專利名稱：：通用型人造煙葉的連續(xù)化制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及煙草工業(yè)的造紙法煙片，煙草粉體膠合壓片和雙層稠漿法薄片的制造
技術(shù)領(lǐng)域：
。目前，國內(nèi)已有的人造煙漿薄片生產(chǎn)工藝大致可分為如下三類一類為汕頭卷煙廠使用的造紙法煙片；第二類為煙草粉體膠合壓片；第三類為昆明卷煙廠和長沙卷煙廠從西方TMCI公司引進(jìn)的雙層稠漿法薄片；雖對(duì)上述三種薄片各自的生產(chǎn)工藝不太祥知，但對(duì)其產(chǎn)品的內(nèi)在成分進(jìn)行的分析檢測可知除造紙法煙漿薄片外，煙草粉體膠合壓片和TMCI公司引進(jìn)的雙層稠漿法薄片都存在共同的技術(shù)缺陷1.煙草粉體膠合壓片和雙層稠漿法薄片中，不同程度的加入了約17％的動(dòng)、植物蛋白質(zhì)或脂肪酸類粘合劑、隔離劑或改性劑，這些物質(zhì)都會(huì)在燃燒時(shí)產(chǎn)生對(duì)人體有害的吸食成份。2.對(duì)煙草在燃燒時(shí)可產(chǎn)生有害氣體成份的生物堿Nicotiune、雙糖Disaccharide、蛋白質(zhì)Protrin、脂肪Oil等成分沒有進(jìn)行合理的轉(zhuǎn)化；薄片加入到煙絲中制造出的卷煙中的焦油含量無法達(dá)到加入WTO后的國際市場標(biāo)準(zhǔn)焦油含量＜10mg/支煙堿含量＜1mg/支、CO含量＜10mg/支。3.對(duì)原材料的選擇性強(qiáng)，綜合利用率達(dá)不到與相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的需要，在云南各個(gè)卷煙廠中有＞30％的煙葉的梗、筋、碎煙末沒有得到利用；所有煙莖、桿被廢棄在農(nóng)田中，成為農(nóng)業(yè)的垃圾和煙農(nóng)的負(fù)擔(dān)，不但造成數(shù)百億元/年的資源浪費(fèi)；而且，煙農(nóng)焚燒后的煙氣對(duì)大氣環(huán)境的污染構(gòu)成嚴(yán)重威脅，也不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)上述不足；本發(fā)明提出一種，以煙草莖、桿和煙葉的梗、筋、碎末為原料，采用連續(xù)浸泡及軟化工藝、連續(xù)磨漿及疏解工藝、連續(xù)加壓水解及同步梅拉德反應(yīng)工藝、連續(xù)閃蒸脫水工藝、連續(xù)漿料調(diào)配及稀釋工藝、連續(xù)分子蒸餾工藝、連續(xù)水蒸汽蒸餾等技術(shù)制取通用型人造煙葉產(chǎn)品的多學(xué)科交叉工藝技術(shù)。采用本發(fā)明制取的通用型人造煙中的焦油、蛋白質(zhì)、煙堿含量分別降至＜6％、＜5％、0.6～0.8％總糖可達(dá)16～24％，農(nóng)藥殘毒被清除；使煙草資源的利用率由目前的＜40％提高到80％；使控制卷煙中固有化學(xué)成份的方法轉(zhuǎn)化為數(shù)字化、智能化水平；使產(chǎn)品從投料到制成品的連續(xù)化生產(chǎn)周期在15～20min內(nèi)完成。下面結(jié)合通用型人造煙葉的連續(xù)化制造工藝附圖作進(jìn)一步說明圖1為本發(fā)明提出的，由原材料標(biāo)準(zhǔn)化制備工藝、高壓氣流粗碎及風(fēng)送工藝、連續(xù)浸泡及軟化工藝、連續(xù)磨漿及疏解工藝、連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)工藝、連續(xù)噴射霧化工藝、連續(xù)閃蒸脫水工藝、連續(xù)甩水及洗漿工藝、連續(xù)水力精制及稀釋工藝、工藝污水連續(xù)閃蒸及轉(zhuǎn)化工藝、水蒸汽冷凝及捕集工藝、熱能連續(xù)換熱及回收等組成的工藝流程示意圖；圖2為本發(fā)明提出的人造煙葉的連續(xù)調(diào)配及稀釋工藝、連續(xù)抄造工藝、連續(xù)涂布工藝流程圖；圖3為本發(fā)明提出的天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的連續(xù)三效蒸發(fā)及濃縮工藝流程圖；圖4為本發(fā)明提出的煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的分子蒸餾和釜式水蒸汽蒸餾工藝流程圖；一.原材料的標(biāo)準(zhǔn)化制備、高壓氣流粗碎及風(fēng)送工藝(一).原材的標(biāo)準(zhǔn)化制備收購的煙草莖、桿應(yīng)無霉變、腐爛、污染、有毒及其它固體渣質(zhì)，并經(jīng)陳化、干燥、色澤正常的物料；進(jìn)場后先在網(wǎng)式輸送機(jī)和熱風(fēng)烘干線上完成連續(xù)高壓射流沖洗、干燥工作；再用切片機(jī)連續(xù)切成20～40mm小段后包裝、入庫，完成對(duì)原材料的制備和標(biāo)準(zhǔn)化工作(圖略)。(二).高壓氣流粗碎及風(fēng)送工藝如圖1所示經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化制備的煙草莖、桿和煙葉梗、筋等原材料沿箭頭1的方向連續(xù)輸送到高壓氣流粉碎機(jī)2中，由于葉輪的高速旋轉(zhuǎn)將梗、桿等物料打碎，并經(jīng)軟連接管高速進(jìn)入薩克隆3中；由于粗碎物料在薩克隆中沿切線方向的高速旋轉(zhuǎn)，粉塵、粉末進(jìn)入除塵器4中被捕集并從底部定期清出、空氣連續(xù)經(jīng)除塵器排空；粗碎物料由絞龍輸送機(jī)5送至浸泡、軟化工藝。高壓氣流粗碎、風(fēng)送工藝的操作技術(shù)條件人造煙葉產(chǎn)量WA＝1000kg/h；莖梗物料耗損＝0.5％；莖梗水份含量WS＝10～14％；絕干莖梗用量WMAX＝103kg/h(1+14％+0.5％)*20＝1.15*103kg/h；二.物料的連續(xù)浸泡及軟化工藝如圖1所示經(jīng)氣流粗碎的物料沿薩克隆切線方向進(jìn)入絞龍輸送機(jī)5后，被連續(xù)輸送到高位浸泡槽8中，按絕干料∶浸泡水＝1∶4的比例同步加入約60C°的工藝回收純凈熱水浸泡6～8小時(shí)；檢測梗、桿的水分含量達(dá)到20％時(shí)，組織應(yīng)十分柔軟，用手可以掐爛；混入物料中的固體雜質(zhì)會(huì)在重力沉降作用下，自動(dòng)沉降到固體雜質(zhì)沉降槽6中定期清除；浸泡軟化期間可啟動(dòng)機(jī)械攪拌機(jī)7將物料間歇攪勻，高位浸泡槽可視產(chǎn)量由數(shù)個(gè)組成，切換使用；浸泡的目的是使煙莖、筋、梗、桿的內(nèi)部組織充分吸收水份得到膨脹、疏化，有利于磨漿、疏解和輸送；在連續(xù)浸泡過程中釋放出的部分煙草汁隨漿料進(jìn)入磨漿工序。連續(xù)浸泡及軟化工藝的操作技術(shù)條件a.絕干料用量WMAX＝1.15*103kg/h；b.浸泡濕度80～82％；c.物料吸水量WS1＝WMAX*4＝1.15*103kg/h*4＝4.6*103kg/T；d.物料濃度20％e.工作壓力P＝0.1Mpa；f.浸泡溫度60～85C°；g.浸泡時(shí)間t＝6～8h；h.物料組份比＝干料量WMAX浸泡水WS1＝1∶4；i.浸濕物料量WSJ＝WMAX+WS1＝5.75*103kg/h三.