加热不燃烧再造烟叶提取设备
阅读：3发布：2020-05-30
专利汇可以提供加热不燃烧再造烟叶提取设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种加热不燃烧 再造烟叶 提取设备，包括至少一级提取装置，提取装置包括：提取室，其一端具有用于输入 烟草 原料的进料口，另一端具有出液口及出浆口；螺旋轴，其由驱动源驱动而可旋转地保持于提取室内，螺旋轴表面具有 螺旋槽 ，螺旋槽一端与进料口保持连通，另一端分别与出液口、出浆口保持连通，螺旋槽与提取室的内周面之间的空间自进料口至出液口缩小；超声发生器，用于超声破坏螺旋槽内的烟草原料的细胞壁；当提取装置多级 串联 连接时，提取装置的出浆口与下一级的提取装置的进料口保持连通。该提取设备具有结构简单、成本低廉、节约 溶剂 、提取速度快、可溶物提取率高的优点，并可轻易地实现多级串联。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利，下面是加热不燃烧再造烟叶提取设备专利的具体信息内容。
1.一种加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，包括至少一级提取装置，所述提取装置包括：
提取室，其一端具有用于输入烟草原料的进料口，另一端具有用于输出提取液的出液口及用于输出烟草残渣的出浆口；
螺旋轴，其由驱动源驱动而可旋转地保持于所述提取室内，所述螺旋轴表面具有螺旋槽，所述螺旋槽一端与所述进料口保持连通，另一端分别与所述出液口、所述出浆口保持连通，所述螺旋槽与所述提取室的内周面之间的空间自所述进料口至所述出液口缩小；
超声发生器，用于超声破坏所述螺旋槽内的烟草原料的细胞壁；
当所述提取装置多级串联连接时，所述提取装置的出浆口与下一级的提取装置的进料口保持连通。
2.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述超声发生器设置于所述提取室的外部。
3.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述超声发生器为复数个，该复数个超声发生器沿所述螺旋轴的延伸方向与所述螺旋轴保持相对地阵列布置。
4.根据权利要求3所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，相邻的超声发生器之间的间距为15～25cm。
5.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述超声发生器的频率范围为20～25kHz，功率不小于500W。
6.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述进料口设有喷淋端，所述喷淋端用于将溶剂喷淋于所述烟草原料。
7.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述螺旋槽的导程自所述进料口至所述出液口减小。
8.根据权利要求7所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述螺旋槽的最大导程处与最小导程处的导程比不小于2。
9.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述螺旋槽的内径保持不变或自所述进料口至所述出液口增大。
10.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述螺旋轴的轴向保持水平，所述出液口位于所述螺旋轴远离所述进料口的一端之下方。
11.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述提取装置还包括接液容器，所述接液容器具有保持连通的输入端与提取液出口，所述输入端与所述出液口连通。
12.根据权利要求1所述的加热不燃烧再造烟叶提取设备，其特征在于，所述烟草原料于所述螺旋轴上的轴向移动速度不大于1.5m/min；和/或，所述螺旋轴的长度不小于5m，所述螺旋槽的壁厚不小于0.5cm。
加热不燃烧再造烟叶提取设备
技术领域
[0001] 本实用新型属于烟草加工技术领域，具体地来说，是一种加热不燃烧再造烟叶提取设备。
背景技术
[0002] 加热不燃烧再造烟叶的生产过程是一个烟草物质的分离-重组过程。在生产过程中，烟草原料通过提取分离技术被分为水相可溶物和不可溶物两个部分。其中，不可溶物通过制浆、抄造等工艺环节形成再造烟叶的中间产物——基片，水相可溶物经过精制、浓缩、调配等工艺形成另一中间产物——涂布液。将涂布液在基片上回填重组，即可得到加热不燃烧再造烟叶。
[0003] 常规提取设备一般包括两个部分，即浸泡部件与分离部件。浸泡部件通常于斜坡管体或者锥形罐体设置升温或保温组件，通过升温等方式提高溶剂分子活性，使溶剂分子进入浸泡于其中的烟草原料的内部，再通过渗透压的差异使部分烟草原料中的溶质溶解出来。分离部件用于将溶剂和烟草原料进行分离，常见的有转网、离心机等类型。
