專利名稱：亞臨界流體處理煙草的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種處理煙草的方法，具體地說(shuō)涉及一種亞臨界流體處理煙草的方法。
背景技術(shù)：
“降焦減害”被確定為中國(guó)煙草科技工作的總體思路，如何既能降低焦油含量，減少吸煙對(duì)消費(fèi)者健康的危害，又能盡量減少降焦對(duì)卷煙市場(chǎng)的沖擊，已成為中國(guó)煙草業(yè)培育“低焦油、低危害、高香氣”中式卷煙品牌急待解決的難題。特別是2003年11月10日，中國(guó)加入《煙草控制框架公約》后，這個(gè)問(wèn)題顯得越來(lái)越突出。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?0106894.2公開(kāi)了煙草處理方法。該方法將含水的煙草萃取物與氨接觸，以增加含水的煙草萃取物pH值至9或9以上，使其與第二溶劑鹵化碳如一氟三氯甲烷或鹵化烴如二氯三氟代乙烷相接觸，從而可使尼古丁從含水煙草萃取物轉(zhuǎn)移到第二溶劑中得到分離。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3817167.8公開(kāi)了選擇性減少煙草中某些成分的方法。該方法將含水量在5～60％的煙草與亞臨界流體接觸，流量為5～150克/分，壓力1000～2200psi，溫度0～24℃，時(shí)間2～14小時(shí)的工藝條件下減少煙草中某些成分，所述的亞臨界流體包括二氧化碳、氯氟烴、氯氟碳?xì)浠衔铩⑻細(xì)浠衔?、一氧化二氮、及其組合。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1820000.1公開(kāi)了減少煙草和煙草產(chǎn)品中的亞硝胺的方法。該方法將煙草與溶劑混合形成一可溶性部分，所述可溶性部分與減少亞硝胺的吸附劑接觸，以減少煙草中的亞硝胺。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?5197978.7公開(kāi)了一種處理煙草的方法。該方法將煙草置于不高于7千帕的減壓下，用70～90℃溫度的異戊烷蒸氣浸漬煙草的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，保持煙草與蒸氣在至少400千帕的壓力下接觸長(zhǎng)達(dá)30分鐘，抽空過(guò)量蒸氣，絕熱地產(chǎn)生壓力變化，用水蒸氣處理浸漬的煙草以膨化煙草結(jié)構(gòu)。
上述技術(shù)存在下列缺陷和不足每一種技術(shù)只能針對(duì)煙草中的一種有害成分進(jìn)行處理，不能同時(shí)對(duì)煙草中的兩種以上的有害成分進(jìn)行處理，不能同時(shí)對(duì)煙草進(jìn)行膨化處理，經(jīng)上述技術(shù)處理過(guò)的煙草致香成分、還原糖大部分變性或嚴(yán)重?fù)p耗，從而使卷煙香氣、吃味和勁頭受到嚴(yán)重?fù)p失，無(wú)法滿足消費(fèi)者的生理要求；與此同時(shí)，又增添有害物質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種能在保持卷煙原有風(fēng)格和吃味的前提下，能低成本、能同時(shí)減少煙草中的多種有害成分，同時(shí)對(duì)煙草進(jìn)行膨化處理，而煙草致香成分、還原糖在處理過(guò)程中變性小或損耗少的方法。
本發(fā)明技術(shù)方案如下①煙草預(yù)處理煙草回潮后水分控制在15～35％范圍內(nèi)待用；②選擇性脫除尼古丁和亞硝胺將經(jīng)回潮含水量為15～35％的煙草裝入萃取釜1中，關(guān)閉閥門(mén)2、3、4、5、6、7、23打開(kāi)剩余的所有閥門(mén)，啟動(dòng)真空泵8抽除系統(tǒng)中的空氣，關(guān)閉高真空蝶閥9，關(guān)閉減壓閥10、11，打開(kāi)閥門(mén)2、3、5啟動(dòng)計(jì)量泵12、13，把液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中的二甲醚與助劑儲(chǔ)罐15中的混有堿化劑和增溶劑的助劑經(jīng)高效混合器16高效混合后形成的亞臨界流體通過(guò)交換器17加溫到20～90℃，壓入萃取釜1中，調(diào)整亞臨界流體流量為0.4～4kg/分鐘，壓力0.5～3Mpa，pH值9～11，打開(kāi)減壓閥11，調(diào)整分離溫度為20～60℃，壓力0.1～0.5Mpa，亞臨界流體經(jīng)分離釜18、19分離出尼古丁、亞硝胺和二甲醚氣體，二甲醚氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐20，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)21，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器22冷卻成液態(tài)二甲醚，打開(kāi)閥門(mén)23液態(tài)二甲醚進