专利名称：一种卷烟减害降焦处理工艺及用于烟丝或烟叶超临界萃取的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于卷烟生产技术领域，特别涉及一种卷烟减害降焦处理工艺及用于烟丝或烟叶超临界萃取的装置。
背景技术：
早在20世纪50年代初，英国皇家医学会就公开提出吸烟有害健康。50年代末，美国卫生署和英国皇家医学会都发表公告认为吸烟过量是产生肺癌的病因之一。进入20世纪90年代，禁烟呼声日益高涨，世界烟草业的发展已到了事关存亡的关键时期。为了自身的生存发展和对人类的健康负责，各国都积极对吸烟与健康问题开展了广泛的研究。因此，随着吸烟与健康的问题越来越受到关注，提高卷烟的吸食品质和降低卷烟烟气中的有害成分的释放量成为卷烟的必然发展趋势。发展低焦油和低危害卷烟是我国烟草行业发展的趋势，利于我国在参与国际的烟草竞争中凸显优势。烟叶中有害成分前体物质对卷烟的安全性影响较大，但是目前并没有很好的方法来降低烟叶中的烟碱和其它有害成分，通常的做法是利用过滤嘴或复配烟叶的方法来过滤烟气或降低人体对烟叶产生烟气的吸入量，但这些途径对卷烟烟气品质影响较大，消费者的接受程度较低。因此，提高卷烟产品科技含量、降低烟草有害成分也就成为目前中国烟草企业对抗跨国烟草巨头进入的一个必然选择和当务之急。超临界流体(Supercritical Fluid,简称SCF)是物质处于其临界温度(Tc)和临界压力(PC)以上的一种物质状态。对该状态的流体加压，流体不会液化，仅密度增大，此状态流体既具有液态性质，同时保留有气体性能，这种状态的流体表现出若干特殊性质。如超临界流体既有液体的溶解能力，又有气体良好的流动和传递性能。并且在临界点附近，压力和温度的少量变化，有可能显著改变流体溶解能力。因此，对超临界流体进行调整，控制分离过程，可对烟草中的某些成分进行一定程度的选择萃取，超临界流体萃取是一项极具潜力的应用技术。目前有部分卷烟企业将卷烟烟丝浸入二氧化碳的超临界萃取流体中，浸溃时间为200s-400s，通过泄压降低萃取容器内的温度，然后将烟丝置于高温热风中(350-450°C )，利用干冰升华迫使烟丝得以膨胀。但是该处理存在以下缺陷烟丝萃取效率较低，同时由于后续的处理工艺温度较高，所处理后的烟丝易产生焦苦气息，对烟丝的感官质量产生不良的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卷烟减害降焦处理工艺，所述工艺处理后的卷烟减害降焦效果好，且对烟丝的感官质量的吸味无不良影响，使烟丝的整体感官质量高于传统工艺处理的烟丝。本发明采用的技术方案如下、一种卷烟减害降焦处理工艺，将烟丝或烟叶进行超临界流体萃取，萃取后利用微波或80°C -150°c的热风处理萃取后的烟丝或烟叶。微波处理的强度为50-500KW，微波处理时间为30s_300s。热风处理时间为2_20min。进一步，烟丝或烟叶在超临界流体中进行萃取时，置于一转动的且能与超临界流体充分接触的装置中。所述装置的转速为10-100r/min,转动萃取时间为2_60min。 具体的，将烟丝或烟叶加入密闭萃取容器中，在超临界流体中进行萃取，调节萃取容器温度为20°C -80°C，调节萃取压力为IO-SOMpa ;萃取结束后，在脱除溶剂的过程中，萃取容器内的温度保持在-10°C -60°C，从容器下部抽出液体溶剂，从容器的上部抽出气化的溶剂；之后将烟丝或烟叶从容器中整体取出，置于微波或热风中进行处理脱除溶剂。采用二氧化碳、四氟乙烷、氨、丙烷、丁烷、异丁烷、二甲醚、乙醚、六氟化硫、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、乙醇、正己烷中的一种或几种的混合物为萃取溶剂。