[0004] 上述提取设备存在以下问题：一是浸泡部件与分离部件之间需要通过管道连接，管道需要设置输送泵而提高了制造成本，且容易发生管道堵塞；二是浸泡方式的溶剂用量大，给后续处理工序带来很大压力；三是提取时间长、可溶物提取率低。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
[0007] 一种加热不燃烧再造烟叶提取设备，包括至少一级提取装置，所述提取装置包括：
[0008] 提取室，其一端具有用于输入烟草原料的进料口，另一端具有用于输出提取液的出液口及用于输出烟草残渣的出浆口；
[0009] 螺旋轴，其由驱动源驱动而可旋转地保持于所述提取室内，所述螺旋轴表面具有螺旋槽，所述螺旋槽一端与所述进料口保持连通，另一端分别与所述出液口、所述出浆口保持连通，所述螺旋槽与所述提取室的内周面之间的空间自所述进料口至所述出液口缩小；
[0010] 超声发生器，用于超声破坏所述螺旋槽内的烟草原料的细胞壁；
[0011] 当所述提取装置多级串联连接时，所述提取装置的出浆口与下一级的提取装置的进料口保持连通。
[0012] 作为上述技术方案的改进，所述超声发生器设置于所述提取室的外部。
[0013] 作为上述技术方案的进一步改进，所述超声发生器为复数个，该复数个超声发生器沿所述螺旋轴的延伸方向与所述螺旋轴保持相对地阵列布置。
[0014] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋轴的轴向保持水平，相邻的超声发生器之间的间距为15～25cm。
[0015] 作为上述技术方案的进一步改进，所述超声发生器的频率范围为 20～25kHz，功率不小于500W。
[0016] 作为上述技术方案的进一步改进，所述进料口设有喷淋端，所述喷淋端用于将溶剂喷淋于所述烟草原料。
[0017] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋槽的导程自所述进料口至所述出液口减小。
[0018] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋槽的最大导程处与最小导程处的导程比不小于2。
[0019] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋槽的内径保持不变或自所述进料口至所述出液口增大。
[0020] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋轴的轴向保持水平，所述出液口位于所述螺旋轴远离所述进料口的一端之下方。
[0021] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋轴为复数个，该复数个螺旋轴轴向平行地布置于所述提取室内。
[0022] 作为上述技术方案的进一步改进，所述出液口具有过滤网而实现提取液与烟草残渣的固液分离。
[0023] 作为上述技术方案的进一步改进，所述提取装置还包括接液容器，所述接液容器具有保持连通的输入端与提取液出口，所述输入端与所述出液口连通。
[0024] 作为上述技术方案的进一步改进，所述烟草原料于所述螺旋轴上的轴向移动速度不大于1.5m/min。
[0025] 作为上述技术方案的进一步改进，所述螺旋轴的长度不小于5m，所述螺旋槽的壁厚不小于0.5cm。
[0026] 本实用新型的有益效果是：
[0027] 于提取室内设置超声发生器及螺旋轴，超声发生器发出超声波以破坏烟草原料的细胞壁，加速溶剂向烟草细胞内部的扩散，螺旋轴的螺旋槽一方面实现烟草原料的输送，另一方面通过导程变化将烟草原料细胞中带有可溶物的溶剂挤出，大幅减少提取时间的同时，将可溶物提取率提高至95％以上；
[0028] 提取过程均于提取室内进行，机械结构简单，单台提取装置可一次性实现完整提取目的，节约提取设备的数量，从而降低设备成本，且易于实现多级串联而进一步提高提取率。
附图说明
[0030] 为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031] 图1是本实用新型实施例1提供的加热不燃烧再造烟叶提取设备的结构示意图；
[0032] 图2是本实用新型实施例1提供的加热不燃烧再造烟叶提取设备的多级串联连接示意图。
[0033] 主要元件符号说明：
[0034] 100-提取装置，110-提取室，111-进料口，112-出液口，113-出浆口， 120-螺旋轴，121-螺旋槽，130-超声发生器，141-旋转电机，142-减速机， 150-接液容器，151-提取液出口，200-泵。
具体实施方式
[0035] 为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对加热不燃烧再造烟叶提取设备进行更全面的描述。附图中给出了加热不燃烧再造烟叶提取设备的优选实施例。但是，加热不燃烧再造烟叶提取设备可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对加热不燃烧再造烟叶提取设备的公开内容更加透彻全面。
