一种新型温差梯度式洗梗设备及其洗梗方法与流程

本发明涉及烟草加工技术领域，尤其是涉及一种新型温差梯度式洗梗设备及其洗梗方法。

背景技术：

梗丝由于填充值高，燃烧性好，在卷烟生产过程中添加适当比例的梗丝，不仅可显著改善卷烟单支重量、吸阻、主流烟气及感官质量稳定性，还可有效降低卷烟主流烟气中总粒相物、焦油和CO释放量，已成为国内外卷烟生产企业提高卷烟品质、降焦减害普遍采用的关键技术之一。然而，烟梗燃烧时常表现出香气不足、烟味平淡、劲头较小以及刺激性较大等不足，这主要是由于烟梗中40%以上为细胞壁物质，包括纤维素、半纤维素、木质素和果胶等，这类物质热裂解后释放出低级醛类、儿茶酚和甲醇等，降低了卷烟的吸味品质，致使梗丝在卷烟配方中的掺配比例不能太大。

目前烟草行业主要使用的改善梗丝品质的方法有以下几方面：①物理结构法。通过调整切丝参数和膨化工艺，调整烟梗的物理组织性状，改变其燃烧状态，提高致香物质如微波辐照后可显著提高新植二烯等致香成分含量，从而提升其感官品质；中国专利CN104223348B公开了一种结合生物酶处理和微波膨胀技术改善烟梗品质的方法，采用生物酶浸泡处理烟梗，部分降解木质素、纤维素、果胶等，再利用微波膨胀改善烟梗的香气成分。但烟梗中纤维素、果胶等组分是按顺序包裹的，一次性加入酶制剂不能很好的对烟梗内部组分进行有效处理，导致酶的作用效果有限。②外加香糖料补偿法。由于烟梗中总糖、总氮含量较低，同时β-苯乙醇、β-大马酮、叶绿酮等致香成分含量也很低，通过外加香糖料增加上述物质含量，以提升感官品质；中国专利CN103704867B公开了一种添加氨基酸料液改善梗丝品质的方法，所添加的氨基酸为致香前体物质，通过发生美拉德反应后提升烟香丰富性，但纤维素等细胞壁物质含量高，木质气重。③化学作用。利用化学试剂改变烟梗细胞壁结构，提升梗丝品质；中国专利CN101708071B公开了一种用NH₃•H₂O和H₂O₂的混合溶液浸泡处理烟叶梗丝的方法，取滤渣冲洗后烘烤既得，此方法可有效降低细胞壁物质，较优条件下细胞壁物质可降低12.71%。中国专利CN101708069B公开一种通过0.3％-10％H2O2和0.5％-15％NaOH处理烟叶梗丝以降低细胞壁物质含量的方法，糖碱比提高了44.3％，细胞壁物质含量降低了46.8％。显示过氧化氢和碱液处理能有效降低细胞壁物质含量，但其步骤繁琐且碱处理后，烟气易产生灼热感。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种操作简单，可有效降低梗丝中纤维素、木质素等物质的含量，改善梗丝感官品质的新型温差梯度式洗梗设备及其洗梗方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种新型温差梯度式洗梗设备，包括进料传送皮带，以及至少两套依次排列设置于进料传送皮带输出端的洗涤装置；所述洗涤装置均包括洗涤槽，安装于洗涤槽底部的超声波换能器，两端分别与洗涤槽下部连通的循环管，安装于循环管上的循环水泵，用于加热洗涤槽内液体的换热器，以及倾斜设置于洗涤槽内的出料链板；所述进料传送皮带的输出端位于其后方邻接洗涤装置的洗涤槽的上端，各洗涤装置的出料链板输出端位于其后方邻接洗涤装置的洗涤槽上端；所述洗涤槽下部设置排污口，所述洗涤槽上设置有补充溶液的补液口。

优选的是，所述排污口设置于循环管上。

优选的是，所述补液口设置于循环管上。

优选的是，所述换热器设置于循环管上。

优选的是，其还包括设置于洗涤槽内用于液体温度的温度传感器。

优选的是，所述出料链板的倾斜角度为15°～45°。

一种新型温差梯度式洗梗设备的洗梗方法，采用如上所述的洗梗设备，该洗梗设备具有两套洗涤装置，分别称为第一洗涤装置和第二洗涤装置，包括以下步骤：

（1）在第一洗涤装置的洗涤槽内注入碱性醇溶液，在第二洗涤装置的洗涤槽内注入复合酶制剂水溶液；分别启动两套洗涤装置的循环水泵及换热器；当碱性醇溶液的温度为50℃~65℃，复合酶制剂的水溶液温度＜60℃时，启动进料传送皮带，将烟梗投入第一洗涤装置的洗涤槽内进行洗涤，之后由第一洗涤装置的出料链板输入第二洗涤装置的洗涤槽内实现烟梗的洗梗。

