Способ ферментации табака в кипах

 

Изобретение относится к табачной промышленности и может быть использовано при ферментации табачного сырья на ферментационных заводах. Способ включает предварительную упаковку и нагрев кип в поле СВЧ-излучения с последующей их выдержкой и охлаждением. Нагрев кип в поле СВЧ-излучения осуществляют в два этапа. На первом этапе пакеты с табачным сырьем открывают и нагревают кипы до температуры 30-40^oС для достижения влажности 10-12%. На втором этапе, после добавления в кипы воды до достижения влажности 14-16% и герметизации пакетов, производят нагрев кип до температуры 60-90^oС. Изобретение позволяет независимо от начальной влажности табака до начала процесса ферментации довести влажность табака во всех кипах до одинакового значения, что позволяет унифицировать все последующие технологические операции обработки табачных кип.

Изобретение относится к табачной промышленности и может быть использовано при ферментации табачного сырья на ферментационных заводах.

Известен способ ферментации табака в кипах, включающий нагревание кип табака, предварительно упакованных в пакеты из газо- и паронепроницаемой полимерной пленки, последующую выдержку при 70-100^oС и охлаждение табачных кип в естественных условиях, при этом стадии нагревания и выдержки проводят в течение 36-60 часов [1].

Недостатками данного способа являются низкая производительность процесса и высокие энергозатраты, обусловленные большой длительностью нагрева табачных кип.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату способ ферментации табака в кипах, включающий предварительную упаковку кип в герметичные пакеты и нагрев герметично упакованных кип в поле СВЧ-излучения с последующей выдержкой и охлаждением [2].

В данном способе нагрев герметично упакованных в полимерные пакеты кип в поле СВЧ-излучения осуществляют до 40-100^oС, а процессы выдержки и охлаждения кип табака совмещены и их проводят в естественных условиях в течение 1-10 суток, после чего кипы распаковывают и направляют на хранение. При этом, если влажность подлежащего ферментированию табака превышает 16%, то после нагревания полимерные пакеты разгерметизируют для испарения излишней влаги, затем пакеты вновь герметизируют и продолжают процесс выдерживания и охлаждения; если влажность табака менее 12%, то перед герметизацией полимерных пакетов на находящиеся в них кипы табака наносят воду в количестве, необходимом для достижения содержания влаги в табаке 14-16%.

Недостатком данного способа является низкая технологичность процесса, обусловленная различием технологических операций обработки поступающих на ферментацию табачных кип в зависимости от исходной влажности табака.

Задачей данного изобретения является повышение технологичности и производительности ферментации табака в кипах.

Поставленная задача достигается таким образом, что в способе ферментации табака в кипах, включающем предварительную упаковку кип в герметичные пакеты и нагрев кип в поле СВЧ-излучения с последующей их выдержкой и охлаждением, отличающийся тем, что нагрев табачных кип в поле СВЧ-излучения осуществляют в два этапа, причем на первом этапе пакеты с табачными кипами открывают и нагревают кипы до температуры 30-40^oС для достижения влажности 10-12%, а на втором этапе, после добавления в кипы воды до достижения влажности 14-16% и герметизации пакетов, производят нагрев кип до температуры 60-90^oС.

Данный способ реализуется следующим образом.

Подготовленные для ферментации табачные кипы, предварительно упакованные в герметичные пакеты из парогазонепроницаемой полимерной пленки, независимо от исходной влажности табака подвергают подсушиванию путем нагрева в поле СВЧ-излучения до температуры 30-40^oС. При этом, поскольку нагрев диэлектрических материалов в СВЧ-поле обусловлен, в первую очередь, поглощением энергии излучения молекулами воды (см., например, [3]), то при групповом облучении табачных кип, имеющих различную исходную влажность, скорость нагрева, а следовательно, и скорость ухода влаги будет выше у кип с большей начальной влажностью. В результате открывается возможность доведения влажности всех кип до одинакового значения еще до начала процесса ферментации, что позволяет унифицировать все последующие технологические операции обработки данной партии табачных кип. После достижения влажности табака во всех табачных кипах до 10-12% в них добавляют воду в количестве, необходимом для получения влажности 14-16%, и производят второй этап нагрева - до температуры 60-90^oС для инициирования процесса ферментации табака, после чего осуществляют выдержку и охлаждение табачных кип.

Элементарные оценки показывают, что при начальной средней влажности табака 15% и загрузке в ферментационную камеру 12-ти кип "сухая" масса табака составляет 12•18=216 кг, а масса воды -0,15•216=32,4 кг. В этих условиях для подсушивания табака до влажности 12% необходимо испарить (0,15-0,12)•216=6,5 кг. При температуре 40^oС теплота испарения воды L составляет 10,3 ккал/моль [4], что соответствует ~2,5 кДж/г. При выходной мощности СВЧ-генератора Р=25 кВт (рабочая частота 915 МГц) для испарения указанного количества воды (подсушивание табака) потребуется время t₁= L•M•P^-1=2,5•6,5•10³•25^-1≈620 с ≈10 мин. (Здесь М - масса воды, г). Для доведения влажности всех кип табака до 16% необходимо добавить (0,16-0,12)•216=8,6 кг воды, т.е. по 8,6: 12≈0,72 кг в каждую кипу. Для инициирования процесса ферментации необходимо нагреть табак в запаянных кипах до температуры ~80^oС, на что при той же мощности СВЧ-генератора потребуется время t₂=М•ΔТ•с•Р^-1=34,5•60•4,2•25^-1≈350 с ≈6 мин. (Здесь ΔT= 60^oС - прирост температуры, с ≈4,2 Дж•г^-1•град^-1 - теплоемкость воды).

Таким образом, поэтапный нагрев табачных кип позволяет независимо от начальной влажности табака довести до начала процесса ферментации табака влажность всех кип до одинакового значения и в результате этого унифицировать все последующие технологические операции обработки табачных кип.

Источники информации, принятые во внимание 1. Авт. свидетельство СССР 1440470, кл. А 24 В 3/12, 1988.

2. Патент РФ 2060703, кл. 6 А 24 В 3/12, 1996.

3. Рогов И.А., Некрутман С.В. Сверхвысокочастотный нагрев пищевых продуктов. М.: Агропромиздат, 1986.

4. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976, стр.193.

Формула изобретения

Способ ферментации табака в кипах, включающий предварительную упаковку кип в герметичные пакеты и нагрев кип в поле СВЧ-излучения с последующей их выдержкой и охлаждением, отличающийся тем, что нагрев табачных кип в поле СВЧ-излучения осуществляют в два этапа, причем на первом этапе пакеты с табачными кипами открывают и нагревают кипы до 30-40^oС для достижения влажности 10-12%, а на втором этапе, после добавления в кипы воды до достижения влажности 14-16% и герметизации пакетов, производят нагрев кип до 60-90^oС.