专利名称：气相双动态烟草醇化发酵方法
技术领域：
本发明属于烟草加工领域，特别涉及一种气相双动态烟草醇化发酵方法。
背景技术：
烟草醇化发酵是卷烟工业中提高烟草燃吸品质和可用性的一个重要环节。在烟草醇化发酵过程中，烟草主要化学成分发生变化，青杂气和刺激性大大减轻，香气显露，吃味醇和，色泽均匀加深。目前，烟草自然醇化发酵存在着处理周期长(1-2年)、厂房占用面积大、占压资金大、生产成本高、易发生霉变和虫害。现在国内外大型卷烟厂仍然采用自然醇化发酵技术处理烟草。但由于自然醇化发酵耗资巨大，使卷烟成本提高，因此，人工醇化发酵技术的开发研究是降低卷烟成本和提高经济效益的重要途径。由于长期以来，国内外有关烟草醇化发酵的机理不清，缺乏配套工程技术研究，造成烟草人工醇化发酵技术的研究比较粗浅，至今没有突破性进展。致使人工醇化发酵对提高烟草香气和吸味品质的效果明显低于自然醇化发酵。因此，发达国家大多也采用自然醇化发酵的方法处理烟草。
国外在烟草的人工醇化发酵技术方面也在进行不断的改进和研究。一些发达国家比较重视仓储温湿度对烟草醇化发酵质量的影响。为了缩短烟草醇化发酵时间，美国北部的卷烟厂把烟叶运到南方进行异地醇化发酵。巴西的一些卷烟厂实行烟叶标准化库房储存，仓库温度常年保持19℃，相对湿度恒定在60％，醇化发酵效果很好。意大利Carotenuto R.为了探索仓储温度和贮存时间对烟叶陈化的影响，经过多年试验，初步探讨了温度-时间效应与烟叶两亮度、还原糖含量、烟丝填充力以及相对温度的函数关系，为有效控制烟叶陈化的进展奠定了数理基础。国外对醇化发酵过程中烟草化学成分的变化规律也进行了较细致的研究。但很难找出某种成分变化与烟叶评吸质量之间的高度相关性。Takeshi Sakaki(日本)发现烟叶顶空挥发性物质的组分变化与烟叶醇化发酵过程有一定相关性，为评判醇化发酵过程提供了一个新思路。
50年代初，我国烟叶供应紧张，从前苏联等引进了人工醇化发酵技术，直到80年代还在全国普遍采用。目前，国内中小型卷烟厂仍以人工醇化发酵为主；而大型卷烟厂为了提高经济效益，不可能完全自然醇化发酵。因此，进一步研究烟草人工醇化发酵技术十分重要。
在烟叶人工发酵工艺方面，我国是采用一系列连续性措施，强化醇化或发酵--醇化--再发酵的工艺路线，促进烟草的棕色化反应，以达到改进色、香、味的目的。传统方法认为，中高等级烟叶采用50℃发酵法，低等烟叶采用55℃发酵法。
近年来，不少研究者在烟草的发酵工艺上又有许多新的探索，比如，贾涛等人采用三段式反复升降温，低温40℃发酵法处理烟叶，效果较好。姚光明等人取有代表性15等级烟叶样品，采取40℃、42℃、45℃三种发酵方法进行人工发酵，结果表明，分级标准规定的各组中高等级烟叶适于40℃发酵法，较高等级适于42℃发酵法，低等级适于45℃发酵法。
在烟叶发酵房的温度控制方面，也经历了“人工”(值班人员定时进入发酵室内目测干湿球温度计、手工调节加热加湿阀)控制、“仪表”(使用自动化仪表测控温度、湿度)控制和“计算机”(计算机温湿度测控系统)控制等阶段。段玉新等、熊文华、瞿鸿仁等人都在这方面作了有意义的探索。
国内对于人工醇化发酵技术的研究主要侧重于缩短烟草发酵时间、提高烟草醇化效果的技术方面。如郦安江发明的“烟草仿生发酵法”(中国专利ZL96103625)是将烟草装入用双层塑料制成的仿生袋中，喷入用乙醇浸提香料烟花的提取液，形成一个人为的仿生小环境，从而达到缩短烟草醇化发酵时间的目的。但这种方法仍然存在着许多缺点(1)烟草密封在仿生袋中，无法对其中的温湿度和供氧进行有效调节，(2)发酵过程中产生的水蒸气冷凝在壁上，造成烟叶局部坏叶，(3)仍然受外界气候影响。郦安江于1999年又提出一项改进的发明专利“氧仓式烟草仿生发酵法”(中国发明专利申请号99101467.7)，该项专利基于烟草醇化发酵主要依靠氧气，只要氧气浓度高，在合适的温度和湿度下，就能够加快烟草的发酵和醇化速度这一原理而提出的，是将加压氧仓取代塑料仿生袋，并由制氧机向加压氧仓供氧，但该法仍然存在着发酵不均匀，包心(垛心)温湿度难以控制，局部霉变、发酵效果不理想、并需要制氧机、操作成本高等不足。
我国人工醇化发酵技术在80年代在全国得到普遍采用。目前，大多数国内大中小型卷烟厂都不同程度开展了对人工醇化发酵技术的研究。由于长期以来，国内外有关烟草醇化发酵的机理不清，缺乏配套工程技术研究，造成烟草人工醇化发酵技术的研究比较粗浅，至今没有突破性进展。烟草人工发酵是烟草加工的必然趋势，但目前烟草人工发酵方法都存在不同程度的缺陷发酵不均匀，包心(垛心)温湿度难以控制，局部霉变、发酵效果不理想、发酵周期仍然过长等。急需开发新型的发酵醇化技术。