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中進(jìn)行再循環(huán)，循環(huán)處理煙草時(shí)間5～90分鐘；③制冷處理關(guān)閉計(jì)量泵13，關(guān)閉閥門(mén)3、5，打開(kāi)減壓閥10，調(diào)節(jié)分離壓力0.1～0.5Mpa，二甲醚經(jīng)氣化對(duì)萃取釜1內(nèi)的煙草制冷后，經(jīng)分離釜18、19，進(jìn)入儲(chǔ)氣罐20，經(jīng)真空壓縮機(jī)21，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器22冷卻成液態(tài)二甲醚后進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中進(jìn)行再循環(huán)，循環(huán)處理煙草溫度冷到-20～-60℃④膨化處理和溶劑回收關(guān)閉閥門(mén)2、10，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)21，當(dāng)萃取釜1內(nèi)真空度達(dá)到10～100Pa，打開(kāi)閥門(mén)4，將蒸汽鍋爐24中壓力0.1～0.5Mpa、溫度90～100℃的飽和蒸汽噴入萃取釜1內(nèi)對(duì)煙草進(jìn)行膨化，處理時(shí)間1～10分鐘，蒸汽把煙草中的二甲醚全部帶出來(lái)后，進(jìn)入分離釜18、19分離出水和二甲醚氣體，二甲醚氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐20，經(jīng)真空壓縮機(jī)21，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器22冷卻成液態(tài)二甲醚進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中，關(guān)閉所有閥門(mén)，將處理后的煙草從萃取釜1中取出。
亞臨界流體，由二甲醚、堿化劑和增溶劑組成；二甲醚純度在90％以上；堿化劑，包括氨水、碳酸氫銨水溶液、氫氧化鈣水溶液、三乙醇胺水溶液；增溶劑，包括非離子表面活性劑，陰離子表面活性劑，乙醇，丙二醇，丙三醇。
本發(fā)明有益效果是由于采用了具有優(yōu)良溶解性能和優(yōu)良制冷效果的二甲醚為亞臨界流體介質(zhì)，對(duì)煙草進(jìn)行處理，選擇性減少了煙草中的多種有害成分，降低了焦油含量，從而改善了煙草的內(nèi)在品質(zhì)；整個(gè)系統(tǒng)在低溫、低壓、密封條件下進(jìn)行循環(huán)處理，煙草致香成分不易變性或損耗；溶劑在較低溫易氣化，經(jīng)壓縮、冷卻后回收循環(huán)利用，從而對(duì)環(huán)境無(wú)污染；因設(shè)備投資小、耗能小、生產(chǎn)運(yùn)行成本低，從而解決了低成本、大規(guī)模處理煙草的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。


附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例一第一步，選擇性脫除尼古丁和亞硝胺將經(jīng)回潮的100kg含水量為15％的煙草裝入萃取釜1中，關(guān)閉閥門(mén)2、3、4、5、6、7、23打開(kāi)剩余的所有閥門(mén)，啟動(dòng)真空泵8抽除系統(tǒng)中的空氣，關(guān)閉高真空蝶閥9，關(guān)閉減壓閥10、11，打開(kāi)閥門(mén)2、3、5啟動(dòng)計(jì)量泵12、13，把液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中的二甲醚與助劑儲(chǔ)罐15中的混有堿化劑和增溶劑的助劑經(jīng)高效混合器16高效混合后形成的亞臨界流體通過(guò)交換器17加溫到20℃，壓入萃取釜1中，調(diào)整亞臨界流體流量為0.4kg/分鐘，壓力0.5Mpa，pH值9，打開(kāi)減壓閥11，調(diào)整分離溫度為20℃，壓力0.1Mpa，亞臨界流體經(jīng)分離釜18、19分離出尼古丁、亞硝胺和二甲醚氣體，二甲醚氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐20，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)21，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器22冷卻成液態(tài)二甲醚，打開(kāi)閥門(mén)23液態(tài)二甲醚進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中進(jìn)行再循環(huán)，循環(huán)處理煙草時(shí)間5分鐘；
