本发明属于卷烟技术领域，具体涉及一种高成品率的植物造粒方法及其所制颗粒与应用。
背景技术：
滤嘴作为吸烟者与主流烟气之间的桥梁，不仅能滤除烟气中的部分有害成分，而且在卷烟上接装滤嘴，可以有效截留卷烟主流烟气中的总粒相物，降低焦油含量，减少烟气对人体健康及环境的危害。
随着消费者对卷烟品质的要求越来越高，如何增强烟气舒适性，提高卷烟品质成为了各卷烟生产企业研发的热点。将植物颗粒材料加入卷烟滤嘴是一种目前普遍采用的方式，也得到了消费者广泛的好评。目前生产植物颗粒的方式主要有两种，一种是将干燥的植物块直接粉碎成20～80目之间的颗粒，这种方法目前主要采用常用的粉碎机，控制粉碎时间和多次筛分，以达到获得所需大小颗粒的目的；另一种则是将植物先粉碎成粉，再在其中加入一定量的粘合剂，通过各种成型方法制备成颗粒。第一种方式的缺点在于成品率低（一般在20%左右），大部分植物都直接被粉碎成粉末。第二种方式的缺点在于加工强度大，容易损失部分成分；外加入的粘合剂也会对感官品质造成一定的影响。因此，如何在低加工强度下提高颗粒材料的成品率成为了急需要解决的一个技术难题。
技术实现要素：
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种高成品率的植物造粒方法及其所制颗粒与应用。本发明方法是将存放的块状植物材料进行回潮处理后，进行一次切片，再进行一次回潮后，进行二次切片并筛分收集所需粒径范围的颗粒，将超出所需粒径范围的大颗粒再次切片，并筛分收集所需粒径范围的颗粒，最后对两次收集到的所需粒径范围内的颗粒进行低温干燥，即得到植物颗粒材料。该方法对植物材料的处理强度低，成分损失很小，产品成品率高，一般在75%以上。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种高成品率的植物造粒方法，包括如下步骤：
步骤（1），一次回潮：将含水率为2-8%的块状干燥植物材料进行水蒸气回潮，控制回潮环境的相对湿度在90-100%，回潮4-6h；
步骤（2），一次切片：将经步骤（1）回潮后的植物材料放入切片机中进行切片，控制切片厚度在2-4mm；
步骤（3），二次回潮：将步骤（2）得到的切片进行回潮处理，控制回潮环境的相对湿度在70-90%，回潮至切片含水率为8-12%；
步骤（4），二次切片：将经步骤（3）二次回潮后的切片以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.4-0.5mm；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（5），筛分和收集：将经步骤（4）得到的产品进行筛分，对粒径范围为20-80目内的颗粒进行收集，然后将超出所需粒径范围的大颗粒再次送入切片机中，以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.4-0.5mm，之后筛分并收集粒径范围为20-80目内的颗粒；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（6），低温干燥：将步骤（5）两次收集的粒径范围为20-80目内的颗粒合并，之后进行低温干燥，干燥至颗粒含水率不超过8%，得到植物颗粒材料；其中，低温干燥的温度不超过60℃。
本发明中，由于一次切片后，其含水率依然较低，在二次切片时，植物材料的应力依然很强。以径向方式切片时，植物纤维被切断，材料自身的应力会使其淀粉等固体成分碎裂为颗粒。但如果植物纤维走向与刀片平行时，纤维无法被切断，从而起到了连接和抵抗应力的作用，因此得到的产品会大部分呈丝状。
进一步，优选的是，所述的植物材料为淀粉植物。
进一步，优选的是，所述的植物材料为葛根、红薯或雪莲果。
本发明同时提供上述高成品率的植物造粒方法所制得的植物颗粒材料。
本发明还提供上述植物颗粒材料作为卷烟滤嘴添加剂的应用。在应用时，将植物颗粒材料放入嘴棒成型设备中进行生产，得到含植物颗粒的卷烟滤嘴，并制造卷烟。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
（1）本发明方法相对于传统直接粉碎造粒法，能够大幅度提高成品率，较少原料浪费，降低成本；成品率由直接粉碎造粒法得20%左右提高到本发明方法的至少75%，提高了3.75倍；这使得成本大幅度降低，降低了至少50%。
（2）本发明方法相对于粉末造粒法，能够显著降低对植物材料的加工强度，最大程度保留原料中的有效成分，并且不外加粘合剂，不影响感官品质，这使得成本大幅度降低，降低了至少10%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
实施例1
一种高成品率的植物造粒方法，包括如下步骤：
步骤（1），一次回潮：将含水率为2%的块状干燥葛根材料进行水蒸气回潮，控制回潮环境的相对湿度在100%，回潮4h；
步骤（2），一次切片：将经步骤（1）回潮后的葛根材料放入切片机中进行切片，控制切片厚度在2mm；
步骤（3），二次回潮：将步骤（2）得到的切片进行回潮处理，控制回潮环境的相对湿度在90%，回潮至切片含水率为8-12%；
