專利名稱：一種制備膨脹煙梗顆粒的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種作為卷煙填充料的膨脹煙梗顆粒的制備方法。同時(shí)，本發(fā)明還涉及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。

背景技術(shù)：
常規(guī)的卷煙生產(chǎn)工藝中，占煙葉總重25％左右的煙梗主要用于制作膨脹梗絲及再造煙葉。其中，膨脹梗絲的填充值雖然較普通煙梗有所提高，但在燃吸過(guò)程中還存在香氣不足、吸味平淡、尖刺感明顯、雜氣尤其是木質(zhì)性雜氣較重等缺點(diǎn)。而以低次煙葉和卷煙加工過(guò)程中產(chǎn)生的碎梗、碎片、碎末等為原料，采用特殊工藝加工制成的再造煙葉，雖然可以人為改變煙草中的化學(xué)成分，能夠降低卷煙中的焦油含量，對(duì)卷煙產(chǎn)品的質(zhì)量有一定改善，但對(duì)于卷煙中一氧化碳含量的降低效果并不明顯。同時(shí)，在燃吸過(guò)程中也存在香氣不足、吸味平淡、雜氣明顯等缺點(diǎn)。雖然各煙草研究機(jī)構(gòu)及卷煙企業(yè)對(duì)膨脹梗絲、再造煙葉的工藝技術(shù)及品質(zhì)控制等問(wèn)題進(jìn)行了大量的研究，但由于制備工藝本身的特性決定了這兩種葉組原料的缺點(diǎn)難以從根本上得到改變。
一種新的卷煙填充材料——膨脹煙梗顆粒，為克服上述問(wèn)題提供了新的解決途徑，現(xiàn)有技術(shù)中有許多制備該類材料的方法。例如中國(guó)專利申請(qǐng)200510021139.5所公開(kāi)的“一種采用微波膨化技術(shù)制備卷煙膨脹梗顆粒填充料的方法”。該方法是對(duì)中國(guó)專利申請(qǐng)03117228.8所述膨脹煙梗產(chǎn)品的進(jìn)一步加工。其主要工藝步驟為制備膨脹煙?！爻?、平衡水分——梗制?！闻蛎洝俅纹胶馑?，最后得到填充值為5.6～8的膨脹梗顆粒成品。該產(chǎn)品填充值高，木質(zhì)氣少，燃燒性好。但用于制備膨脹煙梗的各種原料因產(chǎn)地、年份、等級(jí)、類型不同，無(wú)論是內(nèi)在化學(xué)成分還是外觀質(zhì)量等都存在較大差異；各種原料不經(jīng)過(guò)處理就直接進(jìn)行膨脹、造粒，不但無(wú)法確定工藝指標(biāo)，影響設(shè)備的工作情況，而且產(chǎn)品品質(zhì)存在較大波動(dòng)，影響進(jìn)一步使用。
中國(guó)專利申請(qǐng)200510118934.6公開(kāi)了“一種制備粒狀膨脹煙梗的ESS工藝方法及所采用的設(shè)備”。該方法利用高溫蒸汽與文丘里管的原理使煙梗膨脹，然后進(jìn)行梗造粒，最終制備出填充值較高的膨脹煙梗。此方法同樣沒(méi)有解決原料差異的問(wèn)題。同時(shí)，由于工藝和設(shè)備較為復(fù)雜，造成工藝條件苛刻，生產(chǎn)成本高昂。另外，其高溫蒸汽及加壓的實(shí)施環(huán)境會(huì)損壞煙梗細(xì)胞的晶格，破壞表皮，降低煙梗的等級(jí)。
中國(guó)專利申請(qǐng)200610010874.0公開(kāi)了“一種制作煙梗顆粒的工藝”，該方法以微波膨脹技術(shù)為核心，先利用微波設(shè)備膨脹、干燥煙梗，再將膨脹后的煙梗制造成顆粒狀，然后回潮處理增加水分，最后對(duì)顆粒加香進(jìn)行貯存。此工藝對(duì)微波膨脹、干燥后含水量在4％～10％的煙梗直接進(jìn)行造粒處理。由于煙梗水分含量過(guò)低，實(shí)際應(yīng)用時(shí)煙梗造碎嚴(yán)重，原料損失較大。同樣地，該技術(shù)依然沒(méi)有克服原料差異對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。
因此，如何克服原料差異對(duì)膨脹煙梗顆粒產(chǎn)品品質(zhì)的影響，完善制備膨脹煙梗顆粒的生產(chǎn)工序，使該產(chǎn)品的品質(zhì)進(jìn)一步提升，更好地滿足市場(chǎng)的要求，就成為目前煙草行業(yè)中急需解決的重要難題，但現(xiàn)有技術(shù)中尚未見(jiàn)有很好地解決辦法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備膨脹煙梗顆粒的方法，克服原料差異對(duì)膨脹煙梗顆粒品質(zhì)的影響，完善膨脹煙梗顆粒的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的目的還在于提供一種實(shí)現(xiàn)上述制備方法的設(shè)備。
本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
