CN107048470B

CN107048470B - 一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆及其制备方法

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Publication number: CN107048470B
Application number: CN201710176037.3A
Authority: CN
Inventors: 杨玲; 彭成; 高洪霞; 庞春霞; 李文俊; 于成龙; 王云凤; 肖林; 张豪; 王尧; 刘泽覃; 苏鹏; 杨睿婕
Original assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Current assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2017-03-22
Publication date: 2018-10-26
Anticipated expiration: 2037-03-22
Also published as: CN107048470A

Abstract

本发明属于再造烟草技术领域，具体为一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆及其制备方法。该方法以竹材为原料，经备料，蒸煮，挤压疏解，浸渍，打浆，抄造，制备出高纯度的产品。所制得的本色竹浆物理性能指标：抗张指数35‑45N∙m/g，耐破指数2.5‑3.5kPa∙m²/g，撕裂指数6.5‑9.5 mN∙m²/g，特性粘度800‑1000mL/g，白度30‑40%ISO，多戊糖8%以下，灰分1.0%以下，松厚度5.0‑8.5cm³/g。本发明制得的烟草薄片按比例添加到成品烟丝中，制得的卷烟在抽吸过程中因可提供更多的空气进入量，促进烟卷燃烧完全，有效减少缺氧条件下的热解产物量，从而降低焦油、尼古丁等有害成分的释放量。

Description

一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆及其制备方法

技术领域

本发明属于造纸法再造烟草技术领域，特别涉及一种以竹材为原料制备烟草添加剂的本色竹浆的方法，具体为一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆及其制备方法。

背景技术

再造烟草即烟草薄片，薄片是以一种辅料的形式应用于卷烟配方中，它起到降低烟叶消耗，降低生产成本，以及有效降低卷烟焦油量，尼古丁量，CO释放量等有害成分含量，提高卷烟安全性，调控卷烟吸味性等作用。

目前，国内较为广泛传统的造纸法烟草薄片生产工艺是将烟梗、烟碎片等烟草废料为原料，经萃取分离出原料中的水溶性物质，经固液分离，固体部分经打浆成型(造纸法再造烟叶)制成薄片纸基，液体部分经浓缩成为提取液，再涂布于薄片纸基上，经烘干后，即制得烟草薄片。由于再造烟草的原料多用烟草废料，其纤维素含量较低，纤维又短小，且木素、半纤维素、抽出物及杂细胞等成分含量又多，使得烟草废料浆粗硬，打浆不易分丝帚化及细纤维化，纤维间交织力差，抄造出来的薄片纸基机械强度差，粗糙僵硬，且薄片纸基正反面两面差大，同时在抄造时细小组分流失严重，废水污染负荷增加，处理难度加大，产品收获率(即得率)低，以及配伍于卷烟中，导致在烟叶燃烧时，因燃烧不充分，使得焦油、CO及其他有害热解产物的释放量增加，卷烟危害性增加，抽吸品质差等问题。为此，用造纸法生产再造烟草薄片时，原料配比中需要额外添加一定量的“纤维骨架”作为增强材料，同时需改善抽吸品质，提高卷烟安全性，这额外的纤维简称“外纤”。当下，国内外用于“外纤”的纤维多为漂白的木浆纤维，有些也加入一些漂白的麻浆纤维。

业内人士认为“外纤”最好的原料是漂白针叶木纤维，而我国木材以及作为“外纤”的麻类受种植面积、生长周期、生态平衡、生产成本以及环保等因素的约束导致其产量有限，加上我国森林资源匮乏，国家重视生态保护，使得国内木纤维原料供应在未来很长一段时间内难以满足相关行业的原料需求，现有的漂白木浆多为进口，给国内相关行业带来较大原料成本压力，因此，如何开发适合我国国情的新型天然、再生纤维素纤维来弥补原料的不足，满足市场对再造烟草的需要，一方面使得再造烟草的生产领域中多了一种新的可持续再生的新原料，削弱相关企业对进口木浆的依赖性，节约外汇开支，促进产业的健康持续发展，同时生产成本大大降低；另一方面通过产品的差异化，不仅可提高企业的利润，还可拉动相关产业发展，形成林浆一体化的良性互动发展。

我国富集大量的竹材原料，具有分布广、适应性强、生长快、成材早、可生物降解、良好的抗菌抑菌性、可连续利用等特点，通过对竹材原料的纤维形态微观结构及化学成分的分析得出，竹子的纤维形态及含量与最适宜作为“外纤”的针叶木很近似，纤维平均长度为1.5-2.0mm介于阔叶木(纤维均长≤1mm)和针叶木(纤维均长3-5mm)之间，长宽比为150-200，且纤维素含量高达40-52％(针叶木纤维素含量40-55％)，纤维细长结实，可塑性好，作为“外纤”原料，纤维长度愈长、长宽比愈大愈好。

