專利名稱：微波膨化煙梗的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用煙草行業(yè)副產(chǎn)物煙梗制備膨化煙梗的工藝方法。
背景技術(shù)：
煙梗是煙草生產(chǎn)的副產(chǎn)物，它由皮部和芯部組成，含有一定木質(zhì)化程度纖維。目前 國(guó)內(nèi)外對(duì)煙梗廢料的利用主要集中在制造活性炭、制板、提取化學(xué)原料和造紙等方面。
煙梗膨脹制粒技術(shù)是近年來在國(guó)外出現(xiàn)的煙草加工新技術(shù)，在煙巻中加入20%左右 的梗粒可有效提高裝填體積和燃燒性能，降低木質(zhì)氣味和焦油，改善巻煙品質(zhì)。目前該 技術(shù)工藝主要采用高溫高壓蒸汽(12bar、 30(TC左右)對(duì)短梗和梗簽膨脹加工，目前膨 脹梗屑技術(shù)在國(guó)外已被20余家煙草企業(yè)運(yùn)用。2007年初國(guó)內(nèi)也引進(jìn)了一套該裝置。其 它膨脹工藝還有流化床膨脹梗絲、梗絲膨化塔等裝置。但是高溫高壓蒸汽膨脹工藝還存 在一些有待進(jìn)一步改善的問題，例如該工藝采用文丘里管，要求煙梗長(zhǎng)度不大于30鵬， 因此對(duì)我國(guó)煙梗的應(yīng)用受到一定程度限制；同時(shí)該技術(shù)為間歇生產(chǎn)等等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種保持煙梗品質(zhì)、快速均勻、適合于各種形狀煙梗膨化加工的 微波膨化煙梗的工藝方法。 具體的技術(shù)方案如下
微波膨化煙梗的工藝方法，包括以下操作步驟
(1) 原料預(yù)處理
將100份干燥的煙梗加入18-21份水，密封在容器中均勻潤(rùn)濕；秤取0. 6 1. 0份
果膠膨化劑，并配制成0.6%-0.8%水溶液，均勻噴灑在煙梗上，翻轉(zhuǎn)煙梗，使膨化劑和 煙梗充分接觸；把預(yù)處理好的煙梗密封在塑料袋中待用；
(2) 裝料
稱取50份預(yù)處理后的煙梗原料均勻平鋪放在玻璃器皿中，層鋪厚度不大于30mm;
(3) 微波膨化
將上述裝有煙梗的玻璃器皿放置在微波爐中，開啟2450MHz微波，功率400w，溫度 控制在85-95。C范圍內(nèi)，膨化時(shí)間為70-90 s，得到體積膨脹至原來體積的3倍左右的煙梗，關(guān)閉微波，停止膨化。
微波是波長(zhǎng)在lmm 1000mm之間的電磁波。當(dāng)極性分子材料處于交變電磁場(chǎng)中時(shí)， 材料中原有處于雜亂狀態(tài)的極性分子會(huì)隨外電場(chǎng)方向定向排列。由于外電場(chǎng)是一種電場(chǎng) 方向隨時(shí)間變化的交變電磁場(chǎng)，故極性分子也隨之以極快的速度改變方向，產(chǎn)生高速擺 振，分子間碰撞與摩擦，產(chǎn)生熱能，溫度上升。
本發(fā)明利用微波在煙梗中形成的獨(dú)特溫度場(chǎng)，以及微波對(duì)煙梗及膨化劑可能形成的 所謂"非熱效應(yīng)"，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)煿Ｅ蚧?，獲得適合各種煙梗形狀的連續(xù)煙梗膨化過程。 煙梗含有極性水分子，具有強(qiáng)烈吸收微波的介電特性，在微波輻射加熱時(shí)，隨微波頻率 激烈碰撞摩擦，產(chǎn)生大量熱，從而使水急劇揮發(fā)，并產(chǎn)生蒸汽壓，在煙梗中從內(nèi)向外急 劇壓出，使原料的纖維空間在擴(kuò)大的同時(shí)急劇膨化，形成無數(shù)裂縫與微隙。