CN106858699A - 一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法 - Google Patents

一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法，包括：(1)将烟草原料分别加水萃取；(2)萃取后的物料分别进行固液分离，固相物料经打浆工艺处理制成固相浆料，各固相浆料合并后加入硅藻土填料，最后经流浆箱抄造制备成再造烟叶基片；各水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液；(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。本发明方法可提高填料在再造烟叶中的留着率，进而提高再造烟叶物理性能、吸液性能及外观性能等，并且改善基片的抽吸品质。

Description

一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法
技术领域
本发明涉及造纸法再造烟叶领域，尤其是涉及一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法。
背景技术
造纸法再造烟叶(Paper-process reconstituted tobacco)又称为烟草薄片，是采用现代提取分离工艺与改良后的造纸技术，将烟草副产品及废弃料加工而成的一种“人造烟叶”，也称造纸法再造烟叶，主要是以烟梗、碎烟及烟末等烟草加工中的废料制成的烟草浆与一定量的木浆及填料等混合经造纸机抄造成基片再经浸渍涂布而制得。
再造烟叶起源于20世纪50年代，其发展经历了辊压法-稠浆法-造纸法3个阶段。造纸法再造烟叶与目前生产的辊压法、稠浆法再造烟叶相比具有独特的优点，包括密度小、填充值高；耐机械加工性能好，成丝率高；燃烧速度快、焦油释放量低；产品可塑性好等。
目前各生产企业采用的工艺略有不同，基本上是将典型的两步法略做改进，梗、末均用水萃取，萃取后的烟末烟梗经混合打浆处理后，将浆料送到抄纸机上抄造成形，两种萃取液经过浓缩等手段处理后，配制混合再涂布到薄片片基上。其主要工序包括有原料预处理、萃取、浓缩、制浆、抄造、涂布、后处理等。
为了提高再造烟叶灰分含量，在生产中通常要添加一定比例的填料，进而提高再造烟叶物理性能、吸液性能及外观性能等，并且改善基片的抽吸品质。此外在再造烟叶基片抄造过程中添加填料还能降低企业生产成本，同时纤维组分的减少还能相应的降低烟气有害成分的释放。碳酸钙是造纸法再造烟叶最常规的填料，目前国内外厂家在制浆抄造过程中基本都使用碳酸钙作为填料。但是，国内的再造烟叶整体填料留着率水平与国外相比，存在着一个重要问题就是填料留着率相对来说要低得多。因此填料的使用及留着率的提高成为研究重点，如何提高填料留着率，从而改善卷烟燃烧状态以及减少有害成分含量显得非常重要。
硅藻土的化学成分主要是SiO2，含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等和有机质，在电子显微镜下可以观察到特殊多孔的构造，具有优良的延伸性，较高的冲击强度、拉伸强度、撕裂强度、质轻软内磨性好、搞压强度好等方面优质作用。在造纸业办公用纸、工业用纸等各种纸张，硅藻土加入能使纸张平滑，重量轻，强度好，减少因湿度变化而引起伸缩，在卷烟纸中可调节燃烧率，无任何毒性副作用，在滤纸中可提高滤液澄清度，并使滤速加快。
发明内容
本发明旨在提供一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法，用于解决现有技术中填料留着率过低的问题。
一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法，包括如下步骤：
(1)将烟草原料分别加水萃取；
所述烟草原料包括烟梗、烟末、碎烟叶和烟灰中的至少一种；
(2)萃取完成后的物料分别进行固液分离，固相物料经打浆工艺处理制成固相浆料，各固相浆料合并后加入硅藻土填料，最后抄造制备成再造烟叶基片；各水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液；
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过干燥、加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
本发明通过寻求一种高留着率的填料、优化填料添加工艺及比例等，以提高填料在再造烟叶产品中的留着率，进而提高再造烟叶物理性能、吸液性能及外观性能等，并且改善基片的抽吸品质。此外提高填料的留着率能减少纤维组分，不仅能降低企业生产成本，还能相应的改善卷烟燃烧状态以及降低烟气有害成分的释放。
作为优选，所述的烟草原料按质量百分比计，包括如下组分：烟梗40～60％，烟末，30～40％碎烟叶10～20％，烟灰0～10％。
步骤(1)中，烟草原料与水质量比为1：2～8，萃取pH4～6，萃取温度为50～70℃，萃取时间为2～3h。
作为优选，步骤(1)中，将烟末、碎烟叶和烟灰混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。由于烟末、碎烟叶和烟灰中烟碱含量高，而烟梗本身含有大量果胶等一些产生刺激性和异味的成分，因此烟梗的萃取液口感会较差，分开萃取有利于根据口感需求灵活添加二者的比例。
进一步优选，步骤(2)中，混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。
进一步优选，所述混合末浆料的打浆度为15～250SR，纤维算术平均长度为0.35～0.45mm，纤维宽度为80～90μm，纤维卷曲率为15～20％。
