专利名称：烟草梗丝重组加工方法
技术领域：
本发明属于卷烟加工制造技术领域，具体的说就是对切丝后烟草梗丝的化学成分进行转换调控的重组加工的工艺生产方法。
背景技术：
烟梗在烟叶中所占的比例大概25%左右，目前将烟梗制成梗丝的加工工艺及其设备已相当成熟，卷烟中掺兑梗丝的比例根据卷烟的档次也不尽相同，但是，梗丝主要应用在低档烟中的主要原因的是由烟梗的特性和传统的加工工艺决定的。国内外有关研究表明，烟梗物理特性和化学组分与烟叶存在本质的差异，烟梗的纤维素、半纤维素、木质素、果胶质含量远远高于烟叶的含量；纤维素、木质素燃烧不充分时产生易引起吸烟者呛咳的刺激性气味；木质素和果胶燃烧可产生有毒的甲醇等物质，并带有较大的木质杂气；含氮化合物燃烧易产生自由基和特有亚硝胺；木质素燃烧易产生3，4 -苯并芘等。这些化学成分含量差异严重降低了烟梗吸味品质。烟梗与叶片相比，总糖、总氮和烟碱含量较低，细胞壁物质含量较高。膨胀梗丝的化学组分与膨胀前相差不大，除总糖和烟碱略有减小外，其它成分如总氮、细胞壁物质和木质素的含量基本不变。从已有的研究结果表明，梗丝香味不足，是因为影响香烟风味的一些重要成分如￠-苯乙醇、￠-大马酮、叶绿酮等致香成分含量很低，而糠醛、苯乙醛等含量却很高，木质气重。目前国内外处理梗丝的技术手段主要有以下几种
I、对烟梗的物理性状进行改变，如丝状梗丝和膨化。梗丝丝状化能够有效改善掺配的均匀性，改善烟支吸阻状况；梗丝膨化能显著提高梗丝填充值，并能改善烟支燃烧状况，从而对梗丝吸味有一定的改善。2、添加香料处理等技术手段，梗丝在线添加料液，可降低梗丝木质杂气和刺激性，对吸味有一定的改善，但一者梗丝中特有杂气难以被香料掩盖，二者目前在线加料难以做到大比例加料，而且直接大比例加料会导致梗丝性状变异、燃烧性能降低，因此，效果有限。3、生物处理方法，如厦门卷烟厂有关烟梗复合酶处理工艺的专利申请，该技术通过在洗梗液中添加复合酶，使烟梗在洗梗时挂上部分复合酶，利用储梗时进行酶解反应。该项目仅处理了不利于烟梗吸味的部分因素，对影响燃烧及安全的硝酸盐、氯离子等没有处理，而且通过洗梗过程挂酶处理，存在着酶效率不高的弊端。4、颗粒梗技术，即先将烟梗膨化，然后加料并制成颗粒，其原理上仍然是一种“膨化+加料”的工艺技术，而且存在风力送丝、端部落丝及易刺破烟纸的技术瓶颈，其应用受到一定的限制。为此，有的烟厂开始应用膨胀梗条的技术，该技术只是将梗粒改为梗条，对端部落丝和刺破烟纸的现状有一定改善。总之，以上一系列处理方法都是对梗丝的缺陷进行修补和完善，没有真正找到解决梗丝缺陷的根本办法，均无法满足梗丝高端化应用。CN102475352A公开了一种梗丝再造加工的方法，其针对现有梗丝处理工艺的不足，提供一种梗丝再造加工方法，包括对切丝后的梗丝洗涤、脱水、浸泡加料、固液分离、干燥、梗丝膨胀，采取洗涤、回填烟草必须的化学成分等手段，调整梗丝中糖、碱、钾、硝酸盐比例，主动降低梗丝中影响燃烧、安全及吸味不利的化学成分含量，同时，以处理后的梗丝为载体，添加天然烟草提取物补充其自然烟香，从而提高烟梗的吸味品质，最终达到提高梗丝的使用范围和比例的技术目的。同时，CN102440433A也公布了一种烟草梗丝的制造方法，经切梗丝后的梗丝进入一连续萃取装置，用溶剂进入萃取，经萃取后的梗丝通过挤压、离心进入固液分离，分离后的梗丝进入料液回填，通过水分预处理降低梗丝含水率，然后进入塔式膨化或气流干燥，通过上述工艺大幅降低焦油、一氧化碳有害成分和梗料填充率，从而大幅提高梗原料的利用率。上述的公布的两个专利申请的技术构思大致相同，均采用浸泡梗丝以萃取其中的可溶性物质，被萃取或提取的可溶性物质中有氯离子、硝酸盐、糖、烟碱、钾、果胶、淀粉等，经固液分离处理后的梗丝再进行浸泡或喷淋加料，目的就是把一些利于梗丝吸味和品质的化学成分再补充到梗丝中，以改变梗料特性。