再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)及其低溫濃縮方法

本發(fā)明公開了一種再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)及其低溫濃縮方法，該系統(tǒng)包括依次相連的預(yù)處理裝置、精制液儲罐、一級碟管式反滲透系統(tǒng)、二級碟管式反滲透系統(tǒng)和濃縮液儲罐，還包括清洗裝置，所述清洗裝置與一級碟管式反滲透系統(tǒng)連接，該系統(tǒng)采用碟管式反滲透膜進(jìn)行濃縮，能大大降低萃取液中熱敏性物質(zhì)的損失，保留煙草萃取液中的香味成分，濃縮倍數(shù)遠(yuǎn)高于普通反滲透膜的濃縮，此外，該系統(tǒng)還具有占地面積小、運行成本低和自動化程度高等優(yōu)點。本方法將萃取液先經(jīng)過預(yù)處理、再在5～40℃下經(jīng)過碟管式反滲透系統(tǒng)兩級濃縮，將萃取液的濃度由2.5～8%濃縮至30～45%的濃縮液，由于不需要高溫濃縮，大大降低萃取液中熱敏性物質(zhì)的損失，同時大大降低了能耗。權(quán)利要求(9)1.再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，包括依次相連的預(yù)處理裝置、精制液儲罐、一級碟管式反滲透系統(tǒng)、二級碟管式反滲透系統(tǒng)和濃縮液儲罐，其特征在于:還包括清洗裝置，所述清洗裝置與一級碟管式反滲透系統(tǒng)連接。2.如權(quán)利要求1所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，其特征在于:所述的預(yù)處理裝置是砂濾、矩形篩、離心機或超濾膜中的一種或兩種以上的結(jié)合。3.如權(quán)利要求1所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，其特征在于:所述的一級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的過濾器、一級高壓泵、一級碟管式反滲透裝置、一級濃度計和一級排放閥，一級高壓泵與一級濃度計上還并聯(lián)有一級回流閥。4.如權(quán)利要求1或3所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，其特征在于:所述的二級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的二級高壓泵、二級碟管式反滲透裝置、二級濃度計和二級排放閥，二級高壓泵與二級濃度計上還并聯(lián)有二級回流閥。5.如權(quán)利要求1所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，其特征在于:所述的清洗裝置包括清洗液儲罐和清洗液進(jìn)料閥。6.再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，包括以下步驟: (1)將再造煙葉萃取液送入預(yù)處理裝置進(jìn)行預(yù)處理，得到精制液，送入精制液儲罐，所述萃取液質(zhì)量百分比濃度為2.5?8% ； (2)將精制液送到一級碟管式反滲透膜系統(tǒng)，在壓力為5?10 MPa，溫度5?40 °C，膜表面流速為2.5?3.5 m/s的條件下進(jìn)行濃縮，得到一級濃縮液，一級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為12?20% ； (3)將一級濃縮液送至二級碟管式反滲透膜系統(tǒng)，在壓力為8?15 MPa，溫度5?350C，膜表面流速為2?3 m/s的條件下進(jìn)行再濃縮，得到二級濃縮液，送入濃縮液儲罐，二級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為30?45%。7.如權(quán)利要求6所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，其特征在于:步驟(I)所述的預(yù)處理是指砂濾、矩形篩慮、離心機離心或超濾膜過濾中的一種或兩種以上的結(jié)合。8.如權(quán)利要求6所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，其特征在于:步驟(2)所述的一級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的過濾器、一級高壓泵、一級碟管式反滲透裝置、一級濃度計和一級排放閥，一級高壓泵與一級濃度計上還并聯(lián)有一級回流閥。9.如權(quán)利要求6所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，其特征在于:步驟(3)所述的二級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的二級高壓泵、二級碟管式反滲透裝置、二級濃度計和二級排放閥，二級高壓泵與二級濃度計上還并聯(lián)有二級回流閥。說明

再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)及其低溫濃縮方法技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明屬于再造煙葉技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種造紙法再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，本發(fā)明還涉及再造煙葉萃取液的低溫濃縮方法。

