KR970008065B1 - Process for making puffed tobacco leaves in high temperature air - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 식물체, 특히 잎담배나 식용식물의 잎에 고온기체 또는 과열 증기를 순간적으로 접촉시켜 연속적으로 팽화처리하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of continuously swelling by instantaneous contact of hot gas or superheated steam to the leaves of plants, particularly leaf tobacco or edible plants.
어떤 물질이든 가역적인 열적 변화가 주어지면 그 물질을 구성하고 있는 성분내 물질의 분자 운동량이 빠르게 진행되면서 그 내부에는 압력이 형성되게 된다.Given a reversible thermal change in any material, the molecular momentum of the material in the components that make up the material proceeds rapidly, creating pressure within it.
즉 높은 열량을 가진 증기, 과열증기 또는 덥혀진 공기, 열복사선 마이크로웨이브 등의 에너지가 존재하는 영역내로 물질들을 투여하면 물질 내부의 분자 운동량은 급격히 증가하게 되고, 더우기 고속으로 유체가 흐르는 난류영역 내에서는 가장 효율적으로 균일한 열전달이 짧은 순간에 이루어져 물질 내부로부터 형성된 팽압에 의하여 시료내부에 포화되어 있던 기화성 물질들이 폭발적으로 기화한다.In other words, when a substance is injected into a region in which energy, such as steam, superheated steam or heated air, or heat radiation microwave, has a high caloric value, the molecular momentum inside the substance is rapidly increased, and in the turbulent region in which the fluid flows at a high speed. In the most efficient uniform heat transfer in a short time, the vaporized substances saturated inside the sample explode by explosive pressure formed from the inside of the material.
잎담배는 수확후 건조와 숙성과정을 거치면서 수분과 휘발성 내용 성분들이 제거되기 때문에 본래의 생체엽이 가지던 부피보다 상당부분 수축된 상태의 체적을 유지한 채로 숙성과 가공처리 과정을 거치게 된다. 이러한 수축된 잎담배의 세포와 조직에 전술한 높은 열량을 가진 에너지를 반응시키면 잎담배내의 함수분이 순간적으로 입체적인 방향으로 확산되며, 이때 잎담배 세포나 조직 내부 및 그들 사이의 간극에 공극 현상이 발생하여 부피가 증가된다. 즉 세포나 조직의 확장된 내부층에 기포낭을 충분히 형성시켜 주면 잎담배의 겉보기 체적이 증가되어 썰어진 각초가 가공 및 권상시에 뷸균일하게 가해지는 외부의 물리적인 압력이나, 변회되는 온습도 저장조건 속에서도 일정한 원통형 체제를 지속적으로 유지하게 된다.Leaf tobacco is dried and matured after harvesting to remove moisture and volatile contents, so it is subjected to ripening and processing while maintaining a volume that is in a much larger contracted volume than the original bioleaf. When the above-mentioned high-calorie energy is reacted to the cells and tissues of the shrunken leaf tobacco, the moisture content in the leaf tobacco is instantaneously diffused in three-dimensional direction, and at this time, voids occur in the leaf tobacco cells or in the tissues and the gaps between them. Is increased. In other words, if the bubble layer is sufficiently formed in the expanded inner layer of cells or tissues, the apparent volume of the leaf tobacco is increased, and the external physical pressure that the sliced vinegar is applied unevenly during processing and hoisting, or the temperature and humidity storage conditions are changed. In the meantime, it maintains a constant cylindrical system.
