CN116391901A - 一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，属于再造烟叶制备技术领域，该方法包括：将烟草原料研磨成30～200目的粉末；将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液；将烟草粉末与纤维离子混合液进行搅拌下混合均匀；将水和填料混合后进行搅拌，搅拌过程中加入到烟草粉末和纤维离子混合液组成的混合物中，得到混合均匀的物料；将混合均匀的物料经过多级辊压后得到厚度为0.02mm～0.5mm的薄片；将得到的薄片经过干燥、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶，能够解决制备过程中，植物纤维溶解度不够造成容易团聚、原料分散不均匀，导致再造烟叶的品质不可控的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于再造烟叶制备技术领域，具体而言，涉及一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法。
背景技术
随着国际各国对健康和环境问题的日益重视，传统卷烟的危害已经成为一个全球性的问题。为了减少人们吸烟对健康造成的影响，近年来兴起了一系列低危害的新型烟草制品，其中一种受到了越来越多的关注——加热卷烟。加热卷烟使用特殊的热源将烟草材料进行加热释放烟气，而不是燃烧烟草，因此相比传统卷烟，它对人体的危害程度更低。
目前加热卷烟的主要材料包括颗粒型(或块状)、传统烟丝型和再造烟叶型。其中，再造烟叶是加热卷烟的主要材料之一，其可塑性较强、均质化及可调控水平较高。再造烟叶的制备方法包括造纸法、稠浆法和辊压法，其中辊压法再造烟叶的制备方法简单，且能较好的保持烟叶的原味，是一个重要的发展方向。辊压法再造烟叶的制备过程包括粉碎烟叶或烟梗，加入适量胶粘剂、增强剂、保润剂和水等物质混合揽拌均匀，并通过多次辊压形成薄片进行干燥。
然而，在辊压法再造烟叶的制备过程中，植物纤维溶解度不够造成容易团聚，造成原料分散不均匀，导致再造烟叶的品质不可控。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，能够解决在辊压法再造烟叶的制备过程中，植物纤维溶解度不够造成容易团聚，造成原料分散不均匀，导致再造烟叶的品质不可控的技术问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其中，包括以下步骤：
S1、将烟草原料研磨成30～200目的粉末；
S2、将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液；
S3、将烟草粉末与纤维离子混合液进行搅拌下混合均匀；
S4、将水和填料按照(1～5):(1～5)的比例混合后进行搅拌，搅拌过程中加入到烟草粉末和纤维离子混合液组成的混合物中，得到混合均匀的物料；其中所述填料包括甘油5～25份、丙二醇5～20份、香精香料1～5份、胶粘剂2～5份；
S5、将混合均匀的物料经过多级辊压后得到厚度为0.02mm～0.5mm的薄片；
S6、将得到的薄片经过干燥、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶。
在上述技术方案的基础上，本发明的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法还可以做如下改进:
其中，所述离子液体为胆碱类离子液体，包括阳离子也阴离子，其中，所述阳离子为胆碱阳离子，所述阴离子包括氨基酸、赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、一元羧酸、二元羧酸中的一种或多种。
其中，所述植物纤维包括木浆纤维、烟草纤维、稻草浆纤维、苇浆纤维、甘蔗浆纤维、竹浆纤维、棉浆纤维、麻浆纤维、中草药纤维、纤维素中的一种或多种。
其中，所述胶粘剂为羧甲基纤维素。
其中，所述将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液步骤，具体包括，
将所述植物纤维和所述离子液体组成搅拌混合物，并在60℃～150℃的条件下进行搅拌；
