CN101214086B

CN101214086B - 一种烟梗预处理的方法及设备

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Publication number: CN101214086B
Application number: CN2008100580374A
Authority: CN
Inventors: 李军; 徐济仓; 杨伟祖; 苏四清; 马志伟; 陈喜; 陈婉; 吴晓华; 张云岩
Original assignee: Yunnan Reascend Tobacco Technology Group Co Ltd
Current assignee: Yunnan Reascend Tobacco Technology Group Co Ltd
Priority date: 2008-01-17
Filing date: 2008-01-17
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2028-01-17
Also published as: CN101214086A

Abstract

本发明是一种经过气体热媒预热并在气体热媒环境中用微波处理的烟梗预处理方法及采用该方法的设备。将需要加工的烟梗进行处理：原料预热到100～170℃；将气体热媒加热至150～350℃；烟梗和气体热媒混合经微波场的作用后，气-固分离，得到处理完全的固体膨胀烟梗，经回潮、筛选切细等，得粒状膨胀烟梗。该设备包括气体热媒预热机构、微波复合膨胀处理机构等。采用本发明的工艺和设备，膨胀过程中造碎小，该工艺使用的压力接近常压，对设备的耐压要求不高；生产过程操作简单、易行；最根本在于通过使用低氧含量气体热媒预热烟梗，烟梗膨胀均匀性和膨胀率明显提高，膨胀后的烟梗材料的抽吸品质得到明显改善。

Description

一种烟梗预处理的方法及设备

技术领域

本发明涉及烟草生产技术领域，特别是一种经过气体热媒预热并在气体热媒环境中用微波处理的烟梗预处理方法及采用该方法的设备。

背景技术

目前，膨胀烟梗已经大规模地应用到卷烟的生产中，膨胀烟梗的自身优点使其价值日渐突显，主要表现为：膨胀烟梗可有效降低烟支燃吸时产生的一氧化碳和焦油，达到降焦减害提高卷烟制品的安全性的目的；膨化后烟梗的苦味、辣味、刺激性和杂气明显地减少，从而使梗丝的抽吸品质提高；经过膨胀处理后，梗丝会变得柔软、膨松，梗丝中的梗块、梗签的含量减少，从而提高了梗丝的纯净度；通过膨化以后避免梗块、梗签在烟支燃吸时高温膨胀产生爆花现象，使烟支燃吸质量得以提高；膨胀梗丝加入到卷烟配方中可以降低烟支成本、增加利润。现有的烟梗膨化工艺技术主要有两种，一种是利用膨化剂进行膨化，一种是利用微波瞬时加热蒸发物料中的水分进行膨化。

微波加热的特点：1、穿透力强，里外一起加热；2、加热速度快，可以迅速蒸发烟梗内部的水分，对微波膨胀的梗丝挥发性成分及有机酸性成分进行GC-MS分析表明：微波烘烤对梗丝内在的致香物质有一定影响，主要是使它们中各化学成分相对含量发生变化。感官评吸的结果还表明微波烘烤可在一定程度上提高梗丝的抽吸质量。

使用微波对烟梗进行预处理，美国专利3409023(1968.11.5)公开过使用微波这种能源加热来处理烟梗的方法，该工艺处理的烟梗可以起到体积增大、密度减少等改善烟梗品质的效果。

中国专利CN1387802A公开了一种以微波膨化烟梗技术为核心，“先膨后切，恢复定型”的工艺流程，即将微波膨胀的烟梗，经回潮、切丝后，在较低的微波能量密度下定型。其优点是工艺过程简单，能耗低，整个过程物料含水量较低。

中国专利申请01108471.5公开了一种以微波膨梗技术为核心、“先膨后切、恢复定型”的工艺流程。即将膨胀后的烟梗，经回潮、切丝后，在较低的能量密度下恢复定型，其优点是工艺过程简单、能耗低、整个过程物料含水量较低。

中国专利申请200310112837.7公开了一种烟草制丝新工艺，包括烟叶片制成叶丝的工艺和烟梗制成梗丝的工艺，其中，烟梗制成梗丝的工艺为：开包→微波膨化→加料回潮→贮烟梗→切丝→梗丝加热舒展、干燥→梗丝风选→梗丝加香、贮丝。该发明的梗丝加工方法是对膨化后的烟梗加料后切梗丝，工艺流程简单，系统可靠性高。该专利属于“先膨后切”而且是采用微波膨化。

中国专利CN1518906A公开了一种烟梗与微波低损耗固体介质颗粒热媒混合后用微波处理的烟梗的预处理方法；采用了微波低损耗固体介质颗粒作为热媒，先将热媒加热至100～200℃，再将烟梗与热媒混合并送入微波加热腔中加热，使烟梗体积增大、密度减小，再用分离装置将烟梗和热媒分离，并回收热媒重新加热待使用，最终实现连续稳定、高产量地对烟梗进行预处理。经该工艺处理后的烟梗质地蓬松、弹性好、木质气少、香气明显，易于回潮、处理，可改善烟草内在品质。

