CN111358038B - 一种改善造纸法再造烟叶基片性能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，包括梗叶提取，梗叶混合制浆，磨浆、配浆、抄造等过程。本发明通过采用绒毛浆作为外纤，调整梗叶浆料配比及磨浆过程中加入碳酸钙等，实现再造烟叶基片松厚度改善的同时，保持或提高基片的强度性能的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高造纸法再造烟叶性能的方法，属于造纸法烟草薄片生产技术领域。
背景技术
在卷烟中添加适量的烟草薄片，不仅可以有效降低烟叶原料，降低卷烟成本，而且可以按照人们的意愿或要求调节卷烟的物理性能和化学成分，实现卷烟减害降焦，提高卷烟品质。在现有技术中，造纸法制备的烟草薄片因具有诸多优点而广泛采用。
松厚度作为评价造纸法再造烟叶(又称烟草薄片)的重要指标，其数值的高低会直接影响卷烟时的填充值和燃烧性，同时还有利于提高涂布量，进而最大程度还原烟草中的有效成分；此外，提高松厚度还可降低有害物质，如一氧化碳的含量。因此，提高再造烟叶的松厚度一直是造纸法再造烟叶企业追求的目标。目前，提高再造烟叶松厚度的方法主要从两方面着手：(1)提高基片的松厚度；(2)通过涂布改善松厚度。在现有公开技术中，专利CN105852188B公开了一种提高烟草薄片松厚度的涂布组合物，该方法采用纳米碳酸钙微胶囊作为涂布填料，将其与微晶纤维素、分散剂、烟草萃取液等按照一定比例制备成涂布液实现产品松厚度的提高。然而，该方法所用到的纳米碳酸钙、微晶纤维素的成本非常高，且碳酸钙进入涂布液制备系统时，在浓缩过程中有可能会造成蒸发器结垢等问题，因而无法大量推广使用。专利CN106993820A公开了一种高松厚度造纸法再造烟叶纤维组成及其制备方法和应用，通过优选针漂白叶木化学浆和桉木浆实现基片松厚度的改善。但在改善松厚度的同时，产品抗张指数下降。提高基片松厚度一般会导致强度下降，造成纸机运行性问题，在改善松厚度的同时如何保持基片较佳的强度性能是目前行业急需解决的关键问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，在通过将提取后的梗叶混合浆与填料混合打浆，通过优选合适的填料和植物纤维，实现在保持基片强度性能的同时，提高基片的松厚度和吸收性，进而提高造纸法再造烟叶的品质。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，步骤包括：
(1)混合浆料Ⅰ：选择由1#、2#和3#三种烟梗按照13:6:4的比例混合，1#烟梗灰分为16.7％，2#烟梗灰分为19.5％，3#烟梗灰分为13.6％，总纤维素含量分别为32.8％、35.7％、32.0％。三种烟梗混合烟梗的灰分为16.3-16.6％、总纤维素含量为33.1％；
混合烟梗和烟叶采用三级逆流提取，混合烟梗提取条件为：固液比1:6～1:8，提取时间30±5min，提取温度60～75℃；烟叶提取条件为：固液比1:8～1:10，提取时间50±5min，提取温度60～75℃，每级提取后进行固液分离，完成三级分离后烟梗固体和烟叶固体按4:6～6:4的比例混合，调节浓度至15％～20％，得到混合浆料Ⅰ。
(2)磨浆：混合浆料Ⅰ中加入15-25％的沉淀碳酸钙悬浊液填料，调整至浓度为3.5％～4.2％进行磨浆处理，得到打浆度为22～28°SR混合浆料Ⅱ；沉淀碳酸钙平均粒径为8～32μm，微观形貌为偏三角面体，使用时现将沉淀碳酸钙配置成质量浓度为10％的悬浊液，沉降体积为2.8～3.0g/mL；