进一步，采用二氧化碳为萃取溶剂，同时采用乙醇或丙酮或其水溶液为夹带剂，使夹带剂与二氧化碳成为混合流体；于20°C -80°C、5-60Mpa萃取2_60min ;萃取结束脱除溶剂的过程中，萃取容器内的温度保持在-10°C - 60°C。本发明提供了一种烟草减害降焦的处理工艺，一方面利用烟丝在超临界萃取溶剂中旋转增加和溶剂的接触，同时增加浸溃时间，总体上提高了萃取溶剂的萃取效率，将烟叶中的烟碱、焦油前体物、有害成分前体物基质等有害成分萃取分离出来，从而在本质上降低卷烟烟气焦油、烟碱和有害成分的释放量，所得到的烟草样品可与正常卷烟烟丝参配，可根据具体情况按1-40%直接添加到卷烟配方中或经切丝后掺配到卷烟配方中，不影响正常使用，同时可降低烟气有害成分的释放量，从而提高卷烟的安全性。由于采用超临界溶剂萃取，烟丝不与氧气接触。从烟叶中脱除溶剂气体时，利用微波或低温热风进行处理脱除烟叶中的溶剂，相对于高温处理，其优点在于可较好的保持烟叶本身的香气成分不发生大的变化，满足卷烟的香味品质。方法中超临界所用萃取溶剂可循环利用；萃取过程中固相和液相中蒸发出的溶剂气体经压缩液化后回收。所采用的装置也是在现有卷烟企业所用的干冰膨胀设备的基础上，增加一个转动的且能与超临界流体充分接触的装置，此装置本领域技术人员可采用现有技术中任何能实现此目的的装置，如可转动的笼屉等。具体的，还可采用以下本发明优选提供的一种用于烟丝或烟叶超临界萃取的装置，包括萃取釜，在所述的萃取釜中安装有回转转动的笼状设备，所述设备上设有若干开孔，笼状设备底部或外侧壁与动力装置驱动连接。所述笼状设备的开孔率为20-70%，具体可根据烟丝或烟叶的大小进行调节，只要能保证烟丝或烟叶不从笼状设备中跑出，同时又能确保萃取溶剂进入笼状设备与烟丝或烟叶接触即可。萃取釜中动力装置可采用任何现有技术中能驱动笼状设备转动的装置。笼状设备回转转动时，即可绕着水平轴转动，也可绕与水平轴垂直的轴转动。经本发明方法处理后，所得到的烟丝和叶片卷烟焦油释放量降低15-25%，卷烟主流烟气的CO、NO、PAHs、TSNAs、自由基、挥发性腈类、酚类等可降低10_35%，同时对卷烟的感官品质有较好促进的作用，衬托自然烟香，降低卷烟烟气刺激性、增强烟气生津感、提高卷烟舒适度。本发明相对于现有技术，有以下优点
本发明卷烟减害降焦处理工艺在保持烟叶主要致香成分的同时，能有效地选择性降低烟叶中烟碱或其它有害成分前体物，这一技术的应用可提高卷烟的质量，降低卷烟烟气焦油和有害成分的释放量，提高卷烟的安全性。
图I为本发明实施例中所采用的用于烟丝或烟叶超临界萃取的装置，其中I为萃取釜，2为笼状设备笼屉，3为动力装置。
具体实施例方式以下以具体实施例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此
以下实施例进行超临界萃取时采用设备参考图1，包括萃取釜1，在所述的萃取釜I中安装有回转转动的笼状设备笼屉2，所述笼屉2上设有若干开孔，开孔率根据烟丝或烟叶的大小在20-70%间进行调整，笼屉2底部与动力装置3驱动连接。实施例I
将装有200 Kg卷烟烟丝的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的CO2为萃取溶剂，并打入无水乙醇作为夹带剂，调节萃取釜温度为30°C，调节萃取压力20Mpa，将卷烟烟丝完全浸没，调节笼屉的转速40r/min，转动萃取时间20min，萃取结束后，在脱除溶剂的过程中，萃取容器内的温度保持在20°C，从容器下部抽出液体溶剂，从容器的上部抽出气化的溶剂，萃取结束后，将烟丝置于150KW微波中处理220s脱除烟叶中的溶剂。实施例2
将装有200 Kg烟草叶片的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的CO2为萃取溶剂，并打入无水乙醇作为夹带剂，调节萃取釜温度为30°C，调节萃取压力20Mpa，将成品烟叶完全浸没，调节笼屉的转速40r/min，转动萃取时间20min，萃取结束后，将叶片置于100°C的热风中进行处理IOmin脱除烟叶中的溶剂。实施例3