이러한 잎담배 처리 방법들에 관한 연구는 여러 사람들에 의하여 연구되어져 왔다. 그 대표적인 예로 미국 특허 제4,407,306호에는 높은 온도의 빠른 과열증기로 처리하는 방법이 기술되었고, 미국 특허 제4,414,987호에는 팽화제를 별도로 사용하지 않는 방법으로 순간 열매체를 이용하여 팽화하는 방법이 기술되어 있다. 또한 미국 특허 제4,458,700호에는 처리시 고온, 고속하에 순간 처리하여 팽화하는 방법이 기술되어 있다. 미국 특허 제4,791,942호에는 담배 시료가 채워진 포화관에 압력을 충진한 다음 갑작스럽게 압력을 해지할 때 생기는 압력차에 의한 팽화방법이 기술되어있고, 미국 특허 제4,844,101호에는 휠 피이더를 사용하여 빠른 속도를 가진 공기와 스팀의 혼합 기체상을 공급하여 팽화하는 방법이 기재되어 있다. 또한 미국 특허 제4,911,182호에는 담배물질이 매체와 반응하기 전의 출구 상부에 보조공급 장치를 부착하여 일정량씩 자동으로 공급이 가능케하여 팽화하는 방법이 기술되어 있다.Studies on these tobacco treatment methods have been studied by several people. As a representative example, US Pat. No. 4,407,306 describes a method for treating with a high temperature rapid superheated steam, and US Pat. No. 4,414,987 describes a method for expanding using an instant heat medium in a manner not using a swelling agent separately. . U.S. Patent No. 4,458,700 also discloses a method of dilation by instantaneous treatment at high temperature and high speed during processing. U.S. Patent No. 4,791,942 describes a method of swelling due to the pressure difference that occurs when a saturated sample tube filled with tobacco sample is filled with pressure and then abruptly released. U.S. Patent 4,844,101 uses a wheel feeder A method of feeding and expanding a mixed gas phase of air and steam with velocity is described. U.S. Patent No. 4,911,182 also describes a method of attaching an auxiliary supply to the top of an outlet before the tobacco material reacts with the media to automatically feed by a certain amount and swell.
본 발명자등은 잎담배가 보다 효율적으로 팽화되도록 하는 방법을 연구하는 과정에서 팽화처리전의 잎담배의 함수량을 조절하고 예열 또는 냉각하여 담배물질에 대한 엔트로피를 예비적으로 일정수순 유지하며 팽화처리시 물질 내부까지 열전달이 도달되는 시간을 임의로 조절하고 팽화온도와 가열 매체의 유속을 특정 범위로 한정시키면 팽화율이 향상됨을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors regulate the water content of the leaf tobacco before puffing and preheat or cool it in order to preliminarily maintain entropy for tobacco material in the course of studying the method for the leaf tobacco to expand more efficiently. The present invention has been accomplished by arbitrarily adjusting the time at which heat transfer is reached and limiting the expansion temperature and the flow rate of the heating medium to a specific range, thereby improving the expansion rate.
본 발명에 따르면 평화 처리전의 잎담배, 특히 각초는 12-22% 정도의 함수율을 유지하는 것이 좋으며 이러한 각초의 함수율은 예열온도 -5℃ 내지 140℃, 포화압 0 내지 4.5kg/㎠으로 수증기를 공급하여 포화시켜 조절한다. 이와 같이 적정한 함수율 12-22%로 조화된 각초를 4-50m/초로 공급되는 120-450℃의 가열공기나 과열 수증기와 함께 팽화구역으로 공급하되 각초와 가열 공기 또는 과열증기가 균일하게 접촉하도록 격심한 난류가 되게 하여 공급한다.According to the present invention, it is preferable that the leaf tobacco before the peace treatment, in particular, the herbaceous water maintains a moisture content of about 12-22%, and the moisture content of the each herb is supplied with steam at a preheating temperature of −5 ° C. to 140 ° C. and a saturation pressure of 0 to 4.5 kg / cm 2. To saturate. In this way, the grass that is harmonized with the proper moisture content of 12-22% is supplied to the expansion zone with 120-450 ° C heated air or superheated steam supplied at 4-50m / sec, and is heated so that the grass and the heated air or superheated steam are in uniform contact. Supply it with one turbulence.
