CN102669809B - 一种烟梗制烟草薄片纸基的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟梗制烟草薄片纸基的制备方法。以烟梗为原料采用造纸法制备得到，包括浸渍、磨浆、打浆、抄片步骤；本发明改变了传统的通过控制磨浆机电流进行磨浆控制的技术偏见和习惯，创造性地采用控制磨浆的磨盘、磨浆间隙、磨浆段数和磨浆浓度实现。本发明对磨浆工艺条件进行了系统地优化,采用二段或三段磨浆，磨浆浓度为20%，第一段和第二段的磨浆间隙分别为0.4mm和0.20mm。本发明通过整体研究分析磨浆工艺与烟梗纤维的性能关系，总结出可控的磨浆最佳条件，保证了所制备得到的烟梗浆的纤维长度最长，成纸的松厚度最高，保证了再造烟叶的良好品质，实现对烟草薄片纸基性能的全面改善，最终为提高烟草薄片的品质和卷烟的品质提供技术基础。

Description

一种烟梗制烟草薄片纸基的制备方法

技术领域

本发明属于烟草薄片生产技术领域，具体涉及一种烟梗制烟草薄片纸基的制备方法。 

背景技术

烟草薄片是利用烟草加工过程中产生的烟草废料通过一定的加工工艺生产制备得到的。造纸法所生产的烟草薄片密度小、填充值大、机械性能好、焦油量低等优点，降低烟草薄片中有害物质和改善烟草薄片的各项质量指标的效果更佳，是目前烟草薄片的主要生产技术。因此，造纸法的加工工艺对烟草薄片的吸食品质和物理性能起到了关键的作用。 

烟梗约占烟叶重的25～30%，在卷烟生产过程中会产生大量的烟梗，我国每年有数十万吨的烟梗资源被废弃，造成资源的浪费和环境污染。经过适宜处理的烟梗是制造烟草薄片的重要原料。根据现有研究成果，烟梗纤维作为烟草薄片的主要成分之一，约占烟草薄片质量的70%左右，因此，烟梗的纤维形态和成纸性能对烟草薄片的性能有非常重要的影响。 

由于磨浆工艺在烟草薄片的生产中尤其是在制备烟梗制烟草薄片纸基过程中起着关键的作用，烟草薄片生产企业对现有相关生产工艺大都进行保密，所以现有研究技术对烟梗的制浆性能的研究都主要集中在浸渍提取阶段，大大限制了磨浆工艺的技术研究和交流，从而影响了烟草薄片生产技术的进一步提高和推广，也制约了烟草薄片产品质量的不断提高。 

公知的烟草薄片磨浆生产常规工艺是在大生产磨浆过程中采用控制磨浆机的电流进行磨浆，这种工艺在实验室中无法进行相应的模拟实验，进行工艺的改进相当困难。 

本申请人总结长期的烟草薄片生产研究经验，结合创造性理论分析和大量的实验研究，改变长期以来现有的磨浆机控制手段、确定适宜的磨浆工艺，从而显著改变烟草薄片纸基的性能品质，目前鲜见相关技术报道。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种烟梗制烟草薄片的制备方法，从根本上改变现有技术控制磨浆的技术思维和手段，通过整体研究分析工艺与烟梗纤维的性能关系，总结出磨浆这一关键工艺的最佳条件，以保证获得优良的烟梗纤维的形态和成纸性能，实现对烟草薄片纸基性能的全面改善，最终为提高烟草薄片的品质和卷烟的品质提供技术基础。 

本发明的目的通过以下技术方案予以实现： 

本发明提供一种烟梗制烟草薄片纸基的制备方法，以烟梗为原料采用造纸法制备得到，包括浸渍、磨浆、打浆、抄片等步骤；其中，磨浆工艺控制采用控制磨浆的磨盘、磨浆间隙、磨浆段数和磨浆浓度实现；

优选地，所述磨浆段数包括第一段和第二段磨浆，磨浆浓度都为20%；第一段磨浆间隙为0.4mm；第二段磨浆间隙为0.2mm；

所述第一段磨浆的磨盘参数为：

所述第二段磨浆的磨盘参数为：

 根据最终打浆度要求，还可以进行第三段磨浆，可根据具体的打浆要求调整磨浆的间隙；优选的第三段工艺条件为：磨浆浓度为20%；磨浆间隙为0.15mm；磨盘参数参照第二段磨浆磨盘的参数。

本发明优选采用日本KRK公司产的KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机进行磨浆操作，所述设备的A盘和D盘可以实现本发明目的。也可以采用其他能够满足所述第一段和第二段磨盘参数的磨盘设备。如果使用KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机，第一段磨浆优选采用A盘，第二和第三段磨浆采用D盘。 

优选的技术方案是第一段采用A盘，磨浆间隙为0.4mm,磨浆浓度为20%,第二段采用D盘，磨浆间隙为0.2mm,磨浆浓度为20%；更为优选的方案是第一段采用A盘，磨浆间隙为0.4mm，第二段采用D盘，磨浆间隙为0.2mm，第三段磨浆采用D盘，磨浆间隙为0.15mm，三段磨浆浓度皆为20%。第一段磨浆后浆料用脱水机脱水，平衡水分后进行第二段磨浆；第二段磨浆后浆料用脱水机脱水，平衡水分后进行第三段磨浆。 

