專利名稱：降低有害成分的煙葉加工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及降低有害成分的煙葉加工方法，更具體地說，就是涉及通過化學反應，除去煙葉中有害成分的煙葉加工方法。
農(nóng)民收獲干燥的煙葉一般含水量在16％～18％左右，比例極高，不均勻，葉梗的吸濕力不同，就這樣熟化時，容易產(chǎn)生霉菌、害蟲等腐敗、變質(zhì)的問題，除去梗，干燥后直到制備煙卷，為臨時保管，將其壓縮，打包成規(guī)定的尺寸保管。這樣，在干燥狀態(tài)下壓縮打包的煙葉聚集體為使其能順利解開，將聚集體剪切成適當尺寸的第一剪切工序、對煙葉施加適當溫度和水分的加濕加溫工序、將利用自然蒸發(fā)維持一定含水量的煙葉熟化的發(fā)酵工序、加香工序、干燥工序、作為煙絲用而剪切的第二剪切工序等一系列后續(xù)工序，制備紙煙。
經(jīng)上述的煙葉加工工序，制成通常的紙煙形態(tài)，在碳化時生成的煙中含有一氧化碳、氫氰酸、丙烯醛、乙醛、甲醛、乙腈等，同時還有諸如煙堿、焦油類的粒狀物，煙堿尤其是人所共知的煙卷的代表性中毒有害成分。這些有害成分不僅對吸煙者，周圍的人直接或間接吸煙，也會損害健康。
為了改善煙草的這些有害特性，人們謀求除去或減少煙堿的多種方法，最普通的方法是由過濾嘴過濾煙堿，減少吸煙時煙堿的吸入量，這種由過濾嘴方式所得到的煙堿過濾率通常在20％～40％左右，吸煙時未過濾掉的煙堿和焦油有相當量被吸煙者吸入。
除了過濾嘴方式以外，人們也研究了在煙葉中混合含有煙葉以外的中和成分的物質(zhì)，制備香煙的方法，但是在這類方法中，由于混入異物，難以再現(xiàn)煙葉固有的味道，這不是從煙葉中直接除去煙葉本身含有的有害成分的方式，而是存在不能從根本上除去煙葉自身所含有害成分的缺陷。
本發(fā)明的其它目的是提供除去煙葉中所含有害成分、維持煙葉固有味道的煙葉加工方法。
本發(fā)明的另外一個目的是提供一種適應現(xiàn)有煙葉制造自動化工序的煙葉加工方法。
為達成上述目的，本發(fā)明的煙葉加工方法具備向煙葉中投給碳酸鹽類物質(zhì)階段和加熱上述煙葉階段。
上述碳酸鹽類物質(zhì)可以采用碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉水溶液、碳酸鉀水溶液、碳酸氫鈉水溶液中的任一種。
上述碳酸鈉水溶液、碳酸鉀水溶液、碳酸氫鈉水溶液中所含碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸氫鈉的濃度至少在10％以上。
上述碳酸鹽類物質(zhì)的投給階段優(yōu)選在按規(guī)定尺寸剪切壓縮的煙葉聚集體的剪切階段和將規(guī)定的加香液投給剪切的上述煙葉中的加香階段之間進行。
為了從上述煙葉分離除去在加熱階段時產(chǎn)生的有害氣體，需要具備給上述煙葉鼓風以及/或抽吸分離除去上述有害氣體的階段。
圖2是為生成適用于本發(fā)明的碳酸鹽類水溶液的溶劑的電解水生成系統(tǒng)的例子。
圖3表示適用于本發(fā)明煙葉加工方法的加濕、加溫裝置的概略圖。
發(fā)明的實施方式下面基于附圖，詳細闡述本發(fā)明優(yōu)選實施例中的煙葉加工方法。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，作為直接使用現(xiàn)有的煙葉制造自動化生產(chǎn)設備，采用碳酸鹽類物質(zhì)，進行除去煙葉中所含有害成分的方法，將碳酸鹽類物質(zhì)投給到現(xiàn)有的煙葉加工工序的加濕、加溫工序。
