菸絲低溫微波膨脹工藝的製作方法
2024-02-26 06:50:15
專利名稱：菸絲低溫微波膨脹工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種菸絲膨脹工藝，特別是一種菸絲低溫微波膨脹工藝。
背景技術：
隨著菸草行業降焦減害理念的發展與技術的實施，對菸草原料進行膨化處理就成 為一種行之有效的方法。它不僅可直接減少成品捲菸中有害物質總量，還可以提高煙支的 充分燃燒性，從而進一步減少抽吸過程中有害物質的產生。而菸絲作為捲菸的主要材料，其 膨化的製造工藝及設備就成為各大捲菸生產商、捲菸加工設備製造商的熱門研究對象。目 前最具代表性的菸絲膨脹方法有三種。一是CO2膨脹法，其主要原理是用高壓液態CO2對菸絲進行浸泡，使CO2浸入其細 胞或附著在其表面，然後減壓至0. IMPa，形成低溫乾冰菸絲，再將低溫乾冰菸絲送入升華器 中，在高達350°C左右的高溫蒸汽中急速升溫使乾冰升華，從而達到使菸絲膨脹的目的。另一種是CFC膨脹法，即以氟利昂或其取代品，如KC-2、異戊烷、液氨等作為菸絲 膨脹浸漬劑，在一定的壓力和溫度下，先使浸漬劑充分滲入菸草細胞內，然後再減壓至常壓 並通入高溫蒸汽，使菸絲快速升溫，令其內浸漬劑急速汽化，擴大菸絲細胞，從而達到膨脹 效果。上述兩種方法，一方面，由於菸絲都經過了用液態C02、KC_2之類的強有機溶劑的 浸泡，因而極易使其中的香氣、香味及各種有用成份大量流失；另一方面，加工過程中的高 溫，也會對植物性的菸絲品質有較大的影響，除了會使其香氣、香味及各種有用成份大量揮 發，還易使菸絲變得易碎，即造碎率較高。目前還報導了一種較新的HXD膨脹法，該方法是用水浸潤菸絲後，再將菸絲放入 高達200 400°C的高溫循環氣體中加熱，以使菸絲細胞內產生蒸汽的速率遠大於逃逸速 率，內部蒸汽壓力大於滲透壓，盡而達到細胞壁擴張，菸絲膨脹的效果，最後經乾燥定型處 理得成品。雖然HXD膨脹法沒有強有機溶劑對菸絲品質的影響，但是其更高的溫度將會對 菸絲香氣香味造成更加明顯的損失。另外，造碎帶來的副作用會使其膨脹效果大打折扣。例 如，將其膨脹後的菸絲回潮至12% 13%的含水量，用3kg砝碼法測試填充值僅為5cm7g 左右，更多的情況在5cm7g以下。綜上所述，由上述方法加工得到的菸絲，其品質較差，因而只能作為捲菸的低檔原 料使用。
發明內容
本發明的目的是提供一種菸絲低溫微波膨脹工藝，該工藝能在較低溫度條件下制 備出膨脹菸絲，從而充分保證了菸絲的品質。本發明的主要原理是利用菸絲回潮到一定含水量範圍內吸水平衡後，其體積將 隨含水量增加而膨脹，形成回潮溼脹效應，然後再利用微波連續凍幹的方式，使膨脹的體積 被定形下來。同樣由於回潮溼脹效應，菸絲膨脹程度與回潮含水量成正比，因此控制菸絲回潮含水量，即可得到相應不同膨脹率的菸絲。根據上述原理，本發明是通過實施如下的技術方案來實現本發明的目的。一種菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於按如下工藝步驟進行A、分級回潮溼脹將由通常的菸草加工工藝處理得到的菸絲，分4 10次逐級回 潮，每級回潮時先由帶耙散裝置的餵料輸送設備將菸絲送入回潮機，按質量分數，使含水量 增加至5% 10%後送入儲櫃於常溫下貯存20 60分鐘，再進行下一次回潮，最終使含水 量達40% 70%，使菸絲達到膨脹的效果；所述回潮機指菸草工業中通用的回潮機，其回潮方式包括滾筒式、真空噴射式、真 空機械式、熱風式或刮板式等。B、低溫凍結將經步驟A溼脹處理後的菸絲裝入矩形模具內，然後置 於-35°C _55°C的溫度環境中凍結成塊；C、微波低溫定形膨脹將經步驟B凍結後的菸絲塊送入微波連續凍干係統中，經 升華乾燥處理，使其含水量降至3% 8%製得膨脹菸絲；D、將經步驟A C製得的膨脹菸絲再回潮至含水量為12% 13%，得成品，該產 品用以供通常的菸草加工工藝進一步處理。