进一步优选，所述烟梗浆料的打浆度为15～250SR左右，纤维算术平均长度0.45～0.55mm，纤维宽度为70～80μm，纤维卷曲率为15～20％。
作为优选，将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料。
进一步优选，高浓稳浆箱中的混合固相浆料的打浆度为29～320SR，纤维总孔隙率为61～69％。
作为优选，所述硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的4～15％。
所述硅藻土填料的粒径为5～50μm，d50为20～30μm，表面积平均粒径D(3,2)为10～15μm。高浓稳浆箱中的混合固相浆料经过各级磨浆后，纤维表面形态发生了变化，纤维交织在一起具有不同孔隙率分布，该粒径范围的硅藻土填料能与之有效的吸附结合。
作为优选，加入硅藻土填料后高速搅拌混合2～5分钟，搅拌速率为800～1500r/min，此时浆料中的纤维由于磨浆工艺处理而形成不同孔隙率，与硅藻土能在水中絮聚在一起，有效的吸附结合。硅藻土填料主要通过筛分作用、深度效应及吸附作用3种协同作用达到助留的作用，以提高造纸法再造烟叶产品填料留着率。
作为优选，步骤(3)中，所述涂布液的涂布量为浆料绝干量的35～40％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明所提供的填料制备造纸法再造烟叶，与传统添加碳酸钙的造纸法再造烟叶相比，最直观的作用的提高了填料在产品的留着率，并改善了再造烟叶的各项物理指标，同时对再造烟叶的抽吸口感有一定的改善。尤其当填料的添加量为上述提及优选添加量时，对留着率具有显著促进作用，与直接用碳酸钙相比，使用硅藻土的留着率可提高18.4～52.3％。
本发明方法处理工艺简单，能够很好地满足再造烟叶生产工艺的要求，而且节省能源，可直接进行放大批量生产，具有很好的工业化应用前景。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明做进一步详细的描述，但所述实施例不构成对本发明的限制。
对比例
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入碳酸钙填料，碳酸钙填料的添加量为浆料绝干量的4～15％，碳酸钙粒径为1.71～36.13μm，d50为11.34μm，表面积平均粒径D(3,2)为1.42μm，加入碳酸钙后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中碳酸钙留着率结果见表1。
表1再造烟叶产品中碳酸钙留着率
碳酸钙添加比例(％) 留着率(％)
4 3.1
6 6.2
8 7.5
10 8.5
12 7.7
15 5.7
实施例1
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料，硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的4％，硅藻土粒径为5.02～46.43μm，d50为23.44μm，表面积平均粒径D(3,2)为11.97μm，加入硅藻土后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中硅藻土留着率结果见表2。
表2再造烟叶产品中填料留着率
填料添加比例(％) 碳酸钙留着率(％) 硅藻土留着率(％) 增幅(％)
4 3.1 21.5 18.4
实施例2
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料，硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的6％，硅藻土粒径为5.02～46.43μm，d50为23.44μm，表面积平均粒径D(3,2)为11.97μm，加入硅藻土后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中硅藻土留着率结果见表3。
表3再造烟叶产品中填料留着率
填料添加比例(％) 碳酸钙留着率(％) 硅藻土留着率(％) 增幅(％)
6 6.2 32.7 26.5
实施例3
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料，硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的8％，硅藻土粒径为5.02～46.43μm，d50为23.44μm，表面积平均粒径D(3,2)为11.97μm，加入硅藻土后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中硅藻土留着率结果见表4。
表4再造烟叶产品中填料留着率
填料添加比例(％) 碳酸钙留着率(％) 硅藻土留着率(％) 增幅(％)
8 7.5 41.8 34.3
实施例4
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料，硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的10％，硅藻土粒径为5.02～46.43μm，d50为23.44μm，表面积平均粒径D(3,2)为11.97μm，加入硅藻土后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中硅藻土留着率结果见表5。
表5再造烟叶产品中填料留着率
填料添加比例(％) 碳酸钙留着率(％) 硅藻土留着率(％) 增幅(％)
10 8.5 60.8 52.3