圖1是這種加工工序的例子。
首先從農(nóng)民收獲的煙葉中除去梗，干燥后進行壓縮，將按規(guī)定尺寸例如一邊的長度為數(shù)十厘米左右打包的煙葉聚集體按規(guī)定尺寸進行剪切的階段110。
然后，向剪切的煙葉投給碳酸鹽類物質(zhì)碳酸鈉粉末、碳酸鈉水溶液、碳酸鉀粉末、碳酸鉀水溶液、碳酸氫鈉、碳酸氫鈉水溶液中的某一種，用蒸汽加熱煙葉的階段120。此處，在碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉中，可以將至少兩種以上的物質(zhì)相互混合。
施加到煙葉上的蒸汽溫度及噴霧量需要適當調(diào)節(jié)。例如蒸汽的溫度要在290℃以上。此外，投給液體狀碳酸鹽類物質(zhì)時，所含碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉的濃度至少在10％以上，使其高濃度化，以噴霧方式投給。
投給液狀碳酸鹽類物質(zhì)時，碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉中至少一種為溶質(zhì)，溶劑使用水或電解處理生成的強堿性電解水。
溶劑使用水不如使用強堿性電解水，后者可進一步提高煙葉的有害成分除去能力。
此處的強堿性電解水優(yōu)選是將與溶質(zhì)對應的系列添加劑投給電解裝置中所生成的電解水。例如采用碳酸鈉作為添加劑進行電解處理而生成的強堿性電解水可用作碳酸鈉或碳酸氫鈉的溶劑。采用同樣的方法，采用碳酸鉀作添加劑進行電解處理生成的強堿性電解水可用作碳酸鉀的溶劑。
在電解裝置的陽極室添加由碳酸鹽類添加劑稀釋的碳酸鹽類水溶液，在陰極室加原生水即水進行電解處理就會生成這樣的碳酸鹽類強堿性電解水。優(yōu)選使用多工序或循環(huán)電解處理系統(tǒng)生成強堿性電解水。
圖2表示生成強堿性電解水系統(tǒng)的一例。
參照附圖，電解水生成系統(tǒng)有電解裝置50和滯留儲水槽60、70。
原生水儲罐10是儲存原生水的罐，原生水可使用自來水、淡水、海水、地下水等。
儲存在原生水儲罐10的原生水經(jīng)泵(P)11和過濾器20，供給到添加劑稀釋攪拌機40以及電解裝置50的陽極室59a，形成供給管路。
添加劑投給裝置30儲藏用作添加劑的碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸氫鈉，用于供給。
在此可適當決定從添加劑裝置30和原生水儲罐10各自添加到添加劑稀釋攪拌機40的原生水和添加劑的混合比率。例如相對于原生水，以約5～10％的重量比添加添加劑。
電解裝置50由于使用僅選擇性透過陽離子的陽離子選擇透過隔膜54，分成陰極室55a和陽極室59a。
在以下的說明中，陰極水指在陰極室55a生成的電解水，陽極水指在陽極室59a生成的電解水。
陰極水滯留儲水槽70儲存經(jīng)電解裝置50的陰極室55a生成的陰極水，為了將儲存的陰極水再次投給電解裝置50，電解裝置50和循環(huán)管路需要連接起來。
參考號62及72是將電解水中所含氣體排出到外部的氣體排出裝置。
陰極水滯留儲水槽70經(jīng)電解裝置50生成的陰極水優(yōu)選滯留30秒以上。
經(jīng)電解裝置50的陽極室59a生成的陽極水通過陽極水儲水槽60再次投給到陽極室。
電解水儲水罐80是將經(jīng)滯留循環(huán)電解過程生成的陰極水從陰極水儲水槽70流入，進行儲存的設備。