[0036] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0037] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在加热不燃烧再造烟叶提取设备的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0038] 实施例1
[0039] 请参阅图1，本实施例公开一种加热不燃烧再造烟叶提取设备，包括至少一级提取装置100。提取装置100包括提取室110、螺旋轴120与超声发生器130，具有结构简单、成本低廉、节约溶剂、提取速度快、可溶物提取率高的优点。
[0040] 提取室110是喷淋、提取及输送工序的发生场所，相较于常规提取设备，具有一体式结构的优点，节约场地及节省不同部件之间的管道输送环节。同时，无需采用管路对混合物进行传输而避免设置输送泵，降低制造成本并规避堵管风险。可以理解，提取室110为形成于支撑基体内部的腔体，该支撑基体包括各类拼接形成的壳体结构或一体成型而内部镂空的基体结构。
[0041] 提取室110具有腔体结构，且一端具有进料口111，进料口111用于输入烟草原料，其实现方式可为料斗等类型。提取室110另一端具有出液口 112及出浆口113，出液口112用于输出提取液(可溶物)，而出浆口113 用于输出烟草残渣(不可溶物)。可以理解，出液口112与出浆口113相互独立。
[0042] 示范性地，进料口111设有喷淋端，喷淋端用于将溶剂喷淋于烟草原料。于喷淋方式下，溶剂与烟草原料充分均匀接触，大量节约溶剂，规避浸泡方式存在的溶剂用量过大弊端，相应地降低成本；且溶剂与可溶物的比例适当而不致过量严重，降低后续处理工段的处理难度。喷淋端可采用喷嘴、花洒或其他喷淋设备实现，且喷淋方式可包括自动喷淋与手动喷淋。
[0043] 示范性地，出液口112具有过滤网而实现提取液与烟草残渣的固液分离，充分去除提取液中的固体杂质，进一步提升提取液的纯净度。过滤网的目数根据实际需要决定，以保证过滤目的为准。
[0044] 螺旋轴120设置于提取室110内，并由驱动源驱动旋转。驱动源的实现方式众多，包括旋转电机141、液压马达等可输出圆周运动的驱动器件。示范性地，驱动源包括旋转电机141与减速机142，旋转电机141通过减速机142连接于螺旋轴120。
[0045] 螺旋轴120表面具有螺旋槽121，同时发挥物料输送及挤压提取作用。具体地，螺旋槽121一端与进料口111保持连通，以接纳自进料口111输入且经过溶剂喷淋的烟草原料。螺旋槽121另一端分别与出液口112、出浆口 113保持连通，以将提取得到的提取液及提取后的烟草残渣对应输出，防止堆积拥堵。
[0046] 其中，螺旋槽121与提取室110的内周面之间的空间自进料口111至出液口112缩小，使烟草原料前进过程逐渐受到挤压而实现提取目的。该缩小目的可通过不同的方式实现，例如通过改变螺旋槽121的导程、改变螺旋槽121的外径等方式。
[0047] 示范性地，螺旋槽121的导程自进料口111至出液口112减小。换言之，螺旋槽121接近进料口111一端的螺纹间距，大于螺旋槽121接近出液口 112一端的螺纹间距。当螺旋轴120旋转时，螺旋槽121相应旋转而使烟草原料随之沿螺旋轴120的轴向自进料口111向出液口112移动。于烟草原料的前进过程，螺旋槽121的导程变化使螺旋槽121的容纳空间逐渐收窄，也就使得螺旋槽121与提取室110的内周面之间的空间逐渐收窄，烟草原料受到挤压作用而使其细胞中带有可溶物的溶剂被挤出，实现提取目的，提取效率显著提升。其中，导程即螺纹间距，是指同一条螺旋线上相邻两牙在中径线上对应两点之间的轴向距离。
[0048] 其中，螺旋槽121的导程衰减规律多种。例如，螺旋槽121的导程自进料口111至出液口112递减，形成连续衰减规律；又如，螺旋槽121由至少两个槽段组成，不同的槽段具有不同的导程并形成阶梯式衰减规律，同一槽段的导程处处相等。示范性地，螺旋槽121的最大导程处与最小导程处的导程比不小于2，保证衰减率以使螺旋槽121接近出液口112一端的挤压作用更为显著。
[0049] 示范性地，螺旋槽121的内径自始至终保持不变，或者自进料口111 至出液口112增大。于此，自进料口111至出液口112，螺旋槽121与提取室110的内周面之间的空间逐渐收缩而保证挤压提取作用。
[0050] 示范性地，螺旋轴120的轴向保持水平，且出液口112位于螺旋轴120 远离进料口111的一端之下方。相应地，自烟草原料中挤出的提取液，于自重作用下滴落至出液口112而实现液体输出。示范性地，出浆口113位于螺旋轴120的末端，回收经过挤压提取的烟草残渣。回收后的烟草残渣可进行二次提取，亦可经过后续工艺处理形成基片。
[0051] 示范性地，螺旋轴120为复数个，该复数个螺旋轴120轴向平行地布置于提取室110内，形成多轴输送挤压提取结构，进一步提升提取效率。可以理解，该复数个螺旋轴120可保持同向旋转，亦可沿相反方向旋转而形成异向旋转关系。
