首页 -> 产品分类 -> 微波消解技术在烟草提取中的应用
 

微波消解技术在烟草提取中的应用

时间:2008-08-18 06:51:06  浏览:        

 微波是波长在100cm 至1mm 范围内的电磁波。微波加热具有高效性。目前微波加热机理有两种理论: ①徼波具有致热效应,即微波能对被照射物质产生深层加热作用,形成均匀同时加热; ②微波又具有非热效应,即微波作用的选择性,不均一性的能量效应。微波消解试样的原理是:当微被通过试样时,极性分子随微波频率快速变换取向,分子的总能量增加,试样温度急剧上升。同时,试液中的带电粒子(离子、水合离子等) 在交变的电磁场中,受电场力的作用而来回迁移运动,与临近分子撞击,使得试样温度升高。这种加热方式有三个方面的优点: (1) 体加热。微波加热直接作用到物质内部,提高了能量利用率。(2) 过热现象。微波加热会出现过热现象(即比沸点温度还高) 。在微波场中,能量在体系内部直接转化。由于体系内部缺少形成气“泡”的“核心”,在密闭容器中,就很容易出现过热。因而密闭溶样罐中的试剂能提供更高的温度,有利于试样的消化。(3) 搅拌。交变的电磁场相当于高速搅拌器,提高了化学反应的速率,使得消化速度加快。微波加热快速、均匀、过热、不断产生新的接触表面。有时还能降低反应活化能,改变反应动力学状况,使得微波消解能力增强,能消解许多传统方法难以消解的样品。正是这些优点,使微波消解被广泛应用到工业生产上提高反应功效。
1  微波消解技术在烟草提取中的应用优点将微波消解技术应用于烟草提取工业,具有很多优点:
1. 1  膨胀烟草〔1〕,缩短时间微波消解烟草的反应机制可能是:在微波消解过程中,极性分子通过偶极驰豫过程有效地将微波能量转入反应分子体系,导致绝大部分反应物分子在瞬间内被活化。增加了分子间的相互碰撞机会。同时随着电磁场的交替变化,各分子间均处于激烈摩擦中,产生大量的热能,在极短的时间内可使反应体系沸腾,从而快速发生反应。传统的膨胀工艺,一般采用高温气流对浸渍过某些膨胀
介质的烟草进行快速加热,促使烟草细胞内的膨胀介质快速蒸发,在干燥烟草的同时使烟草产生膨胀。这种方式缺陷明显: ①在快速干燥时易导致过热和烟草表面产生化学变化; ②易发生火灾; ③可使烟草的化学特性产生巨大变化。而用微波消解技术就可以解决上述问题,微披可快速加热烟草,使其温度达到该液体的沸点温度以上,促使烟草细胞中的水分蒸发出来,从而使烟草膨胀并达到部分干燥〔2〕。王家强等〔3〕研究了微波消解对反应速率影响的实验,结果表明,微波消解能大大加速反应,而且所得产物的香味浓郁。杨伟祖〔4〕等以微波消解代替传统的烘筒烘烤,迅速使生产线上经高温加湿后的烟丝烘干到生产工艺所要求的水分,同时显著提高烟丝的填充力。微波消解使烟丝的内在主要致香物质的化学成分相对含量发生变化,并在一定程度上提高烟丝的抽吸质量。李耀光等〔5〕研究了微波消解白肋烟后,发现可以提高白肋烟的品质,且有快速、高效、节能的优点。于建军等〔6〕研究了微波消解对烟丝填充力及吸味品质的影响,结果表明,可以大大缩短烘丝时间,增加烟丝填充力,提高卷制质量,降低成本,减小污染。刘朝贤〔7〕等重点研究了微波消解在不同工艺参数下对叶丝膨胀效果的影响。并比较分析了微波消解膨胀烟丝的质量、成分、成本和微波膨胀叶丝的抗造碎性能。结果表明,微波消解烘焙的叶丝膨胀效果较好,能显著降低烟支密度及卷烟焦油释放量,改善卷烟口感,是切实可行的膨胀技术之一,应用前景广阔。
