一种制备膨胀烟梗颗粒的方法及其设备的制作方法

专利名称：一种制备膨胀烟梗颗粒的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明属于卷烟生产技术领域，具体涉及一种作为卷烟填充料的膨胀烟梗颗粒的制备方法。同时，本发明还涉及实现该方法的设备。

背景技术：
常规的卷烟生产工艺中，占烟叶总重25％左右的烟梗主要用于制作膨胀梗丝及再造烟叶。其中，膨胀梗丝的填充值虽然较普通烟梗有所提高，但在燃吸过程中还存在香气不足、吸味平淡、尖刺感明显、杂气尤其是木质性杂气较重等缺点。而以低次烟叶和卷烟加工过程中产生的碎梗、碎片、碎末等为原料，采用特殊工艺加工制成的再造烟叶，虽然可以人为改变烟草中的化学成分，能够降低卷烟中的焦油含量，对卷烟产品的质量有一定改善，但对于卷烟中一氧化碳含量的降低效果并不明显。同时，在燃吸过程中也存在香气不足、吸味平淡、杂气明显等缺点。虽然各烟草研究机构及卷烟企业对膨胀梗丝、再造烟叶的工艺技术及品质控制等问题进行了大量的研究，但由于制备工艺本身的特性决定了这两种叶组原料的缺点难以从根本上得到改变。
一种新的卷烟填充材料——膨胀烟梗颗粒，为克服上述问题提供了新的解决途径，现有技术中有许多制备该类材料的方法。例如中国专利申请200510021139.5所公开的“一种采用微波膨化技术制备卷烟膨胀梗颗粒填充料的方法”。该方法是对中国专利申请03117228.8所述膨胀烟梗产品的进一步加工。其主要工艺步骤为制备膨胀烟梗——回潮、平衡水分——梗制粒——二次膨胀——再次平衡水分，最后得到填充值为5.6～8的膨胀梗颗粒成品。该产品填充值高，木质气少，燃烧性好。但用于制备膨胀烟梗的各种原料因产地、年份、等级、类型不同，无论是内在化学成分还是外观质量等都存在较大差异；各种原料不经过处理就直接进行膨胀、造粒，不但无法确定工艺指标，影响设备的工作情况，而且产品品质存在较大波动，影响进一步使用。
中国专利申请200510118934.6公开了“一种制备粒状膨胀烟梗的ESS工艺方法及所采用的设备”。该方法利用高温蒸汽与文丘里管的原理使烟梗膨胀，然后进行梗造粒，最终制备出填充值较高的膨胀烟梗。此方法同样没有解决原料差异的问题。同时，由于工艺和设备较为复杂，造成工艺条件苛刻，生产成本高昂。另外，其高温蒸汽及加压的实施环境会损坏烟梗细胞的晶格，破坏表皮，降低烟梗的等级。
中国专利申请200610010874.0公开了“一种制作烟梗颗粒的工艺”，该方法以微波膨胀技术为核心，先利用微波设备膨胀、干燥烟梗，再将膨胀后的烟梗制造成颗粒状，然后回潮处理增加水分，最后对颗粒加香进行贮存。此工艺对微波膨胀、干燥后含水量在4％～10％的烟梗直接进行造粒处理。由于烟梗水分含量过低，实际应用时烟梗造碎严重，原料损失较大。同样地，该技术依然没有克服原料差异对产品品质的影响。
因此，如何克服原料差异对膨胀烟梗颗粒产品品质的影响，完善制备膨胀烟梗颗粒的生产工序，使该产品的品质进一步提升，更好地满足市场的要求，就成为目前烟草行业中急需解决的重要难题，但现有技术中尚未见有很好地解决办法。


发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种制备膨胀烟梗颗粒的方法，克服原料差异对膨胀烟梗颗粒品质的影响，完善膨胀烟梗颗粒的生产工艺。
本发明的目的还在于提供一种实现上述制备方法的设备。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现。
一种制备膨胀烟梗颗粒的方法，包括以下步骤 1、原料分析测定并记录制备膨胀烟梗颗粒所使用原料的总糖、还原糖、烟碱和总氮的具体含量；调整烟梗的混合比例，使混合烟梗的总糖含量为10％～18％、还原糖含量8％～16％、烟碱含量0.3％～1.5％、总氮含量1.0％～2.0％，所得到的混合比例即为每种产品所对应的掺配方案。