竹材中含有较多的木质素、戊糖类半纤维素、果胶质、灰分以及杂细胞等非纤维素杂质成分，因此利用竹材作为“外纤”添加到再造烟草中，主要重点解决的技术关键有：一是竹浆的高纯度与保持高粘度的矛盾；二是如何降低竹材中含量较高的非纤维素杂质成分；三是如何将结构紧密，壁厚径小，外表有一层脂肪蜡质的竹材原料离解成单根纤维，同时还要保证其质量及得率较高。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆及其制备方法。该方法采用的原料竹材来源丰富，物美价廉，方法中采用物理与化学相结合的处理方式，经备料，蒸煮，挤压疏解，浸渍，洗涤，打浆，抄造，制备出高纯度、优良的综合质量，能满足烟草薄片要求的产品，且环境污染小。全程不使用漂白剂，从源头上杜绝危害环境和生物体健康的持久性有机污染物(如化学需氧量COD、生化需氧量BOD，以及三氯甲烷、氯代酚类化合物、氯代二噁英和呋喃等有毒的氯代有机物)的产生，保持了烟草薄片纯正、天然的本质特色，有效避免了重蹈环境污染的覆辙。

本发明的具体技术方案如下：

一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆及其制备方法，包括以下步骤：

(1)材料准备：将竹材切成10-50mm长，宽5-20mm，用干法、湿法或干湿结合法进行备料，除去杂质；使合格率达85％以上。

(2)碱法蒸煮：将步骤(1)得到的竹片在蒸煮锅内进行碱法蒸煮，相对于绝干原料质量，碱法蒸煮中的碱性物质用量15-30％(以Na₂O计)，高保时间80min，高保时间指的是最高温度下的保温时间，最高温度为150±2℃，液比(液比是指蒸煮锅内绝干原料质量与蒸煮总液体积量之比)为1∶3-6，硫化度15-30％；步骤(2)中所述碱性物质为氢氧化钠和硫化钠。

进一步优化方案中，步骤(2)蒸煮温度采用低温蒸煮，最高温度150±2℃，常规竹片蒸煮最高温度一般为160-170℃。作为制浆行业发展趋势，低温制浆具备优点有：①降低蒸煮能耗；②由于蒸煮温度的降低，有效减少了相关设备的碱性腐蚀及高温氧化，利于延长设备寿命，为此对蒸煮设备的要求也相应的降低；③蒸煮温度较低，蒸煮时对纤维的碱性降解，包括剥皮反应、碱性水解大大减轻，同时对纤维的氧化降解程度也减轻，所以得到的浆料质量和得率势必会得到提高；④从以上三个方面优点使得竹浆的生产成本得到了有效的降低。

进一步优化方案中，步骤(2)中加入蒸煮助剂，蒸煮助剂为表面活性剂和蒽醌，或表面活性剂和蒽醌衍生物。相对于绝干原料质量，表面活性剂用量0.1-0.2％，蒽醌或蒽醌衍生物0.5-1.0％；所述的表面活性剂为：十二烷基苯磺酸钠、二甲苯磺酸、烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠等；所述的蒽醌衍生物为：二氢蒽醌、四氢蒽醌、二氢二羟基蒽醌等。

表面活性剂具有润湿、渗透、分散、乳化、软化等作用和功能。表面活性剂应用到蒸煮中，主要是利用其润湿、渗透和分散等作用，促进蒸煮液对纤维原料的润湿，加速蒸煮化学品的渗透和均匀扩散，从而增进蒸煮液对原料中的木素、抽出物、灰分等杂质的降解溶出，同时表面活性剂对降解的小分子木素、抽出物、灰分等溶出物具有分散、乳化及胶溶性能，增强溶出物的悬浮性能，防止溶出物再沉积到纤维上及设备壁上。其作用机理主要是：降低固液表面张力，使液固间的接触角减小，利于药液润湿、渗透、扩散，提高蒸煮质量，降低粗渣率，有效克服竹材由于密度大，材质紧实，表面富含脂肪蜡质等抗水成分，导致蒸煮药液渗透困难，渗透时间延长，蒸煮均匀性差等问题。