将装有200 Kg成品烟叶的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的二甲醚为萃取溶剂，并打入丙酮作为夹带剂，调节萃取釜温度为40°C，调节萃取压力30Mpa，将成品烟叶完全浸没，调节笼屉的转速20r/min，转动萃取时间25min，萃取结束后，从容器的上部抽出气化的溶剂，将成品烟叶从容器中整体取出，置于200KW微波中进行处理150s脱除烟叶中的溶剂。实施例4
将装有200 Kg成品烟叶的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的丁烷为萃取溶剂，并打入60%丙酮作为夹带剂，调节萃取釜温度为30°C，调节萃取压力40Mpa，将成品烟叶完全浸没，调节笼屉的转速25r/min，转动萃取时间40min，萃取结束后，将烟叶置于130°C的热风中进行处理IOmin脱除烟叶中的溶剂。
实施例5
将装有200 Kg卷烟烟丝的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的四氟乙烷为萃取溶剂，并打入40%乙醇作为夹带剂，调节萃取釜温度为40°C，调节萃取压力35Mpa，将卷烟烟丝完全浸没，调节笼屉的转速30r/min，转动萃取时间30min，萃取结束后，从容器的上部抽出气化的溶剂，将卷烟烟丝从容器中整体取出，置于50KW微波中进行处理300s脱除烟丝中的溶剂，取出烟丝。实施例6
将装有200 Kg卷烟烟丝的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的CO2、二甲醚混合溶剂为萃取溶剂，并打入70%丙酮作为夹带剂，调节萃取釜温度为25°C，调节萃取压力25Mpa，将卷烟烟丝完全浸没，调节笼屉的转速25r/min，转动萃取时间30min，萃取结束后，从容器的上部抽出气化的溶剂，将卷烟烟丝从容器中整体取出，置于300KW微波中进行处理IOOs脱除烟丝中的溶剂，取出卷烟烟丝。实施例7
将装有200 Kg成品烟叶的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的C02、丁烷、四氟乙烷混合溶剂为萃取溶剂，并打入50%乙醇作为夹带剂，调节萃取釜温度为300C，调节萃取压力25Mpa，将成品烟叶完全浸没，调节笼屉的转速20r/min，转动萃取时间30min，萃取结束后，从容器的上部抽出气化的溶剂，将成品烟叶从容器中整体取出，置于500KW微波中进行处理30s脱除烟叶中的溶剂，取出烟叶。对比例I
将装有200 Kg卷烟烟丝的笼屉置于密闭萃取容器中，向容器中注入呈液态的CO2为萃取溶剂，并打入无水乙醇作为夹带剂，调节萃取釜温度为30°C，调节萃取压力20Mpa，将成品烟叶完全浸没，调节笼屉的转速40r/min，转动萃取时间20min，萃取结束后，在脱除溶剂的过程中，萃取容器内的温度保持在20°C，从容器下部抽出液体溶剂，从容器的上部抽出气化的溶剂，萃取结束后，将烟丝置于350°C的热风中处理40s脱除烟叶中的溶剂。本发明方法与高温处理工艺烟丝香味成分对比分析
比较实施例I (微波处理)、实施例2 (低温处理)以及对比例I (高温处理)工艺，处理后烟丝中的主要香味成分，详细结果见表I。表I不同处理方法烟丝的香味成分含量分析(Ug/g)
香味成分 j对比例I j实施例I j实施例2 Mjg~5.41 7.92 8.43
Mll~ I. 57 3.02 2.41
T"内酯.0.62 1.01 0.91
~6.81 9.56 9.88^"乙醒~0.81 1.87 1.64
裏舊醇_1.01 1.62 1.21
