李　玲，高　穎，薛長森，田海龍，吳祥嬌，張家樹（山東瑞博斯煙草有限公司，山東臨沂276400）

過氧化氫在造紙法薄片中的應(yīng)用初探

李玲，高穎，薛長森，田海龍，吳祥嬌，張家樹
（山東瑞博斯煙草有限公司，山東臨沂276400）

為提升造紙法薄片紙基的感官品質(zhì)，在堿性條件下用質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液處理造紙法薄片漿料，通過正交試驗設(shè)計，實驗室抄片評吸，結(jié)果表明：用絕干漿料2%添加量的過氧化氫溶液處理漿料45 min，可以有效提升片基的感官品質(zhì)；在此條件下片基中木質(zhì)素質(zhì)量分數(shù)降低了0.5%，下降比例達9.4%，片基的10 min吸水高度增加0.4 cm，抗張強度降低了16.3 kN/m2，其他物理指標沒有明顯差異。

造紙法薄片；過氧化氫；感官評價；木質(zhì)素含量

造紙法薄片是利用卷煙過程中廢棄的煙梗、煙末和煙碎等作為原料在一定的條件下用水浸泡萃取后固液分離；含有煙草有效成分的液體通過濃縮蒸去多余的水分，加香調(diào)制成涂布液；固料利用造紙的原理通過制漿、抄造成形為紙基；涂布液和紙基再通過涂布重組，干燥、分切制成接近煙葉的薄片，應(yīng)用于卷煙生產(chǎn)[1]。原料萃取后固料的主要成分主要有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和果膠質(zhì)等物質(zhì)，相對于固料中的其他成分，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中富含苯環(huán)，從分子結(jié)構(gòu)的這個特征可以推測木質(zhì)素可能是焦油中稠環(huán)芳烴類、芳香胺等有害物質(zhì)的主要來源[2-3]。木質(zhì)素熱解的產(chǎn)物中含有茶酚和烷基兒茶酚，可引起澀口[4-5]，并產(chǎn)生藥味，它通常表現(xiàn)出藥草氣、化學氣息和粗糙的吸味效果[6-7]。

木質(zhì)素在卷煙加工調(diào)制過程中基本不發(fā)生變化，是一種相對較為穩(wěn)定的化合物[8]，但在造紙法薄片生產(chǎn)過程中可以通過添加助劑與過程物料中的木質(zhì)素反應(yīng)，從而起到降解作用。過氧化氫在造紙工業(yè)上已被廣泛應(yīng)用，并對其分解動力學進行了深入研究[9-10]，而在造紙法薄片生產(chǎn)中的添加應(yīng)用研究甚少，賴玉榮等發(fā)現(xiàn)在常規(guī)條件下過氧化氫可以與木質(zhì)素側(cè)鏈上的羰基和雙鍵反應(yīng)，使其氧化，改變結(jié)構(gòu)或?qū)?cè)鏈碎解；也可與木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元苯環(huán)反應(yīng)，導(dǎo)致苯環(huán)氧化開裂成一系列二元羧酸和芳香酸[11]。

本文將通過實驗探究在造紙法薄片抄造漿料中加入適量過氧化氫降解木質(zhì)素，意圖在不影響造紙法薄片物理性能的前提下，提高其感官品質(zhì)。

1　材料與方法

1.1材料、試劑和儀器

RBS-SD-A漿料，質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液，質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鉀溶液，碳酸鈣，瓜爾膠，殼聚糖，氫氧化鈉/尿素溶液，質(zhì)量分數(shù)為17.5%的硫酸溶液，丙酮；纖維疏解機，抄片器，分析天平，烘箱，取樣器，厚度儀，吸水率測定儀，抗張強度測定儀，低溫槽，智能油浴鍋，離心分離機，紫外分光光度計。

1.2方法

1.2.1感官評價正交試驗設(shè)計

以紙基感官評價得分為考察指標，設(shè)計了L9（23）二因素三水平正交試驗，見表1。

表1　L9（23）正交試驗因素水平表

1.2.2木質(zhì)素降解反應(yīng)及實驗室抄片

RBS-SD-A漿料6 500 g，平均分為10份，其中1份作為對照，解離5 min，待用。根據(jù)正交實驗表處理待用漿料，處理同時每份漿料加入與過氧化氫溶液等物質(zhì)的量的質(zhì)量分數(shù)為5%的氫氧化鉀溶液。處理完畢后，以漿料干質(zhì)量的20%、0.2%和0.03%添加量分別加入碳酸鈣、瓜爾膠和殼聚糖，以理論定量為65 g/m2實驗室抄取片基，每份10張。

