一种造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法。所述技术要求，是将造纸法再造烟叶生产过程中烟梗原料经洗涤后得到洗梗水采用膜分离技术对其进行净化处理以满足洗梗用水的技术要求。技术方案特点是：将洗梗水先进行矩形筛过滤处理，再将滤液导入陶瓷膜分离系统进行果胶、糖类等大分子物质的脱除，得到透析液和截留液；透析液再导入反渗透膜系统脱除色素和盐类物质，即得到净化水和浓缩水。净化水可直接进入洗梗用水系统循环使用。本发明解决了现有技术大量排放洗梗水对环境造成污染、生产用水利用率低和新水消耗量大的问题。
【专利说明】一种造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法，特别是涉及造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法。属造纸法再造烟叶生产技术工艺领域。
【背景技术】
[0002]目前，卷烟生产已不同于传统的生产方法，其特点就是天然烟丝中加入一定比例的再造烟叶的烟丝，以改善烟草化学成分，降焦、降耗有良好的作用，还能丰富卷烟配方的资源，适用于多种类型卷烟产品的开发。再造烟叶的生产包括辊压法、稠浆法和造纸法，其中造纸法再造烟叶生产技术是目前企业最新最为常用生产技术。
[0003]造纸法再造烟叶生产是以烟叶碎片、烟末和烟梗为主要原料，综合应用化工医药技术中浸提工艺和造纸技术中制浆、抄造等关键工艺，并采取机械及物理方法加工出拥有类似复烤叶片物理参数和含水率等的再造烟叶。原料短缺已成为制约造纸法再造烟叶的生产产能，而制造再造烟叶是烟梗高值化利用主要的方式，通常烟梗的用量占再造烟叶总量的50%左右。烟梗约占烟叶总重的三分之一，将这些烟梗原料用于再造烟叶生产中，对于减少烟草原料浪费，节约用于种植烟草的耕地面积，降低生产成本都具有重要的现实意义。但用于烟梗不同于烟叶，其中含有大量的果胶、大分子糖类、氯离子和色素等物质以及灰尘、金属等外源性物质，这些物质存在会影响再造烟叶的感官品质和生产安全。烟梗中总果胶含量通常在8-12%之间，主体成分是半乳糖醛酸通过糖苷键聚合起来的高分子物质，大量果胶存在会使生产的再造烟叶燃吸不完全，并产生甲醇、乙酸等刺激性气味，对卷烟吸味及安全性不利；烟梗直接萃取时萃取液中含有较多的糖类，打破了烟草所需糖碱比平衡，且糖类在燃烧过程中产生的焦油量大，从而降低了再造烟叶在卷烟配方中减少焦油释放量的功能，导致这种方法制得的再造烟叶存在吃味品质较差、杂气重等吸味缺陷，影响了再造烟叶在卷烟工业产品中的使用效果和添加量。由于生长环境因素，烟梗中含有大量的氯离子物质，而氯离子的存在，使得再造烟叶中氯离子含量过高，破坏了其中的钾氯比，不利于再造烟叶的燃烧速度，同时，再造烟叶氯离子含量超标，不能满足国家局0.8%上限要求。外源性物质主要是烟叶收割、运输等方式所致。
[0004]现有公开技术中，如专利201110194762.6《烟梗提取液的处理工艺》通过酶降解方式降低烟梗萃取液中果胶等物质和专利201210230744.3《一种利用微波辅助降低烟梗中果胶含量的方法》采用微波技术降低其中果胶含量等，但考虑到运行成本和现实因素，这些工艺技术的生产可行性具有局限性。目前造纸法再造烟叶生产企业均是直接对烟梗进行自来水加热浸泡，按照“一洗两泡”方式洗梗，后经挤干脱水后再进入萃取工段，这种方法较好的降低了烟梗中的果胶、大分子糖类、氯离子和色素等物质和外源性物质。但洗梗水直接排放，其中含有大量果胶、大分子糖类、氯离子和色素等物质的洗梗水富有营养化增加了污水处理成本，另一方面，增加了生产过程水用水和产品吨耗水量，也不利于吨产品水耗要求和降能减耗的原则。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在克服现有技术不足，发明一个能解决造纸法再造烟叶生产中烟梗原料经洗涤后得到的洗梗水满足循环使用时的问题，大量洗梗水排放对环境造成污染和污水处理成本，同时再造烟叶生产过程水的利用率，吨产品耗水量大的缺点。本发明解决了现有技术大量排放洗梗水对环境造成污染、生产用水利用率低和新水消耗量大的问题，洗梗水经二道膜分离系统净化处理后，可完全满足洗梗用水循环使用的技术要求。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案步骤为:一种造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法，其特征在于:包含以下工艺步骤:
(1)将造纸法再造烟叶生产过程中烟梗原料经热自来水洗涤净化后得到的洗梗水，直接送入60-80目矩形筛装置进行初步过滤得到过滤液，收集过滤截留物质，其主要为尘土、金属物和烟梗粗纤维等；
(2)将步骤(I)过滤液导入陶瓷膜分离系统进行分离，在设定的工作参数实施洗梗水的膜分离，得到透析液和含有固体不溶物、果胶风胶类物质、糖类等大分子物质的截留液；
(3 )将步骤(2 )中的透析液导入反渗透膜分离系统中，选用合适反渗透膜和设定工作参数实施透析液进一步膜分离，得到净化水和含有色素、盐类物质等的浓缩水；
(4)将步骤(I)中的过滤截留物质经除杂后直接进入制浆系统处理，而2)和3)中经膜分离系统处理得到的截留液和浓缩水采用微生物发酵或生化处理的方式处理。
[0007]所述步骤2)中陶瓷膜分离系统的膜元件-管式膜芯采用孔径为20_250nm的膜芯，工作压力为0.2-0.5MPa，工作流速为5-lOm/s，料液温度不高于80°C的工作参数下工作进行膜分尚。
[0008]所述步骤3)中反渗透膜分离系统采用卷式RO-SG膜，工作压力2_6MPa，工作流速为5-10 m/s的工作参数下进行膜分离。
[0009]本发明有益效果:本发明有效解决了造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水净化处理的难题，洗梗水净化回收率达80-90%，提高了再造烟叶生产用水的利用率，降低了再造烟叶生产时的污水排放量以及提高了环境和水资源的保护。与此同时，膜分离技术用于洗梗水的净化分离技术属于无变相的分离技术，不仅其能耗低、分离效果好，而且易于自动化控制管理，降低人力成本，处理效果稳定。
【具体实施方式】
[0010]下面对本发明的【具体实施方式】及有关技术问题作进一步详细的描述，但不限于实施例。
[0011]①将造纸法再造烟叶生产过程中烟梗原料经热自来水洗涤净化后得到的洗梗水，直接导入60-80目矩形筛装置进行初步过滤得到初步过滤液，收集过滤物截留物质。
[0012]②将①过滤液导入陶瓷膜分离系统进行分离，在设定的工作参数实施洗梗水的膜分离，得到透析液和含有固体不溶物、果胶风胶类物质、糖类等大分子物质的截留液(浓水)。
[0013]③将②中的透析液导入反渗透膜分离系统中，选用合适反渗透膜和设定工作参数实施透析液进一步膜分离，得到净化水和含有色素、盐类物质等的浓缩水。
[0014]上述技术方案洗梗水经经80目矩形筛过滤得到的截留物，除杂后烟梗纤维直接进入制浆系统。
[0015]上述技术方案经膜分离系统处理得到的截留液和浓缩水采用微生物发酵或生化处理的方式处理。
[0016]上述技术方案的陶瓷膜分离系统的膜元件-管式膜芯采用孔径为20_250nm的膜芯，工作压力为0.2-0.5MPa，工作流速为5-lOm/s，料液温度不高于80°C的工作参数下工作进行膜分尚。
[0017]上述技术方案的反渗透膜分离系统采用管式膜RO-SG膜，工作压力l_6MPa，工作流速为5-10 m/s的工作参数下进行膜分离。
[0018]上述技术方案的洗梗水通过二道膜分离技术净化处理后得到的净化水可完全满足造纸法再造烟叶生产中烟梗原料洗涤用水的技术要求。
[0019]实施例1
1.随机于造纸法再造烟叶生产线取洗梗水，留样送检测定洗梗水的色度、电导率、pH、化学需氧量(CODcr)、生化耗氧量(BOD5)、悬浮物(SS )等理化指标。
[0020]2.将洗梗水导入60-80目矩形筛装置进行初步过滤得到初步过滤液，收集过滤物截留物质。
[0021 ] 3.将2中过滤液20kg导入陶瓷膜分离系统进行分离，采用膜元件-管式膜芯采用孔径为200nm的膜芯，工作压力为0.2-0.5MPa，工作流速为5_10m/s，料液温度不高于80°C的工作参数下工作进行膜分离，得到透析液18.51kg和含有固体不溶物、果胶风胶类物质、糖类等大分子物质的截留液(浓水)1.52kg。透析液收率为92.55%。
[0022]4.将3中的透析液18kg导入反渗透膜分离系统中，采用管式膜RO-SG膜，工作压力l_6MPa，工作流速为5-10 m/s的工作参数下进一步进行透析液膜技术分离，得到净化水16.4kg和含有色素、盐类物质等的浓缩水1.6kg。净化水的收率为91.11%。
[0023]5.将2中的过滤截留物质经除杂后直接进入制浆系统处理，而3、4中经膜分离系统处理得到的截留液和浓缩水采用微生物发酵或生化处理的方式处理。
[0024]将上述按本发明技术得到的净化水送检，检测净化水的的色度、电导率、pH、C0Dra、BOD5, SS等理化指标。
[0025]实施例2
