一种生物酶快速处理烟叶的设备和方法与流程

本发明涉及烟叶处理，具体的说，涉及了一种生物酶快速处理烟叶的设备和方法。

背景技术：

1、卷烟原料是烟草产品质量的关键，烟叶质量直接决定了烟气的口感和香气。

2、烟叶细胞壁中含有大量大分子物质，如木质素、纤维素、淀粉、果胶、蛋白质、角质等物质，过量的大分子物质会造成卷烟制品的口感不适、刺激性加重等问题。生物酶的添加不仅能够分解烟叶细胞壁大分子物质，而且能够产生小分子的糖类、香气分子等物质，能够快速、显著地改善烟叶品质。因此，利用生物酶添加处理改善烟叶品质已经成为烟叶产品提质的重要手段之一。

3、目前，烟叶生物酶的烟叶处理过程存在着标准缺乏和工艺复杂等问题，严重制约了生物酶的快速评价和应用。

4、作为烟草研究和标准化制定的参与者，整个标准化的过程需要进行大量的烟叶生物酶处理频次，以获得大量的参数，进而修订相关技术标准，该过程重复性极大、工作量巨大，但单次使用样品较少，其核心诉求是整个处理过程自动化、处理环境一致化、处理速度快速化，设计一种符合该需求的专用设备和专用工艺，是目前本领域急需解决的技术问题。

5、为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种集成度高、可执行高频次重复性生物酶处理工艺、提升实验效率的生物酶快速处理烟叶的设备和方法。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种生物酶快速处理烟叶的设备，包括左侧箱体、中继箱体和右侧箱体；

3、所述左侧箱体和右侧箱体分别拼接在中继箱体的两侧并与中继箱体的拼接处密封；

4、所述左侧箱体和右侧箱体中设置有若干空间独立的腔室，若干腔室被划分为若干个发酵腔室、至少一个灭活腔室和至少一个出货腔室；

5、各个腔室靠近中继箱体的一侧设置有用于连通或隔绝中继箱体内部的活动密封门，所述左侧箱体、中继箱体和右侧箱体合围形成的内部密封腔室为无菌腔室；

6、所述发酵腔室中设置有温湿度调节机构和温湿度检测传感器；

7、所述灭活腔室中设置有加热组件和温湿度检测传感器；

8、所述发酵腔室、灭活腔室和出货腔室中设置有相同规格的置物架和置物架存放空间；

9、所述中继箱体中安装有多关节机械手，所述多关节机械手用于实现不同腔室中的置物架在发酵腔室、灭活腔室和出货腔室之间的转移；

10、至少所述发酵腔室和所述出货腔室设置有连通外界的启闭门。

11、基上所述，所述多关节机械手的抓取端包括托板、定位柱和电控活动插销，所述定位柱竖向设置于托板前端，所述电控活动插销设置于托板一侧并执行水平承插动作；

12、所述置物架竖向间隔的摆放于不同腔室中，所述置物架靠近活动密封门的一侧设置有定位孔和承插口；

13、所述定位孔与定位柱配合，所述承插口与活动插销配合，实现多关节机械手的抓取端与置物架的连接锁定。

14、基上所述，各腔室中对应置物架设置有多层支架，所述置物架包括中部网格和四周的定位边，每层支架上对应置物架的定位边设置有支撑部和限位柱，所述置物架的定位边上匹配限位柱设置有限位孔。

15、基上所述，所述活动密封门为水平移动的侧拉门，所述腔室靠近中继箱体的一侧对应的设置有开口，所述侧拉门通过电控推杆或气缸或液压缸实现启闭。

16、基上所述，所述灭活腔室设置有连通外界的启闭门。

17、基上所述，所述发酵腔室和灭活腔室中设置有杀菌机构。

18、基上所述，所述发酵腔室和灭活腔室中均设置有独立的循环风机和独立的无菌新风系统，所述独立的无菌新风系统用于对发酵腔室和灭活腔室的温湿度进行调节，以构成所述发酵腔室中设置有温湿度调节机构和所述灭活腔室的加热组件。

19、基上所述，所述发酵腔室和灭活腔室中均设置有独立的循环风机和独立的无菌新风系统，所述独立的无菌新风系统用于对发酵腔室的温湿度进行调节，以构成所述发酵腔室中设置有温湿度调节机构，所述灭活腔室中的加热组件为独立的加热组件。

20、一种生物酶快速处理烟叶的方法，包括所述的生物酶快速处理烟叶的设备，通过以下步骤进行处理：

21、步骤1）准备需经过酶制剂处理的和用于空白对照处理的烟叶样品，每种处理烟叶样品克重相同；

22、步骤2）对烟叶样品进行补水，使烟叶样品的水分总含量统一调整至20%-25%之间；

23、步骤3）根据烟叶样品的克重称取对应比例的酶制剂，使用无菌水重复溶解，然后均匀喷洒在需经过酶制剂处理的烟叶样品上，空白对照处理的烟叶样品则采用等量的无菌水喷洒；