蒽醌或蒽醌衍生物的作用：可以提高蒸煮脱木素选择性，在蒸煮脱木素的同时保证成浆的得率和物理强度免受损失，其作用机理为：利用自身的氧化-还原性，首先氧化纤维素的未端醛基为羧基，减轻或避免纤维素的剥皮反应的发生，从而有效防止纤维素分子链的断裂导致的成浆粘度及得率的降低。蒽醌氧化纤维素后自身被还原成为蒽氢醌，再去还原木素，使大分子木素降解成小分子，增加了木素的亲水性，从而加速了木素的脱除，蒽氢醌被氧化又变回成蒽醌，继续对碳水化合物进行氧化反应，因此蒽醌或蒽醌衍生物在蒸煮过程中既扮演蒸煮助剂作用，又扮演催化剂作用。

进一步优化方案中，采用变压法操作，步骤(2)蒸煮曲线为：90min由室温升至最高温度150±2℃，对应锅内压力约为0.45-0.50MPa，在升温期间需严密监视温度与压力的一致性，并进行小放气操作，然后放锅至锅内压力为0MPa，再升温至最高温度150±2℃，并在此温度下保温80min至蒸煮结束。变压法操作，即升温(升压)-降压-升压-降压的循环过程，使得蒸煮结果是成浆粗渣率减少，得率提高，硬度(卡伯值)降低，浆张物理强度亦有所提高。原因为：由于降压使锅内压力突降，气体扩散，一方面挤出原料导管中的空气和其他不凝性气体，消除假压，利于温度的上升，由于排除了空气，有效防止纤维的氧化作用，利于纸浆得率、强度的提高；另一方面锅内压力骤减，锅内产生自然沸腾，使得锅内药液的温度和浓度重新分布，减少了锅内不同部位的温度差和浓度差，利于药液浸透和均匀蒸煮；并且压力的变化能促进药液对纹孔膜的破坏，使纤维束膨胀松散，扩大了纤维与蒸煮碱液的接触面积，使得蒸煮液能够更好的渗透进入纤维内部，利于木素、有机溶剂抽出物、灰分、杂细胞及戊糖类半纤维素等非纤维素杂质的除去，有效克服竹材原料中含非纤维素杂质多的自身弱点，增大了蒸煮的脱杂质效率，提高了蒸煮效益及均匀性，利于提高竹浆纯度，达到烟草薄片产品的要求。

(3)浓缩：将步骤(2)得到的浆料进入喷放锅，经废液提取、筛选和浓缩机浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为20-30％；

(4)挤压疏解机：将步骤(3)的浓缩浆料送入挤压疏解机。

挤压疏解时间2-10min，温度室温，进口浆浓20-30％，出口浆浓40-50％。

挤压疏解机作用机理为：利用动态挤压原理，因变径螺旋的推进，出料容积逐渐变小，使进入的浆料受到相互间的挤压、揉搓、摩擦、扭曲、压溃、帚化等物理作用，这样起到进一步压溃破坏纤维残留的初生壁，使得富含纤维的次生壁被充分暴露，扩大纤维的比表面面积，利于后续在浸渍器加入的药液渗透增强的作用，利于纤维与碱液的反应更加充分均匀，同时为成浆均一的、高质的纤维成分创造了有利条件；另一方面，未完全分离的纤维束被离解分散成单根竹纤维丝，为后续加入的药品趋于作用于单根纤维，提高药品与浆中残留木素、灰分、抽出物、杂细胞及短链的纤维等杂质的接触率奠定了基础。

挤压疏解机在挤压浆料的同时可依靠带筛孔的圆筒形滤鼓除去浆料中的空气、水分和部分木素、抽出物、灰分及短链的纤维等杂质，使得浆料在后续的浸渍器中更均匀地吸收化学药液。

本申请中所用的挤压疏解机由于是化学机械浆工艺中对原料进行机械处理的核心设备，主要由组合轴承箱、机座、滤鼓、传动轴、变径螺旋轴、出料口和背压装置等组成，在化学热磨机械浆(CTMP)、碱性过氧化氢化学机浆(APMP)等化机浆生产工艺中，挤压疏解机被广泛应用于原料的预处理，属现有技术，因此其具体构造不再赘述。

(5)浸渍器：将步骤(4)的浆料由挤压疏解机出口经稀释后进入浸渍器，并在浸渍器内加入，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量2-8％，过氧化氢0.2-1.0％，浸渍时间30-60min，温度60-90℃，浆浓20-30％。

浆料经过挤压疏解机后被高度压缩成为一个紧密的竹丝团状物，当紧密的竹丝团离开挤压疏解机进入浸渍器时将会无约束的自由膨胀，均匀地吸收加进去的化学药液。因此挤压疏解机和浸渍器共同作用起到提纯纤维，有效除去胞壁中残留木素、灰分、抽出物、杂细胞及短链的纤维等杂质，提高烟草薄片的机械强度、匀度、松厚度及吸液性，改善卷烟的燃烧性，降低焦油、尼古丁、CO及其他有害热解产物的释放量，提高卷烟安全性，改善抽吸品质。