③制冷處理關(guān)閉計(jì)量泵13，關(guān)閉閥門(mén)3、5，打開(kāi)減壓閥10，調(diào)節(jié)分離壓力0.1Mpa，二甲醚經(jīng)氣化對(duì)萃取釜1內(nèi)的煙草制冷后，經(jīng)分離釜18、19，進(jìn)入儲(chǔ)氣罐20，經(jīng)真空壓縮機(jī)21，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器22冷卻成液態(tài)二甲醚后進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中進(jìn)行再循環(huán)，循環(huán)處理煙草溫度冷到-20℃；④膨化處理和溶劑回收關(guān)閉閥門(mén)2、10，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)21，當(dāng)萃取釜1內(nèi)真空度達(dá)到10Pa，打開(kāi)閥門(mén)4，將蒸汽鍋爐24中壓力0.1Mpa、溫度90℃的飽和蒸汽噴入萃取釜1內(nèi)對(duì)煙草進(jìn)行膨化，處理時(shí)間1分鐘，蒸汽把煙草中的二甲醚全部帶出來(lái)后，進(jìn)入分離釜18、19分離出水和二甲醚氣體，二甲醚氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐20，經(jīng)真空壓縮機(jī)21，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器22冷卻成液態(tài)二甲醚進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐14中，關(guān)閉所有閥門(mén)，將處理后的煙草從萃取釜1中取出。
表1公開(kāi)了煙草經(jīng)上述工藝重復(fù)三次處理之后尼古丁、亞硝胺、還原糖、致香成分在煙草中減少的質(zhì)量百分比，以及填充值和內(nèi)在品質(zhì)數(shù)據(jù)。
表1

實(shí)施例二本實(shí)施例工藝流程與實(shí)施例一相同，將經(jīng)回潮的100kg含水量為25％的煙草裝入萃取釜1中，啟動(dòng)真空泵8抽除萃取釜1中的空氣后，按每1kg煙草需亞臨界流體2kg/分鐘，控制流量，萃取溫度60℃，壓力1.5Mpa，pH值10，在溫度40℃，壓力0.25Mpa的工藝條件下，在分離釜18中尼古丁和亞硝胺與氣體分離而被脫除，循環(huán)處理時(shí)間45分鐘；將經(jīng)減壓閥10減壓的氣體，控制壓力0.25Mpa噴入萃取釜1中，對(duì)萃取釜1中的煙草進(jìn)行制冷；當(dāng)萃取釜1中的煙草溫度冷到-40℃時(shí)，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)21將萃取釜1抽真空，控制真空度50Pa，通入飽和蒸汽，控制壓力0.25Mpa，溫度95℃，處理時(shí)間5分鐘。
表2公開(kāi)了煙草經(jīng)上述工藝重復(fù)三次處理之后尼古丁、亞硝胺、還原糖、致香成分在煙草中減少的質(zhì)量百分比，以及填充值和內(nèi)在品質(zhì)數(shù)據(jù)。
表2

實(shí)施例三本實(shí)施例工藝流程與實(shí)施例一相同，將經(jīng)回潮的100kg含水量為35％的煙草裝入萃取釜1中，啟動(dòng)真空泵8抽除萃取釜1中的空氣后，按每1kg煙草需亞臨界流體4kg/分鐘，控制流量，萃取溫度90℃，壓力3Mpa，pH值11，在溫度60℃，壓力0.5Mpa的工藝條件下，在分離釜18中尼古丁和亞硝胺與氣體分離而被脫除，循環(huán)處理時(shí)間90分鐘；將經(jīng)減壓閥10減壓的氣體，控制壓力0.5Mpa噴入萃取釜1中，對(duì)萃取釜1中的煙草進(jìn)行制冷；當(dāng)萃取釜1中的煙草溫度冷到-60℃時(shí)，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)21將萃取釜1抽真空，控制真空度100Pa，通入飽和蒸汽，控制壓力0.5Mpa，溫度100℃，處理時(shí)間10分鐘。
表3公開(kāi)了煙草經(jīng)上述工藝重復(fù)三次處理之后尼古丁、亞硝胺、還原糖、致香成分在煙草中減少的質(zhì)量百分比，以及填充值和內(nèi)在品質(zhì)數(shù)據(jù)。
表3

權(quán)利要求
1.一種亞臨界流體處理煙草的方法，該方法包括以下步驟①煙草預(yù)處理煙草回潮后水分控制在15～35％范圍內(nèi)待用；②選擇性脫除尼古丁和亞硝胺將經(jīng)回潮含水量為15～35％的煙草裝入萃取釜(1)中，關(guān)閉閥門(mén)(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(23)打開(kāi)剩余的所有閥門(mén)，啟動(dòng)真空泵(8)抽除系統(tǒng)中的空氣，關(guān)閉高真空蝶閥(9)，關(guān)閉減壓閥(10)、(11)，打開(kāi)閥門(mén)(2)、(3)、(5)啟動(dòng)計(jì)量泵(12)、(13)，把液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐(14)中的二甲醚與助劑儲(chǔ)罐(15)中的混有堿化劑和增溶劑的助劑經(