CN1033359C - 造纸法生产烟草薄片的工艺及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属烟草加工工艺及设备，解纤制浆与萃取抽提两道工序合二为一，造纸机出水管路上设精滤装置，往浓缩后的萃取抽提液中掺优质烟末，把烟末喷涂，浓缩后的萃取抽提液浸渍和干燥两过程结合在一起实施，设有香料回收装置和原料净化与整理加工装置，采用生产用水沉淀排污，封闭循环使用，补充损耗的供水流程。可提高烟草中水溶成份的萃取抽提率，提高原料利用率，降低环境污染和造纸设备的投资，减少生产中的耗水量，提高烟草薄片的品质。

Description

本发明属烟草加工工艺及设备。

烟草薄片是以烟梗、碎烟末等烟草物质为主体，经过重新组合加工而成的再生烟叶。它可以同天然烟叶掺配加工成卷烟，不但能节约原料，提高烟草利用率，而且其化学成份和物理性能可人为设计调整以符合卷烟配方需要，并降低卷烟焦油、改善烟气品质。现已有的烟草薄片生产工艺，主要有造纸法、稠浆法和辊压法。造纸法烟草薄片由纯烟草物质组成，烟草纤维绞织成基片，烟叶肉质填充于纤维空隙。由于不外加木质纤维和胶粘剂等非烟草物质，因此木质味和杂味相对减少。同时，由于质地疏松多孔隙，容易浸润，易于加香加料，其物理特性和化学成份的调控容易实现。

造纸法生产烟草薄片的基本工艺步骤是：烟草物料用水浸渍萃取，经压榨将纤维物料与液体分离，再经制浆抄造薄片，并把溶液浓缩后喷涂浸渍于薄片上，经烘干为产品。

美国专利US4270552提出了一种造纸法生产烟草薄片的工艺和设备，其主要过程是(见图1和图2)：(1)烟草材料与水或水溶性烟草溶液在一个池子(1)内混合，使烟草物料充分湿润，混合时间为20分钟，温度为20-30℃。然后，用泵(2)把这种混合物输送到分片机(3)，使固体物料粒度变小，成为大小不等的纤维束与水的混合物。这是一种粗浆状混合物，把这种混合物输送入萃取系统(4)，其中的纤维束长度≤25mm，横截面积为2平方毫米左右。

(2)采用连续三级萃取工艺，因为萃取系统内没有设置分片装置，所以整个萃取过程中纤维束尺寸几乎不改变，基本上维持原纤维束固体物料体积的情况下使固体物料与液体物料(萃取液)逆向对流萃取，也就是固体物料从第一萃取器→二萃取器→三萃取器，而液体物料从第三萃取器→二萃取器→一萃取器，它们互相逆向对流，然后把固体物料送入制纸浆工序；液体物料送入沉淀器(7)和蒸发器(6)。

(3)经过萃取系统，可溶于水的烟草化学物质的大多数随萃取液送入浓缩工序，经过蒸发器(6)，降低水份含量得到浓缩。纤维束等固体物(未溶解的成份)送入纸浆加工和抄造纸基片工序。这里，纤维束等未溶物质经水稀释连续进入分片机(15)，精制器(5)使纤维束不断变小成为纸浆，经泵输送入抄纸机。

(4)送入抄纸机头箱(9)的纸浆，再次用水稀释达1％浓度，然后由匀速缓慢旋转的，经过特殊改良的丝网机把纸浆泊均匀地带到运动着的毛毡条上。由于毛毡带和网机均为多孔状的织物层，易滤水，纤维浆所含水份由90％以上降至75％左右，然后经负压抽吸、压辊脱水、烘缸(10)干燥(烘缸外表温度120℃)，等一系列干燥与辊压，含水量降到30％以下。以上网机的纸浆泊层便成为纸基薄片。

(5)纸基薄片与萃取浓缩液在浸渍器(11)相接触，浓缩液被纸基薄片所吸收。浸渍器为两个同直径的相互紧帖的同速相对反向运转的辊轮。带状的纸基纤维薄片迅速由上往下移动。浓缩液浸渍了纸片，为纸片吸收。同时，又被紧贴着的两轮挤压，控制了浸渍吸收溶液量，纸片也被挤压得贴贴实实，组织结构致密。浸渍后的纸片变成了再生烟草薄片，含水量达45％。

(6)为了防止浓缩液因粘度过高不易浸渍吸收和因粘辊增大辊轮直径而胀坏设备，在浸渍前装置一个狭窄管道(8)，用泵将浓缩液抽提流经(8)，液体受到剪切力作用降低粘度，使浸渍过程保持正常。

(7)经过浸渍处理的纸基薄片含有了原先萃取抽提的一定量的烟草成分，这就成为纸法再生烟草薄片产品。经过遂道式干燥机(13)进一步干燥，含水量达到16-20％，然后经过振荡器(12)；把薄片撕打成碎片，碎片经过转鼓形干燥机(14)，水份降至10-15％后包装入库。

上述专利技术存在的主要缺点是：

(1)烟草化学成份和果胶的萃取抽提效率低。

天然烟草一般含糖份22-24％，烟碱1-1.9％，蛋白质7.5-8.5％。果胶15-20％，其中烟梗比例越大含烟碱糖分越低而果胶含量越高，这些物质在水里的溶解度较大。