步骤（4），二次切片：将经步骤（3）二次回潮后的切片以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.4mm；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（5），筛分和收集：将经步骤（4）得到的产品进行筛分，对粒径范围为20-80目内的颗粒进行收集，然后将超出所需粒径范围的大颗粒再次送入切片机中，以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.4mm，之后筛分并收集粒径范围为20-80目内的颗粒；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（6），低温干燥：将步骤（5）两次收集的粒径范围为20-80目内的颗粒合并，之后进行低温干燥，干燥至颗粒含水率不超过8%，得到植物颗粒材料；其中，低温干燥的温度不超过60℃。
将得到的植物颗粒材料放入嘴棒成型设备中进行生产，得到含植物颗粒的卷烟滤嘴，并制造卷烟。对比使用不加入植物颗粒材料制造的卷烟，其烟气甜润感有显著的提升，并且没有外加的杂气产生，产品品质提升明显。
实施例2
一种高成品率的植物造粒方法，包括如下步骤：
步骤（1），一次回潮：将含水率为8%的块状干燥木薯材料进行水蒸气回潮，控制回潮环境的相对湿度在90%，回潮6h；
步骤（2），一次切片：将经步骤（1）回潮后的木薯材料放入切片机中进行切片，控制切片厚度在4mm；
步骤（3），二次回潮：将步骤（2）得到的切片进行回潮处理，控制回潮环境的相对湿度在70%，回潮至切片含水率为8-12%；
步骤（4），二次切片：将经步骤（3）二次回潮后的切片以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.5mm；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（5），筛分和收集：将经步骤（4）得到的产品进行筛分，对粒径范围为20-80目内的颗粒进行收集，然后将超出所需粒径范围的大颗粒再次送入切片机中，以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.5mm，之后筛分并收集粒径范围为20-80目内的颗粒；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（6），低温干燥：将步骤（5）两次收集的粒径范围为20-80目内的颗粒合并，之后进行低温干燥，干燥至颗粒含水率不超过8%，得到植物颗粒材料；其中，低温干燥的温度不超过60℃。
将得到的植物颗粒材料放入嘴棒成型设备中进行生产，得到含植物颗粒的卷烟滤嘴，并制造卷烟。对比使用不加入植物颗粒材料制造的卷烟，其烟气甜润感有显著的提升，并且没有外加的杂气产生，产品品质提升明显。
实施例3
一种高成品率的植物造粒方法，包括如下步骤：
步骤（1），一次回潮：将含水率为6%的块状干燥淮山材料进行水蒸气回潮，控制回潮环境的相对湿度在95%，回潮5h；
步骤（2），一次切片：将经步骤（1）回潮后的淮山材料放入切片机中进行切片，控制切片厚度在4mm；
步骤（3），二次回潮：将步骤（2）得到的切片进行回潮处理，控制回潮环境的相对湿度在70%，回潮至切片含水率为8-12%；
步骤（4），二次切片：将经步骤（3）二次回潮后的切片以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.5mm；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（5），筛分和收集：将经步骤（4）得到的产品进行筛分，对粒径范围为20-80目内的颗粒进行收集，然后将超出所需粒径范围的大颗粒再次送入切片机中，以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.5mm，之后筛分并收集粒径范围为20-80目内的颗粒；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（6），低温干燥：将步骤（5）两次收集的粒径范围为20-80目内的颗粒合并，之后进行低温干燥，干燥至颗粒含水率不超过8%，得到植物颗粒材料；其中，低温干燥的温度不超过60℃。
将得到的植物颗粒材料放入嘴棒成型设备中进行生产，得到含植物颗粒的卷烟滤嘴，并制造卷烟。对比使用不加入植物颗粒材料制造的卷烟，其烟气甜润感有显著的提升，烟草本香突出，产品品质提升明显。
实施例4
一种高成品率的植物造粒方法，包括如下步骤：
步骤（1），一次回潮：将含水率为5%的块状红薯植物材料进行水蒸气回潮，控制回潮环境的相对湿度在95%，回潮5h；
步骤（2），一次切片：将经步骤（1）回潮后的红薯材料放入切片机中进行切片，控制切片厚度在3mm；
步骤（3），二次回潮：将步骤（2）得到的切片进行回潮处理，控制回潮环境的相对湿度在80%，回潮至切片含水率为8-12%；
