專利名稱：造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙草加工行業(yè)，尤其是涉及一種造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，主要是煙草原料在浸取前的酶解處理，即將煙梗、煙末、煙簽、煙草碎片和煙桿根據(jù)其化學(xué)特性的不同分別加入不同的酶制劑進(jìn)行生產(chǎn)原料預(yù)處理，在濃縮過程中加入氨類化合物等物質(zhì)，使不利于煙草燃燒的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣跓煵萑紵南阄段镔|(zhì)。
背景技術(shù)：
造紙法再造煙葉是利用卷煙制造過程中廢棄的煙梗、煙末等原料，綜合利用浸取、分離、重組、造紙等技術(shù)，生產(chǎn)滿足卷煙配方需要的、接近天然煙草的片狀物質(zhì)。造紙法再造煙葉的應(yīng)用，可有效利用煙草原料資源，減少糧、煙爭地，節(jié)省寶貴的土地資源。該項(xiàng)技術(shù)起源于法國60年代，目前法國施偉策-摩迪國際公司是世界上最大的一家造紙法再造煙葉專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)能力達(dá)5萬噸。我國再造煙葉生產(chǎn)技術(shù)在90年代起步，經(jīng)過十年努力得到了迅速的發(fā)展。中國專利申請CN1565286A公開的《一種以煙梗和煙末為原料生產(chǎn)造紙法再造煙葉的工藝》涉及的是煙梗和煙末按照常規(guī)化工浸取的方法進(jìn)行煙梗、煙末分別浸取處理；CN1565283A公開的《一種功能型造紙法再造煙葉的生產(chǎn)工藝》涉及的是在浸取過程中加入中草藥和薄荷等外加物；CN1600183A公開的《一種造紙法煙草薄片的制備工藝》涉及的是在煙草水溶物濃縮液中加入酶制劑或微生物制劑，該項(xiàng)專利申請公開的制備工藝其不足之處在于將酶制劑加入濃縮液中。天然煙草由于其產(chǎn)地、品種、生長部位的不同，使得其化學(xué)成份有較大的差異，通常在天然煙草中含有10～28％的還原糖，2～15％的纖維素，1.5～8.5％的蛋白質(zhì)，2～19％的淀粉和5～17％的果膠。纖維素和半纖維素、果膠、蛋白質(zhì)大分子化合物，在CN1600183A中所述的以水為溶劑的條件下溶解度較低，因此，濃縮液中可參加酶解反應(yīng)的底物較少，加入酶制劑后不會產(chǎn)生顯著的降解效果。另外，將煙草原料全部磨碎至粒徑小于0.5mm碎末后，在工業(yè)上不能夠進(jìn)行下一工序片基的抄造。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題而研制出的一種能夠有效提高產(chǎn)品品質(zhì)、改善卷煙感官質(zhì)量的造紙法再造煙葉的浸取、濃縮生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明的制備原理在于將煙草原料分類分析，根據(jù)分析結(jié)果加入一定量的酶制劑，在適宜的條件下酶解煙草原料中的大分子化合物，經(jīng)酶解后的煙草原料，在適宜的工藝條件下用水浸取，浸取后的浸取液在適宜的濃縮條件下，加入一定量的添加劑進(jìn)行濃縮。
本發(fā)明的目的是通過以下方案來實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝包括煙草原料的浸取以及浸取液的濃縮，其中在浸取之前首先在煙草原料中加入酶制劑，對不易水解的大分子化合物進(jìn)行酶解，再將酶解后的煙草原料進(jìn)行浸取、濃縮，并在浸取液濃縮過程中添加尿素和磷酸二氫氨。
在本發(fā)明中，所述酶制劑的添加量根據(jù)煙草原料的分析指標(biāo)結(jié)果以及酶制劑自身的活度量計(jì)算得出，酶制劑為蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、淀粉酶或糖化酶，酶制劑的應(yīng)用根據(jù)原料特點(diǎn)和產(chǎn)品目標(biāo)值確定單獨(dú)使用一種或多種復(fù)合使用。
其煙草原料的酶化條件為溫度20～70℃，水分12～60％，PH值3～7；時(shí)間1～15小時(shí)，所述的煙草原料是指煙梗、煙末、煙簽、煙草碎片和煙桿5種煙草廢棄料，煙草原料為1～60mm不同尺寸的混合體。
所述的原料分析指標(biāo)主要為還原糖、蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉、果膠等化學(xué)成分。
本發(fā)明中，尿素和磷酸二氫氨的添加量分別為煙草原料的2～5％和1.5～4％。