物料的磨漿、疏解及除砂工藝如圖1所示經(jīng)浸泡、軟化合格的物料濃度為20％，由絞龍輸送機(jī)9沿箭頭10的方向連續(xù)將物料輸送到ZC-7型雙錐磨漿疏解除砂機(jī)13中，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用下，將經(jīng)浸泡軟化的物料連續(xù)磨碎，達(dá)到疏解、除砂的目的；同時(shí)，按濕物料∶稀釋水＝1∶3的比例連續(xù)加入工藝回收的純凈熱水及11、12兩個(gè)高位計(jì)量箱中按絕干物料組份1～4％的甘草酸、1～4％的酪酸、0.1～0.6％的氧化鋅復(fù)合催化劑稀釋液，使磨制漿料的濃度控制在5～8％范圍；磨制合格的漿料會(huì)通過雙錐磨漿機(jī)底部的8～12目篩孔自動(dòng)沿箭頭14的方向連續(xù)排放到疏解漿料池45中備用，此工序的目地是提高有機(jī)物的溶出性、物料的流動(dòng)性、可輸送性，有利于其它工序的順利進(jìn)行。連續(xù)磨漿、疏解、除砂工藝的操作技術(shù)條件a.進(jìn)料濃度20％；b.出料濃度5～8％；c.進(jìn)料含水量4.6*103kg/T；d.磨漿補(bǔ)水量WS2＝WSJ*3＝5.75*103kg/h*3＝17.25*103kg/h；e.磨漿總量WJMAX＝WMAX+WS1+WS2＝23*103kg/h；f.工作壓力P＝0.1Mpa；g.磨漿溫度t＝60～85C°；h.浸濕物料量WSJ＝WMAX+WS1＝5.75*103kg/hi.物料組份比＝濕料量WSJ∶磨漿稀釋水WS2＝1∶3；j.甘草酸催化劑用量＝絕干物料*1～4％；k.酪酸催化劑用量＝絕干物料*1～4％；l.氧化鋅催化劑用量＝絕干物料*0.1～0.6％；四.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德(Louis-CamilleMaillard)反應(yīng)工藝如圖1所示經(jīng)磨制合格，濃度為5～8％；并含有甘草酸(C6H10O5)n-n(C6H12O6)，Glycyrrhizicacid、酪酸n-butyricacid和氧化鋅ZnOzincoxide復(fù)合水解催化劑的漿料，由高壓螺桿注漿泵43從漿料池45中泵出，并沿箭頭44的方向連續(xù)打入四個(gè)管塔式水解塔15中；同時(shí)，沿箭頭46方向連續(xù)給水解塔的夾套加熱器中輸入250～350C°的高溫導(dǎo)熱油間接加熱升溫，冷油沿箭頭47的方向返回加熱爐循環(huán)使用；當(dāng)水解塔內(nèi)物料量達(dá)70％時(shí)暫停進(jìn)料，待塔內(nèi)溫度升至200C°，壓力達(dá)2.4-2.5Mpa時(shí)，重新啟動(dòng)高壓螺桿泵開始連續(xù)進(jìn)料，并同步逐次啟動(dòng)a啟動(dòng)真空泵，給連續(xù)閃蒸罐的″開口系統(tǒng)″營造負(fù)壓閃蒸環(huán)境；b.給閃蒸罐頂1～2號(hào)冷凝器管程分別連續(xù)輸入待濃縮煙草汁及待調(diào)配循環(huán)漿料；c.啟動(dòng)大氣冷凝器循環(huán)水泵使冷卻循環(huán)水噴淋暢通；d.啟動(dòng)管式離心機(jī)電機(jī)使甩水工作處在待機(jī)狀態(tài)；e.打開水解塔與文丘里噴射霧化管之間的出料閥開始出料；此時(shí)，連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)工藝、文丘里噴射霧化工藝、連續(xù)閃蒸工藝進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)原理可知漿料在壓力為2.5Mpa、溫度220～230C°條件下，只需15～20min就可完成對(duì)漿料的連續(xù)水解和梅拉德反應(yīng)工藝。(一).天然煙葉的化學(xué)成分1.天然煙葉的基本化學(xué)成份2.天然煙葉的化學(xué)成分與卷煙品質(zhì)的關(guān)系天然煙草由碳C、氫H、氧O、氮N等元素和數(shù)百種有機(jī)化合物組成的高等級(jí)植物，隨品種、地理、氣候、陳化、調(diào)制方法的不同，其性質(zhì)和吃味大不相同；但總體由六大體系組成a.碳水化合物的含量＞5％時(shí)，口感吃味較為舒適。b.有效氮含量為1.4～2.％較為適宜，含量過高時(shí)吸食的刺激性和臭味增加；含量過低時(shí)，吸味平淡、沒有勁頭。c.蛋白質(zhì)被視為吸味的最不利物質(zhì)，含量過高時(shí)吸食時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種難聞的氣味，一般應(yīng)控制在6.0～9.0％為宜。d.煙堿是香煙中的最重要的組分，煙堿品質(zhì)的高低和含量的多少都直接影響卷煙的品位、風(fēng)格和吃味，含量過高時(shí)吸食的刺激性增加，含量過高低時(shí)吸食味平淡沒有勁頭、不過癮，一般控制在0.3-0.5％。e.單糖可使卷煙的吸味甜潤豐滿、氣質(zhì)改善，一般控制在18～22％。f.灰分一般由堿性金屬元素組成，控制在10～18％為宜。施木克值＝總糖∶蛋白質(zhì)＝2.25∶1為宜。3.天然煙草的莖、桿和煙葉的梗、筋的化學(xué)成分與卷煙品質(zhì)的關(guān)系a.煙草的莖、桿中的煙堿、蛋白質(zhì)的含量較低，但纖維素和管狀細(xì)胞壁的含量高，燃燒時(shí)的木質(zhì)氣太濃，在烤煙型卷煙中一般都沒有利用，采用連續(xù)加壓水解及同步梅拉德Louis-CamilleMaillard反應(yīng)工藝把煙草莖、桿中的天然煙草汁精及梅拉得反應(yīng)物提出，并經(jīng)三效濃縮、分子蒸餾提純后，供調(diào)配和加香工藝使用；抄造出的纖維漿料板是煙草粉體膠合壓片和雙層稠漿法薄片生產(chǎn)的最好原料。b.煙葉在打葉、復(fù)烤過程中產(chǎn)生的梗、筋約占煙葉總量的25％，煙堿、蛋白質(zhì)、單糖及總氮的含量與煙葉接近，但植物纖維的含量增加，木質(zhì)氣也會(huì)增大，直接影響烤煙型卷煙的口感、吃味；為此，紅塔集團(tuán)和昆明卷煙廠等烤煙型卷煙生產(chǎn)線只添加部分煙葉梗、筋的切片到香煙中去，用于增加挺度、飽滿度及重度，也相應(yīng)降低了香煙中的焦油含量；但每年至少有＞30％，約2.7*104T/年的煙梗、筋得不到合理利用。雖然烤煙型卷煙的主要成分來自煙葉，但煙草的根、桿和煙葉的梗、筋，經(jīng)連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德Louis-CamilleMaillard反應(yīng)等工藝加工轉(zhuǎn)化后，不但可取代相當(dāng)部分烤煙去卷制香煙；而且，可改善和提高卷煙的品質(zhì)；使卷煙中的蛋白質(zhì)、煙堿、有效氮及雜氣含量大為降低，有利于施木克值＝總糖∶蛋白質(zhì)＝2.25∶1關(guān)系的實(shí)現(xiàn)。(二).連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德(Louis-CamilleMaillard)反應(yīng)原理1.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)工藝的催化劑選擇a.工藝技術(shù)目標(biāo)(1).利用煙草的莖、桿和煙葉的梗、筋、碎末等原料，制取通用型人造煙葉的工藝過程，不得人為加入在燃燒時(shí)產(chǎn)生對(duì)人體健康有害的物質(zhì)；如脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)及其它有毒物質(zhì)。(2).