一種利用微波膨脹技術(shù)處理茶梗制備濾棒增香顆粒的方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于卷煙加工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用微波膨脹技術(shù)處理茶梗制備濾棒增香顆粒的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]卷煙濾棒是卷煙產(chǎn)品的重要組成部分。它一方面對主流煙氣進(jìn)行截留過濾，起到減害降焦的作用；另一方面對煙氣特征進(jìn)行修飾和豐富，起到改善卷煙抽吸品質(zhì)、突出產(chǎn)品個(gè)性特征的作用。
[0003]隨著行業(yè)內(nèi)減害降焦的不斷深入，在減害降焦的同時(shí)也帶來了卷煙產(chǎn)品香氣豐富性下降的問題。因此，各種加香形式和產(chǎn)香物質(zhì)逐漸在行業(yè)內(nèi)興起并應(yīng)用到各種卷煙產(chǎn)品中。例如，山東中煙在傳承百年濃香底蘊(yùn)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新添加茶香精華，開創(chuàng)中式卷煙“茶甜香”品類，成為近幾年中式卷煙品類創(chuàng)新的典型代表。茶及其制品在卷煙中的應(yīng)用充分滿足了發(fā)展低害、低焦、高香的“中式卷煙”的要求。
[0004]茶作為一種天然、生態(tài)材料，茶中的茶多酚等成分具有多種生物學(xué)功能，能起到提神清心、清熱解暑、降火明目等藥理作用。另外，茶原料中也含有豐富的、特征的香氣成分。因此，茶原料在卷煙材料中的應(yīng)用也引起了廣大研宄者的興趣。如茶多酚在卷煙濾嘴中的應(yīng)用能夠降低卷煙的危害；以茶葉為主要原料制作的茶葉濾棒能夠有效降低卷煙煙氣中的亞硝酸胺等。
[0005]茶梗與茶葉的芳香性物質(zhì)和抗氧化性物質(zhì)的組成大致相似，但相對于茶葉而言，茶梗具有更好的加工強(qiáng)度和機(jī)械加工性能，更能適用于卷煙工業(yè)化生產(chǎn)。同時(shí)，還能夠有效地合理利用廢棄資源，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。
[0006]中國專利CN 102783712 A公開了一種濾棒增香茶顆粒及其制備方法。該方法將茶葉及其廢棄物茶末、茶梗中的一種或幾種粉碎篩分后添加親水性高分子粘合劑的水溶液，攪拌均勻后造粒篩分得到一種濾棒增香茶顆粒，所述茶顆粒由97-99.5%份茶粉末和0.5-3%份親水性高分子粘合劑組成。
[0007]以上技術(shù)中，可能存在以下一些缺陷:制得的顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)不夠蓬松多孔，比表面積不夠大，對煙氣中的有害物質(zhì)截留的較少；因制備過程中使用了高分子粘合劑，可能所得顆粒添加到濾棒中抽吸時(shí)會有與煙氣不太協(xié)調(diào)的氣味，影響抽吸感官品質(zhì)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008][要解決的技術(shù)問題]
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種利用微波膨脹技術(shù)處理茶梗制備濾棒增香顆粒的方法。
[0010][技術(shù)方案]
[0011]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0012]一種利用微波膨脹技術(shù)處理茶梗制備濾棒增香顆粒的方法，所述方法包括以下步驟:
[0013]⑴預(yù)處理
[0014]對茶梗原料進(jìn)行除雜預(yù)處理，去除茶梗內(nèi)的鐵肩、泥塊、灰塵等雜質(zhì)，得到經(jīng)過除雜的茶梗。
[0015]在本發(fā)明方法中使用的茶梗原料可以來自任何品種的茶，例如綠茶、紅茶、白茶、黑茶等等。此外，茶梗原料還包括茶葉生產(chǎn)中廢棄的茶梗。
