二氧化碳(CO2)膨胀烟丝工艺
出处：按学科分类—工业技术 广东经济出版社;中国轻工业出版社《烟草工业手册》第607页（3815字）
(一)干冰膨胀烟丝(DIET)工艺
这是美国菲利普·莫里斯(P．M)公司与阿尔科(AIRCO)公司的膨胀烟丝工艺。
1．干冰膨胀烟丝工艺流程
见图7－8－1所示，用二氧化碳对烟丝浸渍后进行高温膨胀处理，使烟丝得到膨胀。
图7－8－1 干冰膨胀烟丝(DIET)工艺流程图
2．烟丝浸渍段
(1)工艺任务。将切后烟丝定量送入浸渍罐中，利用液态二氧化碳浸渍烟丝；回收液态和大部分气态二氧化碳后，再将含有干冰的烟丝从罐中卸出松散，并流量均匀地送入膨胀系统。
(2)工艺指标。
①烟丝被充分浸渍。每1kg烟丝的二氧化碳耗用量不高于0．5kg。
②经浸渍与松散后的烟丝无结块现象。
(3)加工方法。烟丝浸渍为间歇式。即切后烟丝定量喂入浸渍罐后密封，先用气态CO2驱除罐内空气，再用气态CO2给浸渍罐加压，随后输入液态CO2浸渍烟丝；烟丝被浸渍后，先回收液态CO2，再回收大部分气态CO2；当罐内压力降至0．25MPa后，将浸渍罐内CO2气体排空至常压，将含干冰的烟丝卸出并松散，流量均匀地送入膨胀系统处理。
(4)技术条件。
①切后烟丝宽度为0．8～1．0mm，含水率为20%～22%，纯净度不低于98．0%，烟丝松散，批量均匀稳定，且符合设备工艺制造能力。
②液体CO2为食品级。二氧化碳含量不低于99．8%，水分不高于0．03%，总硫不超过5mg／kg，酸度合格，不得检出有矿物油。
③二氧化碳浸渍烟丝的主要技术参数，是用气态CO2驱除浸渍罐内空气后，浸渍罐第一阶段用气态CO2增压至0．65MPa，第二阶段用气态CO2增压至2．7MPa。浸渍罐内注入液态CO2后，压力升至3．1MPa。回收液态CO2后，高压回收气态CO2至罐内压力0．95MPa，低压回收气态CO2至罐内压力0．25MPa。浸渍过程中工艺罐内压力不应低于2．6MPa，液位波动范围为100mm。
(5)设备性能要求。
①浸渍罐、工艺罐、贮罐、回收罐及其管路、阀门、液泵与压缩机等均应密闭性能良好，不得有渗漏现象。保温隔热性能良好，不应有结霜结露现象。设备运行安全平稳，操作维修方便。
②浸渍罐装料卸料方便，每批装料量稳定。
③压力、温度及液位等检测仪表精度符合工艺要求，显示准确可靠。设备可手工操作，亦可由可编程序逻辑控制自动操作。操作程序见表7－8－1所示。
表7－8－1 烟丝浸渍操作系统22步程序
(6)技术要点。
①来料烟丝含水率过高，或液态二氧化碳中含水率过高，或烟丝浸渍后罐内液态CO2回收不净，均可引起释压后烟丝结块；容易导致膨胀后的烟丝造碎率高，烟丝膨胀后含水率不均匀。
②烟丝浸渍后罐内液态CO2回收不净，还有可能导致浸渍罐下部管道被干冰堵塞；此外还要引起二氧化碳消耗量增大。
3．烟丝膨胀段
(1)工艺任务。将被CO2浸渍后的烟丝进行高温干燥膨胀处理，以提高烟丝填充值。
(2)质量指标。一般烤烟叶丝膨胀后填充值≥8．0cm3／g，膨胀率为100%，含水率为2%～6%(填充值为含水率平衡后测定)。烟丝外观无炭化与结块现象。
(3)加工方法。利用热风循环系统使烟丝膨胀。即浸渍后含干冰的烟丝送入热风循环系统后，在经过膨胀塔至落料器卸出的过程中，烟丝内的二氧化碳快速变为气体，此时烟丝中的水分也被汽化，烟丝细胞结构得到膨胀。
热气流的主要成分是二氧化碳、水蒸气及小部分空气。经加热炉加热至规定温度后循环使用。
(4)技术条件。
①来料松散，流量均匀稳定，且不超过设备的工艺制造能力。
②物料入口处热风温度为330～380℃。加热炉以煤气或液化石油气为热源。
(5)设备性能要求。
①热风循环干燥膨胀系统(包括干燥塔、落料器、除尘器、燃烧炉及管路)应密闭性能良好，漏风量应小于5．0%；系统内风速风压稳定，热风温度稳定。膨胀塔及落料器应处于负压状态下工作。
②热风循环干燥膨胀系统应保温性能良好，设备运行安全可靠。
③来料流量与热风温度等控制检测设备与仪表精度符合要求，显示准确无误，并具有自动控制功能。
(6)技术要点。热风循环干燥膨胀系统漏风量的大小、来料流量的均匀性、热风温度与风速高低，都是影响烟丝膨胀效果的重要因素。
4．冷却回潮段
(1)工艺任务。将膨胀烟丝冷却至常温后进行回潮处理，使膨胀烟丝含水率达到工艺要求。
(2)质量指标。膨胀烟丝回潮后含水率为11．5%～12．5%，填充值≥8．0cm3／g。
(3)加工方法。从热风循环干燥膨胀系统卸出的膨胀烟丝，在输送过程中冷却至40℃左右，再采用滚筒喷雾回嘲。
(4)技术条件。
①膨胀烟丝冷却后，流量控制均匀，符合回潮设备工艺制造能力。
②供汽压力为0．6～0．8MPa，供水压力为0．3～0．4MPa。
(5)设备性能要求。
①滚筒转速可以调节；喷水雾化性能良好，喷洒角度可以调整。
②设备运行平稳，烟丝造碎率低。
③来料流量、水压、汽压及烟丝含水率等控制检测设备仪表显示准确可靠；设备可手动操作，也能自动控制。
(6)技术要点。膨胀烟丝回潮后含水率不均匀或过高过低，均影响烟丝填充性能。
(二)国内研制的二氧化碳膨胀烟丝工艺
1．国内研制的二氧化碳膨胀烟丝工艺流程
见图7－8－2所示。工艺流程的较大区别是来料烟丝先计量、装篮，吊入浸渍罐浸渍后，再将烟丝篮从浸渍罐内吊出，并卸料松散。烟丝膨胀段是以蒸汽为热源，热风温度较低。
图7－8－2 国内研制的二氧化碳膨胀烟丝工艺流程图
2．烟丝浸渍段
1kg烟丝的二氧化碳平均耗用量为0．55kg。二氧化碳来源为酒精厂普通的产品，未经加工提纯。烟丝浸渍压力为3．5～4．0MPa。其工艺过程与DIET过程类似。
3．烟丝膨胀段
烟丝膨胀后填充值≥6．8cm3／g。循环热风膨胀系统物料入口处的热风温度为150～170℃。热源为1．0～1．2MPa的蒸汽，热风由蒸汽加热器加热。其工艺过程与DIET过程类似。
4．冷却回潮段
与本章二之(一)4相同。