1. 2  准确测定烟草中的微(痕) 量元素 烟草中的微量元素的多少会影响香烟的香味、口感和质量。所以希望在提取过程中,能够检测微量元素,以利于提高烟草的质量。张承聪等〔8〕经微波消解烟叶样品,减少了制样过程中的污染与损失,成功分析了烟草中的多种元素,并提高了分析的精度和结果的准确性。张悠金等〔9〕用微波消解烟叶样品,缩短了样品处理时间。并成功建立了流动注射浊度法测定钾的快速分析方法。冯雷等〔10〕经微波消解烟叶样品,采用流动注射- 冷蒸汽发生AAs 法可准确地测定烟草样品中的汞。而张承明等〔11〕经微波消解烟叶样品,采用四- (对甲基苯基) - 卟啉柱前衍生- 固相萃取富集高效液相色谱法测定烟草中痕量汞。孟冬玲等〔12〕研究了烟草样品用微波消化,a ,a’- 2 连毗啶固相萃取光度法测定烟草中的铁。结果表明:铁含量在0g/ ml 至5g/ ml 内符合比尔定律,用该方法可测定烟草样品中的铁。王淑华等〔13〕经微波消解烟叶样品后,采用固相萃取富集高效液相色谱法准确测定烟草及烟草添加剂中的重金属元素。聂根新等〔14〕经微波消解烟叶样品,采用原子吸收法,快速、简便、准确测定烟叶中铜铁锰锌钙镁钾含量。
1. 3  降低烟草特有亚硝胺含量 
香烟烟气中的亚硝胺是强致癌物,烟草中的亚硝酸盐和硝酸盐等高温分解产生的氮氧化物,也能和烟碱或胺类热合成亚硝胺。因此应尽可能减少原料烟叶中的亚硝胺和氨氧化物含量〔15〕。而应用微波消解技术不仅可降低TSNA 的含量,还不影响烟草的香气和吸味,并能保证正常的烟碱含量:同时还可使烟制品具有浓郁的香味〔16〕。在微波辐射前喷洒一定量的水,使其总含水率约达到10 %至20 %。这样处理后的烟草中,TSNA 的含量(单独某种或总量) 要比未经处理的棕色烟草至少低25 %至50 %。最好在TSNA 开始大量累积之前利用微波消解技术处理烟叶;否则效果不理想,除非预先将调制好的烟叶加水浸润,再用微波消解。徐杨等〔17〕利用微波消解技术,建立了一种能快速分离烟草中挥发性亚硝胺和氮氧化物的方法。
1. 4  在烟草废料中快速浸提烟碱 烟草废料中含有大量的烟碱,如何将这些烟碱尽可能多地提取出来,变废为宝,这是摆在烟草工业科研工作者面前的重要课题。张爱华等〔18〕将烟草废料水溶后,进行微波消解处理。时间短,物质受热均匀,加热效率高,在极短的时间内,就可以将烟草废料中的烟碱尼古丁基本上全部提取出来。
1. 5  杀虫灭菌 
微波消解过程中可有效杀死虫卵,从根本上杜绝虫害的发生。龚信文等〔18〕经微波消解烟叶样品,在采用微波作用下,使所含烟草粉螟虫的体内水分大量散失、细胞及神经系统因遭破坏而迅速死亡,同时降低烟叶含水量并除去杂味。总之,微波消解技术在烟草提取中的应用还处于初期发展阶段,从我国烟草行业的现状来看,推广微波消解技术很有必要。但需解决以下两大问题: ①如何进一步提高烟草的膨胀率、改善烟丝的内外在质量: ②设计与卷烟工业生产相适应的工业级的微波消解罐; ③开展对烟草微波消解作用机理的研究。可以预见,随着理论研究的深入,在不久的将来微波消解技术将会为烟草行业的技术进步带来巨大的推动力。
参考文献
〔1〕 宫长荣,宋朝鹏,赵明月等. 微波技术在烟草行业中的应用〔J 〕冲国烟草科学,2003 , (3) :34 - 36.
〔2〕 邱纪青,傅淑英,郑新章等. 国内外烟草膨胀技术与设备研究进展〔J〕. 烟草科拄,1999 ,139(6) :3 - 5.
〔3〕 王家强,杨生平- 微波加速Maillard 反应实验〔J 〕. 烟草科技,1995 , (1) :18 - 19.