1.随机于造纸法再造烟叶生产线取洗梗水，留样送检测定洗梗水的色度、电导率、pH、CODcr, BOD5、SS等理化指标。
[0026]2.将洗梗水导入60-80目矩形筛装置进行初步过滤得到初步过滤液，收集过滤物截留物质。
[0027]3.将2中过滤液20kg导入陶瓷膜分离系统进行分离，采用膜元件-管式膜芯采用孔径为50nm的膜芯，工作压力为0.2-0.5MPa，工作流速为5-lOm/s，料液温度不高于80°C的工作参数下工作进行膜分离，得到透析液18.62k和含有固体不溶物、果胶风胶类物质、糖类等大分子物质的截留液(浓水)1.4kg。透析液收率为93.1%。
[0028]4.将3中的透析液15kg导入反渗透膜分离系统中，采用管式膜RO-SG膜，工作压力l_6MPa，工作流速为5-10 m/s的工作参数下进一步进行透析液膜技术分离，得到净化水13.89kg和含有色素、盐类物质等的浓缩水1.1lk。净化水收率为92.6%。
[0029]5.将2中的过滤截留物质经除杂后直接进入制浆系统处理，而3、4中经膜分离系统处理得到的截留液和浓缩水采用微生物发酵或生化处理的方式处理。
[0030]将上述按本发明技术得到的净化水送检，检测净化水的的色度、电导率、pH、C0Dra、BOD5, SS等理化指标。
[0031]实施例3
1.随机于造纸法再造烟叶生产线取洗梗水，留样送检测定洗梗水的色度、电导率、pH、CODcr, BOD5、SS等理化指标。
[0032]2.将洗梗水导入60-80目矩形筛装置进行初步过滤得到初步过滤液，收集过滤物截留物质。
[0033]3.将2中过滤液20kg导入陶瓷膜分离系统进行分离，采用膜元件-管式膜芯采用孔径为25nm的膜芯，工作压力为0.2-0.5MPa，工作流速为5-lOm/s，料液温度不高于80°C的工作参数下工作进行膜分离，得到透析液18.85kg和含有固体不溶物、果胶风胶类物质、糖类等大分子物质的截留液(浓水)1.2kg。透析液收率为94.25%。
[0034]4.将3中的透析液15kg导入反渗透膜分离系统中，采用管式膜RO-SG膜，工作压力l_6MPa，工作流速为5-lOm/s的工作参数下进一步进行透析液膜技术分离，得到净化水13.91kg和含有色素、盐类物质等的浓缩水1.1k。净化水收率为92.73%。
[0035]5.将2中的过滤截留物质经除杂后直接进入制浆系统处理，而3、4中经膜分离系统处理得到的截留液和浓缩水采用微生物发酵或生化处理的方式处理。
[0036]将上述按本发明技术得到的净化水送检，检测净化水的的色度、电导率、pH、C0Dra、BOD5, SS等理化指标。
[0037]以下是将三个实施例的水样进行水样水质分析，并检测结果汇总下表中:
【权利要求】
1.一种造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法，其特征在于:包含以下工艺步骤: (1)将造纸法再造烟叶生产过程中烟梗原料经热自来水洗涤净化后得到的洗梗水，直接送入60-80目矩形筛装置进行初步过滤得到过滤液，收集过滤截留物质，其主要为尘土、金属物和烟梗粗纤维等； (2)将步骤(I)过滤液导入陶瓷膜分离系统进行分离，在设定的工作参数实施洗梗水的膜分离，得到透析液和含有固体不溶物、果胶风胶类物质、糖类等大分子物质的截留液； (3)将步骤(2)中的透析液导入反渗透膜分离系统中，选用合适反渗透膜和设定工作参数实施透析液进一步膜分离，得到净化水和含有色素、盐类物质等的浓缩水； (4)将步骤(I)中的过滤截留物质经除杂后直接进入制浆系统处理，而2)和3)中经膜分离系统处理得到的截留液和浓缩水采用微生物发酵或生化处理的方式处理。
2.按照权利要求1所述的造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法，其特征在于:所述步骤2)中陶瓷膜分离系统的膜元件-管式膜芯采用孔径为20-250nm的膜芯，工作压力为0.2-0.5MPa，工作流速为5-lOm/s，料液温度不高于80°C的工作参数下工作进行膜分离。
3.按照权利要求1所述的造纸法再造烟叶生产过程中洗梗水循环使用的净化处理方法，其特征在于:所述步骤3)中反渗透膜分离系统采用卷式RO-SG膜，工作压力2-6MPa，工作流速为5-10 m/s的工作参数下进行膜分离。
【文档编号】A24B3/14GK103549641SQ201310564760
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】白晓莉, 董伟, 王磊, 杨涛, 袁肖琴, 赵伟, 吕小洋, 陈程 申请人:红塔烟草(集团)有限责任公司