1.2.3感官評價

將每份片基從中隨機抽取3張切絲，卷制成煙支，分別標記為1～9號，煙支質(zhì)量均控制在（0.90± 0.05）g范圍內(nèi)，置于溫度為（22±1）℃、相對濕度為（60±2）%的恒溫恒濕箱中平衡48 h，組織10位評吸人員進行評吸。在相同條件下平衡48 h未用過氧化氫處理的片基卷煙為對照，標記為0號。

1.2.4氫氧化鈉/尿素法測定片基木質(zhì)素的含量

取感官評價得分較好，過氧化氫添加量、反應(yīng)時間最優(yōu)的一組片基，標記為A；未用過氧化氫處理的片基為對照，標記為B，進行木質(zhì)素含量測定，每組平行測定3次。

測定步驟如下。

（1）將待測片基干燥，磨粉，過篩，得到片基粉。

（2）將步驟（1）中的片基粉，加入氫氧化鈉/尿素溶液中，在溫度-8～12℃攪拌30 min，離心分離，得到下層固體，即為預(yù)處理后的片基粉。

（3）將步驟（2）中的預(yù)處理后的片基粉加入質(zhì)量分數(shù)為17.5%的硫酸溶液，在溫度100℃攪拌反應(yīng)30 min離心分離，得到上層清液和下層固體，保留濾液上層清液，將下層固體水洗至中性，用丙酮洗滌后干燥，加入氫氧化鈉/尿素溶液中，于溫度-8～12℃攪拌30 min，過濾，水洗至中性，將濾渣干燥至恒重，即得酸不溶木質(zhì)素，稱量后計算得到酸不溶木質(zhì)素的含量。

（4）取步驟（3）中上層清液，稀釋后測定紫外325 nm處的吸光度，通過酸溶木質(zhì)素標準曲線讀取酸溶木質(zhì)素的濃度，按下式計算酸溶木質(zhì)素的含量：w（酸溶木質(zhì)素）/%=（A325nm-0.000 1）×D×V/0.002 7M式中：A325nm為濾液在紫外325 nm處的吸光度；D為濾液的稀釋倍數(shù)；V為濾液的體積，L；M為片基樣品的質(zhì)量，mg。

（5）片基木質(zhì)素含量即為步驟（3）中酸溶木質(zhì)素的含量和步驟（4）中酸不溶木質(zhì)素的含量之和。

1.2.5片基物理指標檢測

取感官評價得分較好，過氧化氫添加量、反應(yīng)時間最優(yōu)的一組片基，標記為A；未用過氧化氫處理的片基為對照，標記為B，進行物理指標檢測：定量的檢測按照《造紙法再造煙葉片基和成品定量的測定方法》（RBSW.08-70—2015）；厚度的檢測按照《造紙法再造煙葉片基和成品厚度的測定方法》（RBSW. 08-66—2015）；疏松度是指一定質(zhì)量的紙的體積,在數(shù)值上是緊度的倒數(shù)，單位為cm3/g，即（厚度/定量）× 1 000；10 min吸水高度的檢測參照《紙和紙板毛細吸液高度的測定（克列姆法）》（GB/T 461.1—2002）；抗張強度的檢測按照《造紙法再造煙葉片基和成品抗張度測定方法》（RBSW.08-67—2015）。單個指標平行檢測5次。

2　結(jié)果與討論

2.1感官評價結(jié)果及分析

過氧化氫溶液的添加量及其在漿料中的反應(yīng)時間均對片基感官品質(zhì)有影響，感官評價正交試驗結(jié)果見表2，試驗結(jié)果因素指標分析效應(yīng)曲線圖見圖1。