本发明同时提供采用本发明制备方法制备得到的烟草薄片纸基。 

本发明的有益效果是： 

本发明从根本上改变了现有技术控制磨浆的技术思维和手段，通过整体研究分析工艺与烟梗纤维的性能关系，总结出磨浆这一关键工艺的可控最佳条件，为烟草企业的生产提供容易实现的、确定的、简易操作的技术方案，保证获得优良的烟梗纤维的形态和成纸性能，实现对烟草薄片纸基性能的全面改善，最终为提高烟草薄片的品质和卷烟的品质提供技术基础。

本发明更具有重要的理论指导意义。本发明以造纸原料中的纤维形态作为影响烟草薄片制备纸基原料的优劣、确定工艺条件的重要依据，不断进行造纸原料纤维形态分析研究，以期对烟梗乃至其他植物纤维原料的制浆造纸性能进行评价，便于更加高效合理地利用植物纤维原料，这不仅对于卷烟的实际生产应用起到重要的技术指导意义，而且对生产造纸原料严重缺乏的我国造纸工业同样显得尤为重要。 

造纸原料中的纤维形态主要指纤维的长度、宽度、长度和宽度的均一性、长宽比及非纤维细胞含量等，纤维长度直接影响到纸张的撕裂度、抗张强度、耐破度等强度性能指标，因而纤维长度是评价原料纤维优劣的一项重要指标；为了客观全面的表征纤维长度对成纸性能的影响，纤维长度通常采用算术平均值、长度加权平均值和质量加权平均值进行测定，研究表明，重均长度能更加准确反应纤维的实际长度。纤维粗度指100m纤维总长度中纤维的质量，以mg或mg·(100m)^-1表示。纤维宽度或粗度受纤维细胞壁厚、胞腔及纤维中各组分密度的影响。纤维粗度不仅影响纸张的强度性能指标，而且还会影响到纸张的吸水性、透气度、平滑度等指标。粗度与纤维的横截面积成正比，粗度大的纤维细胞壁厚，比表面积较小，纤维柔韧性差，易压溃，纤维相互交织接触点较少，不利于纤维之间的交织结合。纤维的粗度越小，纤维的柔软性越好，纤维间的交叉点增多，纤维之间相对结合面积增大，纤维之间的结合力提高，纸张紧度增加，从而提高纸张各项强度指标。可见，纤维粗度可影响纤维之间的交织结合，进而影响纸张各种性能指标。纤维质量分析仪可测量纤维长度及其分布、纤维粗度、细小纤维含量、针叶木浆/阔叶木浆比例、纤维卷曲(Cur1)指数及分布以及纤维扭结(Kink)指数。纤维形态参数对纤维的抄造和成纸的特性影响很大。 

本申请人通过大量实验结合生产实际应用情况进行了总结分析，最后在众多因素中确定以烟梗浆的长度、细小纤维的含量和纤维粗度作为研究的基本对象，并依次建立烟草薄片纸基综合性能的检测方法。 

本发明进一步从烟草薄片纸基的品质出发结合和总结得到的检测方法出发，提供了优化烟梗制烟草薄片纸基综合性能的技术方案，确定最佳磨浆工艺条件，尤其是确定了适宜的磨片、适宜的磨浆间隙，保证了所制备得到的烟梗浆的纤维长度最长，成纸的松厚度最高，使纸基产品获得适宜的抗张指数、撕裂指数、松厚度、透气度、耐破指数，最终保证烟草薄片的良好品质。 

附图说明

图1是本发明所用不同型号的磨盘的形状特征图；图2是A盘磨浆之后的纤维形态（间隙：0.5mm）图；图3是A盘磨浆之后的纤维形态（间隙：0.4mm）图；图4是A盘磨浆之后的纤维形态（间隙：0.3mm）图；图5是J盘磨浆之后的纤维形态（间隙：0.3mm）图；图6是J盘磨浆之后的纤维形态（间隙：0.25mm）图；图7是J盘磨浆之后的纤维形态（间隙：0.2mm）图；图8是D盘，磨浆间隙0.2mm的纤维长度分布图；图9是J盘，磨浆间隙0.15mm的纤维长度分布图；图10是J盘，磨浆间隙0.2mm的纤维长度分布图；图11是K盘，磨浆间隙0.15mm的纤维长度分布图；图12是K盘，磨浆间隙0.2mm的纤维长度分布图；图13是D盘，磨浆间隙0.15mm的纤维长度分布图；图14是打浆转数对打浆度、抗张指数的影响图；图15是打浆度对耐破指数、撕裂指数的影响图；图16是打浆度对透气度、松厚度的影响图；图17是未打浆条件下烟梗纤维的SEM图；图18是烟梗打浆1500转条件下烟梗纤维的SEM图；图19是烟梗打浆3500 转条件下烟梗纤维的SEM图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步详细说明本发明。本实施例中采用的烟草原料来源仅为说明本发明工艺，并不因此限定本发明工艺设计思想；除非特别说明，采用的仪器设备皆为本技术领域常规仪器设备。 