研究表明该方法是有一定效果的，但是也同样存在问题。 首先，经过浸泡提取或萃取的梗丝，虽然通过固液分离处理，但其水分仍然很高(70%左右)，这时再采用浸泡或喷淋的方式为梗丝回填加料处理时，由于其水分很高甚至处于饱和状态，梗丝均匀吸收料液的能力较低，同时也会产生大量的料液浪费。其次，通过加料后的梗丝水分和粘度都很高，这时再去烘干，一方面梗丝会沾粘在各种烘干设备中，另一方面，现有各种干燥设备也很难把这么高水分的梗丝一次干燥到位，必须进行两次甚至更多的干燥环节，如此会严重损失已回填加入梗料中的致香成分，同时，梗丝的造碎也会大幅增加。
发明内容
本发明针对上述目前现有梗丝加工工艺所存在的不足，提供一种可高效率实现对切后梗丝的化学成分进行可调可控的烟草梗丝重组加工方法，以提升梗丝的使用价值，使加工后的梗丝可以应用到各种中高档卷烟中。本发明所述烟草梗丝重组加工方法，依次包括以下步骤
(1)浸泡提取将梗丝置于溶剂内连续浸泡，使梗丝内的可溶解物质基本溶解于溶剂
内；
(2)固液分离将浸泡后梗丝与浸泡溶剂分离，使梗丝水分不超过75%；
(3)一次干燥将固液分离后的梗丝进行气流干燥，使梗丝水分降低至25%以下；
(4)回填加料将料液均匀加入一次干燥后的梗丝中；
(5)二次干燥将加入料液的梗丝进行干燥，使梗丝水分回降；
(6)风选梗丝风选除杂获得纯净梗丝。本发明可使用卷烟制造企业制丝线常规的切后梗丝作为处理对象，梗丝的水分和切丝厚度为卷烟厂制丝生产线上常规的工艺生产要求标准。同时，为了保证加工要求的精确完成，各步骤之间可根据需要设置流量控制单元进行处理量的精确控制。本发明在固液分离工序与回填加料工序之间设置一次干燥，使梗丝水分大幅度降低，可为后续回填加料重组加工进行梗丝内部组织结构中的腾空，使梗丝作为再造载体的内部空间更大、更有效，从而大幅度提高后续回填加料工序效率。本发明优选气流干燥方式进行一次干燥，在达到高效率干燥目的的同时，还可以有效去除或降低梗丝中的木质气味和杂气气味。为了降低工艺成本，同时提高浸泡提取效率，本发明采用常温自来水作为溶剂，水与梗丝的比例按每公斤计算为(5-8) :1，梗丝在水中浸泡提取的时间30 - 70分钟。本发明所述固液分离步骤，可以为两级挤干，具体方式为经浸泡提取后的高水分梗丝由螺杆泵送到两级螺杆式挤干机连续进行两次固液分离。采用上述两级挤干，可使梗丝有效控制在75%以下，通常可达到60-75%。经两级挤干后的梗丝会呈现为较为密实的块状，因此有必要在进行下一工序前，将其进行柔性松散，使梗丝团完全解团，松散均匀。为了提高梗丝的后续干燥均匀性和干燥效率，这种块状应当通过对梗丝造碎很低的柔性松散设备处理。均匀松散后的梗丝经气流干燥机干燥到水分为12 20%，干燥气流温度在 200-300°C范围内。梗丝干燥到这一区域，可有效实现梗丝载体腾空目的，且不会导致干燥富余和额外的能源损耗。本发明另一个重要加工环节就是回填加料，这一加工工序效果的好坏，将决定梗丝重组加工的产品品质优劣。为了充分提高回填加料的均匀性，本发明采用立式滚筒加料机进行加料，梗丝的受料率可以达到90%左右，相对传统的卧式滚筒加料机只有不足30%左右的梗丝能够吸受到料液，其加料效率明显提高，且加料均匀一致；同时，为后续的加料梗丝进一步均质化处理和松散奠定好的基础。所述述立式滚筒加料机可采用中国专利申请CN102423128A所披露的技术方案，也可以是类似立式滚筒操作的喷淋加料方式。为进一步改善加料效果，本发明还可对加料后梗丝再进行均质化处理和进一步松散，使梗丝的一致性更好。具体的用于回填加料的料液组分及配比比例，可由卷烟制造企业根据各自的卷烟品牌的风格特征等因素来配制和制定。