实时获取所述植物纤维在所述离子液体内搅拌过程的搅拌图像；
对所述搅拌图像进行灰度处理，得到灰度图像；
对所述灰度图像进行中值滤波处理，得到滤波图像；
在所述滤波图像寻找边缘轮廓，得到搅拌边缘轮廓集；
将所述边搅拌缘轮廓集与标准边缘轮廓集进行相似度分析，得到搅拌相似度；
若搅拌相似度大于80％，则停止搅拌，得到纤维离子混合液；
所述标准边缘轮廓集的获取步骤为：
采用同样配料以及比例的搅拌混合物的在60℃～150℃的条件下进行连续搅拌72h之后得到的标准混合物；
其中，采用同样配料以及比例的搅拌混合物为与所述植物纤维和所述离子液体组成搅拌混合物采用同样配料以及比例的搅拌混合物；
获取所述标准混合物的图像；
对所述混合物的图像进行灰度处理、中值滤波处理后，寻找轮廓，得到标准轮廓集。
进一步的，将所述搅拌边缘轮廓集与标准边缘轮廓集进行相似度分析的方法为：
获取所述搅拌轮廓集中每个轮廓的边缘长度L以及轮廓面积S，记为搅拌轮廓集中每个轮廓的特征向量Xi＝[L，S]，其中，i表示所述轮廓的序号，i∈[1，n]，其中，n表示所述搅拌轮廓集中轮廓的个数；
将所述搅拌轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，记为X＝{X1，X2，......Xn}；
获取所述标准轮廓集中每个轮廓的边缘长度L以及轮廓面积S，记为标准轮廓集中每个轮廓的特征向量Yj＝[L，S]，其中，j表示所述轮廓的序号，j∈[1，m]，其中，m表示所述标准轮廓集中轮廓的个数；
将所述标准轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，记为Y＝{Y1，Y2，......Ym}；
计算所述搅拌轮廓集的特征集合X和所述标准轮廓集的特征集合Y的相似度Sxy，作为所述搅拌边缘轮廓集与标准边缘轮廓集的相似度。
采用上述改进方案的有益效果为：其中，设置将所述搅拌轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，能够在计算相似度时，优先考虑大面积的轮廓，这是由于小面积的轮廓对应的纤维溶解率更大，同事，所述搅拌轮廓集和所述标准轮廓集的轮廓个数难以相同，两者在进行相似度计算时，首先考虑面积最大的，因此当两者的轮廓个数不一致时，不能进行相似度对比的轮廓是面积很小的轮廓，在计算中给与忽略，这一计算方式相对于不考虑面积进行相似度计算，得到的相似度更能准确的表述搅拌图像和标准混合物图像的相似度。
进一步的，所述计算所述搅拌轮廓集的特征集合X和所述标准轮廓集的特征集合Y的相似度Sxy的步骤，具体包括：
对X和Y中的每个特征向量，将相同序号的特征向量进行相似度计算，得到Smk，其中，k表示特征向量对应的所述轮廓的序号，其中，k∈[1，min(i，j)]；
其中，将相同序号的特征向量进行相似度的计算方法为余弦相似度Sxyk；
采用加权平均法，计算Sxy，公式为：
其中，所述将混合均匀的物料经过多级辊压的步骤，具体包括：
将混合均匀的物料通过先压路机辊压一次，再使用辊压机进行连续辊压2～10次。
采用上述改进方案的有益效果为：多级辊压的目的是让混合均匀的物料压制形成片状物料，使得烟草原料中的香气与填料和谐调和，提高再造烟叶的口感。
进一步的，所述将得到的薄片进行干燥的步骤具体包括：
将得到的薄片放入干燥室中进行干燥得到干燥薄片；
将干燥薄片放入蒸养室内进行湿润蒸养10min～30min，其中蒸养室内压力为不加压状态，蒸养温度为60℃，蒸养室内空气湿度为60％～70％。
采用上述改进方案的有益效果为：其中，设置将干燥薄片放入蒸养室内进行水蒸气湿润10min～30min的步骤，能够使得干燥薄片的边缘吸水软化，提高适口性。
进一步的，所述水和填料比例为1:1。
与现有技术相比较，本发明提供的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法的有益效果是：
1.利用胆碱类离子液体溶解或部分溶解植物纤维后，与烟草粉末共混，再加入水后使纤维素重生，可以提高在再造烟叶的均匀性，提高再造烟叶的拉伸强度和加工性。
2.利用胆碱类离子液体部分溶解植物纤维，可以使植物纤维变得蓬松多孔，增大了发烟剂在植物原料中的负载量，同时减小了热量在再造烟叶中的扩散阻力，有利于加热不燃烧的控制，可以防止因热量聚集导致烟草内部阴燃。