以上现有技术存在的不足是未使用膨胀介质的微波处理工艺方法得到产品膨胀均匀性差；使用固体介质的微波膨胀工艺方法在膨胀操作过程中操作难度大，产品抽吸品质会受到一定影响；使用膨胀剂进行膨胀的工艺方法对膨胀剂的安全性及环保要求较高，而且膨胀剂容易残留在产品中。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用气体热媒和微波复合作用膨化烟梗的工艺方法，以及用于该工艺方法的设备。

①将需要加工的烟梗进行处理：要求烟梗原料水分均衡，控制在8～14％，不含金属杂质，预热到100～170℃；

②将气体热媒加热至150～350℃；

③将处理好的烟梗和加热后的气体热媒经一段时间混合后送入到有微波场的金属空腔内，在有引风机抽风的条件下，气体热媒的压力范围0.11～0.20Mpa，最适宜为0.11～0.15Mpa；

④经过30～250秒的烟梗与气体热媒的充分混合及微波作用；

⑤将烟梗与气体热媒进行气-固分离，得到处理完全的膨胀烟梗，气体热媒则立即送到步骤②循环使用或经处理后直接排放；

⑥将上述分离出的膨胀烟梗增加水分进行回潮处理；

⑦将回潮处理过的烟梗进行筛选和/或切细，制得大小适当的粒状膨胀烟梗；

⑧对该粒状膨胀烟梗施加烟草梗料同时调节水分至12％～14％左右。

其中，烟梗处理包括剔出外来杂物的过程和筛分的过程，筛分可以除去烟梗中的粉尘、过小的烟梗，其余的烟梗分为短梗和长梗两类，其中短梗可以直接膨化加工，过大过长的烟梗返回初切，切成约2mm～30mm的短梗，直至得到相对均匀一致的烟梗才可以进入膨胀加工。气体热媒为N₂、CO₂、低压过热蒸汽或其他惰性气体。步骤⑥中，回潮处理是采用雾化水喷雾实现的，回潮后水分含量为8～36％。步骤⑦中，粒状膨胀烟梗粒径在0.5～5mm。

本发明的气体热媒和微波复合作用对烟梗进行膨胀加工的设备包括气体热媒预热机构、微波复合膨胀处理机构。其中微波复合膨胀处理机构包括微波复合膨胀器(7)；气体热媒预热机构包括预热水平段(5)，并与烟梗进料装置进料仓(1)相连，预热水平段(5)内部设有运送烟梗的螺旋输送装置(6)，气体热媒预热机构与预热水平段(5)连通，预热水平段(5)与微波复合膨胀器(7)相连，微波复合膨胀器与气-固分离装置直接相连，以便将固态的烟梗与气体热媒、烟梗挥发物如尼古丁、粉尘等分离开来，已膨胀的烟梗从气体热媒中分离出来后，接着进行回潮处理及二次切细，体积过大的将会切细，最后得到粒状的膨胀烟梗。

进料仓(1)上设有排气罩(16)，并通过管道与气-固分离装置(8)和引风机(9)连通，引风机又依次与排潮系统、气体热媒循环净化系统连接。进料仓(1)与预热水平段(5)之间设有进料气锁(2)，进料气锁(2)、气-固分离装置上出料口的阀门与预热水平段的密封装置共同作用，可以使预热水平段与微波复合膨胀器处于略高于常压的状态。预热水平段(5)外部设有加热夹套(3)，两端设置有密封装置。

本发明的烟梗预处理设备可以采用两个以上微波复合膨胀处理段，但较多的微波复合膨胀处理段会使设备过于复杂而增加了设备的成本，因而，优选采用两个微波复合膨胀处理段。

本发明的方法和设备与现有技术比较所具有的优点是：采用本发明的工艺和设备，膨胀过程中造碎小，该工艺使用的压力接近常压，对设备的耐压要求不高；生产过程操作简单、易行；最根本在于通过使用低氧含量气体热媒预热烟梗，烟梗膨胀均匀性和膨胀率明显提高，膨胀后的烟梗材料的抽吸品质得到明显改善。