잎담배 처리 공정과정중의 특정한 부위에 팽화장치를 설치하여 엽배합된 담배 각초 전체를 팽화처리하여 사용할 경우, 가공공정의 일부를 단축할 수 있으며 궐련담배의 개피당 중량을 감소시킬 수 있으므로 생산원가가 크게 절감된다. 또한 궐련의 비중이 줄어들고 경도가 향상되므로 흡연 초기부터 말기까지 적당한 양의 연기량이 균일하게 유지되고 빠른 연소성이 유지되어 끽연감이 증대되며 또한 궐련의 전반적인 외관 체제까지도 미려하게 된다. 궐련의 맛을 돋구기 위해 담배 각초에 가해지는 가향처리 과정에 있어서도 높은 침투성과 조화력을 얻을 수 있고, 하급엽 및 담배 부산물에서만 나타나는 특이한 나쁜냄새, 담배향에 악요소로 작용하는 이취미를 순간 열처리로 없앨수 있었다. 그리고 열처리후에는 기존 토스트 처리방법과 같이 아미노산의 양은 감소하고 피라진류의 양은 증가하는 경향을 나타내었다. 엽배합된 각초 전체를 팽화처리하므로써 각초를 구성하고 있는 잎담배 원료들 간의 물성편차가 줄어들어 일정한 수준의 균일한 물성과 맛을 유지함과 동시의 맛의 조화미도 크게 향상되었다. 또한 배합 각초 전체를 팽화하므로써 원료내에 포함되어 있는 궐련벌레 및 알을 순간적으로 없앨 수 있는 효과도 있는 한편 팽화된 각초를 일정비로 원료의 엽배합에 혼합 사용할 수도 있게 되고, 팽화되어 형성된 세포나 조직 내부의 기포낭에 함유된 공기가 연소시 공급되면서 탈, 니코틴, 일산화탄소 등, 궐련이 연소할 때 발생하는 가스상 물질도 함께 감소된다.In case of using swelling treatment for whole tobacco leaf vinegar by installing swelling device in specific part of foliar treatment process, part of processing process can be shortened and production cost can be reduced because cigarette cigarette weight can be reduced. Greatly reduced. In addition, since the specific gravity of the cigarette is reduced and the hardness is improved, a moderate amount of smoke is uniformly maintained from the beginning to the end of smoking, and the fast burning property is maintained to increase the smoking feeling, and the overall appearance system of the cigarette is also beautiful. In order to enhance the taste of cigarettes, it is possible to obtain high permeability and coordination even in the fragrance treatment process applied to tobacco citrus. I could get rid of it. After heat treatment, the amount of amino acids decreased and the amount of pyrazine increased, as in the conventional toast treatment method. By swelling all of the mixed vinegar, the variance of physical properties among the leaf tobacco ingredients that make up the vinegar is reduced, which maintains a uniform level of physical properties and taste, and also improves the harmony of the taste simultaneously. In addition, it is possible to instantaneously eliminate cigarette bugs and eggs contained in the raw material by swelling the entire compounded herb, and the expanded edible herb can be mixed and mixed with the foliar mixture of the raw material at a constant ratio. As the air contained in the bubble sac is supplied during combustion, gaseous substances such as degassed, nicotine, and carbon monoxide, such as cigarettes, are also reduced.
특히 담배물질 이외의 녹차잎, 파, 고추, 양파와 같은 식용 식물체를 전술한 팽화방법으로 처리하면 시료에 포함되어 있는 미생물(대장균, 세균, 간균, 슈우 도모나스균 등)이 제거될 뿐만아니라 식물체내에 포함되어 있는 내용성분을 추출할 경우 단 시간에 높은 추출 수율을 얻을 수 있으며, 다른 한편 분쇄한 분말을 물이나 기타 용매에 용해할 경우 해리되는 속도가 빠르고 과정이 간단하여 즉석 식품의 제조에 크게 활용할 수 있다.In particular, by treating edible plants such as green tea leaves, green onions, peppers, and onions other than tobacco substances with the above-mentioned swelling method, not only the microorganisms (E. coli, bacteria, bacillus, Schudomonas, etc.) contained in the sample are removed, but also the plants. In the case of extracting the contents contained in it, a high extraction yield can be obtained in a short time. On the other hand, when dissolving the pulverized powder in water or other solvents, the dissociation rate is fast and the process is simple, which greatly improves the preparation of instant food. It can be utilized.