回填加料后的梗丝的水分约为30—40%，另外其粘性也较大，为避免加料后梗丝在二次干燥过程中粘结，本发明采用导热油滚筒烘丝机为二次干燥设备，其内筒壁设置防沾粘涂层。该干燥设备可以有效避免粘性梗丝的粘连，其烘丝筒壁的温度可以精确控制，导热油干燥的节能效果也十分突出。在二次干燥过程中，滚筒烘丝机筒壁温度控制在150-200°C范围内，梗丝被干燥的同时，其中加入的致香成分也都到最大程度的保留。本发明可有效实现梗丝品质改造，提升梗丝的使用价值，使加工后的梗丝可以应用到各种中高档卷烟中。这对于满足烟草品牌个性化加工工艺需求，适应中式卷烟的发展需要，增强卷烟企业核心竞争力和我国烟草行业的整体实力具有极其重要的技术推动意义。
图I为本发明工艺流程示意图。
具体实施例方式如图I所示，本发明优选工艺流程为1、切后梗丝使用卷烟制造企业现有制丝线常规切后梗丝，切后梗丝水分约为32—
35% ；
2、一次流量控制切后梗丝通过第一流量控制单元精确确定拟加工梗丝量；
3、浸泡提取梗丝通过流量控制单元进入连续浸泡提取设备内，使用常温水作为提取溶剂，水与梗丝的比例按每公斤计算为(5 — 8) :1，梗丝在水中浸泡提取的时间30 - 70分钟；
4、一次挤干及二次挤干经提取后的高水分梗丝由螺杆泵送至两级螺杆式挤干机内连续进行两次固液分离，经二次挤干后的梗丝水分约为60-75%左右；
5、松散将经二次挤干后的块状梗丝团进行柔性松散，使梗丝团完全解团，松散均匀；
6、二次流量控制松散后梗丝通过第二流量控制单元精确确定后续拟加工梗丝量；
7、一次气流烘梗丝完全均匀松散的梗丝通过第二流量控制单元送至第一气流干燥机内干燥到水分约为12 20% ；
8、三次流量控制一次干燥后梗丝通过第三流量控制单元精确确定后续拟加工梗丝
量;
9、立式滚筒加料一次干燥后梗丝通过第三流量控制单元被送至立式滚筒加料机内进行回填加料；用于回填加料的料液及加料比例，由卷烟制造企业根据各自的卷烟品牌的风格特征等因素来配制和制定；回填加料后的梗丝的水分约为30— 40% ；
10、均质化处理和松散利用滚筒机进行加料均质化处理，并通过柔性松散设备进行柔性松散；
11、四次流量控制经回填加料后的梗丝通过第四流量控制单元确定后续拟加工梗丝
量;
12、二次滚筒烘梗丝经回填加料后的梗丝通过第四流量控制单元送至导热油滚筒干燥机内进行二次干燥，筒壁温度控制在150-200°C范围内，使梗丝水份回降至12 — 13% ;
13、梗丝风选将二次干燥后的梗丝进行风选，获得成品梗丝，成品梗丝水分约为12-13%。本发明通过浸泡提取、固液分离和柔性松散、气流干燥、立式滚筒加料与均质化处理、柔性松散、导热油滚筒干燥和风选等工艺，高效率获得高品质梗丝。其中梗丝浸泡提取是十分重要的加工环节，应在规定的时间内可以把梗丝中的可溶性物质基本全部溶解出来；通过两级挤干的固液分离后，梗丝的水分大概在60 -75%。经二次挤干的二级固液分离的水可以再次掺兑到浸泡提取设备中循环使用。此外，由于固液分离后的梗丝呈较为密实的块状，为了提高梗丝的干燥均匀性和干燥效率，这种块状必须通过对梗丝造碎很低的柔性松散设备进行处理。其次，重组回填加料这一加工工序效果的好坏，将直接决定梗丝重组加工的产品品质，本发明采用立式滚筒加料机加料，梗丝的受料率可以达到90%左右，而传统的卧式滚筒加料机加料均匀效果较差，只有不足30%左右的梗丝能够吸受到料液。同时，在立式滚筒加料后，可对加料后梗丝再进行均质化处理和柔性松散加工，使梗丝的一致性更好,产品的稳定性也会更好。所述均质化处理可以采用滚筒旋转均化，也可采用挤压均化，并在后续柔性松散过程中进一步均化，使梗丝中加入的料液分布更为均匀，梗丝吸受料液效果均匀。重组加料料液组分与加料比例，可由卷烟制造企业根据各自的卷烟品牌的风格特征等因素来配制和制定。本发明采用的最后的烘干设备为导热油滚筒烘丝机，其内筒壁可设置经过特殊处理的防沾粘涂层，可以避免粘性梗丝的粘连，同时，其烘丝筒壁的温度可以精确控制，导热油干燥的节能效果也十分突出。通过梗丝风选除杂后，即可获得水分约为12-13%的纯净梗丝。通过本发明加工的梗丝具有较高的填充性能、香气品质和纯净度，既能帮助卷烟改善燃烧状态，又不影响甚至帮助卷烟提升烟气品质，这时的梗丝不论是色泽还是吸味品质等相对传统梗丝都具有大幅度的提升，因此可掺兑到中高档卷烟烟丝中，这将为梗丝应 用于中高档卷烟找到一条有效途径。