制取的通用型人造煙葉，必須滿足國內(nèi)外各類大規(guī)模連續(xù)化機(jī)械制絲線對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的要求和具有降低焦油、煙堿、雜氣含量，改善卷煙內(nèi)在色、香、味的功能特性。(3).制取的通用型人造煙葉的質(zhì)量，以高于國際市場現(xiàn)行的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)。b.催化劑選擇連續(xù)加壓催化水解工藝使用的催化劑，一般為二價(jià)堿金屬氧化物和短碳鏈有機(jī)酸及無機(jī)酸，加入量為絕干物料的0.1～4％；根據(jù)二價(jià)堿金屬氧化物化學(xué)鍵能量的不同，用作催化劑的活化能也不同；化學(xué)上常把水的活化能視為1，選擇二價(jià)堿金屬氧化物為催化劑的活化能排序?yàn)槎r(jià)堿金屬氧化物氧化鋅、氧化鎂、氧化鈣、氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨和有機(jī)酸中的硫酸、鹽酸、硝酸、特威切爾Twitchell-sprocess試劑、草酸、酒石酸、甲、乙、丙酸、蘋果酸、擰檬酸、葡萄糖酸、乳酸、甘草酸、酪酸均能作為水解的催化劑。氧化鋅是性能優(yōu)越的水解催化劑，在1800C°時(shí)升華為金屬鋅，除磷化物以外的化合物均是無毒、無害的智慧型元素，在本連續(xù)加壓水解工藝中用作催化劑主要用于對(duì)油脂和蛋白質(zhì)分解，即可促進(jìn)反應(yīng)速率又可提高通用型人造煙葉的品質(zhì)。甘草酸能增強(qiáng)卷煙的甜潤感、降低卷煙吸食的刺激性、掩蓋雜氣、改善余味，屬梅拉德反應(yīng)的濃厚型香料；所以，在我國的烤煙型卷煙和美國的萬寶路等混合型香煙中都大量使用，不存在生化毒性試驗(yàn)和使用的可行性障礙。酪酸n-butyricacid；又名正丁酸，屬酪蛋白的水解產(chǎn)物，含有豐富的賴氨酸；作為煙草漿料的水解催化劑，除增加溶液中的氫H離子濃度外；在水解反應(yīng)的后期，可同步產(chǎn)生炒黃豆香氣等梅拉德反應(yīng)物。由于制取通用型人造煙葉的氣相吸食特性；本發(fā)明選擇甘草酸(C6H10O5)n-n(C6H12O6)，Glycyrrhizicacid、酪酸n-butyricacid和氧化鋅ZnOzincoxide復(fù)合水溶液為水解催化劑煙草絕干料∶催化劑∶水＝100∶甘草酸∶酪酸∶氧化鋅∶水＝100∶2∶2∶0.4∶30；2.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德Louis-CamilleMaillard反應(yīng)的工藝原理a.煙草漿料所含脂肪的水解反應(yīng)水解反應(yīng)是物質(zhì)在相溶界面處發(fā)生的多相復(fù)雜的平衡反應(yīng)，根據(jù)質(zhì)量作用定律可知在連續(xù)加壓水解反應(yīng)前期，催化劑具有催化、活化作用；氧化鋅ZnO(zincoxide)催化劑迅速將煙草所含2～7％的脂肪Vegetablefat水解成脂肪酸Fattyacid和甘油Glyceringlycerol。水解出的脂肪酸迅速與鎂、鋁、鉀、鈣、鐵、硼、鋅、磷、硫、氯、氧等灰份元素及漿料中的生物堿Nicotine進(jìn)行復(fù)雜的復(fù)分解反應(yīng)，生成可溶性的高級(jí)脂肪鹽類溶解到料液中去，經(jīng)三效濃縮、分子蒸餾、釜式水蒸汽蒸餾等工藝分離，并隨蒸餾殘?jiān)煌糜诠磧稛o公害生物農(nóng)藥；其反應(yīng)通式如下水解出的不飽和油酸Oleicacid、亞油酸Linoleicacid、亞麻酸Lenolenicacid在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生刺激性氣味和勁頭，甘油也可增加煙絲的彈性、柔軟性、色澤、油潤性和保濕性；但甘油在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生部分對(duì)人體有害的丙烯醛氣體，在連續(xù)加壓水解及同步梅拉德反應(yīng)工藝中與弱氧化劑反應(yīng)生成甘油醛糖CH2OHCHOHCHO和二羥基酮糖CH2OHCOCH2OH，被轉(zhuǎn)化為良好的梅拉德香氣組分。除脂肪酸外，低碳鏈有機(jī)酸在煙葉中的共有20多種，含量2～6％；其中蘋果酸Malicacid、檸檬酸Citricacid、乙二酸、丙二酸Malonicacid在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生芳香的氣味；同時(shí)，含有約0.5％左右的易揮發(fā)性脂肪、樹脂屬雜環(huán)類化合物，大都有氣味芳香、香氣愉快的特性，是鑒定煙葉品質(zhì)優(yōu)劣的重要物質(zhì)；越是品質(zhì)優(yōu)良的煙葉含量越高；低碳鏈酸C-H鍵結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定、沸點(diǎn)較低，一般以游離狀態(tài)溶解于漿料中，不參與水解反應(yīng)；可在分子蒸餾和釜式水蒸汽蒸餾工藝中將輕組份煙用香料和有效成分全部回收；并根據(jù)分析、檢測的具體數(shù)據(jù)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以數(shù)字化方式重新調(diào)配到通用型人造煙葉中。b.煙草漿料中的植物纖維的水解反應(yīng)有機(jī)甘草酸Glycyrrhizicacid和酪酸n-butyricacid；在水解反應(yīng)前期，可釋放出大量H離子，提高水解反應(yīng)速率，并與漿料中17-34％的煙草纖維素Cellulose、半纖維素Hemicellulose、木質(zhì)素lignum，C36H34O11在弱酸性環(huán)境中脫去一個(gè)H2O分子轉(zhuǎn)化為烯醇型游離性葡萄糖Glucose、木糖Woodsuga、左旋果聚糖Fructose、甘露糖Man-nose、半乳糖Galactose等，使?jié){料中的自有轉(zhuǎn)化單糖Monose提高14～17％俗稱纖維糖化，為反應(yīng)通式如下c.煙草漿料中的蛋白質(zhì)的水解反應(yīng)蛋白質(zhì)在香煙的吸食過程中起消極作用，使煙氣的苦味、刺激性和雜氣增加；燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生部分氫化氰氣體和亞硝胺組份等嚴(yán)重危害人體健康的物質(zhì)；在煙草漿料中一般含有5～15％的蛋白質(zhì)，在催化劑的作用下迅速水解并轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)的最終產(chǎn)物—水解蛋白Protein-hydrolysate，即甘氨酸、天門冬氨酸、賴氨酸、脯氨酸等多種氨基酸。在煙葉中，一般含3％的氨基酸；其中，天門冬氨酸Asparticacid1.39％賴氨酸Lysineacid0.32％組氨酸0.24％.精氨酸Dinovalericacid016％和0.65％的脯氨酸等多種氨基酸，屬蛋白質(zhì)的最終天然水解物；適量的氨基酸含量可中和煙氣酸度，使吸味增加、豐滿厚實(shí)；過量會(huì)在燃燒時(shí)產(chǎn)生辛刺辣味并分解出部分有害的酰氨類有害氣體，其梅拉德反應(yīng)參見g。d.