專利名稱：一種卷煙減害降焦處理工藝及用于煙絲或煙葉超臨界萃取的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種卷煙減害降焦處理工藝及用于煙絲或煙葉超臨界萃取的裝置。
背景技術(shù)：
早在20世紀(jì)50年代初，英國皇家醫(yī)學(xué)會就公開提出吸煙有害健康。50年代末，美國衛(wèi)生署和英國皇家醫(yī)學(xué)會都發(fā)表公告認(rèn)為吸煙過量是產(chǎn)生肺癌的病因之一。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，禁煙呼聲日益高漲，世界煙草業(yè)的發(fā)展已到了事關(guān)存亡的關(guān)鍵時期。為了自身的生存發(fā)展和對人類的健康負(fù)責(zé)，各國都積極對吸煙與健康問題開展了廣泛的研究。因此，隨著吸煙與健康的問題越來越受到關(guān)注，提高卷煙的吸食品質(zhì)和降低卷煙煙氣中的有害成分的釋放量成為卷煙的必然發(fā)展趨勢。發(fā)展低焦油和低危害卷煙是我國煙草行業(yè)發(fā)展的趨勢，利于我國在參與國際的煙草競爭中凸顯優(yōu)勢。煙葉中有害成分前體物質(zhì)對卷煙的安全性影響較大，但是目前并沒有很好的方法來降低煙葉中的煙堿和其它有害成分，通常的做法是利用過濾嘴或復(fù)配煙葉的方法來過濾煙氣或降低人體對煙葉產(chǎn)生煙氣的吸入量，但這些途徑對卷煙煙氣品質(zhì)影響較大，消費(fèi)者的接受程度較低。因此，提高卷煙產(chǎn)品科技含量、降低煙草有害成分也就成為目前中國煙草企業(yè)對抗跨國煙草巨頭進(jìn)入的一個必然選擇和當(dāng)務(wù)之急。超臨界流體(Supercritical Fluid,簡稱SCF)是物質(zhì)處于其臨界溫度(Tc)和臨界壓力(PC)以上的一種物質(zhì)狀態(tài)。對該狀態(tài)的流體加壓，流體不會液化，僅密度增大，此狀態(tài)流體既具有液態(tài)性質(zhì)，同時保留有氣體性能，這種狀態(tài)的流體表現(xiàn)出若干特殊性質(zhì)。如超臨界流體既有液體的溶解能力，又有氣體良好的流動和傳遞性能。并且在臨界點(diǎn)附近，壓力和溫度的少量變化，有可能顯著改變流體溶解能力。因此，對超臨界流體進(jìn)行調(diào)整，控制分離過程，可對煙草中的某些成分進(jìn)行一定程度的選擇萃取，超臨界流體萃取是一項(xiàng)極具潛力的應(yīng)用技術(shù)。目前有部分卷煙企業(yè)將卷煙煙絲浸入二氧化碳的超臨界萃取流體中，浸潰時間為200s-400s，通過泄壓降低萃取容器內(nèi)的溫度，然后將煙絲置于高溫?zé)犸L(fēng)中(350-450°C )，利用干冰升華迫使煙絲得以膨脹。但是該處理存在以下缺陷煙絲萃取效率較低，同時由于后續(xù)的處理工藝溫度較高，所處理后的煙絲易產(chǎn)生焦苦氣息，對煙絲的感官質(zhì)量產(chǎn)生不良的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種卷煙減害降焦處理工藝，所述工藝處理后的卷煙減害降焦效果好，且對煙絲的感官質(zhì)量的吸味無不良影響，使煙絲的整體感官質(zhì)量高于傳統(tǒng)工藝處理的煙絲。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下、一種卷煙減害降焦處理工藝，將煙絲或煙葉進(jìn)行超臨界流體萃取，萃取后利用微波或80°C -150°c的熱風(fēng)處理萃取后的煙絲或煙葉。微波處理的強(qiáng)度為50-500KW，微波處理時間為30s_300s。熱風(fēng)處理時間為2_20min。進(jìn)一步，煙絲或煙葉在超臨界流體中進(jìn)行萃取時，置于一轉(zhuǎn)動的且能與超臨界流體充分接觸的裝置中。所述裝置的轉(zhuǎn)速為10-100r/min,轉(zhuǎn)動萃取時間為2_60min。 具體的，將煙絲或煙葉加入密閉萃取容器中，在超臨界流體中進(jìn)行萃取，調(diào)節(jié)萃取容器溫度為20°C -80°C，調(diào)節(jié)萃取壓力為IO-SOMpa ;萃取結(jié)束后，在脫除溶劑的過程中，萃取容器內(nèi)的溫度保持在-10°C -60°C，從容器下部抽出液體溶劑，從容器的上部抽出氣化的溶劑；之后將煙絲或煙葉從容器中整體取出，置于微波或熱風(fēng)中進(jìn)行處理脫除溶劑。采用二氧化碳、四氟乙烷、氨、丙烷、丁烷、異丁烷、二甲醚、乙醚、六氟化硫、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、乙醇、正己烷中的一種或幾種的混合物為萃取溶劑。進(jìn)一步，采用二氧化碳為萃取溶劑，同時采用乙醇或丙酮或其水溶液為夾帶劑，使夾帶劑與二氧化碳成為混合流體；于20°C -80°C、5-60Mpa萃取2_60min ;萃取結(jié)束脫除溶劑的過程中，萃取容器內(nèi)的溫度保持在-10°C - 60°C。