CN110537721A - 一种加热卷烟用再造烟叶及其改良干法制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热卷烟用再造烟叶及其改良干法制备方法，利用干法气流成型技术制备涂布用干法片基，再制备涂布液，利用喷雾涂布技术结合狭缝式挤压涂布技术形成的“喷雾涂布‑狭缝式挤压涂布组合涂布技术”进行多次多级涂布，得到再造烟叶半成品；再造烟叶半成品经过干燥系统多级干燥、软压光系统压光整饰及压光后干燥定型，成为再造烟叶成品；本发明制备的改良干法再造烟叶具有较适中的松厚度、紧度、透气度和孔隙率，其物理性能得到较大的修饰和改善，抽吸持久性、耐抽性明显增强。

Description

一种加热卷烟用再造烟叶及其改良干法制备方法

技术领域

本发明涉及烟草行业再造烟叶技术领域，更具体地，本发明涉及一种加热卷烟用再造烟叶及其改良干法制备方法。

背景技术

加热不燃烧卷烟是新型烟草制品的重要形式之一，主要通过在较低温度下(300℃以下)加热烟草材料使烟草中内源性和外源性成分释放出来，从而满足消费者一定的感官享受和生理满足。加热不燃烧卷烟只加热烟草材料而非燃烧，减少了烟草高温燃烧过程裂解产生的有害成分，且侧流烟气和环境烟气的释放量也明显降低。

再造烟叶是加热不燃烧卷烟所使用的主要烟草材料，也是加热不燃烧卷烟的核心原料。再造烟叶的生产工艺主要有辊压法、稠浆法、造纸法、干法等。辊压法再造烟叶是将烟梗、烟末、梗签等烟草物质粉碎后与胶黏剂、增强剂、保润剂、水等物料按一定比例混合搅拌均匀后，形成松散的团粒状，然后通过辊压机辊压形成片状进行干燥，最后经切丝机切成再造烟叶丝。稠浆法再造烟叶是将烟草物料粉碎后掺入到带有胶黏剂、增强剂、保润剂和水的水溶液中，搅拌均匀后使之形成浆状物，均匀地铺展在一条不锈钢带上进行烘干，铲剥后即形成再造烟叶。造纸法再造烟叶最早起源于奥地利、美国、法国和德国等国家，主要目的是回收利用烟草加工过程中产生的烟草废弃物，提高烟草原料利用率，以及制作雪茄烟的包皮材料等，属于烟草资源再利用的一种产品。按照其发展历程主要分为两步造纸法和一步造纸法，目前国内外广泛采用的主流加工工艺为两步造纸法工艺。两步法生产工艺过程为：按再造烟叶原料配方要求，将烟梗、碎片、烟末以热水浸泡提取并经固液分离，将得到的提取液真空浓缩后调配为涂布液，剩余固渣则通过制浆并在特定纸机上抄造成型为片基，然后将涂布液均匀涂布于片基表面，再经干燥而成再造烟叶。

干法再造烟叶工艺以气流作为纤维载体，通过空气沉降、热轧成型、喷涂烘干等工艺过程生产再造烟叶。烟草原料的粉碎、外源纤维的处理及基片成型工艺均采用无水模式，仅在喷涂液的制备和清洗设备用到一定量的水，且大部分水都可以循环利用。中国专利CN103431514B公开一种干法造纸法再造烟叶薄片整装生产线，整条生产线主要由原料处理部、烟叶成型部、薄片成型部三部分组成，物料运输主要通过托辊、网带传送并辅以风机气流进行转移，整条生产线线传送部分均配备有清洗装置、张紧装置、纠偏装置。专利CN104824824B将烟草碎片分别添加至基片成型过程中和喷涂所用的涂布液浆料中，该方法能减少工序，减少过多的烟粉引起的掉粉扬尘现象。专利CN201310157779、CN201310155869、CN201410083670、CN201410203820、CN201510750577公开了干法造纸法生产再造烟叶基片的方法和基片成型装置，此外，解纤装置、烘干装置、喷涂装置及相应生产设备也得到了公开(CN200410083714、CN201410203874、CN20140204049、CN201410155207)。专利CN108451001A公开了一种用于加热不燃烧卷烟的干法再造烟叶，包括纤维薄层基片、烟草粉末、粘合剂、发烟剂、糖料和香味物质等。