上述专利可溶于水的物质成份中，烟碱和糖份约20％左右，果胶约50％左右未被萃取抽提进入萃取液，而被纤维束带入制纸浆和抄造系统。因此造成原料利用率下降，增大污染，使抄纸机造成障碍。

造成水溶物萃取抽提不彻底的原因在于：萃取系统与制纸浆系统明显分为两个独立的系统。在萃取系统中被萃取烟草物料(主要是烟梗、烟秆)尺寸较大，一般长20mm，横截面宽2mm。原料与水接触时间又短，总共才25-30分钟。三个萃取器中是在物料流动时萃取，并不停留在器内运动萃取，包括泵抽提传送约5分钟。

萃取温度为20～30℃，基本在常温下进行。该专利技术顾意提高萃取温度会促使原料膨胀，增大加工难度。但萃取时间短(30分钟内)，萃取温度太低不利于提高萃取率。

未水溶固体物料(纤维束和未溶解的果胶、糖、烟碱等)离开萃取系统进入分片机(14a)和精制器(22)，实现纤维细化，产生许多絮化纤维。这些纤维浆进入大容量的浆池进行稀释，储备(起蓄水池调节作用，以保证纸机均衡生产)，然后由纸浆泵抽提定量供给抄纸机，经过萃取系统加工后的纤维束浸泡已充分，纤维含水达饱和状态，体积产生膨胀。在分片机(14a)、精制器(2)和储浆池中，纤维尺寸变得越来越小了，停留时间(主要是在储存泡停留)又长达几个小时。在这样的条件下，未被萃取抽提出的糖份、烟碱、果胶比较彻底地溶解在纸浆泊之中，它们与絮状纤维结合成为粘度较高的糊状物存在于纸浆泊中。其结果，一是浪费：烟碱、糖份和赋香物质等高价值物料回收率低；二是增大纸浆粘度，流动性不好，使上网与脱网上毡困难，网机不经特殊改良就不能维持正常生产。三是由于物料随水流失而造成环境污染。

(2)对造纸网机要求苛刻。要采用长网机，不能用通常的圆网机。且这种长网机也须经过改良才能用于抄造烟草纸基片，这就增大该技术普及推广应用的难度，增大设备投资，也增加设备的维修费。

造成这个缺点的原因是由于萃取不彻底，特别是烟梗等原料中的果胶不可能在较大纤维尺寸、较短时间、较低温度下的萃取阶段有效地溶解于水中，而大量地在制浆阶段释放出来，与絮状纤维结合在一起增加纸浆粘度，这对网机必然要产生苛刻要求才能正常上浆，正常抄造纸片。

(3)缺少造纸系统下水的纤维回收装置。约有5～10％的纤维随废水排出。加上可溶物质萃取不彻底，亦随废水流失，所以原料利用率低，利用率只达80～90％，一般在85％左右。同时，由于收率低而加大污染。

(4)耗水量大，主要原因是：所用原料在生产投料前未经净化清除泥沙尘埃等非烟草物质，而且萃取不完全，废水中含果胶、烟碱、糖份多。以上所含排除物，不用大量的水在生产过程中对物料清洗和稀释，就达不到排放标准。

(5)浸渍装置不合理，只注意了浸渍溶液耗量均匀和有利于机械化操作，纸基片(带)均速不停地通过双辊轮浸渍器(34)，但没有注意到经过溶液浸渍后，紧接着受到两个辊轮的紧度挤压，促使纸片纤维组织在潮湿状态下被两个紧贴的辊轮压缩、造成纤维组织更加致密，增大薄片容重。这恰恰是纸法再生烟草薄片不希望产生的弊端。烟草薄片应追求较为疏松多孔隙的组织结构，透气性好，有效地减少卷烟在吸食燃烧过程中的焦油产生量。同时追求容重低，有很好的填充性能，降低烟支重量。该装置是不利于获得疏松多孔的组织结构和降低容重的，而起着相反作用。

(6)缺少化学成份，特别是烟碱含量的调整、补充装置。

因为烟草薄片的原料中，烟梗占50％以上，纤维较多，烟末和烟叶肉质偏低。这种配比的原料结构，再加上萃取不完全，故所生产的薄片含烟碱、糖份和赋香物质比较少，如果不适当补充添加烟碱(尼古丁)，当薄片在卷烟中的掺兑量稍大时就导致明显降低香烟的劲头和香气而影响质量。设置烟碱等物料的调整补充装置，适应不同卷烟厂对薄片化学成分的需求是必要的。该专利缺少这种装置。

(7)缺少烟草原料的净化、整理装置。

因为原料是烟草下脚废料--烟梗、烟末、烟秆和低次烟叶，它们所附着的泥沙尘埃较多，特别是打叶复烤厂的烟未含泥沙量是很高的，有的多达30％以上。还可能带有铁屑铁件和霉烂物、油污和其他杂物。这些非烟草物质和霉烂的原料，如不在投料前加以清除净化，就增加生产过程的排污难度，增加薄片烟的异味、杂气。铁件等还会使设备受到损坏，所以，应有这个工序。

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用造纸法生产烟草薄片的工艺及相应的设备，以提高烟草中水溶成份的萃取抽提率，提高原料利用率，降低环境污染和造纸设备的投资，减少生产中的耗水量，提高烟草薄片的品质。