3.胆碱类离子液体可以吸收烟气中氰化氢和巴豆醛等有害物质，降低加热卷烟有害成分的释放量
4.胆碱类离子液体可以溶解植物纤维里的木质素，降低加热卷烟烟气中的木质气，提高加热卷烟的品质。
5.采用搅拌图像和标准图像相似度计算的方式判断植物纤维的溶解情况，能够更准确的掌握植物纤维的溶解情况，只有当相似度达到0.8以上，才能判断溶解达到标准，使得植物纤维不会因为溶解度不够而团聚；
6.搅拌均匀和多级辊压，能够使得原料分散均匀，避免再造烟叶的品质不可控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，是本发明提供的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法的流程图，本方法包括以下步骤：
S1、将烟草原料研磨成30～200目的粉末；
S2、将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液；
S3、将烟草粉末与纤维离子混合液进行搅拌下混合均匀；
S4、将水和填料按照(1～5):(1～5)的比例混合后进行搅拌，搅拌过程中加入到烟草粉末和纤维离子混合液组成的混合物中，得到混合均匀的物料；其中填料包括甘油5～25份、丙二醇5～20份、香精香料1～5份、胶粘剂2～5份；
S5、将混合均匀的物料经过多级辊压后得到厚度为0.02mm～0.5mm的薄片；
S6、将得到的薄片经过干燥、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶。
其中，在上述技术方案中，离子液体为胆碱类离子液体，包括阳离子也阴离子，其中，阳离子为胆碱阳离子，阴离子包括氨基酸、赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、一元羧酸、二元羧酸中的一种或多种。
其中，在上述技术方案中，植物纤维包括木浆纤维、烟草纤维、稻草浆纤维、苇浆纤维、甘蔗浆纤维、竹浆纤维、棉浆纤维、麻浆纤维、中草药纤维、纤维素中的一种或多种。
其中，在上述技术方案中，胶粘剂为羧甲基纤维素。
其中，在上述技术方案中，将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液步骤，具体包括，
将植物纤维和离子液体组成搅拌混合物，并在60℃～150℃的条件下进行搅拌；
实时获取植物纤维在离子液体内搅拌过程的搅拌图像；
对搅拌图像进行灰度处理，得到灰度图像；
对灰度图像进行中值滤波处理，得到滤波图像；
在滤波图像寻找边缘轮廓，得到搅拌边缘轮廓集；
将边搅拌缘轮廓集与标准边缘轮廓集进行相似度分析，得到搅拌相似度；
若搅拌相似度大于80％，则停止搅拌，得到纤维离子混合液；
标准边缘轮廓集的获取步骤为：
采用同样配料以及比例的搅拌混合物的在60℃～150℃的条件下进行连续搅拌72h之后得到的标准混合物；
获取标准混合物的图像；
对混合物的图像进行灰度处理、中值滤波处理后，寻找轮廓，得到标准轮廓集。
进一步的，在上述技术方案中，将搅拌边缘轮廓集与标准边缘轮廓集进行相似度分析的方法为：
获取所述搅拌轮廓集中每个轮廓的边缘长度L以及轮廓面积S，记为搅拌轮廓集中每个轮廓的特征向量Xi＝[L，S]，其中，i表示所述轮廓的序号，i∈[1，n]，其中，n表示所述搅拌轮廓集中轮廓的个数；
将所述搅拌轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，记为X＝{X1，X2，......Xn}；
获取所述标准轮廓集中每个轮廓的边缘长度L以及轮廓面积S，记为标准轮廓集中每个轮廓的特征向量Yj＝[L，S]，其中，j表示所述轮廓的序号，j∈[1，m]，其中，m表示所述标准轮廓集中轮廓的个数；
将所述标准轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，记为Y＝{Y1，Y2，......Ym}；
计算所述搅拌轮廓集的特征集合X和所述标准轮廓集的特征集合Y的相似度Sxy，作为所述搅拌边缘轮廓集与标准边缘轮廓集的相似度。
进一步的，在上述技术方案中，计算搅拌轮廓集的特征集合X和标准轮廓集的特征集合Y的相似度Sxy的步骤，具体包括：
