CN115669985A - 一种烟草薄片过程浆液及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟草薄片过程浆液及其制备方法和应用。该烟草薄片过程浆液，包括胶粘剂、改性纤维、甘油和水；其中：按质量百分比计，胶粘剂为1‑1.2％；改性纤维为1.5‑2％；甘油和水的质量比为1‑2:1；改性纤维为纤维先经过碱化改性，再经过乙酰化改性制备得到。其制备为：将胶粘剂加入到甘油中，搅拌至形成均匀悬浮液；继续加入水和改性纤维，搅拌均匀；最后真空搅拌脱泡即得烟草薄片过程浆液。该烟草薄片过程浆液黏度适中，均匀性和可加工性好，应用于制备烟草薄片中，所得烟草薄片口感好，抗张强度高，浆液易转移，有效减小损耗，降低成本，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及到烟草薄片技术领域，具体涉及一种烟草薄片过程浆液及其制备方法和应用。
背景技术
辊压法是生产加热卷烟烟草薄片的一种常用方法，在辊压法生产烟草薄片过程浆液的过程中，通常添加纤维作为增强相，来改善最终烟草薄片的强度。在过程浆液的制备中，其黏度和均匀性直接影响着最终薄片的抗张强度。但由于一般的木纤维、棉纤维等材料纤维缠绕紧密，难以分离，在制备浆液时易发生聚集，难以在浆液中均匀分散，造成薄片的不均匀，从而导致抗张强度较低。此外，浆液的黏度也影响着后续的可加工性，黏度越高，浆液转移越困难，搅拌过程中越容易产生气泡，越难以形成均匀的物料。同时，较大的纤维和胶粘剂用量也会影响着烟草薄片的最终吸食口感。如何在保证后续烟草薄片抗张强度的同时，降低浆液的黏度以提高其可加工性及其他原料的用量是亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种烟草薄片过程浆液及其制备方法和应用，该烟草薄片过程浆液黏度适中，均匀性和可加工性好，应用于制备烟草薄片中，所得烟草薄片口感好，抗张强度高，浆液易转移，有效减小损耗，降低成本，具有广泛的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种烟草薄片过程浆液，包括胶粘剂、改性纤维、甘油和水；其中：
按质量百分比计，所述胶粘剂为1-1.2％；所述改性纤维为1.5-2％；
所述甘油和水的质量比为1-2:1；
所述改性纤维为纤维先经过碱化改性，再经过乙酰化改性制备得到的。
按上述方案，所述改性纤维具体制备包括以下步骤：
将纤维用35-45％氢氧化钠溶液浸泡1-2h，再次过滤洗涤干燥后，加入适量醋酸作为溶剂，加入醋酸酐作为乙酰化试剂，加入浓硫酸作为催化剂，90-110℃下反应1.5-2.5h，洗涤、过滤、干燥后得到改性纤维。
优选地，醋酸酐和纤维的质量比为1-1.5:1。
优选地，浓硫酸和纤维的体积质量比为0.4-0.6mL:5g。
按上述方案，所述改性纤维中，纤维为木纤维、棉纤维中的至少一种。
按上述方案，所述胶粘剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、海藻酸钠中的一种或几种。
提供一种上述烟草薄片过程浆液的制备方法，包括以下步骤：
S1.将胶粘剂加入到甘油中，搅拌至形成均匀悬浮液；
S2.向步骤S1中得到的液料中加入水和改性纤维，搅拌均匀；
S3.将步骤S2得到的液料真空搅拌脱泡即得烟草薄片过程浆液。
按上述方案，所述步骤S2中，搅拌时间为1-2h，搅拌速率为2000-4000r/min，搅拌温度为40-80℃，密封搅拌。
按上述方案，所述步骤S3中，真空搅拌脱泡工艺为：真空度为0.001-0.01Mpa，温度为20-30℃，时间为6-10h。
按上述方案，所述步骤S3中，采用真空搅拌加速脱泡。
提供一种上述烟草薄片过程浆液在制备烟草薄片中的应用。
按上述方案，所述浆液和烟粉混合后通过辊压成型，得到烟草薄片；其中烟粉和浆液质量比为1.4-1.6:1。
本发明的有益效果如下：
1.本发明提供了一种烟草薄片过程浆液，以合理配比的甘油和水作为主体系，配合胶粘剂和改性纤维，其中改性纤维在浆液中具有很好的分散性，所得浆液黏度较低，均匀性和工作性能良好，用于制备烟草薄片中时，浆液易转移，可有效减小损耗，降低成本，且抗张强度高，具有广泛的应用前景。