优选的是，所述碱性醇溶液的pH值介于8.0~12.0之间，该碱性醇溶液由水和乙醇混合制成，其中水：乙醇的比例为5~10:3。

优选的是，所述复合酶制剂由果胶酶、纤维素酶和淀粉酶、蛋白酶和木质素酶中的一种或几种组成，所述复合酶制剂在复合酶制剂水溶液中所占比重为（0.2～5）Wt％，pH值介于4.0~6.5之间。

优选的是，所述烟梗在碱性醇溶液中的浸洗时间为10~45s，在复合酶制剂水溶液中的浸洗时间为5~20s。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、现有技术中已有的洗梗为恒温水洗润梗，除提高烟梗水分、清洗烟梗表面泥沙外，作用较为局限。本发明洗梗工序为温差梯度式分级差异化洗梗，结合碱性醇溶液和复合酶制剂处理后，除完成已有技术功效外，还可有效降低烟梗木质素、纤维素、果胶、蛋白质等的含量，在优选条件下，含量可分别降低39.7%、30.9%、24.3%和18.1%，改善了梗丝感官品质。

2、槽体底部安装有超声波换能器，利用超声波具有的机械效应、空化效应和热效应，增大介质分子的运动速度和破壁效应，较传统水洗梗方式而言，能有效提升烟梗中木质素、纤维素、果胶等的溶出效率。

3、与现有水洗方式相比，经本发明水洗工艺处理后的烟梗组织结构更为疏松，烟梗内部水分更为均匀，后序加料、加香段对香糖料的吸收效率提高了0.8~4.5%。

4、与现有洗梗技术相比，所述洗梗环节按梗模块的物理、化学、感官品质特性进行水温、超声浸洗时间及浸洗溶液特性的匹配，以分组“梗模块”精益加工代替现有烟梗加工模式，提高了洗梗精度。

5、经本发明水洗梗工艺处理后，烟梗的细胞壁物质含量降低，柔韧耐加工性得到改善，经压梗、切梗丝工艺处理后，出丝率提高了0.5~2.7%，且梗丝的均匀性更优，丝状效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中超声换能器在洗涤槽上的布置示意图。

图中：1-进料传送皮带；2-洗涤槽；3-超声波换能器；4-循环管；5-循环水泵；6-出料链板；7-排污口，8-补液口；9-换热器；10-第一洗涤装置；11-温度传感器；20-第二洗涤装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1-2所示的新型温差梯度式洗梗设备，包括进料传送皮带1，以及两套依次排列设置于进料传送皮带1输出端的洗涤装置10、20；所述洗涤装置均包括洗涤槽2，安装于洗涤槽2底部的超声波换能器3，两端分别与洗涤槽2下部连通的循环管4，安装于循环管4上的循环水泵5，用于加热洗涤槽2内液体的换热器9，以及倾斜设置于洗涤槽2内的出料链板6；所述进料传送皮带1的输出端位于其后方邻接洗涤装置10的洗涤槽2的上端，第一洗涤装置10的出料链板6输出端位于其后方第二洗涤装置20的洗涤槽2上端；所述洗涤槽2下部设置排污口7，所述洗涤槽2上设置有补充溶液的补液口8。

其中，所述排污口设置于循环管4上，所述补液口设置于循环管4上。

其中，所述换热器9设置于循环管4上，可实现溶液的快速加热，显然也可设置于洗涤槽2内。

其还包括设置于洗涤槽2内用于液体温度的温度传感器11。

其中所述出料链板6的倾斜角度为15°～45°。显然，洗涤装置的套数也可根据洗涤工艺要求进行合理的增加。

实施例一

新型温差梯度式洗梗设备的洗梗方法，采用如上所述的洗梗设备，该洗梗设备具有两套洗涤装置，分别称为第一洗涤装置和第二洗涤装置，包括以下步骤：

在第一洗涤装置的洗涤槽内注入碱性醇溶液，在第二洗涤装置的洗涤槽内注入复合酶制剂水溶液；分别启动两套洗涤装置的循环水泵及换热器；当碱性醇溶液的温度为65℃，复合酶制剂的水溶液温度为50℃时，启动进料传送皮带进行烟梗投料，其中烟梗物料为来自不同部位、不同产地、不同品种的烟梗按比例配梗；将烟梗分为烟梗组A、B，烟梗组A、B分别通过水温为45℃的水浴漂洗；然后进入水：乙醇的比例为5:3的KOH溶液中浸洗，碱性醇溶液的pH值为10.0，调节物料流速，使通过浸洗液的时间约为20s；最后进入pH=5.0并含0.5%果胶酶、1.1%纤维素酶、0.7%蛋白酶和1.3%木质素酶的水溶液中润洗，使通过浸洗液的时间约为20s。

