[发明专利]一种烟梗的固态发酵方法及烟梗的固态发酵装置

说明书

技术领域

本发明涉及烟草加工技术领域，具体涉及一种固态发酵烟梗的方法和固态发酵新体系。

背景技术

烟梗，是烟叶之粗硬叶脉，约占叶重25％～30％。在烟草加工过程中叶梗被逐步分离出来。其形态呈粗细、长短不一的长条状。它在卷烟生产中常切成梗丝，与烟丝按一定的比例用于卷烟加工。但也有的烟梗无法得到充分利用。烟梗的化学成分复杂，主要包括纤维素、半纤维素、果胶等。纤维素含量约占20％左右。可通过微生物发酵法将烟梗加工制成卷烟行业中的烟梗纤维、烟梗发酵浸出液等，从而提高其利用价值。烟梗的微生物发酵法，包括液态发酵法和固态发酵法。固态发酵法用水量少，设备投资小，生产操作过程较为简便，故值得深入研究。

目前有关烟梗固态发酵研究还较少，上海烟草集团有限责任公司和江南大学开展的合作研究中，已采用固态发酵法对烟梗等原料进行微生物固态发酵，从中制备烟梗纤维及烟草浸出液，并申请了相关固态发酵烟梗等原料的发明专利：一种微生物固态发酵法制备烟梗纤维素的方法(201110116236.8)；制备烟草浸出液的两步微生物发酵法(201110267955.X)。

现有的固态发酵装置，主要有浅盘式发酵反应器、厚层通风发酵反应器、转鼓式反应器、填料床式反应器等，此外还有其它的固态发酵装置。这些固态发酵装置的共同缺点是固态发酵装置内的装料系数较低，例如厚层式通风发酵反应器的物料层厚度受限(一般不超过30cm，原因在于通风和散热的限制)，故反应器的装料系数均较低。另外，在生产场地，反应器一般为单层设置，在考虑现场需要操作人员的情况下，固态发酵装置的空间利用率低下，一般装料率不足发酵室空间的10％。

另外，固态发酵过程中产生大量的热量，传统的固态发酵，为了通风和散热，往往采用搅拌混料的方式，以驱除发酵物料中的热量及积聚的二氧化碳，但这在烟梗固态发酵装置中难于实现，其原因是发酵微生物菌丝体会受到损伤。本发明考虑到这一情况，采用烟梗物料装入培养框，通过培养框位置的变更或堆积方式的变化，来达到同样的散热及驱除二氧化碳的目的，同时也可在培养室内通风来调节物料温度和驱散二氧化碳。

传统的固态发酵方式，一般包括原料处理(浸水、灭菌)、接种、发酵、后处理等步骤。但许多固有的模式不能应用于烟梗的固态发酵。例如，发酵原料的浸水操作，一般是将原料浸泡于水中，使原料充分吸水，但这不适合于烟梗物料，因为烟梗的吸水性非常强，即使按水料比10∶1，物料中也没有游离水，但这样的含水量不利于烟梗的固态发酵。因此必须采用一种既能使烟梗吸收一定的水分，同时使烟梗物料中水分的分布均匀。因此仅物料浸水这一操作过程，必须要有新的操作模式。

在试验过程中，还发现和现有的许多产品的固态发酵相比，烟梗的固态发酵有许多特殊的现象，例如，烟梗属植物性物料，不能进行高温灭菌操作，且由于烟梗原料，比较适合霉菌的生长，霉菌在烟梗上生长后，能够抵抗细菌类微生物的生长。

烟梗为长短不一的长条形状(见图1)，烟梗呈松散状态，烟梗之间的空隙较多，这意味着生长在烟梗中的微生物较为容易获得充足的氧气。因此，可以不必采用现有的固态发酵装置和固态发酵的操作模式来进行烟梗的固态发酵。在烟梗的固态发酵过程中采用特殊的固态发酵装置和固态发酵方法，可以大大提高发酵设备及发酵室的装料量，因而能获得更好设备及空间的利用率。

本发明以提高生产过程的机械化、自动化，满足固态发酵的基本需求为目的，在烟梗物料的润水操作、灭菌方式、接种方式及物料的发酵方式均突破现有固态发酵生产的固有模式。

发明内容

本发明的目的在于提高烟梗固态发酵的生产效率。具体体现为：提高烟梗固态发酵生产过程的机械化、自动化水平，提高固态发酵物料的空间装料系数。

本发明公开了一种烟梗的固态发酵方法和一种烟梗培养框和烟梗的固态发酵装置。

本发明的烟梗的固态发酵方法，如图2所示，包括如下步骤：

1.烟梗的灭菌：将烟梗加入一滚筒罐中，在滚筒罐旋转的同时加入一定量的热水并保持20～50min，使烟梗均匀地吸水，得到湿润烟梗。

2.烟梗的微生物接种：待步骤1获得的湿润烟梗冷却至室温后，加入到另一滚筒罐中，在滚筒罐旋转的同时加入一定量的微生物种子液，并使微生物种子液分布均匀，获得接种后的烟梗；