对X和Y中的每个特征向量，将相同序号的特征向量进行相似度计算，得到Smk，其中，k表示特征向量对应的轮廓的序号，其中，k∈[1，min(i，j)]；
其中，将相同序号的特征向量进行相似度的计算方法为余弦相似度Sxyk；
采用加权平均法，计算Sxy，公式为：
其中，在上述技术方案中，将混合均匀的物料经过多级辊压的步骤，具体包括：
将混合均匀的物料通过先压路机辊压一次，再使用辊压机进行连续辊压2～10次。
进一步的，在上述技术方案中，将得到的薄片进行干燥的步骤具体包括：
将得到的薄片放入干燥室中进行干燥得到干燥薄片；
将干燥薄片放入蒸养室内进行湿润蒸养10min～30min，其中蒸养室内压力为不加压状态，蒸养温度为60℃，蒸养室内空气湿度为60％～70％。
进一步的，在上述技术方案中，水和填料比例为1:1。
下面是本发明方案的具体实施例：
实施例一
S1、将烟草原料研磨成120目的粉末。
S2、将5g木浆纤维在加热的条件下溶解或部分溶解到30g离子液体[胆碱][甘氨酸盐]中得到均匀的混合物。
S3、将100g烟草粉末与离子液体/木浆纤维溶液高速搅拌混合均匀。
S4、将30g水、25g甘油、15g丙二醇、2g香精香料、2g胶粘剂和2g增强剂等填料等按照一定的比例混合后，高速搅拌下加入到烟草粉末/离子液体/纤维素混合物中，得到混合均匀的物料。
S5、将混合均匀的物料经过多级辊压后形成一定厚度的薄片。
S6、将得到的薄片经过烘干、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶。
实施例二
S1、将烟草原料研磨成200目的粉末。
S2、将5g竹浆纤维在加热的条件下溶解或部分溶解到30g离子液体[胆碱]丙氨酸([Ala])中得到均匀的混合物。
S3、将100g烟草粉末与离子液体/竹浆纤维溶液高速搅拌混合均匀。
S4、将30g水、30g甘油、10g丙二醇、3g香精香料、3g胶粘剂和2g增强剂等填料等按照一定的比例混合后，高速搅拌下加入到烟草粉末/离子液体/纤维素混合物中，得到混合均匀的物料。
S5、将混合均匀的物料经过多级辊压后形成一定厚度的薄片。
S6、将得到的薄片经过烘干、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶。
实施例三
S1、将烟草原料研磨成250目的粉末。
S2、将10g纤维素在加热的条件下溶解或部分溶解到30g离子液体[胆碱]赖氨酸(Lys)中得到均匀的混合物。
S3、将100g烟草粉末与离子液体/纤维素溶液高速搅拌混合均匀。
S4、将40g水、30g甘油、10g丙二醇、4g香精香料、2g羧甲基纤维素(CMC)和2g增强剂等填料等按照一定的比例混合后，高速搅拌下加入到烟草粉末/离子液体/纤维素混合物中，得到混合均匀的物料。
S5、将混合均匀的物料经过多级辊压后形成一定厚度的薄片。
S6、将得到的薄片经过烘干、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将烟草原料研磨成30～200目的粉末；
S2、将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液；
S3、将烟草粉末与纤维离子混合液进行搅拌下混合均匀；
S4、将水和填料按照(1～5):(1～5)的比例混合后进行搅拌，搅拌过程中加入到烟草粉末和纤维离子混合液组成的混合物中，得到混合均匀的物料；其中所述填料包括甘油5～25份、丙二醇5～20份、香精香料1～5份、胶粘剂2～5份；
S5、将混合均匀的物料经过多级辊压后得到厚度为0.02mm～0.5mm的薄片；
S6、将得到的薄片经过干燥、分切、包装后得到加热卷烟辊压法再造烟叶。
2.根据权利要求1所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述离子液体为胆碱类离子液体，包括阳离子也阴离子，其中，所述阳离子为胆碱阳离子，所述阴离子包括氨基酸、赖氨酸、甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、一元羧酸、二元羧酸中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述植物纤维包括木浆纤维、烟草纤维、稻草浆纤维、苇浆纤维、甘蔗浆纤维、竹浆纤维、棉浆纤维、麻浆纤维、中草药纤维、纤维素中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述胶粘剂为羧甲基纤维素。