技術(shù)背景

[0002] 再造煙葉，又名煙草薄片，起源于20世紀(jì)50年代，其發(fā)展經(jīng)歷了輥壓、稠漿、造紙3個過程。造紙法再造煙葉是利用廢棄的煙梗、煙葉碎片或煙末等原料，經(jīng)過提取、濃縮、加香、分離、打漿、抄造、烘干等工藝過程制成的性能優(yōu)良的煙葉基片，常用作卷煙填充物，回用于卷煙生產(chǎn)。隨著造紙法再造煙葉的發(fā)展，卷煙工業(yè)企業(yè)和科研院所對于造紙法再造煙葉的認(rèn)識不斷深入，重視程度也在不斷加大，積極開展造紙法再造煙葉應(yīng)用技術(shù)研究，使造紙法再造煙葉應(yīng)用技術(shù)水平得到顯著提升。

[0003]目前造紙法煙草薄片生產(chǎn)工藝中，萃取液的濃縮方法主要是減壓蒸發(fā)法，減壓蒸發(fā)法由于存在能耗大的問題，運行成本較高，與國家提出的日益嚴(yán)格的節(jié)能減排政策也不相符，另外，由于蒸發(fā)過程中溫度較高(65°C)，料液中的有效成分(如香味物質(zhì))也可能變質(zhì)或被蒸發(fā)，從而影響*終煙草的品質(zhì)。膜分離技術(shù)作為一門新興的分離技術(shù)，用于再造煙葉萃取液的濃縮能大大降低了提取液中風(fēng)味物質(zhì)的損失，具有運行成本低、能耗小、能保持濃縮液中的風(fēng)味成分的優(yōu)點，在造紙法再造煙葉的生產(chǎn)工藝中得到了廣泛應(yīng)用。專利CN102823935A公開了一種煙草提取液的濃縮處理方法，采用寬流道卷式反滲透復(fù)合膜組件，將煙草提取液從初始質(zhì)量百分比濃度0.5%~2%濃縮至質(zhì)量百分比濃度為16%~18%的*終濃縮液，但是該方法的*終濃縮液不能達(dá)到工藝要求的濃度(行業(yè)中一般要求質(zhì)量百分比濃度30%以上)，需要進(jìn)一步通過減壓蒸發(fā)的方式進(jìn)一步濃縮，不僅會增大風(fēng)味物質(zhì)的損失，而且膜濃縮裝置和減壓蒸發(fā)設(shè)備均需要投入，設(shè)備投資較大。

發(fā)明內(nèi)容

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有造紙法再造煙葉生產(chǎn)中存在的萃取液蒸發(fā)濃縮能耗大、運行成本高等缺點，提供一種能耗低、運行成本低的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)。

[0005] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是，提供一種再造煙葉萃取液的低溫濃縮方法，該方法采取低溫反復(fù)濃縮，使*終濃縮液質(zhì)量百分比濃度達(dá)到30%，降低熱敏性風(fēng)味物質(zhì)的損失小。

[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，包括依次相連的預(yù)處理裝置、精制液儲罐、一級碟管式反滲透系統(tǒng)、二級碟管式反滲透系統(tǒng)和濃縮液儲罐，還包括清洗裝置，所述清洗裝置與一級碟管式反滲透系統(tǒng)連接。

[0007] 所述的預(yù)處理裝置是砂濾、矩形篩、離心機或超濾膜中的一種或兩種以上的結(jié)合。

[0008] 所述的一級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的過濾器、一級高壓泵、一級碟管式反滲透裝置、一級濃度計和一級排放閥，一級高壓泵與一級濃度計上還并聯(lián)有一級回流閥。[0009] 所述的二級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的二級高壓泵、二級碟管式反滲透裝置、二級濃度計和二級排放閥，二級高壓泵與二級濃度計上還并聯(lián)有二級回流閥。

