一种同时进行烟梗提取和疏解的方法及装置

摘要

本发明公开了一种同时进行烟梗提取和疏解的方法及装置，该方法包括(1)进料：按照设定比例将烟梗与溶剂进入储料罐内；(2)搅拌：开启推进式桨叶搅拌器，将步骤(1)中的物料进行搅拌混匀，得到烟梗混合物；(3)边提取边疏解：开启疏解机，在推进式桨叶搅拌器的搅拌和推动力的作用下，储料罐中的烟梗混合物进入疏解机，然后利用转子和分桨片产生的离心泵送作用，经过循环浆管流回至储料罐，实现物料循环提取疏解；(4)二次提取：关闭疏解机进行二次提取。本发明在完成提取和疏解的同时，达到提取效率高、疏解质量好、能源消耗低的目的。

权利要求

1.一种同时进行烟梗提取和疏解的装置，其特征是：包括储料罐和疏解机，所述储料罐内的一侧壁上设有推进式桨叶搅拌器，所述疏解机的进料口通过储料罐侧壁与储料罐相连通，疏解机的出料口通过循环桨管连接至储料罐的进料口，其中，所述推进式桨叶搅拌器的推进方向朝向疏解机的进料口；所述储料罐还设有进料口和出料口；所述储料罐的底部设有电阻式温度变送器和压差式压力变送器。

2.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述疏解机的进料口通过管道连接在储料罐侧壁上，或者将其进料口直连在储料罐的侧壁上。

3.如权利要求1所述的装置，其特征是：所述装置还包括PLC控制系统。

4.一种利用权利要求1~3中任一项所述的装置同时进行烟梗提取和疏解的方法，其特征是，包括以下步骤：（1）进料：按照设定比例将烟梗与溶剂进入储料罐内；

（2）搅拌：开启推进式桨叶搅拌器，将步骤（1）中的物料进行搅拌混匀，得到烟梗混合物；

（3）边提取边疏解：开启疏解机，在推进式桨叶搅拌器的搅拌和推动力的作用下，储料罐中的烟梗混合物进入疏解机，然后利用转子和分桨片产生的离心泵送作用，经过循环浆管流回至储料罐，实现物料循环提取疏解；

（4）二次提取：关闭疏解机进行二次提取，提取时间为8~12min，提取温度为 60-65℃。

5. 如权利要求4所述的方法，其特征是：步骤（1）中，所述烟梗的长度为 3-5cm；所述烟梗与溶剂的质量比例为1:5~7。

6.如权利要求4所述的方法，其特征是：步骤（2）中，所述混匀的时间为5~10min。

7.如权利要求4所述的方法，其特征是：步骤（2）中，所述混匀温度为65-70℃。

8. 如权利要求4所述的方法，其特征是：步骤（3）中，提取疏解温度控制为60-65℃，开启疏解机之前，将转子、定子刀盘间隙调整为0.40-0.50mm，保持1~3min，转速为900-1000 r/min，然后开启后减小转子、定子刀盘的间隙为0.20-0.30mm，保持4~6min ，转速为1200-

1300 r/min。

9.如权利要求4所述的方法，其特征是：步骤（4）中，所述提取时间为10min。

说明书

一种同时进行烟梗提取和疏解的方法及装置

技术领域

[0001] 本发明属于造纸法再造烟叶技术领域，具体涉及一种同时进行烟梗提取和疏解的方法及装置。

背景技术

[0002] 目前造纸法再造烟叶领域烟梗提取、疏解工艺方法主要有两种，一种是先疏解后提取，一种是先提取后疏解。

[0003] 烟梗提取工艺目前普遍采用容器+热水+搅拌+辅助的方法，主流设备有浸漉罐、多功能提取罐、动态提取罐和热回流提取浓缩机组、超声波强化提取、微波提取等工艺设备。超声波强化提取、微波提取是近几年新开发的提取工艺。超声波强化提取能利用超声波振动的能量强化扩散过程，使溶剂容易浸入固体溶质，固体溶质容易从固体内部扩散到固液界面，从而加速了萃取过程。缺点是受超声波功率限制，大规模生产的经济性不好。微波提取利用微波对极性分子的作用加热溶剂和药材，使细胞壁破裂，达到加速萃取的目的。微波提取受到微波发生功率的限制，在放大生产规模时存在一些工程问题。采用超声波强化提取和微波提取都是为了提高提取效率与提取率。