步骤（4），二次切片：将经步骤（3）二次回潮后的切片以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.4mm；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（5），筛分和收集：将经步骤（4）得到的产品进行筛分，对粒径范围为20-80目内的颗粒进行收集，然后将超出所需粒径范围的大颗粒再次送入切片机中，以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.4mm，之后筛分并收集粒径范围为20-80目内的颗粒；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（6），低温干燥：将步骤（5）两次收集的粒径范围为20-80目内的颗粒合并，之后进行低温干燥，干燥至颗粒含水率不超过8%，得到植物颗粒材料；其中，低温干燥的温度不超过60℃。
将得到的植物颗粒材料放入嘴棒成型设备中进行生产，得到含植物颗粒的卷烟滤嘴，并制造卷烟。对比使用不加入植物颗粒材料制造的卷烟，其烟气甜润感有显著的提升，并带有显著的焦甜香气息，产品品质提升明显。
实施例5
一种高成品率的植物造粒方法，包括如下步骤：
步骤（1），一次回潮：将含水率为7%的块状干燥雪莲果材料进行水蒸气回潮，控制回潮环境的相对湿度在90%，回潮6h；
步骤（2），一次切片：将经步骤（1）回潮后的雪莲果材料放入切片机中进行切片，控制切片厚度在3mm；
步骤（3），二次回潮：将步骤（2）得到的切片进行回潮处理，控制回潮环境的相对湿度在90%，回潮至切片含水率为8-12%；
步骤（4），二次切片：将经步骤（3）二次回潮后的切片以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.45mm；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（5），筛分和收集：将经步骤（4）得到的产品进行筛分，对粒径范围为20-80目内的颗粒进行收集，然后将超出所需粒径范围的大颗粒再次送入切片机中，以径向的方式再次通过切片机，控制切片厚度为0.45mm，之后筛分并收集粒径范围为20-80目内的颗粒；其中，径向的方式是指植物纤维走向方向与刀片垂直；
步骤（6），低温干燥：将步骤（5）两次收集的粒径范围为20-80目内的颗粒合并，之后进行低温干燥，干燥至颗粒含水率不超过8%，得到植物颗粒材料；其中，低温干燥的温度不超过60℃。
将得到的植物颗粒材料放入嘴棒成型设备中进行生产，得到含植物颗粒的卷烟滤嘴，并制造卷烟。对比使用不加入植物颗粒材料制造的卷烟，其烟气甜润感有显著的提升，烟草本香突出，产品品质提升明显。
对比试验
对比例1
对比例1与本发明方法的区别在于：一次回潮回潮时间超过6h，其余都相同。
结果显示：
如果一次回潮超过6h，导致块状植物材料中水分含量过高，在一次切片时，在高速刀片摩擦发热作用下，植物淀粉容易成糊，粘附在刀片上，影响切片效果。
对比例2
对比例2与本发明方法的区别在于：一次回潮回潮时间小于4h，其余都相同。
结果显示：
如果回潮不到4h，又会因为含水率过低，材料应力过大，在一次切片时即会产生造碎，为二次切片增加难度。
对比例3
对比例3与本发明方法的区别在于：不进行二次回潮，其余都相同。
结果显示：
如果不进行二次回潮，在一次切片完，其含水率会有较大程度的改变。在干燥环境中，切片的含水率过低，材料应力过大，如果直接进行二次切片，会使切片过程中的造碎非常严重，大部分成分直接成粉，而不是成颗粒。
对比例4
对比例4与本发明方法的区别在于：二次回潮至切片含水率超过12%，其余都相同。
结果显示：
在过于潮湿的环境中，切片的含水率又会过高，导致材料应力不够，其淀粉类成分不但容易成糊，粘附在刀片上，而且含水率过高时，还可能直接将材料切成丝状。
对比例5
对比例5与本发明方法的区别在于：采用高温干燥，干燥温度超过60℃，其余都相同。
结果显示：
如果进行高温干燥：（1）植物内的易挥发的香气成分容易散失；（2）淀粉类成分容易在高温下焦化，导致成分改变。
对比例6
对比例6与本发明方法的区别在于：切片厚度均不在本发明的保护范围内，其余都相同。
结果显示：
如果切片厚度过厚，最终得到的颗粒较大，虽然可以对大颗粒进行二次加工，但这一过程中的损失就会增加，造成成品率降低，其成品率大约只有15-25%。如果切片厚度过薄，一则会容易造碎，尤其在二次切片过程中，其大部分成分会直接成粉，而不是颗粒；二则会造成成品率过低，大约只有10%左右。
对比例7
将本发明方法与传统的粉末造粒法进行比较，结果如下：
相对于粉末造粒法：粉末造粒法会引入粘合剂，会对颗粒中的香气成分挥发造成一定的阻碍，从直接检测的颗粒成分上来说，其变化不大；但加入卷烟滤嘴进行感官评价时，本发明制造的颗粒其香气浓郁程度远大于粉末造粒法的颗粒；正常来说，加入10mg本发明制造的颗粒就可以达到加入20mg粉末造粒法颗粒的效果，所以本发明方法可以大大降低成本。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。