步驟C所述微波連續凍干係統，包括微波真空凍幹裝置、真空捕水裝置、真空進料 裝置、真空出料裝置，其中，微波真空凍幹裝置包括微波發生器1、微波天線2、常壓微波腔 4、真空微波腔5、真空隔板6、多孔透氣微波屏蔽板7、低損耗輸送帶8、前端真空微波抑制器 9、後端真空微波抑制器10，其特徵在於在微波真空凍幹裝置中設置有由常壓微波腔4和 真空微波腔5組成的複合式凍幹倉3，在常壓微波腔4和真空微波腔5之間由可透過微波 的真空隔板6進行分隔，真空微波腔5與真空捕水裝置的蒸汽通道11相連，在真空微波腔 5與蒸汽通道11之間由由多孔透氣微波屏蔽板7進行隔開。其中，所述的真空捕水裝置包括蒸汽通道11、真空管道12、真空閥13、冷阱14、真空泵 15，所述的蒸汽通道11可以在真空微波腔5的上方或者下方。所述的真空進料裝置包括進 料真空倉16、進料真空倉外閥門17、進料真空倉內閥門18、進料端冷阱19、進料端真空泵 20，所述真空進料裝置位於真空微波抑制器9前端。進料端冷阱用於捕捉進料真空倉16抽 真空時，新進物料升華出的水蒸汽。所述的真空出料裝置包括出料真空倉21、出料真空倉外閥門22、出料真空倉內閥 門23、出料端真空泵24，真空出料裝置位於真空微波抑制器10後端。同時，該微波連續凍干係統本申請人已於本申請同日向國家知識產權局申報了發 明專利。經本發明低溫膨脹處理後的菸絲，與現有技術相比，其有益效果表現在1、很好地保持了菸絲原有的品質，其香氣、香味明顯。由於在回潮溼脹時，菸絲中 僅加入少量常溫水，無浸洗現象，因而不會導致菸絲中香氣、香味等可溶性有用成份的流 失；同時，在進行低溫升華乾燥時，香氣、香味等易揮發性有用成份也極少流失。2、膨脹度可調控，即可通過調節回潮菸絲含水量，對菸絲膨脹程度進行調節，含水 量在一定範圍內(40% 70% )，其含水量低，則成品的膨脹程度低，含水量高，則成品的膨 脹程度高，從而滿足了不同品質菸絲精細化分類加工的要求。3、造碎率較低，耐加工性好。
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4、異味、雜味明顯減少。
圖l是本發明的工藝流程示意圖
圖2是本發明實施例3的捕水器在上方的系統平面布置示意圖
圖3是圖2所示系統的A—A面剖示意圖
圖4是圖2所示系統的B—B面剖示意圖
圖5是本發明實施例3的捕水器在下方的系統平面布置示意圖
圖6是本發明實施例3的水平進料的進料裝置平面示意圖
圖7是圖6所示進料裝置E—E面剖示意圖
圖中
(1)微波發生器(2)微波天線(3)複合式凍幹倉
(4)常壓微波腔(5)真空微波腔(6)真空隔板
(7)多孔透氣微波屏蔽板(8)低損耗輸送帶
(9)前端真空微波抑制器(10)後端真空微波抑制器
(11)蒸汽通道(12)真空管道
(13)真空閥(14)冷阱(15)真空泵
(16)進料真空倉(17)進料真空倉外閥門
(18)進料真空倉內閥門(19)進料端冷阱
(20)進料端真空泵(2 1)出料真空倉
(22)出料真空倉外閥門(23)出料真空倉內閥門
(24)出料端真空泵(25)物料(26)外部輸送機具體實施方式
實施例一
紅河C3F片煙，回潮至15％含水量切絲，再進行5次分級回潮溼脹，第一次使菸絲含水量達到25％，並貯存30分鐘；第二次先進行耙散，再回潮至35％含水量後貯存30分鐘；第三次耙散回潮至45％含水量，貯存30分鐘；第四次耙散後回潮至55％含水量貯存30分鐘；第五次耙散並回潮至60％含水量。回潮溼脹完成後放入400×400×40mm的模具冷凍至一45℃後，迅速將凍結的菸絲以塊為單位，連續的送入「微波連續凍干係統」進行升華乾燥，菸絲從該系統內輸送到出口用時約25分鐘，即可得到微波低溫膨脹定形的菸絲，但此時出口菸絲含水量約5％，再將其回潮到12一13％即可供後序工藝使用。此時用3kg砝碼法測試，其填充值為6．22(m『／g。
實施例二