实施例1 

1、实验原料：实验用烟梗由广东中烟工业有限责任公司提供，将常规打叶复烤后所得的烟梗取回后在4℃条件下冷藏，装袋平衡水分备用。

2、浸渍提取：烟梗的提取可参照现有常规。本实施例的烟梗单段浸渍提取实验是在数显恒温水浴锅中（可采用金怡HHS型数显恒温水浴锅，也可以采用其他类似的水浴锅）进行。先将烟梗装入聚乙烯密封袋中，按照实验条件加入一定体积的蒸馏水（液比1：7），并放入己升至60℃的水浴中，保温100min。在浸渍提取期间，每隔10min揉搓一次，以使反应均匀。烟梗单段浸渍提取完成后采用脱水机进行甩干脱水，平衡水分，供磨浆用。 

3、磨浆：经浸渍处理后的烟梗在日本KRK公司产的KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机中进行磨浆，采用10%、15%、20%、25%等不同磨浆浓度进行试验（所述磨浆浓度为质量百分比浓度，也可参照造纸法生产领域的固含量的概念）。磨浆浓度越高，所得浆的质量就越好。磨浆浓度高于20%之后，磨浆操作比较困难，实验总结，选定最适宜的磨浆浓度为20%。磨浆时间不限定根据选用的磨浆机不同而不同，具体结合本技术领域常规由磨浆机的产能决定的磨浆时间。第一段磨浆后浆料用脱水机脱水，平衡水分(24小时)之后进行第二段磨浆；第二段磨浆后浆料用脱水机脱水，平衡水分(24小时)之后进行第三段磨浆。 

其中，KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机的主要技术参数：液体接触部:： SUS-316 不锈钢；可调空隙：1/100mm；磨压底盘：不锈钢材质，底盘直径305mm；主轴转速：3000转/分；供给电源：200/220V三相交流电，22KW/30KW；进料器：螺旋型；进料器电源： 200/220V三相交流电，0.2KW 无级变速。KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机底盘由两部分组成：打浆区和精磨区，烟梗在打浆区初步打碎然后在精磨区进行完全疏解和打碎。底盘材质为高铬不锈钢。一部设备由6个底盘（磨盘）组成，每一个磨盘由3块120°的磨片组成，包括旋转面和固定面。 

附图1A所示的A盘齿纹粗细适中，呈斜放射形，圆周有阻浆环（环宽4.5mm）在粗磨区和破碎区之间有一环形浆挡（2.5～3mm），破碎区锥度为7°，精磨区齿的斜角为130°，这种平面型中齿齿型是日本熊谷理机株式会社制造的10834N齿型。精磨区具有齿厚、齿多、沟窄的特点，使用结果表明：该齿型适合于高浓磨浆，主要用于离解纤维，也有一定程度的细纤维化作用。从附图2A的齿数分布，可清楚地看出有三个区，即精磨区、粗磨区、破碎区。附图1D所示为磨片D盘，附图1J所示为J盘，附图1K所示为K盘， A、D、J、K盘齿盘上各区的齿型结构尺寸见表1所示（或参照厂家产品说明书）。 

表1 A、D、J、K盘齿形尺寸 

本发明经过大量实验总结得到，为了取得好的磨浆效果，对经过浸渍处理的烟梗原料，不能通过一种磨片就能实现高度的纤维化和细纤维化。通过不断的实验总结和分析，采用两段（或两段以上）的分段磨浆可保证获得烟梗的高度的纤维化和细纤维化。

本发明具体的实现方法是采用同一台盘磨机，通过更换磨片的方式来达到在先的理论分析和研究方案和目标，首先确定使用A盘以离解纤维板为主，通过磨浆，分离或断裂纤维的连接，以离解成单根纤维；第二段在同一台磨浆机上更换不同磨片，以实现单根纤维的细纤维化为主，即将完整的纤维部分变成比表面积很的小纤维，从而提高纤维间的结合能力。 

4、PFI打浆：磨浆后的浆料采用HAMJERN MASKJN A/S HAMAR NORWAY公司产的PFI 磨（Mark Ⅵ NO.621）进行打浆，打浆浓度为10%，打浆辊和打室间隙为0.2mm，打浆压力为3.33N·mm^-1。打浆后浆料的打浆度测定采用肖伯尔－瑞格勒YQ-Z-13打浆度测定仪测定。 

5、抄片：可参照现有常规技术进行抄片。本实施例是将打浆后的浆料采用奥地利产PTI快速抄片器抄定量为70g/m²纸片并干燥。干燥温度90℃，干燥时间12min，真空度0.09MPa。纸片在ISO标准恒温恒湿条件（相对湿度50±2%和温度23±1℃）下处理24小时，然后测其物理性能指标。 

6、检测与分析：抗张强度和抗张指数采用瑞典L&W公司生产的抗张测试仪进行测定。撕裂指数采用瑞典L&W公司生产的撕裂度测试仪进行测定。透气度采用瑞典L&W公司生产的透气度测试仪进行测定。 

7、Kajaani FS300纤维分析：准确称取相当于0.2g绝干浆量（准确至0.0001g）的待测纤维，加水分散均匀并稀释至5000mL得纤维悬浮液，准确量取所述纤维悬浮液150mL作为测试试样，按照ISO16065测试标准，采用Kajaani FS300纤维质量分析仪测定纤维的长度、宽度、细小纤维含量等纤维特性指标。 