[0004] 烟梗疏解工艺，主要是将提取前或后的烟梗进行挤压，使烟梗纤维疏松，通过机械揉搓的方式使烟梗沿纤维方向分离成纤维条丝状烟梗。目前国内外在造纸法再造烟叶生产工艺中，基本都是先清洗烟梗，然后将清洗后的烟梗直接送入提取工艺段进行提取，通过固液分离挤干后进行解纤。提取后解纤，解纤后再制浆，由于烟梗先经过搓揉处理，制得的浆料比较均一，随着打浆转数的增加纤维充分分离，分丝帚化程度较高，因此打浆度增加很快，片基的强度好，而且质量也很均一。

[0005] 但是提取后解纤也有其相应的缺点，由于烟梗未被破碎，与溶液接触的的面积小，提取效率会因此受到影响；另外有些烟梗磨浆时受力较大，纤维断裂很多，有些烟梗的纤维磨浆时受力较小未得到分离，因此片基强度与质量都会受到影响。

[0006] 若烟梗在清洗后送入提取工艺段之前对烟梗进行解纤处理，将会明显的提高后续的萃取效率与提取率。解纤后的烟梗成柬状，与提取液的接触面积增大，提取液易于进入烟梗内，节省了萃取时间，明显提高了萃取效率。但提取前烟梗含水率低，在疏解处理过程中烟梗束遭到大量破坏，成浆质量差，不利于产品的制造。

[0007] 所以通过研究适宜的提取疏解方法，在完成提取和疏解的同时，达到提取疏解效率高、质量好、低能耗的目的，是目前行业发展的趋势。

[0008] 相关研究文献：

[0009] 企业技术开发第32卷第4期《提取和搓丝工艺对造纸法再造烟叶品质的影响及其改进》

[0010] 摘要：随着我国卷烟生产工艺的不断进步,造纸法在再造烟叶生产中应用越来越广泛。如何进一步提高造纸法再造烟叶的品质是现代卷烟生产企业研究的重点。文章通过对造纸法再造烟叶工艺的详细分析,得出工艺控制对造纸法再造烟叶品质的影响,并提出相应的改进方案。

[0011] 《烟草科技》2009年第07期《造纸法再造烟叶生产工艺的改进》

[0012] 摘要：为解决造纸法再造烟叶生产过程中出现的问题,在原生产工艺中加入一段搓丝处理,研究了搓丝机转速、水洗温度、烟梗含水率对搓丝效果的影响。分析了加入搓丝处理对萃取效果、打浆效率、片基强度的影响。结果表明:最佳工艺条件为:搓丝机的转速为200r/min,搓丝前水洗温度为40℃,搓丝时烟梗的含水率为30％～35％。在满足生产要求的情况下,加入搓丝处理可以提高萃取效率15％左右,节省打浆时间和能耗30％以上。

[0013] 纸和造纸2014年底10期《烟梗双螺杆制浆机直接成丝工艺及其应用》

[0014] 摘要：为研究烟梗预处理条件对双螺杆搓丝机成丝效果的影响,考察了汽蒸时间,汽蒸后烟梗水分,烟梗搓丝段数对烟梗成丝得率的影响。实验结果表明:调节烟梗初始水分为40％～50％进行汽蒸处理,随着汽蒸时间的延长,烟梗水分迅速增加,水分由初始值增加到58.14％,10min以后烟梗的水分变化趋于平缓,因此确定10min为烟梗较佳的汽蒸时间；烟梗初始水分控制在40％～50％,汽蒸处理后水分达到55％～60％,该条件下烟梗搓丝效果最好；汽蒸后烟梗单段搓丝,梗丝合格率为48.63％,经过3、4段的搓丝,过细的梗丝造成梗丝缠绕,合格梗丝过筛困难,合格率下降，并且产生了很多细碎组分。因此,烟梗汽蒸成丝的最佳处理条件为:烟梗回潮后水分40％～50％,最佳汽蒸时间10min,汽蒸后水分达到
55％～60％,两段搓丝,在此条件下，合格梗丝得率为68.91％。

