专利名称：降低有害成分的烟叶加工方法
技术领域：
本发明涉及降低有害成分的烟叶加工方法，更具体地说，就是涉及通过化学反应，除去烟叶中有害成分的烟叶加工方法。
农民收获干燥的烟叶一般含水量在16％～18％左右，比例极高，不均匀，叶梗的吸湿力不同，就这样熟化时，容易产生霉菌、害虫等腐败、变质的问题，除去梗，干燥后直到制备烟卷，为临时保管，将其压缩，打包成规定的尺寸保管。这样，在干燥状态下压缩打包的烟叶聚集体为使其能顺利解开，将聚集体剪切成适当尺寸的第一剪切工序、对烟叶施加适当温度和水分的加湿加温工序、将利用自然蒸发维持一定含水量的烟叶熟化的发酵工序、加香工序、干燥工序、作为烟丝用而剪切的第二剪切工序等一系列后续工序，制备纸烟。
经上述的烟叶加工工序，制成通常的纸烟形态，在碳化时生成的烟中含有一氧化碳、氢氰酸、丙烯醛、乙醛、甲醛、乙腈等，同时还有诸如烟碱、焦油类的粒状物，烟碱尤其是人所共知的烟卷的代表性中毒有害成分。这些有害成分不仅对吸烟者，周围的人直接或间接吸烟，也会损害健康。
为了改善烟草的这些有害特性，人们谋求除去或减少烟碱的多种方法，最普通的方法是由过滤嘴过滤烟碱，减少吸烟时烟碱的吸入量，这种由过滤嘴方式所得到的烟碱过滤率通常在20％～40％左右，吸烟时未过滤掉的烟碱和焦油有相当量被吸烟者吸入。
除了过滤嘴方式以外，人们也研究了在烟叶中混合含有烟叶以外的中和成分的物质，制备香烟的方法，但是在这类方法中，由于混入异物，难以再现烟叶固有的味道，这不是从烟叶中直接除去烟叶本身含有的有害成分的方式，而是存在不能从根本上除去烟叶自身所含有害成分的缺陷。
本发明的其它目的是提供除去烟叶中所含有害成分、维持烟叶固有味道的烟叶加工方法。
本发明的另外一个目的是提供一种适应现有烟叶制造自动化工序的烟叶加工方法。
为达成上述目的，本发明的烟叶加工方法具备向烟叶中投给碳酸盐类物质阶段和加热上述烟叶阶段。
上述碳酸盐类物质可以采用碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸氢钠水溶液中的任一种。
上述碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液、碳酸氢钠水溶液中所含碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠的浓度至少在10％以上。
上述碳酸盐类物质的投给阶段优选在按规定尺寸剪切压缩的烟叶聚集体的剪切阶段和将规定的加香液投给剪切的上述烟叶中的加香阶段之间进行。
为了从上述烟叶分离除去在加热阶段时产生的有害气体，需要具备给上述烟叶鼓风以及/或抽吸分离除去上述有害气体的阶段。
图2是为生成适用于本发明的碳酸盐类水溶液的溶剂的电解水生成系统的例子。
图3表示适用于本发明烟叶加工方法的加湿、加温装置的概略图。
发明的实施方式下面基于附图，详细阐述本发明优选实施例中的烟叶加工方法。
在本发明的优选实施例中，作为直接使用现有的烟叶制造自动化生产设备，采用碳酸盐类物质，进行除去烟叶中所含有害成分的方法，将碳酸盐类物质投给到现有的烟叶加工工序的加湿、加温工序。
图1是这种加工工序的例子。
首先从农民收获的烟叶中除去梗，干燥后进行压缩，将按规定尺寸例如一边的长度为数十厘米左右打包的烟叶聚集体按规定尺寸进行剪切的阶段110。
然后，向剪切的烟叶投给碳酸盐类物质碳酸钠粉末、碳酸钠水溶液、碳酸钾粉末、碳酸钾水溶液、碳酸氢钠、碳酸氢钠水溶液中的某一种，用蒸汽加热烟叶的阶段120。此处，在碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中，可以将至少两种以上的物质相互混合。
施加到烟叶上的蒸汽温度及喷雾量需要适当调节。例如蒸汽的温度要在290℃以上。此外，投给液体状碳酸盐类物质时，所含碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠的浓度至少在10％以上，使其高浓度化，以喷雾方式投给。