一種制備膨脹煙梗顆粒的方法，包括以下步驟 1、原料分析測(cè)定并記錄制備膨脹煙梗顆粒所使用原料的總糖、還原糖、煙堿和總氮的具體含量；調(diào)整煙梗的混合比例，使混合煙梗的總糖含量為10％～18％、還原糖含量8％～16％、煙堿含量0.3％～1.5％、總氮含量1.0％～2.0％，所得到的混合比例即為每種產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的摻配方案。
混合煙梗中的總糖含量?jī)?yōu)選為12％～15％，還原糖含量?jī)?yōu)選為10％～15％，煙堿含量?jī)?yōu)選為0.6％～1.1％，總氮含量?jī)?yōu)選為1.3％～1.8％。
2、原料摻配按照步驟(1)確定的摻配方案將各種煙梗混合均勻，形成一個(gè)批次的生產(chǎn)物料，摻配的同時(shí)剔除原料中的粉塵、細(xì)小梗塊和金屬雜質(zhì)。
3、萃取處理將摻配好的煙梗置于萃取設(shè)備中進(jìn)行萃取，控制萃取后的煙梗水分為10％～18％。
萃取后的煙梗水分優(yōu)選為15％～17％。
所述的萃取為有機(jī)溶劑萃取或是超臨界CO2流體萃取。
其中有機(jī)溶劑萃取所使用的萃取劑為乙醇、乙酸乙酯、石油醚中的一種。
煙梗與萃取劑的重量比優(yōu)選為1∶3～1∶12，萃取溫度為20℃～90℃，萃取時(shí)間為2h～168h，萃取次數(shù)2～4次。
所述的超臨界CO2流體萃取的壓力為7MPa～30MPa，萃取溫度≥35℃，萃取時(shí)間為1h～3h。
4、煙梗膨脹處理將完成萃取的煙梗與加熱至130～200℃的微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻，置于微波膨脹設(shè)備內(nèi)使煙梗迅速膨脹，設(shè)定微波作用時(shí)間為30～180秒，之后分離膨脹煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)。
所述的微波設(shè)備的功率優(yōu)選為20～70kw。
微波作用時(shí)間優(yōu)選為60～120秒。
分離出的微波固體顆粒介質(zhì)重新加熱至130℃～200℃后循環(huán)使用。
5、貯存待膨脹煙梗冷卻后裝入常規(guī)包裝袋中，置于陰涼、通風(fēng)的環(huán)境中貯存1～3個(gè)月。
膨脹煙梗冷卻至≤25℃。
所述的包裝袋為透氣的麻袋或編織袋。
6、回潮、平衡貯存后的膨脹煙梗先回潮至含水率25％～40％，然后將膨脹煙梗置于貯存柜內(nèi)平衡4～48小時(shí)，設(shè)定貯存柜內(nèi)的溫度為10℃～40℃，相對(duì)濕度為30％～60％。。
回潮后的膨脹煙梗含水率優(yōu)選為28％～33％。
貯存柜內(nèi)的溫度優(yōu)選為25℃～35℃。
7、造粒處理回潮平衡后的膨脹煙梗進(jìn)入造粒設(shè)備，經(jīng)造粒、篩選制得粒徑為1～5mm的煙梗顆粒。
8、恢復(fù)定型處理將煙梗顆粒置于恢復(fù)定型設(shè)備中，在微波作用下使回潮后萎縮的煙梗顆粒脫水膨脹并定型，設(shè)定微波作用時(shí)間30～250秒。
所述的恢復(fù)定型設(shè)備中微波恢復(fù)腔的功率優(yōu)選為20～70kw。
微波作用的時(shí)間優(yōu)選為60～120秒。
9、清選、風(fēng)選定型后的煙梗顆粒先經(jīng)清選除去粉塵、輕雜和金屬雜物，再經(jīng)風(fēng)選得到填充值≥7.5ml/g(按中華人民共和國(guó)煙草行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YC/T152-2001煙絲填充值測(cè)定標(biāo)準(zhǔn))的，具有合格粒徑的產(chǎn)品。
10、加香平衡將風(fēng)選合格的煙梗顆粒與煙用香精混合均勻，密封放置平衡4～36小時(shí)即得到所需的膨脹煙梗顆粒。
所述的煙用香精為煙梗顆粒重量的0.1％～3％。
平衡時(shí)間優(yōu)選為8～12小時(shí)。
在步驟(6)所述的對(duì)膨脹煙梗進(jìn)行回潮的同時(shí)還可按膨脹煙梗的重量分別添加0.1％～5％的生物酶制劑和1％～10％的煙用料液， 所述的生物酶制劑和煙用料液，使用各卷煙生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的配方，并根據(jù)不同牌號(hào)的產(chǎn)品任意調(diào)整。
所述的生物酶制劑優(yōu)選由下述重量百分比的原料組成復(fù)合酶制劑1％～25％、酶激活劑0.01％～0.08％、增濕劑1％～3％和緩沖液71.92％～97.99％。
其中復(fù)合酶制劑優(yōu)選由降解蛋白酶、果膠酶、纖維素酶、淀粉酶和多糖降解酶中的一種或任意幾種組成。
增濕劑優(yōu)選由木糖醇、二甲基亞砜或二甲基砜中的一種或任意幾種組成。
所述的煙用料液優(yōu)選由下述重量百分比的原料組成保潤(rùn)劑1％～30％、特殊煙草浸提物0.1％～2％、合成類香料0.1％～2％、水66％～98.8％。
其中保潤(rùn)劑優(yōu)選由丙二醇、山梨醇、丙三醇、二甘醇和蜂蜜中的一種或任意幾種組成。
特殊煙草浸提物優(yōu)選由烤煙浸膏、香料煙浸膏和白肋煙浸膏中的一種或任意幾種組成。