8、结果和分析 

（1）第一段磨浆对烟梗纤维的影响

第一段采用A盘、不同的磨浆间隙对浸渍后的烟梗进行磨浆，本实施例选取采用磨浆间隙为0.5mm、0.4mm、0.3mm（磨盘的动盘和定盘之间的间隙）进行磨浆之后烟梗纤维形态示于附图3、4和5（磨浆之后的烟梗纤维采用常规数码单反相机进行拍摄）。

采用不同的磨盘和磨浆间隙获得不同的纤维离解效果。从附图2、3、4所示的磨浆结果来看，磨浆间隙为0.5mm时，所得烟梗浆中保留着较多的纤维束，未达到较好地离解纤维的目的；当磨浆间隙为0.4mm时，烟梗浆中虽然仍存在一小部分的纤维束，但基本上已经离解为纤维，纤维状态良好；当磨浆间隙为 0.3mm时，烟梗已经全部离解为纤维，但所得烟梗纤维已经有相当一部分被切断，纤维特性如表2所示。采用上述方法，根据烟梗性质不断实验检测总结分析，最终确定第一段磨浆采用A盘，磨浆间隙为0.4mm，此时烟梗已经基本上离解为纤维，纤维状态良好。 

表2  A盘第一段磨浆纤维特性 

磨片型号	磨浆间隙/mm	打浆度/ 0SR	湿重/g
				A	0.5	9	16.6
A	0.4	9	15.1
				A	0.3	9	13.3

（2）第二、三段磨浆对烟梗纤维的影响

 在第一段磨浆选定A盘磨浆间隙为0.4mm之后，改变磨片，进行第二段磨浆实验。为了确定第二段磨浆的间隙，结合烟梗特性和第一段磨浆后纤维的性能，本发明采用不同的盘和磨浆间隙进行实验研究分析。以不同磨浆间隙为例，附图5、6和7提供了分别采用了0.30mm、0.25mm和0.20mm的磨浆间隙进行了小试实验所得烟梗浆形态（以J盘为例操作），由附图可见，当磨浆间隙为0.3mm和0.25mm时，所得烟梗浆仍然比较粗糙、挺硬；当磨浆间隙为0.20mm时，得到的烟梗浆比较细腻、柔软，而且纤维已经有了一定的分丝帚化能力，所以选择第二段磨浆的间隙为0.20mm。第二段磨浆的实验结果如表3所示。

表3 烟梗第二段磨浆实验结果（J盘） 

磨片型号	磨浆间隙/mm	打浆度/0SR	湿重/g
				J	0.30	18	5.5
J	0.25	19	4.9
				J	0.20	23	2.4

选定第二段磨浆的间隙为0.2mm，再分别在间隙为0.2mm的条件下选用不同磨盘进行第二段磨浆实验，第二段磨浆之后不改变磨片，进行第三段磨浆。实验结果如表4所示。

纤维的湿重是间接表示纤维平均长度，湿重越小纤维平均长度越小，湿重越大纤维平均长度越长。打浆度是反映打浆程度、衡量纸料脱水难易程度的指标（滤水性），综合反映了纤维被切断、润胀、分丝帚化、细纤维化程度。从表4来看，第二段磨浆D盘和K盘都取得较好的磨浆效果，烟梗纤维的打浆度分别为17⁰SR和26⁰SR，湿重为4.9g和5.1g；第二段采用J盘磨浆，烟梗纤维的打浆度为25⁰SR，湿重为2.3g，说明J盘所得烟梗浆的纤维平均长度比D、K两个盘所得的烟梗浆的小。 

第三段统一采用0.15mm磨浆间隙进行磨浆，D、J、K盘进行第三段磨浆实验结果见表4所示，烟梗纤维在第三段磨浆之后，纤维的湿重下降比较快，说明烟梗在第三段磨浆之后，纤维平均长度下降比较快。第三段磨浆之后，D盘所得烟梗浆的打浆度最低，为28⁰SR，纤维的湿重为2.0g；J盘所得烟梗浆的湿重最小，为0.9 g，说明第三段采用J盘进行磨浆，对烟梗纤维的切断较大；K盘所得烟梗浆的湿重最大，为3.1g。 

表4 烟梗第二、三段磨浆实验结果 

磨浆段数	磨片型号	磨浆间隙/mm	打浆度/0SR	湿重/g
					二	D	0.2	17	4.9
二	J	0.2	25	2.3
					二	K	0.2	26	5.1
三	D	0.15	28	2.0
					三	J	0.15	45	0.9
三	K	0.15	44	3.1

*表4中，第二段磨浆间隙：0.2mm；第三段磨浆间隙：0.15mm；第二段磨浆和第三段磨浆采用的是相同的磨片型号。

表5 烟梗第二、三段磨浆实验结果（筛后浆） 

磨片型号	磨浆间隙/mm	细浆得率/%	粗渣率/%	打浆度/0SR	湿重/g
						D	0.2	76.88	2.90	15	6.1
J	0.2	71.43	2.44	16	2.6
						K	0.2	70.94	3.61	15	6.8
D	0.15	77.51	1.13	20	2.4
						J	0.15	74.88	0.26	23	1.2
K	0.15	87.93	0.89	28	3.0