投给液状碳酸盐类物质时，碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中至少一种为溶质，溶剂使用水或电解处理生成的强碱性电解水。
溶剂使用水不如使用强碱性电解水，后者可进一步提高烟叶的有害成分除去能力。
此处的强碱性电解水优选是将与溶质对应的系列添加剂投给电解装置中所生成的电解水。例如采用碳酸钠作为添加剂进行电解处理而生成的强碱性电解水可用作碳酸钠或碳酸氢钠的溶剂。采用同样的方法，采用碳酸钾作添加剂进行电解处理生成的强碱性电解水可用作碳酸钾的溶剂。
在电解装置的阳极室添加由碳酸盐类添加剂稀释的碳酸盐类水溶液，在阴极室加原生水即水进行电解处理就会生成这样的碳酸盐类强碱性电解水。优选使用多工序或循环电解处理系统生成强碱性电解水。
图2表示生成强碱性电解水系统的一例。
参照附图，电解水生成系统有电解装置50和滞留储水槽60、70。
原生水储罐10是储存原生水的罐，原生水可使用自来水、淡水、海水、地下水等。
储存在原生水储罐10的原生水经泵(P)11和过滤器20，供给到添加剂稀释搅拌机40以及电解装置50的阳极室59a，形成供给管路。
添加剂投给装置30储藏用作添加剂的碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠，用于供给。
在此可适当决定从添加剂装置30和原生水储罐10各自添加到添加剂稀释搅拌机40的原生水和添加剂的混合比率。例如相对于原生水，以约5～10％的重量比添加添加剂。
电解装置50由于使用仅选择性透过阳离子的阳离子选择透过隔膜54，分成阴极室55a和阳极室59a。
在以下的说明中，阴极水指在阴极室55a生成的电解水，阳极水指在阳极室59a生成的电解水。
阴极水滞留储水槽70储存经电解装置50的阴极室55a生成的阴极水，为了将储存的阴极水再次投给电解装置50，电解装置50和循环管路需要连接起来。
参考号62及72是将电解水中所含气体排出到外部的气体排出装置。
阴极水滞留储水槽70经电解装置50生成的阴极水优选滞留30秒以上。
经电解装置50的阳极室59a生成的阳极水通过阳极水储水槽60再次投给到阳极室。
电解水储水罐80是将经滞留循环电解过程生成的阴极水从阴极水储水槽70流入，进行储存的设备。
这种滞留循环式电解水生成系统沿着阴极水循环系统可将循环电解的阴极水制成强碱性电解水。
此时滞留循环式电解水生成系统要对应于为生成强碱性电解水所要求的电解滞留次数进行处理。
另一方面，为提高阴极水生成能力，当然需要数个电解装置50与一个滞留储水槽并列连接。
另外，图3表示由水或图2系统生成的强碱性电解水用作溶剂，生成的碳酸盐类水溶液或粉末状碳酸盐类物质投给烟叶中，同时进行蒸汽加热工序的加温加湿装置的一部分。
参考附图，加温加热装置备有筒状转鼓91。
转鼓91设计在输送至剪切器(图中未示出)中剪切的烟叶的传送带92和将加湿加温处理的烟叶输送到发酵储藏库(图中未示出)的传送带93之间。
转鼓91有多个通孔，倾斜于箱96内，可自由旋转，通过驱动原(图中未示出)进行旋转。
从蒸汽发生装置(图中未示出)产生的蒸汽通过蒸汽供给管94a及喷嘴94b，施加到有通孔的转鼓91内。
为使碳酸盐类物质能以粉末状等形式对应喷射，要具备碳酸盐类物质投给装置(图中未示出)。
所示例子中，为将碳酸盐类水溶液投给转鼓91内，碳酸盐类水溶液供给管路95a以及空气喷出管路95b要相互集中，与喷嘴95c连接。
参考符号98是为了收集、排除碳酸盐类水溶液与加热的烟叶的反应时产生的有害气体的气体排除系统。气体排除系统当然设计在放置转鼓91的箱96内。
为了提高碳酸盐类水溶液与加热的烟叶反应时产生的有害气体的收集以及排除效率，构筑的气体排除系统必须由鼓风机(图中未示出)强制性给烟叶鼓风，同时收集产生的有害气体。此时兼有烟叶的冷却效果，更能提高有害气体的除去率。