合成類香料優(yōu)選由巨豆三烯酮、乙基麥芽酚、香紫蘇內(nèi)酯、大馬烯酮、金合歡醇和梅拉德反應(yīng)物中的一種或任意幾種組成。
一種制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，包括膨脹處理設(shè)備，貯存庫(kù)，回潮加料平衡設(shè)備，造粒設(shè)備，恢復(fù)定型設(shè)備，清選風(fēng)選設(shè)備和加香平衡設(shè)備，其特征在于還包括原料分析設(shè)備，摻配設(shè)備和萃取設(shè)備。
所述的原料分析設(shè)備為近紅外光譜分析儀。
所述的摻配設(shè)備由喂料器1、篩分振槽2和混勻筒3組成，所述的萃取設(shè)備為常規(guī)萃取罐或超臨界CO2萃取罐5，喂料器1通過(guò)篩分振槽2與混勻筒3連接，混勻筒3的出料端與萃取罐5的進(jìn)料端通過(guò)輸送皮帶4相連接。
所述的膨脹處理設(shè)備包括喂料器11、輸送皮帶12、介質(zhì)加熱設(shè)備9和微波膨脹設(shè)備。其中，微波膨脹設(shè)備包括介質(zhì)物料混勻器6、微波膨脹腔7和介質(zhì)物料分離器8；介質(zhì)加熱設(shè)備9和微波膨脹設(shè)備通過(guò)介質(zhì)傳輸管道10相互連接，喂料器11通過(guò)輸送皮帶12與介質(zhì)物料混勻器6連接，介質(zhì)物料分離器8的出料端連接有輸送皮帶13。
所述的回潮加料平衡設(shè)備包括喂料器18、輸送皮帶19、滾筒式回潮機(jī)15或隧道式回潮機(jī)16和貯存柜17。
所述的造粒設(shè)備包括喂料器20、造粒器21和振篩器22，喂料器20的出料口通過(guò)輸送皮帶23與造粒器21的進(jìn)料口連接，造粒器21的出料口通過(guò)輸送皮帶24與振篩器22的進(jìn)料口連接，振篩器22的大顆粒出料口通過(guò)輸送皮帶25與喂料器20的進(jìn)料口連接。
所述的恢復(fù)定型設(shè)備包括喂料器28、輸送皮帶29和微波恢復(fù)腔30。喂料器28的出料口通過(guò)輸送皮帶29與微波恢復(fù)腔30的進(jìn)料端連接。
所述的清選風(fēng)選設(shè)備為常規(guī)清選機(jī)35和常規(guī)風(fēng)選機(jī)36。
所述的加香平衡設(shè)備包括喂料器31、輸送皮帶32、滾筒加香機(jī)33和貯存柜34。
本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn) 1、本發(fā)明的原料來(lái)源廣泛，不限于陳化梗、新梗、長(zhǎng)梗、短梗。對(duì)不同產(chǎn)地、不同年份、不同等級(jí)、不同類型的煙梗通過(guò)均質(zhì)化處理后均可實(shí)現(xiàn)煙梗膨脹及顆粒制備，從而提高了煙梗的利用率。
2、本發(fā)明縮小了不同來(lái)源的物料在品質(zhì)方面的差異，并能提高物料的品質(zhì)質(zhì)量，改善吸味。不同產(chǎn)地、不同年份、不同等級(jí)、不同類型的煙梗無(wú)論是內(nèi)在化學(xué)成分還是外在外觀質(zhì)量均有很顯著的差異，通過(guò)均質(zhì)化處理縮小每批物料間的品質(zhì)差異，保證了物料良好的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性。均質(zhì)化處理包括原料摻配、萃取和生物酶制劑處理三個(gè)階段。第一階段原料摻配，是在原料分析的基礎(chǔ)上，對(duì)化學(xué)成分含量不同的煙梗按照指標(biāo)要求，進(jìn)行有比例摻配、混勻，形成一個(gè)批次的生產(chǎn)物料，并保證此批次的物料的化學(xué)成分含量在指標(biāo)要求的范圍內(nèi)，通過(guò)原料摻配保證了每批原料在膨脹處理前內(nèi)在化學(xué)成分含量的平衡，保證每批原料的穩(wěn)定性、均一性；第二階段萃取處理，采用有機(jī)溶劑萃取或超臨界CO2流體萃取。煙草中化學(xué)成分含量的高低與煙草的質(zhì)量有關(guān)，但煙草的質(zhì)量并不在于某一種或某幾種成分絕對(duì)量的多少，而在于一系列有關(guān)物質(zhì)的相對(duì)比例及彼此間的協(xié)調(diào)關(guān)系，因此，利用萃取工藝除去或降低煙梗中的有害成分含量，改變煙梗中某些化學(xué)成分的相對(duì)比例，提高品質(zhì)質(zhì)量，促使每批煙梗物料的品質(zhì)都趨于穩(wěn)定、平衡和均一；第三階段生物酶制劑處理，利用酶的催化生物反應(yīng)，促使煙草中的化學(xué)成分不斷發(fā)生分解、合成和轉(zhuǎn)化，從而控制和影響煙梗中主要化學(xué)成分的含量變化，使煙梗內(nèi)在成分的比例更趨于合理，更加均衡協(xié)調(diào)，從外在的顏色到內(nèi)在的香味質(zhì)量、吸味品質(zhì)均有了大幅度的改善。