(3)配浆：混合浆料Ⅱ中加入20-25％的绒毛浆，调节浓度为2.0％～3.0％得到混合浆料Ⅲ，绒毛浆通过绒毛浆浆板经过碎浆机碎解15-20min制备而成，使其纤维平均长度为2.2～2.4mm，纤维宽度为30～32μm，碎解浓度为5％～8％。
(4)抄造：混合浆料Ⅲ中添加1.0～1.5％的助剂瓜尔胶，稀释至质量浓度为0.4％～0.8％得到混合浆料Ⅳ，采用长网纸机抄造定量为60g/m2的基片，经过压榨、干燥后得到再造烟叶基片，基片经过涂布、干燥、分切打包得到再造烟叶。
本发明的有益技术效果是：本发明技术简单、实用、可操作性强。传统方法仅仅通过优选植物纤维、添加填料虽然可以改善基片的松厚度，但通常会降低其强度性能，进而影响纸机的运行性和产品品质。此外，烟梗提取后，往往纤维解离效果不好，通常需通过高浓磨浆改善纤维的分散性能，而现有高浓磨浆后，浆料打浆度通常达到30°SR以上，导致再造烟叶基片松厚度降低，滤水性能变差。而本发明所采用的高浓磨浆仅对烟梗纤维进行初步解离，在低浓磨浆过程中将梗叶混合浆料与碳酸钙一起磨浆，在磨浆过程中，碳酸钙颗粒在研磨过程中发生水化，表面产生羟基，可与烟梗纤维表面羟基产生氢键结合，有利于提高基片的强度性能；另一方面，碳酸钙颗粒本身也可作为研磨介质，促进烟梗纤维的解离与分散。通过控制磨浆工艺，使得浆料打浆度较低，这样可有效提高基片松厚度性能和滤水性能。此外，本发明以全处理绒毛浆作为外加植物纤维，以较大粒径的碳酸钙作为填料，还有利于进一步改善再造烟叶的松厚度。最终实现基片松厚度与强度性能的双重改善。
因此，本发明可在保证基片强度基本不受损失的情况下，提高基片的松厚度，进而可大幅提高基片的吸收性，有利于烟草有效成分充分回填到基片中。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)将烟梗原料400kg(烟梗1#：烟梗2#：烟梗3#＝13:6:4)和烟叶600kg，分别采用三级逆流提取。烟梗提取的条件为：固液比1:6，提取时间30±5min，提取温度60℃；烟叶的提取条件为：固液比1:8，提取时间50±5min，提取温度60℃；
(2)每级提取经固液分离，完成三级分离后将固相烟梗和烟叶均匀混合，采用螺旋挤浆机调节浓度至15％，进行高浓磨浆，磨浆后得到混合浆Ⅰ，其浆料打浆度为14°SR。
(3)在混合浆Ⅰ中添加沉淀碳酸钙填料，所用沉淀碳酸钙平均粒径为8μm，微观形貌为偏三角面体，沉降体积为2.8g/mL。使用时，先将沉淀碳酸钙配置成质量浓度为10％的悬浊液，然后加入混合浆料Ⅰ中，加入量为25％(相对于混合浆Ⅰ绝干量)，得到混合浆料Ⅱ。将混合浆料Ⅱ调整至浓度为3.5％进行磨浆处理，磨浆间隙为0.2mm，磨浆后得到的混合浆料Ⅲ的打浆度为22°SR。
(4)采用全处理绒毛浆作为外纤，纤维平均长度为2.2mm，纤维宽度为32μm。绒毛浆浆板经水力碎浆机碎解15min，碎解浓度为5％。绒毛浆添加比例为20％，稀释调浓后与混合浆料Ⅲ混合，调节浓度为2.5％，得到抄造基片的混合浆料Ⅳ。
(5)在混合浆料Ⅳ中添加瓜尔胶溶液，用量为1.2％(相对于绝干纤维)，采用纸机网下白水稀释该混合浆料至质量浓度为0.6％，采用长网纸机抄造定量为60g/m2的基片，经过压榨、干燥后得到再造烟叶基片。基片经过涂布、干燥、分切打包得到再造烟叶。
实施例2