〔4〕 杨伟祖,李雪梅,邱哗等. 微波烘烤对烤烟梗丝填充力及内在化学成分的影响〔J〕. 中国烟草学报,1997 ,3(4) :1 - 6.
〔5〕 李耀光,董顺德,李国栋等. 微波烘焙白肋烟实验分析〔J〕. 黑龙江烟草,2001 , (4) :18 - 19.
〔6〕 于建军,李世勇,李国栋等. 微波烘烤对烟丝填充力及吸食品质的影响〔J〕. 河南农业大学学报,2001 ,35(1) :50 - 52.
〔7〕 刘朝贤,席年生,孔臻等. 微波烘丝技术报告〔R〕. 国家烟草专卖局科研项目(国烟科,2001 ,1.
〔8〕 张承聪,吴玉萍,杨金辉等. 烟草中多种元素的ICP - AES 分析〔J〕. 云南大学学报(自然科学版) . 2000 ,22 (6) :453 - 456.
〔9〕 张悠金,杨俊姜. 微波溶样—梳动注射浊度法测定烟草中的钾- 仪器仪表与分析监测〔J〕,2002 , (2) :32 - 33.
〔10〕 鹏雷,张承聪,扬艳,等流动注射,冷蒸汽发生AAS 法测定烟草样品中的痕量汞〔J 〕. 云南大学学报(自然科学版) . 2002 ,24(6) :454 - 456.
〔11〕 张承明,古昆,王保兴等. 四- (对甲基苯基) - 卟啉柱前衍生、固相萃取富集高效液相色谱法测定烟草中痕量汞〔J〕. 云南化工,2002 ,29(3) :26 - 28.
〔12〕 孟冬玲,杨国荣,杨亚玲等. 微波消化- 固相萃取光度法测定烟草中的铁云南化工,2003 ,3(5) :3941. .
〔13〕 上淑华,李苓,杨光宇等. 固相萃取富集高效液相色谱法测定烟草及烟草添加剂中的重金属元素〔J 〕. 分析科学技术,2004 ,20(4) :385 - 387.
〔14〕 聂根新,罗林广,何宽信等. 微波消解原子吸收法测定烟叶中铜铁锰锌钙镁钾含量〔J 〕. 江西农业学报,2004 ,16 (2) : 43~45. .
〔15〕 林玉红,罗臀山,闫亚明. 徼波技术在烟草工业中的应用研究进展〔J〕. 烟草科技,2004 ,199(2) :9 - 13. .
〔16〕 魏玉玲,宋普球,缪明明. 降低烟草特有亚硝胺含量的微波处理方法综述〔J〕. 烟草技,2002 ,176(3) :18 - 19. .
〔17〕 徐杨,朱建华,恽之瑜. 微波辐照同时分离烟草中亚硝胺和氮氧化合物〔J〕. 分析化学,2002 ,30(3) :286 - 288. .
〔18〕 张爱华,陈育如,许晓风等. 烟草废料不同方法浸提烟碱的研究〔J〕. 生物加工过程,2004 ,2(4) :54 - 67. .
〔19〕 龚信文,孟国玲,桂连友等. 烟草粉螟综合防治技术〔J 〕. 湖北农学院学报,1995 ,15(4) :241 - 246.
  
】【关闭

 
 搜索信息
 产品小分类
v 微波消解
 产品分类
v 微波干燥 v 微波杀菌
v 微波烧结 v 微波真空
v 微波萃取 v 微波解冻
v 微波消解 v 微波合成
v 微波等离子 v 微波加热
v 微波化学 v 商业微波炉
v 微波硫化 v 微波专利
v 微波备件
 热点信息 
·凯尔微波致全体客户一封 05-26
·企业文化 05-10
   
 

电话:86 535 6820199/077/288   传真:86 535 6820288     咨询:8618653505872

公司地址:烟台市西盛街28号第一大道1007-1
生产工厂:山东省蓬莱市经济技术开发区上海路1号   邮编:264000  粤ICP备05020791号