jīng)高效混合器(16)高效混合后形成的亞臨界流體通過(guò)交換器(17)加溫到20～90℃，壓入萃取釜(1)中，調(diào)整亞臨界流體流量為0.4～4kg/分鐘，壓力0.5～3Mpa，pH值9～11，打開(kāi)減壓閥(11)，調(diào)整分離溫度為20～60℃，壓力0.1～0.5Mpa，亞臨界流體經(jīng)分離釜(18)、(19)分離出尼古丁、亞硝胺和二甲醚氣體，二甲醚氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐(20)，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)(21)，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器(22)冷卻成液態(tài)二甲醚，打開(kāi)閥門(mén)(23)液態(tài)二甲醚進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐(14)中進(jìn)行再循環(huán)，循環(huán)處理煙草時(shí)間5～90分鐘；③制冷處理關(guān)閉計(jì)量泵(13)，關(guān)閉閥門(mén)(3)、(5)，打開(kāi)減壓閥(10)，調(diào)節(jié)分離壓力0.1～0.5Mpa，二甲醚經(jīng)氣化對(duì)萃取釜(1)內(nèi)的煙草制冷后，經(jīng)分離釜(18)、(19)，進(jìn)入儲(chǔ)氣罐(20)，經(jīng)真空壓縮機(jī)(21)，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器(22)冷卻成液態(tài)二甲醚后進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐(14)中進(jìn)行再循環(huán)，循環(huán)處理煙草溫度冷到-20～-60℃；④膨化處理和溶劑回收關(guān)閉閥門(mén)(2)、(10)，啟動(dòng)真空壓縮機(jī)(21)，當(dāng)萃取釜(1)內(nèi)真空度達(dá)到10～100Pa，打開(kāi)閥門(mén)(4)，將蒸汽鍋爐(24)中壓力0.1～0.5Mpa、溫度90～100℃的飽和蒸汽噴入萃取釜(1)內(nèi)對(duì)煙草進(jìn)行膨化，處理時(shí)間1～10分鐘，蒸汽把煙草中的二甲醚全部帶出來(lái)后，進(jìn)入分離釜(18)、(19)分離出水和二甲醚氣體，二甲醚氣體進(jìn)入儲(chǔ)氣罐(20)，經(jīng)真空壓縮機(jī)(21)，二甲醚氣體經(jīng)壓縮后，經(jīng)冷卻器(22)冷卻成液態(tài)二甲醚進(jìn)入液態(tài)二甲醚儲(chǔ)罐(14)中，關(guān)閉所有閥門(mén)，將處理后的煙草從萃取釜(1)中取出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亞臨界流體處理煙草的方法，其特征在于所述亞臨界流體由二甲醚、堿化劑和增溶劑組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的亞臨界流體處理煙草的方法，其特征在于所述二甲醚純度在90％以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的亞臨界流體處理煙草的方法，其特征在于所述堿化劑，包括以下任一種或多種混合氨水、碳酸氫銨水溶液、氫氧化鈣水溶液、三乙醇胺水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的亞臨界處理煙草的方法，其特征在于所述增溶劑，包括以下任一種或多種混合非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、乙醇、丙二醇、丙三醇。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種亞臨界流體處理煙草的方法。該方法控制亞臨界流體流量在0.4～4kg/分鐘，萃取溫度20～90℃，萃取壓力0.5～3Mpa，pH值9～11，分離溫度20～60℃，分離壓力0.1～0.5Mpa，選擇性脫除煙草中的有害成分，減壓回收介質(zhì)時(shí)對(duì)煙草進(jìn)行制冷處理，處理后的煙草溫度在－20～－60℃，接著通入飽和蒸汽，控制壓力0.1～0.5Mpa，溫度90～100℃，時(shí)間1～10分鐘，對(duì)煙草進(jìn)行膨化處理，提高煙草的填充值，從而達(dá)到膨化煙草的效果。本發(fā)明提供了一種能在保持卷煙原有風(fēng)格和吃味的前提下，能低成本、選擇性脫除煙草中的有害成分，同時(shí)對(duì)煙草進(jìn)行膨化處理，而煙草致香成分、還原糖在處理過(guò)程中變性小或損耗少的方法。
文檔編號(hào)A24B3/04GK1759769SQ200510048619
公開(kāi)日2006年4月19日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者羅波, 侯金榮, 侯金春, 侯金華 申請(qǐng)人:侯金榮, 羅波