混合烟梗中的总糖含量优选为12％～15％，还原糖含量优选为10％～15％，烟碱含量优选为0.6％～1.1％，总氮含量优选为1.3％～1.8％。
2、原料掺配按照步骤(1)确定的掺配方案将各种烟梗混合均匀，形成一个批次的生产物料，掺配的同时剔除原料中的粉尘、细小梗块和金属杂质。
3、萃取处理将掺配好的烟梗置于萃取设备中进行萃取，控制萃取后的烟梗水分为10％～18％。
萃取后的烟梗水分优选为15％～17％。
所述的萃取为有机溶剂萃取或是超临界CO2流体萃取。
其中有机溶剂萃取所使用的萃取剂为乙醇、乙酸乙酯、石油醚中的一种。
烟梗与萃取剂的重量比优选为1∶3～1∶12，萃取温度为20℃～90℃，萃取时间为2h～168h，萃取次数2～4次。
所述的超临界CO2流体萃取的压力为7MPa～30MPa，萃取温度≥35℃，萃取时间为1h～3h。
4、烟梗膨胀处理将完成萃取的烟梗与加热至130～200℃的微波固体颗粒介质混合均匀，置于微波膨胀设备内使烟梗迅速膨胀，设定微波作用时间为30～180秒，之后分离膨胀烟梗与微波固体颗粒介质。
所述的微波设备的功率优选为20～70kw。
微波作用时间优选为60～120秒。
分离出的微波固体颗粒介质重新加热至130℃～200℃后循环使用。
5、贮存待膨胀烟梗冷却后装入常规包装袋中，置于阴凉、通风的环境中贮存1～3个月。
膨胀烟梗冷却至≤25℃。
所述的包装袋为透气的麻袋或编织袋。
6、回潮、平衡贮存后的膨胀烟梗先回潮至含水率25％～40％，然后将膨胀烟梗置于贮存柜内平衡4～48小时，设定贮存柜内的温度为10℃～40℃，相对湿度为30％～60％。。
回潮后的膨胀烟梗含水率优选为28％～33％。
贮存柜内的温度优选为25℃～35℃。
7、造粒处理回潮平衡后的膨胀烟梗进入造粒设备，经造粒、筛选制得粒径为1～5mm的烟梗颗粒。
8、恢复定型处理将烟梗颗粒置于恢复定型设备中，在微波作用下使回潮后萎缩的烟梗颗粒脱水膨胀并定型，设定微波作用时间30～250秒。
所述的恢复定型设备中微波恢复腔的功率优选为20～70kw。
微波作用的时间优选为60～120秒。
9、清选、风选定型后的烟梗颗粒先经清选除去粉尘、轻杂和金属杂物，再经风选得到填充值≥7.5ml/g(按中华人民共和国烟草行业标准YC/T152-2001烟丝填充值测定标准)的，具有合格粒径的产品。
10、加香平衡将风选合格的烟梗颗粒与烟用香精混合均匀，密封放置平衡4～36小时即得到所需的膨胀烟梗颗粒。
所述的烟用香精为烟梗颗粒重量的0.1％～3％。
平衡时间优选为8～12小时。
在步骤(6)所述的对膨胀烟梗进行回潮的同时还可按膨胀烟梗的重量分别添加0.1％～5％的生物酶制剂和1％～10％的烟用料液， 所述的生物酶制剂和烟用料液，使用各卷烟生产企业现有的配方，并根据不同牌号的产品任意调整。
所述的生物酶制剂优选由下述重量百分比的原料组成复合酶制剂1％～25％、酶激活剂0.01％～0.08％、增湿剂1％～3％和缓冲液71.92％～97.99％。
其中复合酶制剂优选由降解蛋白酶、果胶酶、纤维素酶、淀粉酶和多糖降解酶中的一种或任意几种组成。
增湿剂优选由木糖醇、二甲基亚砜或二甲基砜中的一种或任意几种组成。
所述的烟用料液优选由下述重量百分比的原料组成保润剂1％～30％、特殊烟草浸提物0.1％～2％、合成类香料0.1％～2％、水66％～98.8％。
其中保润剂优选由丙二醇、山梨醇、丙三醇、二甘醇和蜂蜜中的一种或任意几种组成。
特殊烟草浸提物优选由烤烟浸膏、香料烟浸膏和白肋烟浸膏中的一种或任意几种组成。
