本發(fā)明涉及煙草制造領(lǐng)域，具體是一種煙草原料濃縮液的制備裝置及方法。

背景技術(shù)：

國(guó)內(nèi)造紙法再造煙葉通常是采用兩步法生產(chǎn)，先采用溶劑將煙草有效成份充分浸泡出來(lái)，再將煙草提取液濃縮后回填到煙草基片上，其生產(chǎn)關(guān)鍵工序包括提取、濃縮、抄造、涂布等過(guò)程。煙草提取液中通常含有一定量的蛋白質(zhì)、果膠質(zhì)、纖維素、半纖維素等大分子物質(zhì)，這些成分一般以固懸物的形式存在于提取液中，只有分離掉這些固懸物才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。中國(guó)專(zhuān)利ZL200910063930.0《煙草薄片原料萃取液的綜合除雜新工藝及除雜系統(tǒng)》中采用絮凝-高速離心法處理煙草萃取液，有效提高了造紙法再造煙葉產(chǎn)品質(zhì)量。目前造紙法再造煙葉行業(yè)中，濃縮設(shè)備通常是借鑒制藥和食品行業(yè)使用的多效真空濃縮系統(tǒng)，由于煙草成份的復(fù)雜性，濃縮過(guò)程存在效率低、加熱罐內(nèi)壁易結(jié)圬等問(wèn)題，如濃縮溫度過(guò)低，濃縮時(shí)間會(huì)太長(zhǎng)，影響濃縮效率；但如果溫度過(guò)高，部分低沸點(diǎn)的致香成分會(huì)揮發(fā)，這樣就造成了煙草本香的浪費(fèi)損失，最終影響再造煙葉的感官品質(zhì)。

目前造紙法煙草薄片的生產(chǎn)一般廣泛采用兩步法加工工藝，將煙葉下腳料，主要包括煙梗、煙碎、煙末，在水或有機(jī)溶劑中浸泡，使其中的可溶性物質(zhì)和纖維物質(zhì)分離，萃取后的煙末、煙梗經(jīng)打漿處理后，將漿料送到抄紙機(jī)上抄造成形，再將經(jīng)加工后的可溶性物質(zhì)噴灑在薄片上，使其保持原有的煙味，經(jīng)過(guò)一系列的烘干而成煙草薄片。

目前造紙法煙草薄片生產(chǎn)工藝中，提取液的濃縮方法主要采用是通過(guò)減壓蒸餾的方法對(duì)溶液進(jìn)行濃縮。蒸發(fā)的方法(減壓蒸餾)由于不僅存在能耗大的問(wèn)題，運(yùn)行成本較高，與國(guó)家提出的日益嚴(yán)格的節(jié)能減排政策也不相符，另外，由于蒸發(fā)過(guò)程中溫度較高(65℃)，料 液中的有效成分(如香味物質(zhì))也可能變質(zhì)或被蒸發(fā)，從而影響最終煙草的品質(zhì)。

專(zhuān)利《一種煙草提取液濃縮方法》(申請(qǐng)?zhí)枺?01310457044.2)公開(kāi)了一種提高煙草提取液濃縮效率的方法，主要還是采用常見(jiàn)的真空加熱濃縮工藝。專(zhuān)利《一種煙草提取液的濃縮處理方法》(申請(qǐng)?zhí)枺?01210325062.0)公開(kāi)了一種采用反滲透技術(shù)對(duì)煙草提取液進(jìn)行濃縮的工藝，但存在反滲透膜價(jià)格和維護(hù)成本較高、濃縮速率不穩(wěn)定等問(wèn)題。專(zhuān)利《一種造紙法再造煙葉精制液冷凍濃縮的方法》(申請(qǐng)?zhí)枺?01510543292.8)公開(kāi)了一種造紙法再造煙葉精制液冷凍濃縮的方法，但存在不能連續(xù)運(yùn)行、能源利用效率較低等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種煙草原料濃縮液的制備裝置及方法，能有效保留致香成分、且節(jié)約能耗。