煙草漿料中生物堿的水解反應(yīng)在煙草的莖、桿、梗、筋和煙葉中所含的可揮發(fā)性生物堿Nicotine有20多種，屬有機(jī)堿；占全部生物堿種類的95％，含量的高低決定煙氣的吃味強(qiáng)度和特有香氣，但過量的生物堿在燃燒時(shí)會(huì)分解出具有取代基的吡啶類有毒氣體對(duì)人體危害較大，世界各國的各大煙草公司都在花巨資解決這一懸而未解的問題；經(jīng)連續(xù)加壓催化水解和同步梅拉德反應(yīng)，大部生物堿與水解出的脂肪酸及短碳鏈的有機(jī)酸進(jìn)行中和反應(yīng)，生成可溶性有機(jī)鹽(皂類)溶于水中，并經(jīng)三效濃縮、分子蒸餾、釜式水蒸汽蒸餾工藝，隨釜底重組份用于勾兌無公害生物農(nóng)藥而除去。e.煙草漿料中亞硝胺的水解反應(yīng)亞硝胺屬堿性致癌化合物，在連續(xù)加壓水解及同步梅拉德反應(yīng)過程中，亞硝胺(TSNA)、無機(jī)鹽Inorganiccompound、二惡因Dioxin、管狀細(xì)包壁(CW)轉(zhuǎn)化為可溶性鹽類溶解于循環(huán)水中，最終與有機(jī)皂鹽一樣用于勾兌無公害生物農(nóng)藥而分離。f.煙草漿料中的雙糖的水解反應(yīng)在煙草的莖、桿、梗、筋和煙葉中所含的可溶性還原單糖Monnose的高低直接影響煙葉品質(zhì)優(yōu)劣，含量越高煙葉的品質(zhì)越好；而雙糖Polysaccharide蔗糖、麥芽糖的含量過高，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量雜氣引響卷煙的吃味；品質(zhì)好的煙葉中一般含有葡萄糖Glu-cose、果糖Fructose、木糖Woodsuga、蔗糖Sucrose、鼠李糖、巖藻糖、阿拉伯糖、甘露糖Man-nose和半乳糖Galactose，其中單糖含量為10～30％；連續(xù)加壓水解工藝可將60～90％的雙糖完全轉(zhuǎn)化為葡萄糖、果糖和木糖俗稱轉(zhuǎn)化單糖，使單糖總量提高14～17％。g.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)在連續(xù)加壓催化水解工藝后期，隨著水解度的提高，原料所含氨基酸、單糖及水解出的氨基酸、還原單糖的含量增加，單糖的羰基與水解出的氨基酸的游離氨基之間發(fā)生縮合反應(yīng)，脫去一個(gè)水分子生成曳馥基，經(jīng)環(huán)化重排后便得到重要的不揮發(fā)物—葡萄糖胺和酮糖胺、2氨基2脫氧醛糖香氣組分，反應(yīng)機(jī)理如下(1).單體糖與氨基酸的梅拉德反應(yīng)通式(2).葡萄糖與甘氨酸的梅拉德反應(yīng)(3).葡萄糖與天門冬氨酸的梅拉德反應(yīng)h.有機(jī)酸催化劑在連續(xù)加壓水解及同步梅拉德反應(yīng)后期的積極效果(1).連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)后期，甘草酸與漿料中的有機(jī)堿及堿性金屬元素發(fā)生反應(yīng)，生成的甘草酸鉀、鈉、鋅、鎂等有機(jī)酸鹽，是比甘草酸自身增香性能更加優(yōu)越的煙用香料，在反應(yīng)過程只要有12～14％的甘草酸轉(zhuǎn)化為甘草酸鈉就可使卷煙的吸味大為改善。(2).酪酸與水解出的大量還原糖反應(yīng)可產(chǎn)生約占總糖量64～71％的吡嗪類及醛糖、酮糖類等令人愉快的雜環(huán)類香氣化合物。(3).甘油與弱氧化劑反應(yīng)生成甘油醛糖CH2OHCHOHCHO和二羥基酮糖CH2OHCOCH2OH，被轉(zhuǎn)化物為良好的香氣組分。(4).纖維素水解脫去一個(gè)H2O分子轉(zhuǎn)化為烯醇型游離性單糖，使固有總糖含量提高14～17％。(5).使煙草中5～15％的蛋白質(zhì)，迅速水解并轉(zhuǎn)化為甘氨酸、天門冬氨酸、賴氨酸、脯氨酸等多種氨基酸；使蛋白質(zhì)燃燒時(shí)產(chǎn)生氫化氰氣體和亞硝胺等危害人體健康的組份得到轉(zhuǎn)化。i.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)的工藝范圍連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)，可在壓力P＝1～3Mpa，溫度t＝80～230C°，PH值＝1～7，反應(yīng)時(shí)間15min～3h條件下進(jìn)行；隨著反應(yīng)壓力、溫度和PH值的升高和短碳鏈有機(jī)酸及氧化鋅復(fù)合催化劑的加入，水解率和水解物的質(zhì)量迅速提高，反應(yīng)時(shí)間急劇下降；當(dāng)反應(yīng)壓力和反應(yīng)溫度提高至P＝2.5Mpa，t＝230C°，短碳鏈有機(jī)酸及氧化鋅復(fù)合催化劑存在時(shí)，反應(yīng)時(shí)間急劇下降至15～20min即可完成水解工藝；被水解物的水解度符合下列關(guān)系水解度(DH％)＝[M(Vi-V0)*100/3/W-0.45]*100％/n；式中M-NaOHmol/l濃度，Vi、V0-滴定樣品ml數(shù)，W-被滴定物質(zhì)量數(shù)g，n-每克被水解物的肽鍵毫摩爾數(shù)(mmol/g)；梅拉德(Louis-CamilleMaillard)反應(yīng)物與卷煙香氣的關(guān)系j.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)的右向控制為防止連續(xù)加壓水解及同步梅拉德反應(yīng)過程受其它物質(zhì)的干擾和副反應(yīng)，可在漿料中加入阿瑪多利(Amadori)重排化合物加以抑制。采用連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)工藝，制取的人造煙葉不但燃燒性能良好，而且焦油、蛋白質(zhì)、煙堿含量分別降至＜6％、＜5％和0.6～0.8％總糖含量＝16～24％，木質(zhì)氣味大為降低，并具有酸甜爽口、舒適飽滿的特點(diǎn)，極大地提高卷煙的質(zhì)量和等級(jí)。3.連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)的工藝技術(shù)條件a.漿料濃度5～8％；b.漿料流量WJMAX＝WMAX+WS1+WS2＝23*103kg/h；c.漿料含水量MS1＝21.85*103kg/h；d.工作壓力P＝2.3-2.5Mpa＝24.5kg/cm2；e.反應(yīng)溫度210-230C°；f.反應(yīng)時(shí)間t＝15min-20min；五.文丘里噴射霧化工藝如圖1所示經(jīng)連續(xù)加壓催化水解和同步梅拉德反應(yīng)合格的漿料，在流經(jīng)文丘里噴射霧化器16的噴嘴至漸縮管時(shí)，漿料先被超極限壓縮、均質(zhì)，流速提升至當(dāng)?shù)芈曀?，在?jīng)喉管至漸擴(kuò)管時(shí)達(dá)到＞400m/s的超音速，漿料和水份迅速膨化、汽化、有機(jī)物充分揮發(fā)、釋放，纖維組織離解、品質(zhì)進(jìn)一步得到提高；同時(shí)，以噴射霧化的方式將水解物料輸送到負(fù)壓閃蒸環(huán)境中。文丘里噴射霧化器，俗稱水汽射流噴射真空泵(圖略)，在本發(fā)明中采用兩組三級(jí)串聯(lián)泵組成，除對(duì)物料進(jìn)行噴射霧化輸送外，利用高溫高壓水汽物流在文丘里噴射霧化器混合室產(chǎn)生的負(fù)壓為系統(tǒng)提供真空運(yùn)行環(huán)境，其中第一組經(jīng)接口33給負(fù)壓閃蒸環(huán)境提供系統(tǒng)真空，第二組為三效蒸發(fā)及濃縮工藝提供系統(tǒng)真空條件；使液體高速運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和部分熱能轉(zhuǎn)化為負(fù)壓能得以利用，既提高了運(yùn)行效率，又降低了運(yùn)行成本；六.