微波加熱過 程中煙梗的溫度梯度、傳熱和蒸汽壓遷移方向均勻一致，由里向外，因此便于煙梗內(nèi)部 蒸汽的產(chǎn)生和積累。當(dāng)煙梗內(nèi)部蒸汽壓力超過纖維組織結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的承受能力時(shí)，這種壓 力促使煙梗膨化。
微波的加熱特性與傳統(tǒng)加熱方法和基本原理不同，其適用于低水分含量物料的膨 化，微波膨化煙梗工藝的主要優(yōu)點(diǎn)在于
(1) 保持煙梗品質(zhì)由于微波的量子能量還不夠大，不足以改變物質(zhì)分子的內(nèi)部 結(jié)構(gòu)或破壞分子間的鍵。因此，微波可以保證煙梗在膨化過程中成分不變，更好地保持 煙梗的品質(zhì)、風(fēng)味和色澤。高溫高壓蒸汽膨化技術(shù)雖然膨化了煙梗，但引入了加熱介質(zhì) 水蒸氣，部分影響了煙梗的原來結(jié)構(gòu)和組成，而微波獨(dú)特的加熱膨化方式使煙梗內(nèi)外同 時(shí)升溫膨化，保證產(chǎn)品質(zhì)量一致。
(2) 快速均勻加熱微波照射煙梗時(shí)，能夠穿透煙梗深入到其內(nèi)部，這對(duì)煙梗膨 化形成獨(dú)特的無溫度梯度均勻加熱方式，電磁能直接作用于介質(zhì)分子轉(zhuǎn)換成熱能，且透 射使介質(zhì)內(nèi)外同時(shí)受熱，故可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到均勻加熱。
(3) 易于瞬時(shí)控制微波加熱的熱慣性小，即有微波輻射時(shí)物料加熱，停止時(shí)物 料得不到微波能量，加熱過程即刻停止。這種狀態(tài)不僅有利于控制最終溫度，有效控制 煙梗炭化，而且有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化化和連續(xù)化生產(chǎn)。 、
(4) 能量利用率效率高不同物料對(duì)微波的吸收損耗不同，微波在金屬等材料表 面會(huì)出現(xiàn)反射，且可以透過玻璃、陶瓷等物質(zhì)。微波加熱時(shí)被加熱物料一般放置在用金 屬制成的加熱室內(nèi)，電磁波被封閉在加熱室的腔體，不會(huì)外泄，大部分微波被煙梗吸收，
而對(duì)周圍的空氣、加熱設(shè)備的金屬部件耗能極小，所以能量效率高。
(5)適應(yīng)各種形狀煙梗由于微波膨化能保持原物料形狀，因此對(duì)煙梗大小和形 狀沒有要求。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。 實(shí)施例1:
以100g干燥煙梗為原料，加入19g水分，密封在容器中均勻潤(rùn)濕。秤取果膠膨化 劑0.8g，配制成0.6%-0.8%水溶液，均勻噴灑在煙梗上，翻轉(zhuǎn)煙梗，使膨化劑和煙梗充 分接觸。把預(yù)處理好的煙梗均勻平鋪在玻璃器皿中，層鋪厚度為20mm。把裝有煙梗的玻 璃器皿放置在微波中，開啟微波(2450MHz)，功率400w，在煙梗微波膨化過程中，溫度 控制為90°C，膨化時(shí)間約為90 s，當(dāng)時(shí)間到達(dá)后，膨化煙梗無碳化現(xiàn)象，關(guān)閉微波， 停止膨化。煙梗膨化至原來體積的3. 1倍，膨化煙梗無碳化現(xiàn)象。