一種煙草原料濃縮液的制備裝置，包括濃縮前罐、離心泵、換熱器、一次結(jié)晶罐、二次結(jié)晶罐、微熱管、臥式離心機(jī)、洗凈塔，濃縮前罐用于存儲(chǔ)煙草原料提取液，濃縮前罐的出口端通過(guò)離心泵與換熱器連接，換熱器的出口端與一次結(jié)晶罐、二次結(jié)晶罐依次串接，二次結(jié)晶罐上部出口端與微熱管、臥式離心機(jī)依次連接，臥式離心機(jī)的固體出口端與洗凈塔連接，臥式離心機(jī)的液體出口端與洗凈塔的出口端與濃縮前罐連通，二次結(jié)晶罐底部設(shè)有出口，濃縮液在系統(tǒng)中不斷循環(huán)，達(dá)到固含量目標(biāo)要求后從二次結(jié)晶罐底部出口排出。

進(jìn)一步的，所述換熱器為管殼式換熱器或刮板式熱交換器。

一種煙草原料濃縮液的制備方法，其特征在于使用上述制備裝置進(jìn)行，所述制備方法為：首先將濃縮前罐中的煙草原料提取液通過(guò)離心泵導(dǎo)入換熱器中，生成部分細(xì)微的冰結(jié)晶后送入一次結(jié)晶罐進(jìn)行初步結(jié)晶，然后再進(jìn)入二次結(jié)晶罐進(jìn)行二次結(jié)晶，結(jié)晶罐中的大冰晶輸送至微熱管進(jìn)行輕度加熱，微熱管溫度保持在30-60攝氏度之間，然后在臥式離心機(jī)中進(jìn)行固液分離，分離得到的冰晶送至洗凈塔進(jìn)行洗 滌，將洗滌液與分離得到的液體合并送至濃縮前罐，料液在系統(tǒng)中不斷循環(huán)，達(dá)到目標(biāo)要求的固含量后便從二次結(jié)晶罐底部出口排出。

進(jìn)一步的，一次結(jié)晶罐中攪拌器轉(zhuǎn)速為200-300r/min，二次結(jié)晶罐中攪拌器轉(zhuǎn)速為300-400r/min。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明通過(guò)冷凍結(jié)冰然后分離冰渣來(lái)實(shí)現(xiàn)煙草原料提取液的濃縮，與現(xiàn)有的加熱濃縮方法相比不僅節(jié)約能耗，還能更好地保留有效致香成分，與傳統(tǒng)的懸浮結(jié)晶法相比，本工藝能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)再結(jié)晶過(guò)程中冰晶生長(zhǎng)速度的控制，并且通過(guò)微熱管和臥式離心機(jī)的組合，固液分離的效果明顯提升，冰晶表面的有效煙草成分也得到了更好的保留。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、實(shí)施容易、設(shè)備的投資少、煙草原料提取液利用率高。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明煙草原料濃縮液的制備裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1—濃縮前罐，2—離心泵，3—換熱器，4—一次結(jié)晶罐，5—二次結(jié)晶罐，6—微熱管，7—臥式離心機(jī)，8—洗凈塔。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種煙草原料濃縮液的制備裝置，包括濃縮前罐1、離心泵2、換熱器3、一次結(jié)晶罐4、二次結(jié)晶罐5、微熱管6、臥式離心機(jī)7、洗凈塔8，濃縮前罐1用于存儲(chǔ)煙草原料提取液，濃縮前罐1的出口端通過(guò)離心泵2與換熱器3連接，換熱器3的出口端與一次結(jié)晶罐4、二次結(jié)晶罐5依次串接，二次結(jié)晶罐5上部出口端與微熱管6、臥式離心機(jī)7依次連接，臥式離心機(jī)7的固體出口端與洗凈塔8連接，臥式離心機(jī)7的液體出口端與洗凈塔8的出口端與濃縮前罐1連通。

