本發(fā)明公開(kāi)了一種再造煙葉萃取液低溫濃縮系統及其低溫濃縮方法，該系統包括依次相連的預處理裝置、精制液儲罐、一級碟管式反滲透系統、二級碟管式反滲透系統和濃縮液儲罐，還包括清洗裝置，所述清洗裝置與一級碟管式反滲透系統連接，該系統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，濃縮倍數遠高于普通反滲透膜的濃縮，此外，該系統還具有占地面積小、運行成本低和自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。本方法將萃取液先經(jīng)過(guò)預處理、再在5～40℃下經(jīng)過(guò)碟管式反滲透系統兩級濃縮，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(shí)大大降低了能耗。權利要求(9)1.再造煙葉萃取液低溫濃縮系統，包括依次相連的預處理裝置、精制液儲罐、一級碟管式反滲透系統、二級碟管式反滲透系統和濃縮液儲罐，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連接。2.如權利要求1所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統，其特征在于:所述的預處理裝置是砂濾、矩形篩、離心機或超濾膜中的一種或兩種以上的結合。3.如權利要求1所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統，其特征在于:所述的一級碟管式反滲透系統包括依次相連的過(guò)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.如權利要求1或3所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統，其特征在于:所述的二級碟管式反滲透系統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.如權利要求1所述的再造煙葉萃取液低溫濃縮系統，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處理裝置進(jìn)行預處理，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，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，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)所述的預處理是指砂濾、矩形篩慮、離心機離心或超濾膜過(guò)濾中的一種或兩種以上的結合。8.如權利要求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包括依次相連的過(guò)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(shuō)明

再造煙葉萃取液低溫濃縮系統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，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50年代，其發(fā)展經(jīng)歷了輥壓、稠漿、造紙3個(gè)過(guò)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(guò)提取、濃縮、加香、分離、打漿、抄造、烘干等工藝過(guò)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(zhù)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識不斷深入，重視程度也在不斷加大，積極開(kāi)展造紙法再造煙葉應用技術(shù)研究，使造紙法再造煙葉應用技術(shù)水平得到顯著(zhù)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(wèn)題，運行成本較高，與國家提出的日益嚴格的節能減排政策也不相符，另外，由于蒸發(fā)過(guò)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(mén)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(diǎn)，在造紙法再造煙葉的生產(chǎn)工藝中得到了廣泛應用。專(zhuān)利CN102823935A公開(kāi)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(guò)減壓蒸發(fā)的方式進(jìn)一步濃縮，不僅會(huì )增大風(fēng)味物質(zhì)的損失，而且膜濃縮裝置和減壓蒸發(fā)設備均需要投入，設備投資較大。

發(fā)明內容

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對現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(diǎn)，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。

[0005] 本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問(wèn)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濃縮，使*終濃縮液質(zhì)量百分比濃度達到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(wèn)題，本發(fā)明提供一種再造煙葉萃取液低溫濃縮系統，包括依次相連的預處理裝置、精制液儲罐、一級碟管式反滲透系統、二級碟管式反滲透系統和濃縮液儲罐，還包括清洗裝置，所述清洗裝置與一級碟管式反滲透系統連接。

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

[0008] 所述的一級碟管式反滲透系統包括依次相連的過(guò)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，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(guò)程無(wú)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，濃縮倍數遠高于普通反滲透膜的濃縮，且能耗遠低于傳統的蒸發(fā)濃縮，該系統還利用清洗裝置對一級碟管式反滲透系統和二級碟管式反滲透系統進(jìn)行清洗，提高一級碟管式反滲透系統和二級碟管式反滲透系統中膜組件的利用率，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，使濃縮液達到行業(yè)要求；該系統還具有占地面積小、運行成本低和自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。

[0012] 為解決另一技術(shù)問(wèn)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處理裝置中進(jìn)行砂濾、矩形篩慮、離心機離心或超濾膜過(guò)濾等預處理，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(guò)增壓泵送到一級碟管式反滲透膜系統，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，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包括依次相連的過(guò)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，未達到預期要求的經(jīng)一級回流閥泵入一級碟管式反滲透裝置進(jìn)行再濃縮，達到預期要求的經(jīng)一級排放閥泵入二級碟管式反滲透系統。

[0014] 步驟(3)所述的二級碟管式反滲透系統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，未達到預期要求的經(jīng)二級回流閥泵入二級碟管式反滲透裝置進(jìn)行再濃縮，達到預期要求的經(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，濃縮倍數遠高于普通反滲透膜的濃縮，同時(shí)，該方法的能耗遠低于傳統的蒸發(fā)濃縮，碟管式反滲透膜系統還具有占地面積小、運行成本低和自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。

[0016] 說(shuō)明書(shū)附圖

圖1是本發(fā)明再造煙葉萃取液低溫濃縮系統的構成示意圖。

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

[0018] 實(shí)施例1:

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

[0019] 所述的預處理裝置I是離心機。

[0020] 所述的一級碟管式反滲透系統包括依次相連的過(guò)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(guò)一級碟管式反滲透裝置7濃縮后的濃縮液達到預期濃度要求，則一級排放閥10打開(kāi)，濃縮液進(jìn)入二級碟管式反滲透系統進(jìn)行濃縮；若經(jīng)過(guò)一級碟管式反滲透裝置7濃縮后的濃縮液未達到預期濃度要求，則一級回流閥9打開(kāi)，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，直到濃度達到預期要求。

[0022] 所述的二級碟管式反滲透系統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(guò)二級碟管式反滲透裝置12濃縮后的濃縮液達到預期濃度要求，則二級排放閥15打開(kāi)，濃縮液進(jìn)入濃縮液儲罐16儲存；若經(jīng)過(guò)二級碟管式反滲透裝置12濃縮后的濃縮液未達到預期濃度要求，則二級回流閥14打開(kāi)，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，直到濃度達到預期要求。

[0024] 實(shí)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(預處理裝置I)中預處理，去除萃取液中的細小纖維等懸浮物質(zhì)，得到精制液，送入精制液儲罐2 ；

(2)打開(kāi)閥3，將精致液通過(guò)增壓泵4依次經(jīng)過(guò)過(guò)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(kāi)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(kāi)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(shí)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(預處理裝置I)中預處理，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(kāi)閥3，將精致液通過(guò)增壓泵4依次經(jīng)過(guò)過(guò)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(kāi)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(kāi)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(shí)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(預處理裝置I)中預處理，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(kāi)閥3，將精致液通過(guò)增壓泵4依次經(jīng)過(guò)過(guò)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(kāi)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(kāi)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(shí)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(預處理裝置I)中預處理，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(kāi)閥3，將精致液通過(guò)增壓泵4依次經(jīng)過(guò)過(guò)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(kāi)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(kāi)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(shí)施方式，應當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，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，這些也應視為屬于本發(fā)明的保護范圍。

專(zhuān)利引用

* 由審查員引用分類(lèi)

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