連續(xù)閃蒸、脫水工藝如圖1所示經(jīng)水解合格的漿料濃度為5～8％，自文丘里噴射霧化器的漸擴(kuò)管以＞400m/s的超音速噴射霧化時(shí)，也就進(jìn)入閃蒸罐17的負(fù)壓″開口系統(tǒng)″的閃蒸環(huán)境；此時(shí)，以高溫高壓形式儲(chǔ)存于漿料中的液態(tài)水分子的體積會(huì)迅速成＞25倍的膨脹、汽化于閃蒸罐中；并以過熱水蒸氣的方式沿箭頭24的方向連續(xù)進(jìn)入閃蒸罐頂1、2號(hào)冷凝器25、29的管程中進(jìn)行能量交換，間接加熱由箭頭26的方向進(jìn)入水解塔一號(hào)冷凝器25管程的待濃縮煙汁及梅拉德反應(yīng)物及沿箭頭31的方向打入塔頂二號(hào)冷凝器29管程中的待調(diào)配的漿料，使閃蒸水汽由氣態(tài)迅速冷凝為食用級(jí)純凈水，并沿箭頭30的方向回收至循環(huán)熱水池48中備用，漿料經(jīng)管式離心機(jī)連續(xù)甩水、洗滌并輸出。經(jīng)閃蒸分離的漿料的水份含量在30～36％范圍，水份含量低時(shí)，應(yīng)降低塔內(nèi)溫度和壓力，含量高時(shí)應(yīng)提高塔內(nèi)溫度、壓力，使溫度、壓力、流量和水份含量等參數(shù)在自動(dòng)儀表的調(diào)節(jié)下始終處在動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；閃蒸、脫水工藝在瞬間實(shí)現(xiàn)以下工藝目標(biāo)a.使?jié){料的內(nèi)部組織迅速膨化、疏解、均質(zhì)、提高分散度；b.漿料中的水份迅速由液態(tài)轉(zhuǎn)化為汽態(tài)，體積擴(kuò)大＞25倍，并與漿料閃蒸分離；c.使?jié){料和水份中所含的569.9kw/h的熱量，因間接加熱待調(diào)配的漿料及待濃縮的煙草汁及梅拉德反應(yīng)物而回收；d.使64～70％(MMAX＝16.1*103kg/h)的工藝污水迅速轉(zhuǎn)化為食用級(jí)純凈水循環(huán)使用；e.使?jié){料濃度由5％迅速濃縮至30～36％。f.極大地提高了生產(chǎn)效率及人造煙葉的內(nèi)在品質(zhì)，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境；連續(xù)閃蒸、脫水工藝的操作技術(shù)條件a.閃蒸環(huán)境壓力PMAX＝-0.1Mpa；b.閃蒸環(huán)境溫度tMAX＝210～230C°；c.閃蒸進(jìn)料濃度5～8％；d.漿料水份含量WS2＝21.85*103kg/h；e.進(jìn)料濃度30～36％；f.進(jìn)料總量WJMAX＝WMAX+WS1+WS2＝23*103kg/h；g.水份閃蒸量MSMAX＝14.72～16.1*103kg/h，占漿料量的64～70％；h.梅拉德反應(yīng)物分離量WY＝WJMAX*12～16％＝2760～3680kg/h；i.出料總量WJS＝(WMAX+WS1+WS2)*30％＝23*103kg/h*30％＝6.9*103kg/h；七.連續(xù)甩水及洗漿工藝如圖1所示自閃蒸罐分離出的合格漿料濃度控制在30～36％，迅速進(jìn)入管式離心機(jī)18中，在驅(qū)動(dòng)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的離心力的作用下，將漿料所含12～16％的天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物與含水30～36％的漿料在離心力的作用用下自動(dòng)連續(xù)分離；甩出的天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物含有煙草中所有的有效成分和被轉(zhuǎn)化的梅拉德香氣組份，沿箭頭19的方向輸送到圖3中的煙草汁待濃縮儲(chǔ)備槽100中備用，漿料被甩入絞龍輸送機(jī)20中連續(xù)輸送至高位儲(chǔ)槽21中備用。為使人造煙葉中的焦油、蛋白質(zhì)、總氮含量恒定，在離心甩水過程中，需用高壓熱水連續(xù)射流沖洗漿料，使所含煙草汁及梅拉德反應(yīng)物析出并回收到煙汁儲(chǔ)備槽中，供濃縮和分餾煙用香料使用。不含煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的漿料脫水后的組份穩(wěn)定，有利于調(diào)配工藝的操作和通用型人造煙葉的品質(zhì)控制；經(jīng)濃縮、分子蒸餾出的煙用香料，在調(diào)配工藝中再按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)重新加入到漿料中；從而，實(shí)現(xiàn)對(duì)卷煙品質(zhì)的數(shù)字化控制。八.連續(xù)水力精漿及稀釋工藝如圖1所示輸送至高位儲(chǔ)槽21中的漿料濃度為18～20％，在槽內(nèi)絞龍7的作用下按計(jì)量比連續(xù)輸入到高速水力精漿機(jī)22中，按濕漿料∶稀釋水＝1∶3的比例，由箭頭38的方向連續(xù)加入經(jīng)換熱的工藝回收純凈熱水，在n＞3000r/min的打漿齒的作用下，將漿料濃度重新稀釋至5～8％、組織得到進(jìn)一步均化。經(jīng)精制和稀釋合格的漿料從水力精漿機(jī)底部的16～20目篩孔連續(xù)甩出并沿箭頭23的方向流入精制漿料池41中備用。連續(xù)水力精漿及稀釋工藝的操作技術(shù)條件a.進(jìn)料總量WJS＝(WMAX+WS1+WS2)*30％＝23*103kg/h*30％＝6.9*103kg/h；b.進(jìn)料濃度＝30～36％；c.進(jìn)料含水量＝2～2.683*103kg/h；d.出料濃度＝5～8％；e.精漿補(bǔ)水量WS3＝21.85-2＝19.85*103kg/h；f.精制漿料總量23*103kg/h；g.精漿料水溫t＜60～70C°；h.組份比濕漿料∶稀釋水＝6.9∶19.85＝1∶2.8～3；九.水蒸汽的冷凝及捕集工藝步如圖1所示水泵39把水箱40中的循環(huán)水沿箭頭34的方向打入大氣冷凝器32中與閃蒸罐連續(xù)蒸出的少量逃逸水汽相遇后，被捕集并沿35的方向回流到循環(huán)水箱中，33為系統(tǒng)負(fù)壓接口。十.洗料污水的凈化及循環(huán)使用工藝如圖1所示洗料污水中主要含有泥、沙和梗、桿碎渣，沿箭頭54的方向進(jìn)入高位沉淀池53中；沉淀池的上部安裝著旋轉(zhuǎn)抓輪和孔管絞龍輸送機(jī)，作用是將上浮的固體漂浮物由旋轉(zhuǎn)抓輪撈入孔管絞龍輸送機(jī)中被自動(dòng)絞出；泥、沙等固體物會(huì)自動(dòng)沉淀到沉淀池底部的沉降罐中定期清除(圖略)；經(jīng)沉淀的污水由粗過濾器52過濾后流入凈化池51中，再經(jīng)微濾器55過濾進(jìn)入清水池50后由高壓水泵49泵出，并沿箭頭56的方向打入換熱器36的管程中換熱，再沿箭頭57的方向送至洗滌噴頭循環(huán)使用。十一.