采用这种加湿、加温装置的烟叶加工方法，碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液或碳酸氢钠水溶液经喷嘴95c喷射使用时，可以直接使用设计在现有烟卷自动化制造工程上的加湿、加温装置。也就是说，通过供给管路95a，取代水，添加碳酸钠水溶液、碳酸钾水溶液或碳酸氢钠水溶液供给到现有供水装置，用作碳酸盐类物质投给装置。
通过用上述加湿、加温装置进行喷雾、蒸气加热过程，对热稳定性的碳酸盐类物质与烟叶反应，烟叶所含成分中对人体有害的生物碱总量以及挥发性碱等有害成分以及刺激性发臭成分被强力吸附，可以将其除去。
由碳酸盐类物质处理的烟叶pH调节至碱性，碳酸组分可促进强大的浸透力以及组织的膨化，促进蒸汽高温加热烟叶除去有害成分的反应，活化下一步的烟叶熟化反应。
根据实验，通过这种烟叶加工过程，经碳酸盐类物质处理的烟叶对其所含各种有害成分的分析结果表明，大量减少了烟碱、焦油、苯并芘、一氧化碳等有害成分。
尤其是施加给烟叶的蒸汽温度、投给量、碳酸盐的稀释率、调节相对于烟叶的碳酸盐物质的喷射量，可控制烟卷中烟碱、焦油等的含量，可制造以烟叶为原料的戒烟烟叶。
高浓度的碳酸盐类粉末或水溶液处理烟叶，可对吸烟者提供烟卷特有的味道，而且提供降低对人体有害成分的烟卷。此外，实验结果表明，产生烟叶的味道和香味的成分几乎不受影响，用碳酸盐处理后的烟叶由于除去了不愉快的刺激性发臭成分，提供了更好的加香条件。
另一方面，已经确认，与碳酸钠相比，粉末状或水溶液状态的碳酸钾，除去烟叶中有害成分的能力更高。
根据本申请人的实验，粉末状或水溶液状态的碳酸钾与蒸汽一起投给烟叶中，这与碳酸钠粉末或碳酸钠水溶液投给烟叶中相比，在经过其后的烟卷制备过程的烟叶中残留的比率更低，这已经得到确认。也就是说，除去有害成分的能力碳酸钾比碳酸钠高，还有在除去对象物质中残存比率更低的优点。
已经确认，使用碳酸氢钠时，其象碳酸钾或碳酸钠物质投给蒸汽加热的烟叶中时一样，不产生铵盐气体，提供制造上的高安全性，在65℃以上还有活化碳酸、碳酸汽水、碳酸钠的功能的长处。
再次回到图1，喷雾、蒸汽加热处理的烟叶维持规定时间的滞留状态，进行熟化发酵过程的阶段130。这是通过喷雾、蒸汽加热过程除去大部分有害成分的烟叶在发酵过程中残留的碳酸盐物质继续吸附所含烟碱有害成分，连续进行蒸发的过程。
下面就熟化处理的烟叶实施一次加香的阶段140。
一次加香处理是将调节至液状的加香液喷雾至烟叶，加热。加香液可使用公知的物质，例如异构化糖、甘油等香料，将其按一定比例混合，溶解于水中即可。
接着是实施二次加香以及有机酸处理的阶段150。二次加香以及有机酸处理是将加香液与有机酸例如柠檬酸共混，喷雾到烟叶上。在这个过程中，烟叶被中和。
其后是进行干燥过程的阶段160，水分要合适，例如维持在大约17％左右。
接着是制造烟卷后续工序的阶段170。也就是说具有作为用进行再次剪切的剪切工序、将剪切的烟丝卷到卷烟用纸上，制造烟卷的工序。
在这样的烟卷加工工序中，由碳酸盐类物质加以处理的烟叶pH值变为碱性，在后续工序的加香及有机酸处理工序中，有机酸例如柠檬酸调制成香液，投给烟叶中，进行中和处理，可提高烟叶固有的味道及香气，经吸烟实验，这已经得到证实。
另一方面，为提高烟叶有害成分的除去率，加香工序以后或加香液喷雾工序时，可以追加将碳酸盐类物质与香液同时向烟叶中投给以及加热干燥工序。
在以上的说明中，讲述了对烟叶采用蒸汽加热方式同时进行加热及加湿的例子，也可以采用与蒸汽加热方式不同的方式例如诸如热风、辐射热的加热方式。
向烟叶中投给这样的碳酸盐类物质后，采用蒸汽、热风、辐射热等加热方式除去烟叶中所含有害成分，这可在不影响现有烟卷制造工序的情况下进行，所以与烟卷的制造工序顺序或特定工序无关，可以采用。例如，作为为保管农民栽培的烟叶的前期处理，将上述碳酸盐类物质投给到烟叶中，加热处理后，即可进行保管，其它方面，该烟叶在碳酸盐类水溶液中浸渍所规定的时间，当然也可除去有害成分。