從表2可知，對于因素A（添加量），通過比較k1A、k2A和k3A，k3A最大，因此確定因素A的最優(yōu)水平為A2；對于因素B（反應(yīng)時間），k3B最大，可以確定因素B的最優(yōu)水平為B3。從圖1可知，隨過氧化氫溶液添加量的增大，片基感官評價得分先增大后減小，在添加量2%時評價得分最高；過氧化氫在漿料中的反應(yīng)時間越長，片基感官評價得分越高，反應(yīng)時間在30～45 min時，感官品質(zhì)提升幅度較大，反應(yīng)時間在45～60 min時，感官品質(zhì)提升幅度減緩。結(jié)合實際生產(chǎn)效率，可確定最優(yōu)水平組合為A2B2，即過氧化氫溶液添加量為絕干漿料的2%，反應(yīng)時間45 min，此時片基的感官品質(zhì)較好，吸味純凈，雜氣減弱。

2.2片基木質(zhì)素含量測定結(jié)果及分析

用質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液（添加量2%、反應(yīng)時間45 min）處理的漿料，片基的木質(zhì)素含量比未處理的片基降低了0.5%，下降比例達9.4%，測定結(jié)果見表3。

由表3說明，過氧化氫可以與造紙法薄片漿料中的木質(zhì)素反應(yīng)，起到較好的降解作用。

2.3物理指標測定結(jié)果及分析

表2　感官評價正交試驗結(jié)果

圖1　試驗結(jié)果因素指標分析效應(yīng)曲線圖

表3　片基木質(zhì)素含量測定結(jié)果

用質(zhì)量分數(shù)為3%的過氧化氫溶液（添加量2%、反應(yīng)時間45 min）處理的漿料，片基的定量、厚度、疏松度沒有明顯變化，10 min吸水高度增加0.4 cm，抗張強度降低了16.3 kN/m2，測定結(jié)果見表4。

表4說明，過氧化氫在堿性條件下可以降解造紙法薄片漿料中的木質(zhì)素，但同時破壞了部分利于紙基抄造成形的纖維素、半纖維素結(jié)構(gòu)。

表4　片基物理指標檢測結(jié)果

3　小結(jié)

正交試驗表明，在堿性條件下，用絕干漿料2%添加量的過氧化氫溶液（質(zhì)量分數(shù)為3%），處理造紙法薄片漿料45 min，可以有效提升片基的感官品質(zhì)，吸味較純凈，雜氣減弱；在此條件下片基中木質(zhì)素質(zhì)量分數(shù)降低了0.5%，下降比例達9.4%，說明過氧化氫可以與漿料木質(zhì)素苯環(huán)以及側(cè)鏈上的羰基、雙鍵反應(yīng)，起到降解作用；在此條件下片基的定量、厚度、疏松度沒有明顯變化，10 min吸水高度增加0.4 cm，抗張強度降低了16.3 kN/m2，說明過氧化氫在降解木質(zhì)素的同時破壞了部分利于紙基抄造成形的纖維素、半纖維素結(jié)構(gòu)，為繼續(xù)探究造紙法薄片紙基中纖維素、半纖維的保護及木質(zhì)素的去除打下了基礎(chǔ)。

［1］孫德平，姚元軍，劉志昌，等.Fe-CA仿酶體系處理抄造煙草薄片的研究［J］.中華紙業(yè)，2011，32（12）：46-50.

［2］胡惠仁，徐立新，董榮業(yè).造紙化學品［M］.2版.北京：化學工業(yè)出版社，2008.

［3］紀楷濱.煙梗木質(zhì)素的含量測定方法研究及結(jié)構(gòu)表征［D］.廣州：華南理工大學，2013.

［4］閆洪洋.我國六省烤煙樣品細胞壁物質(zhì)對比分析［C］//北京：2003年煙草學術(shù)交流會論文集，2004：353-362.

［5］閆克玉，閆洪洋，李興波，等.烤煙煙葉細胞壁物質(zhì)的對比分析［J］.煙草科技，2005（10）：6-11.

［6］毛多斌，馬宇平.卷煙配方和香精香料［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2001.

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［8］王瑞新.煙草化學［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［9］莫淑歡.過氧化氫分解動力學研究［D］.南寧：廣西大學，2008.