经分析对比，确定对第二段和第三段磨浆之后的烟梗纤维采用筛板筛缝为0.3mm 的ZQS5型筛浆机（即Φ300mm平板立式筛浆机）对烟梗浆进行筛选，选定烟梗浆采用150目的聚脂网袋接浆，实验结果如表5所示。从表5总结，D、J、K盘磨浆，与未筛选的烟梗浆（表4所示）进行比较，筛选之后，烟梗浆的打浆度有不同程度下降，湿重增加比较明显。主要原因是筛选采用150目的聚脂网袋进行接浆，筛选过程中由于采用大量的稀释水冲洗，导致小于150目的组分流失较大，从细浆得率和粗渣率的情况可以看出，流失的组分占的比例较大，第二段磨浆约为20%～25%，第三段磨浆K盘流失的组分约占12%，D、J盘流失的组分约占21%～25%。对筛选之后的第二、三段烟梗浆采用纤维质量分析仪进行测定，测定烟梗浆的长度、细小纤维的含量和纤维粗度，测试结果见表6所示。从纤维分析的结果来看，第二段磨浆的烟梗的纤维长度较长，D盘所得烟梗浆的纤维长度最大，其次是K盘，之后是J盘，纤维长度对纸张各种强度性能均有影响，但影响程度不同。第三段磨浆之后烟梗浆的纤维长度比第二段磨浆的有所下降，但是仍然是D盘所得烟梗浆的纤维长度最大，其次是K盘，之后是J盘。因此，第二段和第三段采用D盘磨浆，所得烟梗浆的纤维质量较佳。

表6 Kajaani FS300纤维分析结果 

除纤维长度、粗度外，细小组分含量也是评价纤维原料质量优劣一项重要指标。优质纤维原料通常都含有较少量的非纤维细胞，因为非纤维细胞强度小，形态短小，几何形状不规则，交织力差，含量过高会引起纸浆得率下降，影响洗涤。在抄纸过程中滤水困难，湿纸页强度差，引起粘辊断头，影响生产，并最终导致成纸强度降低。第二段磨浆，D、J、K盘所得烟梗浆的细小纤维含量相差不大；第三段磨浆，K盘所得烟梗浆的细小纤维含量最大，为35.77%，J盘所得烟梗浆细小纤维含量最少，为21.96%。附图8～13为不同的磨片型号、不同磨浆段数和磨浆间隙的纤维长度分布

图。

（3）烟梗浆物理性能 

对筛选之后的第二段烟梗浆采用PFI磨进行打浆，控制打浆度在20～30⁰SR之间，第三段的烟梗浆则不打浆，实验结果如表3～6所示，然后

进行抄片，检测物理性能，实验结果如表7所示。

表7 PFI打浆后实验结果 

磨片型号	磨浆间隙/mm	打浆转数/转	打浆度/0SR	湿重/g
					D	0.2	100	28	1.3
J	0.2	100	28	0.8
					K	0.2	100	30	1.8
A	0.2	800	26	1.7
					A	0.3	600	24	3.1

注：A盘0.3为一段磨浆。

    从表7的实验结果来看，在相同的抄造定量为70g/ m²条件下进行抄造的烟梗薄片纸基，不同磨片和不同磨盘制得的烟梗浆样，制得的烟梗薄片纸基的抗张强度较好，抗张强度均大于1kN，为后续烟梗浆和烟末的配抄创造有利条件。再从所得烟梗薄片纸基的松厚度来看，采用D盘磨浆间隙为0.2mm所得的第二段烟梗浆，成纸的松厚度最高，为1.78 cm³/g；采用D盘磨浆间隙为0.15mm所得的第三段烟梗浆，和相同磨浆段数的J、K盘比较，所得的烟梗浆松厚度为1.60cm³/g，也较J、K两盘所得的烟梗浆好。和J、K两盘比较，由于D盘齿数相对较少，齿面较宽，槽宽相对较小，在磨浆过程中能有效增强齿面的磨浆作用，抑制切断作用，从而增强分丝帚化能力，所得的烟梗浆纤维长度较长，粗度较好，制成的烟梗薄片纸基物理性能较佳。 

表 8 不同磨片磨浆纸基物理性能 

注：表8纸样中D、J、K、A为磨片型号，0.3、0.2、0.15为磨浆间隙；例：D0.2为D盘磨浆间隙为0.2mm的浆样。

采用盘磨机对烟梗进行制浆，优选采取三段磨浆的方式可取得较好的效果，具体地，第一段和第二段的磨浆间隙为0.4mm和0.20mm可以取得较好的磨浆效果，第三段可以根据实际需要（如控制最终的打浆度）来调整磨浆的间隙。通过对不同的磨片（D盘、J盘和K盘）所制得的烟梗浆进行纤维质量分析和烟梗薄片纸基物理性能分析，结果表明，D盘对烟梗制浆比较适合，D盘所得烟梗浆的纤维长度最长，成纸的松厚度最高。 

烟梗采用D盘进行两段磨浆后（第一段、第二段磨浆间隙分别为0.4mm、0.2mm），所得烟梗浆的纤维长度为1.62mm，粗度为1.077mg/m；所制得烟梗薄片纸基的抗张强度为1.74 kN/m，松厚度为1.78 cm³/g。 

将所制得烟梗薄片纸基结合现有常规工艺制备得到的烟草薄片应用于卷烟中，由7名专业评吸员进行感官评价，产品烟气较软绵、细腻，流速较慢，绵长感有所增加；香气质感较清晰、明亮、透发，协调性较好。 