24、步骤4）处理后的烟叶样品通过密封袋封装后，装入发酵腔室的设定置物架中，进行恒温发酵，恒温温度为32°c -37°c，反应时间设定为4-8h；

25、步骤5）发酵结束后，依次打开发酵腔室的活动密封门和灭活腔室的活动密封门，借助多关节机械手将相应的置物架转移至灭活腔室中，关闭活动密封门，进行高温85°c以上的灭活，灭活时间至少30min，使烟叶样品中的酶失活；

26、步骤6）灭活结束后，依次打开灭活腔室和出货腔室的活动密封门，将灭活后的烟叶样品连同置物架借助多关节机械手转移至出货腔室中，进行恒温恒湿平衡设定时长，使烟叶含水率达到12%-15%，出货，进行后续切丝、卷制和感官评级。

27、基上所述，所述酶的克重为烟叶样品克重的千分之一，所述烟叶样品的初始克重为20g-30g；所述出货腔室的恒温恒湿温度为20°c-25°c，相对湿度为60%-65%。

28、本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：

29、1.设置一个具有若干独立腔室，同时独立腔室打开后又同处一个封闭无菌空间中的封闭拼装箱体结构，在不同的腔体中构建不同的功能，包括发酵、灭活和平衡出货等功能，在中间通过一个自动化的机械手根据设定好的转移顺序按计划在不同腔室中转移，实现烟叶的发酵、灭活和出货过程的全自动作业，该装置适合单次少量、高频次、多种类的对比实验的自动化作业，通过这种集成化设备的辅助，可以在短时间内快速的获得大量的数据，对于分析研究、获得制定标准化的应用参数等活动具有极强的优势。

30、2.针对腔室之间的转移都在箱体内部执行，腔室运行过程中隔绝，转移过程中连通，并在维护过程中或间隙工作中对空腔消毒灭菌，保证灭菌环境下作业，使得整个实验过程的环境参数统一，保证实验对比效果。

技术特征：

1.一种生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：包括左侧箱体、中继箱体和右侧箱体；

2.根据权利要求1所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：所述多关节机械手的抓取端包括托板、定位柱和电控活动插销，所述定位柱竖向设置于托板前端，所述电控活动插销设置于托板一侧并执行水平承插动作；

3.根据权利要求2所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：各腔室中对应置物架设置有多层支架，所述置物架包括中部网格和四周的定位边，每层支架上对应置物架的定位边设置有支撑部和限位柱，所述置物架的定位边上匹配限位柱设置有限位孔。

4.根据权利要求3所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：所述活动密封门为水平移动的侧拉门，所述腔室靠近中继箱体的一侧对应的设置有开口，所述侧拉门通过电控推杆或气缸或液压缸实现启闭。

5.根据权利要求4所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：所述灭活腔室设置有连通外界的启闭门。

6.根据权利要求1-5任一项所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：所述发酵腔室和灭活腔室中设置有杀菌机构。

7.根据权利要求6所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：所述发酵腔室和灭活腔室中均设置有独立的循环风机和独立的无菌新风系统，所述独立的无菌新风系统用于对发酵腔室和灭活腔室的温湿度进行调节，以构成所述发酵腔室中设置有温湿度调节机构和所述灭活腔室的加热组件。

8.根据权利要求6所述的生物酶快速处理烟叶的设备，其特征在于：所述发酵腔室和灭活腔室中均设置有独立的循环风机和独立的无菌新风系统，所述独立的无菌新风系统用于对发酵腔室的温湿度进行调节，以构成所述发酵腔室中设置有温湿度调节机构，所述灭活腔室中的加热组件为独立的加热组件。

9.一种生物酶快速处理烟叶的方法，其特征在于：包括权利要求1-8任一项所述的生物酶快速处理烟叶的设备，通过以下步骤进行处理：

10.根据权利要求9所述的生物酶快速处理烟叶的方法，其特征在于：所述酶的克重为烟叶样品克重的千分之一，所述烟叶样品的初始克重为20g-30g；所述出货腔室的恒温恒湿温度为20°c-25°c，相对湿度为60%-65%。

技术总结本发明提供了一种生物酶快速处理烟叶的设备和方法，包括左侧箱体、中继箱体和右侧箱体；所述左侧箱体和右侧箱体分别拼接在中继箱体的两侧并与中继箱体的拼接处密封；所述左侧箱体和右侧箱体中设置有若干空间独立的腔室，若干腔室被划分为若干个发酵腔室、至少一个灭活腔室和至少一个出货腔室；各个腔室靠近中继箱体的一侧设置有用于连通或隔绝中继箱体内部的活动密封门，所述左侧箱体、中继箱体和右侧箱体合围形成的内部密封腔室为无菌腔室；所述中继箱体中安装有多关节机械手，用于实现不同腔室中的置物架的转移。该生物酶快速处理烟叶的设备和方法具有集成度高、可执行高频次少克重重复性生物酶处理工艺、提升实验效率的优点。技术研发人员：陈千思,慎龙舞,郑雪坳,王晨,吕晓亮,许亚龙,康正中,魏攀,陶界锰,曹培健受保护的技术使用者：中国烟草总公司郑州烟草研究院技术研发日：技术公布日：2024/4/17