实施例5
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料，硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的12％，硅藻土粒径为5.02～46.43μm，d50为23.44μm，表面积平均粒径D(3,2)为11.97μm，加入硅藻土后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中硅藻土留着率结果见表6。
表6再造烟叶产品中填料留着率
填料添加比例(％) 碳酸钙留着率(％) 硅藻土留着率(％) 增幅(％)
12 7.7 51.5 43.8
实施例6
(1)将烟草原料按烟梗：烟末：碎烟叶按5：4：1质量比取样，将烟末和碎烟叶混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。萃取的工艺条件为：烟草原料与水配比为1：6，pH 4～6，萃取温度50℃，萃取时间2～3h。
(2)混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料，硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的15％，硅藻土粒径为5.02～46.43μm，d50为23.44μm，表面积平均粒径D(3,2)为11.97μm，加入硅藻土后高速搅拌混合2～3分钟，搅拌速率为1000r/min，最后进入流浆箱抄造得到再造烟叶基片。各分离后的水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液。
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过烘箱干燥、烘筒加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
再造烟叶产品中硅藻土留着率结果见表7。
表7再造烟叶产品中填料留着率
填料添加比例(％) 碳酸钙留着率(％) 硅藻土留着率(％) 增幅(％)
15 5.7 44.7 39.0
综上所述，本发明以硅藻土替换碳酸钙作为填料，有效克服了现有技术中填料留着率过低的缺点而具有工业化应用前景。
以上对本发明一种提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法进行了阐述，用于帮助理解本发明，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，任何未背离本发明原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采用硅藻土提高造纸法再造烟叶产品填料留着率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将烟草原料分别加水萃取；
所述烟草原料包括烟梗、烟末、碎烟叶和烟灰中的至少一种；
(2)萃取完成后的物料分别进行固液分离，固相物料经打浆工艺处理制成固相浆料，各固相浆料合并后加入硅藻土填料，最后抄造制备成再造烟叶基片；各水相物料合并后经过除杂浓缩制备成涂布液；
(3)将涂布液涂布在再造烟叶基片上，经过干燥、加香、最后切片制备成再造烟叶成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，将烟末、碎烟叶和烟灰混合后加水萃取，萃取后得到混合末物料；烟梗单独加水萃取，萃取后得到烟梗物料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，混合末物料进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成混合末浆料；烟梗物料经预磨后进行固液分离，分离后的固相物料进行粗磨制成烟梗浆料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合末浆料的打浆度为15～25°SR，纤维算术平均长度为0.35～0.45mm，纤维宽度为80～90μm，纤维卷曲率为15～20％。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述烟梗浆料的打浆度为15～25°SR左右，纤维算术平均长度0.45～0.55mm，纤维宽度为70～80μm，纤维卷曲率为15～20％。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将混合末浆料和烟梗浆料合并得混合固相浆料，混合固相浆料经过进一步细磨后进入高浓稳浆箱，加入硅藻土填料。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，高浓稳浆箱中的混合固相浆料的打浆度为29～32°SR，纤维总孔隙率为61～69％。
8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述硅藻土填料的添加量为浆料绝干量的4～15％。
9.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述硅藻土填料的粒径为5～50μm，d50为20～30μm，表面积平均粒径D(3,2)为10～15μm。
10.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，加入硅藻土填料后高速搅拌混合2～5分钟，搅拌速率为800～1500r/min。
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