合成类香料优选由巨豆三烯酮、乙基麦芽酚、香紫苏内酯、大马烯酮、金合欢醇和梅拉德反应物中的一种或任意几种组成。
一种制备膨胀烟梗颗粒的设备，包括膨胀处理设备，贮存库，回潮加料平衡设备，造粒设备，恢复定型设备，清选风选设备和加香平衡设备，其特征在于还包括原料分析设备，掺配设备和萃取设备。
所述的原料分析设备为近红外光谱分析仪。
所述的掺配设备由喂料器1、筛分振槽2和混匀筒3组成，所述的萃取设备为常规萃取罐或超临界CO2萃取罐5，喂料器1通过筛分振槽2与混匀筒3连接，混匀筒3的出料端与萃取罐5的进料端通过输送皮带4相连接。
所述的膨胀处理设备包括喂料器11、输送皮带12、介质加热设备9和微波膨胀设备。其中，微波膨胀设备包括介质物料混匀器6、微波膨胀腔7和介质物料分离器8；介质加热设备9和微波膨胀设备通过介质传输管道10相互连接，喂料器11通过输送皮带12与介质物料混匀器6连接，介质物料分离器8的出料端连接有输送皮带13。
所述的回潮加料平衡设备包括喂料器18、输送皮带19、滚筒式回潮机15或隧道式回潮机16和贮存柜17。
所述的造粒设备包括喂料器20、造粒器21和振筛器22，喂料器20的出料口通过输送皮带23与造粒器21的进料口连接，造粒器21的出料口通过输送皮带24与振筛器22的进料口连接，振筛器22的大颗粒出料口通过输送皮带25与喂料器20的进料口连接。
所述的恢复定型设备包括喂料器28、输送皮带29和微波恢复腔30。喂料器28的出料口通过输送皮带29与微波恢复腔30的进料端连接。
所述的清选风选设备为常规清选机35和常规风选机36。
所述的加香平衡设备包括喂料器31、输送皮带32、滚筒加香机33和贮存柜34。
本发明相对于现有技术具有如下优点 1、本发明的原料来源广泛，不限于陈化梗、新梗、长梗、短梗。对不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗通过均质化处理后均可实现烟梗膨胀及颗粒制备，从而提高了烟梗的利用率。
2、本发明缩小了不同来源的物料在品质方面的差异，并能提高物料的品质质量，改善吸味。不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗无论是内在化学成分还是外在外观质量均有很显著的差异，通过均质化处理缩小每批物料间的品质差异，保证了物料良好的稳定性和统一性。均质化处理包括原料掺配、萃取和生物酶制剂处理三个阶段。第一阶段原料掺配，是在原料分析的基础上，对化学成分含量不同的烟梗按照指标要求，进行有比例掺配、混匀，形成一个批次的生产物料，并保证此批次的物料的化学成分含量在指标要求的范围内，通过原料掺配保证了每批原料在膨胀处理前内在化学成分含量的平衡，保证每批原料的稳定性、均一性；第二阶段萃取处理，采用有机溶剂萃取或超临界CO2流体萃取。烟草中化学成分含量的高低与烟草的质量有关，但烟草的质量并不在于某一种或某几种成分绝对量的多少，而在于一系列有关物质的相对比例及彼此间的协调关系，因此，利用萃取工艺除去或降低烟梗中的有害成分含量，改变烟梗中某些化学成分的相对比例，提高品质质量，促使每批烟梗物料的品质都趋于稳定、平衡和均一；第三阶段生物酶制剂处理，利用酶的催化生物反应，促使烟草中的化学成分不断发生分解、合成和转化，从而控制和影响烟梗中主要化学成分的含量变化，使烟梗内在成分的比例更趋于合理，更加均衡协调，从外在的颜色到内在的香味质量、吸味品质均有了大幅度的改善。
3、先添加生物酶制剂使烟梗先发生生物反应，然后再添加料液使烟梗与料液发生致香物质聚合反应，可进一步增进烟梗香气浓度，改善吃味，掩盖木质杂气。