현재 담배 가공 산업에서는 휘발성 유기용매 및 그외의 불활성 가스를 사용한 잎담배 및 주맥등에 대한 팽화방법이 개발되었다. 유기용매 및 불활성 기체 대부분은 자체적으로 물리화학적 안정성을 완전하게 확보하지 못하며 인체에 대한 유해성과 환경에 대한 저해요인을 내포하고 있으나, 순수한 수증기나 공기 매체만을 이용하여 잎담배를 팽화하면 전술한 저해요인이 해소된다.Currently, the tobacco processing industry has developed a swelling method for leaf tobacco and stem using a volatile organic solvent and other inert gas. Most organic solvents and inert gases do not completely secure their own physicochemical stability and contain harmful effects to humans and to the environment. However, when the tobacco leaves are expanded using pure water vapor or air media, the above-mentioned inhibitors Resolved.
특히 본 발명에 따르면 각초는 팽화가 일어나는 확장관으로 투여하기전에 로우터리 피이더에 일정량씩 연속적으로 투여하면서 수증기를 공급하여 수분함량 12-22% 정도로 되게 조화시킨후 로우터리 피이더에서 가열 공기 또는 과열 증기와 접촉시키므로서 각초가 순간적으로 분산되면서 입체적인 열전달이 일어나 각초의 조직내에 함유된 수분이 팽창되면서 담배잎 조직을 팽화시키게 된다. 이때 각초와 고온공기 또는 과열수증기는 0.06초 내지 8분 동안 접촉되도록 하는 것이 좋다.Particularly, according to the present invention, each herb is continuously supplied to the rotary feeder at a constant amount prior to administration to the expansion tube in which the swelling is supplied, and the water content is adjusted to about 12-22% of moisture, followed by heating air or the rotary feeder. Contact with the superheated steam causes the herbicide to instantly disperse, resulting in three-dimensional heat transfer, swelling the tobacco leaf tissue as the moisture contained in the tissue of the herb expands. At this time, it is good to let each grass and the hot air or superheated steam to be in contact for 0.06 seconds to 8 minutes.
본 발명에 의한 팽화방법을 일예를 들어 구체적으로 설명하면 각초를 로우터리 피이더에 일정량씩 투입하면서 수증기를 공급하여 함수율 12-22%로 되게 조정한 다음 120-450℃의 가열공기 또는 과열 증기를 4-50m/초로 공급하여 각초가 분산되면서 가열공기 또는 수증기와 순간적으로 접촉되게 하면서 확장관으로 이송시켜 각초를 팽화시킨다.Specifically, the expansion method according to the present invention will be described as an example by supplying the water vapor to the rotary feeder by a predetermined amount to adjust the water content to 12-22% moisture content and then heated air or superheated steam at 120-450 ° C. It feeds at 4-50m / sec and disperses the vinegar by transferring it to the expansion tube while making the vinegar disperse and making instant contact with heated air or water vapor.