[0010] 所述的清洗裝置包括清洗液儲罐和清洗液進(jìn)料閥。

[0011] 本發(fā)明的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，可以在室溫(5?40 °C)下對再造煙葉萃取液進(jìn)行濃縮，濃縮過程無相變，可以大大降低萃取液中熱敏性物質(zhì)的損失，保留煙草萃取液中的香味成分，濃縮倍數(shù)遠(yuǎn)高于普通反滲透膜的濃縮，且能耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮，該系統(tǒng)還利用清洗裝置對一級碟管式反滲透系統(tǒng)和二級碟管式反滲透系統(tǒng)進(jìn)行清洗，提高一級碟管式反滲透系統(tǒng)和二級碟管式反滲透系統(tǒng)中膜組件的利用率，而且增加一級濃縮液回流閥和二一級濃縮液回流閥，從而進(jìn)行多次膜濃縮，使?jié)饪s液達(dá)到行業(yè)要求；該系統(tǒng)還具有占地面積小、運行成本低和自動化程度高的優(yōu)點。

[0012] 為解決另一技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種再造煙葉萃取液的低溫濃縮方法，包括以下步驟:

(1)將再造煙葉萃取液送入預(yù)處理裝置中進(jìn)行砂濾、矩形篩慮、離心機離心或超濾膜過濾等預(yù)處理，得到精制液，送入精制液儲罐，所述萃取液質(zhì)量百分比濃度為2.5?8% ；

(2)將精致液通過增壓泵送到一級碟管式反滲透膜系統(tǒng)，在壓力為5?10 MPa，溫度5?40 V,膜表面流速為2.5?3.5 m/s的條件下進(jìn)行濃縮，得到一級濃縮液，一級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為12?20% ；

(3)將一級濃縮液送至二級碟管式反滲透膜系統(tǒng)，在壓力為8?15 MPa，溫度5?350C，膜表面流速為2?3 m/s的條件下進(jìn)行再濃縮，得到二級濃縮液，送入濃縮液儲罐，二級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為30?45%。

[0013] 步驟(2)所述的一級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的過濾器、一級高壓泵、一級碟管式反滲透裝置、一級濃度計和一級排放閥，一級高壓泵與一級濃度計上還并聯(lián)有一級回流閥。一級碟管式反滲透裝置濃縮后的濃縮液經(jīng)一級濃度計測量濃度后，未達(dá)到預(yù)期要求的經(jīng)一級回流閥泵入一級碟管式反滲透裝置進(jìn)行再濃縮，達(dá)到預(yù)期要求的經(jīng)一級排放閥泵入二級碟管式反滲透系統(tǒng)。

[0014] 步驟(3)所述的二級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的二級高壓泵、二級碟管式反滲透裝置、二級濃度計和二級排放閥，二級高壓泵與二級濃度計上還并聯(lián)有二級回流閥。二級碟管式反滲透裝置濃縮后的濃縮液經(jīng)二級濃度計測量濃度后，未達(dá)到預(yù)期要求的經(jīng)二級回流閥泵入二級碟管式反滲透裝置進(jìn)行再濃縮，達(dá)到預(yù)期要求的經(jīng)二級排放閥泵入濃縮液儲罐中儲存。

[0015] 本發(fā)明的再造煙葉萃取液的低溫濃縮方法，采用碟管式反滲透膜系統(tǒng)兩級處理方式，將萃取液的質(zhì)量百分比濃度由2.5?8%濃縮至30?45%，大大降低萃取液中熱敏性物質(zhì)的損失，保留煙草萃取液中的香味成分，濃縮倍數(shù)遠(yuǎn)高于普通反滲透膜的濃縮，同時，該方法的能耗遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮，碟管式反滲透膜系統(tǒng)還具有占地面積小、運行成本低和自動化程度高的優(yōu)點。

[0016] 說明書附圖

圖1是本發(fā)明再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。

具體實施方式[0017] 以下通過具體實施方式對發(fā)明作進(jìn)一步說明。此處所描述的具體實施方式僅以解釋發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

