适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置及使用方法与流程

本发明涉及一种适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置。

本发明还涉及一种适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置的使用方法。

背景技术：

美拉德反应是形成烟草特征香味的主要途径之一，烟草在调制、陈化、加工以及燃吸过程中，都伴随着不同程度的非酶棕色化反应，产生许多香味成分。目前，许多卷烟厂在精心调配卷烟配方的同时，更致力于外加增香剂的研究，以弥补降焦所导致的卷烟香味不足的缺陷，而美拉德反应在卷烟增香方面的应用倍数青睐。国际权威机构认定美拉德反应所制备的香精基是“天然的”，且在新型的烟用香精中已被广泛采用。反应类香料(即美拉德反应物)，一直是烟草和食品上极为重要和极有应用价值的香料。

影响烟草浓缩液美拉德反应的因素有温度、保温时间和烟草浓缩液浓度等，所以在生产中需要对于这些影响因素进行控制；但现有的美拉德反应装置在反应过程中，加热温度过高或加热剧烈，造成烟草浓缩液易起泡漫灌，造成烟草浓缩液和其中添加的香精物质损失、浪费，同时在反应过程中烟草浓缩液加热到设定温度后需要保温较长时间进行反应，而高温会导致烟草浓缩液蒸发，烟草浓缩液中的香味成分挥发损失，降低烟草浓缩液质量。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种减少烟草浓缩液蒸发的适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置。

本发明所要解决的技术问题是还提供一种适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置的使用方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置，包括反应罐体、蒸汽加热夹套、搅拌组件，反应罐体上设有进料口、投料口、出料口，蒸汽加热夹套包裹在反应罐体外侧，蒸汽加热夹套上设有蒸汽进口、蒸汽冷凝水出口，搅拌组件包括电机和搅拌叶轮，搅拌叶轮伸入反应罐体中；

还包括冷凝组件，冷凝组件包括热交换器、进汽管和出水管，热交换器内具有换热通道和冷媒通道，进汽管一端连通热交换器的换热通道始端，进汽管另一端与反应罐体的上端相通，出水管一端连通热交换器的换热通道末端，出水管的另一端与反应罐体相通，外部的冷源经过热交换器的冷媒通道流入和流出热交换器。

采用这样的结构后，利用冷凝组件将烟草浓缩液蒸发的蒸汽通过进汽管输入至热交换器的换热通道内，并且与冷媒通道的冷却液发生热交换，重新变为液态，最终通过出水管返回反应罐体内。

烟草浓缩液在美拉德反应过程中，烟草浓缩液蒸汽通过冷凝组件变为液态重新回流反应罐体，可保证烟草浓缩液浓度，稳定烟草浓缩液质量，减少烟草浓缩液在高温反应过程中的香味成分挥发、损失，稳定烟草浓缩液质量。

为了更清楚的理解本发明的技术内容，以下将本适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置简称为本美拉德反应装置。

本美拉德反应装置的反应罐体上端安装有安全阀，反应罐体内压力高于预设值时，安全阀打开排压；采用这样的结构后，可以保证反应罐体内压力过大，避免反应罐体内压强过大。

本美拉德反应装置的蒸汽加热夹套的蒸汽进口处设有电磁阀；采用这样的结构后，可以通过控制电磁阀达到控制开闭蒸汽进口的目的。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种上述的适用于烟草浓缩液的美拉德反应装置的使用方法，包括以下步骤：

a)关闭反应罐体的出料口，从反应罐体的进料口加入经计量的烟草浓缩液，当反应罐体内液位达到30%时，启动搅拌组件的电机，带动搅拌叶轮转动；

b)从反应罐体的投料口加入美拉德反应所需要的物料，加料完毕后关闭投料口；

c）当物料液位达到60%时，温度传感器根据反应罐体内检测的温度，温度传感器感应到的温度如果低于设定值，蒸汽加热夹套的蒸汽进口开启，外部的蒸汽通过蒸汽进口进入到蒸汽加热夹套中，对反应罐体内物料和烟草浓缩液进行加热，蒸汽加热夹套中形成的冷凝水通过蒸汽冷凝水出口排出；

d）物料加入量至设定值时，此时反应罐体内液位达到75～80%时，关闭反应罐体的进料口，停止向反应罐体内加入烟草浓缩液，满足每1.5m³的烟草浓缩液加入物料80～120kg；

e)当反应罐体内物料加热至设定温度，蒸汽加热夹套的蒸汽进口关闭，保温开始，反应罐体内烟草浓缩液蒸发，蒸发的烟草浓缩液经进汽管进入热交换器的换热通道，并与经过热交换器的冷媒通道的外部冷源发生热交换，蒸发的烟草浓缩液重新变为液态通过出水管流入反应罐体内；