本发明工艺依次包括如下步骤。解纤制浆与萃取抽提→固液分离→制浆并抄造纸基纤维薄片→把浓缩后的萃取抽提液喷涂浸渍于纤维薄片上→产品。本发明工艺的特征在于让解纤制浆与萃取抽提两道工序合二为一，即将烟梗、烟束及烟叶碎片等固体物料依次通过二级或二级以上的解纤制浆与萃取抽提系统中的混合器、解纤机、分离机，而让萃取剂逆向流经上述设备以同时实现解纤制浆和萃取。这样，固体物料经二次或二次以上的解纤后，纤维束的横截面积逐步变小，得到具有一些绒毛、长短不一的细小纤维，达到造纸浆泊的要求；烟草内可溶于水的物质逐渐溶解，萃取液中的烟碱、糖份以及果胶含量逐渐升高，可溶物的95％左右被萃取。萃取温度范围为20～45℃。温度过低溶解速度慢，萃取率低。温度过高，赋香物质挥发多，且梗条迅速膨胀，韧性增大不利解纤。

本发明工艺可在造纸机出水管路上设置精滤装置，以最大限度地回收纤维，减少排放污染。抄纸机用水离开抄纸机后自流或用泵抽提送入精滤器。精滤器为一具有大面积滤网的容器，滤网为纤维织物、水分经网孔流出进入沉淀池，纤维被过滤保存下来，经回收进入浆池或调浆箱得到利用。

本发明工艺还可往浓缩后的萃取抽液中掺兑占烟草薄片总重量5～30％的优质烟末。这部分烟末不经萃取、解纤制浆和造纸等工序，其粘结剂为萃取浓缩液中的胶体物质(果胶和糖份)。其效果是使烟草薄片接近天然烟叶的化学成份和风味特征，从而可减少调质加入物料(烟碱、糖份)。

本发明工艺最好采用把烟末喷涂、浓缩后的萃取抽提液浸渍和干燥过程结合在一起实施的隧道式密闭喷涂浸渍与干燥工艺，以替代现有技术所用辊挤压式浸渍工艺，保持和促进烟草薄片具有疏松多孔隙的组织结构。在浸渍涂覆过程中，烟碱、糖份浸入纤维的孔隙中被纤维所吸收，烟末等固体未溶物则被粘结在薄片的正反表面，粒度很小的细末也随溶液填充在纤维孔隙中。

喷涂浸渍溶液在30～50℃，以一定压力(0.05～0.1kg/cm²)，或以压缩空气流吸允喷涂办法，在封闭的隧道式喷涂浸渍干燥器内进行。装置有两组喷头(喷射器)，随着纸基纤维带的移动，纸基纤维带的正反两面都受到喷涂浸渍，同时受烘烤干燥。烘烤干燥之热源可以是蒸汽(蒸汽加热器)，也可以是电力(远红外电加热器)。加热器可以设在隧道窑内，也可以设置在窑外加热空气，热风从隧道尾端进入，由顶端排出。在这个过程中，溶液均匀地喷涂在纸基纤维带的正反表面，溶液浸入纤维内部被吸收，少部分烟末填充在纤维的孔隙之间，大部分烟末粘着在表面增加了薄片的厚度和粗糙度，烟草色素有效地调整了薄片的颜色。在喷涂浸渍过程中，第一组喷头(喷身器)对薄片正面施行喷涂，第二组喷头对其反面实施喷涂。

因为萃取浓缩液内含有30％左右的果胶和部分糖，这些胶体物质使喷涂物质较好地粘结在薄片上，同时增大了薄片的韧性、抗拉强度和耐水性。

本发明工艺在喷涂浸渍和烘烤干燥过程中，还可增加香料回收工序。在喷涂浸渍和烘烤干燥过程中，部份赋香物质因受热挥发随空气排出。部分浸膏在喷涂过程中成雾状微粒被气体所带走。这里设置了回收装置，把隧道窑式喷涂浸渍、烘干和成品干燥器排气孔，用薄壁管道把排出气流送入冷凝回收器。回收装置采用清水循环冷却吸收，液体与气体逆向对流接触吸收气体。回收器包括吸收塔、泵、循环槽，槽内有水冷却器。吸收塔内设喷射器、分离器和填料层。

本发明工艺还可在解纤制浆与萃取抽提工序之前设原料净化与整理加工工序和相应的装置。净化是提高产品纯度，降低香烟杂气、异味和保护设备安全的客观要求。整理加工是为生产设备正常运行作原料准备。净化设备是：电磁吸铁器。功能是吸附和清除混在原料中的铁件铁屑。风分机。工艺任务是利用风选作用清除原料中的泥沙尘埃、碎砖、石、木块。霉变原料和被污染的原料靠人工挑选剔除。

整理设备主要是切碎机。工艺任务是将大于(指长度)25mm的原料加以切割，使之达到轴向尺寸小于25mm，能在解纤机上顺利加工。

本发明工艺中最好采用生产用水沉淀排污，封闭循环使用，补充损耗的供水流程及相应装置。该装置建在生产区的下游位置，沉淀池可以为一长方形大容量敝口构筑物。内分若干室，各室相通，室内有排污机构。水从池子一端进入，由另一端用泵抽提送入生产车间循环使用。沉淀物从泡底排出。