2.本发明中，采用改性纤维可实现在浆液中的良好分散性，降低粘稠度；其中纤维经过碱化，破坏了纤维素内部结晶区，使得各纤维素链之间的缠绕程度显著降低，纤维分散开；然后再经过乙酰化后的纤维素分子链上引入了负电基团，分子链之间形成的静电斥力，使其更容易在体系中分散开，增加了浆液的均匀性的同时，降低了其黏稠程度。
3.本发明的浆液中，通过合理的调配比例并采用改性纤维，可以在改性纤维和胶粘剂的用量较少的情况下，保证了较好的抗张强度，同时保证了烟草薄片的原始烟草口感。
4.本发明提供一种烟草薄片过程浆液的制备方法，先将胶粘剂加入甘油中，混合均匀，然后再加入水和改性纤维，搅拌均匀，最后真空下搅拌脱泡即得浆液；其中浆液属于较高黏度液体，在搅拌过程中，极易产生较多气泡，气泡的存在，会导致后压片的时候，薄片较难混匀，在制备浆液过程中消除气泡，可以使得物料混合更加均匀，用于制备烟草薄片时，有利于薄片抗张强度的提高。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本申请进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
以下实施例中，所用改性纤维通过以下步骤制备：
将5g棉纤维用40％氢氧化钠溶液浸泡1h，再次过滤洗涤干燥后，加入50mL醋酸作为溶剂，加入6g醋酸酐作为乙酰化试剂，加入0.5mL浓硫酸作为催化剂，100℃下反应2h，洗涤、过滤、干燥后得到改性纤维。
实施例1
提供一种烟草薄片过程浆液的制备方法，包括以下步骤：
S1.称取1g羧甲基纤维素钠，加入到54g甘油中，搅拌得到均匀的悬浮液；
S2.向步骤S1中得到的液料中加入36g水和1.5g改性纤维，于60℃下搅拌1.5h，搅拌速率为3000r/min，得到均匀的浆液；
S3.将步骤S2得到的液料于25℃下置于0.005Mpa的压力下搅拌8h，进行真空脱泡，即得烟草薄片过程浆液。
实施例2
将甘油添加量改为45g，水的添加量改为45g，其余同实施例1。
对比例1
将甘油添加量改为63g，水的添加量改为27g，其余同实施例1。
对比例2
羧甲基纤维素钠添加量改为1.5g，其余同实施例1。
对比例3
羧甲基纤维素钠添加量改为2g，其余同实施例1。
对比例4
改性纤维改用为棉纤维，其余同实施例1。
对比例5
不执行步骤S3，其余同实施例1。
浆液的黏度测试结果及评价如下表1：
表1
| 样品 | 黏度(mPa·s) | 评价 |
| 实施例1 | 6830 | 流动性好 |
| 实施例2 | 2352 | 流动性好 |
| 对比例1 | 11900 | 流动性较差 |
| 对比例2 | 16040 | 流动性差 |
| 对比例3 | 24040 | 流动性极差 |
| 对比例4 | 11800 | 流动性较差 |
比较实施例和对比例可以看出，浆液的黏度直接影响着其流动性。黏度越大的浆液黏稠度越高，越难流动，浆液也越容易附着在容器上，越难以转移，使得中途原料损失越大，增大了原料成本，不利于生产。同时，黏度越大，后续加工过程中越容易产生气泡，脱泡难度也越大，气泡的产生不利于后续加工混合。比较实施例1、对比例2和3可以看出，浆液内胶粘剂的浓度极大地影响着其黏度，浆液的黏度随着胶粘剂用量的增大而增大。
比较实施例1和对比例4，改性纤维的加入降低了浆液的黏稠度，使得浆液流动性更好。这是因为改性纤维经过碱化，破坏了纤维素内部结晶区，使得各纤维素链之间的缠绕程度远低于棉纤维，使纤维分散开；同时经过乙酰化后的纤维素分子链上引入了负电基团，分子链之间形成的静电斥力，使其更容易在体系中分散开，增加了浆液的均匀性的同时，降低了其黏稠程度。
实施例3
称取140g烟粉，加入到实施例1中的浆液中，高速剪切搅拌30min，其后利用三级辊压成型，100℃下干燥3min，制成烟草薄片。
实施例4
浆液选用实施例2的浆液，其余同实施例3，制成烟草薄片。
对比例6
浆液选用对比例1的浆液，其余同实施例3，制成烟草薄片。
对比例7
浆液选用对比例2的浆液，其余同实施例3，制成烟草薄片。
对比例8