[0052] 示范性地，烟草原料于螺旋轴120上的轴向移动速度不大于1.5m/min，使烟草原料受到的超声破坏作用时间及挤压提取时间充足，保证细胞壁充分破坏及提取率理想。可以理解，烟草原料的轴向移动速度取决于螺旋轴 120的转速与螺旋槽121的导程，据之对应调节即可。
[0053] 示范性地，螺旋槽121的壁厚不小于0.5cm，保证螺旋槽121的结构强度，防止其由于烟草原料的反作用力而发生折断或损坏。示范性地，螺旋轴120的长度不小于5m。
[0054] 超声发生器130用于发出超声波，超声波作用于螺旋槽121内的烟草原料，从而有效地破坏烟草原料的细胞壁，加速溶剂向烟草细胞内部的扩散，使可溶物充分溶解于溶剂内，减少扩散溶解时间，对减少提取时间与提高可溶物提取率起到重要作用。
[0055] 示范性地，超声发生器130为复数个，该复数个超声发生器130沿螺旋轴120的延伸方向与螺旋轴120保持相对地阵列布置，使烟草原料于输送过程持续受到超声破坏作用。示范性地，相邻的超声发生器130之间的间距为15～25cm，具有较佳的分布密度而形成理想的作用覆盖范围，使烟草原料充分破坏。
[0056] 超声发生器130可安装于提取室110的外部，例如位于提取室110所在支撑基体上，且安装位置包括提取室110的外周侧或者两端。示范性地，超声发生器130的安装位置应保证其超声作用范围覆盖提取室110。例如，当提取室110所在支撑基体壁厚较大时，该支撑基体上相应开设凹槽以装设超声发生器130，从而缩短超声发生器130与提取室110之间的距离。
[0057] 示范性地，超声发生器130的频率范围为20～25kHz，使超声波保持于低频范围而取得更为理想的超声破坏效果。示范性地，超声发生器130的功率不小于500W，保证充足的超声破坏功率。
[0058] 示范性地，提取装置100还包括接液容器150，以接取提取液。接液容器150具有保持连通的输入端与提取液出口151，输入端与出液口112连通以输入提取液，提取液出口151用于输出提取液，以便进行浓缩等后续工艺。接液容器150的种类众多，包括盘体、箱体、罐体等不同类型。
[0059] 请结合参阅图1～2，当加热不燃烧再造烟叶提取设备具有多级提取装置时，多个提取装置100依次串联连接而形成多级分布。其中，前一级的提取装置100的出浆口113与下一级的提取装置100的进料口111保持连通，使烟草残渣进入下一级的提取装置100而进行二次提取，从而进一步提高可溶物提取率，减少物料浪费。相较于现有的常规提取设备，本实施例的提取装置100串联方式简单，易于实现多级串联。其中，前一级的提取装置100与下一级的提取装置100之间邻接串联。
[0060] 示范性地，前一级的提取装置100的出浆口113与下一级的提取装置 100的进料口111保持开放式连通，例如通过开放式滑道或自重式落料方式实现烟草残渣的传递。
[0061] 示范性地，下一级的提取装置100的出液口112与前一级的提取装置 100的进料口111保持连通，使下一级提取得到的二级提取液作为前一级使用的提取溶剂，从而提高提取液的浓度，减少后续的浓缩步骤的处理时间或可取消后续的浓缩步骤。示范性地，下一级的提取装置100的出液口112 与前一级的提取装置100的进料口111之间通过泵200连接，通过泵送而加速提取液的输送。
[0062] 以下结合对比实验数据，进一步说明本实施例的加热不燃烧再造烟叶提取设备的技术效果。于对比实验中，溶剂均选择为水。
[0063] 标准组应用的加热不燃烧再造烟叶提取设备具有依次串联连接的三级提取装置。每一级的提取装置100的指标为：螺旋轴120轴向水平，螺旋轴120的长度为10m，螺旋槽121的最大导程处与最小导程处的导程比为3，烟草原料于螺旋轴120上的轴向移动速度为1m/min，螺旋槽121的烟草通量为500kg/min；超声发生器130沿水平方向阵列设置于提取室110的底部，相邻的超声发生器130的间距为15cm，单一的超声发生器130的功率为 650W。
[0064] 对照组的提取设备为锥形浸泡罐结合双辊挤浆机，锥形浸泡罐的容量为25m3，保温夹套温度为60℃，双辊挤浆机的通量为500kg/min，挤浆干度为34％。
[0065] 标准组与对照组的提取工艺均为三级逆流提取，而烟草原料的质量均为2900kg。对比实验数据如下表所示。如表可见，标准组在提取用时、提取溶剂用量、提取率方面，均较对照组显著优胜。同时，进行三级逆流提取时，标准组仅需使用三级提取装置(即三台提取装置100)，而对照组需要使用六台提取设备，设备成本差距明显。同时，标准组仅需使用电能，而对照组还需要使用热水或蒸汽。
[0066]
[0067] 在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
[0068] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
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