权利要求
1.ー种烟草梗丝重组加工方法，其特征在于，依次包括以下步骤 (1)浸泡提取将梗丝置于溶剂内连续浸泡，使梗丝内的可溶解物质基本溶解于溶剂内； (2)固液分离将浸泡后梗丝与浸泡溶剂分离，使梗丝水分不超过75%； (3)一次干燥将固液分离后的梗丝进行气流干燥，使梗丝水分降低至25%以下； (4)回填加料将料液均匀加入一次干燥后的梗丝中； (5)二次干燥将加入料液的梗丝进行干燥，使梗丝水分回降； (6)风选梗丝风选除杂获得纯净梗丝。
2.根据权利要求I所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于采用常温自来水作为溶剂，水与梗丝的比例按每公斤计算为(5-8):1，梗丝在水中浸泡提取的时间30 — 70分钟。
3.根据权利要求I所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于所述固液分离步骤为两级挤干，具体方式为经浸泡提取后的高水分梗丝由螺杆泵送到两级螺杆式挤干机连续进行两次固液分离。
4.根据权利要求3所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于在进行一次干燥前，对两级挤干后的梗丝进行松散，使梗丝团完全解団，松散均匀。
5.根据权利要求I所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于所述一次干燥步骤中，梗丝经气流干燥机干燥到水分为12 20%，干燥气流温度在200-300°C范围内。
6.根据权利要求I所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于采用立式滚筒加料机进行回填加料。
7.根据权利要求I所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于对加料后梗丝进行均质化处理和松散。
8.根据权利要求I至7任何一项所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于采用导热油滚筒烘丝机为二次干燥设备，筒壁温度在150-200°C范围内，其内筒壁设置防沾粘涂层。
9.根据权利要求I至7任何一项所述的烟草梗丝重组加工方法，其特征在于所述各步骤之间可根据需要设置流量控制单元进行处理量的精确控制。
全文摘要
本发明提供一种对切丝后梗丝的化学成分的进行重组加工的烟草梗丝重组加工方法，其包括浸泡提取、固液分离和柔性松散、气流干燥、立式滚筒加料与均质化处理、松散、导热油滚筒干燥及梗丝风选等工艺步骤。通过本发明加工的梗丝具有较高的填充性能、香气品质和纯净度，既能帮助卷烟改善燃烧状态，又不影响甚至帮助卷烟提升烟气品质，可为梗丝应用于中高档卷烟找到一条有效途径。
文档编号A24B5/16GK102697164SQ20121020022
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者丁秋实, 何海龙, 姚晓备, 朱志伟, 杨亚明, 王永金, 董安喜, 蒋文英, 陈菊香, 马铁兵, 高建华 申请人:江苏智思机械集团有限公司