下面结合附图和具体的实施方式对本发明进行更详细地说明，本领域的普通技术人员在不偏离本发明的基础上进行一定的变动或替换仍属于本发明的保护范围。

附图说明

图1是本发明设备的一种具体的实施方式的结构示意图。

图2是本发明的工艺流程图。

图中，1-进料仓，2-进料气锁，3-加热夹套，4-密封装置，5-预热水平段，6-螺旋输送装置，7-微波复合膨胀器，8-气-固分离装置，9-引风机，10-排潮系统，11-气体热媒循环净化系统，12-气体热媒进气系统，13-气体热媒气源，14-燃烧炉，15-气体热媒加热器，16-排气罩，17-电机，18-管道。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，本发明设备的包括进料段即基本上垂直设置的进料仓1、排气罩16、引风机9、排潮系统10、气体热媒循环净化系统11、气体热媒进气系统12，水平设置的预热水平段5、螺旋输送装置6、微波复合膨胀器7，其中，进料仓1与预热水平段5之间设置有进料气锁2，预热水平段5上设置有加热夹套3，进料仓1上设有排气罩16，并通过管道相互连接，不断将潮气通过管道和引风机9排出。

螺旋输送装置6安装在预热水平段5的两端，由电机17驱动，其轴的两端设置有轴承及密封套支撑；螺旋输送装置的螺旋节距是变化的，在进料口至气体热媒进口附近，该螺旋输送装置的螺旋节距较小，而在离开该区域沿烟梗运送的方向上螺旋节距较大，即离开该区域至预热出口端的区域内螺旋节距较大。

微波复合膨胀器7主要由微波发生器、微波腔体、微波腔体内输送原料与气体热媒的混合物的滚筒构成，该滚筒是密封的且材质为低微波吸收、低热量吸收和低热量传导的。

图1中设备的工作机制如下：

当关闭进料气锁2，气体热媒经过气体热媒气源13和气体热媒加热器15加热后(气体热媒的温度为150～350℃)注入到预热水平段5和微波复合膨胀器7中，同时启动引风机9，使系统气体压力略高于常压。

当进料气锁2处于进料状态时，进料仓中的烟梗进入预热水平段5与气体热媒接触并以设定时间混合，然后通过螺旋输送装置6的运送及气体热媒的流动将烟梗送到微波复合膨胀器7进行膨胀，然后通过微波复合膨胀器微波腔体内的滚筒送到气-固分离装置8进行分离。

当与气-固分离装置8连接的气锁打开时，成品烟梗颗粒从出料口落下，气体热媒在引风机作用下顺着管道依次经过排潮系统10、气体热媒循环净化系统11送到气体热媒气源13循环使用或经过处理后直接排放。

螺旋输送装置6的功能是传送烟梗至预热水平段5的出口端以使烟梗和与气体热媒充分加热、混合，一般来说，烟梗暴露在气体热媒的中的时间一般需要超过10秒，更适宜为30～250秒，最适宜为60～110秒。

经过复合膨胀后，分离出来的已膨胀的烟梗可以进行进一步处理，如进行水分调节处理及尺寸控制处理、将体积过大的烟梗进行切细，得到大小适当的粒状膨胀烟梗，经过回潮加料后储柜或装箱。

采用本发明的设备时，烟梗原料以均匀的速率输送到进料仓中。原料烟梗的含水率为11％，当然也可以采用更干的烟梗即水分含量更小的烟梗。

用上述设备按以下工艺流程进行烟梗预处理(如图2所示)：

①将需要加工的烟梗进行处理：要求烟梗原料水分均衡，控制在8～14％，不含金属杂质，预热到100～170℃。烟梗原梗的处理过程包括剔除杂物的过程以及筛分过程，筛分可以除去烟梗中的粉尘、过小的烟梗，其余的烟梗分为短梗和长梗两类，其中短梗可直接进入膨胀加工，过长过大的烟梗返回初切，直至得到相对均匀一致的烟梗才可进入膨胀加工。短梗和长梗的划分，例如可将长度大于10mm的定义为长梗，5mm～10mm之间的为短梗。烟梗原梗的处理还包括如专利200710066156.X所述的烟梗离线预处理方法的处理。

②将气体热媒加热至150～350℃，气体热媒可以使用燃烧炉或其他加热方式加热，气体热媒为N₂、CO₂、低压过热蒸汽或其他惰性气体。

③将处理好的烟梗和加热后的气体热媒(经一段时间)混合(烟梗在螺旋输送装置6的带动下翻动，此时气体热媒从注入气体热媒的装置A注入，与烟梗充分接触、混合，混合的同时，烟梗被加热)并加入到有微波场的金属空腔内，在有引风机抽风的条件下，气体热媒的压力范围0.11～0.20Mpa，最适宜为0.11～0.15Mpa，烟梗暴露在气体热媒的中的时间一般为30～250秒(最适宜为60～110秒)，烟梗和气体热媒的混合物经过预热和微波复合膨胀，膨胀的同时使烟梗中所含的挥发物释放出来。