3、先添加生物酶制劑使煙梗先發(fā)生生物反應(yīng)，然后再添加料液使煙梗與料液發(fā)生致香物質(zhì)聚合反應(yīng)，可進(jìn)一步增進(jìn)煙梗香氣濃度，改善吃味，掩蓋木質(zhì)雜氣。
4、本發(fā)明制得的膨脹煙梗顆粒產(chǎn)品，內(nèi)部分布有許多孔徑100～400μm的小孔，具有膨脹度高和填充值高的特性，運(yùn)用于卷煙中能有效降低煙絲用量，降低成本，減少損耗；并且燃燒性能好，燃燒時(shí)釋放的焦油和一氧化碳低，提高了卷煙安全性；且通過(guò)工藝處理后不帶有木質(zhì)雜氣，還可根據(jù)卷煙品牌需要，利用其多孔的特性負(fù)載一些特殊的香氣，創(chuàng)建卷煙品牌的獨(dú)特性。
5、本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單、合理、易于實(shí)施，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、效率高、能耗低。



圖1為本發(fā)明的工藝流程框圖； 圖2為本發(fā)明的設(shè)備流程框圖； 圖3為圖2所示摻配設(shè)備與萃取設(shè)備的連接示意圖； 圖4為圖2所示膨脹處理設(shè)備的組成示意圖； 圖5為圖2所示回潮加料平衡設(shè)備的組成示意圖，其中回潮機(jī)為滾筒式回潮機(jī)； 圖6為圖2所示回潮加料平衡設(shè)備的組成示意圖，其中回潮機(jī)為隧道式回潮機(jī)； 圖7為圖2所示造粒設(shè)備的組成示意圖； 圖8為圖2所示恢復(fù)定型設(shè)備的組成示意圖； 圖9為圖2所示清選風(fēng)選設(shè)備的組成示意圖； 圖10為圖2所示加香平衡設(shè)備的組成示意圖。
圖中1.喂料器，2.篩分振槽，3.混勻筒，4.輸送皮帶，5.萃取罐，6.介質(zhì)物料混勻器，7.微波膨脹腔，8.介質(zhì)物料分離器，9.介質(zhì)加熱系統(tǒng)，10.介質(zhì)傳輸管道，11.喂料器，12，13.輸送皮帶，14.貯存庫(kù)，15.滾筒式回潮機(jī)，16.隧道式回潮機(jī)，17.貯存柜，18.喂料器，19.輸送皮帶，20.喂料器，21.造粒器，22.振篩器，23、24、25.傳輸皮帶，26.振篩器出料口，27.振篩器粉末出料口，28.喂料器，29.輸送皮帶，30.微波恢復(fù)腔，31.喂料器，32.輸送皮帶，33.滾筒式加香機(jī)，34.貯絲柜，35.清選機(jī)，36.風(fēng)選機(jī)。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但它們并不是對(duì)本發(fā)明的限定。
實(shí)施例1 如圖2所示，本發(fā)明的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，包括原料分析設(shè)備，摻配設(shè)備，萃取設(shè)備，膨脹處理設(shè)備，貯存庫(kù)，回潮加料平衡設(shè)備，造粒設(shè)備，恢復(fù)定型設(shè)備，清選風(fēng)選設(shè)備和加香平衡設(shè)備。
先以近紅外光譜分析儀掃描04昆明紅大C4L，04麗江云87B1K，05三明翠碧1號(hào)X3F，04晉安嵩K326X3F，05紅河云87X4F，03涼山K326C3F，04畢節(jié)K326X2L，03曲靖紅大B2K、05昆明K326B3L、04成都K326C1L、03紅河云85B3K、04洛陽(yáng)中煙101B3F、05貴州貴煙11號(hào)C2L、05曲靖K326B2R、04大理云87B1K、03楚雄K326X2L，共計(jì)十六種不同產(chǎn)地、不同年份、不同等級(jí)、不同類型的煙梗中總糖、還原糖、煙堿和總氮的含量。掃描分析結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 十六種煙梗化學(xué)成分含量(％) 對(duì)十六種不同產(chǎn)地、不同年份、不同等級(jí)、不同類型的煙梗進(jìn)行混合試驗(yàn)，以使各批次的混合煙梗原料的總糖含量范圍為12％～15％，還原糖含量范圍為10％～15％，煙堿含量范圍為0.6％～1.1％，總氮含量范圍為1.3％～1.8％，最終形成四個(gè)批次的原料摻配方案。具體的混合比例見(jiàn)表2所示。
表2 十六種煙梗摻配比例表

如圖3所示，按批次1所對(duì)應(yīng)的摻配比例將各煙梗原料置于喂料器1中，喂料器1的出料口與篩分振槽2相連接，篩分振槽2的另一端與混勻筒3的進(jìn)料口連接，煙梗原料經(jīng)由篩分振槽2篩除粉塵、小于1mm的梗條和梗塊、以及混入煙梗中的石塊、金屬等雜物后進(jìn)入混勻筒3?；靹蛲?將煙?；旌暇鶆?，混勻筒3的出料口與輸送皮帶4相連接，將混勻后的煙梗輸送至常規(guī)萃取罐5進(jìn)行有機(jī)溶劑萃取。選擇石油醚作為萃取劑，煙梗與萃取劑的重量比為1∶8，設(shè)定萃取溫度為70℃，萃取時(shí)間3h，萃取3次，萃取后測(cè)定煙梗的水分為16.5％。