将润洗后的烟梗组A、B在贮梗柜内发酵贮存2小时。然后出柜，调节增温增湿工序参数，控制出口烟梗含水率在32%左右，出口烟梗温度在75℃左右。增温增湿处理后的烟梗进入压梗机压梗，压梗间隙设置为0.6mm，切梗丝宽度为0.12mm。梗丝经振槽松散后运输至加料滚筒内，按3.5%的比例喷加糖料。加料后的梗丝进柜暂存，进柜方式为往复式布料，以完成模块物料混配。贮存后的梗丝经气流干燥后按0.33%的比例加香。在其他参数一致的情况下，通过本发明得到梗丝，与按照传统的洗梗方法得到的梗丝对比，出丝率提高1.32%、填充值提高0.25g/cm³、感官质量提升3.0分、料液吸收速率提高3.93%。

实施例二

新型温差梯度式洗梗设备的洗梗方法，采用如上所述的洗梗设备，该洗梗设备具有两套洗涤装置，分别称为第一洗涤装置和第二洗涤装置，包括以下步骤：

在第一洗涤装置的洗涤槽内注入碱性醇溶液，在第二洗涤装置的洗涤槽内注入复合酶制剂水溶液；分别启动两套洗涤装置的循环水泵及换热器；当碱性醇溶液的温度为50℃，复合酶制剂的水溶液温度为59℃时，启动进料传送皮带进行烟梗投料，其中烟梗物料为来自不同部位、不同产地、不同品种的烟梗按比例配梗；将烟梗分为烟梗组A、B，烟梗组A、B分别通过水温为45℃的水浴漂洗；然后进入水：乙醇的比例为8:3的KOH溶液中浸洗，碱性醇溶液的pH值为12.0，调节物料流速，使通过浸洗液的时间约为40s；最后进入pH=6.5并含1.5%果胶酶、1.5%纤维素酶、0.7%蛋白酶和1.2%木质素酶的水溶液中润洗，使通过浸洗液的时间约为10s。

将润洗后的烟梗组A、B在贮梗柜内发酵贮存2小时。然后出柜，调节增温增湿工序参数，控制出口烟梗含水率在32%左右，出口烟梗温度在75℃左右。增温增湿处理后的烟梗进入压梗机压梗，压梗间隙设置为0.6mm，切梗丝宽度为0.12mm。梗丝经振槽松散后运输至加料滚筒内，按3.5%的比例喷加糖料。加料后的梗丝进柜暂存，进柜方式为往复式布料，以完成模块物料混配。贮存后的梗丝经气流干燥后按0.33%的比例加香。在其他参数一致的情况下，通过本发明得到梗丝，与按照传统的洗梗方法得到的梗丝对比，出丝率提高1.33%、填充值提高0.26g/cm³、感官质量提升3.0分、料液吸收速率提高3.92%。

实施例三

新型温差梯度式洗梗设备的洗梗方法，采用如上所述的洗梗设备，该洗梗设备具有两套洗涤装置，分别称为第一洗涤装置和第二洗涤装置，包括以下步骤：

在第一洗涤装置的洗涤槽内注入碱性醇溶液，在第二洗涤装置的洗涤槽内注入复合酶制剂水溶液；分别启动两套洗涤装置的循环水泵及换热器；当碱性醇溶液的温度为55℃，复合酶制剂的水溶液温度为55℃时，启动进料传送皮带进行烟梗投料，其中烟梗物料为来自不同部位、不同产地、不同品种的烟梗按比例配梗；将烟梗分为烟梗组A、B，烟梗组A、B分别通过水温为45℃的水浴漂洗；然后进入水：乙醇的比例为10:3的KOH溶液中浸洗，碱性醇溶液的pH值为8.0，调节物料流速，使通过浸洗液的时间约为30s；最后进入pH=4并含1.5%纤维素酶、0.7%蛋白酶和1.5%木质素酶的水溶液中润洗，使通过浸洗液的时间约为15s。

将润洗后的烟梗组A、B在贮梗柜内发酵贮存2小时。然后出柜，调节增温增湿工序参数，控制出口烟梗含水率在32%左右，出口烟梗温度在75℃左右。增温增湿处理后的烟梗进入压梗机压梗，压梗间隙设置为0.6mm，切梗丝宽度为0.12mm。梗丝经振槽松散后运输至加料滚筒内，按3.5%的比例喷加糖料。加料后的梗丝进柜暂存，进柜方式为往复式布料，以完成模块物料混配。贮存后的梗丝经气流干燥后按0.33%的比例加香。在其他参数一致的情况下，通过本发明得到梗丝，与按照传统的洗梗方法得到的梗丝对比，出丝率提高1.32%、填充值提高0.26g/cm³、感官质量提升3.0分、料液吸收速率提高3.90%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。