시료와 증기 매체를 혼합하여 확장관으로 투입할 때는 확장관내에서 충분한 난류가 일어나도록 노즐형태인 확장관으로 연결하여 준다. 확장관내 유체의 레이놀즈 넘버를 증가시켜 이 영역에서 이송되는 긴 각초 및 입자들이 엉킴없이 증기매체와 균일하게 혼합하여 짧은 순간에 일시적으로 열전달이 일어나도록 하여 주는 것이 중요하다. 더우기 확장관내에 일정한 크기와 비중을 가진 고체물질을 삽입하여 부유시키므로서 시료물질이 팽화관을 통과하는 체류시간을 연장시켜 바라는 팽화율 및 물리화학적 특성을 조절할 수 있다. 확장관의 형태로는 배치 형태에 따라 수직형, 경사형 이외 여러 형태와 모양이 있을 수 있으나, 관내에서의 시료의 혼합과 균일한 분산상을 유지하기 위해서는 수직관을 사용하는 것이 좋다. 한편 관내의 확장과 축소 그리고 굽힘 흐름속에서는 팽화된 건조 잎담배가 파쇄되기 쉬우므로 확장관은 알맞은 설계가 요구된다. 팽화과정중 부스러짐은 팽화온도 및 팽화관내 체류시간, 팽화후 분리기 내에서의 회전 분리시 물질 입자들간의 충돌 및 기계장치와의 마찰 등에 영향받을 수 있으나, 주 요인은 시료투입시 함수분의 정도에 따라 결정된다. 수분이 적으면 평화율은 높게 유지되나 시료의 부스러짐이나 색도가 많이 변화하며, 반면 함수분이 높을 경우에는 팽화율이 낮게 나타난다. 따라서 각초가 적당한 함수분을 포함하여 잎담배의 기본 물성을 유지하도록 하기위하여는 글리세린, 쏠비틀, 폴리필렌그리콜 등이 일정비율로 혼합된 용액을 중량비 8.0% 수준까지 첨가하여 사용할 수 있다. 담배 가공공정상 적당한 팽화율은 절각이 수분함량 18-22% 정도에서 가장 적합한 것을 나타났다.When mixing sample and vapor medium into the expansion tube, connect it with a nozzle-type expansion tube so that sufficient turbulence occurs in the expansion tube. It is important to increase the Reynolds number of the fluid in the dilator tube so that long grasses and particles transported in this region are uniformly mixed with the vapor medium without entanglement to allow temporary heat transfer in a short instant. Furthermore, by inserting and floating a solid material having a certain size and specific gravity in the expansion tube, it is possible to control the expansion ratio and physicochemical properties desired by extending the residence time through the expansion tube. The expansion tube may have various shapes and shapes other than the vertical type and the inclined type depending on the arrangement, but it is preferable to use a vertical tube to maintain the mixing of the sample and the uniform dispersed phase in the tube. On the other hand, the expansion pipe is required to be properly designed because the expanded dry leaf tobacco is easily broken in the expansion, contraction and bending flow in the pipe. Debris during expansion may be affected by expansion temperature, residence time in expansion tube, collision between material particles and rotation with mechanical device during rotation separation in separator after expansion. It depends on. When moisture is low, the peace rate remains high, but the crumbs and chromaticity of the sample change a lot. On the other hand, when the moisture content is high, the swelling rate is low. Therefore, in order to maintain the basic physical properties of the leaf tobacco, each herb, including the appropriate water content, glycerin, sol beetle, polypropylene glycol, etc. may be added to a weight ratio of 8.0%. Appropriate swelling ratio in the tobacco processing process showed that cutting was most suitable in the water content of 18-22%.
수평형태의 판다콤베어 하부에 노즐을 두어 잎담배 물질이 진동에 의하여 이송될때 일정한 열량을 가진 과열 증기로 분사처리할 수 있으며, 로우터리킬른을 사용하여 그 내부 혹은 기벽에 설치된 노즐을 통하여 과열증기를 분사하여 일시적으로 담배물질이 열교환이 이루어져 팽화되도록 할 수도 있다. 고온의 회전유체내에서 비중낮은 팽화잎담배와 증기는 수평, 수직형 분리기에 의하여 분리되기 어렵지 않으나 팽화전 잎담배를 분리할 때의 설계보다는 더 알맞는 사양이 요구된다. 팽화후 분리기 배출구를 통하여 나오는 팽화 각초의 함수분은 3.5-8% 수준이므로 재차 가습장치를 사용하여 12-14.0% 수준이므로 가습조화하여 최종 원료로 공급 사용한다.By placing a nozzle under the horizontal type panda comb, the leaf tobacco material can be sprayed with superheated steam with a certain amount of heat when it is transported by vibration.The superheated steam can be sprayed through a nozzle installed inside or on the wall using a rotary kiln. Spraying may temporarily cause the tobacco material to heat exchange to swell. In high-temperature rotating fluids, low specific gravity expanded tobacco and vapor are not difficult to separate by horizontal and vertical separators, but more suitable specifications are required than designs when separating leaf tobacco prior to expansion. Since the water content of puffed kerosene coming out through the separator outlet after puffing is 3.5-8% level, it is again 12-14.0% level using a humidifier.
