烟草原料浓缩液的制备装置及方法与流程

本发明涉及烟草制造领域，具体是一种烟草原料浓缩液的制备装置及方法。

背景技术：

国内造纸法再造烟叶通常是采用两步法生产，先采用溶剂将烟草有效成份充分浸泡出来，再将烟草提取液浓缩后回填到烟草基片上，其生产关键工序包括提取、浓缩、抄造、涂布等过程。烟草提取液中通常含有一定量的蛋白质、果胶质、纤维素、半纤维素等大分子物质，这些成分一般以固悬物的形式存在于提取液中，只有分离掉这些固悬物才能保证产品质量。中国专利ZL200910063930.0《烟草薄片原料萃取液的综合除杂新工艺及除杂系统》中采用絮凝-高速离心法处理烟草萃取液，有效提高了造纸法再造烟叶产品质量。目前造纸法再造烟叶行业中，浓缩设备通常是借鉴制药和食品行业使用的多效真空浓缩系统，由于烟草成份的复杂性，浓缩过程存在效率低、加热罐内壁易结圬等问题，如浓缩温度过低，浓缩时间会太长，影响浓缩效率；但如果温度过高，部分低沸点的致香成分会挥发，这样就造成了烟草本香的浪费损失，最终影响再造烟叶的感官品质。

目前造纸法烟草薄片的生产一般广泛采用两步法加工工艺，将烟叶下脚料，主要包括烟梗、烟碎、烟末，在水或有机溶剂中浸泡，使其中的可溶性物质和纤维物质分离，萃取后的烟末、烟梗经打浆处理后，将浆料送到抄纸机上抄造成形，再将经加工后的可溶性物质喷洒在薄片上，使其保持原有的烟味，经过一系列的烘干而成烟草薄片。

目前造纸法烟草薄片生产工艺中，提取液的浓缩方法主要采用是通过减压蒸馏的方法对溶液进行浓缩。蒸发的方法(减压蒸馏)由于不仅存在能耗大的问题，运行成本较高，与国家提出的日益严格的节能减排政策也不相符，另外，由于蒸发过程中温度较高(65℃)，料 液中的有效成分(如香味物质)也可能变质或被蒸发，从而影响最终烟草的品质。

专利《一种烟草提取液浓缩方法》(申请号：201310457044.2)公开了一种提高烟草提取液浓缩效率的方法，主要还是采用常见的真空加热浓缩工艺。专利《一种烟草提取液的浓缩处理方法》(申请号：201210325062.0)公开了一种采用反渗透技术对烟草提取液进行浓缩的工艺，但存在反渗透膜价格和维护成本较高、浓缩速率不稳定等问题。专利《一种造纸法再造烟叶精制液冷冻浓缩的方法》(申请号：201510543292.8)公开了一种造纸法再造烟叶精制液冷冻浓缩的方法，但存在不能连续运行、能源利用效率较低等问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种烟草原料浓缩液的制备装置及方法，能有效保留致香成分、且节约能耗。

一种烟草原料浓缩液的制备装置，包括浓缩前罐、离心泵、换热器、一次结晶罐、二次结晶罐、微热管、卧式离心机、洗净塔，浓缩前罐用于存储烟草原料提取液，浓缩前罐的出口端通过离心泵与换热器连接，换热器的出口端与一次结晶罐、二次结晶罐依次串接，二次结晶罐上部出口端与微热管、卧式离心机依次连接，卧式离心机的固体出口端与洗净塔连接，卧式离心机的液体出口端与洗净塔的出口端与浓缩前罐连通，二次结晶罐底部设有出口，浓缩液在系统中不断循环，达到固含量目标要求后从二次结晶罐底部出口排出。

进一步的，所述换热器为管壳式换热器或刮板式热交换器。

一种烟草原料浓缩液的制备方法，其特征在于使用上述制备装置进行，所述制备方法为：首先将浓缩前罐中的烟草原料提取液通过离心泵导入换热器中，生成部分细微的冰结晶后送入一次结晶罐进行初步结晶，然后再进入二次结晶罐进行二次结晶，结晶罐中的大冰晶输送至微热管进行轻度加热，微热管温度保持在30-60摄氏度之间，然后在卧式离心机中进行固液分离，分离得到的冰晶送至洗净塔进行洗 涤，将洗涤液与分离得到的液体合并送至浓缩前罐，料液在系统中不断循环，达到目标要求的固含量后便从二次结晶罐底部出口排出。