如圖4所示，將萃取后的煙梗置于膨脹處理設(shè)備的喂料器11中，喂料器11的出料口與輸送皮帶12相連，由輸送皮帶12將煙梗送至介質(zhì)物料混勻器6中與加熱至190℃的微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻，然后進(jìn)入到35kw的微波膨脹腔7內(nèi)，設(shè)定時(shí)間為92秒。煙梗在微波作用下迅速膨脹，體積急劇增大。膨脹后的煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)進(jìn)入介質(zhì)物料分離器8內(nèi)進(jìn)行分離，分離出的微波固體顆粒介質(zhì)經(jīng)由介質(zhì)傳輸管道10返回至介質(zhì)加熱系統(tǒng)9中重新加熱后循環(huán)使用，膨脹煙梗由輸送皮帶13輸出。
膨脹后的煙梗冷卻到室溫(≤25℃)后裝入麻袋中，放置于通風(fēng)、陰涼的貯存?zhèn)}庫(kù)中貯存1個(gè)月，使膨脹后的煙梗在自然環(huán)境中陳化，促使膨脹煙梗的內(nèi)在品質(zhì)達(dá)到平衡。
如圖5所示，貯存后的膨脹煙梗進(jìn)入滾筒式回潮機(jī)15內(nèi)，回潮至含水量28％～33％。回潮后的膨脹煙梗放置在溫度30℃±2℃，相對(duì)濕度55％±5％的貯存柜17內(nèi)貯存平衡12小時(shí)。
如圖7所示，平衡好的膨脹煙梗進(jìn)入到造粒設(shè)備的喂料器20中，經(jīng)傳輸皮帶23輸送至造粒器21內(nèi)進(jìn)行造粒處理。造粒器21將膨脹煙梗打成不規(guī)則的顆粒，再通過(guò)傳輸皮帶24輸送至振篩器22。篩選出的粒徑為1～5mm的合格煙梗顆粒由振篩器22的出料口26輸出，粒徑小于1mm的煙梗顆粒、梗末由振篩器22的粉末出料口27排出，粒徑大于5mm的煙梗顆粒由輸送皮帶25送回喂料器20中重新進(jìn)入造粒器21造粒。
如圖8所示，將粒徑為1～5mm的合格煙梗顆粒置于恢復(fù)定型設(shè)備中的喂料器28中，喂料器28的出料口與輸送皮帶29相連，將煙梗顆粒送至40kw微波恢復(fù)腔30中，設(shè)定作用時(shí)間為110秒。煙梗顆粒在微波作用下迅速脫水、干燥膨脹，使回潮后萎縮的體積再次膨脹并定型，提高煙梗顆粒的填充值。
如圖9所示，定型后的煙梗顆粒先運(yùn)送至清選機(jī)35進(jìn)行清選，除去其中的粉塵、輕雜及金屬雜物，然后送至風(fēng)選機(jī)36進(jìn)行風(fēng)選，挑選出填充值≥7.5ml/g的煙梗顆粒。
如圖10所示，喂料器31將風(fēng)選合格的煙梗顆粒經(jīng)輸送皮帶32送入滾筒加香機(jī)33中給煙梗顆粒加香，加香后的煙梗顆粒置于貯存柜34內(nèi)密封平衡24小時(shí)，即制得所需的膨脹煙梗顆粒產(chǎn)品。所添加的煙用香精為煙梗顆粒重量的2％，香精組成及用量見(jiàn)表3，用乙醇補(bǔ)足組分為100％。
表3 香精組成及用量

實(shí)施例2 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)按批次2所對(duì)應(yīng)的摻配比例配料，煙梗原料混合均勻后輸送至超臨界CO2萃取罐中進(jìn)行萃取，萃取后測(cè)定煙梗的水分為15.2％。
煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻后，進(jìn)入到50kw的微波膨脹腔內(nèi)，設(shè)定時(shí)間為80秒。
膨脹后的煙梗冷卻到室溫后裝入麻袋中，放置于通風(fēng)、陰涼的貯存?zhèn)}庫(kù)中貯存2個(gè)月。
篩選出的粒徑為1～5mm的合格煙梗顆粒送至60kw微波恢復(fù)腔中，設(shè)定作用時(shí)間為64秒。
所添加的香精為煙梗顆粒重量的0.5％，香精組成及用量見(jiàn)表4。加香后的煙梗顆粒置于貯存柜內(nèi)密封放置平衡12小時(shí)。
表4 香精組成及用量

實(shí)施例3 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)按批次3所對(duì)應(yīng)的摻配比例配料。
選擇乙酸乙酯作為萃取劑，煙梗與萃取劑的重量比為1∶8，設(shè)定萃取溫度為20℃，萃取時(shí)間168h，萃取2次，萃取后測(cè)定煙梗的水分為16.0％。
煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻后，進(jìn)入到50kw的微波膨脹腔內(nèi)，設(shè)定時(shí)間為80秒。
膨脹后的煙梗冷卻到室溫后裝入麻袋中，放置于通風(fēng)、陰涼的貯存?zhèn)}庫(kù)中貯存3個(gè)月。
篩選出的粒徑為1～5mm的合格煙梗顆粒送至60kw的微波恢復(fù)腔中，設(shè)定作用時(shí)間為64秒。
所添加的香精為煙梗顆粒重量的1.5％，香精組成及用量見(jiàn)表5。
表5 香精組成及用量