4、本发明制得的膨胀烟梗颗粒产品，内部分布有许多孔径100～400μm的小孔，具有膨胀度高和填充值高的特性，运用于卷烟中能有效降低烟丝用量，降低成本，减少损耗；并且燃烧性能好，燃烧时释放的焦油和一氧化碳低，提高了卷烟安全性；且通过工艺处理后不带有木质杂气，还可根据卷烟品牌需要，利用其多孔的特性负载一些特殊的香气，创建卷烟品牌的独特性。
5、本发明工艺流程简单、合理、易于实施，设备运行稳定、效率高、能耗低。



图1为本发明的工艺流程框图； 图2为本发明的设备流程框图； 图3为图2所示掺配设备与萃取设备的连接示意图； 图4为图2所示膨胀处理设备的组成示意图； 图5为图2所示回潮加料平衡设备的组成示意图，其中回潮机为滚筒式回潮机； 图6为图2所示回潮加料平衡设备的组成示意图，其中回潮机为隧道式回潮机； 图7为图2所示造粒设备的组成示意图； 图8为图2所示恢复定型设备的组成示意图； 图9为图2所示清选风选设备的组成示意图； 图10为图2所示加香平衡设备的组成示意图。
图中1.喂料器，2.筛分振槽，3.混匀筒，4.输送皮带，5.萃取罐，6.介质物料混匀器，7.微波膨胀腔，8.介质物料分离器，9.介质加热系统，10.介质传输管道，11.喂料器，12，13.输送皮带，14.贮存库，15.滚筒式回潮机，16.隧道式回潮机，17.贮存柜，18.喂料器，19.输送皮带，20.喂料器，21.造粒器，22.振筛器，23、24、25.传输皮带，26.振筛器出料口，27.振筛器粉末出料口，28.喂料器，29.输送皮带，30.微波恢复腔，31.喂料器，32.输送皮带，33.滚筒式加香机，34.贮丝柜，35.清选机，36.风选机。

具体实施例方式 下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明，但它们并不是对本发明的限定。
实施例1 如图2所示，本发明的制备膨胀烟梗颗粒的设备，包括原料分析设备，掺配设备，萃取设备，膨胀处理设备，贮存库，回潮加料平衡设备，造粒设备，恢复定型设备，清选风选设备和加香平衡设备。
先以近红外光谱分析仪扫描04昆明红大C4L，04丽江云87B1K，05三明翠碧1号X3F，04晋安嵩K326X3F，05红河云87X4F，03凉山K326C3F，04毕节K326X2L，03曲靖红大B2K、05昆明K326B3L、04成都K326C1L、03红河云85B3K、04洛阳中烟101B3F、05贵州贵烟11号C2L、05曲靖K326B2R、04大理云87B1K、03楚雄K326X2L，共计十六种不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗中总糖、还原糖、烟碱和总氮的含量。扫描分析结果见表1。
表1 十六种烟梗化学成分含量(％) 对十六种不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗进行混合试验，以使各批次的混合烟梗原料的总糖含量范围为12％～15％，还原糖含量范围为10％～15％，烟碱含量范围为0.6％～1.1％，总氮含量范围为1.3％～1.8％，最终形成四个批次的原料掺配方案。具体的混合比例见表2所示。
表2 十六种烟梗掺配比例表

如图3所示，按批次1所对应的掺配比例将各烟梗原料置于喂料器1中，喂料器1的出料口与筛分振槽2相连接，筛分振槽2的另一端与混匀筒3的进料口连接，烟梗原料经由筛分振槽2筛除粉尘、小于1mm的梗条和梗块、以及混入烟梗中的石块、金属等杂物后进入混匀筒3。混匀筒3将烟梗混合均匀，混匀筒3的出料口与输送皮带4相连接，将混匀后的烟梗输送至常规萃取罐5进行有机溶剂萃取。选择石油醚作为萃取剂，烟梗与萃取剂的重量比为1∶8，设定萃取温度为70℃，萃取时间3h，萃取3次，萃取后测定烟梗的水分为16.5％。