실시예 1Example 1
각초 공급원에서 공급되는 황색종(후엽 3등/박엽 3등) 각초를 로우터리 피이더로 공급하면서 로우터리 피이더에 수증기를 주입하여 절각 각초의 함수율을 다음의 표1로 되게 조절한다음 확장관내로 공급하되 확장관내로 270℃로 가열된 공기를 40m/초의 유속으로 난류를 형성하도록 공급하여 각초와 가열공기가 5초동안 접촉하면서 각초의 내부까지 열전달이 되면서 각초내부의 수분이 팽창되면서 각초가 팽화되게 한다.While supplying the yellow seedlings (third lobe third / thin lobe three), which are supplied from the sheath source, to the rotary feeder, inject water vapor into the rotary feeder to adjust the water content of the keratin to be shown in Table 1 below. The air heated at 270 ℃ into the expansion pipe is formed to form a turbulent flow at a flow rate of 40m / sec. The grass and the air are in contact with each other for 5 seconds to transfer heat to the inside of the grass, expanding the moisture inside the grass. Allow to swell.
실험결과를 표 1에 기재한다.The experimental results are shown in Table 1.
(표 1. 고온기체 처리시 수분별 잎담배의 팽화율)(Table 1.Swelling rate of leaf tobacco by moisture during high temperature gas treatment)
(황색종 : 후염 3등/박엽 3등)(Yeloma: 3 posterior leaves / 3 night thin leaves)
주 1 : 부풀성 측정시의 시료 수분함량 12.0±0.5%Note 1: Sample moisture content 12.0 ± 0.5%
주 2 : 부풀성 측정기 하인르 보르그발트 캄파니의 덴시미터사용Note 2: Use of densitometer by Heinleborgwald Company
실시예 2Example 2
실시예 1의 방법을 이용하되 시료의 함수분을 18.1%로 유지하고 처리온도를 표 2와 같이 변경하면서 실험하였다.Experiment using the method of Example 1 but maintaining the water content of the sample to 18.1% and changing the treatment temperature as shown in Table 2.
실험결과를 표 2에 기재한다.The experimental results are shown in Table 2.
(표 2. 고온기체 처리시 온도별 잎담배의 팽화율)(Table 2. Expansion rate of leaf tobacco by temperature during high temperature gas treatment)
(황색종 : 후염 3등/박엽 3등)(Yeloma: 3 posterior leaves / 3 night thin leaves)
주 1 : 부풀성 측정시 시료의 수분 : 12.0±0.5%Note 1: Moisture of sample when measuring swelling: 12.0 ± 0.5%
주 2 : 부풀성 측정기 : 하인르 보르그발트 캄파니의 덴시미터 사용Note 2: swellability meter: using Dennmeter from Heiner-Borgwald Company
실시예 3Example 3
실시예 1과 실시예 2의 방법을 이용하되 잎담배의 품종별 엽분등급에 따라서 실험하였다. 실험결과 표3과 같은 결과를 얻었다.Using the method of Example 1 and Example 2, but was tested according to the leaf fraction grade of the tobacco leaf varieties. Experimental results The results are shown in Table 3.
(표 3. 품종별 엽분등급에 따른 고온증기처리시 팽화율)(Table 3. Expansion rate at high temperature steam treatment according to foliar grade of each variety)
팽화처리시 증기온도 : 270℃Steam temperature during expansion: 270 ℃
팽화관내 유속 : 18m/secFlow rate in expansion tube: 18m / sec
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