和现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：

1、采用解纤制浆工艺与萃取抽提工艺结合为一体，萃取与解纤制浆逆向对流工艺，既促进解纤制浆的进行，又加速了原料中所含烟碱、糖份、赋香物质等烟草成份的萃取抽提，同时也有效地促使果胶进入萃取液。

由于萃取抽提比较完全，纸浆纤维中所含果胶、糖份等胶粘性成份较低，有利于抄造纸纤维片，对抄纸网机要求不苛刻，因此，造纸机不需特殊改造均可用来生产烟薄片，这是美国专利不可及的。

2、由于采用解纤制浆与萃取抽提结合为一体的工艺，加上造纸机白水用精滤器过滤回收纤维，大大提高了原料利用率或称原料收率，由美国专利的85％左右提高到95％左右，增大10％。

3、采用了在萃取浓缩液中加入优质烟末的工艺，利用萃取浓缩液中的果胶为胶粘剂，既保证了烟草薄片喷涂浸渍质量，又增加了天然烟叶的肉质成份，具有明显的天然烟叶的青香风味和烟碱劲头，减少人工加入成份，降低生产成本。

4、采用了隧道窑式的喷涂浸渍和烘干工艺及装备。替代现有美国专利的用两只辊轮浸渍辊压工艺。不仅保持了喷涂浸渍前纸基薄片组织结构疏松多孔的优点，避免了受辊压造成组织结构致密而减少孔隙率，降低透气性，增加容重，降低卷烟填充力等弊端，并且能增加其疏松多孔的程度。

5、采用原料净化与整理加工工序，以及生产用水沉淀排污、封闭循环使用、补充损耗的供水流程及相应装置，从而：

(1)最大限度地清除了非烟草物质以及霉烂变质原料，提高了产品纯度，减少了由于产品不纯造成的卷烟产品吸燃杂气、异味；

(2)由于事先清除了夹带在原料中的铁件、碎砖、石块和木片等机械杂物，保证了设备的安全；

(3)显著降低耗水量，每吨烟薄片耗水量由50～60吨(美国专利技术)降为4～10吨，降低10倍以上，同时也减少了对环境的污染。

图1～2分别为美国专利US4270552的总流程方框图和萃取阶段的流程方框图。

图3为实施例的总流程方框图。

图4～图6分别为图3中有关部分的工艺流程详图。

图7为实施例所用混合器的结构示意图。

图8为实施例所用香料回收塔的结构示意图。

图9为实施例所用造纸机排出水精滤器的结构示意图，其中(a)为主视剖面，(b)为俯视。

图10为实施例所用造纸机排出水沉淀循环水池的结构示意图，其中(a)为俯视，(b)为主视剖面。

以下通过具体实施方式或称实施例对本发明做详细说明。

见图3～6，图中各件号所代表的设备名称如下：

16、烟梗挑选台    39、网机

17、烟便电磁铁    40精滤器

18、烟梗切割机    41、循环沉淀水池

19、烟梗风选机    42、水泵

20、烟梗储罐      43、负压吸水器

21、烟末电磁铁    44、辊压脱水器

22、烟末风选机    45、烘缸

23、烟末储罐      46、干燥机

24、1号混合器     47、喷涂浸渍机

25、1号解纤机     48、隧道窑干燥机

26、1号筛分机     49、撕碎(切丝)机

27、1号分离机     50、圆筒形干燥机

28、2号混合器     51、萃取液沉淀槽

29、2号解纤机     52、萃取液浓缩机

30、2号筛分机     53、配料釜

31、2号分离机     54、优质烟末储仓

32、3号混合器     55、优质烟末粉碎机

33、精浆机        56、优质烟末筛分机

34、压滤机        57、优质烟末储缸

35、浆池          58、喷涂浸渍液储槽

36、浆泵          59、香料回收塔

37、调浆箱        60、循环冷却槽

38、网机          61、泵

各流程线条的含意如下：

烟梗----------------a

烟末----------------b

优质烟末------------b

调质调色物料--------b

清水----------------c

含有可溶物的水------c

污水、污物              c

喷涂浸渍溶液            d

烟草薄片带              f

纤维物质                g

萃取液                  h

纤维水混物              i

香料回收                e

烟草薄片产品            k

需要进一步说明的情况如下：

1、原料净化与整理加工：烟梗、烟末分别进行挑选除去石块等杂物和霉变油污部分；用电磁铁除弃铁件铁屑；用风选机除弃泥沙尘埃；用切割机将烟梗和低次烟切割为≤25mm，然后分别将净化整理后的烟梗、烟末储存于原料仓。

2、解纤制浆与萃取抽提：烟梗、烟末以及低次烟叶碎片，以清水(开工初始阶段)或烟草水溶液(开工正常后为系统循环水)为萃取剂，按比例加入解纤制浆与萃取抽提系统的1号混合器24。固体物料顺行，由1号混合器→1号解纤机→1号筛→1号分离机→2号混合器→2号解纤机、振筛、分离机→3号混合器→精浆机、压滤机→精浆泡。萃取剂液体加入3号混合器，经精浆机、压滤机制浆萃取后的物料经压滤机使固液分离，固体送入精浆池，液体送入2号混合器经混合解纤、筛分、分离机，又使固液分离，所得萃取液送入1号混合器与新鲜原料混合、解纤、筛分、分离后送往沉淀浓缩阶段。