④经过30～250秒的烟梗原梗与气体热媒充分混合及微波作用；将步骤③中得到的气体热媒和烟梗混合物在微波复合膨胀器中进行微波膨胀，同时烟梗中的苦味、辣味、刺激性和杂气明显地减少，从而提高了梗丝的燃吸质量和烟梗的使用价值。

⑤膨胀后的烟梗与气体热媒的混合物经滚筒送到气-固分离装置如旋风分离器分离后(气-固分离器一般为旋风分离器)，固体状的膨胀烟梗从旋风分离器底部经过旋转气锁送出，而气体热媒及小量的挥发物以及粉尘将在引风机作用下顺着管道依次经过排潮系统、气体热媒循环净化系统送到气体热媒气源循环使用或经过处理后直接排放(气体净化系统是由洗涤塔、吸附塔以及气体净化设备构成)。

⑥将上述分离出的膨胀烟梗增加水分进行回潮处理：在气-固分离器中所得到的膨胀烟梗是非常干燥、脆弱的，不利于进一步加工，因而需要进行回潮处理，以便进一步加工，最好的回潮处理方法是采用雾化水喷雾实现的。

⑦将回潮处理过的烟梗进行筛选和/或切细制得大小适当的粒状膨胀烟梗：回潮处理的膨胀烟梗中的水分含量为8～36％(湿重)，最适宜为8～32％，然后再将其送到一个分选系统如筛分系统进行大小分选。由于膨胀烟梗具有较大的颗粒粒径分布范围，因而需要进行分选，其中将粒径较大的颗粒送到分切机中切细，最后得到粒径大小适当的粒状膨胀烟梗，以用于卷烟的制造。另外，该筛分过程还可以进一步清除烟梗中的粉尘。

⑧对该粒状膨胀烟梗进行加料同时调节水分至12％～14％左右。

经过上述工艺加工出来的烟梗，是一种可自由流动的、粒状的烟梗颗粒，这种烟梗颗粒可参配到卷烟配方中与其他原料包括叶丝、梗丝及膨胀烟丝按比例参配，制造所需类型的卷烟。

Claims

1.一种烟梗预处理的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

②将气体热媒加热至150～350℃；

③将烟梗和加热后的气体热媒混合并加入到有微波场的金属空腔内，在有引风机抽风的条件下，烟梗所处环境的压力范围为0.11MPa～0.20MPa；

④经过30～250秒的气体热媒和烟梗充分混合及微波作用；

⑤将烟梗与气体热媒进行气固分离，得到处理完全的固体膨胀烟梗，气体热媒则立即送到步骤②循环使用或经处理后直接排放；

⑥将上述分离出的膨胀烟梗采用雾化水喷雾增加水分进行回潮处理，回潮后水分含量为8～36％；

⑦将回潮处理过的烟梗进行筛选和切细，制得大小适当的粒状膨胀烟梗；

2.如权利要求1所述的烟梗预处理的方法，其特征在于，步骤⑦中，所述的粒状膨胀烟梗粒径在0.5～5mm。

3.如权利要求1所述的烟梗预处理的方法，其特征在于所述的气体热媒为N₂、CO₂、低压过热蒸汽或其他惰性气体。

4.权利要求1所述的烟梗预处理的设备，其特征在于，该设备主要包括气体热媒预热机构、微波复合膨胀处理机构、气体热媒气源(13)、气体热媒加热器(15)和气-固分离装置(8)；微波复合膨胀处理机构主要包括微波复合膨胀器(7)；气体热媒预热机构包括预热水平段(5)，并与烟梗进料装置进料仓(1)相连，预热水平段(5)内部设有运送烟梗的螺旋输送装置(6)，预热水平段(5)与微波复合膨胀器相连，微波复合膨胀器与气-固分离装置直接相连；气体热媒气源(13)和气体热媒加热器(15)相连，气体热媒加热器通过管路或直接与预热水平段(5)相连。

5.如权利要求4所述的烟梗预处理的设备，其特征在于所述的微波复合膨胀器的微波腔体内有输送原料与气体热媒混合物的滚筒，该滚筒是密封的且材质为低微波吸收、低热量吸收和低热量传导的。

6.如权利要求4所述的烟梗预处理的设备，其特征在于所述的预热水平段(5)的两端设置有密封装置(4)。

7.如权利要求4所述的烟梗预处理的设备，其特征在于预热水平段(5)设有加热夹套(3)。

8.如权利要求4所述的烟梗预处理的设备，其特征在于在进料仓与预热水平段(5)之间设有进料气锁(2)。

9.如权利要求4所述的烟梗预处理的设备，其特征在于进料仓(1)上设有排气罩(16)，并通过管道与气-固分离装置(8)和引风机(9)连通，引风机依次与排潮系统、气体热媒循环净化系统连接。