實(shí)施例4 重復(fù)實(shí)施例3，有以下不同點(diǎn)按批次4所對(duì)應(yīng)的比例配料。
結(jié)果分析 運(yùn)用近紅外光譜分析儀分析4個(gè)批次的膨脹煙梗顆粒的總糖、還原糖、煙堿和總氮含量。結(jié)果見(jiàn)表6。
表6 三元多孔顆?；瘜W(xué)成分含量(％)
根據(jù)表6中的數(shù)據(jù)表明，不同產(chǎn)地、不同年份、不同等級(jí)、不同類型的煙梗組成的4個(gè)批次原料經(jīng)過(guò)均質(zhì)化工藝處理后，產(chǎn)品主要化學(xué)成分的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值均小于7％，處理后每批次產(chǎn)品的化學(xué)成分相對(duì)偏差不大，基本在一定范圍內(nèi)，說(shuō)明均質(zhì)化處理后不同批次物料間的品質(zhì)差異大大縮小，每批物料品質(zhì)更為平衡、均一。
將批次3、批次4的膨脹煙梗顆粒摻配于卷煙中，通過(guò)旁線進(jìn)料方式分別與相同的配方煙絲摻配均勻，設(shè)計(jì)摻配比例均為6％，實(shí)際摻配比例精度為1.0％，按照常規(guī)卷煙生產(chǎn)工藝制備為成品卷煙產(chǎn)品。對(duì)制得的成品卷煙進(jìn)行煙氣分析和感官質(zhì)量評(píng)吸，比較不同原料配比經(jīng)相同工藝處理后的產(chǎn)品三元多孔顆粒對(duì)卷煙煙氣品質(zhì)和感觀質(zhì)量的影響，結(jié)果見(jiàn)表7和表8。
表7 卷煙煙氣檢測(cè)表
表8 卷煙感觀質(zhì)量評(píng)吸表
表7、表8中的數(shù)據(jù)表明，添加兩個(gè)批次膨脹煙梗顆粒的卷煙在卷煙煙氣品質(zhì)和感觀質(zhì)量方面的影響基本相同，均能有效降低卷煙的焦油量、CO含量，且降低幅度相同，對(duì)卷煙的香氣、刺激性、余味方面也都有相同的貢獻(xiàn)。因此，不同產(chǎn)地、不同年份、不同等級(jí)、不同類型的煙梗，通過(guò)相同的均質(zhì)化處理后縮小不同批次物料間的品質(zhì)差異，能夠保證每批物料品質(zhì)的平衡、均一。
實(shí)施例5 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)選擇乙醇作為萃取劑，煙梗與萃取劑的重量比為1∶3，設(shè)定萃取溫度為90℃，萃取時(shí)間2h，萃取4次，萃取后測(cè)定煙梗的水分為17.0％。
煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻后，進(jìn)入到20kw的微波膨脹腔內(nèi)，設(shè)定時(shí)間為120秒。
篩選出的粒徑為1～5mm的合格煙梗顆粒送至70kw的微波恢復(fù)腔中，設(shè)定作用時(shí)間為35秒。
所添加的香精為煙梗顆粒重量的3％。
加香后平衡8小時(shí)。
實(shí)施例6 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)煙梗與萃取劑的重量比為1∶12。
實(shí)施例7 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻后，進(jìn)入到70kw的微波膨脹腔內(nèi)，設(shè)定時(shí)間為60秒。
實(shí)施例8 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)回潮后的膨脹煙梗放置在溫度25℃～28℃，相對(duì)濕度30％～50％的貯存柜內(nèi)貯存平衡4小時(shí)。
實(shí)施例9 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)將煙梗顆粒送至60kw的微波恢復(fù)腔中，設(shè)定作用時(shí)間為64秒。
實(shí)施例10 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)在回潮的同時(shí)添加0.1％的生物酶制劑和3％的料液，生物酶制劑和料液的組成及用量見(jiàn)表9和表10。
表9 生物酶制劑組成及用量
表10 料液組成及用量
實(shí)施例11 重復(fù)實(shí)施例2，有以下不同點(diǎn)在回潮的同時(shí)添加1.5％的生物酶制劑和2％的料液，生物酶制劑和料液的組成及用量見(jiàn)表11和表12?；爻焙蟮呐蛎洘煿Ｖ糜谫A存柜內(nèi)貯存平衡24小時(shí)。
表11 生物酶制劑組成及用量
表12 料液組成及用量
實(shí)施例12 重復(fù)實(shí)施例3，有以下不同點(diǎn)在回潮的同時(shí)添加1％的生物酶制劑和2％的料液，生物酶制劑和料液的組成及用量見(jiàn)表13和表14?；爻焙蟮呐蛎洘煿Ｖ糜谫A存柜內(nèi)貯存平衡24小時(shí)。
表13 生物酶制劑組成及用量
表14 料液組成及用量