发明内容
本发明的目的在于克服上述烟草人工醇化发酵技术中存在的诸多缺陷，而提出一种利用气相双动态原理对烟草进行人工醇化发酵的气相双动态烟草醇化发酵方法，可有效地达到烟草的均匀发酵，可有效地控制包心(垛心)内的温湿度，达到避免局部霉变，缩短发酵周期等目的；本发明提供的气相双动态烟草醇化发酵方法，其步骤如下1.将经风干处理的烟草原料，装入气相双动态固态发酵罐中；2.烟草原料在发酵罐中进行醇化发酵，其醇化发酵条件为向发酵罐罐体内通入压缩空气，进行周期脉动式的充压与泻压过程，每次向罐体内充压的压力达到0.10-0.25Mpa，并维持1-50min，然后排气泻压，使罐内压力突然泻压到0.0-0.5Mpa，维持1-60min；其充压与泻压周期脉动循环时间为1---120min，发酵温度为26-46℃，湿度在80％-95％，在上述条件下，发酵20-30天，即完成烟草的气相双动态醇化发酵；所述的烟草原料包括烟丝、烟梗、烟梗丝或其混合物。
本发明的方法使用一种气相双动态烟草醇化发酵装置，该装置包括一卧式压力容器罐体，该卧式压力容器罐体由碳钢或不锈钢制做，耐压范围为0.3-0.4Mpa，罐体内部焊接一由4块长方形隔板构成的卧式长方体筒，该卧式长方体筒的4个棱与卧式压力容器罐体的罐壁相接，其长方形隔板与罐体罐壁之间的空间内以及卧式长方体筒内为循环风道；长方形隔板与卧式压力容器罐体相对的表面上装有控温盘管。
使用时，将经风干处理的烟草原料用打包机打包后放入卧式压力容器罐体中的长方体筒内，用连接在罐体外的磁耦合传动内循环风机带动罐内离心式风机，提供循环风以保证烟草包发酵温湿度的均匀性。
该气相双动态烟草醇化发酵方法，可周期性强制对烟草原料进行充氧和放热，改变原有的气相固态发酵技术，从而对烟草原料上的生物产生周期性刺激，加速其代谢；另外，利用该技术可强化烟草原料的传质、传热，快速卸压，以强制对流代替原有的分子代谢，强化供氧与排出CO2和热量，强化菌体生长空间，加速氧化作用，从而达到发酵均匀、节能、醇化周期短等目的，在提高烟叶发酵质量、缩短发酵周期、降低成本等方面起到积极的作用。
采用本发明提供的方法，既能够将烟草的发酵时间从自然发酵的2年多缩短到20-30天左右，还能够有效的防止烟草的霉变、虫害和由于堆放不均匀造成烧包的损失，而且本法发酵后烟草色泽良好，用本法生产的香烟，口感醇和、香味明显、成本低廉，厂家资金占用少、可提高经济效益，由于整个发酵过程可控，烟草可以连续生产而不受自然条件的影响，同时能够实现发酵过程的标准化管理。
实施方式下面通过实施例进一步描述本发明。
权利要求
1.一种气相双动态烟草醇化发酵方法，其步骤如下1)将经风干处理的烟草原料，装入气相双动态固态发酵罐中；2)烟草原料在发酵罐中进行醇化发酵，其醇化发酵条件为向罐体内通入压缩空气，进行周期脉动式的充压与泻压过程，每次向罐体内充压的压力达到0.10-0.25Mpa，并维持1-50min，然后排气泻压，使罐内压力突然泻压到0.0-0.5Mpa，维持1-60min；充压与泻压周期脉动循环时间为1-120min，发酵温度为26-46℃，湿度在80％-95％，在上述条件下，发酵20-30天，即完成烟草的气相双动态醇化发酵。
2.按权利要求1所述的气相双动态烟草醇化发酵法，其特征在于，所述的烟草原料包括烟丝、烟梗、烟梗丝或其混合物。
全文摘要
本发明涉及的气相双动态烟草醇化发酵方法，是将装入发酵罐中的烟草原料在下述条件下进行发酵，向发酵罐内通入压缩空气，进行周期脉动式的充压与泻压过程，每次向罐内充压的压力达到0.10－0.25Mpa，并维持1－50min，然后排气泻压，使罐内压力突然泻压到0.0－0.5Mpa，维持1－60min；充压与泻压周期脉动循环时间为1－120min，发酵温度为26－46℃，湿度在80％－95％，在上述条件下，发酵20－30天，即完成烟草醇化的气相双动态发酵；其优点将发酵时间短到20－30天，而且可有效地防止烟草的霉变、虫害及烧包，发酵后的烟草色泽和口感得以提高。
文档编号A24B15/00GK1433718SQ0210017
公开日2003年8月6日 申请日期2002年1月22日 优先权日2002年1月22日
发明者陈洪章, 李春, 李来义, 李佐虎 申请人:中国科学院过程工程研究所