汽爆法烟梗膨胀制粒技术应用研究

论文摘要

烟梗膨胀制粒技术是近些年来出现的一种烟梗原料加工的新方法。本研究使用由山东中烟工业有限责任公司与技术合作单位联合研制的汽爆法烟梗膨胀制粒设备制备颗粒状烟梗,并进行应用性研究。本文研究了适合烟梗膨胀的加工介质、生产过程中的加工参数及其对加工质量的影响、烟梗加工的成品产出率,本文的主要部分是对成品梗粒在卷烟配方中的应用效果进行了一系列的研究,获得了梗粒在配方中应用对卷烟物理指标、烟气指标、内在质量的影响方式并提出了使用意见。本研究对过热蒸汽和氮气两种膨胀介质进行对比分析,最终选取过热蒸汽作为膨胀介质。研究发现汽爆法烟梗膨胀制得的成品梗粒填充能力远远大于传统烟梗加工方式加工的梗丝,梗粒填充值可达9.2g/cm3。汽爆法烟梗膨胀制粒生产过程中主要加工参数是膨胀温度、膨胀压力以及增温增压时间。本研究结果显示:不同加工工艺参数不但能够影响梗粒的填充能力,同时也会对梗粒色泽、内在质量产生较为明显的影响,且填充值变化与内在质量呈负相关性。因此本研究探讨了同时兼顾内在质量与填充能力的加工条件。通过检测数据发现,汽爆法烟梗膨胀制粒成品产出率约为60%,远远低于传统烟梗加工方式的出成率。其原因为对干燥的烟梗进行汽爆灰尘化较为严重,但汽爆法烟梗膨胀可以使用传统烟梗加工不能使用的短梗、废梗,可以有效避免烟草原料的浪费,从这个角度说,汽爆法烟梗加工提高了原料的综合利用率。本研究的重点是对汽爆法制得的成品梗粒在卷烟配方中进行验证分析,研究其可用性。将不同参数加工的梗粒按照原梗丝比例均匀搀兑到卷烟配方中,分别对卷烟部分物理指标(单支重量、吸阻、烟支硬度)、烟气指标及卷烟内在质量等指标进行检测并与原产品进行对比分析。结果显示:在不改变卷制条件的情况下,所有卷烟单支重量均有所降低,烟支硬度增加、吸阻增加,充分说明了梗粒在卷烟配方中应用同样可以提高烟丝的填充性;对烟气指标进行分析,所有卷烟样品与正品相比,烟气一氧化碳量、烟气焦油量均有明显幅度的降低,烟气一氧化碳量最大降幅12.9%,烟气焦油量最大降幅达18.8%,同时烟气烟碱量并未随着使用梗粒大幅下降,个别卷烟样品烟气烟碱量还略有提高,这充分说明使用膨胀梗粒可以达到减害降焦的作用,同时不会降低卷产品的满足感。对卷烟样品与正品进行对比感官评吸,评吸结果显示梗粒膨胀温度较高、增温增压时间较长的卷烟样品焦糊味较重,限制了梗粒的使用范围,调整加工参数后加工的梗粒在卷烟配方中使用可以有效降低传统梗丝带来的毛刺感、干燥感,有些样品综合内在质量明显优于正常产品。研究结果表明,汽爆法烟梗膨胀制粒技术有较为广泛的应用前景,能够满足当前烟草行业提出的减害降焦、增香保润的需求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 当前烟梗加工方法及其优缺点
• 1.1.2 颗粒梗加工方法及其研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外烟梗加工研究现状
• 1.2.2 目前存在的问题
• 1.3 主要研究内容与研究思路
• 第二章 烟梗膨胀设备及介质选用
• 2.1 烟梗膨胀设备流程与工作原理
• 2.1.1 文丘里原理
• 2.1.2 文丘里管的膨胀作用
• 2.1.3 烟梗汽爆加工工艺流程
• 2.2 使用不同膨胀介质烟梗膨胀效果
• 2.2.1 使用过热蒸汽的优缺点
• 2.2.2 氮气作为膨胀介质的讨论
• 2.2.3 两种介质膨胀效果及选用
• 2.3 结论
• 第三章 烟梗膨胀过程中工艺条件对烟梗膨胀效果及其他工艺指标关系的研究
• 3.1 烟梗膨胀效果的测定方法
• 3.1.1 填充值
• 3.1.2 含水率对烟丝填充能力的影响
• 3.1.3 填充值测定方法
• 3.2 烟梗预处理的研究与改进
• 3.2.1 烟梗预处理
• 3.3 不同膨胀工艺条件对烟梗膨胀效果影响的研究
• 3.3.1 烟梗汽爆法膨胀过程中的工艺技术条件
• 3.3.2 不同工艺条件的膨胀效果
• 3.4 不同膨胀工艺条件对膨胀梗粒外观色泽、气味影响的研究
• 3.5 膨胀梗粒出成率的研究
• 3.5.1 出成率
• 3.5.2 汽爆法烟梗膨胀出成率
• 3.6 结论
• 第四章 膨胀梗粒在卷烟配方应用研究
• 4.1 研究设想
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 试验仪器和材料
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 使用不同工艺参数膨胀梗粒的卷烟物理指标研究
• 4.3.1 卷烟物理指标
• 4.3.2 物理指标检测分析
• 4.4 使用不同工艺参数膨胀梗粒的烟气指标研究
• 4.4.1 卷烟烟气指标
• 4.4.2 卷烟烟气指标检测分析
• 4.5 使用不同工艺参数膨胀梗粒的感官质量研究
• 4.6 讨论
• 4.7 结论
• 第五章 全文结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历