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本文文獻格式：李玲，高穎，薛長森，等．過氧化氫在造紙法薄片中的應(yīng)用初探[J]．造紙化學品，2016，28（2）∶21-24．

國家政策刺激“三大需求”助力鈦白粉行業(yè)發(fā)展

近期，國家層面上穩(wěn)增長的各項政策頻頻出臺，正在采取各種措施刺激“三大需求”，即投資、消費、凈出口。政策的出臺將有利于鈦白粉企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的大力發(fā)展。

國家“穩(wěn)增長”政策的落地實施，有望帶動房地產(chǎn)、涂料、塑料等下游需求回暖。鈦白粉行業(yè)“十三五規(guī)劃”經(jīng)行業(yè)共同討論近期將落定，有消息稱，為促進節(jié)能減排，減少環(huán)境污染，政府將鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢棄物（硫酸亞鐵、廢酸、酸性廢水，簡稱鈦白硫酸渣）的開發(fā)利用納入資源綜合利用范圍，這將促使鈦白粉企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟的大力發(fā)展。

鈦白粉行業(yè)協(xié)會清潔生產(chǎn)教育與監(jiān)管、循環(huán)經(jīng)濟等實實在在舉措的實施，在目前價格和盈利處于歷史底部，在行業(yè)虧損和環(huán)保高壓下“僵尸”企業(yè)面臨退出。行業(yè)在不斷整合中走向集中，優(yōu)秀企業(yè)憑借成本、資源等優(yōu)勢、品牌及市場優(yōu)勢維持高開工率，在國外巨頭提價、企業(yè)庫存、社會庫存逐步去庫存化得到明顯改善的背景下，國家供給側(cè)改革對鈦白粉產(chǎn)業(yè)鏈利于健康持續(xù)發(fā)展，國內(nèi)鈦白粉價格有望“慢?！鄙蠐P，趨向合理的市場價格。

（文心）

巴斯夫生物技術(shù)研發(fā)部門實施裁員

巴斯夫計劃對其生物技術(shù)研發(fā)部門實施裁員350人左右，其中北美地區(qū)約140人，歐洲地區(qū)約180人。目前生物技術(shù)研發(fā)部門約有700人左右，基于公司新的重組計劃，人員將減半。重組計劃有望于今年年底完成。

巴斯夫董事會執(zhí)行理事表示：“生物技術(shù)部門的重組將促進巴斯夫研究項目的成功，我們很有信心。我們將終止極具挑戰(zhàn)的技術(shù)項目，避免浪費時間和財力”。

（雕龍）

理文造紙擬擴展衛(wèi)生紙業(yè)務(wù)

理文造紙2015年第四季度開始生產(chǎn)及推出自家品牌“亨奇”系列生活用紙，集團的4臺共13.5萬t衛(wèi)生紙生產(chǎn)線已在2015年全面投入生產(chǎn)。據(jù)悉，為配合市場需求，集團計劃于2016年第四季度前再增加22萬t產(chǎn)能，同時為解決衛(wèi)生紙銷售渠道不足的問題，明年將視越南的經(jīng)濟情況，準備把衛(wèi)生紙巾推銷到當?shù)亍?/p>

另據(jù)悉，除衛(wèi)生紙業(yè)務(wù)外，集團將進軍海外包裝紙市場，于國外投資興建造紙廠以配合拓展東南亞市場，預(yù)期啟動越南后江省之造紙機項目，即相當于40萬t產(chǎn)能，計劃于2016年下半年投產(chǎn)。同時，集團不排除對此項業(yè)務(wù)投入更多資源。

（雕龍）

Preliminary Application of Hydrogen Peroxide in Paper-making Reconstituted Tobacco

LI Ling，GAO Ying，XUE Chang-sen，TIAN Hai-long，WU Xiang-jiao，ZHANG Jia-shu
（Shandong Rebirth Tobacco Co.，Ltd.，Linyi 276400，China）

In order to improve the sensory quality of paper-base of paper-making reconstituted tobacco，the pulp of paper-base were treated by 3%hydrogen peroxide solution under alkaline condition using orthogonal experimental design and sensory evaluation.The sensory quality of paper-base could be improved obviously under the treating conditions that 2%hydrogen peroxide solution were added to the pulp（dry basis）and treating time was 45 min.The content of lignin in the paper-base decreased 0.5%，decreased by 9.4%and tensile strength of paper-base decreased 16.3 kN/m2.The height of paper-base increased 0.4cm after absorbing water 10 min.There was no significant difference in other physical indicators.

paper-making reconstituted tobacco；hydrogen peroxide；sensory evaluation；lignin content

TS75

A

1007-2225（2016）02-0021-04

2016-01-11（修回）

李玲女士（1985-），本科，助理工程師；研究方向：造紙法薄片；E-mail：sdrbsll@163.com。