[0018] 實施例1:

再造煙葉萃取液低溫濃縮系統(tǒng)，如圖1所示，包括依次相連的預(yù)處理裝置1、精制液儲罐2、閥3、增壓泵4、一級碟管式反滲透系統(tǒng)、二級碟管式反滲透系統(tǒng)和濃縮液儲罐16，還包括清洗液儲罐17和清洗液進(jìn)料閥18，清洗液儲罐17經(jīng)過清洗液進(jìn)料閥18與一級碟管式反滲透系統(tǒng)連接。

[0019] 所述的預(yù)處理裝置I是離心機。

[0020] 所述的一級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的過濾器5、一級高壓泵6、一級碟管式反滲透裝置7、一級濃度計8和一級排放閥10，一級高壓泵6與一級濃度計8上還并聯(lián)有一級回流閥9。

[0021] 若經(jīng)過一級碟管式反滲透裝置7濃縮后的濃縮液達(dá)到預(yù)期濃度要求，則一級排放閥10打開，濃縮液進(jìn)入二級碟管式反滲透系統(tǒng)進(jìn)行濃縮；若經(jīng)過一級碟管式反滲透裝置7濃縮后的濃縮液未達(dá)到預(yù)期濃度要求，則一級回流閥9打開，濃縮液由一級高壓泵6泵入一級碟管式反滲透裝置7中進(jìn)行再濃縮，直到濃度達(dá)到預(yù)期要求。

[0022] 所述的二級碟管式反滲透系統(tǒng)包括依次相連的二級高壓泵11、二級碟管式反滲透裝置12、二級濃度計13和二級排放閥15，二級高壓泵11與二級濃度計13上還并聯(lián)有二級回流閥14。

[0023] 若經(jīng)過二級碟管式反滲透裝置12濃縮后的濃縮液達(dá)到預(yù)期濃度要求，則二級排放閥15打開，濃縮液進(jìn)入濃縮液儲罐16儲存；若經(jīng)過二級碟管式反滲透裝置12濃縮后的濃縮液未達(dá)到預(yù)期濃度要求，則二級回流閥14打開，濃縮液由二級高壓泵11泵入二級碟管式反滲透裝置12進(jìn)行再濃縮，直到濃度達(dá)到預(yù)期要求。

[0024] 實施例2

再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，包括以下步驟:

(1)將煙梗、煙末萃取液(質(zhì)量百分比濃度為4%)送入矩形篩(預(yù)處理裝置I)中預(yù)處理，去除萃取液中的細(xì)小纖維等懸浮物質(zhì)，得到精制液，送入精制液儲罐2 ；

(2)打開閥3，將精致液通過增壓泵4依次經(jīng)過過濾器5、一級高壓泵6送到一級碟管式反滲透裝置7中，在壓力為5 MPa，溫度40 °C，膜表面流速為2.5 m/s的條件下進(jìn)行濃縮，得到一級濃縮液，經(jīng)一級濃度計8測量，一級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為20% ；

(3)打開一級排放閥10，將一級濃縮液經(jīng)二級高壓泵11送至二級碟管式反滲透膜裝置12中，在壓力為12 MPa，溫度35 °C，膜表面流速為2.5 m/s的條件下進(jìn)行再濃縮，得到二級濃縮液，送入濃縮液儲罐16，經(jīng)二級濃度計13測量，二級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為35%。

[0025] (4)濃縮完畢，關(guān)閉閥3，打開清洗液進(jìn)料閥18，清洗液儲罐中的清洗液泵入一級碟管式反滲透膜裝置7和二級碟管式反滲透膜裝置12中進(jìn)行清洗，清洗廢水排出至廢水儲槽。

[0026] 實施例3:

再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，包括以下步驟:

(I)將煙梗、煙末萃取液(質(zhì)量百分比濃度為2.5%)送入離心機(預(yù)處理裝置I)中預(yù)處理，去除萃取液中的固體雜質(zhì)，得到精制液，送入精制液儲罐2 ； (2)打開閥3，將精致液通過增壓泵4依次經(jīng)過過濾器5、一級高壓泵6送到一級碟管式反滲透裝置7中，在壓力為5 MPa，溫度5 °C，膜表面流速為2.5 m/s的條件下進(jìn)行濃縮，得到一級濃縮液，經(jīng)一級濃度計8測量，一級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為12% ；

(3)打開一級排放閥10，將一級濃縮液經(jīng)二級高壓泵11送至二級碟管式反滲透膜裝置12中，在壓力為8 MPa，溫度5 °C，膜表面流速為2 m/s的條件下進(jìn)行再濃縮，得到二級濃縮液，送入濃縮液儲罐16，經(jīng)二級濃度計13測量，二級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為30%。

[0027] (4)濃縮完畢，關(guān)閉閥3，打開清洗液進(jìn)料閥18，清洗液儲罐中的清洗液泵入一級碟管式反滲透膜裝置7和二級碟管式反滲透膜裝置12中進(jìn)行清洗，清洗廢水排出至廢水儲槽。

[0028] 實施例4:

再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，包括以下步驟:

(1)將煙梗、煙末萃取液(質(zhì)量百分比濃度為8%)送入超濾膜(預(yù)處理裝置I)中預(yù)處理，去除萃取液中的固體和可溶性大分子物質(zhì)，得到精制液，送入精制液儲罐2 ；

(2)打開閥3，將精致液通過增壓泵4依次經(jīng)過過濾器5、一級高壓泵6送到一級碟管式反滲透裝置7中，在壓力為10 MPa，溫度40 °C，膜表面流速為3 m/s的條件下進(jìn)行濃縮，得到一級濃縮液，經(jīng)一級濃度計8測量，一級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為20% ；

(3)打開一級排放閥10，將一級濃縮液經(jīng)二級高壓泵11送至二級碟管式反滲透膜裝置12中，在壓力為15 MPa，溫度5 °C，膜表面流速為2 m/s的條件下進(jìn)行再濃縮，得到二級濃縮液，送入濃縮液儲罐16，經(jīng)二級濃度計13測量，二級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為45%。

[0029] (4)濃縮完畢，關(guān)閉閥3，打開清洗液進(jìn)料閥18，清洗液儲罐中的清洗液泵入一級碟管式反滲透膜裝置7和二級碟管式反滲透膜裝置12中進(jìn)行清洗，清洗廢水排出至廢水儲槽。

[0030] 實施例5:

再造煙葉萃取液低溫濃縮方法，包括以下步驟:

(1)將煙梗、煙末萃取液(質(zhì)量百分比濃度為5%)送入砂濾(預(yù)處理裝置I)中預(yù)處理，去除萃取液中的懸浮物物質(zhì)，得到精制液，送入精制液儲罐2 ；

(2)打開閥3，將精致液通過增壓泵4依次經(jīng)過過濾器5、一級高壓泵6送到一級碟管式反滲透裝置7中，在壓力為6 MPa，溫度25 °C，膜表面流速為3.5 m/s的條件下進(jìn)行濃縮，得到一級濃縮液，經(jīng)一級濃度計8測量，一級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為15% ；

(3)打開一級排放閥10，將一級濃縮液經(jīng)二級高壓泵11送至二級碟管式反滲透膜裝置12中，在壓力為12 MPa，溫度25 °C，膜表面流速為3 m/s的條件下進(jìn)行再濃縮，得到二級濃縮液，送入濃縮液儲罐16，經(jīng)二級濃度計13測量，二級濃縮液質(zhì)量百分比濃度為40%。

[0031] (4)濃縮完畢，關(guān)閉閥3，打開清洗液進(jìn)料閥18，清洗液儲罐中的清洗液泵入一級碟管式反滲透膜裝置7和二級碟管式反滲透膜裝置12中進(jìn)行清洗，清洗廢水排出至廢水儲槽。

[0032] 以上所述僅是本發(fā)明的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行若干變形或者等同替換，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

專利引用

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