本發(fā)明提供了一種煙草減害降焦的處理工藝，一方面利用煙絲在超臨界萃取溶劑中旋轉(zhuǎn)增加和溶劑的接觸，同時增加浸潰時間，總體上提高了萃取溶劑的萃取效率，將煙葉中的煙堿、焦油前體物、有害成分前體物基質(zhì)等有害成分萃取分離出來，從而在本質(zhì)上降低卷煙煙氣焦油、煙堿和有害成分的釋放量，所得到的煙草樣品可與正常卷煙煙絲參配，可根據(jù)具體情況按1-40%直接添加到卷煙配方中或經(jīng)切絲后摻配到卷煙配方中，不影響正常使用，同時可降低煙氣有害成分的釋放量，從而提高卷煙的安全性。由于采用超臨界溶劑萃取，煙絲不與氧氣接觸。從煙葉中脫除溶劑氣體時，利用微波或低溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行處理脫除煙葉中的溶劑，相對于高溫處理，其優(yōu)點(diǎn)在于可較好的保持煙葉本身的香氣成分不發(fā)生大的變化，滿足卷煙的香味品質(zhì)。方法中超臨界所用萃取溶劑可循環(huán)利用；萃取過程中固相和液相中蒸發(fā)出的溶劑氣體經(jīng)壓縮液化后回收。所采用的裝置也是在現(xiàn)有卷煙企業(yè)所用的干冰膨脹設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加一個轉(zhuǎn)動的且能與超臨界流體充分接觸的裝置，此裝置本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用現(xiàn)有技術(shù)中任何能實(shí)現(xiàn)此目的的裝置，如可轉(zhuǎn)動的籠屜等。具體的，還可采用以下本發(fā)明優(yōu)選提供的一種用于煙絲或煙葉超臨界萃取的裝置，包括萃取釜，在所述的萃取釜中安裝有回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的籠狀設(shè)備，所述設(shè)備上設(shè)有若干開孔，籠狀設(shè)備底部或外側(cè)壁與動力裝置驅(qū)動連接。所述籠狀設(shè)備的開孔率為20-70%，具體可根據(jù)煙絲或煙葉的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，只要能保證煙絲或煙葉不從籠狀設(shè)備中跑出，同時又能確保萃取溶劑進(jìn)入籠狀設(shè)備與煙絲或煙葉接觸即可。萃取釜中動力裝置可采用任何現(xiàn)有技術(shù)中能驅(qū)動籠狀設(shè)備轉(zhuǎn)動的裝置?；\狀設(shè)備回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動時，即可繞著水平軸轉(zhuǎn)動，也可繞與水平軸垂直的軸轉(zhuǎn)動。經(jīng)本發(fā)明方法處理后，所得到的煙絲和葉片卷煙焦油釋放量降低15-25%，卷煙主流煙氣的CO、NO、PAHs、TSNAs、自由基、揮發(fā)性腈類、酚類等可降低10_35%，同時對卷煙的感官品質(zhì)有較好促進(jìn)的作用，襯托自然煙香，降低卷煙煙氣刺激性、增強(qiáng)煙氣生津感、提高卷煙舒適度。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明卷煙減害降焦處理工藝在保持煙葉主要致香成分的同時，能有效地選擇性降低煙葉中煙堿或其它有害成分前體物，這一技術(shù)的應(yīng)用可提高卷煙的質(zhì)量，降低卷煙煙氣焦油和有害成分的釋放量，提高卷煙的安全性。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例中所采用的用于煙絲或煙葉超臨界萃取的裝置，其中I為萃取釜，2為籠狀設(shè)備籠屜，3為動力裝置。
具體實(shí)施例方式以下以具體實(shí)施例來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此
以下實(shí)施例進(jìn)行超臨界萃取時采用設(shè)備參考圖1，包括萃取釜1，在所述的萃取釜I中安裝有回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的籠狀設(shè)備籠屜2，所述籠屜2上設(shè)有若干開孔，開孔率根據(jù)煙絲或煙葉的大小在20-70%間進(jìn)行調(diào)整，籠屜2底部與動力裝置3驅(qū)動連接。實(shí)施例I
將裝有200 Kg卷煙煙絲的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的CO2為萃取溶劑，并打入無水乙醇作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為30°C，調(diào)節(jié)萃取壓力20Mpa，將卷煙煙絲完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速40r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間20min，萃取結(jié)束后，在脫除溶劑的過程中，萃取容器內(nèi)的溫度保持在20°C，從容器下部抽出液體溶劑，從容器的上部抽出氣化的溶劑，萃取結(jié)束后，將煙絲置于150KW微波中處理220s脫除煙葉中的溶劑。實(shí)施例2