本發(fā)明中，在煙草原料酶解、浸取和濃縮過程中，可將煙梗、煙末、煙簽、煙草碎片和煙桿五種原料單獨(dú)進(jìn)行工藝處理；也可將其兩種或兩種以上混合后進(jìn)行工藝處理，混合點(diǎn)可在酶解、浸取和濃縮各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行。
本發(fā)明中，其浸取條件為溫度20～90℃，用水比例為原料的5～12倍，浸取時(shí)間20～60min，浸取1～3次，采用漿式平直葉方式攪拌。
本發(fā)明中，其濃縮條件為真空度0.02～0.15MPa，溫度40～100℃，當(dāng)濃縮液波美數(shù)達(dá)25～35°Be時(shí)，破真空并加入尿素和磷酸二氫氨，升溫80～100℃繼續(xù)加熱，待波美數(shù)達(dá)38～45°Be時(shí)停止?jié)饪s。
在本發(fā)明中，所發(fā)生的反應(yīng)為
酶制劑的應(yīng)用根據(jù)原料特點(diǎn)和產(chǎn)品目標(biāo)值確定單獨(dú)使用一種或多種復(fù)合使用本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于在煙草原料浸取之前，通過酶解處理，將導(dǎo)致煙草燃燒后出現(xiàn)糊焦氣、木質(zhì)氣、蛋白焦臭氣的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、果膠等難水溶的大分子化合物酶解，在相同溶質(zhì)得率的情況下，可降低用水比例，降低浸取溫度，縮短浸取時(shí)間，從而在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)能、提高生產(chǎn)效率。
在浸取液濃縮過程中，加入尿素、磷酸二氫氨等化合物使其與酶解后的小分子化合物在特定的反應(yīng)條件下發(fā)生mailard反應(yīng)，結(jié)果產(chǎn)生更多的煙草特有的致香物質(zhì)。從而提高卷煙的感官質(zhì)量。
經(jīng)對浸取后的煙草原料進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果顯示原料中的淀粉、纖維素、果膠、蛋白質(zhì)等含量大幅減少，還原糖含量大幅增加。對濃縮液進(jìn)行香味物質(zhì)分析，結(jié)果顯示主要香味成份總量也明顯增加。并且酶解后的原料由于去除了果膠等物質(zhì)，更有利于下一個(gè)工序片基的抄造。
將濃縮液浸涂在抄造片基上，并切絲卷制卷煙進(jìn)行評吸，結(jié)果香氣質(zhì)及香氣量明顯增加，雜氣量明顯減少。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下結(jié)合實(shí)施例做進(jìn)一步描述，但并不限制本發(fā)明。
實(shí)施例1將煙梗、煙末、煙簽、碎片4種生產(chǎn)原料，按照7∶1∶1∶1的比例進(jìn)行混合，并取樣分析，結(jié)果見表1。
表1 生產(chǎn)原料化學(xué)分析表 單位％

原料分析結(jié)果表明，原料中不利于卷煙感官質(zhì)量的纖維素和淀粉含量較高。
將100kg混合原料加入活度為2000u/g的淀粉酶1.3kg、活度為10000u/g糖化酶0.6kg、活度為4000u/g纖維素酶1.2kg。并保持酶化條件為溫度50℃，水分60％，2小時(shí)，用緩沖液調(diào)節(jié)PH為5。
待酶解完成后，加熱100℃，保持30min滅活。
將酶化后的原料進(jìn)行可溶物浸取，條件為溫度20℃，固液比1∶7，時(shí)間20min，浸取2次。采用漿式平直葉方式進(jìn)行攪拌，浸取后壓榨分離并過濾。
將浸取液注入濃縮罐，濃縮條件為溫度60℃，真空度0.09MPa，當(dāng)濃縮液波美數(shù)達(dá)25～35°Be時(shí)，破真空并加入3.5kg尿素和2.3kg磷酸二氫氨，升溫100℃，待波美數(shù)達(dá)38～45°Be時(shí)停止?jié)饪s。
對浸取后的煙草原料進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果淀粉減少42％，纖維素減少27％，還原糖增加48％。
對濃縮液進(jìn)行香味物質(zhì)分析，結(jié)果主要香味成份總量增加36％。
將濃縮液浸涂在抄造片基上，并切絲卷制卷煙進(jìn)行評吸，結(jié)果香氣質(zhì)及香氣量明顯增加，雜氣量明顯減少。
實(shí)施例2將煙梗、煙末、煙簽、碎片4種生產(chǎn)原料，按照6∶1∶1∶2的比例進(jìn)行混合，并取樣分析，結(jié)果見表2。
表2 生產(chǎn)原料化學(xué)分析表單位％

原料分析結(jié)果表明，原料中不利于卷煙感官質(zhì)量和后期抄造的果膠含量較高，不利于卷煙感官質(zhì)量的纖維素含量較高。