3、抄造纸基纤维薄片：经解纤萃取后，纤维送入精浆池，加水稀释成纸浆，用浆泵输送入造纸机前的高位调浆箱，在这里用水进一步稀释使纤维浓度达1％，借位差自流入网箱内，不断地被匀速转动着的网机带走，因毛毡疏松多孔隙，水份不断滤除，经过负压抽吸、辊压脱水，纸浆层含水量逐渐降低，由上网时的90％以上降为70％左右，再经过大直径圆鼓形烘缸干燥，缸内通入蒸汽加热，烘缸表面温度高达120℃左右，纸层含水率降至20％以下，纸浆层随着水份的脱出便成了纸基薄片。根据薄片厚度、产量的需要，造纸机可采用单网单缸、双网双缸或多网多缸，上浆浓度也可作适当调整。

4、从造纸机排水中回收纤维：

由造纸机排出的水中，因含有细粒纤维和水溶物质，称为白水。实际上是稀释的烟草纤维、糖、烟碱水溶液。为了回收纤维，白水送入精滤装置，精滤器为具有大面积滤网的容器，滤网为纤维织物，具有许多小孔，白水在这里得到过滤，纤维被回收。根据需要，可设置一个或多个精滤器并联或串联使用，有利于提高纤维回收效率。

5、生产用水沉淀循环，定时排污，补充损耗：沉淀循环供水池的结构为一敞口的长方形水池，池深4米左右，分为若干格，各格构成一个小池，经沉淀后的水由泵抽提送入给水管网。

6、萃取抽提溶液浓缩：萃取液输入沉淀池，在静态下，所含泥沙和纤维沉入池底，经排污阀控制排出。经沉淀排泥后的溶液送入蒸发浓缩器。采用蒸汽为热源(也可用电加热)，由真空泵或文丘里对蒸发器造成负压蒸发。加热温度为50～60℃，温度过高虽然蒸发快，但赋香物质挥发损失多。控制浓度为40～50％，然后送入储罐供配制喷涂浸渍液(综合性的一种浸膏)之用。

7、优质烟末的处理和应用：因为制造烟草薄片的原料属烟草下脚料废弃物，且烟梗占50％以上，以纤维物质为主要成份，烟叶肉质含量低(30％左右)，为使烟薄片具有一定的烟草化学成份和烟香、烟碱含量。同时也为了节约成本，减少人为添加烟碱和赋香物质，所以采用加入一部分优质烟末的办法。优质烟末是指卷烟厂在卷接、包装过程中剔出的烟丝碎屑。这种碎屑不含非烟草物质，品质精良，香气和烟碱含量多。本工艺将这种优质烟末经过干燥(温度控制≤60℃)，在30～60℃范围内蒸发水份，然后经粉碎机研磨，粒度控制在80～100目范围。然后输入储罐作为配制喷涂浸渍溶液(浸膏)之用。

8、配制喷涂浸渍浆液：这种浆液也可以叫做浸膏。主要成份是以萃取浓缩液为基料，加入物质是烟碱(尼古丁)、食用烟草色素、优质烟末。加入的物料品种和数量不是绝对的，而是根据用户需求进行配制。如果不加入优质烟末，只加入色素和烟碱，那么这种溶液就纯属浸渍液，要加入优质烟末才成为浸渍、涂覆兼备的浆状物浸膏。

为何要加入烟碱、优质烟末前面已说清楚了。加入食用烟草色素的必要性在于，用造纸法生产的烟草薄片，因原料中烟梗比例高达50％以上，经制浆、萃取和抄纸过程多次洗涤之后，所制造出的纸基薄片的色泽很浅，虽经萃取浓缩液浸渍处理，其颜色仍近似包装用纸的颜色，仍然呈黄白色，不具天然烟草色泽特征。所以在溶液中适当加入食用烟草色素是必要的。

9、打碎或制丝：经喷涂浸渍后的烟草薄片因经事先萃取抽提出的烟草水溶物质，再经调质调色和加入优质烟末的涂覆和浸渍，已具有天然烟叶的物理性状和化成份等特征，不再是纸基薄片，已成为造纸法烟草薄片。这种薄片成为大幅片状，类似纸张形状，卷烟厂不能直接投料应用。所以设立打碎成形状不一的面积为25-100平方毫米的碎片，或切成烟丝(丝宽1.2mm左右，长5-30mm)，这种碎片或烟丝最后一次干燥控制含水率在11～15％范围，包装出厂。

这种造纸法再生烟草薄片具有天然烟叶的烟香、烟碱劲头和色泽等特征，而且有组织结构疏松多孔，透气性好，燃烧性好，具有弹性，容重低，填充性能好等天然烟叶所不及的优点。

实施例工艺参数如下：

(1)原料参数：烟梗(包括烟杆长度≤25mm

原料配比：烟梗占总重量的50～80％(实施最佳值60～70％)。烟末占总重量的20～40％(实施最佳值30～40％)。

说明：烟梗少则纤维少，难于制成纸基薄片。烟梗过多，则木质味重，纸味杂气都加重，而烟碱劲头低，烟味平淡。

(2)原料与液体(萃取剂)比例(重量比)：1∶2-3

(3)萃取温度：20～50℃(最佳35～45℃)