如图4所示，将萃取后的烟梗置于膨胀处理设备的喂料器11中，喂料器11的出料口与输送皮带12相连，由输送皮带12将烟梗送至介质物料混匀器6中与加热至190℃的微波固体颗粒介质混合均匀，然后进入到35kw的微波膨胀腔7内，设定时间为92秒。烟梗在微波作用下迅速膨胀，体积急剧增大。膨胀后的烟梗与微波固体颗粒介质进入介质物料分离器8内进行分离，分离出的微波固体颗粒介质经由介质传输管道10返回至介质加热系统9中重新加热后循环使用，膨胀烟梗由输送皮带13输出。
膨胀后的烟梗冷却到室温(≤25℃)后装入麻袋中，放置于通风、阴凉的贮存仓库中贮存1个月，使膨胀后的烟梗在自然环境中陈化，促使膨胀烟梗的内在品质达到平衡。
如图5所示，贮存后的膨胀烟梗进入滚筒式回潮机15内，回潮至含水量28％～33％。回潮后的膨胀烟梗放置在温度30℃±2℃，相对湿度55％±5％的贮存柜17内贮存平衡12小时。
如图7所示，平衡好的膨胀烟梗进入到造粒设备的喂料器20中，经传输皮带23输送至造粒器21内进行造粒处理。造粒器21将膨胀烟梗打成不规则的颗粒，再通过传输皮带24输送至振筛器22。筛选出的粒径为1～5mm的合格烟梗颗粒由振筛器22的出料口26输出，粒径小于1mm的烟梗颗粒、梗末由振筛器22的粉末出料口27排出，粒径大于5mm的烟梗颗粒由输送皮带25送回喂料器20中重新进入造粒器21造粒。
如图8所示，将粒径为1～5mm的合格烟梗颗粒置于恢复定型设备中的喂料器28中，喂料器28的出料口与输送皮带29相连，将烟梗颗粒送至40kw微波恢复腔30中，设定作用时间为110秒。烟梗颗粒在微波作用下迅速脱水、干燥膨胀，使回潮后萎缩的体积再次膨胀并定型，提高烟梗颗粒的填充值。
如图9所示，定型后的烟梗颗粒先运送至清选机35进行清选，除去其中的粉尘、轻杂及金属杂物，然后送至风选机36进行风选，挑选出填充值≥7.5ml/g的烟梗颗粒。
如图10所示，喂料器31将风选合格的烟梗颗粒经输送皮带32送入滚筒加香机33中给烟梗颗粒加香，加香后的烟梗颗粒置于贮存柜34内密封平衡24小时，即制得所需的膨胀烟梗颗粒产品。所添加的烟用香精为烟梗颗粒重量的2％，香精组成及用量见表3，用乙醇补足组分为100％。
表3 香精组成及用量

实施例2 重复实施例1，有以下不同点按批次2所对应的掺配比例配料，烟梗原料混合均匀后输送至超临界CO2萃取罐中进行萃取，萃取后测定烟梗的水分为15.2％。
烟梗与微波固体颗粒介质混合均匀后，进入到50kw的微波膨胀腔内，设定时间为80秒。
膨胀后的烟梗冷却到室温后装入麻袋中，放置于通风、阴凉的贮存仓库中贮存2个月。
筛选出的粒径为1～5mm的合格烟梗颗粒送至60kw微波恢复腔中，设定作用时间为64秒。
所添加的香精为烟梗颗粒重量的0.5％，香精组成及用量见表4。加香后的烟梗颗粒置于贮存柜内密封放置平衡12小时。
表4 香精组成及用量

实施例3 重复实施例1，有以下不同点按批次3所对应的掺配比例配料。
选择乙酸乙酯作为萃取剂，烟梗与萃取剂的重量比为1∶8，设定萃取温度为20℃，萃取时间168h，萃取2次，萃取后测定烟梗的水分为16.0％。
烟梗与微波固体颗粒介质混合均匀后，进入到50kw的微波膨胀腔内，设定时间为80秒。
膨胀后的烟梗冷却到室温后装入麻袋中，放置于通风、阴凉的贮存仓库中贮存3个月。
筛选出的粒径为1～5mm的合格烟梗颗粒送至60kw的微波恢复腔中，设定作用时间为64秒。
所添加的香精为烟梗颗粒重量的1.5％，香精组成及用量见表5。
表5 香精组成及用量

实施例4 重复实施例3，有以下不同点按批次4所对应的比例配料。
结果分析 运用近红外光谱分析仪分析4个批次的膨胀烟梗颗粒的总糖、还原糖、烟碱和总氮含量。结果见表6。
表6 三元多孔颗粒化学成分含量(％)