將100kg混合原料加入活度為20000u/g的果膠酶0.5kg，活度為4000u/g纖維素酶1.19kg。并保持酶化條件為溫度50℃，水分35％，4小時(shí)，用緩沖液調(diào)節(jié)PH為4.0。待酶解完成后，加熱90℃，保持30min滅活。
將酶化后的原料進(jìn)行可溶物浸取，條件為溫度30℃，固液比1∶10，時(shí)間20min，浸取1次。采用漿式平直葉方式進(jìn)行攪拌，浸取后壓榨分離并過濾。
將浸取液注入濃縮罐，濃縮條件為溫度50℃，真空度0.095MPa，當(dāng)濃縮液波美數(shù)達(dá)25～35°Be時(shí)，破真空并加入3.0kg尿素和2.5kg磷酸二氫氨，升溫100℃，待波美數(shù)達(dá)38～45°Be時(shí)停止?jié)饪s。
對浸取后的煙草原料進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果果膠減少53.2％，纖維素減少23％，還原糖增加15％。
對濃縮液進(jìn)行香味物質(zhì)分析，結(jié)果主要香味成份總量增加18％。
將濃縮液浸涂在抄造片基上，并切絲卷制卷煙進(jìn)行評吸，結(jié)果香氣質(zhì)及香氣量有所增加，雜氣量明顯減少，刺激性明顯減少。
實(shí)施例3將煙梗、煙末、煙簽3種生產(chǎn)原料，按照8∶1∶1的比例進(jìn)行混合，并取樣分析，結(jié)果見表3。
表3 生產(chǎn)原料化學(xué)分析表 單位％

原料分析結(jié)果表明，原料中不利于卷煙感官質(zhì)量的蛋白質(zhì)和淀粉含量較高。
將100kg混合原料加入活度為10000u/g的蛋白酶0.72kg，活度為2000u/g淀粉酶1.33kg。并保持酶化條件為溫度70℃，水分40％，3小時(shí)，用緩沖液調(diào)節(jié)PH值為6.0。待酶解完成后，加熱100℃，保持30min滅活。
將酶化后的原料進(jìn)行可溶物浸取，條件為溫度35℃，固液比1∶12，時(shí)間45min，浸取2次。采用漿式平直葉方式進(jìn)行攪拌，浸取后壓榨分離并過濾。
將浸取液注入濃縮罐，濃縮條件為溫度50℃，真空度0.095MPa，當(dāng)濃縮液波美數(shù)達(dá)25～35°Be時(shí)，破真空并加入4.0kg尿素和2.3kg磷酸二氫氨，升溫100℃，待波美數(shù)達(dá)38～45°Be時(shí)停止?jié)饪s。
對浸取后的煙草原料進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果蛋白質(zhì)減少12％，淀粉減少34％，還原糖增加26％。
對濃縮液進(jìn)行香味物質(zhì)分析，結(jié)果主要香味成份總量增加22％。
將濃縮液浸涂在抄造片基上，并切絲卷制卷煙進(jìn)行評吸，結(jié)果香氣質(zhì)及香氣量有所增加，雜氣量明顯減少，刺激性減少。
實(shí)施例4將煙末、煙簽兩種生產(chǎn)原料按照2∶1的比例混合后取樣分析，結(jié)果見表4。
表4 生產(chǎn)原料化學(xué)分析表 單位％

原料分析結(jié)果表明，原料中不利于卷煙感官質(zhì)量的淀粉含量較高。
將30kg混合原料加入活度為2000u/g淀粉酶0.42kg?；疃葹?0000u/g糖化酶0.18kg，并保持酶化條件為溫度40℃，水分30％，3小時(shí)，用緩沖液調(diào)節(jié)PH為5。待酶解完成后，加熱100℃，保持60min滅活。
將酶化后的原料進(jìn)行可溶物浸取，條件為溫度20℃，固液比1∶8，時(shí)間30min。采用漿式平直葉方式進(jìn)行攪拌，浸取1次，浸取后壓榨分離并過濾。
對浸取后的煙草原料進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果淀粉減少36％，還原糖增加28％。
將煙梗進(jìn)行取樣分析，結(jié)果見表5。
表5 生產(chǎn)原料化學(xué)分析表 單位％

原料分析結(jié)果表明，原料中不利于卷煙感官質(zhì)量的纖維素和果膠含量較高。
將70kg煙梗加入活度為4000u/g纖維素酶0.94kg。活度為20000u/g果膠酶0.31kg，并保持酶化條件為溫度50℃，水分30％，3小時(shí)，用緩沖液調(diào)節(jié)PH為5。待酶解完成后，加熱100℃，保持60min滅活。
將酶化后的原料進(jìn)行可溶物浸取，條件為溫度60℃，固液比1∶6，時(shí)間60min。采用漿式平直葉方式進(jìn)行攪拌，浸取2次，浸取后壓榨分離并過濾。
對浸取后的煙草原料進(jìn)行化學(xué)分析，結(jié)果纖維素減少26％。果膠減少32％，還原糖增加12％將煙末、煙簽浸取液和煙梗浸取液混合后進(jìn)行濃縮。
濃縮條件為溫度60℃，真空度0.09MPa，當(dāng)濃縮液波美數(shù)達(dá)25～35°Be時(shí)，破真空并加入3.7kg尿素和3.3kg磷酸二氫氨，升溫100℃，待波美數(shù)達(dá)38～45°Be時(shí)停止?jié)饪s。