挤压疏解机和浸渍器放置于蒸煮工段后，可以看着是蒸煮的延续，因为蒸煮过程不能将原料中的木素、灰分、抽出物、杂细胞等杂质完全除净，实践证明，当蒸煮浆中残留木素含量达3-5％左右时，若再进一步加大脱除残留木素，成浆得率和物理强度将会急剧下降，脱木素的选择性较差，从而造成前功尽弃。因此通过工艺条件较温和的挤压疏解机和浸渍器进一步除去浆中残留的杂质，在保证成浆得率和物理强度不受或少受损伤的前提下提纯浆料。

(6)洗涤：将步骤(5)得到的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除；洗涤时可用两台真空洗浆机充分洗涤浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为10-15％。

经洗浆机充分洗涤后得到的本色竹浆可直接打浆，然后作为“外纤”，配抄薄片纸基，或将本色竹浆去抄造车间，抄造成竹浆板，待用。

竹浆的抄造与普通造纸浆板抄造类似，普通造纸浆板的抄造惯用的工艺、流程是造纸工作者熟知的。

(7)打浆

本发明对本色竹浆和萃取后的固体烟草废料浆进行分别打浆。

对本色竹浆：打浆时间20-30min，打浆完成后打浆度为30-35°SR。

本发明对萃取后的固体烟草废料浆，由于浆料含较多的木素、抽出物、灰分、半纤维素等杂质成分，打浆难，为此在打浆的同时加入氢氧化钠，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量1-3％。加入氢氧化钠的作用为：碱可润胀软化纤维，使纤维变得柔软可塑，利于打浆时纤维离解成单根纤维，有效避免或减少纤维被切断，打浆后细小组分的含量减少，抄造时细小组分的流失减少，利于提高造纸法抄造薄片纸基的得率和松厚度，以及涂布的涂布率；再者，氢氧化钠可以通过有效碱性氧化和碱性降解的作用除去烟草废料浆中的杂质，改善薄片的抽吸品质；另一方面纤维润胀软化后，易于打浆，缩短打浆时间，节约了打浆能耗。打浆时间40-60min，打浆完成后打浆度为25-35°SR。

上述打浆设备均采用中或高浓盘磨机，中或高浓打浆尤其适合中、短纤维浆。打浆浓度10-20％称中浓打浆，打浆浓度20％以上称高浓打浆。本发明采用中或高浓打浆，最主要是为了提高打浆质量和降低打浆能耗，其原因为：中或高浓打浆时浆料纤维在齿缘和齿面上形成纤维垫层，从而增加纤维间摩擦作用，摩擦产生热量，纤维吸收热量变得柔软可塑，减少了齿缘对纤维切断作用，增加了纤维的细纤维化；打浆能耗的降低主要是由于中、高浓打浆时纤维之间的摩擦作用增加，减少磨盘相互之间接触摩擦的可能性，从而使打浆能耗降低。打浆结束后，两种浆料(即本色竹浆和烟草纤维浆)按一定比例在造纸机上配抄成薄片纸基，然后将浓缩的提取液涂布于薄片纸基上，再烘干，即制得添加本色竹纤维的再造烟草薄片。所述的两种浆料(即本色竹浆和烟草纤维浆)按一定比例在造纸机上配抄成薄片纸基，优选为以质量百分含量计，本色竹浆的添加量为10％-20％，烟草纤维浆的添加量为80％-90％，总质量百分含量为100％。

本申请中记载的比例关系，如无特殊说明，均表示质量比；％表示wt％。

本发明的积极效果体现在：

(一)本发明立足于我国的国情，大胆设想，小心求证，以资源丰富，纤维质量好的竹纤维代替或部分代替木材和麻类纤维，生产高纯度本色竹浆添加到再造烟草薄片中，生产高附加值及综合质量优良的烟草薄片，开发一种适合我国国情的薄片制备工艺，不仅解决了木材、麻类等天然原料受种植面积、生长周期、生态平衡以及成本等因素的约束导致其产量有限问题，使得烟草薄片的生产领域中又多了一种新的可持续再生的新原料，而且可减少烟草的使用量，有效缓解当前日益紧张的烟草资源和木材原料的消耗，降低卷烟生产成本，保护森林资源，尤其可缓解或杜绝国内外投机商对进口烟草薄片价格的操纵和垄断，对提高我国相关产品的出口竞争能力和面对世界贸易壁垒具有特别现实的意义。

(二)、充分利用资源丰富，物美价廉，可生物降解的竹材原料制备烟草薄片，一方面可通过产品的差异化，提高企业利润；另一方面拉动相关产业发展，让竹农共同致富，形成林浆一体化的良性互动发展。