實(shí)施例13 重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)在回潮的同時(shí)添加5％的生物酶制劑和10％的料液。回潮后的膨脹煙梗置于貯存柜內(nèi)貯存平衡48小時(shí)。
權(quán)利要求
1、一種制備膨脹煙梗顆粒的方法，包括以下步驟
(1)原料分析測(cè)定并記錄制備膨脹煙梗顆粒所使用原料的總糖、還原糖、煙堿和總氮的具體含量；調(diào)整煙梗的混合比例，使混合煙梗的總糖含量為10％～18％、還原糖含量8％～16％、煙堿含量0.3％～1.5％、總氮含量1.0％～2.0％，所得到的混合比例即為每種產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的摻配方案；
(2)原料摻配按照步驟(1)確定的摻配方案將各種煙?；旌暇鶆?，形成一個(gè)批次的生產(chǎn)物料，摻配的同時(shí)剔除原料中的粉塵、細(xì)小梗塊和金屬雜質(zhì)；
(3)萃取處理將摻配好的煙梗置于萃取設(shè)備中進(jìn)行萃取，控制萃取后的煙梗水分為10％～18％；
(4)煙梗膨脹處理將完成萃取的煙梗與加熱至130℃～200℃的微波固體顆粒介質(zhì)混合均勻，置于微波膨脹設(shè)備內(nèi)，使煙梗迅速膨脹，設(shè)定微波作用時(shí)間為30～180秒，之后分離膨脹煙梗與微波固體顆粒介質(zhì)；
(5)貯存待膨脹煙梗冷卻至≤25℃后裝入常規(guī)包裝袋中，置于陰涼、通風(fēng)的環(huán)境中貯存1～3個(gè)月；
(6)回潮、平衡貯存后的膨脹煙梗先回潮至含水率25％～40％，然后將膨脹煙梗置于貯存柜內(nèi)平衡4～48小時(shí)，設(shè)定貯存柜內(nèi)的溫度為10℃～40℃，相對(duì)濕度為30％～60％；
(7)造粒處理回潮平衡后的膨脹煙梗進(jìn)入造粒設(shè)備，經(jīng)造粒、篩選制得粒徑為1～5mm的煙梗顆粒；
(8)恢復(fù)定型處理將煙梗顆粒置于恢復(fù)定型設(shè)備中，在微波作用下使回潮后萎縮的煙梗脫水膨脹并定型，設(shè)定微波作用時(shí)間30～250秒；
(9)清選、風(fēng)選定型后的煙梗顆粒先經(jīng)清選除去粉塵、輕雜和金屬雜物，再經(jīng)風(fēng)選得到填充值≥7.5ml/g的，具有合格粒徑的產(chǎn)品；
(10)加香平衡將風(fēng)選合格的煙梗顆粒與煙用香精混合均勻，密封放置平衡4～36小時(shí)即得到所需的膨脹煙梗顆粒。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(1)所述的混合煙梗中的總糖含量?jī)?yōu)選為12％～15％，還原糖含量?jī)?yōu)選為10％～15％，煙堿含量?jī)?yōu)選為0.6％～1.1％，總氮含量?jī)?yōu)選為1.3％～1.8％。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(3)所述的萃取后的煙梗水分優(yōu)選為15％～17％。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于所述的萃取為有機(jī)溶劑萃取或是超臨界CO2流體萃取。
5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑萃取所使用的萃取劑為乙醇、乙酸乙酯、石油醚中的一種。
6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于煙梗與萃取劑的重量比優(yōu)選為1∶3～1∶12，萃取溫度為20℃～90℃，萃取時(shí)間為2h～168h，萃取次數(shù)2～4次。
7、根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于所述的超臨界CO2流體萃取的萃取壓力為7MPa～30MPa，萃取溫度≥35℃，萃取時(shí)間為1h～3h。
8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(4)所述的微波作用時(shí)間優(yōu)選為60～120秒。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(4)所述的分離出的微波固體顆粒介質(zhì)重新加熱130℃～200℃后循環(huán)使用。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(6)所述的回潮后的膨脹煙梗含水率優(yōu)選為28％～33％。
11、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(8)所述的微波作用的時(shí)間優(yōu)選為60～120秒。
12、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于步驟(10)所述的平衡時(shí)間優(yōu)選為8～12小時(shí)。
