专利名称：一种烟草提取液的浓缩处理方法
技术领域：
本发明涉及烟草工业生产领域，特别涉及一种烟草提取液的浓缩处理方法。
背景技术：
我国烟草植物的种植面积和产量均居世界首位，烟草种植与产品加工在国民经济发展中发挥着重要的作用，目前国内外种植的烟草主要用作卷烟。作为烟草生产大国，我国每年烟叶产量450 500万吨，其中约有近25%的烟叶、烟末等下脚料被废弃，不能用于卷烟生产。因此，加强烟草废弃物的综合利用不仅可以使这部分废物变为宝贵的资源，而且能提高烟农的经济收入，促进我国烟草产业的健康发展。
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烟草薄片，又名再造烟草，是以烟末、烟梗、碎烟片等为原料制成片状或丝状的再生产品，按不同的要求和技术指标加入正常烟丝生产卷烟，这样可以最大限度地充分利用和节省烟叶原料，有效降低卷烟成本。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°C)，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CN101606748 B公开了一种膜法浓缩提取液的方法，但是该方法也有缺点，主要有1、它采用超滤+纳滤浓缩的工艺，由于采用常规宽度流道的纳滤膜组件，对进料要求非常严格，故需要增加超滤作为纳滤的预处理；2、烟草中的风味物质大部分有低分子量分子，由于采用纳滤浓缩导致风味物质的损失，从而影响最终烟草的品质。
发明内容
针对现有技术造纸法烟草薄片生产中存在烟草提取液的蒸发浓缩能耗大和提取液中有效成分可能变质的的缺陷，本发明提供一种运行成本低、能耗小、能保持浓缩液中的有效成分的烟草提取液的浓缩处理方法。为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案
一种烟草提取液的浓缩处理方法，其特征在于，包括如下步骤
1)经过板框过滤或离心处理后的烟梗、烟叶浸提液，输入到一级宽流道反渗透膜设备系统进行循环浓缩处理形成一级浓缩液，所述浸提液的质量百分比浓度为O. 5% 2%，一级浓缩液的质量百分比浓度为8% 10%，此步骤的操作压力为8 20标准大气压，膜表面流速2 m/s 3m/s,操作温度为5°C 40°C ；
2)—级浓缩液通过增压系统输入到二级宽流道反渗透膜设备系统进行浓缩处理形成二级浓缩液，二级浓缩液通过增压系统进入三级宽流道反渗透膜设备系统进行浓缩得到最终浓缩液，所述最终浓缩液的质量百分比浓度达到16% 18%，二级宽流道反渗透膜设备系统的操作压力为20 30标准大气压，三级宽流道反渗透膜设备系统的操作压力为30 40标准大气压，二级与三级膜表面流速为2. 5 m/s 3m/s，操作温度为5°C 40°C。作为优选，所述的一级宽流道反渗透膜设备系统、二级宽流道反渗透膜设备系统、三级宽流道反渗透膜设备系统采用宽流道卷式复合膜组件。宽流道卷式复合膜组件流道不易堵塞、I吴使用寿命闻，无需进行超滤预处理。作为优选，所述的宽流道卷式复合膜组件包括径向卷绕在产水管上的进水导流网、膜片、产水导流网，进水导流网的纵截面为复数个相互连接的邻边重合的上长方形，所述的上长方形中空无顶边，上长方形的中空区域形成绕径向相通的上进水流道。由于流道变宽且采用直通的结构，膜的污染大大降低。作为优选，所述进水导流网的纵截面有复数个相互连接的邻边重合的下长方形，所述的下长方形中空无底边，下长方形的顶边与上长方形的底边重合，下长方形的中空区 域形成绕径向相通的下进水流道。上、下宽流道增加了进水能力，悬浮物、胶体及其他污染物不易堵塞，因而可以省去预处理的步骤。作为优选，所述的膜片材质为聚酰胺，脱盐率为98% 99. 5%。本发明的一种造纸法烟草薄片生产中烟草提取液的浓缩处理方法，采用膜浓缩系统三级处理方式将烟草提取液从初始质量百分比浓度O. 5% 2%浓缩至16% 18%。由于反渗透膜系统中采用宽流道组件，本发明中无需超滤预处理，系统的占地和投资大大降低。膜浓缩设备中采用反渗透膜组件不采用纳滤浓缩，大大降低了提取液中风味物质的损失。
