李文昱 肖選虎 衛(wèi) 青

(云南瑞升煙草技術(shù) (集團(tuán))有限公司，云南 昆明，650106)

造紙法煙草薄片，是以煙梗、煙末和碎煙片等煙草原料為主體，借助造紙工藝和技術(shù)，先將煙草原料用溫水浸泡萃取，將可溶物與纖維和其他不溶物分離，然后將纖維和不溶物離解、打漿，在造紙機(jī)上成形，同時(shí)將可溶物萃取濃縮后，噴回到成形的片基上，經(jīng)干燥后制成煙草薄片[1］。造紙法煙草薄片亦稱造紙法再造煙葉。在20世紀(jì)五六十年代我國(guó)就開始造紙法煙草薄片相關(guān)研究，但直到20世紀(jì)90年代才取得關(guān)鍵突破實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。由于造紙法煙草薄片工藝具有其他方法不可比擬的優(yōu)勢(shì):一是可以改變薄片物理性能，使煙草薄片質(zhì)地疏松，提高填充值和填充性，顯著降低焦油量，從而起到降焦減害的作用;二是可以方便地調(diào)整薄片的化學(xué)成分 (如煙堿、總糖等)，進(jìn)而達(dá)到天然煙葉不能達(dá)到的靈活卷煙配方，改善香氣和吸味，全面提高卷煙產(chǎn)品質(zhì)量;三是可以通過造紙工藝配方選擇性降低煙草薄片主流煙氣中CO、HCN和巴豆醛等的釋放量，更加突出卷煙的風(fēng)格和特點(diǎn)[2］。正是因?yàn)樵旒埛煵荼∑哂羞@些優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)造紙法煙草薄片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，生產(chǎn)企業(yè)達(dá)十幾家，單機(jī)產(chǎn)能已接近2萬(wàn)t。國(guó)家煙草局已提出建設(shè)標(biāo)志性生產(chǎn)線的明確要求。

生產(chǎn)造紙法煙草薄片的原料主要是復(fù)烤、卷煙等企業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的煙梗、煙末、碎煙片以及低次煙葉等煙草廢棄物。實(shí)際生產(chǎn)中，原料配方中的煙梗組分由長(zhǎng)梗、短梗、碎梗及牙簽梗等組成，而原料配方中的煙葉組分則由大小煙片、細(xì)碎煙末等組成。廢煙料經(jīng)抽提后，其外觀形狀基本上保持原狀，為了便于造紙法抄造煙草薄片，需對(duì)其進(jìn)行適度的離解處理，離解一般通過制漿來(lái)實(shí)現(xiàn)[3］。圖1為造紙法煙草薄片生產(chǎn)常用的原料固形物提取及混合制漿流程，其中配用的非煙草纖維 (如木漿)等可在不同位置以多種方式加入，如使用針葉木漿通常先經(jīng)過初步打漿處理。

圖1 混合制漿流程圖

圖1所示的流程中，煙梗及煙葉組分雖然是分開投料進(jìn)行提取，但投料總量和各原料品種及數(shù)量都須嚴(yán)格按產(chǎn)品原料配方設(shè)計(jì)進(jìn)行，才能確保混合提取符合產(chǎn)品配方及工藝等設(shè)計(jì)而順利進(jìn)行。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于兩組原料提取涉及設(shè)備較多，出料流程存在差異，輸送距離較長(zhǎng)，影響兩組原料提取出料協(xié)調(diào)一致的因素較多，如果出料滯后時(shí)間太長(zhǎng)，由于煙草原料含有機(jī)物較多容易變質(zhì)，甚至?xí)斐烧锪蠄?bào)廢的后果。再者，混合提取后煙梗組分與煙葉組分兩種生產(chǎn)主要組分已經(jīng)混在一起，而煙梗組分由長(zhǎng)梗、短梗、碎梗及牙簽梗等組成，煙葉組分多含有大小不一的煙片及細(xì)碎煙末等，兩種原料組分在外形長(zhǎng)短、粗細(xì)及大小等方面均存在較大差異，難以混合均勻，直接影響到后面制漿的均勻性及穩(wěn)定性等。生產(chǎn)過程制漿質(zhì)量調(diào)整難以有效進(jìn)行，注重?zé)煿＝M分的制漿效果會(huì)使煙葉組分打漿過度，而注重?zé)熑~組分的制漿效果又會(huì)使煙梗組分打漿不夠充分，對(duì)紙機(jī)抄造帶來(lái)不利影響。

