一种干燥烟丝的方法、烟丝、烟草制品及应用
技术领域
本发明属于烟草制品技术领域，具体涉及一种干燥烟丝的方法，还涉及制得的烟丝、烟草制品以及烟丝的应用。
背景技术
在卷烟生产加工过程中，烟丝干燥是卷烟制丝中的重要工艺，直接影响产品的感官质量和物理质量。烟丝干燥的主要目的是获得适合卷制烟支所需的烟丝含水率，烟丝干燥过程中还需剔除烟丝物料中的梗签、湿团、烟垢等杂物。其中，梗签指烟丝物料中含有的较小尺寸的条状烟梗，其危害是容易刺破烟支，造成烟气指标的波动，导致烟支质量不稳定；湿团是指少量湿烟丝卷曲聚结，形成的内部难以烘干的团状物，其一旦混入合格烟丝中将导致局部烟丝含水率上升，进而造成黄斑烟和/或烟支霉变问题；烟垢是烟油经沉积、冷却所生成的固态或半固态物及其烧焦或部分烧焦形成的物质，烟垢混入合格烟丝中将影响卷烟产品的感官质量和产品稳定性。
烟草行业通常采用一级或两级风选(气流分选)处理来剔除烟丝物料中的杂物，并且，风选处理前需松散烟丝物料。但是，现有工艺制得烟丝的造碎率高、填充值低、稳定性差，制成烟支的黄斑、霉变问题突出，卷烟的感官质量和产品稳定性差，然而，造成上述缺陷或问题的原因至今没有被找到。
因此，目前亟需一种降低烟丝的造碎率，提高烟丝的填充值，降低所制烟支中黄斑烟和霉变烟比例，提高卷烟的感官质量和稳定性的干燥烟丝方法。
发明内容
烟草行业通常的干燥烟丝工艺采用两级风选(气流分选)剔除烟丝物料中的杂物，且每级风选前需松散烟丝物料，但制得的烟丝存在造碎率高、填充值低，烟支的黄斑和霉变问题突出，卷烟的感官质量差等问题，而且，本领域技术人员一直未能找到造成上述质量问题的原因。本发明的发明人经过大量实验研究创造性地发现：烟支黄斑、霉变问题突出及感官质量差的主要原因是，一级风选前的松散处理导致烟丝中的湿团、烟垢被打散，无法经两级风选除去；烟丝造碎率高、填充值低主要与一级风选参数(气流温度、流速)及松散处理参数有关。基于此，本发明的发明人创造性地提出一种干燥烟丝的方法，其通过特定参数的振槽、特定参数的带式输送机以及特定参数的一级风选进行处理，有效降低了烟丝的造碎率，提高了烟丝填充值，减少了烟支中黄斑烟和霉变烟的比例，提高了卷烟感官质量。在此基础上，本发明的发明人还提供了制得的烟丝、烟草制品及烟丝的应用。
本发明第一方面涉及一种干燥烟丝的方法，包括如下步骤：
(1)将烟丝烘干处理，得到温度为50℃～80℃(例如55℃、58℃、60℃、61℃、63℃、65℃、68℃、70℃、71℃、72℃、74℃、76℃、78℃)、重量含水率为10％～20％(例如11％、12％、13％、13.1％、13.3％、13.5％、13.8％、13.9％、14％、14.2％、14.3％、14.6％、15％、16％、17％、18％、19％)的烘干物料；
(2)在环境温度及环境相对湿度下，采用振槽处理烘干物料，输送速度为0.26～0.35m/s(例如0.28m/s、0.30m/s、0.32m/s、0.33m/s)，输送时间为35～50s(例如36s、37s、38s、39s、40s、41s、42s、43s、44s、45s、46s、47s、48s、49s)，振动频率为4.10～4.70Hz(例如4.2Hz、4.3Hz、4.33Hz、4.4Hz、4.5Hz、4.6Hz)，振幅为23～30mm(例如24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm)，得到第一物料，并且，第一物料的温度高于环境温度且低于烘干物料的温度；
(3)在环境温度及环境相对湿度下，采用带式输送机输送第一物料并在输送过程中散热，输送速度为0.6～0.7m/s(例如0.61m/s、0.62m/s、0.63m/s、0.64m/s、0.65m/s、0.66m/s、0.67m/s、0.68m/s、0.69m/s)，输送时间为8～40s(例如9s、10s、11s、12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、23s、24s、25s、26s、27s、29s、30s、32s、34s、36s、38s)，得到第二物料，并且，第二物料的温度高于环境温度且低于第一物料的温度；
(4)将第二物料进行气流分选，气流的流速为4.3～6.8m/s(例如4.4m/s、4.5m/s、4.6m/s、4.7m/s、4.8m/s、4.9m/s、5m/s、5.1m/s、5.2m/s、5.3m/s、5.4m/s、5.5m/s、5.6m/s、5.7m/s、5.8m/s、5.9m/s、6m/s、6.1m/s、6.2m/s、6.3m/s、6.4m/s、6.5m/s、6.6m/s、6.7m/s)，气流的温度高于环境温度且不高于第二物料的温度，收集物料；