(1)将烟梗原料400kg(烟梗1#：烟梗2#：烟梗3#＝13:6:4)和烟叶600kg，分别采用三级逆流提取。烟梗浸渍提取的条件为：固液比1:6，提取时间30±5min，提取温度65℃；烟叶的浸渍提取条件为：固液比1:10，提取时间50±5min，提取温度75℃；
(2)每级提取经固液分离，完成三级分离后将固相烟梗和烟叶均匀混合，采用螺旋挤浆机调节浓度至16％，进行高浓磨浆，磨浆后得到混合浆Ⅰ，其浆料打浆度为17°SR。
(3)在混合浆Ⅰ中添加沉淀碳酸钙填料，所用沉淀碳酸钙平均粒径为32μm，微观形貌为偏三角面体，沉降体积为3.0g/mL。使用时，先将沉淀碳酸钙配置成质量浓度为10％的悬浊液，然后加入混合浆料Ⅰ中，加入量为15％(相对于混合浆1绝干量)，得到混合浆料Ⅱ。将混合浆料Ⅱ调整至浓度为3.8％进行磨浆处理，磨浆间隙为0.2mm，磨浆后得到的混合浆料Ⅲ的打浆度为24°SR。
(4)采用全处理绒毛浆作为外纤，纤维平均长度为2.3mm，纤维宽度为30μm。绒毛浆浆板经水力碎浆机碎解20min，碎解浓度为8％。绒毛浆添加比例为25％，稀释调浓后与混合浆料Ⅲ混合，调节浓度为2.0％，得到抄造基片的混合浆料Ⅳ。
(5)在混合浆料Ⅳ中添加瓜尔胶溶液，用量为1.0％(相对于绝干纤维)，采用纸机网下白水稀释该混合浆料至质量浓度为0.8％，采用长网纸机抄造定量为60g/m2的基片，经过压榨、干燥后得到再造烟叶基片。基片经过涂布、干燥、分切打包得到再造烟叶。
实施例3
(1)将烟梗原料500kg(烟梗1#：烟梗2#：烟梗3#＝13:6:4)和烟叶500kg，分别采用三级逆流提取。烟梗浸渍提取的条件为：固液比1:8，提取时间30±5min，提取温度75℃；烟叶的浸渍提取条件为：固液比1:9，提取时间50±5min，提取温度70℃。
(2)每级提取经固液分离，完成三级分离后将固相烟梗和烟叶均匀混合，采用螺旋挤浆机调节浓度至20％，进行高浓磨浆，磨浆后得到混合浆Ⅰ，其浆料打浆度为20°SR。
(3)在混合浆Ⅰ中添加沉淀碳酸钙填料，所用沉淀碳酸钙平均粒径为24μm，微观形貌为偏三角面体，沉降体积为2.9g/mL。使用时，先将沉淀碳酸钙配置成质量浓度为10％的悬浊液，然后加入混合浆料Ⅰ中，加入量为20％(相对于混合浆1绝干量)，得到混合浆料Ⅱ。将混合浆料Ⅱ调整至浓度为4.2％进行磨浆处理，磨浆间隙为0.2mm，磨浆后得到的混合浆料Ⅲ的打浆度为26°SR。
(4)采用全处理绒毛浆作为外纤，纤维平均长度为2.4mm，纤维宽度为31μm。绒毛浆浆板经水力碎浆机碎解18min，碎解浓度为6％。绒毛浆添加比例为23％，稀释调浓后与混合浆料Ⅲ混合，调节浓度为3.0％，得到抄造基片的混合浆料Ⅳ。
(5)在混合浆料Ⅳ中添加瓜尔胶溶液，用量为1.5％(相对于绝干纤维)，采用纸机网下白水稀释该混合浆料至质量浓度为0.4％，采用长网纸机抄造定量为60g/m2的基片，经过压榨、干燥后得到再造烟叶基片。基片经过涂布、干燥、分切打包得到再造烟叶。
实施例4
(1)将烟梗原料600kg(烟梗1#：烟梗2#：烟梗3#＝13:6:4)和烟叶400kg，分别采用三级逆流提取。烟梗浸渍提取的条件为：固液比1:7，提取时间30±5min，提取温度65℃；烟叶的浸渍提取条件为：固液比1:8，提取时间50±5min，提取温度65℃。
(2)每级提取经固液分离，完成三级分离后将固相烟梗和烟叶均匀混合，采用螺旋挤浆机调节浓度至18％，进行高浓磨浆，磨浆后得到混合浆Ⅰ，其浆料打浆度为20°SR。