[0015] 黑龙江造纸2010年第2期《搓丝技术在造纸法生产烟草薄片中的应用》摘要：烟草薄片是一种以烟末、烟梗、碎片等作为原料,通过特殊的加工过程而重新组合而成的再生产品。烟草薄片的物理性能与烟叶相似，可作为一种有效的调味剂用于烟草配方，可为开发新产品提供有效的工艺手段，又可以减轻对吸烟者的危害。本文研究了搓丝处理原料的最佳工艺条件及对片基的影响，经搓丝处理得到浆料制得的片基的抗张指数明显好于未搓丝处理原料得到的片基抗张指数。另外经过搓丝处理的烟梗得到的浆料制得的片基填充性能明显好于未搓丝处理的原料。

发明内容

[0016] 本发明的目的是提供一种同时提取疏解方法及其装置，在完成提取和疏解的同时，达到提取效率高、疏解质量好、能源消耗低的目的。

[0017] 本发明采用以下技术方案：

[0018] 一种同时进行烟梗提取和疏解的装置，包括储料罐和疏解机，所述储料罐内的一侧壁上设有推进式桨叶搅拌器，所述疏解机的进料口通过储料罐侧壁与储料罐相连通，疏解机的出料口通过循环桨管连接至储料罐的进料口，其中，所述推进式桨叶搅拌器的推进方向朝向疏解机的进料口；所述储料罐还设有进料口和出料口。

[0019] 优选的，所述储料罐的底部设有电阻式温度变送器和压差式压力变送器，检测控制储料罐物料温度、液位，可实时检测。

[0020] 优选的，所述储料罐侧面设有浓度传感器。①提取浓度控制参照进料时调整溶剂与烟梗比例控制提取浓度；②提取液浓度控制使用在线浓度计检测浓度，直接反馈提取效果或效率。也可以通过储料罐取样口取样检测提取液浓度。

[0021] 优选的，所述储料罐为夹套结构，使用蒸汽进行加温，罐体最外层包覆保温材料进行保温。

[0022] 优选的，所述疏解机的进料口可通过管道连接在储料罐侧壁上，或者将其进料口直连在储料罐的侧壁上。

[0023] 所述疏解机为现有技术中的常规设备，优选为，JM600低浓盘磨磨浆机，山东晨钟机械股份有限公司。

[0024] 优选的，所述装置还包括PLC控制系统，通过采集电流数据控制转子、定子刀盘间隙，保证疏解机稳定运行的基础上，实现恒功率控制，可有效的稳定疏解质量，减轻劳动强度。

[0025] 一种利用上述装置同时进行烟梗提取和疏解的方法，包括以下步骤：

[0026] (1)进料：按照设定比例将烟梗与溶剂进入储料罐内；

[0027] (2)搅拌：开启推进式桨叶搅拌器，将步骤(1)中的物料进行搅拌混匀，得到烟梗混合物，烟梗物料自上而下翻腾，实现物料与溶剂的均匀混合；

[0028] (3)边提取边疏解：开启疏解机，在推进式桨叶搅拌器的搅拌和推动力的作用下，储料罐中的烟梗混合物进入疏解机，然后利用转子和分桨片产生的离心泵送作用，经过循环浆管流回至储料罐，实现物料循环提取疏解；

[0029] (4)二次提取：关闭疏解机进行二次提取，提取时间为8～12min，提取温度为60-65℃。

[0030] 步骤(1)中，所述烟梗的长度为3-5cm；所述烟梗与溶剂的质量比例为1:(5～7)，优选为1:6。

[0031] 步骤(1)中，所述溶剂优选为水。

[0032] 步骤(2)中，所述混匀的时间为5～10min，所述混匀温度为65-70℃。

[0033] 步骤(3)中，提取疏解温度控制为60-65℃，开启疏解机之前，将转子、定子刀盘间隙调整为0.40mm-0.50mm，保持1～3min(优选3min)，转速为900-1000r/min，然后开启后减小转子、定子刀盘的间隙为0.20mm-0.30mm，保持4～6min(优选5min)，转速为1200-1300r/min，得到提取疏解混合物，所得浆料的打浆度为13-17°SR，湿重为5.0-7.0g。