如上所述，在本发明的烟叶加工方法中，向烟叶中投给碳酸盐类物质，加热，碳酸盐类物质与烟叶中所含有害成分进行强力反应，收集后通过蒸发分离除去，可降低烟叶的有害成分。此外，经过烟叶有害成分分离处理过程，可除去烟叶的刺激性发臭成分，提高以后的加香条件。而且烟叶燃烧时可原样地保持其特有的香气以及味道，这样可抑制对吸烟者的健康损害，消除吸烟欲望。另外，还提供的长处是在烟叶的有害成分处理过程中喷雾及加热可简单操作，不影响烟叶的生产收率。
权利要求
1.一种降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，具备①、②两个阶段，①是将碳酸盐类物质投给烟叶中，②是加热上述烟叶。
2.权利要求1中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，上述碳酸盐类物质至少为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的一种。
3.权利要求1中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，上述碳酸盐类物质是将碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的至少一种溶解在规定的溶剂中所形成的碳酸盐类水溶液。
4.权利要求3中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，采用一种强碱性电解水，该强碱性电解水是将上述溶剂以碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的至少一种作为添加剂而生成的水溶液加到电解装置的阳极室，向通过阳离子选择透过膜与上述阳极室分离的上述电解装置的阴极室中投给原生水，至少进行电解处理一次以上而在上述阴极室生成的强碱性电解水。
5.权利要求4中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，上述碳酸盐类水溶液中所含溶质的浓度至少在10％以上。
6.权利要求1中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，上述加热阶段是将蒸汽施加到上述烟叶上。
7.权利要求1中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，上述碳酸盐类物质的投给阶段是在按规定尺寸剪切压缩的烟叶聚集体的切断阶段以及在剪切的上述烟叶中投给所规定的加香液的加香阶段之间进行。
8.权利要求1中记载的降低有害成分的烟叶加工方法，其特征在于，为了排出在上述加热阶段产生的有害气体，具备通过对上述烟叶鼓风以及/或抽吸以从上述烟叶中分离除去上述有害气体的阶段。
全文摘要
本发明提供一种降低有害成分的烟叶加工方法，该烟叶加工方法具备向烟叶中投给食品添加物的碳酸盐类物质的阶段、加热烟叶的阶段。通过这样的烟叶加工方法，碳酸盐类物质与烟叶中所含有害成分进行强力反应，收集后通过蒸发分离除去，可降低烟叶的有害成分。此外，经过烟叶有害成分分离处理过程，可除去烟叶的刺激性发臭成分，提高以后的加香条件。而且烟叶燃烧时可原样地保持其特有的香气以及味道，使间接吸烟的受害程度最小化，抑制对吸烟者的健康损害，与此同时，可以消除吸烟欲望。可制造有戒烟功能的香烟。另外，还提供的长处是在烟叶的有害成分处理过程中喷雾及加热可简单操作，不影响烟叶的生产收率。
文档编号A24B15/28GK1446492SQ02124378
公开日2003年10月8日 申请日期2002年6月21日 优先权日2002年3月27日
发明者金晟奎 申请人:海根环境技术有限公司