(5)在环境温度及环境相对湿度下，采用振槽处理步骤(4)收集的物料，输送速度为0.18～0.24m/s(例如0.19m/s、0.2m/s、0.21m/s、0.22m/s、0.23m/s)，输送时间为10～30s(例如12s、13s、14s、15s、16s、17s、18s、19s、20s、21s、22s、24s、25s、26s、27s、28s)，振动频率为5.30～6.00Hz(例如5.4Hz、5.5Hz、5.52Hz、5.6Hz、5.7Hz、5.8Hz、5.9Hz)，振幅为16～21mm(例如17mm、18mm、19mm、20mm)，得到第三物料；
(6)将第三物料进行气流分选，气流的温度同环境温度，气流的流速为2.8～6m/s(例如2.9m/s、3m/s、3.1m/s、3.2m/s、3.4m/s、3.6m/s、3.7m/s、3.8m/s、3.9m/s、4m/s、4.1m/s、4.2m/s、4.5m/s、4.7m/s、4.8m/s、4.9m/s、5m/s、5.1m/s、5.2m/s、5.3m/s、5.4m/s、5.5m/s、5.7m/s、5.8m/s、5.9m/s)，收集物料；
其中，所述环境温度为15℃～35℃(例如16℃、17℃、18℃、19℃、20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、29℃、29.8℃、30.1℃、30.3℃、31℃、32℃、33℃、34℃)，所述环境相对湿度不高于70％。
不拘于理论的限制，本发明方法中，步骤(4)中的气流分选可有效剔除烟丝中的湿团、烟垢及部分密度较大的梗签，步骤(6)中的气流分选可剔除烟丝中的剩余梗签。
本发明第一方面的一些实施方式中，重量含水率即水的重量百分含量。
本发明第一方面的一些实施方式中，第一物料的温度比烘干物料的温度低6℃～22℃，例如7℃、8℃、9℃、10℃、11℃、13℃、15℃、16℃、18℃、20℃、22℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，第一物料的温度为41℃～62℃，例如42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃、61℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，第二物料的温度比第一物料的温度低1℃～9℃，例如1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，第二物料的温度为38℃～56℃，例如38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、54℃、55℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(4)中，气流的温度比第二物料的温度低0℃～8℃，优选为0.5℃～8℃，例如1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，步骤(4)中，气流的温度为35℃～50℃，例如36℃、37℃、38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃。
本发明第一方面的一些实施方式中，所述方法具有如下A至H中的一项或多项特征：
A.步骤(1)中，烘干处理中的烟丝流量为1000～8000kg/h，例如1500kg/h、2400kg/h、3000kg/h、4000kg/h、4800kg/h、6000kg/h、7200kg/h；
B.步骤(1)中，采用气流烘丝机或滚筒式烘丝机烘干处理；
C.步骤(2)和/或步骤(5)中，所述振槽为敞开式结构；
D.步骤(3)中，所述带式输送机为敞开式结构；
E.步骤(4)和/或步骤(6)中，采用立式气流分选装置进行气流分选；
F.第三物料的温度同环境温度；
G.所述烟丝选自烤烟烟丝、烟梗梗丝和白肋烟烟丝；
H.所述方法还包括步骤(7)：将烟丝产品在恒温恒湿条件下储存。