烟梗经过第三段磨浆（磨浆间隙为0.15mm）之后，所制得烟梗浆的纤维长度为1.30mm，粗度为0.659mg/m；所制得烟梗薄片纸基的抗张强度为1.63 kN/m，松厚度为1.50 cm³/g。 

将所制得烟梗薄片纸基结合现有常规工艺制备得到的烟草薄片应用于卷烟中，由7名专业评吸员进行感官评价，产品烟气较软绵、细腻，流速较慢，绵长感增加；香气质感较清晰、明亮、透发，协调性较好，杂气较小，烟气润感增加，口腔较干净，整体舒适度得到提升。 

实施例2 

1、原料：实验用烟梗由广东中烟工业有限责任公司提供，将常规打叶复烤后所得的烟梗取回后在4 ℃条件下冷藏，装袋平衡水分备用。

2、实验方法 

（1）浸渍提取：烟梗浸渍提取的实验条件如下：液比1：7，温度60℃，时间100 min。烟梗单段浸渍提取实验是在常规实验电热蒸煮锅（普通型）ZT1-00/15L（兴平市中通试验装备有限公司生产）中进行。烟梗装锅量为1500 g，先将按液比计算好的提取用水加入到蒸煮锅中进行预热到指定温度，加入烟梗，盖好锅盖进行旋转提取，保温至规定的时间。烟梗单段浸渍提取完成后采用脱水机进行甩干脱水，平衡水分，供磨浆用。

（2）磨浆：经浸渍处理后的烟梗在日本KRK公司产的KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机中进行二段磨浆，磨浆浓度为20%。 

（3）打浆：磨浆后的烟梗浆料采用HAMJERN MASKJN A/S HAMAR NORWAY公司产的PFI 磨（Mark Ⅵ NO.621）进行打浆，打浆浓度为10%，打浆辊和打室间隙为0.2 mm，打浆压力为3.33 N/mm。打浆后浆料的打浆度测定采用肖伯尔－瑞格勒YQ-Z-13打浆度测定仪测定。 

（4）抄片：打浆后的烟梗浆料采用奥地利产PTI快速抄片器抄定量为70g/m²纸片并干燥。干燥温度90 ℃，干燥时间12 min，真空度0.09 MPa。纸片在ISO标准恒温恒湿条件（相对湿度50±2%和温度23±1℃）下处理24小时后，然后测其物理性能指标。 

（5）连续流动分析：提取后的烟梗进一步采用脱水机进行甩干脱水，之后自然风干，用植物粉碎机磨成粉末，收集40～60目的样品进行植物纤维原料分析，其他磨碎的样品再经Cyclotec 1093磨烟机磨成粉末，供流动分析使用。连续流动分析采用连续流动分析仪器AA3（SEAL AutoAnalyzer 3, SEAL Analytical Co., UK）进行检测。烟梗中水溶性糖、总植物碱、总氮和氯的测定分别采用YC/T 159-2002、YC/T 160-2002、YC/T 161-2002和YC/T 162-2002标准进行测定。纤维分析及扫描电子显微镜（SEM）观察：采用Kajaani FS-300纤维分析仪分析纤维形态；将手抄片裁剪后进行喷金处理，然后使用扫描电子显微镜（Hitachi S-3700N）进行观察。 

分析测定：其余各项目分析测定均按相应国家标准进行。 

3、实验结果 

（1） 浸渍提取：烟梗浸渍提取的目的是尽可能多的提取烟梗中的可溶性组分，这些组分经过蒸发浓缩等工艺之后最后回涂到烟用薄片纸基上；而提取后的烟梗经过磨浆，打浆，抄造等工序制成烟用薄片纸基，除非特别说明，其他工序参照常规工艺。表9为采用本发明浸渍方法对烟梗提取前后烟梗中的主要化学物质的含量变化。

表9 烟梗浸渍前后化学物质的变化分析 

化学成分	烟梗原料	提取后烟梗
			苯-醇抽出物/%	6.79	3.67
酸不溶木素/%	4.01	8.86
			酸溶木素/%	0.35	1.29
综纤维素/%	36.4	48.8
			水溶性糖/%	15.8	10.6
总植物碱/%	0.63	0.42
			氯/%	2.06	1.03
总氮/%	1.65	1.46
			提取率/%	--	26.7

烟梗经过提取之后，烟梗中相当一部分可溶性的物质溶于水中，苯-醇抽出物含量下降了3.12%，但是由于烟梗经提取后所含的（可溶性）物质还是比较多，所以提取之后的苯-醇抽出物含量仍然高达3.67%。烟梗在60℃的条件下用水进行提取，烟梗中的木素和综纤维素几乎是不和水发生化学变化的，烟梗中综纤维素和木素的含量随着其它可溶性物质的溶出而所占的比例相对增加，特别是提取之后综纤维素的含量增加到48.8%,比烟梗原料增加了12.4%，综纤维素含量的增加对后续烟梗的磨浆、打浆、以及烟草薄片纸基的抄造都是非常有利的。水溶性糖、总植物碱、氯和总氮作为烟草中的重要指标，其含量经过提取之后，在烟梗中的含量都有不同程度的下降。经过提取之后，烟梗的提取率为26.7%。