(三)、该发明符合国家和四川省产业发展政策，具有较高的创新性和先进性，技术市场化应用前景良好。

(四)、本发明提出了一条绿色环保的本色竹浆的制浆方法，其蒸煮采用低温蒸煮，在保证蒸煮质量和成浆得率较高的同时降低蒸煮能耗，延长设备寿命，降低生产成本。

(五)、本发明通过化学蒸煮与之后的机械挤压疏解及浸渍处理相结合，保证了成浆得率和物理强度少受损伤的前提下，进一步破坏纤维残留的初生壁，使得次生壁上大量的纤维素充分暴露，同时破碎杂细胞(包括细小纤维等)，加上碱对胞壁中的残存的木素、灰分、有机溶剂抽出物、短链的纤维等杂质的碱性氧化及碱性降解作用，使这些杂质的结构尺寸进一步变小，为后续的洗涤除杂质创造了有利的必要条件，从而提高了纤维纯度，作为“外纤”制成烟草薄片后，可提高烟草薄片的机械强度、松厚度及吸液性，改善卷烟的燃烧性，降低焦油、尼古丁、CO及其他有害热解产物的释放量，提高卷烟安全性，改善抽吸品质。

(六)本发明全程不使用漂白剂，从源头上解决漂白废水(如含大量COD、BOD，以及大量的三氯甲烷、氯代酚类化合物、氯代二噁英和呋喃等有毒的氯代有机物)的达标处理难度大的问题，以及对生态环境的破坏性及生物体的危害性等严重问题，避免了重蹈环境污染的覆辙，并且本色再造烟草保持了竹材纤维纯正、天然的本质特色，迎合消费者对天然烟草感觉的追求，博得消费者认同，对香烟产品的销售具有较强的市场推动力。

(七)、本发明对萃取后的固体烟草废料浆打浆的同时加入氢氧化钠，可缩短打浆时间，降低打浆能耗，提高薄片纸基得率，提高涂布的涂布率，以及改善抽吸品质。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1：

(1)将竹材直接切成10-50mm长，宽5-20mm，采用干法，经除尘器除去泥砂、节子及屑等杂质，除尘后送入蒸煮锅进行碱法蒸煮，液比为1∶6，相对于绝干原料质量，用碱量30％(Na₂O计)，二氢蒽醌0.5％，十二烷基苯磺酸钠0.1％，硫化度15％。

蒸煮曲线为：90min内升温至150℃，对应锅内压力约为0.48MPa，然后放锅至锅内压力为0MPa，再升温至最高温度150℃，并在此温度下保温80min至蒸煮结束。

(2)浓缩：将步骤(1)得到的浆料进入喷放锅，经废液提取、筛选和浓缩机浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为20％；

(3)挤压疏解机：将步骤(2)的浓缩浆料送入挤压疏解机。

挤压疏解时间为6min，温度室温，进口浆浓度为20wt％，出口浆浓度为42wt％。

(4)浸渍器：将步骤(3)的浆料由挤压疏解机出口经稀释后进入浸渍器，并在浸渍器内加入，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量为5％，过氧化氢为0.3％，浸渍时间60min，温度70℃，浆浓度为20wt％。

(5)洗涤：将步骤(4)得到的浆料经两台真空洗浆机洗涤浓缩至浆料浓度15wt％。

(6)打浆：将步骤(5)得到的浆料可直接中浓打浆，打浆时间20min，完成后打浆度为30°SR，然后作为“外纤”，配抄薄片纸基，或将本色竹浆去抄造车间，抄造成竹浆板，待用。

(7)经打浆后所得本色竹浆的物理性能指标为：抗张指数34.8N·m/g，耐破指数2.5kPa·m²/g，撕裂指数9.5mN·m²/g，特性粘度997.4mL/g，白度39.4％ISO，多戊糖6.8％，灰分0.6％，松厚度8.5cm³/g。

(8)烟草纤维浆和烟草提取液的制备：将烟梗和烟碎片按3∶2(重量比)混合，混合好的烟草废料在85℃的热水中萃取两次，每次萃取时间为40min，收集液体部分经浓缩成为密度为1.24g/mL的提取液，供薄片纸基涂布用；萃取后的固体烟草废料浆去打浆，得到烟草纤维浆。

本色竹浆和萃取后的固体烟草废料浆的打浆设备均采用中或高浓盘磨机。打浆浓度10-20wt％称中浓打浆，打浆浓度20wt％以上称高浓打浆。本发明采用中或高浓打浆，最主要是为了提高打浆质量和降低打浆能耗。

本发明对萃取后的固体烟草废料浆，在打浆的同时加入氢氧化钠，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量2.5％，打浆时间50min，打浆完成后打浆度为32°SR。