说明：温度过低，溶解速度慢，萃取率低。温度过高，赋香物质挥发多，且梗条迅速膨胀，韧性增加不利解纤。

(4)1号解纤机(即第一级解纤和萃取)的功能是把原料烟梗“劈”为横截面积小于2平方毫米的纤维束。

2号解纤机(第二级解纤和萃取)的功能是把纤维束分解为纤维素和横截面积小于1平方毫来的纤维束。

3号解纤机(第三级解纤和萃取)所加工后的纸浆含纤维束为；每10克纤浆中横截面积在0.5平方毫米以上的纤维束不超过300条。

说明：纤维束过粗、过多，则抄造纸片困难，且纸片容重增大，物理特性降低。若纤维过份微细化，则随水流失增加，难于回收，利用率下降。

(5)解纤和萃取单机物料流量为5～20吨/日。如果生产规模大于20T/日，可采用二机或多机并联。也可以选用大容量的解纤机。

(6)纸浆浓度1％。

造纸机烘缸表面温度120℃。

(7)纸基纤维片(即造纸机所产薄片)含水量≤18％。

再生烟草薄片(或烟丝)含水量：11～15％(最佳值12.5％)

(8)优质烟末粒度； 80～100目。

(9)再生烟草薄片碎片(或丝)理化指标

主要物理指标：

定量(每平方米重量)45～130克

厚度(mm)0.15～0.25

容重(每立方厘米)0.40-0.60克

抗张强度(克/毫米)≥100

韧性：连续折叠20次不断开。

色泽：金黄色或黄褐色。

嗅感：具烟青香味，无异味。

耐水性：在中性清水中浸泡24小时不散开。

主要化学成份：

烟碱含量≥0.5％

总糖含量≥6％

(10)主要消耗指标：

原料(烟梗、烟末)(吨原料/吨烟薄片)≤1.1

原料利用率≥90％在90～95％范围

耗电(kwh/千克烟薄片)1.2～1.5

耗煤(千克/千克烟薄片)1.5～2

耗水(千克/千克烟薄片)5～10

实施例所用设备分类：

(1)原料净化与整理阶段的设备包括；磁性吸铁器，风选机、切割机(烟梗破碎机)、储仓及提升、传送、计量设备。

(2)解纤机和萃取阶段的设备包括：解纤机(磨浆机)混合器、筛分机、分离机(压滤机)以及计量、提升、传送设备。

(3)造纸基纤维薄片阶段的设备包括：浆池、调浆箱、造纸机的网机、烘缸、负压吸滤机、压辊、卷筒机以及提升、传送、烘干设备。

(4)供水系统包括精滤器、沉淀循环水池、水泵等设备。

(5)浸渍喷涂溶液制备阶段包括：浓缩器、粉碎机、振筛、储罐、混合、搅拌机、以及提升传送设备。

(6)喷涂浸渍阶段包括：喷射器、加热器、空气压缩机、隧道干燥窑、风机、香料回收塔、泵以及传送设备。

(7)成品加工阶段包括：撕碎机、切丝机、干燥机、运输机、包装机以及提升、计量设备。

对具体实施方式还应说明的几点：

(1)原料配方。即烟梗、烟末、烟杆以及低次等烟叶的配比，根据其来源、品质以及烟草薄片品质的理化指标要求进行综合分析，在此基础上设计合理的原料配方，不能随意搭配。

(2)二级解纤，逆向对流萃取阶段的设备。如果选用解纤性能高的解纤机(磨浆机)，则第二解纤萃取装置可仅以一组混合搅拌器与分离机配套即可，而省去二号解纤机和二号筛分机。

如果在精浆机之后设一中间浆池，则可调节设备负荷，做到均衡生产。

(3)抄纸机根据生产规模和纸基纤维薄片厚度要求，网机和烘缸的数量，可以为单网单缸、双网双缸、三网双缸等等。网机的滤网材料根据浆液性质选择材质和网目规格。

(4)调质物料的配方，根据原料质量，特别是所含烟碱、糖份、色泽等指标进行设计和调整。根据原料变化和市场要求的改变相应地及时调整配方。

(5)喷涂、浸渍溶液的浓度以满足喷射器不堵塞，纸基纤维片易吸收浸渍，而且优质烟末微粒又能有效粘附于薄片表面为准。浓度过高易堵塞，喷涂不畅。浓度过低易浸渍但粘度降低，烟末微粒不易粘着，且过量增加含水量降低强度而易拉断，也增加干燥难度。

(6)烟草萃取及优质烟末浆液喷涂浸渍于纸基纤维片上的工序也可在抄纸机的烘缸前进行。这一实施的结果，可简化工艺和设备，降低投资和成本。

(7)若低次烟叶和烟末的比例超过30％，则应加入占纸浆总重量5-10％的木浆以保证物料平衡。

实施例所用混合器见图7。混合器为一敞口锥底圆筒常压容器，设有蒸汽夹套64和搅拌器63，电动机69的动力经减速器68，齿轮67和齿圈65的传动后使搅拌器旋转，下部设有出料口70。物料按比例从上口加入，经加热、搅拌萃取后，由出料口排出。该混合器适用于制浆萃取，搅拌转速为10～15转/分。介质：水、烟梗、烟末、水蒸汽。工作压力：夹套≤4千克/厘米，筒内常压。也可用作喷涂浸渍溶液混合器，只需调整几何尺寸和动力即可。图中62为混合器简体，71为底轴承，66为上轴承。