i 苯乙醇 —2.92 4.16 3. 78 著"叶醇—0.41 0.45 0. 5
~ 15. 78 22. 32 19.99 天马酮.8.21 9.98 10.45
著"叶基丙酮 —2.68 3.21 3.31 盲豆三烯酮 |l7.57 |21. 06 |20. 8权利要求
1.一种卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，先将烟丝或烟叶进行超临界流体萃取，萃取后利用微波或80°C _150°C的热风处理萃取后的烟丝或烟叶。
2.如权利要求I所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，微波处理的强度为50-500KW，微波处理时间为30s-300s。
3.如权利要求I所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，80-150°C热风处理时间为 2_20min。
4.如权利要求1-3任一所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，烟丝或烟叶在超临界流体中进行萃取时，置于一转动的且能与超临界流体充分接触的装置中。
5.如权利要求4所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，所述装置的转速为10-100r/min,转动萃取时间为2_60min。
6.如权利要求5所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，将烟丝或烟叶加入密闭萃取容器中，在超临界流体中进行萃取，调节萃取容器温度为20°C -80°C，调节萃取压力为10-80Mpa ;萃取结束后，在脱除溶剂的过程中，萃取容器内的温度保持在-10°C -60°C，从容器下部抽出液体溶剂，从容器的上部抽出气化的溶剂；之后将烟丝或烟叶从容器中整体取出，置于微波或热风中进行处理脱除溶剂。
7.如权利要求6所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，采用二氧化碳、四氟乙烷、氨、丙烷、丁烷、异丁烷、二甲醚、乙醚、六氟化硫、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、乙醇、正己烷中的一种或几种的混合物为萃取溶剂。
8.如权利要求7所述的卷烟减害降焦处理工艺，其特征在于，采用二氧化碳为萃取溶剂，同时采用乙醇或丙酮或其水溶液为夹带剂，使夹带剂与二氧化碳成为混合流体；于20 0C -80°C>5-60Mpa 萃取 2_60min。
9.一种用于烟丝或烟叶超临界萃取的装置，包括萃取釜，其特征在于，所述的萃取釜中安装有回转转动的笼状设备，所述设备上设有若干开孔，笼状设备底部或外侧壁与动力装置驱动连接。
10.如权利要求9所述的用于烟丝或烟叶超临界萃取的装置，其特征在于，所述笼状设备的开孔率为20-70%。
全文摘要
本发明属于卷烟生产技术领域，特别涉及一种卷烟减害降焦处理工艺。将烟丝或烟叶置于可转动的装置中进行超临界流体萃取，萃取后利用微波或80℃-150℃的热风处理萃取后的烟丝或烟叶。本发明卷烟减害降焦处理工艺在保持烟叶主要致香成分的同时，能有效地选择性降低烟叶中烟碱或其它有害成分前体物，这一技术的应用可提高卷烟的质量，降低卷烟烟气焦油和有害成分的释放量，提高卷烟的安全性。
文档编号A24B15/24GK102640985SQ20121012906
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月28日 优先权日2012年4月28日
发明者刘茂林, 苏东赢, 陈伟, 马宇平 申请人:河南中烟工业有限责任公司