將裝有200 Kg煙草葉片的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的CO2為萃取溶劑，并打入無水乙醇作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為30°C，調(diào)節(jié)萃取壓力20Mpa，將成品煙葉完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速40r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間20min，萃取結(jié)束后，將葉片置于100°C的熱風(fēng)中進(jìn)行處理IOmin脫除煙葉中的溶劑。實(shí)施例3
將裝有200 Kg成品煙葉的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的二甲醚為萃取溶劑，并打入丙酮作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為40°C，調(diào)節(jié)萃取壓力30Mpa，將成品煙葉完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速20r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間25min，萃取結(jié)束后，從容器的上部抽出氣化的溶劑，將成品煙葉從容器中整體取出，置于200KW微波中進(jìn)行處理150s脫除煙葉中的溶劑。實(shí)施例4
將裝有200 Kg成品煙葉的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的丁烷為萃取溶劑，并打入60%丙酮作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為30°C，調(diào)節(jié)萃取壓力40Mpa，將成品煙葉完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速25r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間40min，萃取結(jié)束后，將煙葉置于130°C的熱風(fēng)中進(jìn)行處理IOmin脫除煙葉中的溶劑。
實(shí)施例5
將裝有200 Kg卷煙煙絲的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的四氟乙烷為萃取溶劑，并打入40%乙醇作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為40°C，調(diào)節(jié)萃取壓力35Mpa，將卷煙煙絲完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速30r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間30min，萃取結(jié)束后，從容器的上部抽出氣化的溶劑，將卷煙煙絲從容器中整體取出，置于50KW微波中進(jìn)行處理300s脫除煙絲中的溶劑，取出煙絲。實(shí)施例6
將裝有200 Kg卷煙煙絲的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的CO2、二甲醚混合溶劑為萃取溶劑，并打入70%丙酮作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為25°C，調(diào)節(jié)萃取壓力25Mpa，將卷煙煙絲完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速25r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間30min，萃取結(jié)束后，從容器的上部抽出氣化的溶劑，將卷煙煙絲從容器中整體取出，置于300KW微波中進(jìn)行處理IOOs脫除煙絲中的溶劑，取出卷煙煙絲。實(shí)施例7
將裝有200 Kg成品煙葉的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的C02、丁烷、四氟乙烷混合溶劑為萃取溶劑，并打入50%乙醇作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為300C，調(diào)節(jié)萃取壓力25Mpa，將成品煙葉完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速20r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間30min，萃取結(jié)束后，從容器的上部抽出氣化的溶劑，將成品煙葉從容器中整體取出，置于500KW微波中進(jìn)行處理30s脫除煙葉中的溶劑，取出煙葉。對比例I
將裝有200 Kg卷煙煙絲的籠屜置于密閉萃取容器中，向容器中注入呈液態(tài)的CO2為萃取溶劑，并打入無水乙醇作為夾帶劑，調(diào)節(jié)萃取釜溫度為30°C，調(diào)節(jié)萃取壓力20Mpa，將成品煙葉完全浸沒，調(diào)節(jié)籠屜的轉(zhuǎn)速40r/min，轉(zhuǎn)動萃取時間20min，萃取結(jié)束后，在脫除溶劑的過程中，萃取容器內(nèi)的溫度保持在20°C，從容器下部抽出液體溶劑，從容器的上部抽出氣化的溶劑，萃取結(jié)束后，將煙絲置于350°C的熱風(fēng)中處理40s脫除煙葉中的溶劑。本發(fā)明方法與高溫處理工藝煙絲香味成分對比分析
