CN102830174A - 一种快速鉴别造纸法再造烟叶碳酸钙含量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于再造烟叶技术领域，具体涉及一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法。它是将再造烟叶固定在装有酸溶液的样品槽中，样品槽的一侧装有超声波发射器，另一侧装有超声波接收器，使超声波发射器发射的超声波穿过再造烟叶，并被超声波接收器接收，通过检测超声波接收器接收的信号衰减值，即可鉴别再造烟叶中碳酸钙含量高低。本发明方法操作简单，可以在10s内快速鉴别出再造烟叶中填料碳酸钙含量的高低，便于快速指导再造烟叶的生产，提高产品质量和稳定性。
Description
技术领域
本发明属于再造烟叶技术领域，具体涉及一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法。
背景技术
造纸法再造烟叶，是以烟梗烟末为主要原料，通过提取分离，打浆抄造，涂布干燥等技术手段，对烟草物质的进行重组加工得到的一种类似于纸页的烟草制品。由于在生产过程中对烟草原料中的化学成分实现了调整和组合，再造烟叶的外观疏松性能和加工性能得到明显提高，以一定的比例掺配到卷烟烟丝中能有效实现降焦减害和增强卷烟风格特征的作用。造纸法生产再造烟叶，通常会在烟草浆料中加入碳酸钙作为填料，经充分搅拌混匀后抄造成再造烟叶基片，然后涂布干燥形成再造烟叶成品。再造烟叶中碳酸钙含量的高低，会影响到再造烟叶基片的吸液性能，再造烟叶的填充性，疏松度，灰分等性能，进而间接影响到再造烟叶掺配到卷烟后的燃烧性能和烟气中有害物质的释放量。因此，在再造烟叶实际生产中，需要对再造烟叶中的碳酸钙含量进行快速检测，减少再造烟叶碳酸钙含量的波动，保证再造烟叶品质的稳定。
目前没有专门针对再造烟叶的检测碳酸钙含量的方法。烟草行业标准YC/T 314-2009《卷烟纸中碳酸钙的测定 电位滴定法》是通过酸碱电位滴定的方法检测卷烟纸中碳酸钙的含量，把纸样与已知浓度盐酸溶液搅拌充分反应后，再用已知浓度的氢氧化钠溶液进行酸碱电位滴定，同时做空白实验，根据反应中消耗盐酸的量计算出纸样中碳酸钙的含量。《云南化工》2011年第38卷第5期《卷烟纸中碳酸钙含量的测定》介绍了一种通过离子色谱测定卷烟纸碳酸钙含量的方法。通过加入1%乙酸水溶液对纸样进行超声萃取，将滤液过滤后进离子色谱柱进行分析，根据钙离子含量换算得到卷烟纸中碳酸钙的含量。由于在造纸法再造烟叶的实际生产中，只是需要知道实时生产的再造烟叶与已知含量的标准样品间碳酸钙含量的高低变化，来及时调整生产中助留助滤剂和白水回用量等工艺参数，减少再造烟叶碳酸钙含量的波动。电位滴定和离子色谱这两种测定纸样中碳酸钙含量的方法，需要用到较多仪器设备，样品前处理耗时长，操作复杂，显然不能满足实际生产中快速鉴别在线再造烟叶与标准样品的碳酸钙含量高低的需要。
发明内容
本发明的目的在于针对目前再造烟叶碳酸钙含量测定方法耗时长和操作复杂的不足，提供一种利用超声波渗透作用，快速鉴别造纸法再造烟叶基片和再造烟叶成品中碳酸钙含量的方法。
本发明是利用一定频率的超声波，透过浸入酸溶液中的再造烟叶基片或成品，电脑记录接收到的信号强度变化情况，根据超声波信号强度随时间变化的规律，快速鉴别再造烟叶中碳酸钙含量的高低。
本发明的技术方案是这样实现的：它是将再造烟叶固定在装有酸溶液的样品槽中，样品槽的一侧装有超声波发射器，另一侧装有超声波接收器，使超声波发射器发射的超声波穿过再造烟叶，并被超声波接收器接收，通过检测超声波接收器接收的信号衰减值，即可鉴别再造烟叶中碳酸钙含量高低。所述的碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙。所述的酸溶液为硫酸、盐酸、醋酸、磷酸或硝酸溶液。所述的酸溶液的摩尔浓度为0.01mol/L--0.2mol/L。超声波发射器的发射频率为1MHZ-2MHZ。
附图说明
图1是本发明超声波作用装置示意图
图2是再造烟叶基片与0.1mol/L盐酸溶液作用下超声波强度变化曲线
图3是再造烟叶基片与0.02mol/L盐酸溶液作用下超声波强度变化曲线
图4 是再造烟叶基片与0.1mol/L醋酸溶液作用下超声波强度变化曲线
图5 是再造烟叶与0.1mol/L盐酸溶液作用下超声波强度变化曲线
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步说明。
本发明检测原理：图1是超声波作用装置示意图，主要包括两端带有超声波发射器和接收器的样品槽。样品槽中注有一定浓度的酸溶液，中间有一个固定架。固定架表面贴有裁剪成一定长宽尺寸的再造烟叶片样，超声波发射器发射的超声波穿再造烟叶片样而过，并被超声波接收器接收。当把固定架浸入酸性溶液中，再造烟叶与酸溶液接触，酸会与再造烟叶中的碳酸钙填料发生反应，生成二氧化碳气泡。这些气泡从基片的孔隙中排出，上升，融合，形成大的空气泡和稳定的空气陷阱，对超声波信号会产生散射吸收作用，继而使接收器接收到的信号强度降低。碳酸钙填料含量越高的再造烟叶，与相同浓度的酸溶液发生渗透反应作用后，相同时间段内产生的二氧化碳气泡也越多，对超声波信号的散射作用也越大，信号衰减也就越快。因此，通过比较分析超声波信号强度衰减快慢的程度，可以在10s内快速鉴别出再造烟叶中碳酸钙含量的高低。通过比较实时生产的再造烟叶与标准样品的碳酸钙含量高低，可以及时调整生产中的助留助滤剂的用量和白水回用量等参数，使再造烟叶的碳酸钙含量和物化性质稳定。