(3)在混合浆Ⅰ中添加沉淀碳酸钙填料，所用沉淀碳酸钙平均粒径为32μm，微观形貌为偏三角面体，沉降体积为2.8g/mL。使用时，先将沉淀碳酸钙配置成质量浓度为10％的悬浊液，然后加入混合浆料Ⅰ中，加入量为15％(相对于混合浆1绝干量)，得到混合浆料Ⅱ。将混合浆料Ⅱ调整至浓度为3.9％进行磨浆处理，磨浆间隙为0.2mm，磨浆后得到的混合浆料Ⅲ的打浆度为28°SR。
(4)采用全处理绒毛浆作为外纤，纤维平均长度为2.4mm，纤维宽度为30μm。绒毛浆浆板经水力碎浆机碎解18min，碎解浓度为6％。绒毛浆添加比例为25％，稀释调浓后与混合浆料Ⅲ混合，调节浓度为2.4％，得到抄造基片的混合浆料Ⅳ。
(5)在混合浆料Ⅳ中添加瓜尔胶溶液，用量为1.3％(相对于绝干纤维)，采用纸机网下白水稀释该混合浆料至质量浓度为0.7％，采用长网纸机抄造定量为60g/m2的基片，经过压榨、干燥后得到再造烟叶基片。基片经过涂布、干燥、分切打包得到再造烟叶。。
各实施例所测定的基片松厚度如下表所示：
表1各实施例制备基片的性能指标(基片定量为60g/m2)
*注：对照样1中条件与实施例4相同，不同的是，外纤采用普遍使用的针叶木浆纤维，针叶木浆单独磨浆后再与烟草原料混合，所用碳酸钙为沉淀碳酸钙，平均粒径为8μm。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，其特征是，先利用烟梗和烟叶制备混合浆料Ⅰ，混合浆料Ⅰ中加入15-25％的沉淀碳酸钙悬浊液填料，调整至浓度为3.5％～4.2％进行磨浆处理，得到打浆度为22～28°SR混合浆料Ⅱ，混合浆料Ⅱ中加入20-25％的绒毛浆，调节浓度为2.0％～3.0％得到混合浆料Ⅲ，混合浆料Ⅲ中添加1.0～1.5％的助剂，稀释至质量浓度为0.4％～0.8％得到混合浆料Ⅳ，采用长网纸机抄造定量为60g/m2的基片，经过压榨、干燥后得到再造烟叶基片，基片经过涂布、干燥、分切打包得到再造烟叶；
所述混合浆料Ⅰ制备包括：将烟梗和烟叶分别采用三级逆流提取，每级提取后进行固液分离，完成三级分离后烟梗固体和烟叶固体按4:6～6:4的比例混合，调节浓度至15％～20％，得到混合浆料Ⅰ；
所述烟梗提取条件为：固液比1:6～1:8、提取时间30±5min、提取温度60～75℃；所述烟叶提取条件为：固液比1:8～1:10、提取时间50±5min、提取温度60～75℃。
2.根据权利要求1所述改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，其特征是，所述烟梗原料由1#～3#三种烟梗按照13:6:4的比例混合而成，其中，所述1#烟梗灰分为16.7％，2#烟梗灰分为19.5％，3#烟梗灰分为13.6％，总纤维素含量分别为32.8％、35.7％、32.0％。
3.根据权利要求1所述改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，其特征是，所述沉淀碳酸钙平均粒径为8～32μm，微观形貌为偏三角面体，沉降体积为2.8～3.0g/mL。
4.根据权利要求1所述改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，其特征是，所述绒毛浆通过绒毛浆浆板经过碎浆机碎解15-20min制备而成，使其纤维平均长度为2.2～2.4mm，纤维宽度为30～32μm，碎解浓度为5％～8％。
5.根据权利要求1所述改善造纸法再造烟叶基片性能的方法，其特征是，所述助剂为瓜尔胶溶液。
6.根据权利要求1-5任一项所述方法制备的再造烟叶基片。
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