在干法再造烟叶制造过程中，涂布工序是至关重要的一个环节，涂布方法和涂布质量直接影响再造烟叶的物理性能和感官品质，涂布技术是干法再造烟叶制备的关键技术。干法再造烟叶制备过程所采用的干法片基具有组织结构疏松多孔、纤维结合力很弱、抗张强度很低的特点，所采用的涂布液为烟草颗粒、烟草提取物、发烟剂、胶黏剂等组分与水形成的高固含量、高黏度的悬浊液体系。基于干法再造烟叶所使用的片基和涂布液特点，现有干法再造烟叶制备方法均采用喷涂工艺，例如，专利“一种气流法成型干法纸机”(200610147421.2、200610117771.4)提出一种基于管道压力供给喷嘴雾化的喷胶方式，这种喷涂方式只适用于生活用纸的喷胶，对高固含量高黏度的浆料喷涂难以适应。专利“干法造纸法再造烟叶薄片整装生产线”(201310393610.8)和专利“一种干法造纸法再造烟叶生产的浆料喷涂装置”(CN201410204049)采用的喷涂方式均为使用压缩空气的空气喷涂。空气喷涂虽然雾化效果好，但空气压力大容易造成雾化涂料的过喷和反弹，涂料留着率低，雾化损失较大。

目前的干法再造烟叶及其制备方法存在以下问题：

(1)喷涂工艺涂布量不稳定，易造成再造烟叶纵横向厚度、定量波动较大，涂层厚度均一性较差，影响再造烟叶的上机适应性和感官质量。

(2)喷涂工艺不易形成闭环控制，自动化控制水平相对较低。

(3)物理性能方面，与辊压法、稠浆法和造纸法相比，干法再造烟叶松厚度过高，透气度和孔隙率过高，紧度较低。

(4)感官质量方面，相对于辊压法和稠浆法，干法再造烟叶烟气的浓度、饱满度、丰满度、成团性、厚实感略欠。干法再造烟叶有效抽吸口数仅有6至7口，耐抽性和持久性有待提高。

狭缝式挤压涂布(Slot bead die)，俗称吻涂，是一种在一定压力下，将涂布液沿着模具缝隙挤压出并转移到移动基材上的一种涂布技术。涂布过程中，在压力作用下，涂液从上、下模之间的缝隙挤出，与移动的基材之间形成液珠并转移到基材表面，形成湿膜，液珠的形成是成膜的关键。狭缝式挤压涂布有诸多优势，如涂膜速度高、膜厚一致性好、涂布液粘度范围广、涂布缺陷少(闭环系统)、涂布液利用率高以及可同时进行三层涂布等，是一种理想的高精密涂布技术。与帘式涂布相比，狭缝式挤压涂布对涂布液的黏度、密度、表面张力等性能要求较低，更加适合于干法再造烟叶所使用的涂布液。狭缝式挤压涂布以其涂布速度快、涂膜均匀性好、涂布窗口宽等特点，代表了湿法涂布未来发展方向。

目前，干法再造烟叶的生产工艺均采用常规空气喷涂工艺，尚无更先进的涂布工艺技术引入。为解决现有干法再造烟叶存在的物理性能和感官质量缺陷，本发明提出了基于喷涂与狭缝式挤压涂布组合的新型涂布工艺技术，形成改良干法再造烟叶制备新方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有干法再造烟叶物理性能方面松厚度、透气度、孔隙率过高，紧度过低的不足，以及感官质量方面干法再造烟叶烟气的浓度、饱满度、丰满度、成团性、厚实感略欠的缺陷问题，提供一种新的改良干法再造烟叶具有较适中的松厚度、透气度、孔隙率和紧度。