浆液选用对比例3的浆液，其余同实施例3，制成烟草薄片。
对比例9
浆液选用对比例4的浆液，其余同实施例3，制成烟草薄片。
对比例10
浆液选用对比例5的浆液，其余同实施例3，制成烟草薄片。
所得烟草薄片的抗张强度如下表2所示。
表2
| 样品 | 抗张强度(N/m) |
| 实施例3 | 412 |
| 实施例4 | 434 |
| 对比例6 | 368 |
| 对比例7 | 503 |
| 对比例8 | 550 |
| 对比例9 | 361 |
| 对比例10 | 394 |
对比实施例3、4和对比例6的结果可知，烟草薄片中甘油含量越高，薄片抗张强度越低，这是因为甘油上含有三个羟基，可以与固体基材中的羧甲基纤维素钠和纤维素之间形成氢键，阻断了固体基材之间的氢键链接，同时甘油作为小分子，增大了体系内各分子链之间滑动的可能，使高分子链之间结合不再紧密。比较实施例3和对比例7和8的结果可知，烟草薄片的抗张强度随着胶粘剂用量的增加而增大，但是胶粘剂用量太大，粘度就会很高，影响加工性能，且会有极大损耗，同时也会影响烟草薄片的口感。比较实施例3与对比例9，使用改性纤维制得的烟草薄片更加均匀，能够很好地提高烟草薄片抗张强度，这是因为使用改性纤维后浆液更加均匀，在最终制备薄片时，使得纤维更容易在薄片中均匀分散，使得薄片更加均匀，抗张强度得到提高。比较实施例3与对比例10，浆液经过脱泡后，制备出的烟草薄片抗张强度更高，这是因为在混合中气泡会阻碍物料的接触，使其难以混合均匀，同时气泡的存在或破裂会导致部分区域原料分布不均匀，从而影响到烟草薄片整体的抗张强度。
Claims (10)
1.一种烟草薄片过程浆液，其特征在于，包括胶粘剂、改性纤维、甘油和水；其中：
按质量百分比计，所述胶粘剂为1-1.2％；所述改性纤维为1.5-2％；
所述甘油和水的质量比为1-2:1；
所述改性纤维通过纤维先经过碱化改性，再经过乙酰化改性制备得到。
2.根据权利要求1所述的烟草薄片过程浆液，其特征在于，所述改性纤维具体制备包括以下步骤：
将纤维用35-45％氢氧化钠溶液浸泡1-2h，过滤洗涤干燥后，加入适量醋酸作为溶剂，加入醋酸酐作为乙酰化试剂，加入浓硫酸作为催化剂，90-110℃下反应1.5-2.5h，洗涤、过滤、干燥后得到改性纤维。
3.根据权利要求2所述的烟草薄片过程浆液，其特征在于，醋酸酐和纤维的质量比为1-1.5:1；浓硫酸和纤维的体积质量比为0.4-0.6mL:5g。
4.根据权利要求1所述的烟草薄片过程浆液，其特征在于，所述改性纤维中，纤维为木纤维、棉纤维中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的烟草薄片过程浆液，其特征在于，所述胶粘剂为羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、海藻酸钠中的一种或几种。
6.一种权利要求1-5任一项所述的烟草薄片过程浆液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将胶粘剂加入到甘油中，搅拌至形成均匀悬浮液；
S2.向步骤S1中得到的液料中加入水和改性纤维，搅拌均匀；
S3.将步骤S2得到的液料真空搅拌脱泡即得烟草薄片过程浆液。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，搅拌时间为1-2h，搅拌速率为2000-4000r/min，搅拌温度为40-80℃，密封搅拌。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，真空搅拌脱泡工艺为：真空度为0.001-0.01Mpa，温度为20-30℃，时间为6-10h。
9.一种权利要求1-5任一项所述的烟草薄片过程浆液在制备烟草薄片中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述浆液和烟粉混合后通过辊压成型，得到烟草薄片；其中烟粉和浆液质量比为1.4-1.6:1。
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