进一步的，一次结晶罐中搅拌器转速为200-300r/min，二次结晶罐中搅拌器转速为300-400r/min。

本发明具有以下优点：本发明通过冷冻结冰然后分离冰渣来实现烟草原料提取液的浓缩，与现有的加热浓缩方法相比不仅节约能耗，还能更好地保留有效致香成分，与传统的悬浮结晶法相比，本工艺能够实现对再结晶过程中冰晶生长速度的控制，并且通过微热管和卧式离心机的组合，固液分离的效果明显提升，冰晶表面的有效烟草成分也得到了更好的保留。本发明的制备方法简单、实施容易、设备的投资少、烟草原料提取液利用率高。

附图说明

图1是本发明烟草原料浓缩液的制备装置的结构示意图。

图中：1—浓缩前罐，2—离心泵，3—换热器，4—一次结晶罐，5—二次结晶罐，6—微热管，7—卧式离心机，8—洗净塔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种烟草原料浓缩液的制备装置，包括浓缩前罐1、离心泵2、换热器3、一次结晶罐4、二次结晶罐5、微热管6、卧式离心机7、洗净塔8，浓缩前罐1用于存储烟草原料提取液，浓缩前罐1的出口端通过离心泵2与换热器3连接，换热器3的出口端与一次结晶罐4、二次结晶罐5依次串接，二次结晶罐5上部出口端与微热管6、卧式离心机7依次连接，卧式离心机7的固体出口端与洗净塔8连接，卧式离心机7的液体出口端与洗净塔8的出口端与浓缩前罐1连通。

本发明还提供一种烟草原料浓缩液的制备方法，其应用上述装置 进行，所述制备方法为：首先将浓缩前罐1中的烟草原料提取液通过离心泵2导入换热器3中，生成部分细微的冰结晶后送入一次结晶罐4进行初步结晶，然后再进入二次结晶罐5进行二次结晶，结晶罐中的大冰晶输送至微热管6进行轻度加热，微热管温度保持在30-60摄氏度之间，然后在卧式离心机7中进行固液分离，分离得到的冰晶送至洗净塔8进行洗涤，将洗涤液与分离得到的液体合并送至浓缩前罐1，料液在系统中不断循环，达到目标要求的固含量后便从二次结晶罐5底部排出。

其中制备方法通过以下两个实施例进行进一步说明：

实施例1

一种烟草原料浓缩液的制备方法，包括如下步骤：

首先将浓缩前罐1中10kg、固含量为8％的烟草原料提取液通过离心泵2导入换热器3(本实施例采用管壳式换热器)中，在-5℃温度条件下生成部分细微的冰结晶后依次送入一次结晶罐4和二次结晶罐5进行结晶，一次结晶罐4和二次结晶罐5中搅拌器转速分别为200r/min、300r/min，15min后大冰晶逐渐成长，再将大冰晶输送至微热管6进行轻度加热，微热管6温度保持在40摄氏度，然后送入卧式离心机7中进行固液分离，分离得到的冰晶在洗净塔8中进行洗涤，洗涤液采用的是冰融解液。冲洗后的液体和卧式离心机7中分离所得液体回流至浓缩前罐1，浓缩液在系统中不断循环，25min后达到固含量目标要求(例如40％)后从二次结晶罐5底部排出。

将得到的烟草原料浓缩液涂布在再造烟叶基片上，涂布量为32g/m²，涂布后基片经干燥后成再造烟叶，最后将再造烟叶进行切丝并制成烟支进行感官评吸；同时还制作了对照样(浓缩液采用常规的真空加热工艺制成)进行对比测评。

感官评吸结果如下表所示：

实施例2

一种烟草原料浓缩液的制备方法，包括如下步骤：

首先将浓缩前罐1中10kg、固含量7％的烟草原料提取液通过循环泵导入换热器3(本实施例采用管壳式换热器)中，在-7℃温度条件下生成部分细微的冰结晶后送入一次结晶罐4和二次结晶罐5进行结晶。一次结晶罐4和二次结晶罐5中搅拌器转速分别为300r/min、400r/min，12min后大冰晶逐渐成长，再将大冰晶输送至微热管6进行轻度加热，微热管温度保持在50摄氏度，然后送入卧式离心机7中进行固液分离，分离得到的冰晶在洗净塔8中进行洗涤，洗涤液采用的是冰融解液。冲洗后的液体卧式离心机7中分离所得液体回流至浓缩前罐1，浓缩液在系统中不断循环，22min后达到固含量目标要求(例如45％)后从二次结晶罐5底部排出。

将得到的烟草原料浓缩液涂布在再造烟叶基片上，涂布量为35g/m²，涂布后基片经干燥后成再造烟叶，最后将再造烟叶进行切丝并制成烟支进行感官评吸；同时还制作了对照样(浓缩液采用常规的真空加热工艺制成)进行对比测评。

感官评吸结果如下表所示：

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。