這種滯留循環(huán)式電解水生成系統(tǒng)沿著陰極水循環(huán)系統(tǒng)可將循環(huán)電解的陰極水制成強堿性電解水。
此時滯留循環(huán)式電解水生成系統(tǒng)要對應于為生成強堿性電解水所要求的電解滯留次數(shù)進行處理。
另一方面，為提高陰極水生成能力，當然需要數(shù)個電解裝置50與一個滯留儲水槽并列連接。
另外，圖3表示由水或圖2系統(tǒng)生成的強堿性電解水用作溶劑，生成的碳酸鹽類水溶液或粉末狀碳酸鹽類物質(zhì)投給煙葉中，同時進行蒸汽加熱工序的加溫加濕裝置的一部分。
參考附圖，加溫加熱裝置備有筒狀轉(zhuǎn)鼓91。
轉(zhuǎn)鼓91設計在輸送至剪切器(圖中未示出)中剪切的煙葉的傳送帶92和將加濕加溫處理的煙葉輸送到發(fā)酵儲藏庫(圖中未示出)的傳送帶93之間。
轉(zhuǎn)鼓91有多個通孔，傾斜于箱96內(nèi)，可自由旋轉(zhuǎn)，通過驅(qū)動原(圖中未示出)進行旋轉(zhuǎn)。
從蒸汽發(fā)生裝置(圖中未示出)產(chǎn)生的蒸汽通過蒸汽供給管94a及噴嘴94b，施加到有通孔的轉(zhuǎn)鼓91內(nèi)。
為使碳酸鹽類物質(zhì)能以粉末狀等形式對應噴射，要具備碳酸鹽類物質(zhì)投給裝置(圖中未示出)。
所示例子中，為將碳酸鹽類水溶液投給轉(zhuǎn)鼓91內(nèi)，碳酸鹽類水溶液供給管路95a以及空氣噴出管路95b要相互集中，與噴嘴95c連接。
參考符號98是為了收集、排除碳酸鹽類水溶液與加熱的煙葉的反應時產(chǎn)生的有害氣體的氣體排除系統(tǒng)。氣體排除系統(tǒng)當然設計在放置轉(zhuǎn)鼓91的箱96內(nèi)。
為了提高碳酸鹽類水溶液與加熱的煙葉反應時產(chǎn)生的有害氣體的收集以及排除效率，構(gòu)筑的氣體排除系統(tǒng)必須由鼓風機(圖中未示出)強制性給煙葉鼓風，同時收集產(chǎn)生的有害氣體。此時兼有煙葉的冷卻效果，更能提高有害氣體的除去率。
采用這種加濕、加溫裝置的煙葉加工方法，碳酸鈉水溶液、碳酸鉀水溶液或碳酸氫鈉水溶液經(jīng)噴嘴95c噴射使用時，可以直接使用設計在現(xiàn)有煙卷自動化制造工程上的加濕、加溫裝置。也就是說，通過供給管路95a，取代水，添加碳酸鈉水溶液、碳酸鉀水溶液或碳酸氫鈉水溶液供給到現(xiàn)有供水裝置，用作碳酸鹽類物質(zhì)投給裝置。
通過用上述加濕、加溫裝置進行噴霧、蒸氣加熱過程，對熱穩(wěn)定性的碳酸鹽類物質(zhì)與煙葉反應，煙葉所含成分中對人體有害的生物堿總量以及揮發(fā)性堿等有害成分以及刺激性發(fā)臭成分被強力吸附，可以將其除去。
由碳酸鹽類物質(zhì)處理的煙葉pH調(diào)節(jié)至堿性，碳酸組分可促進強大的浸透力以及組織的膨化，促進蒸汽高溫加熱煙葉除去有害成分的反應，活化下一步的煙葉熟化反應。
根據(jù)實驗，通過這種煙葉加工過程，經(jīng)碳酸鹽類物質(zhì)處理的煙葉對其所含各種有害成分的分析結(jié)果表明，大量減少了煙堿、焦油、苯并芘、一氧化碳等有害成分。
尤其是施加給煙葉的蒸汽溫度、投給量、碳酸鹽的稀釋率、調(diào)節(jié)相對于煙葉的碳酸鹽物質(zhì)的噴射量，可控制煙卷中煙堿、焦油等的含量，可制造以煙葉為原料的戒煙煙葉。
高濃度的碳酸鹽類粉末或水溶液處理煙葉，可對吸煙者提供煙卷特有的味道，而且提供降低對人體有害成分的煙卷。此外，實驗結(jié)果表明，產(chǎn)生煙葉的味道和香味的成分幾乎不受影響，用碳酸鹽處理后的煙葉由于除去了不愉快的刺激性發(fā)臭成分，提供了更好的加香條件。