實(shí)施例2:
以100g干燥煙梗為原料，加入18g水分，密封在容器中均勻潤(rùn)濕。秤取果膠膨化 劑0.9g，配制成0.6%-0.8%水溶液，均勻噴灑在煙梗上，翻轉(zhuǎn)煙梗，使膨化劑和煙梗充 分接觸。把預(yù)處理好的煙梗均勻平鋪在玻璃器皿中，層鋪厚度為30mm。把裝有煙梗的玻 璃器皿放置在微波中，開啟微波(2450MHz)，功率400w，在煙梗微波膨化過程中，溫度 控制為80。C，膨化時(shí)間約為80 s，當(dāng)時(shí)間到達(dá)后，膨化煙梗無碳化現(xiàn)象，關(guān)閉微波， 停止膨化。煙梗膨化至原來體積的2.7倍，膨化煙梗無碳化現(xiàn)象。
實(shí)施例3
以100g干燥煙梗為原料，加入21g水分，密封在容器中均勻潤(rùn)濕。秤取果膠膨化 劑1.0g，配制成0. 6%-0. 8%水溶液，均勻噴灑在煙梗上，翻轉(zhuǎn)煙梗，使膨化劑和煙梗充 分接觸。把預(yù)處理好的煙梗均勻平鋪在玻璃器皿中，層鋪厚度為25mm。把裝有煙梗的玻 璃器皿放置在微波中，開啟微波(2450MHz)，功率400w，在煙梗微波膨化過程中，溫度 控制為85°C，膨化時(shí)間約為85 s，當(dāng)時(shí)間到達(dá)后，膨化煙梗無碳化現(xiàn)象，關(guān)閉微波， 停止膨化。煙梗膨化至原來體積的3.3倍，膨化煙梗無碳化現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1、微波膨化煙梗的工藝方法，其特征在于包括以下操作步驟(1)原料預(yù)處理將100份干燥的煙梗加入18-21份水，密封在容器中均勻潤(rùn)濕；秤取0.6～1.0份果膠膨化劑，并配制成0.6％-0.8％水溶液，均勻噴灑在煙梗上，翻轉(zhuǎn)煙梗，使膨化劑和煙梗充分接觸；把預(yù)處理好的煙梗密封在塑料袋中待用；(2)裝料稱取50份預(yù)處理后的煙梗原料均勻平鋪放在玻璃器皿中，層鋪厚度不大于30mm；(3)微波膨化將上述裝有煙梗的玻璃器皿放置在微波爐中，開啟2450MHz微波，功率400w，溫度控制在85-95℃范圍內(nèi)，膨化時(shí)間為70-90s，得到體積膨脹至原來體積的2.7-3.3倍的煙梗，關(guān)閉微波，停止膨化。
全文摘要
本發(fā)明涉及煙草行業(yè)副產(chǎn)物煙梗的利用，即微波膨化煙梗的工藝方法。解決了我國(guó)煙草行業(yè)副產(chǎn)物煙梗的利用問題。具體操作步驟是原料預(yù)處理，即以果膠膨化劑均勻噴灑在干燥的煙梗上；裝料，將預(yù)處理后的煙梗原料均勻平鋪放在玻璃器皿中，微波膨化，放入微波爐中，2450MHz微波，功率400w，溫度85-95℃范圍內(nèi)，得到體積膨脹至原來體積的3倍左右的煙梗。本發(fā)明微波加熱特性適用于低水分含量物料的膨化，微波不僅可以產(chǎn)生與常規(guī)加熱不同的溫度場(chǎng)，而且微波還可能使煙梗在微波場(chǎng)中膨化必然會(huì)產(chǎn)生與常規(guī)膨化方法更優(yōu)的特性，即保持煙梗品質(zhì)，快速均勻加熱，易于瞬時(shí)控制，能量利用率效率高和適應(yīng)各種形狀煙梗的膨化。
文檔編號(hào)A24B5/16GK101099598SQ20071002571
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者張洪流, 君 王, 蔡浩華, 陳明功, 陳明強(qiáng), 陳晶鈴 申請(qǐng)人:陳明功