玉溪C3F片煙，回潮至18％含水量切絲，再進行4次分級回潮溼脹，第一次使菸絲含水量達到25％，並貯存30分鐘；第二次先進行耙散，再使菸絲回潮至35％含水量，並貯存30分鐘；第三次耙散並回潮至45％含水量，貯存30分鐘；第四次耙散後回潮至52％含水量。回潮溼脹完成後放入400×400×40mm的矩形模具，冷凍至一45℃後，迅速將凍結的菸絲以塊為單位，連續送入「微波連續凍干係統」進行升華乾燥，菸絲從該系統內輸送至出口用時約23分鐘，即可得到微波低溫膨脹定形的菸絲，但此時出口菸絲含水量約5%，再將其回 潮到12 13%即可供後序工藝使用。此時用3kg砝碼法測試，其填充值為5. 9cm7g。實施例三如本發明的附圖。本發明可以使用一種微波連續凍干係統來實施。該微波連續凍 干係統包括微波真空凍幹裝置、真空捕水裝置、真空進料裝置、真空出料裝置，其中，微波真 空凍幹裝置包括微波發生器1、微波天線2、常壓微波腔4、真空微波腔5、真空隔板6、多孔 透氣微波屏蔽板7、低損耗輸送帶8、前端真空微波抑制器9、後端真空微波抑制器10，其特 徵在於在微波真空凍幹裝置中設置有由常壓微波腔4和真空微波腔5組成的複合式凍幹 倉3，在常壓微波腔4和真空微波腔5之間由可透過微波的真空隔板6進行分隔，真空微波 腔5與真空捕水裝置的蒸汽通道11相連，在真空微波腔5與蒸汽通道11之間由由多孔透 氣微波屏蔽板7進行隔開。所述的真空捕水裝置包括蒸汽通道11、真空管道12、真空閥13、冷阱14、真空泵 15，所述的蒸汽通道11可以在真空微波腔5的上方或者下方。所述的真空進料裝置包括進料真空倉16、進料真空倉外閥門17、進料真空倉內閥 門18、進料端冷阱19、進料端真空泵20，該裝置位於真空微波抑制器9前端。進料端冷阱 19用於捕捉進料真空倉16抽真空時，新進物料25升華出的水蒸汽。所述的真空出料裝置包括出料真空倉21、出料真空倉外閥門22、出料真空倉內閥 門23、出料端真空泵24，該真空出料裝置位於真空微波抑制器10後端。
權利要求
一種菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於將經分級回潮至含水量為40％～70％的膨脹菸絲，裝入矩形模具中，然後置於 35℃～ 55℃溫度中凍結成塊，再將菸絲塊送人微波連續凍幹裝置中升華乾燥至3％～8％的含水量，最後回潮至12％～13％的含水量，得到膨脹菸絲成品。
2.如權利要求1所述的菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於所述分級回潮的次數為 4 10次。
3.如權利要求1或2所述的菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於所述分級回潮每級 增加的含水量為5% 10%。
4.如權利要求1或2所述的菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於所述分級回潮的每 級回潮處理前將菸絲耙散。
5.如權利要求1所述的菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於對所述膨脹菸絲成品膨 脹程度的控制，是由調節分級回潮時最終的含水量得以實現的。
6.如權利要求3所述的菸絲低溫微波膨脹工藝，其特徵在於所述分級回潮每級增加 一次含水量後的菸絲，先於常溫下貯存20 60分鐘後再進行下一級回潮處理。
全文摘要
本發明涉及一種菸絲低溫微波膨脹工藝，將經分級回潮至含水量為40％～70％的膨脹菸絲，裝入模具中，然後置於-35℃～-55℃溫度中凍結成塊，再將菸絲塊送人微波連續凍干係統中升華乾燥至3％～8％的含水量，最後回潮至12％～13％的含水量，得到膨脹菸絲成品。菸絲經本發明工藝膨脹後，其香氣、香味明顯，造碎率較低，異味雜味明顯減少，且其膨脹度可以控制。
文檔編號A24B3/18GK101919582SQ20091005954
公開日2010年12月22日 申請日期2009年6月10日 優先權日2009年6月10日
發明者劉朝輝, 劉毅, 周川, 姚波, 康琪, 李興化, 楊濤, 遊俊 申請人:周川