另一方面，已經(jīng)確認，與碳酸鈉相比，粉末狀或水溶液狀態(tài)的碳酸鉀，除去煙葉中有害成分的能力更高。
根據(jù)本申請人的實驗，粉末狀或水溶液狀態(tài)的碳酸鉀與蒸汽一起投給煙葉中，這與碳酸鈉粉末或碳酸鈉水溶液投給煙葉中相比，在經(jīng)過其后的煙卷制備過程的煙葉中殘留的比率更低，這已經(jīng)得到確認。也就是說，除去有害成分的能力碳酸鉀比碳酸鈉高，還有在除去對象物質(zhì)中殘存比率更低的優(yōu)點。
已經(jīng)確認，使用碳酸氫鈉時，其象碳酸鉀或碳酸鈉物質(zhì)投給蒸汽加熱的煙葉中時一樣，不產(chǎn)生銨鹽氣體，提供制造上的高安全性，在65℃以上還有活化碳酸、碳酸汽水、碳酸鈉的功能的長處。
再次回到圖1，噴霧、蒸汽加熱處理的煙葉維持規(guī)定時間的滯留狀態(tài)，進行熟化發(fā)酵過程的階段130。這是通過噴霧、蒸汽加熱過程除去大部分有害成分的煙葉在發(fā)酵過程中殘留的碳酸鹽物質(zhì)繼續(xù)吸附所含煙堿有害成分，連續(xù)進行蒸發(fā)的過程。
下面就熟化處理的煙葉實施一次加香的階段140。
一次加香處理是將調(diào)節(jié)至液狀的加香液噴霧至煙葉，加熱。加香液可使用公知的物質(zhì)，例如異構(gòu)化糖、甘油等香料，將其按一定比例混合，溶解于水中即可。
接著是實施二次加香以及有機酸處理的階段150。二次加香以及有機酸處理是將加香液與有機酸例如檸檬酸共混，噴霧到煙葉上。在這個過程中，煙葉被中和。
其后是進行干燥過程的階段160，水分要合適，例如維持在大約17％左右。
接著是制造煙卷后續(xù)工序的階段170。也就是說具有作為用進行再次剪切的剪切工序、將剪切的煙絲卷到卷煙用紙上，制造煙卷的工序。
在這樣的煙卷加工工序中，由碳酸鹽類物質(zhì)加以處理的煙葉pH值變?yōu)閴A性，在后續(xù)工序的加香及有機酸處理工序中，有機酸例如檸檬酸調(diào)制成香液，投給煙葉中，進行中和處理，可提高煙葉固有的味道及香氣，經(jīng)吸煙實驗，這已經(jīng)得到證實。
另一方面，為提高煙葉有害成分的除去率，加香工序以后或加香液噴霧工序時，可以追加將碳酸鹽類物質(zhì)與香液同時向煙葉中投給以及加熱干燥工序。
在以上的說明中，講述了對煙葉采用蒸汽加熱方式同時進行加熱及加濕的例子，也可以采用與蒸汽加熱方式不同的方式例如諸如熱風、輻射熱的加熱方式。
向煙葉中投給這樣的碳酸鹽類物質(zhì)后，采用蒸汽、熱風、輻射熱等加熱方式除去煙葉中所含有害成分，這可在不影響現(xiàn)有煙卷制造工序的情況下進行，所以與煙卷的制造工序順序或特定工序無關，可以采用。例如，作為為保管農(nóng)民栽培的煙葉的前期處理，將上述碳酸鹽類物質(zhì)投給到煙葉中，加熱處理后，即可進行保管，其它方面，該煙葉在碳酸鹽類水溶液中浸漬所規(guī)定的時間，當然也可除去有害成分。
如上所述，在本發(fā)明的煙葉加工方法中，向煙葉中投給碳酸鹽類物質(zhì)，加熱，碳酸鹽類物質(zhì)與煙葉中所含有害成分進行強力反應，收集后通過蒸發(fā)分離除去，可降低煙葉的有害成分。此外，經(jīng)過煙葉有害成分分離處理過程，可除去煙葉的刺激性發(fā)臭成分，提高以后的加香條件。而且煙葉燃燒時可原樣地保持其特有的香氣以及味道，這樣可抑制對吸煙者的健康損害，消除吸煙欲望。另外，還提供的長處是在煙葉的有害成分處理過程中噴霧及加熱可簡單操作，不影響煙葉的生產(chǎn)收率。
權利要求