图I为本发明所述一种烟草提取液的浓缩处理方法的工艺流程装置简图。图2为本发明所述宽流道卷式复合膜组件的截面示意图。图3为图2中进水导流网的俯视图。
具体实施例方式下面结合图I 图3与具体实施方式
对本发明做进一步的说明。实施例I
如图I所示，为本发明所述的一种烟草提取液的浓缩处理方法的工艺流程装置简图，包括依次连接的原水箱I、一级增压泵2、一级保安滤器3、一级高压泵4、一级宽流道反渗透设备5、一级循环泵6、二级增压泵7、二级保安滤器8、二级高压泵9、二级宽流道反渗透设备10、二级循环泵11、三级增压泵12、三级宽流道反渗透设备13、二级水箱14。其中一级增压系统包括一级增压泵2、一级保安滤器3、一级高压泵4，一级宽流道反渗透膜设备系统包括一级宽流道反渗透设备5、一级循环泵6，二级增压系统包括二级增压泵7、二级保安滤器8、二级高压泵9，二级宽流道反渗透膜设备系统包括二级宽流道反渗透设备10、二级循环泵11，三级增压系统包括三级增压泵12，三级宽流道反渗透膜设备系统包括三级宽流道反渗透设备13。一级宽流道反渗透设备5、二级宽流道反渗透设备10、三级宽流道反渗透设备13均使用宽流道卷式复合膜组件。如附图2、附图3所示，所述的宽流道卷式复合膜组件包括径向卷绕在产水管上的进水导流网15、膜片16、产水导流网17，进水导流网15的纵截面为复数个相互连接的邻边重合的上长方形，所述的上长方形中空无顶边，上长方形的中空区域形成绕径向相通的上进水流道18。进水导流网15的纵截面还包括复数个相互连接的邻边重合的下长方形，所述的下长方形中空无底边，下长方形的顶边与上长方形的底边重合，下长方形的中空区域形成绕径向相通的下进水流道19。烟梗、烟叶浸提液首先经过板框过滤，去除大部分悬浮杂质，输入到原料箱1，之后依次通过一级增压泵2、一级保安滤器3、一级高压泵4后进入一级宽流道反渗透设备5，经过膜过滤后，透过液排放，浓液分为两部分，一部分循环回流至原料箱1，另一部分通过一级循环泵6增压后与一级高压泵4混合后再进入一级宽流道反渗透设备5进行浓缩处理，所述浸提液的质量百分比浓度为O. 5%，一级浓缩液的质量百分比浓度为8%，此步骤的操作压力为8标准大气压，膜表面流速2 m/s，操作温度为5°C ；
经过一级宽流道反渗透膜设备系统处理的一级浓缩液，进入二级水箱14，再依次通过 二级增压泵7、二级保安滤器8、二级高压泵9后进入二级宽流道反渗透设备10，经过膜过滤后，透过液排放，浓液分为两部分，一部分通过二级循环泵11增压后与二级高压泵9混合后再进入二级宽流道反渗透设备10进行浓缩处理，另一部分浓缩液通过三级增压泵12输入到三级宽流道反渗透设备13进行浓缩处理。二级浓缩液的浓度达到14%，最终浓缩液的浓度达到16%。二级与三级系统的透过液排放。二级膜系统的操作压力为20标准大气压，三级膜系统的操作压力为30标准大气压，二级与三级膜表面流速为2. 5m/s，操作温度为5°C。实施例2
工艺流程装置简图、宽流道卷式复合膜组件的结构、工艺步骤如实施例I。一级膜系统的的操作压力为9标准大气压，膜表面流速3 m/s，操作温度为20°C，浸提液的质量百分比浓度为1%，得到一级浓缩液的质量百分比浓度为9%，二级膜系统的操作压力为25标准大气压，三级膜系统的操作压力为35标准大气压，二级与三级膜表面流速为2. 8m/s，操作温度为30°C。二级浓缩液的浓度达到15%，最终浓缩液的浓度达到17%。实施例3