[0034] 步骤(4)中，提取时间优选10min。

[0035] 本发明的有益效果是：

[0036] (1)本发明的装置结构简单、操作方便，使得烟梗提取疏解同步进行，并且提取、疏解过程可控，质量好，生产能力大，吨物料电耗低。

[0037] 其中，推进式桨叶搅拌器容积循环速率大，在工作时能很好地使流体在随桨叶旋转的同时进行上下翻腾，而且搅拌器部分具有搅拌和强制喂料的双重作用，浆料浓度均匀，确保提取、疏解质量稳定。

[0038] 疏解机部分完成对烟梗的碎解、切断，烟梗经过纤维分解区(转子前面)，通过转子、定子刀的间隙，借助转子及分浆片产生的离心泵送作用，自动通过循环浆管，流回浆槽，实现了自动循环。

[0039] 另外，配有恒功率控制器及浓度传感器等先进装置，有效地控制了提取、疏解的质量，减轻劳动强度。

[0040] 提取时间可控：从开启搅拌溶剂与烟梗混合开始进行提取，至物料疏解质量满足要求为止，如需增加提取时间，可停止疏解机，使用搅拌器在罐内进行提取，时间可自由控制。

[0041] (2)本发明采用提取疏解同时进行的方法，在边提取编疏解之后采用二次提取，既避免了先疏解后提取工艺的缺点，也避免了先提取后疏解的不足，使得热水可溶物提取效率明显提高较传统提取提高15％-20％、疏解质量更加优异、梗丝合格率高、能源消耗较低。

[0042] 烟梗原料进行预提取处理，使得烟梗含有一定的水分，便于后续的边提取边疏解处理。

[0043] 烟梗含水率对烟梗解纤率有明显影响，烟梗含水率提高可有效提高烟梗解纤率，降低烟梗纤维切断现象，本发明采用边提取边疏解方法，使得烟梗含水率在70-75％时，烟梗解纤率可以达到95％以上。通过烟梗充分解纤，实现对烟梗的压溃、搓丝疏解，增大烟梗与萃取溶剂接触的比表面积，热水可溶物提取率可提高15％～20％。

[0044] (3)从生产过程来看，本发明的方法制备得到的原料比传统的原料更加容易打浆，成浆质量好、生产的基片质量优异，较传统制浆相比能耗降低30％左右，制浆效率提升30％，涂布后的产品柔软性更加好，并且制作成为产品的感官风格更加突出。

附图说明

[0045] 图1是本发明装置的结构示意图。

[0046] 其中，1、储料罐，2、疏解机，3、推进式桨叶搅拌器，4、循环浆管，5、进料口，6、出料口。

具体实施方式

[0047] 实施例1

[0048] 一种同时进行烟梗提取和疏解的装置，包括储料罐1和疏解机2，所述储料罐1内的一侧壁上设有推进式桨叶搅拌器3，所述疏解机2的进料口通过储料罐1侧壁与储料罐1相连通，疏解机2的出料口通过循环桨管4连接至储料罐1的进桨口，其中，所述推进式桨叶搅拌器3的运行方向朝向疏解机2的进料口；所述储料罐1还设有进料口5和出料口6。

[0049] 所述储料罐1的底部设有电阻式温度变送器和压差式压力变送器，检测控制储料罐物料温度、液位，可实时检测。

[0050] 所述储料罐1侧面设有浓度传感器。①提取浓度控制参照进料时调整溶剂与烟梗比例控制提取浓度；②提取液浓度控制使用在线浓度计检测浓度，直接反馈提取效果或效率。也可以通过储料罐取样口取样检测提取液浓度。

[0051] 所述储料罐1为夹套结构，使用蒸汽进行加温，罐体最外层包覆保温材料进行保温。

[0052] 所述疏解机2的进料口可通过管道连接在储料罐1侧壁上，或者将其进料口直连在储料罐1的侧壁上。

[0053] 所述疏解机为现有技术中的常规设备，型号是：JM600低浓盘磨磨浆机，山东晨钟机械股份有限公司。

[0054] 所述装置还包括PLC控制系统，通过采集电流数据控制转子、定子刀盘间隙，保证疏解机稳定运行的基础上,实现恒功率控制，可有效的稳定疏解质量，减轻劳动强度。