從煙梗及煙葉的化學(xué)組成來(lái)看，煙梗的主要化學(xué)成分含量與煙葉有較大差別，煙梗的無(wú)機(jī)元素、纖維素、半纖維素和木素明顯高于煙葉的[4］。煙梗的木素含量3.21%、纖維素含量18.30%、綜纖維素含量30.06%、灰分含量4.85%，碎煙葉的木素含量2.41%、纖維素含量9.85%、綜纖維素含量26.49%、灰分含量3.33%[5］。據(jù)介紹，煙梗長(zhǎng)梗纖維1.0 mm以上占30%， (0.5～1.0)mm占30%，0.5 mm 以下占 40%[6］。

從制漿特性來(lái)看，煙梗在制漿過程中，纖維吸水潤(rùn)脹產(chǎn)生細(xì)纖維化，并產(chǎn)生分裂帚化、表面分絲起毛，而且由于受到剪切力和纖維之間相互摩擦作用造成纖維橫向斷裂，從而使纖維被切斷。煙葉基本為非纖維細(xì)胞組分，細(xì)小組分含量特別高，且煙葉組分漿難分絲帚化，只能使用低度打漿[7］。本實(shí)驗(yàn)選取某造紙法煙草薄片生產(chǎn)企業(yè)中的煙梗和煙葉，研究?jī)山M分混合制漿及分開制漿對(duì)造紙法煙草薄片品質(zhì)的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

某造紙法煙草薄片生產(chǎn)企業(yè)某產(chǎn)品的煙梗及煙葉、經(jīng)過打漿處理的針葉木漿，生產(chǎn)用涂布液、輕質(zhì)碳酸鈣及助留劑。

1.2 主要儀器與設(shè)備

ZQS2-23型Vally打漿機(jī)，陜西科技大學(xué)機(jī)械廠;J-LXJ200型離心甩干機(jī)，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司;ZBJ-1型標(biāo)準(zhǔn)纖維解離器，長(zhǎng)春市紙張?jiān)囼?yàn)機(jī)有限責(zé)任公司;德國(guó) FRANK產(chǎn)ERNST-HAAGE BBS-2型快速凱塞法抄片器;PN-SDJ100型打漿度測(cè)定儀，杭州紙邦自動(dòng)化技術(shù)有限公司;PN-TT300型電腦抗張?jiān)囼?yàn)機(jī)，杭州品享科技有限公司;ZUS-4型電腦測(cè)控厚度測(cè)定儀，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司;QS-Ⅱ試驗(yàn)切絲機(jī)，鄭州天宏自動(dòng)化技術(shù)有限公司;鮑爾式ZQS15型纖維篩分儀，陜西科技大學(xué)機(jī)械廠;BINDER精密烘箱，德國(guó)BINDER公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

將煙梗組分及煙葉組分進(jìn)行混合及分開制漿，再加填、抄片、涂布及干燥制成煙草薄片樣品，測(cè)定樣品主要物理指標(biāo)，同時(shí)將所制煙草薄片制成卷煙等對(duì)卷煙做感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，分析評(píng)價(jià)混合及分開制漿對(duì)卷煙產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

1.3.1 漿料制備

采用相同的制漿工藝，混合制漿按圖1流程進(jìn)行，分開制漿按圖2流程進(jìn)行。打漿工藝參數(shù)見表1。

圖2 分開制漿流程圖

表1 打漿工藝技術(shù)參數(shù)

1.3.2 煙草薄片樣品的制備

取混合制漿漿料和分開制漿漿料分別采用快速凱塞法抄片器抄取片基，木漿用量為15%(對(duì)總絕干漿)，輕質(zhì)碳酸鈣用量為20%(對(duì)總絕干漿)，助留劑用量為0.2%(對(duì)總絕干漿)。將生產(chǎn)用涂布液對(duì)片基進(jìn)行涂布以制取煙草薄片，涂布量為 (34.0±2.0)g/m2。