對濃縮液進(jìn)行香味物質(zhì)分析，結(jié)果主要香味成份總量增27％。
將濃縮液浸涂在抄造片基上，并切絲卷制卷煙進(jìn)行評吸，結(jié)果香氣質(zhì)及香氣量有所增加，雜氣量明顯減少，刺激性減少。
根據(jù)原料化學(xué)分析結(jié)果，可進(jìn)行多流程組合。如煙梗和煙簽為一組一起酶解處理，煙末和碎片為一組一起酶解處理，可將上述4種酶解后的原料混合浸取和濃縮，也可分別浸取、分別濃縮?？傊鶕?jù)來料的化學(xué)性質(zhì)，選擇相應(yīng)的分組、酶解、浸取和濃縮條件。
權(quán)利要求
1.一種造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，它包括煙草原料的浸取以及浸取液的濃縮，其特征在于在浸取之前首先在煙草原料中加入酶制劑，對不易水解的大分子化合物進(jìn)行酶解，再將酶解后的煙草原料進(jìn)行浸取和濃縮，并在濃縮液中添加尿素和磷酸二氫氨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于酶制劑的添加品種以及添加量，根據(jù)煙草原料化學(xué)指標(biāo)的分析結(jié)果以及酶制劑自身的活度量計(jì)算得出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于煙草原料的酶化條件為溫度20～70℃，水分12～60％，PH值3～7，時(shí)間1～15小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于酶制劑為蛋白酶、纖維素酶、果膠酶、淀粉酶或糖化酶，酶制劑的應(yīng)用根據(jù)原料特點(diǎn)和產(chǎn)品目標(biāo)值確定單獨(dú)使用一種或多種復(fù)合使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于所述的煙草原料是指煙梗、煙末、煙簽、煙草碎片以及煙桿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于所述的煙草原料尺寸為1～60mm，不同尺寸的混合體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于所述的原料分析指標(biāo)主要為還原糖、蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉、果膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于在煙草原料酶解、浸取和濃縮過程中，可將煙梗、煙末、煙簽、煙草碎片和煙桿五種原料單獨(dú)進(jìn)行工藝處理；也可將其兩種或兩種以上混合后進(jìn)行工藝處理，混合點(diǎn)可在酶解、浸取和濃縮各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于所述的濃縮條件為真空度0.02～0.15MPa，溫度40～100℃，濃縮即將完成時(shí)，加入尿素、磷酸二氫氨，提高溫度至80～100℃，繼續(xù)加熱20～90min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，其特征在于尿素和磷酸二氫氨的添加量分別為煙草原料的2～5％和1.5～4％。
全文摘要
一種造紙法再造煙葉浸取、濃縮工藝，包括煙草原料的浸取以及浸取液的濃縮，特征是在浸取之前首先在煙草原料中加入酶制劑，對不易水解的大分子化合物進(jìn)行酶解，再將酶解后的煙草原料進(jìn)行浸取、濃縮，并在濃縮液中添加尿素和磷酸二氫氨等氨類化合物。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)在于在煙草原料浸取之前，先通過酶解處理，將導(dǎo)致煙草燃燒后出現(xiàn)糊焦氣、木質(zhì)氣、蛋白焦臭氣的淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、果膠等難水溶的大分子化合物酶解為易于水溶的小分子化合物，然后通過特定的浸取條件浸取，使浸取率大幅度提高。在浸取液濃縮過程中，加入尿素、磷酸二氫氨等氨類化合物使其與酶解后的小分子化合物在特定的反應(yīng)條件下發(fā)生mailard反應(yīng)，使?jié)饪s液中產(chǎn)生更多的煙草特有的致香物質(zhì)。
文檔編號A24B15/00GK1836589SQ20061001768
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者閆亞明, 常紀(jì)恒, 羅登山, 徐亮, 張彩云, 劉朝賢, 王兵 申請人:中國煙草總公司鄭州煙草研究院