漿料調(diào)配及稀釋工藝如圖2所示58為分餾級(jí)煙用天然香料及梅拉德反應(yīng)物計(jì)量槽、59為品牌香料計(jì)量槽、60為山梨酸鉀防腐助燃劑及甘露聚糖保濕劑計(jì)量槽、61為葡萄糖聚合憎水劑計(jì)量槽；精制合格的漿料濃度為5-8％，由圖1中的漿料泵42從漿料池41中泵出，沿箭頭31的方向打入閃蒸罐頂二號(hào)冷凝器29的管程中換熱后，沿箭頭28的方向連續(xù)輸送至調(diào)配釜62中與同步連續(xù)加入的其它輔料一同在調(diào)配釜內(nèi)充分混合；稀釋用水由循環(huán)水泵63從調(diào)配水池65中泵出并按比例打入調(diào)配釜中，使?jié){料濃度稀釋為1～2％；調(diào)配合格的漿料連續(xù)排放到循環(huán)漿料池66中備用。連續(xù)調(diào)配及稀釋工藝的目的，是把煙草漿料中的纖維組份與被分離、提純的香氣組份，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)字化重組；使人造煙葉中的總糖、蛋白質(zhì)、總氮、煙堿含量、口感、吸味、舒適度、勁頭、品味等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)地調(diào)配；使人造煙葉的科技含量和各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或超過國際市場現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)及世貿(mào)組織的要求；加入的山梨酸鉀防腐助燃劑、甘露聚糖保濕劑、葡萄糖聚合憎水劑等用于提高人造煙葉制絲性能；漿料連續(xù)調(diào)配及稀釋工藝的操作技術(shù)條件a.進(jìn)料總量23*103kg/h；b.進(jìn)料濃度＝5～8％；c.進(jìn)料含水量WS3＝21.85*103kg/h；d.出料濃度＝1～2％標(biāo)準(zhǔn)值取1.5％；e.精漿補(bǔ)水量WS4＝34.5～92*103kg/h；f.稀釋漿料總量35.65～93.15*103kg/h；g.漿料含水總量WSMAX＝56.35～113.85*103kg/h；h.精漿水溫度t＜70～80C°；i.組份比∶濕漿料∶稀釋水＝1∶1.5～4；j.調(diào)漿水溫度t＜65-80C°；k.調(diào)配釜壓力0.1-0.4Mpa；l.甘露聚糖保濕劑加入量＝絕干煙漿1～2％按GB2760-1966，0.1-2％；m.山梨酸鉀防腐助燃劑加入量＝絕干煙漿0.08～0.1％按GB2760-1966，＜0.1％；n.分餾級(jí)煙用香料加入量＝絕干煙漿4～7％＝100∶4-7％；o.半乳糖或葡萄糖聚合憎水劑加入量絕干煙漿2～6％；按GB2760-1966，2～6％(漿內(nèi)加入時(shí)按正、負(fù)電子平衡法)十二.人造煙葉的連續(xù)抄造和涂布工藝如圖2所示調(diào)配好的精制漿料，經(jīng)檢測符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后；先啟動(dòng)長網(wǎng)抄紙機(jī)使整機(jī)運(yùn)行正常，再用漿料泵67從漿池66中連續(xù)打入長網(wǎng)抄紙機(jī)78的流漿箱68中，隨著抄紙機(jī)網(wǎng)部79的連續(xù)運(yùn)行將漿料中的煙草纖維組織抄出，部分梅拉得反應(yīng)物、煙草汁和水份從抄造長網(wǎng)的底部沿箭頭37的方向抽至換熱器36的殼程再沿箭頭38的方向進(jìn)入水力噴射真空泵64的負(fù)壓入口噴入調(diào)配水池65中循環(huán)使用。抄出的纖維組織即為人造煙草漿片的濕胚，先經(jīng)擠壓瀝水輥69擠掉大部分水份后，再連續(xù)進(jìn)入熱壓輥70進(jìn)行熱壓干燥，便得到普通型人造煙葉成品77。普通型人造煙葉的憎水性較差，只適用于避開回潮、皺絲工藝，直接進(jìn)入加香或混絲、卷制工藝的制絲生產(chǎn)線，而不適應(yīng)從回潮、皺絲苛刻技術(shù)條件的生產(chǎn)線路；生產(chǎn)過程中的食用級(jí)工藝回收熱水，由循環(huán)水泵46，從循環(huán)水池48中泵出沿箭頭47的方向，供各工序循環(huán)使用。十三.通用型人造煙葉的連續(xù)涂布工藝為使普通型人造煙葉的濕強(qiáng)度和憎水性，能夠適用于國內(nèi)外各類制絲線回潮、皺絲工藝苛刻技術(shù)條件的生產(chǎn)需要，制取的普通型人造煙葉77需經(jīng)涂布機(jī)76的涂布輥71雙面涂布葡萄糖聚合憎水劑后，經(jīng)遠(yuǎn)紅外線或高頻電磁脫水器快速脫水，再經(jīng)涂布機(jī)熱壓對(duì)輥72熱壓干燥后得到通用型人造煙葉成品75。通用型人造煙葉，不但適用于國內(nèi)外各類大規(guī)模連續(xù)化機(jī)械制絲線的生產(chǎn)需要；而且，為國產(chǎn)卷煙的品質(zhì)達(dá)到國際上現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及世貿(mào)組織的要求奠定了堅(jiān)實(shí)的科技基礎(chǔ)。十四.通用型人造煙葉的連續(xù)切片工序通用型人造煙葉75，為適用于國內(nèi)外各種大規(guī)模連續(xù)化機(jī)械制絲線的生產(chǎn)需要；還需經(jīng)切片機(jī)73連續(xù)切成類似天然煙葉的幾何形狀，提高產(chǎn)品的感觀、滿足大規(guī)模連續(xù)化機(jī)械制絲線生產(chǎn)的工藝技術(shù)條件。十五.通用型人造煙葉的計(jì)量、包裝經(jīng)連續(xù)切片的通用型人造煙葉成品，經(jīng)連續(xù)式輸送機(jī)上的在線電子計(jì)量稱自動(dòng)入箱稱重后，按國際通行的每25kg/箱為一件的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行防潮封箱。通用型人造煙葉的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)a.人造煙葉產(chǎn)量1000kg/hb.人造煙葉標(biāo)重78-128g/m2c.憎濕度在水中浸泡5min不疏解；d.感觀微黃—焦黃色薄片；e.總糖含量16-22％f.蛋白質(zhì)含量＜5％；g.焦油物含量＜6％；i.煙堿含量0.6～0.8十六.天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的三效蒸發(fā)、濃縮工藝如圖1所示自離心甩水工藝分離出的天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物沿圖中的箭頭19的方向流入圖3中的儲(chǔ)備槽100中后，由濃縮泵101泵出，并沿箭頭26的方向進(jìn)入閃蒸罐的一號(hào)冷凝器25的管程換熱后，再沿箭頭27的方向進(jìn)入圖4中的第一效蒸發(fā)器的預(yù)熱器85中，預(yù)熱后的物料進(jìn)入升膜加熱室86后又返回降膜加熱室87，隨后進(jìn)入蒸發(fā)室88；水份在負(fù)壓環(huán)境下開始低溫蒸發(fā)，水蒸汽沿箭頭80的方向逸出，重組分沿箭頭97的方向分離。如圖3所示從第一效蒸發(fā)器蒸發(fā)出的二次水蒸汽沿圖中的箭頭80的方向，進(jìn)入第二效蒸發(fā)器的預(yù)熱器89和升、降膜加熱室90、91；重組分沿箭頭97的方向進(jìn)入第二效蒸發(fā)器的預(yù)熱器89，隨后進(jìn)入升膜加熱室90后又返回降膜加熱室91，隨后進(jìn)入蒸發(fā)室92；此時(shí)，水份在負(fù)壓環(huán)境下再次低溫蒸發(fā)，水蒸汽沿箭頭82的方向逸出，重組分沿箭頭98的方向分離。