本发明的另一目的在于提供所述改良干法再造烟叶的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，包括以下步骤：

(1)利用干法气流成型技术制备涂布用干法片基，干法片基的定量为10-70g/m²，松厚度为3-12cm³/g；

(2)制备涂布液，涂布液的固含量为5-25％，黏度为100-10000mPa·s；

(3)利用喷雾涂布技术结合狭缝式挤压涂布技术形成的“喷雾涂布-狭缝式挤压涂布组合涂布技术”进行多次多级涂布，即将步骤(2)制备的涂布液先经过多次喷雾涂布、再经过狭缝式挤压涂布逐渐转移至步骤(1)制备的片基及涂布基材表面，得到再造烟叶半成品；以绝干重量计，喷雾涂布的单次涂布量为5-25g/m²，狭缝式挤压涂布的单次涂布量为10-40g/m²；优选的方案中，多级喷雾涂布完成后再造烟叶半成品的定量为40-120g/m²，狭缝式挤压涂布完成后再造烟叶半成品的定量为100-200g/m²；

(4)再造烟叶半成品经过干燥系统多级干燥、软压光系统压光整饰及压光后干燥定型，成为再造烟叶成品；所述干燥系统的热风温度为80-120℃，所述软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为13-20％，所述再造烟叶成品的水分为8-12％。

所述喷雾涂布技术包括空气喷涂、高压无气喷涂、混气喷涂中的一种或几种的组合，所述狭缝式挤压涂布技术包括单层狭缝式挤压涂布、双层狭缝式挤压涂布和多层狭缝式挤压涂布。

所述干法片基的纤维原料为烟梗浆、烟秆浆、针叶木浆、阔叶木浆、亚麻浆、竹浆中的一种或几种的组合。

所述涂布液的组分包括烟草颗粒、发烟剂、胶黏剂、烟草提取物、分散剂、食品添加剂、烟用香精和水。

以重量份数计，涂布液配方的用量为：烟草颗粒5-30份、发烟剂2-15份、胶黏剂2-6份、烟草提取物1-5份、分散剂1-3份、食品添加剂1-5份，烟用香精1-3份，水70-90份。

所述烟草颗粒的粒径为100-500目，即38-150μm。

所述涂布液的固含量为10-15％，黏度为200-3000mPa·s。

所述喷雾涂布的单次涂布量为10-20g/m²，所述狭缝式挤压涂布的单次涂布量为15-35g/m²。

所述干燥系统的热风温度为80-100℃，所述软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为14-16％。

所述再造烟叶成品的定量为120-210g/m²，厚度为0.160-0.230mm，紧度为0.625-1.250g/cm³，再造烟叶的抗张强度为≥300N/m。优选的方案中，再造烟叶成品中发烟剂的质量含量为10-20％。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明制备的改良干法再造烟叶具有较适中的松厚度、紧度、透气度和孔隙率，其物理性能得到较大的修饰和改善。

(2)本发明制备的改良干法再造烟叶在感官质量上得到较大改善，烟气浓度、饱满度、丰满度、厚实感明显增强，烟草本香浓厚、醇正自然。与普通干法再造烟叶相比，有效抽吸口数由6-7口提高至10-12口，抽吸持久性、耐抽性明显增强。

(3)本发明狭缝式挤压涂布的引入以及采用喷涂与狭缝式挤压涂布相结合的涂布工艺，较好地解决了干法再造烟叶纵向和横向定量、厚度波动较大、发烟剂含量和涂布均匀性稳定性不佳的问题，产品质量的稳定性显著提高。

(4)本发明制备的改良干法再造烟叶伴随紧度的提高，其抗张强度也相应提高，上机适应性得到进一步增强。

附图说明

图1为实施例1工艺流程。

图2为实施例2工艺流程。

图3为实施例3工艺流程。

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，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