根据表6中的数据表明，不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗组成的4个批次原料经过均质化工艺处理后，产品主要化学成分的相对标准偏差RSD值均小于7％，处理后每批次产品的化学成分相对偏差不大，基本在一定范围内，说明均质化处理后不同批次物料间的品质差异大大缩小，每批物料品质更为平衡、均一。
将批次3、批次4的膨胀烟梗颗粒掺配于卷烟中，通过旁线进料方式分别与相同的配方烟丝掺配均匀，设计掺配比例均为6％，实际掺配比例精度为1.0％，按照常规卷烟生产工艺制备为成品卷烟产品。对制得的成品卷烟进行烟气分析和感官质量评吸，比较不同原料配比经相同工艺处理后的产品三元多孔颗粒对卷烟烟气品质和感观质量的影响，结果见表7和表8。
表7 卷烟烟气检测表
表8 卷烟感观质量评吸表
表7、表8中的数据表明，添加两个批次膨胀烟梗颗粒的卷烟在卷烟烟气品质和感观质量方面的影响基本相同，均能有效降低卷烟的焦油量、CO含量，且降低幅度相同，对卷烟的香气、刺激性、余味方面也都有相同的贡献。因此，不同产地、不同年份、不同等级、不同类型的烟梗，通过相同的均质化处理后缩小不同批次物料间的品质差异，能够保证每批物料品质的平衡、均一。
实施例5 重复实施例1，有以下不同点选择乙醇作为萃取剂，烟梗与萃取剂的重量比为1∶3，设定萃取温度为90℃，萃取时间2h，萃取4次，萃取后测定烟梗的水分为17.0％。
烟梗与微波固体颗粒介质混合均匀后，进入到20kw的微波膨胀腔内，设定时间为120秒。
筛选出的粒径为1～5mm的合格烟梗颗粒送至70kw的微波恢复腔中，设定作用时间为35秒。
所添加的香精为烟梗颗粒重量的3％。
加香后平衡8小时。
实施例6 重复实施例1，有以下不同点烟梗与萃取剂的重量比为1∶12。
实施例7 重复实施例1，有以下不同点烟梗与微波固体颗粒介质混合均匀后，进入到70kw的微波膨胀腔内，设定时间为60秒。
实施例8 重复实施例1，有以下不同点回潮后的膨胀烟梗放置在温度25℃～28℃，相对湿度30％～50％的贮存柜内贮存平衡4小时。
实施例9 重复实施例1，有以下不同点将烟梗颗粒送至60kw的微波恢复腔中，设定作用时间为64秒。
实施例10 重复实施例1，有以下不同点在回潮的同时添加0.1％的生物酶制剂和3％的料液，生物酶制剂和料液的组成及用量见表9和表10。
表9 生物酶制剂组成及用量
表10 料液组成及用量
实施例11 重复实施例2，有以下不同点在回潮的同时添加1.5％的生物酶制剂和2％的料液，生物酶制剂和料液的组成及用量见表11和表12。回潮后的膨胀烟梗置于贮存柜内贮存平衡24小时。
表11 生物酶制剂组成及用量
表12 料液组成及用量
实施例12 重复实施例3，有以下不同点在回潮的同时添加1％的生物酶制剂和2％的料液，生物酶制剂和料液的组成及用量见表13和表14。回潮后的膨胀烟梗置于贮存柜内贮存平衡24小时。
表13 生物酶制剂组成及用量
表14 料液组成及用量

实施例13 重复实施例1，有以下不同点在回潮的同时添加5％的生物酶制剂和10％的料液。回潮后的膨胀烟梗置于贮存柜内贮存平衡48小时。
权利要求
1、一种制备膨胀烟梗颗粒的方法，包括以下步骤
(1)原料分析测定并记录制备膨胀烟梗颗粒所使用原料的总糖、还原糖、烟碱和总氮的具体含量；调整烟梗的混合比例，使混合烟梗的总糖含量为10％～18％、还原糖含量8％～16％、烟碱含量0.3％～1.5％、总氮含量1.0％～2.0％，所得到的混合比例即为每种产品所对应的掺配方案；
(2)原料掺配按照步骤(1)确定的掺配方案将各种烟梗混合均匀，形成一个批次的生产物料，掺配的同时剔除原料中的粉尘、细小梗块和金属杂质；
(3)萃取处理将掺配好的烟梗置于萃取设备中进行萃取，控制萃取后的烟梗水分为10％～18％；
