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膜技术用于造纸法再造烟叶降焦减害的探讨

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《江苏造纸》2017年第3期

摘要:试验通过超滤膜(截留分子量200000Da)装置去除烟草萃取液中的不溶物以及一些大分子物质,对处理前后的萃取液的物化指标及感官品质进行检测和评价。结果表明:萃取液经过超滤膜处理后不溶物含量减少;净化后的萃取液的果胶、总氮含量分别下降了90.22%和62.60%;净化后萃取液制备的再造烟叶的焦油及CO含量也分别下降了10.47%和14.01%;感官评价的结果表明净化后的样品感官品质得到了提升。

关键词:膜技术;净化;降焦减害;感官品质

目前,在国内造纸法再造烟叶的生产工艺中,烟梗、烟末萃取液主要采用传统的过滤方式,如矩形筛和离心机等进行净化处理,液体中悬浮的细小颗粒物和溶解性大分子物质不能有效去除。萃取液净化效果不佳会增加蒸发浓缩过程中蒸发器结垢倾向。更重要的是,萃取液中含有的细小颗粒不溶物、果胶、蛋白质等大分子物质会影响萃取液的质量,从而影响再造烟叶时焦油和CO的释放量,以及再造烟叶的感官品质。由于膜分离技术兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征。因此,已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域[1-5],产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学最重要的方法之一。一些专家和学者对膜技术在再造烟叶行业的应用也进行了研究[6,7]。本文旨在通过膜分离技术对烟草原料萃取液进行分离和净化,降低萃取液中不溶物、果胶、蛋白质等大分子物质的含量,以提高再造烟叶产品的感官质量,并对其降焦减害的效果进行研究。

1材料与方法

1.1材料

1)50kg萃取液(取样于再造烟叶生产线);2)生产线为梗末分开萃取,梗线萃取工艺参数浸泡温度:62℃、浸泡时间40min、浸泡浓度为8%,末线萃取工艺参数浸泡温度:60℃、浸泡时间20min、萃取浓度为12%[8],萃取液为梗末混合液(混合比例为末液比梗液为2∶1),萃取液已在生产线上经过矩形筛及离心机初步净化。

1.2实验仪器

超滤膜(材料为聚砜,E-MEM提供);烘箱(德国宾德公司);电子天平(梅特勒公司);AA3连续流动分析仪(德国Seal公司);离子色谱(美国黛安公司);气相色谱(美国热电公司);吸烟机(德国勃哈特公司);旋转式蒸发仪(博勒飞公司)。

1.3方法

1.4样品的制备

取萃取液,通过旋转蒸发仪制得浓度为40%的浓缩液,取液体样品用于果胶质、烟碱、总氮的检测,再取部分浓缩液利用实验室涂布机均匀涂布到造纸法再造烟叶上(造纸法再造烟叶由安徽中烟提供),经干燥、回潮、切丝、卷纸成烟支(烟丝宽度1mm,烟支重量0.89±0.02g),用于焦油、CO检测以及感官质量评价。

1.5检测方法

1.5.1不溶物检测称取20g膜处理后的萃取液样品,过滤,称量过滤后滤纸上绝干样品重量,最后计算出不溶物百分比含量。

1.5.2常规化学成分YC/T160-2002《烟草及烟草制品总植物碱的测定连续流动法》;YC/T161-2002《烟草及烟草制品总氮的测定连续流动法》;YC/T346-2010《烟草及烟草制品果胶的测定离子色谱法》;YC/T185-2004《卷烟侧流烟气中焦油和烟碱的测定》。

1.5.3感官质量评价YC/T498-2014《再造烟叶(造纸法)感官评价方法》

2结果与讨

2.1萃取液不溶物含量

2.2浓缩液常规化学检测

2.3烟支常规化学检测

2.4烟支感官质量评价

3结

梗末混合萃取液经过超滤膜装置处理后,能有效地去除生产线中用筛网及离心机不易去除的悬浮颗粒物,保证了生产线上浓缩工艺中蒸发器的良好使用。同时其总氮含量及果胶质含量明显减少,降低了样品制成的烟支CO、焦油量,达到了降焦减害的效果。试验也发现保证烟支香气的烟碱类物质含量变化较小,感官评价可以看出样品通过超滤膜装置处理并为对烟支香气有较大影响。

参考文献:

[1]姜翠莲.清开灵注射液膜分离技术应用研究[D].北京:北京中医药大学,2007.

[2]马利华,秦卫东,陈学红,等.膜技术分离纯化牛蒡多糖的研究[J].食品工业科技,2009,30(1):231-234.

[3]马莺,董晶莹,Jean-LouisMaubois.膜技术在乳品工业中的应用[J].食品科学,2010,31(17):402-409.

[4]王振亚,王三兵.超滤分离技术在水处理中的应用[J].广东化工,2012,39(9):118-119.

[5]卢琦,彭东明,莫敏,等.膜分离技术及其在中草药研究中的应用[J].应用化工,2012,41(7):1258-1260.

[6]杜锐,李猷,袁润蕾,等.膜技术提高造纸法再造烟叶的感官品质[J].烟草化学,2008(2):39-41.

[7]周国华,万端极,张学军,等.膜技术处理烟草薄片抄造废水研究[J].化学工程师,2009,23(5):31-33.

[8]杨彦明,唐自文,付宇,等.造纸法再造烟叶浸取工艺研究[J].应用化工,2009,38(3):425-428.

[9]韩富根.烟草化学[M].北京:中国农业出版社,2010.

[10]王瑞新,杨素勤.烟草化学品质分析法[M].郑州:河南科学技术出版社,1999.

作者:丁璐;王静怡;李仲哲;高军;夏晶晶 单位:安徽中烟再造烟叶科技有限责任公司

江苏造纸杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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