能耗。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：
一种提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺，包括以下步骤：
1)将烟梗筛分除杂后,采用γ射线辐照装置进行辐照；
2)将辐照后的烟梗进行回潮，调节烟梗含水率至25%-35%；
3)回潮后的烟梗直接进行增温，调节其温度至50℃以上；
4)增温后的烟梗进行压梗、切梗丝，制成厚度0.10-0.18mm梗丝；
5)将切后梗丝进行加料，加料后梗丝含水率调节至27%-37%；
6)最后将加料后的梗丝输送至膨胀干燥工序干燥，干燥后梗丝含水率调节至12%-14.5%。
在本发明中，所述的烟梗γ射线辐照剂量为200-800kGy。
所述γ射线辐照装置由辐照箱体和穿行于辐照箱体设置的进、出料机构组成，所述辐照箱体包括内箱箱体、包覆在内箱箱体外面的屏蔽墙、以及安装在内箱箱体顶部的辐照源和排风扇，辐照箱体平面视图呈凹字形结构；所述进、出料机构由依次连接的定量喂料机、进料皮带、物料转运皮带、物料振槽和出料皮带组成，且位于辐照箱体内的进料皮带、进料转运皮带、物料振槽、出料转运皮带和出料皮带呈落差式设置且为凹字形布局的折返结构，进料皮带、出料皮带穿行于辐照箱体侧壁处均设有屏蔽帘。
所述辐照源由γ射线放射源及与其连接的控制器组成。
放射源可采用钴60或铯137。
所述的屏蔽墙由三层结构组成，外层和内层为混凝土，中间为灌铅层。
本发明的原理是通过高剂量的γ射线辐照，将烟梗中影响感官品质和膨胀率的细胞壁纤维素、半纤维素、木质素等大分子物质，部分降解为单糖、二糖、寡聚糖等小分子物质；从而使得烟梗组织结构趋于蓬松，利于烟梗回潮过程的水分均匀吸收，以及减小烟梗膨胀干燥过程阻力，提高膨胀率。除此之外，木质素、纤维素等含量的降低，也能够显著改善梗丝感官品质。
本发明的γ射线辐照装置的工作原理是筛分除杂后的来料烟梗首先通过进出料机构的定量喂料机连续稳定的输送至进料皮带上，再通过进料皮带、进料转运皮带输送至物料振槽上，在物料振槽的振动输送过程中，位于辐照箱体顶部的γ射线辐照源对振槽上平铺振动的烟梗进行均匀辐照处理，辐照后的烟梗从振槽出口下落至出料转运皮带、再经出料皮带输送至下一道处理工序。落差式折返布置的进、出料机构设计可使物料更加松散、辐照效果更好，也使得辐照产生的γ射线在屏蔽墙反复撞击散失能量，避免了从进、出料口溢出的γ射线对外界环境产生的安全性风险。排风扇将烟梗输送和辐照过程产生的废气、灰尘等从辐照箱体排出。
本发明相比现有的制梗丝工艺，在稳定、可控的条件下，除显著降低了烟梗中影响感官品质和膨胀率的纤维素、半纤维素、木质素等大分子物质含量，还具有以下优点：一是经过γ射线辐照处理后的烟梗组织结构疏松，经过回潮后无需贮梗，可以直接进行压梗和切丝，节约了贮梗的设备、建筑和时间成本，缩短了制梗丝工艺流程，显著提升了生产效率；二是纤维素、半纤维素、木质素等大分子物质含量降低后的烟梗品质得到显著改善；三是烟梗中的纤维素、半纤维素等细胞壁物质含量降低后，膨胀过程细胞壁阻力下降，制梗丝过程中，烟梗在较低的含水率和温度条件下（与现有制梗丝工艺相比，回潮后的烟梗含水率降低3个百分点以上，增温后的烟梗温度降低5℃以上），就能达到较好的膨胀效果，且膨胀干燥所需要的能耗、设备成本等显著降低。
附图说明
图1为本发明的γ射线辐照装置结构主视图。
图2为图1的俯视图。
图1、图2中：1.定量喂料机，2.进料皮带，3.屏蔽墙，4-1.进料转运皮带,4-2.出料转运皮带，5.物料振槽，6.屏蔽帘，7.出料皮带，8.排风扇，9.辐照源，9-1.控制器，9-2.放射源，10.辐射箱体。
具体实施方式
本发明以下结合附图（实施例）将提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺作进一步说明：
本发明的提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺是将烟梗筛分除杂后,采用γ射线辐照装置进行辐照，辐照剂量为200-800kGy；辐照后的烟梗输送至烟梗回潮机进行回潮，调节烟梗含水率至25%-35%；回潮后的烟梗直接进行增温，调节其温度至50℃以上；增温后的烟梗进行压梗、切梗丝，制成厚度0.10-0.18mm梗丝；将切后梗丝进行加料，加料后梗丝含水率调节至27%-37%；最后将加料后的梗丝输送至膨胀干燥工序干燥，干燥后梗丝含水率调节至12%-14.5%。
所述γ射线辐照装置由辐照箱体和穿行于辐照箱体设置的进、出料机构组成，所述辐照箱体包括内箱箱体10、包覆在内箱箱体外面的屏蔽墙3、以及安装在内箱箱体顶部的辐照源9（辐照源由γ射线放射源9-2及与其连接的控制器9-1组成）和排风扇8，辐照箱体平面视图呈凹字形结构；所述进、出料机构由依次连接的定量喂料机1、进料皮带2、进料转运皮带4-1、物料振槽5、出料转运皮带4-2和出料皮带7组成，且位于辐照箱体内的进料皮带2、进料转运皮带4-1、物料振槽5、物出料转运皮带4-2和出料皮带7呈落差式设置且为凹字形布局的折返结构，辐照源9位于物料振槽5的正上方。进料皮带、出料皮带穿行于辐照箱体侧壁处均设有屏蔽帘6。