(4)烟梗膨胀处理将完成萃取的烟梗与加热至130℃～200℃的微波固体颗粒介质混合均匀，置于微波膨胀设备内，使烟梗迅速膨胀，设定微波作用时间为30～180秒，之后分离膨胀烟梗与微波固体颗粒介质；
(5)贮存待膨胀烟梗冷却至≤25℃后装入常规包装袋中，置于阴凉、通风的环境中贮存1～3个月；
(6)回潮、平衡贮存后的膨胀烟梗先回潮至含水率25％～40％，然后将膨胀烟梗置于贮存柜内平衡4～48小时，设定贮存柜内的温度为10℃～40℃，相对湿度为30％～60％；
(7)造粒处理回潮平衡后的膨胀烟梗进入造粒设备，经造粒、筛选制得粒径为1～5mm的烟梗颗粒；
(8)恢复定型处理将烟梗颗粒置于恢复定型设备中，在微波作用下使回潮后萎缩的烟梗脱水膨胀并定型，设定微波作用时间30～250秒；
(9)清选、风选定型后的烟梗颗粒先经清选除去粉尘、轻杂和金属杂物，再经风选得到填充值≥7.5ml/g的，具有合格粒径的产品；
(10)加香平衡将风选合格的烟梗颗粒与烟用香精混合均匀，密封放置平衡4～36小时即得到所需的膨胀烟梗颗粒。
2、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(1)所述的混合烟梗中的总糖含量优选为12％～15％，还原糖含量优选为10％～15％，烟碱含量优选为0.6％～1.1％，总氮含量优选为1.3％～1.8％。
3、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(3)所述的萃取后的烟梗水分优选为15％～17％。
4、根据权利要求1或3所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于所述的萃取为有机溶剂萃取或是超临界CO2流体萃取。
5、根据权利要求4所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于所述的有机溶剂萃取所使用的萃取剂为乙醇、乙酸乙酯、石油醚中的一种。
6、根据权利要求5所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于烟梗与萃取剂的重量比优选为1∶3～1∶12，萃取温度为20℃～90℃，萃取时间为2h～168h，萃取次数2～4次。
7、根据权利要求4所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于所述的超临界CO2流体萃取的萃取压力为7MPa～30MPa，萃取温度≥35℃，萃取时间为1h～3h。
8、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(4)所述的微波作用时间优选为60～120秒。
9、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(4)所述的分离出的微波固体颗粒介质重新加热130℃～200℃后循环使用。
10、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(6)所述的回潮后的膨胀烟梗含水率优选为28％～33％。
11、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(8)所述的微波作用的时间优选为60～120秒。
12、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于步骤(10)所述的平衡时间优选为8～12小时。
13、根据权利要求1所述的制备膨胀烟梗颗粒的方法，其特征在于在步骤(6)所述的对膨胀烟梗进行回潮的同时按膨胀烟梗的重量分别添加0.1％～5％的生物酶制剂和1％～10％的烟用料液。