将解纤后的针叶木浆与亚麻浆按照质量比8:2进行混合，经成型头气流成型后制备得到干法片基，定量为20g/m²，松厚度为6cm³/g。根据产品设计要求和配方需求配制涂布用涂布液，涂布液的配方为：按重量份计，烟草颗粒10份(200目)、发烟剂4份、胶黏剂4份、烟草提取物3份、分散剂2份、食品添加剂3份，烟用香精2份，水80份，涂布液固含量为10％，黏度为380mPa·s，按照附图1所示的工艺流程，将配制好的涂布液经过四次喷涂(每次喷涂量为25g/m²)、一次狭缝式挤压涂布(涂布量为30g/m²)转移至片基及涂布基材表面，得到再造烟叶半成品；每次涂布后进行一次干燥(烘箱热风温度为100℃)。多级喷雾涂布完成后再造烟叶半成品的定量为132g/m²，狭缝式涂布完成后再造烟叶半成品的定量为158g/m²。再造烟叶半成品经过干燥系统多级干燥、软压光系统压光整饰及压光后干燥定型，成为再造烟叶成品；所述干燥系统的热风温度为90℃，软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为15％，所述再造烟叶成品的水分为11％。

实施例2

将解纤后的针叶木浆与烟梗浆、烟秆浆按照质量比6:1:3进行混合，经成型头气流成型后制备得到干法片基，定量为40g/m²，松厚度为4.8cm³/g。根据产品设计要求和配方需求配制涂布用涂布液，涂布液的配方为：按重量份计，烟草颗粒15份(200目)、发烟剂6份、胶黏剂5份、烟草提取物4份、分散剂2份、食品添加剂3份，烟用香精2份，水85份，涂布液固含量为12％，黏度为860mPa·s。涂布液固含量为15％，黏度为850mP·s，按照附图2所示的工艺流程，将配制好的涂布液经过三次喷涂(每次喷涂量为25g/m²)、一次狭缝式挤压涂布(涂布量为35g/m²)转移至片基表面及内部得到再造烟叶半成品。每次涂布后进行一次干燥(烘箱热风温度为85℃)。多级喷雾涂布完成后再造烟叶半成品的定量为131g/m²，狭缝式挤压涂布完成后再造烟叶半成品的定量为172g/m²；再造烟叶半成品经过干燥系统多级干燥、软压光系统压光整饰及压光后干燥定型，成为再造烟叶成品；所述干燥系统的热风温度为90℃，所述软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为15％，所述再造烟叶成品的水分为10％。

实施例3

将解纤后的针叶木浆与竹浆按照质量比7:3进行混合，经成型头气流成型后制备得到干法片基，定量为60g/m²，松厚度为7cm³/g。根据产品设计要求和配方需求配制涂布用涂布液，涂布液的配方为：按重量份计，烟草颗粒20份(200目)、发烟剂8份、胶黏剂6份、烟草提取物5份、分散剂3份、食品添加剂4份，烟用香精3份，水90份；涂布液固含量为20％，黏度为1370mP·s，按照附图3所示的工艺流程，将配制好的涂布液经过两次喷涂每次喷涂量为30g/m²)、两次狭缝式挤压涂布(每次涂布量为35g/m²)转移至片基及涂布基材表面得到再造烟叶半成品。每次涂布后进行一次干燥(烘箱热风温度为95℃)。多级喷雾涂布完成后再造烟叶半成品的定量为126g/m²，狭缝式挤压涂布完成后再造烟叶半成品的定量为205g/m²；再造烟叶半成品经过干燥系统多级干燥、软压光系统压光整饰及压光后干燥定型，成为再造烟叶成品；所述干燥系统的热风温度为90℃，所述软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为17％，所述再造烟叶成品的水分为11％。