1.3.3 煙草薄片樣品物理性能檢測(cè)

煙草薄片樣品制備完成后，在溫度為 (22±1)℃、相對(duì)濕度為 (60±2)%的條件下恒溫恒濕處理24 h，然后按國(guó)家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定煙草薄片樣品的定量[8］、厚度[9］、抗張強(qiáng)度及抗張指數(shù)[10］、灰分[11］和吸水速率[12］等物理性能。

1.3.4 樣品漿料纖維組分篩分

對(duì)混合制漿漿料及分開制漿漿料進(jìn)行篩分[13］分析。

1.3.5 卷煙樣品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

將所抄煙草薄片切絲，制成卷煙，經(jīng)專業(yè)評(píng)吸人員作感官質(zhì)量評(píng)價(jià)[14］。

2 結(jié)果與討論

2.1 混合及分開制漿對(duì)成漿質(zhì)量的影響

混合及分開制漿成漿技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 混合及分開制漿成漿技術(shù)參數(shù)

從表2可以看出，在制漿工藝不變的條件下，分開制漿比混合制漿的打漿度增加了2.5oSR，纖維濕重提高8.74%。說(shuō)明分開制漿使纖維的分絲帚化更好，纖維濕重的提高亦說(shuō)明分開制漿對(duì)纖維的切斷要少于混合制漿。針對(duì)煙葉較易打漿的特點(diǎn)，對(duì)其制漿工藝還可進(jìn)一步優(yōu)化。

2.2 混合制漿及分開制漿對(duì)樣品物理性能的影響

表3為兩種制漿方式所抄煙草薄片樣品物理性能的比較。

表3 樣品物理性能比較

從表3可以看出，分開制漿較混合制漿樣品的抗張指數(shù)提高5.66%，灰分提高11.89%。分開制漿較混合制漿樣品的厚度略有降低，但此項(xiàng)可以通過對(duì)煙葉組分制漿工藝調(diào)整和抄造壓榨等來(lái)解決。

2.3 混合及分開制漿對(duì)漿料纖維組分分布的影響

表4為混合及分開制漿漿料纖維組分分布比較。

表4 漿料篩分纖維組分分布比較

從表4可以看出，混合制漿的纖維分布是28目＞48目＞14目＞100目，分開制漿的纖維分布為28目＞14目＞48目＞100目。筆者曾用同樣的篩分方法分析過在國(guó)內(nèi)不同高端品牌卷煙中的進(jìn)口高檔煙草薄片的纖維分布規(guī)律，是28目＞14目＞48目＞100目。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，分開制漿的漿料纖維分布與進(jìn)口高檔煙草薄片的纖維分布規(guī)律更趨一致。說(shuō)明在高檔煙草薄片的生產(chǎn)中，制漿工藝的調(diào)整也是一種有效手段。從表4還可以看出，分開制漿纖維總量增加6.63%，表明混合制漿與分開制漿相比，漿料得率提高，有利于提高產(chǎn)品得率。

2.4 混合及分開制漿對(duì)卷煙樣品感官質(zhì)量的影響

將所抄煙草薄片制成卷煙，對(duì)其進(jìn)行卷煙感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果見表5。

表5 樣品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

從表5可以看出，分開制漿的卷煙感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果要優(yōu)于混合制漿的樣品。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)選取煙草原料 (煙梗、煙末和碎煙片)，研究?jī)山M分混合制漿及分開制漿對(duì)造紙法煙草薄片品質(zhì)的影響。

3.1 在相同的制漿條件下，與混合制漿相比，分開制漿打漿度增加了2.5oSR，纖維濕重提高8.74%。說(shuō)明分開制漿的纖維分絲帚化要好于混合制漿，纖維濕重的提高亦說(shuō)明分開制漿對(duì)纖維的切斷要少于混合制將對(duì)纖維的切斷。

3.2 與混合制漿相比，分開制漿煙草薄片的抗張指數(shù)均有提高，將有利于實(shí)際生產(chǎn)上增加抄造過程中煙草薄片的強(qiáng)度，減少紙機(jī)各部斷紙對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)不利影響。