工艺流程装置简图、宽流道卷式复合膜组件的结构、工艺步骤如实施例I。一级膜系统的的操作压力为20标准大气压，膜表面流速3 m/s，操作温度为40°C，浸提液的质量百分比浓度为2%，得到一级浓缩液的质量百分比浓度为10%，二级膜系统的操作压力为30标准大气压，三级膜系统的操作压力为40标准大气压，二级与三级膜表面流速为3m/s，操作温度为40°C。二级浓缩液的浓度达到16%，最终浓缩液的浓度达到18%。综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，凡依本申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
权利要求
1.一种烟草提取液的浓缩处理方法，其特征在于包括如下步骤 1)经过板框过滤或离心处理后的烟梗、烟叶浸提液，输入到一级宽流道反渗透膜设备系统进行循环浓缩处理形成一级浓缩液，所述浸提液的质量百分比浓度为O. 5% 2%，一级浓缩液的质量百分比浓度为8% 10%，此步骤的操作压力为8 20标准大气压，膜表面流速2 m/s 3m/s,操作温度为5°C 40°C ； 2)—级浓缩液通过二级增压系统输入到二级宽流道反渗透膜设备系统进行浓缩处理形成二级浓缩液，二级浓缩液通过三级增压系统进入三级宽流道反渗透膜设备系统进行浓缩得到最终浓缩液，所述最终浓缩液的浓度达到质量百分比16% 18%，二级宽流道反渗透膜设备系统的操作压力为20 30标准大气压，三级宽流道反渗透膜设备系统的操作压力为30 40标准大气压，二级与三级膜表面流速为2. 5 m/s 3m/s，操作温度为5°C 40°C。
2.根据权利要求I所述的一种烟草提取液的浓缩处理方法，其特征在于所述的一级宽流道反渗透膜设备系统、二级宽流道反渗透膜设备系统、三级宽流道反渗透膜设备系统采用宽流道卷式复合膜组件。
3.根据权利要求2所述的一种烟草提取液的浓缩处理方法，其特征在于所述的宽流道卷式复合膜组件包括径向卷绕在产水管上的进水导流网(15)、膜片(16)、产水导流网(17)，进水导流网(15)的纵截面为复数个相互连接的邻边重合的上长方形，所述的上长方形中空无顶边，上长方形的中空区域形成绕径向相通的上进水流道(18)。
4.根据权利要求3所述的宽流道卷式膜组件，其特征在于所述进水导流网(I)的纵截面有复数个相互连接的邻边重合的下长方形，所述的下长方形中空无底边，下长方形的顶边与上长方形的底边重合，下长方形的中空区域形成绕径向相通的下进水流道(19)。
5.根据权利要求3所述的一种烟草提取液的浓缩处理方法，其特征在于所述的膜片(16)材质为聚酰胺，脱盐率为98% 99. 5%。
全文摘要
本发明涉及烟草工业生产领域，特别涉及一种烟草提取液的浓缩处理方法，包括膜浓缩系统三级处理方式，采用宽流道卷式复合膜组件，将烟草提取液从初始质量百分比浓度0.5%～2%浓缩至质量百分比浓度16%～18%的最终浓缩液。由于反渗透膜系统中采用宽流道组件，本发明中无需超滤预处理，系统的占地和投资大大降低。膜浓缩设备中采用反渗透膜组件不采用纳滤浓缩，大大降低了提取液中风味物质的损失，因而本发明的一种烟草提取液的浓缩处理方法具有运行成本低、能耗小、能保持浓缩液中的有效成分的优点。
文档编号A24B15/24GK102823935SQ20121032506
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月5日 优先权日2012年9月5日
发明者洪海云, 包进锋, 张星星 申请人:浙江开创环保科技有限公司