本发明第一方面的一些实施方式中，立式气流分选装置为常规设备，也称立式风选机，结构如图1所示。立式气流分选装置包括腔体6；腔体6的上部设置有物料进口1；腔体6靠近物料进口1一侧的底部设置有气流入口(重物出口)2；腔体6与物料进口1相对一侧的底部设置有物料出口4、与物料进口1相对一侧的顶部设置有废气出口5；腔体6内，在物料进口1和物料出口4之间还设置有输送带3，用于收集分选出的物料。使用时，进入腔体6的物料受气流带动；此过程中，物料中的重物(例如梗签、湿团或烟垢等)下落经由底部的重物出口2排出；上升过程中，部分物料落在输送带3上，经由物料出口4被收集，即为分选出的物料；携带粉末或烟尘的废气由废气出口5排出。
本发明第二方面涉及一种烟丝，由本发明第一方面所述方法制得。
本发明第二方面的一些实施方式中，所述烟丝的填充值高于4.0cm3/g，优选为高于4.5cm3/g，例如4.6cm3/g、4.69cm3/g、4.7cm3/g、4.72cm3/g、4.8cm3/g、4.9cm3/g、5.0cm3/g。
本发明第三方面涉及一种烟草制品，包含本发明第二方面所述的烟丝。
本发明第三方面的一些实施方式中，所述烟草制品为卷烟。
本发明第四方面涉及本发明第二方面所述的烟丝在降低卷烟的黄斑烟比例和/或霉变烟比例中的用途。
本发明中，如无特别说明，“振槽”又称槽式振动输送机，是指利用激振器使料槽振动，从而使槽内物料沿一定方向滑行或抛移的连续输送机械。它主要由激振器、料槽、主振体和机架等组成。本发明采用的振槽为常规结构的振槽。
本发明中，如无特别说明，“带式输送机”是指靠输送带的运动来输送物料的机械设备。由绕过若干辊筒并支承在许多托辊上运动的挠性无极带和传动机构等组成。
本发明取得了如下的有益效果：
本发明干燥烟丝的方法在剔除烟丝物料中梗签、湿团、烟垢等杂物的同时，有效降低了烟丝的造碎率、提高了烟丝的填充值，减少了烟支中黄斑烟和霉变烟比例，提高了卷烟的感官质量和产品稳定性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为立式气流分选装置的结构示意图；
图2为本发明干燥烟丝的方法的流程示意图；
其中，1-物料进口，2-气流入口(重物出口)，3-输送带，4-物料出口，5-废气出口，6-腔体。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例及对比例中采用的振槽、带式输送机均为敞开式结构。
实施例1
环境温度为30.3℃、环境的相对湿度不高于70％。如图2所示，干燥烤烟烟丝的方法包括：
(1)采用气流烘丝机对烤烟烟丝进行烘干，物料流量为4800kg/h，得到温度为71±3℃、含水率为14.6±0.4％的烘干物料；
(2)通过两个串联的振槽(单个振槽的尺寸：长6米，宽1米)处理烘干物料，输送速度为0.28m/s，振动频率为4.33Hz，振幅为25mm，振槽出口处物料的温度为55±5℃；
(3)将处理后的物料通过带式输送机降温，输送速度为0.65～0.70m/s，输送时间为18～21秒，带式输送机出口处物料的温度为49±5℃；
(4)将步骤(3)得到的物料通过立式气流分选装置分选，气流的温度保持在45±3℃，气流的流速为5.8±0.5m/s，收集分选出的初选物料；
(5)采用振槽(尺寸：长4米、宽1.5米)处理初选物料，输送速度为0.23m/s、振动频率为5.52Hz、振幅为20mm，振槽出口处物料的温度接近于环境温度；
(6)采用立式气流分选装置对步骤(5)得到的物料进行分选，气流的温度同环境温度，气流的流速为4.1±1m/s，收集分选出的物料即为烟丝产品1；
(7)将烟丝产品1在恒温恒湿环境中保存、备用。
实施例2
环境温度为30.1℃、环境的相对湿度不高于70％。如图2所示，干燥烤烟烟丝的方法包括：
(1)采用气流烘丝机对烤烟烟丝进行烘干，物料流量为4800kg/h，得到温度为71±3℃、含水率为13.8±0.5％的烘干物料；
(2)通过两个串联的振槽(单个振槽的尺寸：长6米，宽1米)处理烘干物料，输送速度为0.28m/s，振动频率为4.33Hz，振幅为28mm，振槽出口处物料的温度为53±5℃；
(3)将处理后的物料通过带式输送机降温，输送速度为0.67m/s，输送时间为18～21秒，带式输送机出口处物料的温度为47±5℃；
(4)将步骤(3)得到的物料通过立式气流分选装置进行分选，气流的温度保持在45±3℃，气流的流速为5.3±0.5m/s，收集分选出的初选物料；
(5)采用振槽(振槽的尺寸：长4米、宽1.5米)处理初选物料，输送速度为0.23m/s，振动频率为5.52Hz，振幅为20mm，振槽出口处物料的温度接近于环境温度；