如圖3所示從第二效蒸發(fā)器蒸發(fā)出的三次水蒸汽沿箭頭82的方向，進(jìn)入第三效蒸發(fā)器的預(yù)熱器和升、降膜加熱室94、95；重組分沿箭頭98的方向進(jìn)入第三效蒸發(fā)器的預(yù)熱器93，隨后進(jìn)入升膜加熱室94后又返回降膜加熱室95，隨后進(jìn)入蒸發(fā)室92；此時(shí)，水份在負(fù)壓環(huán)境下進(jìn)行三次低溫蒸發(fā)，冷凝水經(jīng)儲(chǔ)槽96與水蒸汽—道沿箭頭84的方向進(jìn)入圖2中文丘里噴射霧化管16的負(fù)壓喉管被噴射負(fù)壓抽出，并經(jīng)閃蒸工藝回收；被濃縮至婆美25-30°的煙草汁及梅拉德反應(yīng)物沿箭頭103的方向存入煙草汁及梅拉德反應(yīng)物濃縮池102中備用。天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的三效蒸發(fā)及濃縮工藝技術(shù)參數(shù)a.物料濃縮量2.76～3.68*103kg/h，占漿料總量的12～16％；b.水分蒸發(fā)量＝1.76～2.68*103kg/h，占濃縮物總量的64～73％；c.濃縮物濃度婆美25～30°；d.煙草汁產(chǎn)生量絕干?！脻饪s汁＝1∶1；e.煙草汁濃縮量1000kg/h；f.系統(tǒng)真空度680～720mmHg；g.蒸發(fā)料溫t＜46～50C°；十七.天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的分子蒸餾工藝所示啟動(dòng)圖1中的系統(tǒng)循環(huán)水泵46，將循環(huán)水沿箭頭47的方向，連續(xù)打入圖4中的高位水力噴射真空泵145和大氣冷凝器147中，給系統(tǒng)營造高真空負(fù)壓環(huán)境；同時(shí)，沿箭頭46的方向連續(xù)輸入250～350C°的高溫導(dǎo)熱油給系統(tǒng)升溫，低溫油沿箭頭47的方向返回加熱爐循環(huán)使用；將濃縮合格的煙草汁及梅拉德反應(yīng)物沿圖3中箭頭104的方向，由負(fù)壓連續(xù)抽入干燥釜109中，進(jìn)行連續(xù)負(fù)壓加熱干燥，而后進(jìn)入分餾預(yù)熱器108使料液溫度升至160-190C°，再經(jīng)齒縫式計(jì)量器107和閥門112流入分餾塔120內(nèi)的噴嘴，均勻噴灑到塔盤和分布器中，濕潤塔內(nèi)波紋填料；待塔底溫度達(dá)到250C°，塔頂溫度達(dá)到200C°時(shí)，煙草汁及梅拉德反應(yīng)物中的輕組份開始汽化出料；分餾出的一級(jí)煙用香料經(jīng)塔頂冷凝器111冷凝后，沿管路流經(jīng)閥門115進(jìn)入回流計(jì)量器113流入塔內(nèi)，調(diào)整回流比使進(jìn)料計(jì)量器和回流計(jì)量器液位穩(wěn)定，待餾出物色澤淺化時(shí)，打開出料閥114開始經(jīng)出料計(jì)量器116出料。此時(shí)，要調(diào)整真空系統(tǒng)的平衡狀況，使相對(duì)真空度穩(wěn)定在750-754mmHg范圍，循環(huán)水箱149水溫＜25C°，在真空系統(tǒng)的作用下，分餾物被連續(xù)收集到一級(jí)品接受槽118和一級(jí)品儲(chǔ)槽121中；易逃逸的輕組份經(jīng)水解塔的塔頂再冷凝器117和輕組份捕集器118兩級(jí)捕集回收于輕組份儲(chǔ)槽122中，一級(jí)品儲(chǔ)槽和輕組份儲(chǔ)槽裝滿后，關(guān)閉槽頂進(jìn)料閥、真空閥，打開罐底出料閥，沿箭頭123、124的方向移出包裝；出料后關(guān)閉罐底出料閥，打開罐頂真空平衡閥、啟動(dòng)真空平衡泵150將循環(huán)水箱149中的循環(huán)水打入高位水力噴射真空泵146和大氣冷凝器148中回流入箱，待一級(jí)品儲(chǔ)槽和輕組份儲(chǔ)槽中的真空度抽至接近系統(tǒng)真空度時(shí)，關(guān)閉真空平衡閥和真空平衡泵，打開進(jìn)料閥投入系統(tǒng)；設(shè)置真空平衡泵的目的是降低出料過程對(duì)系統(tǒng)的干擾，緩解波動(dòng)；139為真空緩沖罐，用于減少真空系統(tǒng)的工藝波動(dòng)，105為壓縮空氣供氣管路，用于物料的輸送；分子蒸餾工藝在餾程190～260C°的產(chǎn)品占16～20％。天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的分子蒸餾工藝操作技術(shù)條件a.煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的分子蒸餾1000kg/h；b.一級(jí)品量分餾160～200kg/h；c.塔頂溫度t＝190～220C°；d.相對(duì)真空度750～754mmHg；e.塔底溫度t＝250～280C°；十八.煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的水蒸汽蒸餾工藝步驟為如圖4所示在分子蒸餾工藝運(yùn)行6～8小時(shí)后，分餾塔釜底的重組份含量富集，釜溫也開始升高時(shí)，打開重組份抽移罐125或126的進(jìn)料閥和真空閥，連續(xù)將分餾釜底的重組份經(jīng)液封器切換抽出，經(jīng)齒縫式計(jì)量器128和閥門129流入蒸餾釜140內(nèi)；此時(shí)，沿箭頭46的方向連續(xù)輸入300～350C°的高溫導(dǎo)熱油給系統(tǒng)升溫，低溫油沿箭頭47的方向返回加熱爐循環(huán)使用；進(jìn)入蒸餾釜的物料溫度為250C°左右，待料溫升至260C°時(shí)，根據(jù)道爾頓分壓定律，連續(xù)從釜底沿箭頭142的方向連續(xù)輸入300-320C°左右的過熱水蒸氣，進(jìn)一步降低氣相分壓，提高液相分壓和汽化面；汽化的組份經(jīng)塔頂冷凝器127冷凝并沿管路流經(jīng)閥門132后進(jìn)入回流計(jì)量器130流入蒸餾釜內(nèi)，調(diào)整回流比使進(jìn)料計(jì)量器和回流計(jì)量器液位穩(wěn)定，待餾出物色澤淺化時(shí)，打開出料閥131開始經(jīng)出料計(jì)量器133出料；此時(shí)，要調(diào)整真空系統(tǒng)的平衡狀況和各計(jì)量器液位，使真空度穩(wěn)定在680-710mmHg范圍，循環(huán)水箱水溫＜25C°；在真空系統(tǒng)的作用下，分餾物被連續(xù)收集到二級(jí)品接受槽135和二級(jí)品儲(chǔ)槽137中；易逃逸的輕組份，經(jīng)塔頂再冷凝器134和輕組份捕集器136兩級(jí)捕集，回收于輕組份儲(chǔ)槽138中。二級(jí)品儲(chǔ)槽和輕組份儲(chǔ)槽裝滿關(guān)閉罐頂真空閥，打開罐底出料閥沿箭頭141、143的方向移出包裝；出料后關(guān)閉罐底出料閥，打開罐頂真空平衡閥、啟動(dòng)真空平衡泵150，將循環(huán)水箱149中的循環(huán)水打入高位水力噴射真空泵146和大氣冷凝器148中回流入箱，待二級(jí)品儲(chǔ)槽和輕組份儲(chǔ)槽中的真空度抽至接近系統(tǒng)真空度時(shí)，關(guān)閉真空平衡閥和真空平衡泵，打開進(jìn)料閥投入系統(tǒng)；設(shè)置真空平衡泵的目的是降低出料過程對(duì)系統(tǒng)的干擾緩解波動(dòng)。釜式水蒸汽蒸餾工藝餾程260～320C°的產(chǎn)品占26-32％，重組份48～58％；釜底瀝青物沿箭頭144的方向送至調(diào)配無公害農(nóng)藥。