实施例所用香料回收塔见图8。该塔为敞口圆柱塔状，下部设有入气管口和冷却循环水溶液出口，上部设有冷却循环水溶液入口，中部为瓷环整齐堆码的填料层。塔体分为上段(吸收段)和下段(循环贮槽段)，功能是回收烟草薄片在萃取溶液的喷涂浸渍和干燥过程中所挥发的香料物质。因为烟草香料物质易溶于水，所以采用冷却水循环吸收工艺。图中：

79----冷却循环水溶液入口管口

80----带有香料挥发成份的气体入口管口

81----冷却循环水溶液出口管口

75----塔体

76----填料托蓖

78----升气管

73----水溶液喷头

74----30×30整齐堆码瓷环填料

77----气体自然整流段

72----50×50乱堆瓷环分离段

带有烟草香料的气体由引送风机从管口80进入，由升气管78进入吸收段。填料层分为三段，瓷环整齐堆码，其间设有气体自然整流段，都是为减小阻力，防止偏流。空气从塔顶排入大气。

溶液由81经水泵抽提从79进入，由喷头73喷洒于瓷环层。然后自然下淋。当所含香料达一定浓渡时送至配料器。为提高吸收率、溶液需经冷却。工作介质：水、空气、烟草香料水溶液。工作温度：(40℃、)0℃，工作压力：常压。

实施例所用造纸机排出水精滤器见图9。

精滤器为敞口锥底圆筒容器，由外筒、内筒、叶轮、水轮等组成，上部设有水入口管和水调节管，下部设有水出口和纤维浆出口，内筒壁包括锥底壁均打孔(10毫米直径)密布，内套尼龙纤维布滤袋；芯轴上装配有水轮、叶轮，由上下轴承座固定，由密封涵与筒体密封。

生产车间排出水由泵抽提经水入口管94射流于水轮上，产生推力带动叶轮旋转，控制转速≤1000转/分，用水调节管93进行调整射流水量达到调整转速。进入容器的水及悬浮物在叶轮驱动下，形成旋蜗，产生离心力，水分透过内筒孔洞和滤布进入内外筒环隙从水出口91排出，纤维素附着于内筒滤布上，当阻力增大时，用毛刷沿内筒滤布上下擦刷脱除纤维，当纤维浓度≥5％后从纤维浆出口87排出。

图中： 82-外筒，83-内筒，84-滤布，85-搅拌叶轮，86-水轮，87-纤维浆出口，91-水出口，88-上轴承座，89-下轴承座，90-密封涵，92-支架，94-水入口管，93-水调节管。

工作介质：水、纤维素、烟碱、泥沙。工作压力：常压、工作温度：常温。旋转方向：反时针。

实施例所用造纸机排出水沉淀循环水池见图10。该池为一常压常温平流沉淀循环水处理池，属构筑物，依次由相邻接的一次沉淀池，二次沉淀池和三次沉淀池组成，每个沉淀池的底部设有排泥堰和排污管，一次和二次沉淀池内有分水槽，三次沉淀池内有表水收取器和汇集槽。图中： 95-入水管口，96-分水槽，97-一次沉淀池，98-分水槽，99-二次沉淀池，100-分水槽，101-三次沉淀池，102-表水收取器，103-汇集槽，104-出水管口，105-排泥堰，106-排污管，107-排污阀门。

在入口分水槽处可根据需要适量加入混凝剂，促进剩余微小纤维和泥沙混凝产生絮花，利于沉淀排除。由表水收取器收集之处理水中仍含一定量的烟碱(尼古丁)、果胶，对生产和烟草薄片产品无妨。处理后的水经出水管口由水泵压送生产车间实现封闭循环应用。

Claims (14)

1、一种造纸法生产烟草薄片的工艺，依次包括如下步骤：解纤制浆与萃取抽提→固液分离→制浆并抄造纸基纤维薄片→把浓缩后的萃取抽提液喷涂浸渍于纤维薄片上→干燥--产品，其特征在于让解纤制浆与萃取抽提两道工序合二为一，即将烟梗、烟末及烟叶碎片等固体物料依次通过二级或二级以上的解纤制浆与萃取抽提系统中的混合器、解纤机、分离机，而让萃取剂逆向流经上述设备以同时实现解纤制浆和萃取。

2、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：往浓缩后的萃取抽提液中掺兑占烟草薄片总重量5～30％的优质烟末。

3、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：采用把烟末喷涂，浓缩后的萃取抽提液浸渍和干燥两过程结合在一起实施的隧道式密闭喷涂浸渍与干燥工艺。

4、如权利要求4所述的工艺，其特征在于：喷涂浸渍溶液在30～50℃，以0.05～0.1kg/cm²的压力，或以压缩空气流吸允喷涂办法，在封闭的隧道式喷涂浸渍干燥器内进行，装置有两组喷头(喷射器)，随着纸基纤维带的移动，纸基纤维带的正反两面都受到喷涂浸渍，同时受烘烤干燥，烘烤干燥之热源或者是蒸汽，或者是电力，加热器可以设在隧道窑内，也可以设置在窑外加热空气，热风从隧道尾端进入，由顶端排出。