比較實(shí)施例I (微波處理)、實(shí)施例2 (低溫處理)以及對比例I (高溫處理)工藝，處理后煙絲中的主要香味成分，詳細(xì)結(jié)果見表I。表I不同處理方法煙絲的香味成分含量分析(Ug/g)
香味成分 j對比例I j實(shí)施例I j實(shí)施例2 Mjg~5.41 7.92 8.43
Mll~ I. 57 3.02 2.41
T"內(nèi)酯.0.62 1.01 0.91
~6.81 9.56 9.88^"乙醒~0.81 1.87 1.64
裏舊醇_1.01 1.62 1.21
i 苯乙醇 —2.92 4.16 3. 78 著"葉醇—0.41 0.45 0. 5
~ 15. 78 22. 32 19.99 天馬酮.8.21 9.98 10.45
著"葉基丙酮 —2.68 3.21 3.31 盲豆三烯酮 |l7.57 |21. 06 |20. 8權(quán)利要求
1.一種卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，先將煙絲或煙葉進(jìn)行超臨界流體萃取，萃取后利用微波或80°C _150°C的熱風(fēng)處理萃取后的煙絲或煙葉。
2.如權(quán)利要求I所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，微波處理的強(qiáng)度為50-500KW，微波處理時間為30s-300s。
3.如權(quán)利要求I所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，80-150°C熱風(fēng)處理時間為 2_20min。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，煙絲或煙葉在超臨界流體中進(jìn)行萃取時，置于一轉(zhuǎn)動的且能與超臨界流體充分接觸的裝置中。
5.如權(quán)利要求4所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，所述裝置的轉(zhuǎn)速為10-100r/min,轉(zhuǎn)動萃取時間為2_60min。
6.如權(quán)利要求5所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，將煙絲或煙葉加入密閉萃取容器中，在超臨界流體中進(jìn)行萃取，調(diào)節(jié)萃取容器溫度為20°C -80°C，調(diào)節(jié)萃取壓力為10-80Mpa ;萃取結(jié)束后，在脫除溶劑的過程中，萃取容器內(nèi)的溫度保持在-10°C -60°C，從容器下部抽出液體溶劑，從容器的上部抽出氣化的溶劑；之后將煙絲或煙葉從容器中整體取出，置于微波或熱風(fēng)中進(jìn)行處理脫除溶劑。
7.如權(quán)利要求6所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，采用二氧化碳、四氟乙烷、氨、丙烷、丁烷、異丁烷、二甲醚、乙醚、六氟化硫、二氯二氟甲烷、一氯二氟甲烷、乙醇、正己烷中的一種或幾種的混合物為萃取溶劑。
8.如權(quán)利要求7所述的卷煙減害降焦處理工藝，其特征在于，采用二氧化碳為萃取溶劑，同時采用乙醇或丙酮或其水溶液為夾帶劑，使夾帶劑與二氧化碳成為混合流體；于20 0C -80°C>5-60Mpa 萃取 2_60min。
9.一種用于煙絲或煙葉超臨界萃取的裝置，包括萃取釜，其特征在于，所述的萃取釜中安裝有回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動的籠狀設(shè)備，所述設(shè)備上設(shè)有若干開孔，籠狀設(shè)備底部或外側(cè)壁與動力裝置驅(qū)動連接。
10.如權(quán)利要求9所述的用于煙絲或煙葉超臨界萃取的裝置，其特征在于，所述籠狀設(shè)備的開孔率為20-70%。
全文摘要
本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種卷煙減害降焦處理工藝。將煙絲或煙葉置于可轉(zhuǎn)動的裝置中進(jìn)行超臨界流體萃取，萃取后利用微波或80℃-150℃的熱風(fēng)處理萃取后的煙絲或煙葉。本發(fā)明卷煙減害降焦處理工藝在保持煙葉主要致香成分的同時，能有效地選擇性降低煙葉中煙堿或其它有害成分前體物，這一技術(shù)的應(yīng)用可提高卷煙的質(zhì)量，降低卷煙煙氣焦油和有害成分的釋放量，提高卷煙的安全性。
文檔編號A24B15/24GK102640985SQ20121012906
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉茂林, 蘇東贏, 陳偉, 馬宇平 申請人:河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司