14、一种制备膨胀烟梗颗粒的设备，包括膨胀处理设备，贮存库，回潮加料平衡设备，造粒设备，恢复定型设备，清选风选设备和加香平衡设备，其特征在于还包括原料分析设备，掺配设备和萃取设备。
15、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的原料分析设备为近红外光谱分析仪。
16、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的掺配设备由喂料器1、筛分振槽2和混匀筒3组成，所述的萃取设备为常规萃取罐或超临界CO2萃取罐5，喂料器1通过筛分振槽2与混匀筒3连接，混匀筒3的出料端与萃取罐5的进料端通过输送皮带4相连接。
17、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的膨胀处理设备包括喂料器11、输送皮带12、介质加热设备9和微波膨胀设备；其中，微波膨胀设备包括介质物料混匀器6、微波膨胀腔7和介质物料分离器8；介质加热设备9和微波膨胀设备通过介质传输管道10相互连接，喂料器11通过输送皮带12与介质物料混匀器6连接，介质物料分离器8的出料端连接有输送皮带13。
18、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的回潮加料平衡设备包括喂料器18、输送皮带19、滚筒式回潮机15或隧道式回潮机16和贮存柜17。
19、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的造粒设备包括喂料器20、造粒器21和振筛器22，喂料器20的出料口通过输送皮带23与造粒器21的进料口连接，造粒器21的出料口通过输送皮带24与振筛器22的进料口连接，振筛器22的大颗粒出料口通过输送皮带25与喂料器20的进料口连接。
20、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的恢复定型设备包括喂料器28、输送皮带29和微波恢复腔30；喂料器28的出料口通过输送皮带29与微波恢复腔30的进料端连接。
21、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的清选风选设备为常规清选机35和常规风选机36。
22、根据权利要求14所述的制备膨胀烟梗颗粒的设备，其特征在于所述的加香平衡设备包括喂料器31、输送皮带32、滚筒加香机33和贮存柜34。
全文摘要
本发明公开了一种制备膨胀烟梗颗粒的方法及其设备，在原料分析的基础上控制烟梗的混合比例，通过原料掺配使混合烟梗的总糖含量为10％～18％、还原糖含量8％～16％、烟碱含量0.3％～1.5％、总氮含量1.0％～2.0％，再经过萃取、膨胀、贮存、回潮、造粒、恢复定型、清选风选和加香平衡后制成所需的膨胀烟梗颗粒。本发明克服了原料差异对膨胀烟梗颗粒品质的影响，保证了产品品质的稳定性和均一性，提高了烟梗的利用率，进一步完善了膨胀烟梗颗粒的生产工艺。其工艺流程简单、合理、易于实施，设备运行稳定、效率高、能耗低，具有良好地应用前景。
文档编号A24B5/00GK101305836SQ20071006589
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月18日 优先权日2007年5月18日
发明者涛 杨, 杨伟祖, 川 周, 刘朝辉, 敏 李, 李姗姗, 徐兰兰, 衣志民, 宇 付, 杨彦明, 军 李, 毅 刘, 吕尊秋 申请人:云南瑞升烟草技术(集团)有限公司, 成都宏普科技有限公司