1.一種降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，具備①、②兩個階段，①是將碳酸鹽類物質(zhì)投給煙葉中，②是加熱上述煙葉。
2.權利要求1中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，上述碳酸鹽類物質(zhì)至少為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉中的一種。
3.權利要求1中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，上述碳酸鹽類物質(zhì)是將碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉中的至少一種溶解在規(guī)定的溶劑中所形成的碳酸鹽類水溶液。
4.權利要求3中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，采用一種強堿性電解水，該強堿性電解水是將上述溶劑以碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉中的至少一種作為添加劑而生成的水溶液加到電解裝置的陽極室，向通過陽離子選擇透過膜與上述陽極室分離的上述電解裝置的陰極室中投給原生水，至少進行電解處理一次以上而在上述陰極室生成的強堿性電解水。
5.權利要求4中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，上述碳酸鹽類水溶液中所含溶質(zhì)的濃度至少在10％以上。
6.權利要求1中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，上述加熱階段是將蒸汽施加到上述煙葉上。
7.權利要求1中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，上述碳酸鹽類物質(zhì)的投給階段是在按規(guī)定尺寸剪切壓縮的煙葉聚集體的切斷階段以及在剪切的上述煙葉中投給所規(guī)定的加香液的加香階段之間進行。
8.權利要求1中記載的降低有害成分的煙葉加工方法，其特征在于，為了排出在上述加熱階段產(chǎn)生的有害氣體，具備通過對上述煙葉鼓風以及/或抽吸以從上述煙葉中分離除去上述有害氣體的階段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種降低有害成分的煙葉加工方法，該煙葉加工方法具備向煙葉中投給食品添加物的碳酸鹽類物質(zhì)的階段、加熱煙葉的階段。通過這樣的煙葉加工方法，碳酸鹽類物質(zhì)與煙葉中所含有害成分進行強力反應，收集后通過蒸發(fā)分離除去，可降低煙葉的有害成分。此外，經(jīng)過煙葉有害成分分離處理過程，可除去煙葉的刺激性發(fā)臭成分，提高以后的加香條件。而且煙葉燃燒時可原樣地保持其特有的香氣以及味道，使間接吸煙的受害程度最小化，抑制對吸煙者的健康損害，與此同時，可以消除吸煙欲望?？芍圃煊薪錈煿δ艿南銦?。另外，還提供的長處是在煙葉的有害成分處理過程中噴霧及加熱可簡單操作，不影響煙葉的生產(chǎn)收率。
文檔編號A24B15/28GK1446492SQ02124378
公開日2003年10月8日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權日2002年3月27日
發(fā)明者金晟奎 申請人:海根環(huán)境技術有限公司