5.根据权利要求1所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述将植物纤维在60℃～150℃的条件下搅拌溶解到离子液体中得到纤维离子混合液步骤，具体包括，
将所述植物纤维和所述离子液体组成搅拌混合物，并在60℃～150℃的条件下进行搅拌；
实时获取所述植物纤维在所述离子液体内搅拌过程的搅拌图像；
对所述搅拌图像进行灰度处理，得到灰度图像；
对所述灰度图像进行中值滤波处理，得到滤波图像；
在所述滤波图像寻找边缘轮廓，得到搅拌边缘轮廓集；
将所述边搅拌缘轮廓集与标准边缘轮廓集进行相似度分析，得到搅拌相似度；
若搅拌相似度大于80％，则停止搅拌，得到纤维离子混合液；
所述标准边缘轮廓集的获取步骤为：
采用同样配料以及比例的搅拌混合物的在60℃～150℃的条件下进行连续搅拌72h之后得到的标准混合物；
获取所述标准混合物的图像；
对所述混合物的图像进行灰度处理、中值滤波处理后，寻找轮廓，得到标准轮廓集。
6.根据权利要求5所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，将所述搅拌边缘轮廓集与标准边缘轮廓集进行相似度分析的方法为：
获取所述搅拌轮廓集中每个轮廓的边缘长度L以及轮廓面积S，记为搅拌轮廓集中每个轮廓的特征向量Xi＝[L,S]，其中，i表示所述轮廓的序号，i∈[1，n]，其中，n表示所述搅拌轮廓集中轮廓的个数；
将所述搅拌轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，记为X＝{X1,X2,……Xn}；
获取所述标准轮廓集中每个轮廓的边缘长度L以及轮廓面积S，记为标准轮廓集中每个轮廓的特征向量Yj＝[L,S]，其中，j表示所述轮廓的序号，j∈[1，m]，其中，m表示所述标准轮廓集中轮廓的个数；
将所述标准轮廓集中所有轮廓的特征向量按照面积从大到小的顺序组合为特征集合，记为Y＝{Y1,Y2,……Ym}；
计算所述搅拌轮廓集的特征集合X和所述标准轮廓集的特征集合Y的相似度Sxy，作为所述搅拌边缘轮廓集与标准边缘轮廓集的相似度。
7.根据权利要求6所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述计算所述搅拌轮廓集的特征集合X和所述标准轮廓集的特征集合Y的相似度Sxy的步骤，具体包括：
对X和Y中的每个特征向量，将相同序号的特征向量进行相似度计算，得到Smk，其中，k表示特征向量对应的所述轮廓的序号，其中，k∈[1，min(i,j)]；
其中，将相同序号的特征向量进行相似度的计算方法为余弦相似度Sxyk；
采用加权平均法，计算Sxy，公式为：
8.根据权利要求1所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述将混合均匀的物料经过多级辊压的步骤，具体包括：
将混合均匀的物料通过先压路机辊压一次，再使用辊压机进行连续辊压2～10次。
9.根据权利要求8所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述将得到的薄片进行干燥的步骤具体包括：
将得到的薄片放入干燥室中进行干燥得到干燥薄片；
将干燥薄片放入蒸养室内进行湿润蒸养10min～30min，其中蒸养室内压力为不加压状态，蒸养温度为60℃，蒸养室内空气湿度为60％～70％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法，其特征在于，所述水和填料比例为1:1。
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| CN202310439032.0A CN116391901A (zh) | 2023-04-19 | 2023-04-19 | 一种高均匀性加热卷烟辊压再造烟叶的制备方法 |
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