(6)采用立式气流分选装置对步骤(5)得到的物料进行分选，气流的温度同环境温度，气流的流速为4.0±1m/s，收集分选出的物料即为烟丝产品2；
(7)将烟丝产品2在恒温恒湿环境中保存、备用。
实施例3
环境温度为29.8℃、环境的相对湿度不高于70％。如图2所示，干燥烤烟烟丝的方法包括：
(1)采用滚筒式烘丝机对烤烟烟丝进行烘干，物料流量为2400kg/h，得到温度为58±3℃、含水率为13.5±0.4％的烘干物料；
(2)通过两个串联的振槽(单个振槽的尺寸：长5.5米，宽0.9米)处理烘干物料，输送速度为0.28m/s，振动频率为4.33Hz，振幅为25mm，振槽出口处物料的温度为48±5℃；
(3)将处理后的物料通过带式输送机降温，输送速度为0.67m/s，输送时间为10～12秒，带式输送机出口处物料的温度约为43±3℃；
(4)将步骤(3)得到的物料通过立式气流分选装置进行分选，气流的温度保持在40±3℃，气流的流速为5.0m/s，收集分选出的初选物料；
(5)采用振槽(振槽的尺寸：长4米、宽1.3米)处理初选物料，输送速度为0.23m/s，振动频率为5.52，振幅为20mm，振槽出口处物料的温度接近于环境温度；
(6)采用立式气流分选装置对步骤(5)得到的物料进行分选，气流的温度同环境温度，气流的流速为3.9m/s，收集分选出的物料即为烟丝产品3；
(7)将烟丝产品3在恒温恒湿环境中保存、备用。
上述实施例中：步骤(4)中，采用立式气流分选装置进行分选可以剔除物料中的湿团、烟垢及部分密度较大的梗签；步骤(6)中，采用立式气流分选装置再次分选可以剔除烟丝中的剩余梗签。
对比例1
干燥与实施例1中同批次的烤烟烟丝。将实施例1步骤(2)中两个振槽的参数改为：输送速度为0.23m/s、振动频率为5.52Hz、振幅为20mm；将实施例1步骤(3)中带式输送机的参数改为：输送速度为0.5m/s，输送时间为1分钟；将步骤(4)中的参数改为：气流的温度同环境温度，气流的流速为8m/s；其余与实施例1相同；得到烟丝产品A，在恒温恒湿环境中保存、备用。
对比例2
干燥与实施例1中同批次的烤烟烟丝。将实施例1步骤(2)中两个振槽的参数改为：输送速度为0.23m/s、振动频率为5.52Hz、振幅为20mm；省略掉带式输送机；将步骤(4)中的参数改为：气流的温度同环境温度，气流的流速为8m/s；其余与实施例1相同；得烟丝产品B，恒温恒湿环境中保存、备用。
测试例1检测产品中的黄斑烟和霉变烟
按照相同的常规方法将烟丝产品1～3及烟丝产品A～B各自制成1000支卷烟。将所有烟支在常温常压条件下储存，储存1年后检查并计算各卷烟产品中的黄斑烟比例，跟踪记录各卷烟产品储存多长时间会出现霉变烟，结果如表1中所示。
表1
由表1可知，与对比例中的干燥烟丝方法相比，本发明干燥烟丝方法能明显降低黄斑烟比例，延长出现霉变的时间。这说明，本发明方法能有效剔除烟丝物料中的湿团，减少湿团或其松散物混入烟丝产品中，从而获得含水率符合要求的烟丝产品。
测试例2烟丝产品的感官质量评价
将烟丝产品1～3及烟丝产品A～B按照同样的常规方法制成卷烟，各卷烟分别随机取样200支，由13名专业人员按照GB5606.4进行感官质量评价，取平均得分，结果见表2。
表2
由表2可知，与对比例中的干燥烟丝方法相比，本发明方法得到烟丝所制成的卷烟刺激性更低、杂气更少、感官质量更好，说明本发明方法能有效剔除烟丝物料中的烟垢等杂物，减少其混入烟丝产品中。
测试例3检测干燥烟丝方法的造碎情况及检测烟丝产品的填充值
(1)按照下述公式计算实施例1～2及对比例1～2的干燥烟丝方法对烟丝的造碎率，结果见表3。
干燥烟丝方法的造碎率(％)＝烟丝产品中的碎丝率+100％*步骤(4)中的除尘质量/烟丝产品质量+100％*步骤(6)中的除尘质量/烟丝产品质量-步骤(1)中烘干物料的碎丝率
其中，收集步骤(4)或步骤(6)中立式气流风选装置所产生的废气，通过除尘器将废气中的粉尘进行收集并称量，可得到步骤(4)或步骤(6)中的除尘质量。
(2)采用YC/T 152 2001中推荐的卷烟烟丝填充值的测定方法测定实施例1～2及对比例1～2的烟丝产品的填充值，结果见表3。
表3
烟草行业内通常认为，烟丝的造碎率降低0.5％、填充值提高0.2cm3/g均属于显著的效果改善。
由表3可知，与对比例的干燥烟丝方法相比，本发明干燥烟丝方法的造碎率明显降低，所制烟丝产品的填充值明显提高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