实施例1
国内某卷烟工业企业2015年云南大理打叶复烤后上部B2F (B)烟梗，采用本发明的工艺进行制梗丝，具体过程如下：
将2015年云南大理打叶复烤后上部B2F烟梗筛分除杂后,采用钴60作为放射源的γ射线辐照装置进行辐照，辐照剂量设定为400kGy；将辐照后的烟梗输送至刮板式回潮机进行回潮，调节烟梗含水率至30%；回潮后的烟梗直接进行增温，烟梗温度调节至55℃；增温后的烟梗进行压梗、切梗丝，压辊间隙设定为1.0mm，切梗丝厚度设定为0.12mm；将切后梗丝进行加料，加料后梗丝含水率为32%；最后将加料后的梗丝采用气流式干燥机进行干燥，干燥后梗丝含水率调节至13%。
与现有的制梗丝工艺（依次经过筛分除杂、回潮、贮梗、烟梗增温、压梗、切丝、加料、膨胀干燥工序处理）相比，本发明工艺减少了烟梗贮梗工序，且回潮烟梗含水率和增温后烟梗温度降低（现有工艺回潮后烟梗含水率为34%，增温后烟梗温度63℃），设备及能耗显著降低；从制成的梗丝感官质量来看，经过11位烟草感官评吸员组成的评价小组对比评价，本发明工艺制成的梗丝木质气明显减弱，香气量得到提升，余味明显改善；从梗丝膨胀效果来看，本发明工艺制成的梗丝填充值为8.7cm3/g ，现有工艺为6.8 cm3/g。
实施例2
国内某卷烟工业企业2016年河南许昌打叶复烤后中部C3F (C)烟梗，采用本发明的工艺进行制梗丝，具体过程如下：
将2016年河南许昌打叶复烤后中部C3F (C)烟梗筛分除杂后,采用γ射线辐照装置进行辐照，辐照剂量设定为300kGy；将辐照后的烟梗输送至水槽式回潮机进行回潮，调节烟梗含水率至27%；回潮后的烟梗直接进行增温，烟梗温度调节至53℃；增温后的烟梗进行压梗、切梗丝，压辊间隙设定为1.0mm，切梗丝厚度设定为0.11mm；将切后梗丝进行加料，加料后梗丝含水率为30%；最后将加料后的梗丝采用滚筒式干燥机进行干燥，干燥后梗丝含水率调节至13%。
与现有的制梗丝工艺（依次经过筛分除杂、微波润梗、贮梗、烟梗增温、压梗、切丝、加料、膨胀干燥工序处理）相比，本发明工艺制成的梗丝纤维素、半纤维素、木质素含量分别为15.1%、1.3%、2.1%，现有工艺分别为21.6%、1.8%、2.6%，影响烟梗膨胀效果和感官质量的细胞壁物质含量明显下降；经感官评价，本发明制成的梗丝木质气、枯焦气明显减弱，香气质得到改善，口腔残留明显减少；从膨胀效果来看，本发明工艺制成的梗丝填充值为9.2cm3/g ，现有工艺为7.3 cm3/g。
Claims (6)
1.一种提升梗丝膨胀率和感官品质的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1）将烟梗筛分除杂后,采用γ射线辐照装置进行辐照；所述γ射线辐照装置由辐照箱体和穿行于辐照箱体设置的进、出料机构组成，所述辐照箱体包括内箱箱体、包覆在内箱箱体外面的屏蔽墙、以及安装在内箱箱体顶部的辐照源和排风扇，辐照箱体平面视图呈凹字形结构；所述进、出料机构由依次连接的定量喂料机、进料皮带、进料转运皮带、物料振槽、出料转运皮带和出料皮带组成，且位于辐照箱体内的进料皮带、进料转运皮带、物料振槽、出料转运皮带和出料皮带呈落差式设置且为凹字形布局的折返结构，进料皮带、出料皮带穿行于辐照箱体侧壁处均设有屏蔽帘；
2）将辐照后的烟梗进行回潮，调节烟梗含水率至25%-35%；
3）回潮后的烟梗直接进行增温，调节其温度至50℃以上；
4）增温后的烟梗进行压梗、切梗丝，制成厚度0.10-0.18mm梗丝；
5）将切后梗丝进行加料，加料后梗丝含水率调节至27%-37%；
6）最后将加料后的梗丝输送至膨胀干燥工序干燥，干燥后梗丝含水率调节至12%-14.5%。
2.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于：所述的烟梗γ射线辐照剂量为200-800kGy。
3.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于：所述辐照源位于物料振槽的正上方。
4.根据权利要求3所述的加工工艺，其特征在于：所述辐照源由γ射线放射源及与其连接的控制器组成。
5.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于：放射源采用钴60或铯137。
6.根据权利要求1所述的加工工艺，其特征在于：所述的屏蔽墙由三层结构组成，外层和内层为混凝土，中间为灌铅层。
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2019
- 2019-11-11 CN CN201911092416.XA patent/CN110710703B/zh active Active
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