（2）磨浆：对浸渍提取之后的烟梗进行磨浆，磨浆的工艺条件为第一段采用A盘 ，磨浆间隙为0.4 mm；第二段采用D盘，磨浆间隙为0.2 mm。 

磨浆结果如表10所示。烟梗经过本发明所述工艺条件浸渍处理，烟梗纤维吸水润胀，再加上烟梗的结构疏松，烟梗磨浆的总能耗较低，为809 kWh/t浆。烟梗经过第一段磨浆，烟梗中的木素软化，并使烟梗离解为纤维，第二段磨浆后使烟梗进一步细纤维化，烟梗经过两段磨浆之后的得率较高，为84.70%。烟梗经过两段磨浆，所得烟梗浆的打浆度为10 ^oSR，烟梗浆的滤水性能非常好。 

表10 烟梗磨浆结果 

磨浆段数	打浆度/oSR	磨浆得率/%	磨浆能耗/kWh·t浆 -1
				一	10	89.14	417
二	10	84.70	392

（3）打浆对烟梗浆纤维形态的影响  打浆对烟梗纤维的形态影响如表11所示。

表11 打浆对烟梗浆纤维形态的影响 

打浆转数/转	0	1500	2500	3500	4500	5500	6500	7500
									打浆度/oSR	10	16	23	31	38	44	47	48
平均长度Lw/mm	1.62	0.88	0.77	0.75	0.74	0.65	0.48	0.36
									细小纤维含量/%	6.90	11.37	12.53	13.32	14.09	14.10	21.05	37.17
粗度/mg·m-1	1.370	1.356	1.256	1.209	1.077	0.902	0.883	0.870
									纤维卷曲指数/%	18.3	14.8	14.3	14.0	13.6	12.0	8.4	7.9

由表11可见，随着PFI打浆转数的提高，烟梗纤维的纤维长度逐渐下降，且下降趋势非常明显。未打浆的烟梗纤维长度为1.62 mm，打浆转数为1500转之后，纤维长度下降至0.88 mm，这说明烟梗纤维在打浆过程中很容易被切断。细小纤维的含量随着打浆转数的增加而逐渐增加，未打浆的烟梗浆细小纤维含量少，占6.90%；打浆至7500转（打浆度为48^oSR）时，细小纤维的含量占到了37.17%，这说明烟梗浆打浆过程中，纤维不断被切断，产生了更加多的纤维碎片。在打浆初期，烟梗纤维的粗度缓慢下降，说明打浆破坏纤维的细胞壁，使纤维分丝帚化，对烟梗纤维的粗度影响不大，但在打浆的后期（打浆度大于38^oSR），纤维被切断及明显出现分丝帚化后，纤维的粗度下降较大。烟梗的纤维卷曲指数随着打浆转数的提高呈逐渐下降趋势，主要原因是纤维长度较长的烟梗纤维容易发生卷曲，随着纤维被切断，纤维长度下降，烟梗纤维的卷曲指数下降。

（4）打浆对烟梗浆物理性能的影响 

烟梗浆物理性能是烟梗纤维间结合力、纤维内在强度和纤维平均长度综合影响的结果。附图14为不同打浆转数对打浆度和抗张指数的影响。烟梗纤维初始的打浆度为10^oSR，见表11所示，说明磨浆之后烟梗纤维的滤水性能比较好。由附图14可见，随着打浆转数的增加，在打浆初期，烟梗纤维的打浆度上升很快，打浆转数为5500转时，烟梗纤维的打浆度已经达到了44^oSR；之后，烟梗纤维的打浆度随着打浆转数的提高而变得平缓，继续提高打浆转数至7500转时，此时的打浆度为48 ^oSR，仅比打浆转数为5500转时增加了4 ^oSR。从附图14还可以看出，未打浆的烟梗薄片纸基的抗张指数为13.39 N·m/g，烟梗薄片纸基的抗张强度指数在打浆初期上升很快，经过PFI磨打浆1500转以后，打浆度仅增加了6 ^oSR，但是抗张指数增加了一倍多，为27.81 N·m/g。说明打浆使纤维切断、细纤维化和分丝帚化，增加了纤维之间的结合面积，从而使抗张强度指数迅速增加。随着打浆的进行，打浆度逐渐增加，但是抗张强度指数的增加逐渐缓慢，当打浆度为35 ^oSR时，烟梗薄片纸基的抗张强度指数达到最大值，见附图15所示，之后，抗张强度指数呈现下降现象。产生这种转折的原因，主要是受到纤维结合力和平均纤维长度两者变化的影响。对于薄片纸基的抗张指数而言，在打浆初期，主要影响它的是纤维结合力。纤维结合力决定于纤维在打浆过程的水化程度。因为打浆作用的关系，纤维发生润胀，比表面积增加，而纤维在这种表面扩散变化过程中，增加了纤维的水化作用，进而增加了纤维结合力。纤维结合力在打浆初期增长很快，是提高薄片纸基抗张指数的主要因子，以后烟梗纤维结合力增长逐渐降下来，相反纤维平均长度的减短速度相对地上升，有了这种对比关系，自然使薄片纸基的抗张力产生转折点。

烟梗打浆度对耐破指数和撕裂指数的影响如附图15所示。纤维长度是影响撕裂度的重要因素，随着打浆度的提高，烟梗纤维的长度下降很快，见表11所示，从而导致烟梗纸基的撕裂指数也较快下降。影响烟梗纸基耐破指数的主要因素有两个，即纤维长度和纤维间结合力，而后者比前者对耐破指数的影响更大。因此，由附图15总结，烟梗浆打浆度升高，烟梗纤维的分丝帚化使烟梗纸基的纤维间结合力得到很好的改善，从而导致烟梗纸基的耐破指数迅速上升。 