(9)烟草薄片的制备：按比例将上述打浆完成后的本色竹浆和烟草纤维浆混合均匀，然后采用造纸法将混合浆料抄造成薄片纸基，再将提取液涂布于纸基上，经烘干后即成添加本色竹纤维的烟草薄片。

对比例1：烟草薄片制备时未加入竹浆，其余工艺、流程均与实施例1相同。

对比例2：对萃取后的固体烟草废料浆，在打浆时未加入氢氧化钠，其余工艺、流程均与实施例1相同。

对比例3：烟草薄片制备时未加入竹浆，同时对萃取后的固体烟草废料浆，在打浆时未加入氢氧化钠，其余工艺、流程均与实施例1相同。

实施例2：

(1)将竹材直接切成10-50mm长，宽5-20mm，采用湿法，经洗草机后洗去表面杂质并脱除多余水分后进入蒸煮器进行碱法蒸煮，液比为1∶3，相对于绝干原料质量，用碱量15％(Na2O计)，四氢蒽醌0.6％，二甲苯磺酸0.2％，硫化度30％。

蒸煮曲线为：90min内升温至148℃，对应锅内压力约为0.45MPa，然后放锅至锅内压力为0MPa，再升温至最高温度148℃，并在此温度下保温80min至蒸煮结束。

(2)浓缩：将步骤(1)得到的浆料进入喷放锅，经废液提取、筛选和浓缩机浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为30％；

(3)挤压疏解机：将步骤(2)的浓缩浆料送入挤压疏解机。

挤压疏解时间2min，温度室温，进口浆浓30％，出口浆浓40％。

(4)浸渍器：将步骤(3)的浆料由挤压疏解机出口经稀释后进入浸渍器，并在浸渍器内加入，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量8％，过氧化氢0.2％，浸渍时间30min，温度60℃，浆浓25％。

(5)洗涤：将步骤(4)得到的浆料经单台真空洗浆机洗涤浓缩至浆料浓度10％。

(6)打浆：将步骤(5)得到的浆料可直接中浓打浆，打浆时间30min，完成后打浆度为35°SR，然后作为“外纤”，配抄薄片纸基，或将本色竹浆去抄造车间，抄造成竹浆板，待用。

(7)经打浆后所得本色竹浆的物理性能指标为：抗张指数44.8N·m/g，耐破指数3.5kPa·m²/g，撕裂指数6.5mN·m²/g，特性粘度797.5mL/g，白度29.6％ISO，多戊糖7.6％，灰分0.5％，松厚度5.0cm³/g。

本发明对萃取后的固体烟草废料浆，在打浆的同时加入氢氧化钠，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量1％，打浆时间60min，打浆完成后打浆度为35°SR。

实施例3：

(1)将竹材直接切成10-50mm长，宽5-20mm，采用干法，经除尘器除去泥砂、节子及屑等杂质，除尘后送入蒸煮锅进行碱法蒸煮，液比为1∶4，相对于绝干原料质量，用碱量20％(Na₂O计)，二氢二羟基蒽醌1.0％，烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠0.1％，硫化度20％。

蒸煮曲线为：90min内升温至152℃，对应锅内压力约为0.50MPa，然后放锅至锅内压力为0MPa，再升温至最高温度152℃，并在此温度下保温80min至蒸煮结束。

(2)浓缩：将步骤(1)得到的浆料进入喷放锅，经废液提取、筛选和浓缩机浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为26％；

(3)挤压疏解机：将步骤(2)的浓缩浆料送入挤压疏解机。

挤压疏解时间10min，温度室温，进口浆浓26％，出口浆浓50％。

(4)浸渍器：将步骤(3)的浆料由挤压疏解机出口经稀释后进入浸渍器，并在浸渍器内加入，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量2％，过氧化氢1.0％，浸渍时间40min，温度90℃，浆浓30％。

(5)洗涤：将步骤(4)得到的浆料经单台真空洗浆机洗涤浓缩至浆料浓度12％。

(6)打浆：将步骤(5)得到的浆料可直接中浓打浆，打浆时间24min，完成后打浆度为33°SR，然后作为“外纤”，配抄薄片纸基，或将本色竹浆去抄造车间，抄造成竹浆板，待用。

(7)经打浆后所得本色竹浆的物理性能指标为：抗张指数41.3N·m/g，耐破指数3.2kPa·m²/g，撕裂指数7.9mN·m²/g，特性粘度923.2mL/g，白度33.8％ISO，多戊糖6.7％，灰分0.6％，松厚度6.8cm³/g。

本发明对萃取后的固体烟草废料浆，在打浆的同时加入氢氧化钠，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量3％，打浆时间40min，打浆完成后打浆度为25°SR。