[0016]使用常規(guī)設(shè)備如圓振篩(又稱圓振動篩)篩分茶梗以去除雜，還可進(jìn)一步使用金屬探測器以除去茶梗中的金屬雜物。
[0017]⑵膨脹處理
[0018]將步驟(I)經(jīng)過除雜的茶梗通過微波進(jìn)行膨脹處理，膨脹至原體積的160%以上，得到膨脹茶梗。
[0019]微波膨脹處理茶梗的原理是，茶梗含有極性水分子，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，在茶梗中從內(nèi)向外急劇壓出，使茶梗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。微波加熱過程中茶梗的溫度梯度、傳熱和蒸汽壓迀移方向均勻一致，由里向外，因此便于茶梗內(nèi)部蒸汽的產(chǎn)生和積累。當(dāng)茶梗內(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)，這種壓力促使茶梗膨化。
[0020]在本發(fā)明方法中，茶梗膨脹的設(shè)備可以采用煙梗梗絲制造領(lǐng)域中的常規(guī)設(shè)備，例如江蘇智思機(jī)械集團(tuán)有限公司銷售的SP81型膨脹設(shè)備。膨脹時(shí)，微波功率為15-20kW，膨脹時(shí)間為120-150S，直至膨脹至原體積的160%或以上。
[0021](3)加熱處理
[0022]在缺氧條件下，將步驟(2)得到的膨脹茶梗通過過熱蒸汽或惰性氣體加熱至120-350°C，并在此溫度保溫30-1200min。
[0023]該加熱處理步驟的意義在于可使茶梗集中進(jìn)行美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生致香物質(zhì)，且強(qiáng)度基本一致，可得到較為統(tǒng)一色澤的膨脹茶梗。
[0024](4)回潮處理
[0025]步驟(3)加熱處理后得到的膨脹茶梗在陰涼、通風(fēng)、防潮的自然環(huán)境下貯存1-3個(gè)月，之后進(jìn)入回潮平衡階段，將茶梗含水率調(diào)節(jié)至以茶梗重量計(jì)12-16%，然后貯存2小時(shí)，使其水分平衡。
[0026]該回潮處理步驟的意義在于自然堆放可進(jìn)一步釋放、揮發(fā)、分解膨脹茶梗中的氣味物質(zhì)；另外，經(jīng)該回潮處理步驟后膨脹茶梗具有回潮后不會回縮、耐加工性好、制品填充值較高等優(yōu)勢。
[0027](5)制粒
[0028]步驟⑷回潮處理后得到的茶梗進(jìn)入造粒和50kW微波定型設(shè)備，制成茶梗顆粒，其粒度范圍為0.2-1.0mm，再利用20目和60目篩網(wǎng)對其進(jìn)行篩分，從而得到20-60目茶梗顆粒，然后將所得茶梗顆粒在溫度范圍10-55?烘干或風(fēng)干至水分10-12%，最終得到本發(fā)明的濾棒增香顆粒。
[0029]其中，造粒技術(shù)和微波定型技術(shù)屬于現(xiàn)有技術(shù)，例如采用中國專利CN 102499445A所描述的造粒技術(shù)或例如由廣東省金葉科技開發(fā)有限公司自主研發(fā)的微波定型技術(shù)。
[0030]在本發(fā)明方法中采用的造粒設(shè)備和微波定型設(shè)備可以是本技術(shù)領(lǐng)域常用的設(shè)備，例如由江蘇智思機(jī)械集團(tuán)有限公司生產(chǎn)銷售的SP81型煙梗膨脹制粒系統(tǒng)。在本發(fā)明方法中采用的50kW微波定型設(shè)備例如廣東省金葉科技開發(fā)有限公司的微波定型設(shè)備。
[0031]在本發(fā)明方法中，要求茶梗顆粒經(jīng)過20目和60目篩，從而得到20-60目茶梗顆粒。該粒度范圍內(nèi)的茶梗顆粒填充值較好，相比起粒徑更大或更小的顆粒，本發(fā)明所采用的粒徑確保應(yīng)用到香煙中的顆粒與煙氣接觸的比表面積更大，能夠充分接觸煙氣，更有利于釋放茶梗顆粒的香氣。