实施例效果测定：

表1中记载的各种理化性能的测试方法与标准是：

纸和纸板定量的测定GB/T 451.2-2002；

GB/T 451.3-2002纸和纸板厚度、紧度的测定；

GB/T12914-2008纸和纸板抗张强度和伸长率的测定；

GB/T 23227-2018卷烟纸、成形纸、接装纸及具有定向透气带的材料透气度的测定；

实验测定了上述实施例制备得到的三种改良干法再造烟叶的理化性能指标，按照YC/T 498-2014再造烟叶(造纸法)感官评价方法进行感官质量评价，与现有传统干法再造烟叶进行比较，结果见表1所示。

表1：改良干法再造烟叶与传统干法再造烟叶理化性能及感官质量的对比

从表1可以看出，与传统干法再造烟叶相比，3种改良干法再造烟叶的紧度增大，均大于0.380g/cm³、透气度降低，低于10030CU，紧度和透气度两个关键指标均得到合理调控。相应地，感官质量得分也较传统干法再造烟叶明显提高。此外，从变异系数的降低可以看出，采用喷涂与狭缝式挤压涂布相结合的涂布工艺，较好地解决了干法再造烟叶纵向和横向定量、厚度波动较大、涂布量和涂布均匀性稳定性不佳的问题，产品质量的稳定性显著提高。伴随紧度的提高，其抗张强度也相应提高，上机适应性得到进一步增强。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims (10)

1.一种加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)利用干法气流成型技术制备涂布用干法片基，干法片基的定量为10-70g/m²，松厚度为3-12cm³/g；

(2)制备涂布液，涂布液的固含量为5-25％，黏度为100-10000mPa·s；

(3)利用喷雾涂布技术结合狭缝式挤压涂布技术形成的“喷雾涂布-狭缝式挤压涂布组合涂布技术”进行多次多级涂布，即将步骤(2)制备的涂布液先经过多次喷雾涂布、再经过狭缝式挤压涂布逐渐转移至步骤(1)制备的片基及涂布基材表面，得到再造烟叶半成品；以绝干重量计，喷雾涂布的单次涂布量为5-25g/m²，狭缝式挤压涂布的单次涂布量为10-40g/m²；

(4)再造烟叶半成品经过干燥系统多级干燥、软压光系统压光整饰及压光后干燥定型，成为再造烟叶成品；所述干燥系统的热风温度为80-120℃，所述软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为13-20％，所述再造烟叶成品的水分为8-12％。

2.根据权利要求1所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述喷雾涂布技术包括空气喷涂、高压无气喷涂、混气喷涂中的一种或几种的组合，所述狭缝式挤压涂布技术包括单层狭缝式挤压涂布、双层狭缝式挤压涂布和多层狭缝式挤压涂布。

3.根据权利要求1所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述干法片基的纤维原料为烟梗浆、烟秆浆、针叶木浆、阔叶木浆、亚麻浆、竹浆中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述涂布液的组分包括烟草颗粒、发烟剂、胶黏剂、烟草提取物、分散剂、食品添加剂、烟用香精和水。

5.根据权利要求3所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于以重量份数计，涂布液配方的用量为：烟草颗粒5-30份、发烟剂2-15份、胶黏剂2-6份、烟草提取物1-5份、分散剂1-3份、食品添加剂1-5份，烟用香精1-3份，水70-90份。

6.根据权利要求4所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述烟草颗粒的粒径为100-500目。

7.根据权利要求1所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述涂布液的固含量为10-15％，黏度为200-3000mPa·s。

8.根据权利要求1所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述喷雾涂布的单次涂布量为10-20g/m²，所述狭缝式挤压涂布的单次涂布量为15-35g/m²。

9.根据权利要求1所述的加热卷烟用再造烟叶的改良干法制备方法，其特征在于所述干燥系统的热风温度为80-100℃，所述软压光系统压光时再造烟叶半成品的水分为14-16％。

10.一种利用权利要求1-9任意一项所述的方法制备得到的改良干法再造烟叶，其特征在于所述再造烟叶成品的定量为120-210g/m²，厚度为0.160-0.230mm，紧度为0.625-1.250g/cm³，再造烟叶的抗张强度为≥300N/m。