5、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：在喷涂浸渍和烘烤干燥过程中设有香料回收工序，在隧道窑式喷涂浸渍、烘干和成品干燥器的排气孔中，用薄壁管道把排出气流送入冷凝回收器，回收装置采用清水循环冷却吸收，液体与气体逆向对流接触吸收气体。

6、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：在解纤制浆与萃取抽提工序之前设原料净化与整理加工工序。

7、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：采用生产用水沉淀排污，封闭循环使用，补充损耗的供水流程。

8、如权利要求1所述的工艺，其特征在于：解纤制浆与萃取抽提工序中，烟梗、烟末以及低次烟叶碎片，以清水(开工初始阶段)或烟草水溶液(开工正常后为系统循环水)为萃取剂，按比例加入解纤制浆与萃取抽提系统的1号混合器24，固体物料顺行，由1号混合器→1号解纤机→1号筛→1号分离机→2号混合器→2号解纤机、振筛、分离机→3号混合器→精浆机、压滤机→精浆池，萃取剂液体加入3号混合器，经精浆机、压滤机制浆萃取后的物料经压滤机使固液分离，固体送入精浆池，液体送入2号混合器经混合解纤、筛分、分离机，又使固液分离，所得萃取液送入1号混合器与新鲜原料混合、解纤、筛分、分离后送往沉淀浓缩阶段。

9、如权利要求9所述的工艺，其特征在于原料配比：烟梗占总重量的50～80％，烟末占总重量的20～40％，原料与液体(萃取剂)比例(重量比)：1∶2-3，萃取温度：20～50℃。

10、一种造纸法生产烟草薄片的设备，包括：

(1)原料净化与整理阶段的装置：磁性吸铁器、风选机、切割机(烟梗破碎机)、储仓及提升、传送、计量装置，

(2)解纤机和萃取阶段的装置：解纤机(磨浆机)、混合器、筛分机、分离机(压滤机)以及计量、提升、传送装置，

(3)造纸基纤维薄片阶段的装置：浆池、调浆箱、造纸机的网机、烘缸、负压吸滤机、压辊、卷筒机以及提升、传送、烘干装置，

(4)供水系统装置：造纸机排出水精滤器、造纸机出水沉淀循环水池、水泵，

(5)浸渍喷涂溶液制备阶段装置：浓缩器、粉碎机、振筛、储罐、混合、搅拌机、以及提升传送装置，

(6)喷涂浸渍阶段装置：喷射器、加热器、空气压缩机、隧道干燥窑、风机、香料回收塔、泵以及传送装置，

(7)成品加工阶段装置：撕碎机、切丝机、干燥机、运输机、包装机以及提升、计量装置，

其中原料净化与整理阶段装置的输出端与解纤机和萃取阶段装置的输入端相连接，解纤机和萃取阶段装置的输出端与造纸基纤维薄片阶段装置的输入端相连接，造纸基纤维薄片阶段装置的输出端与喷涂浸渍阶段装置的输入端相连接，喷涂浸渍阶段装置的输出端与成品加工阶段装置的输入端相连接，其特征在于解纤机和萃取阶段的装置中包含有二台或二台以上的解纤机、混合器、筛分机和分离机，第一台混合器的输出端接第一台解纤机的输入端，第一台解纤机的输出端接第一台筛分机的输入端，第一台筛分机的输出端接第一台分离机的输入端，第一台分离机的输出端接第二台混合器的输入端，第二台混合器的输出端接第二台解纤机的输入端，第二台解纤机的输出端接第二台筛分机的输入端，第二台筛分机的输出端接第二台分离机的输入端，第二台分离机的输出端又接第三台混合器的输入端，依此类推。

11、如权利要求10所说的设备，其特征在于：其中混合器为一敝口锥底圆筒常压容器，设有蒸汽夹套64和搅拌器63，电动机69的动力经减速器68，齿轮67和齿圈65的传动后使搅拌器旋转，下部设有出料口70，物料按比例从上口加入，经加热、搅拌萃取后，由出料口排出。

12、如权利要求10所述的设备，其特征在于其中香料回收塔为敝口圆柱塔状，下部设有入气管口和冷却循环水溶液出口，上部设有冷却循环水溶液入口，中部为瓷环整齐堆码的填料层，塔体分为上段(吸收段)和下段(循环贮槽段)。

13、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中造纸机排出水精滤器为敝口锥底圆筒容器，由外筒、内筒、叶轮、水轮等组成，上部设有水入口管和水调节管，下部设有水出口和纤维浆出口，内筒壁包括锥底壁均打孔密布，内套尼龙纤维布滤袋，芯轴上装配有水轮、叶轮，由上下轴承座固定，由密封涵与筒体密封。

14、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中造纸机出水沉淀循环水池为一常压常温平流沉淀循环水处理池，属构筑物，依次由相邻接的一次沉淀池，二次沉淀池和三次沉淀池组成，每个沉淀池的底部设有排泥堰和排污管，一次和二次沉淀池内有分水槽，三次沉淀池内有表水收取器和汇集槽。

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