将本发明实施例1至实施例3所得结果与对比例1至对比3所得结果做了如下的比较试验：

比较试验1：将实施例1至实施例3和对比例1至对比例3所得打浆后竹浆和打浆后的烟草纤维浆，按比例配抄成薄片纸基的物理性能及涂片结果见表1所示。

表1竹浆与烟草纤维浆按比例配抄成薄片纸基的物理性能及涂布结果

注纸基得率对抄前浆而言，烟草薄片得率对涂布前纸基而言

由表1得知，加入“外纤”即竹浆纤维后薄片纸基的抗张指数、松厚度、涂布率、纸基得率及烟草薄片得率均明显提高。实施例1与对比例1相比得出，前者加了10wt％的竹浆纤维，后者未加，其余工艺、流程完全相同，前者比后者抗张指数提高了35.6％，松厚度提高了21.3％，涂布率提高了6.5％，纸基得率及烟草薄片得率分别提高了5.0％及3.7％；另外实施例1与对比例2相比得出，前者在萃取后的固体烟草废料浆打浆中加入2.5％的氢氧化钠，后者未加，其余工艺、流程完全相同，前者比后者抗张指数提高了8.3％，松厚度提高了12.8％，涂布率提高了5.3％，纸基得率及烟草薄片得率分别提高了8.7％及5.6％，且打浆时间延长了30min；再者对比例2与对比例3相比，前者加了10％的竹浆纤维，后者未加，在萃取后的固体烟草废料浆打浆中均未加氢氧化钠，其余工艺、流程完全相同，前者比后者抗张指数提高了44.2％，松厚度提高了27.5％，涂布率提高了6.2％，纸基得率及烟草薄片得率分别提高了5.4％及3.8％。

比较试验2：将实施例1至3和对比例1至3所得的烟草薄片按9％的比例添加到成品烟丝中，制得的卷烟，对卷烟燃烧产生的烟气进行分析，烟气指标分析结果见表2所示。

表2烟气指标分析结果

由表2得知，实施例1与对比例1相比得出，前者加了10％的竹浆纤维，后者未加，其余工艺、流程完全相同，前者比后者烟气中尼古丁释放量减少了17.9％，焦油减少了23.4％，一氧化碳减少了14.7％；另外实施例1与对比例2相比得出，前者在萃取后的固体烟草废料浆打浆中加入2.5％的氢氧化钠，后者未加，其余工艺、流程完全相同，前者比后者尼古丁释放量减少了8.3％，焦油减少了10.7％，一氧化碳减少了3.7％，且打浆时间延长了30min；再者对比例2与对比例3相比，前者加了10％的竹浆纤维，后者未加，在萃取后的固体烟草废料浆打浆中均未加氢氧化钠，其余工艺、流程完全相同，前者比后者尼古丁释放量减少了20.5％，焦油减少了21.6％，一氧化碳减少了21.2％。

比较试验3：将实施例1至3和对比例1至3所得的烟草薄片按9％的比例添加到成品烟丝中，制得的卷烟，进行卷烟感官评吸试验，评吸结果见表3所示，

表3评吸试验结果

编号	香气	杂气	余味	刺激性	总分
						实施例1	8.8	7.5	7.9	8.0	32.2
实施例2	9.0	7.4	8.1	8.4	32.9
						实施例3	9.2	7.4	8.5	8.5	33.6
对比例1	7.7	6.6	7.8	7.4	29.5
						对比例2	8.0	6.5	7.7	7.4	29.6
对比例3	7.1	6.0	6.8	6.7	26.6

注感官评吸的分数由9名专业评吸员各自打分后，取其平均值，保留1位小数，

每项满分为10分，趋势越好，分数越高

由表3得知，实施例1至3比对比例1至3的香气质提升幅度较大，平均提升了18.4％，另外杂气、余味及刺激性都有较好的改善，可见在薄片纸基中添加一定量的竹浆，以及在萃取后的固体烟草废料浆打浆中加入一定量的氢氧化钠，均可改善卷烟的吸味性，提高抽吸品质。

分析原因1为：竹纤维独特的形态结构赋予了竹制烟草薄片独特的性能，它保留了竹纤维的某些优良性能，即竹纤维表面粗糙，纤维横截面布满了许多大大小小的空洞和管状腔隙，横截面更加不规则，比表面积更大，可以瞬间吸附更多的液体和气体，具有良好的吸湿、放湿性和优越的透气性，有利于在卷烟抽吸过程中提供更多的空气进入量，促进烟卷燃烧完全，有效减少缺氧条件下的热解产物量，从而降低尼古丁、焦油、CO等有害成分的释放量，提高卷烟安全性，调控卷烟吸味性，改善抽吸品质；另外，在抄造时竹纤维纵横交错在薄片纸基上，从而提高抄造时纤维的截留量，减少了纤维的流失。为此竹纤维的加入除提高卷烟安全性，改善抽吸品质外还可提高机械强度、松厚度、涂布率、纸基得率及烟草薄片得率。