13、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備膨脹煙梗顆粒的方法，其特征在于在步驟(6)所述的對(duì)膨脹煙梗進(jìn)行回潮的同時(shí)按膨脹煙梗的重量分別添加0.1％～5％的生物酶制劑和1％～10％的煙用料液。
14、一種制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，包括膨脹處理設(shè)備，貯存庫(kù)，回潮加料平衡設(shè)備，造粒設(shè)備，恢復(fù)定型設(shè)備，清選風(fēng)選設(shè)備和加香平衡設(shè)備，其特征在于還包括原料分析設(shè)備，摻配設(shè)備和萃取設(shè)備。
15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的原料分析設(shè)備為近紅外光譜分析儀。
16、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的摻配設(shè)備由喂料器1、篩分振槽2和混勻筒3組成，所述的萃取設(shè)備為常規(guī)萃取罐或超臨界CO2萃取罐5，喂料器1通過(guò)篩分振槽2與混勻筒3連接，混勻筒3的出料端與萃取罐5的進(jìn)料端通過(guò)輸送皮帶4相連接。
17、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的膨脹處理設(shè)備包括喂料器11、輸送皮帶12、介質(zhì)加熱設(shè)備9和微波膨脹設(shè)備；其中，微波膨脹設(shè)備包括介質(zhì)物料混勻器6、微波膨脹腔7和介質(zhì)物料分離器8；介質(zhì)加熱設(shè)備9和微波膨脹設(shè)備通過(guò)介質(zhì)傳輸管道10相互連接，喂料器11通過(guò)輸送皮帶12與介質(zhì)物料混勻器6連接，介質(zhì)物料分離器8的出料端連接有輸送皮帶13。
18、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的回潮加料平衡設(shè)備包括喂料器18、輸送皮帶19、滾筒式回潮機(jī)15或隧道式回潮機(jī)16和貯存柜17。
19、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的造粒設(shè)備包括喂料器20、造粒器21和振篩器22，喂料器20的出料口通過(guò)輸送皮帶23與造粒器21的進(jìn)料口連接，造粒器21的出料口通過(guò)輸送皮帶24與振篩器22的進(jìn)料口連接，振篩器22的大顆粒出料口通過(guò)輸送皮帶25與喂料器20的進(jìn)料口連接。
20、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的恢復(fù)定型設(shè)備包括喂料器28、輸送皮帶29和微波恢復(fù)腔30；喂料器28的出料口通過(guò)輸送皮帶29與微波恢復(fù)腔30的進(jìn)料端連接。
21、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的清選風(fēng)選設(shè)備為常規(guī)清選機(jī)35和常規(guī)風(fēng)選機(jī)36。
22、根據(jù)權(quán)利要求14所述的制備膨脹煙梗顆粒的設(shè)備，其特征在于所述的加香平衡設(shè)備包括喂料器31、輸送皮帶32、滾筒加香機(jī)33和貯存柜34。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制備膨脹煙梗顆粒的方法及其設(shè)備，在原料分析的基礎(chǔ)上控制煙梗的混合比例，通過(guò)原料摻配使混合煙梗的總糖含量為10％～18％、還原糖含量8％～16％、煙堿含量0.3％～1.5％、總氮含量1.0％～2.0％，再經(jīng)過(guò)萃取、膨脹、貯存、回潮、造粒、恢復(fù)定型、清選風(fēng)選和加香平衡后制成所需的膨脹煙梗顆粒。本發(fā)明克服了原料差異對(duì)膨脹煙梗顆粒品質(zhì)的影響，保證了產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定性和均一性，提高了煙梗的利用率，進(jìn)一步完善了膨脹煙梗顆粒的生產(chǎn)工藝。其工藝流程簡(jiǎn)單、合理、易于實(shí)施，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、效率高、能耗低，具有良好地應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)A24B5/00GK101305836SQ20071006589
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
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