f)保温过程中，反应罐体内烟草浓缩液温度如下降，低于设定温度后，蒸汽加热夹套的蒸汽进口开启，继续对反应罐体内物料及烟草浓缩液继续进行加热，待达到设定温度后，蒸汽加热夹套的蒸汽进口关闭；

g)反应完成后，打开出料口，将反应罐内烟草浓缩液泵送至下一道工序，完成整个反应过程。

采用这样的方法后，可实现加温、加热过程可控，烟草浓缩液在美拉德反应充分的情况下，最大限度的保留烟草浓缩液中的香味成分。

反应罐体内液位达到75～80%是为了防止罐内料液在加热过程中产生泡沫，造成漫灌。

附图说明

图1是本美拉德反应装置实施例的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示

本美拉德反应装置包括反应罐体1、蒸汽加热夹套2、搅拌组件和冷凝组件。

反应罐体1设有进料口11、投料口13、顶部揭盖、观察视镜15、出料口14，反应罐体1上端安装有安全阀12，反应罐体1内压力高于预设值时，安全阀12打开排压，进料口11和投料口13位于反应罐体1的上端，出料口14位于反应罐体1的底部，反应罐体1内还设有温度传感器和液位传感器。

蒸汽加热夹套2包裹在反应罐体1外侧，蒸汽加热夹套2上设有蒸汽进口21、蒸汽冷凝水出口22，蒸汽加热夹套2的蒸汽进口21处设有电磁阀23。

搅拌组件包括电机32和搅拌叶轮31，搅拌叶轮31伸入反应罐体1中。

冷凝组件包括热交换器41、进汽管42和出水管43，进汽管42一端连通热交换器41的换热通道41a始端，进汽管42另一端与反应罐体1的上端相通，出水管43一端连通热交换器41的换热通道41a末端，出水管43的另一端与反应罐体1相通，外部的冷源经过热交换器41的冷媒通道41b流入和流出热交换器41。

结合上述本美拉德反应装置结构，具体介绍使用本美拉德反应装置的使用方法（即利用本美拉德反应装置进行烟草浓缩液的美拉德反应方法）；包括以下步骤：

a)反应罐体1使用前排空反应罐体1内的物质，关闭反应罐体1的出料口14，从反应罐体1的进料口11加入经计量的烟草浓缩液，当反应罐体1内液位达到30%时，启动搅拌组件的电机32，带动搅拌叶轮31转动；

b)从反应罐体1的投料口13加入美拉德反应所需要的物料，加料完毕后关闭投料口13，满足每1.5m³的烟草浓缩液加入物料80kg（此处不局限于每1.5m³的烟草浓缩液加入物料80kg，可根据实际美拉德反应需要，每1.5m³的烟草浓缩液加入物料90kg或者120kg都为正常范围，都可达到应有的反应效果）；

c）当物料液位达到60%时，温度传感器根据反应罐体1内检测的温度，温度传感器感应到的温度如果低于设定值，蒸汽加热夹套2的蒸汽进口21开启，外部的蒸汽通过蒸汽进口21进入到蒸汽加热夹套2中，对反应罐体1物料和烟草浓缩液进行加热，蒸汽加热夹套2中形成的冷凝水通过蒸汽冷凝水出口22排出；

d）物料加入量至设定值时，此时反应罐体内液位达到75%时，关闭反应罐体1的进料口11，停止向反应罐体1内加入烟草浓缩液；

e)当反应罐体1内物料加热至设定温度，蒸汽加热夹套2的蒸汽进口21关闭，保温开始，反应罐体1内烟草浓缩液蒸发，蒸发的烟草浓缩液经进汽管42进入热交换器41的换热通道41a，并与经过热交换器41的冷媒通道41b的外部冷源发生热交换，蒸发的烟草浓缩液重新变为液态通过出水管43流入反应罐体1内；

f)保温过程中，反应罐体1内烟草浓缩液温度如下降，低于设定温度后，蒸汽加热夹套2的蒸汽进口21开启，继续对反应罐体1内物料及烟草浓缩液继续进行加热，待达到设定温度后，蒸汽加热夹套2的蒸汽进口21关闭；

g)反应完成后，打开出料口14，将反应罐内烟草浓缩液泵送至下一道工序，完成整个反应过程。

在反应过程中，中可通过观察视镜15对罐内物料状态进行查看，而且当反应罐内压力大于1bar时，安全阀12自动开启排压，排压后安全阀12自动关闭。

本美拉德反应装置可以通过DCS系统控制，使整个反应实现自动化处理。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围，比如：物料液位不仅局限于75%，根据反应需要液位达到78%或80%都是可以的。