3.3 與混合制漿樣品相比，分開制漿樣品的灰分明顯提高。說(shuō)明分開制漿更能促進(jìn)纖維的分絲帚化，使填料留著率提高?；曳痔岣哂欣诟纳茻煵荼∑a(chǎn)中的吸收性能及產(chǎn)品的柔軟性，也有利于降低生產(chǎn)成本。

3.4 分開制漿的漿料纖維分布與進(jìn)口高檔煙草薄片的纖維分布規(guī)律更趨一致。說(shuō)明分開制漿有利于高檔煙草薄片的生產(chǎn)。分開制漿的漿料得率提高，最終有利于提高產(chǎn)品得率。

3.5 在原料組分相同的情況下，采用分開制漿的工藝可以提高卷煙產(chǎn)品的感官質(zhì)量。

[1]HAN Fu-geng，YAN Ke-yu，ZHAO Ming-qin，et al.Tobacco Chemistry[M］.Beijing:China Agriculture Press，2010-12:258.韓富根，閆克玉，趙銘欽，等.煙草化學(xué)[M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2010.

[2]MIAO Ying-ju，LIU Wei-juan，LIU Gang，et al.Present Status of Preparation Technology ofReconstituted Tobacco[J］.China Pulp＆Paper，2009，28(7):55.繆應(yīng)菊，劉維涓，劉 剛，等.煙草薄片制備工藝的現(xiàn)狀[J］.中國(guó)造紙，2009，28(7):55.

[3]HAN Qing，ZHANG Mei-yun，WU Yang-yu，et al.Manufacturer Techniques of Papermaking Tobacco Leaf[J］.Journal of Northwest Institute of Light Industry，2002，20(1):19.韓 卿，張美云，吳養(yǎng)育，等.造紙法煙草薄片制造工藝的研究[J］.西北輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，20(1):19.

[4]HUANG Jia-reng，ZHU Zun-quan，CHEN Lian-fang.Cigarette Technology(second edition)[M］.Beijing:Beijing publication Group BeijingPress，2000.黃嘉礽，朱尊權(quán)，陳連芳.卷煙工藝[M］.2版.北京:北京出版社集團(tuán)北京出版社，2000.

[5]TANG Xing-ping，CHEN Xue-rong，DAIDa-song，et al.Preparation of tobacco slice from tobacco leaf offal by papermaking[J］.Journal of Fujian Agriculture and Forestry University(Natural Science Edition)，2007，36(2):205.唐興平，陳學(xué)榕，戴達(dá)松.煙草廢棄物造紙法制煙草薄片[J］.福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2007，36(2):205.

[6]WANG Feng-lan，WANG Lei，LIU Yang，et al.Pulping，Bleaching and Paper Making of Tobacco Stem[J］.China Pulp ＆ Paper，2012，31(6):28.王鳳蘭，王 磊，劉 洋，等.煙梗制漿漂白和配抄工藝的研究[J］.中國(guó)造紙，2012，31(6):28.

[7]LIAO Xia-lin，HE Bei-hai，ZHAO Li-hong，et al.Morphological A-nalysis of Tobacco Fibers under Different Beating Conditions[J］.China Pulp ＆ Paper，2012，31(4):34.廖夏林，何北海，趙麗紅，等.煙草漿不同打漿條件下的微觀形態(tài)分析[J］.中國(guó)造紙，2012，31(4):34.

[8]GB/T 451.2—2002.紙和紙板定量的測(cè)定[S］.中國(guó)輕工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編，造紙卷(下).北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2010:552.

[9]GB/T 451.3—2002.紙和紙板厚度的測(cè)定[S］.

[10]GB/T12914—2008.紙和紙板抗張強(qiáng)度的測(cè)定[S］.

[11]GB/T 742—2008.造紙?jiān)稀⒓垵{、紙和紙板灰分的測(cè)定[S］.

[12]GB/T 461.2—2002.紙和紙板表面吸收速度的測(cè)定[S］.

[13]GB/T 2678.1—1993.紙漿篩分測(cè)定方法[S］.

[14]YC/T 138—1998.煙草及煙草制品感官評(píng)價(jià)方法[S］.