实施例一
将碳酸钙含量分别为7%，10%，13%，16%，19%的再造烟叶基片，裁剪成8cm×5cm的长方形片样，粘贴在固定架上，测试样品槽中倒入0.1mol/L的盐酸溶液。开启超声波发射器发射2MHZ频率的超声波，将片样浸入盐酸溶液的同时开始通过电脑记录接收器接收到的超声波信号强度值，得到超声波信号强度与再造烟叶基片渗透反应时间的关系图和具体检测数值分别见下图2和表1。
表1再造烟叶基片与0.1mol/L盐酸溶液作用下的超声波强度变化
根据以上图2和表1检测结果可知，再造烟叶基片与0.1mol/L盐酸溶液接触反应生成二氧化碳气泡，反射散射超声波，致使超声波接收器接收到的信号强度迅速衰减，在10s后趋于稳定。7%碳酸钙含量再造烟叶基片在与0.1mol/L盐酸作用10s后，超声波信号衰减到初始信号强度的15.84%，而19%的衰减到2.17%，再造烟叶基片中填料碳酸钙含量越大，相同时间内超声波信号衰减程度越大。因此，可以依此来快速鉴别不同再造烟叶基片的碳酸钙含量高低。
实施例二
将碳酸钙含量分别为7%，10%，13%，16%，19%的再造烟叶基片，裁剪成8cm×5cm的长方形片样，粘贴在固定架上，测试样品槽中倒入0.02mol/L的盐酸溶液。开启超声波发射器发射2MHZ频率的超声波，将片样浸入盐酸溶液的同时通过电脑记录接收器接收到的超声波信号强度值，得到超声波信号强度与再造烟叶基片渗透反应时间的关系图和具体检测数值分别见下图3和表2。
表2再造烟叶基片与0.02mol/L盐酸溶液作用下的超声波强度变化
根据以上图表检测结果可知，再造烟叶基片与0.02mol/L盐酸溶液接触反应后，接收器接收到的超声波信号强度随之降低，10%碳酸钙含量的再造烟叶基片在与0.02mol/L盐酸接触渗透10s后超声波信号强度衰减为初始强度的17.83%。再造烟叶基片碳酸钙含量越高，相同时间内超声波信号强度衰减程度越大。不同碳酸钙含量的再造烟叶基片超声波信号强度的衰减程度区分度好。
实施例三
将碳酸钙含量分别为7%，10%，13%，16%，19%的再造烟叶基片，裁剪成8cm×5cm的长方形片样，粘贴在固定架上，测试样品槽中倒入0.1mol/L的醋酸溶液。开启超声波发射器发射2MHZ频率的超声波，将片样浸入醋酸溶液的同时通过电脑记录接收器接收到的超声波信号强度值，得到超声波信号强度与再造烟叶基片渗透反应时间的关系图和具体检测数值如下图4和表3。
表3再造烟叶基片与0.1mol/L醋酸溶液作用下的超声波强度变化
从上图4和表3可以看出，7%-19%碳酸钙含量的再造烟叶基片与0.1mol/L醋酸溶液作用，超声波接收器接收到的超声波信号强度降低，并且再造烟叶基片碳酸钙含量越高，相同时间内超声波信号衰减越大。13%-19%含量的三种基片超声波强度变化曲线在4.0s后比较接近。
实施例四
将碳酸钙含量分别为4.79%，6.84%，10.95%，13.00%的再造烟叶成品，裁剪成8cm×5cm的长方形片样，粘贴在固定架上，测试样品槽中倒入0.1mol/L的盐酸溶液。开启超声波发射器发射1MHZ频率的超声波，将片样浸入盐酸溶液的同时通过电脑记录接收器接收到的超声波信号强度值，得到超声波信号强度与再造烟叶成品渗透反应时间的关系图和具体检测数值如下图5和表4。
表4再造烟叶与0.1mol/L盐酸溶液作用下的超声波强度变化
从上图5和表4可以看出，4.79%-13.00%碳酸钙含量的再造烟叶与0.1mo/L盐酸溶液作用，超声波接收器接收到的超声波信号强度降低，并且再造烟叶碳酸钙含量越高，相同时间内超声波信号衰减越大。这表明，再造烟叶与盐酸作用下的超声波信号强度衰减变化规律，可以用来鉴别造纸法再造烟叶的碳酸钙含量高低。
Claims (5)
1.一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法，它是将再造烟叶固定在装有酸溶液的样品槽中，样品槽的一侧装有超声波发射器，另一侧装有超声波接收器，使超声波发射器发射的超声波穿过再造烟叶，并被超声波接收器接收，通过检测超声波接收器接收的信号衰减值，即可鉴别再造烟叶中碳酸钙含量高低。
2.根据权利要求1所述的一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法，其中所述的碳酸钙包括轻质碳酸钙和重质碳酸钙。
3.根据权利要求1所述的一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法，其中所述的酸溶液为硫酸、盐酸、醋酸、磷酸或硝酸溶液。
4.根据权利要求1所述的一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法，其中所述的酸溶液的摩尔浓度为0.01mol/L--0.2mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种快速鉴别造纸法再造烟叶中碳酸钙含量高低的方法，其中超声波发射器的发射频率为1MHZ-2MHZ。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20121219 |