附图16为不同打浆度条件下对烟梗薄片纸基松厚度的影响。未打浆的烟梗浆的松厚度最高，为2.08 cm³/g，随着打浆度的上升，烟梗薄片纸基的松厚度下降非常快，这是因为打浆破坏了烟梗纤维的细胞壁，使纤维分丝帚化，打浆后期纤维变短，分丝帚化程度增加，增加了结合面积，从而使松厚度迅速下降。透气度对烟梗纸基的燃烧性能有很大的关系，因此烟梗纸基的透气度是一个很重要的技术指标。从附图16可以总结，透气度与松厚度都随着打浆度的升高而急剧下降，未打浆的薄片纸基的透气度较高，为59.58 μm/(Pa·s)，说明未打浆的烟梗纤维挺硬，制成薄片纸基时纤维与纤维之间的结合没有那么紧密，纤维与纤维之间存在大量的空隙，使空气易于通过。随着打浆度提高，薄片纸基的松厚度下降，紧度上升，透气度下降。 

（5）烟梗纤维的扫描电镜分析 

附图17～19为不同打浆度条件下烟梗纤维的SEM图。其中附图17、18、19分别为未打浆烟梗纤维、烟梗打浆1500转、烟梗打浆3500转的打浆度条件下烟梗纤维的SEM图。从附图17可以看出，未经打浆的烟梗纤维比较挺硬，分丝帚化比较少，纤维结合面积少。而附图18中的烟梗纤维分丝帚化明显，细小纤维明显增加，纤维之间结合比较紧密。继续打浆到3500转（打浆度为31 ^oSR），从附图19中发现，烟梗纤维变得非常柔软，细小纤维较多，分丝帚化现象非常明显，烟梗纤维之间的结合力很强，成纸性能较好，但是紧度增大，透气度下降很快，这对烟梗薄片纸基非常不利。这说明烟梗纤维易打浆，易细纤维化，烟梗纤维打浆度提高的同时，烟梗纤维长度的损失较严重，并且产生更加多的细小纤维，所以控制好烟梗纤维的打浆，是有效控制烟梗纸基物理性能的关键因素。

经过本发明大量实验验证了本申请人的总结分析。烟梗浸渍提取之后，烟梗中水溶性糖、总植物碱、氯和总氮的含量都有不同程度的下降，烟梗中综纤维素的含量相对提高了12.4%，达到了48.8%,为后续的磨浆和打浆创造了有利条件。烟梗经过两段磨浆之后，磨浆得率为84.70%；磨浆的总能耗较低，为809 kWh/t浆。烟梗的纤维形态分析表明，随着烟梗浆打浆度的升高，烟梗浆的纤维长度下降较快，烟梗浆细小纤维含量增加很快。烟梗浆的成纸性能分析表明，烟梗浆打浆度增加，烟梗纸基的抗张指数先增加后降低，松厚度、透气度和撕裂指数呈下降趋势，耐破指数上升较快。 

将本实施例纸基结合现有常规工艺制备得到的烟草薄片应用于卷烟中，由7名专业评吸员进行感官评价，产品烟气软绵、细腻，流速较慢，绵长感明显增加；香气质感清晰、明亮、透发，协调性好，薄荷型香韵特征较明显；杂气小，烟气润感显著增加，口腔干净，整体舒适度明显提升。 

Claims (7)

1.一种烟梗制烟草薄片纸基的制备方法，以烟梗为原料采用造纸法制备得到，包括浸渍、磨浆、打浆、抄片步骤；其特征在于所述磨浆采用控制磨浆的磨盘、磨浆间隙、磨浆段数和磨浆浓度实现；所述磨浆段数包括第一段和第二段磨浆，磨浆浓度为20%；第一段磨浆间隙为0.4mm；第二磨浆间隙为0.2mm；

所述第一段磨浆的磨盘参数为：

所述第二段磨浆的磨盘参数为：

。

2.根据权利要求1所述烟梗制烟草薄片纸基的制备方法，其特征在于磨浆段数还包括第三段磨浆，磨浆浓度为20%；磨浆间隙为0.15mm；磨盘参数采用权利要求1所述的第二段磨浆的磨盘参数。

3.权利要求1或2所述制备方法制备得到的烟梗制烟草薄片纸基。

4.根据权利要求1或2所述烟梗制烟草薄片纸基的制备方法，其特征在于磨浆采用日本KRK公司产的KRK-2500Ⅱ高浓磨浆机进行磨浆操作，第一段磨浆采用A盘，磨浆间隙为0.4mm，磨浆浓度为20%；第二段磨浆采用D盘，磨浆间隙为0.2mm，磨浆浓度为20%。

5.根据权利要求4所述烟梗制烟草薄片纸基的制备方法，其特征在于还包括第三段磨浆，第三段磨浆采用D盘，磨浆间隙为0.15mm，磨浆浓度为20%。

6.权利要求4所述制备方法制备得到的烟梗制烟草薄片纸基。

7.权利要求5所述制备方法制备得到的烟梗制烟草薄片纸基。

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