[0032]而篩分后的茶梗顆粒進(jìn)行烘干或風(fēng)干的溫度范圍限制為10-55?，是由于在該溫度范圍內(nèi)能夠較快速有效的烘干或風(fēng)干茶梗顆粒且不會大量散失茶梗顆粒香氣物質(zhì)。溫度過低，則烘干或風(fēng)干的時(shí)間太長；而溫度過高，則茶梗顆粒的致香物質(zhì)可能會大量散失。
[0033]最終得到的茶梗顆粒的水分含量應(yīng)當(dāng)以茶梗重量計(jì)10-12% ο在該水分范圍內(nèi)，茶梗顆粒有利儲存，不易變質(zhì)。水分含量過低，易產(chǎn)生造碎；而水分含量過高，則容易變質(zhì)發(fā)霉等。
[0034]根據(jù)上述方法制備得到的濾棒增香顆粒，以0.8-1.2mg/mm比例添加到料棒中。例如將20-60目膨脹茶梗增香顆粒在KDF-2E成型機(jī)上按每Imm料棒長度添加0.8-1.2mg膨脹茶梗增香顆粒進(jìn)行濾棒卷制。
[0035][有益效果]
[0036]用本發(fā)明所述方法制得的濾棒增香顆粒具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0037](I)所得顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈無序蓬松多孔狀，比表面積大，與煙氣充分接觸，能更有效降低煙氣中的總粒相物、焦油、煙堿和CO等有害物質(zhì)的含量；
[0038](2)所得顆粒持香性能好，顆粒內(nèi)部茶香與煙氣接觸后逐漸得到釋放，起到豐富卷煙香氣的作用，并且能夠與煙草自身的香味協(xié)調(diào)；
[0039](3)還可改善卷煙的吸味，使煙氣更加細(xì)膩柔和，降低煙氣刺激，增加甜韻，豐富煙氣，改善余味，提高卷煙內(nèi)在感官品質(zhì)；
[0040](4)所得顆粒后加工性能好，能更好地適用于卷煙工業(yè)化生產(chǎn)。
【【具體實(shí)施方式】】
[0041]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。以下實(shí)施例用于非限制性地解釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)由權(quán)利要求書確定。
[0042]實(shí)施例1
[0043](I)預(yù)處理
[0044]對茶梗原料進(jìn)行除雜預(yù)處理，去除茶梗內(nèi)的鐵肩、泥塊、灰塵等雜質(zhì)，得到經(jīng)過除雜的茶梗；
[0045](2)膨脹處理
[0046]將步驟(I)經(jīng)過除雜的茶梗通過微波進(jìn)行膨脹處理，微波功率15kW、膨脹時(shí)間150s，使茶梗膨脹至原體積的160%以上，得到膨脹茶梗；
[0047](3)加熱處理
[0048]在缺氧條件下，將步驟(2)得到的膨脹茶梗通過過熱蒸汽或惰性氣體加熱至120°C，并在此溫度保溫300min ；
[0049](4)回潮處理
[0050]步驟(3)加熱處理后得到的膨脹茶梗在陰涼、通風(fēng)、防潮的自然環(huán)境下貯存3個(gè)月，之后進(jìn)入回潮平衡階段，將茶梗含水率調(diào)節(jié)至以茶梗重量計(jì)13%，然后貯存2小時(shí)，使其水分平衡；
[0051](5)制粒
[0052]步驟⑷回潮處理后得到的茶梗進(jìn)入造粒和50kW微波定型設(shè)備，制成茶梗顆粒，粒度0.2-1.0mm，再利用20目和60目篩網(wǎng)對其進(jìn)行篩分，從而得到粒徑范圍為20-60目茶梗顆粒，然后將所得茶梗顆粒在20°C烘干至水分含量以茶梗重量計(jì)10%，最終得到本發(fā)明的濾棒增香顆粒。
[0053]將20-60目膨脹茶梗增香顆粒在KDF-2E成型機(jī)上按1.0mg/mm料棒添加膨脹茶梗增香顆粒，然后進(jìn)行料棒卷制。例如選用純醋纖絲束在成型機(jī)上卷制醋纖白棒，料棒與醋纖白棒在復(fù)合成型機(jī)上進(jìn)行復(fù)合成型，卷制成二元復(fù)合濾棒，復(fù)合長度為10mm+15mm，其中1mm為添加增香顆粒的料棒長度，15mm為醋纖絲束的長度。
[0054]將復(fù)合濾棒用于廣東某牌號卷煙，料棒位于煙絲端。所得卷煙與醋纖濾棒卷煙進(jìn)行對比評吸，結(jié)果表明采用該增香顆粒復(fù)