原因2为：在萃取后的固体烟草废料浆打浆中加入氢氧化钠，其作用1是，利用碱的润胀性，使纤维软化，变得柔软可塑，易于打浆，节约打浆时间，降低打浆能耗，并且使纤维向离解成单根纤维并保持纤维原有长度的方向进行，有效避免或减少纤维被切断，减少了细小组分含量；作用2是，利用碱的碱性氧化和碱性降解作用，有效除去烟草废料浆中的木素、抽出物、灰分、半纤维素等杂质成分。为此，在萃取后的固体烟草废料浆打浆中加入氢氧化钠，利于提高薄片纸基的机械强度、得率、松厚度，以及涂布的涂布率，改善烟卷燃烧程度，从而降低尼古丁、焦油、CO等有害成分的释放量，提高卷烟安全性，提高抽吸品质。

原因3为：由于在卷烟中添加了一定量的竹浆纤维，竹纤维素分子链上含有大量的极性羟基，如2碳和3碳上的仲羟基，6碳上的伯羟基，因此可提供醇香气息，降低抽吸时的刺激性、杂气等不良气息。

以上所述实例仅是本专利的优选实施方式，但本专利的保护范围并不局限于此。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利原理的前提下，根据本专利的技术方案及其专利构思，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利的保护范围。

Claims

1.一种用于再造烟草添加剂的本色竹浆的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）材料准备：将竹材切成10-50mm长，宽5-20mm，用干法、湿法或干湿结合法进行备料，除去杂质;

（2）碱法蒸煮：将步骤（1）得到的竹片在蒸煮锅内进行碱法蒸煮得浆料；所述的碱法蒸煮是指采用低温蒸煮，温度为150±2℃；相对于绝干原料质量，碱法蒸煮中的碱性物质以Na₂O计，用量为15-30%，高保时间80min，液比为1﹕3-6，硫化度15-30%；所述碱性物质为氢氧化钠和硫化钠；在碱法蒸煮过程中加入蒸煮助剂，所述的蒸煮助剂为表面活性剂和蒽醌，或表面活性剂和蒽醌衍生物；相对于绝干原料质量，表面活性剂的用量为0.1-0.2%，蒽醌或蒽醌衍生物为0.5-1.0%；所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、二甲苯磺酸或烷基酚聚氧乙烯醚硫酸钠；所述的蒽醌衍生物为二氢蒽醌、四氢蒽醌或二氢二羟基蒽醌；

（3）浓缩：将步骤（2）得到的浆料进入喷放锅，经废液提取、筛选和浓缩机浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为20-30%；

（4）挤压疏解：将步骤（3）的浓缩浆料送入挤压疏解机，挤压疏解时间2-10min，温度室温，进口浆浓度为20-30wt%，出口浆浓度为40-50wt%；

（5）浸渍：将步骤（4）的浆料由挤压疏解机出口经稀释后进入浸渍器，并在浸渍器内加入，相对于绝干浆质量，氢氧化钠用量2-8%，过氧化氢0.2-1.0%，浸渍时间30-60min，温度60-90℃，浆液的质量浓度为20-30%；

（6）洗涤：将步骤（5）得到的浆料经真空洗浆机洗涤浓缩，所产生的洗涤废液排除；洗涤时用两台真空洗浆机充分洗涤浓缩，浓缩后浆料的质量浓度为10-15%；

（7）打浆：对本色竹浆和萃取后的固体烟草废料浆进行分别打浆；对本色竹浆：打浆时间20-30min，打浆完成后打浆度为30-35⁰SR；对萃取后的固体烟草废料浆：打浆时间40-60min，打浆完成后打浆度为25-35⁰SR；打浆结束后，将两种浆料按比例在造纸机上配抄成薄片纸基，然后将浓缩的提取液涂布于薄片纸基上，再烘干，即制得添加本色竹浆的再造烟草薄片。

2.根据权利要求1所述用于再造烟草添加剂的本色竹浆的制备方法，其特征在于：所述的碱法蒸煮采用变压法操作，蒸煮曲线为：经过90min，由室温升至最高温度150±2℃，对应锅内压力为0.45-0.50MPa，在升温期间需严密监视温度与压力的一致性，并进行小放气操作，然后放至锅内压力为0MPa，再升温至最高温度150±2℃，并在此温度下保温80min至蒸煮结束。