[0055] 实施例2

[0056] 利用实施例1的装置同时进行烟梗提取和疏解的方法，包括以下步骤：

[0057] (1)进料：按照设定比例将烟梗与水进入储料罐内；所述烟梗的长度为3-5cm；所述烟梗与溶剂的质量比例为1:6。

[0058] (2)搅拌：开启推进式桨叶搅拌器，将步骤(1)中的物料进行搅拌混匀，烟梗物料自上而下翻腾，实现物料与溶剂的均匀混合，得到烟梗混合物；所述混匀的时间为8min，所述混匀温度为65-70℃。

[0059] (3)边提取边疏解：开启疏解机，在推进式桨叶搅拌器的搅拌和推动力的作用下，储料罐中的烟梗混合物进入疏解机，然后利用转子和分桨片产生的离心泵送作用，经过循环浆管流回至储料罐，实现物料循环提取疏解；提取疏解温度控制为60-65℃，开启疏解机之前，将转子、定子刀盘间隙调整为最大0.50mm，保持2min，转速为950r/min，然后开启后减小转子、定子刀盘的间隙为0.25mm，保持5min，转速为1250r/min，得到提取疏解混合物，所得浆料的打浆度为13-17°SR，湿重为5.0-7.0g。

[0060] (4)二次提取：关闭疏解机进行二次提取，提取时间为10min，提取温度为62℃。

[0061] 实施例3

[0062] 利用实施例1的装置同时进行烟梗提取和疏解的方法，包括以下步骤：

[0063] (1)进料：按照设定比例将烟梗与水进入储料罐内；所述烟梗的长度为3-5cm；所述烟梗与溶剂的质量比例为1:5。

[0064] (2)搅拌：开启推进式桨叶搅拌器，将步骤(1)中的物料进行搅拌混匀，烟梗物料自上而下翻腾，实现物料与溶剂的均匀混合，得到烟梗混合物；所述混匀的时间为5～10min，所述混匀温度为70℃。

[0065] (3)边提取边疏解：开启疏解机，在推进式桨叶搅拌器的搅拌和推动力的作用下，储料罐中的烟梗混合物进入疏解机，然后利用转子和分桨片产生的离心泵送作用，经过循环浆管流回至储料罐，实现物料循环提取疏解；提取疏解温度控制为65℃，开启疏解机之前，将转子、定子刀盘间隙调整为0.45mm，保持2min，转速为900r/min，然后开启后减小转子、定子刀盘的间隙为0.20mm，保持5min，转速为1300r/min，得到提取疏解混合物。

[0066] (4)二次提取：关闭疏解机进行二次提取，提取时间为8min，提取温度为65℃。

[0067] 对比例1

[0068] 先疏解后提取工艺：

[0069] 称取1000kg(风干)烟梗，按1:5的固液比加入螺旋预浸机，液体为50～80℃清水，预浸后的原料进入疏解机，疏解机的工艺条件设置为：1000转，流量为2000kg/小时，盘磨间隙为0.35mm。疏解后全部原料进入提取罐，按1:8的固液比补充70～90℃清水，提取40min。

[0070] 对比例2

[0071] 先提取后疏解工艺：

[0072] 称取1000kg(风干)烟梗，按照1:8的固液比补充70～90℃清水，提取40min，提取后再进入疏解机进行烟梗疏解，疏解机的工艺条件如对比例1中相同。

[0073] 将实施例2、对比例1和对比例2中的浆料再配以适当比例的烟叶提取后的固形物等配方原料进行制浆，提取液体浓缩后按配方调配成涂布液，经纸机抄造、涂布、干燥、分切得到再造烟叶产品。

[0074] 结果如下：

[0075] (1)打浆时间比较：在条件相同的情况下，达到相同的打浆度，实施例2时间比对比例1少用20min，比对比例2少用15min。相比于对比例1和对比例2节省能耗30％以上。

[0076] (2)片基比较：实施例2中的片基和产品比对比例1和对比例2的更加柔软。

[0077]

[0078] 由上表可得，本发明中方法制得的浆料抄造出来的片基强度明显好于对比例1、对比例2中制得的片基强度，并且质量非常均一。

[0079] (4)抽吸评价比较：上述三种烟草薄片送公司专业评析委员会进行感官评价。

[0080] 经过感官评价，本发明的烟草薄片的感官评价木质气低，基本无灼烧感，余味干净，相比于对比例1和对比例2更加优异。