本發(fā)明還提供一種煙草原料濃縮液的制備方法，其應(yīng)用上述裝置 進(jìn)行，所述制備方法為：首先將濃縮前罐1中的煙草原料提取液通過(guò)離心泵2導(dǎo)入換熱器3中，生成部分細(xì)微的冰結(jié)晶后送入一次結(jié)晶罐4進(jìn)行初步結(jié)晶，然后再進(jìn)入二次結(jié)晶罐5進(jìn)行二次結(jié)晶，結(jié)晶罐中的大冰晶輸送至微熱管6進(jìn)行輕度加熱，微熱管溫度保持在30-60攝氏度之間，然后在臥式離心機(jī)7中進(jìn)行固液分離，分離得到的冰晶送至洗凈塔8進(jìn)行洗滌，將洗滌液與分離得到的液體合并送至濃縮前罐1，料液在系統(tǒng)中不斷循環(huán)，達(dá)到目標(biāo)要求的固含量后便從二次結(jié)晶罐5底部排出。

其中制備方法通過(guò)以下兩個(gè)實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明：

實(shí)施例1

一種煙草原料濃縮液的制備方法，包括如下步驟：

首先將濃縮前罐1中10kg、固含量為8％的煙草原料提取液通過(guò)離心泵2導(dǎo)入換熱器3(本實(shí)施例采用管殼式換熱器)中，在-5℃溫度條件下生成部分細(xì)微的冰結(jié)晶后依次送入一次結(jié)晶罐4和二次結(jié)晶罐5進(jìn)行結(jié)晶，一次結(jié)晶罐4和二次結(jié)晶罐5中攪拌器轉(zhuǎn)速分別為200r/min、300r/min，15min后大冰晶逐漸成長(zhǎng)，再將大冰晶輸送至微熱管6進(jìn)行輕度加熱，微熱管6溫度保持在40攝氏度，然后送入臥式離心機(jī)7中進(jìn)行固液分離，分離得到的冰晶在洗凈塔8中進(jìn)行洗滌，洗滌液采用的是冰融解液。沖洗后的液體和臥式離心機(jī)7中分離所得液體回流至濃縮前罐1，濃縮液在系統(tǒng)中不斷循環(huán)，25min后達(dá)到固含量目標(biāo)要求(例如40％)后從二次結(jié)晶罐5底部排出。

將得到的煙草原料濃縮液涂布在再造煙葉基片上，涂布量為32g/m²，涂布后基片經(jīng)干燥后成再造煙葉，最后將再造煙葉進(jìn)行切絲并制成煙支進(jìn)行感官評(píng)吸；同時(shí)還制作了對(duì)照樣(濃縮液采用常規(guī)的真空加熱工藝制成)進(jìn)行對(duì)比測(cè)評(píng)。

感官評(píng)吸結(jié)果如下表所示：

實(shí)施例2

一種煙草原料濃縮液的制備方法，包括如下步驟：

首先將濃縮前罐1中10kg、固含量7％的煙草原料提取液通過(guò)循環(huán)泵導(dǎo)入換熱器3(本實(shí)施例采用管殼式換熱器)中，在-7℃溫度條件下生成部分細(xì)微的冰結(jié)晶后送入一次結(jié)晶罐4和二次結(jié)晶罐5進(jìn)行結(jié)晶。一次結(jié)晶罐4和二次結(jié)晶罐5中攪拌器轉(zhuǎn)速分別為300r/min、400r/min，12min后大冰晶逐漸成長(zhǎng)，再將大冰晶輸送至微熱管6進(jìn)行輕度加熱，微熱管溫度保持在50攝氏度，然后送入臥式離心機(jī)7中進(jìn)行固液分離，分離得到的冰晶在洗凈塔8中進(jìn)行洗滌，洗滌液采用的是冰融解液。沖洗后的液體臥式離心機(jī)7中分離所得液體回流至濃縮前罐1，濃縮液在系統(tǒng)中不斷循環(huán)，22min后達(dá)到固含量目標(biāo)要求(例如45％)后從二次結(jié)晶罐5底部排出。

將得到的煙草原料濃縮液涂布在再造煙葉基片上，涂布量為35g/m²，涂布后基片經(jīng)干燥后成再造煙葉，最后將再造煙葉進(jìn)行切絲并制成煙支進(jìn)行感官評(píng)吸；同時(shí)還制作了對(duì)照樣(濃縮液采用常規(guī)的真空加熱工藝制成)進(jìn)行對(duì)比測(cè)評(píng)。

感官評(píng)吸結(jié)果如下表所示：

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。