天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物的釜式水蒸汽蒸餾工藝操作技術(shù)條件a.釜底抽出物800～850kg/h；b.二級(jí)品餾出量208～493kg/h；c.塔頂溫度t＝260～280C°；d.相對(duì)真空度680～710mmHg；e.塔底溫度t＝280～310C°；f.過熱蒸汽溫度t＝300～350C°；g.瀝青物餾出量357～592kg/h注解1.梅拉德反應(yīng)以化學(xué)家LouisCamilleMaillard1912名字命名的香料化學(xué)反應(yīng)方法；2.文丘里噴射霧化器以物理學(xué)家Venturi的名字命名的由噴嘴、混合室、漸縮和漸擴(kuò)管組成的截面不同，性能特殊的管道構(gòu)成的一種噴射式射流真空泵Steamjetpump；權(quán)利要求1.通用型人造煙葉的連續(xù)化制造工藝，以煙草的莖、桿和煙葉的梗、筋、碎末為原料，用高壓氣流連續(xù)粗碎及風(fēng)送工藝將經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化制備的原料進(jìn)行粗碎并連續(xù)輸送到浸泡軟化工藝處理，其特征在于經(jīng)浸泡、軟化合格的物料被輸送到磨漿、疏解、除砂機(jī)中進(jìn)行連續(xù)磨漿和疏解處理，磨制合格的粗漿料輸送到連續(xù)水解塔中進(jìn)行連續(xù)加壓催化水解及梅拉德反應(yīng)工藝處理，水解合格的漿料經(jīng)文丘里噴射霧化器連續(xù)噴入負(fù)壓閃蒸罐內(nèi)進(jìn)行連續(xù)閃蒸脫水處理，閃蒸合格的漿料連續(xù)輸入高速水力精漿機(jī)中進(jìn)行水力精制和稀釋，精制合格的漿料送入調(diào)配釜中進(jìn)行連續(xù)調(diào)配及再稀釋；調(diào)配合格的漿料打入抄紙機(jī)的流漿箱中將煙草纖維連續(xù)抄出，經(jīng)熱壓干燥便得到普通型人造煙葉成品；將該成品經(jīng)涂布機(jī)連續(xù)涂布工藝處理即得到通用型人造煙葉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于浸泡、軟化處理時(shí)的操作技術(shù)條件為浸泡濕度80～82％，物料濃度20％，工作壓力P＝0.1Mpa，浸泡溫度60～85C°，浸泡時(shí)間6～8h，干物料量＝浸泡水＝1∶4。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于磨漿、疏解、除砂工藝的操作技術(shù)條件為進(jìn)料濃度20％，出料濃度5～8％工作壓力P＝0.1Mpa；磨漿溫度t＝60～85C°，濕物料量∶磨漿稀釋水＝1∶3，配入絕干物料1～4％的甘草酸催化劑、1～4％的酪酸催化劑和0.1～0.6％的氧化鋅催化劑。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于連續(xù)加壓催化水解及同步梅拉德反應(yīng)的工藝技術(shù)條件濃度5～8％的漿料在壓力為0.1～2.5Mpa、溫度為80～230C°，PH值1～7條件下進(jìn)行15～3小時(shí)的處理。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于連續(xù)閃蒸、脫水工藝的操作技術(shù)條件為閃蒸環(huán)境壓力為-0.1Mpa，閃蒸環(huán)境溫度為210～230C°、進(jìn)料濃度5～8％、出料濃度為30～36％。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于閃蒸罐分離出的合格漿料濃度控制在30～36％，迅速進(jìn)入管式離心機(jī)18中高速旋轉(zhuǎn)，將漿料所含12～16％的天然煙草汁及梅拉德反應(yīng)物與含水18～20％的漿料在離心力的作用下自動(dòng)連續(xù)分離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于連續(xù)水力精漿及稀釋工藝的操作技術(shù)條件為進(jìn)料濃度18～20％、出料濃度5～8％、精漿料水溫＜60～70C°、濕漿料∶稀釋水＝1∶1.3。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于連續(xù)調(diào)配及稀釋工藝的操作技術(shù)條件為進(jìn)料濃度5～8％、出料濃度1～2％，分別同步連續(xù)加入占絕干煙漿重量1～2％的甘露聚糖保濕劑、0.08～0.1％的山梨酸鉀防腐助燃劑加入量、4～7％的分餾級(jí)梅拉德反應(yīng)物、2～6％的半乳糖或葡萄糖聚合憎水劑及濕漿料∶稀釋水＝1∶1.5～4的稀釋水，調(diào)在控制漿料溫度＜65～80C°、釜壓力0.1～0.4Mpa的條件下充分混合；完成對(duì)漿料的調(diào)配稀釋工作。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于分離出的天然煙草汁和梅拉德反應(yīng)連續(xù)進(jìn)入三效蒸發(fā)器的預(yù)熱器、升降膜加熱器到蒸發(fā)室進(jìn)行負(fù)壓脫水；濃縮至婆美25～30°連續(xù)放入濃縮槽備用；三效蒸發(fā)及濃縮工藝技術(shù)參數(shù)為物料濃縮量2.76～3.68*103kg/h，占漿料總量的12～16％、水分蒸發(fā)量1.76～2.68*103kg/h，占濃縮物總量的64～73％、濃縮物產(chǎn)量＝絕干料∶濃縮汁＝1∶1＝1000kg/h、真空度680～720mmHg、蒸發(fā)料溫度＜46～50C°。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝，其特征在于濃縮合格的煙草汁及梅拉德反應(yīng)物濃度為婆美25～30°。由負(fù)壓連續(xù)抽入干燥釜中進(jìn)行負(fù)壓加熱干分子蒸餾工藝操作技術(shù)條件為分餾料量1000kg/h、一級(jí)品分餾量160～200kg/h、塔頂溫度t＝190～220C°、相對(duì)真空度燥，而后進(jìn)入分餾預(yù)熱器使料液溫度升至160～190C°，分餾出一級(jí)煙用香料750～754mmHg、塔底溫度t＝250～280C°；在分子蒸餾工藝運(yùn)行6～8小時(shí)后，將分子蒸餾釜底物料連續(xù)輸入到釜式水蒸汽蒸餾釜內(nèi)，在真空系統(tǒng)的作用下，分餾物被連續(xù)收集到二級(jí)品接受槽內(nèi)；釜式水蒸汽蒸餾工藝操作技術(shù)條件釜底抽出物800～850kg/h、二級(jí)品餾出量208～493kg/h、塔頂溫度260～280C°、相對(duì)真空度680～710mmHg、塔底溫度280～310C°、過熱蒸汽溫度t＝300～350C°、瀝青物餾出量357～592kg/h。全文摘要采用本發(fā)明制取的通用型人造煙中的焦油、蛋白質(zhì)、煙堿含量分別降至<6%、<5%、<0.6～0.8%總糖可達(dá)16～24%,農(nóng)藥殘毒被清除;使煙草資源的利用率由目前的<40%提高到80%;使控制卷煙中固有化學(xué)成份的方法轉(zhuǎn)化為數(shù)字化、智能化新水平;使產(chǎn)品從投料到制成品的連續(xù)化生產(chǎn)周期在15～20min內(nèi)完成。文檔編號(hào)A24B3/14GK1351851SQ0113371公開日2002年6月5日申請(qǐng)日期2001年12月16日優(yōu)先權(quán)日2001年12月16日發(fā)明者宋振中申請(qǐng)人:宋振中