熊 珍，張夢(mèng)源，王小升，陳宇超，馬 潤，王志鵬，蔣云龍，李忠任

（中煙施偉策（云南）再造煙葉有限公司，云南 玉溪 653100）

茶渣的合理化利用，成為茶行業(yè)及相關(guān)行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)問題［1-3］。茶渣價(jià)格低廉，但含有茶多酚、茶多糖、茶氨酸、咖啡堿、氨基酸、微生物和礦物質(zhì)等大量有用成分，在農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、食品、醫(yī)藥和環(huán)保等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［4-6］。茶葉應(yīng)用到卷煙中，可以改善卷煙的抽吸品質(zhì)，降低或消除卷煙煙氣中的有毒有害成分；茶葉中的有機(jī)酸、氨基酸能溶解煙草中的糖類物質(zhì)，豐富卷煙香氣成分［7-9］。再造煙葉產(chǎn)品為適應(yīng)市場(chǎng)需求不斷創(chuàng)新［10，11］，本研究以茶渣為原料，探索茶再造煙葉生產(chǎn)工藝，對(duì)拓展再造煙葉風(fēng)格特征，提高茶渣的綜合利用率，提升茶葉產(chǎn)業(yè)鏈的可持續(xù)性具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茶原料由云南省某茶企業(yè)提供，木漿來自加福林產(chǎn)品（亞洲）有限公司，羅望子多糖由中煙施偉策（云南）再造煙葉有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

TYM-8L 型細(xì)胞級(jí)超微粉碎機(jī)（濟(jì)南天宇專用設(shè)備有限公司）；Jan-25 型打漿機(jī)（美國PTI 公司）；FDA 動(dòng)態(tài)紙頁成型器BP251，紙頁烘干器（Tehpap FRANCE）；F81502 型抗張強(qiáng)度測(cè)試儀（FRANKPTI）；ZJ-100 型打漿度測(cè)定儀，ZH-4 型厚度測(cè)定儀，ZDYQ-100 型定量圓形取樣器（長春紙張?jiān)囼?yàn)機(jī)有限責(zé)任公司）；RH-TQ100-B 型透氣度測(cè)定儀（廣州潤湖儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 制備工藝流程 制備工藝流程如圖1 所示。

圖1 茶再造煙葉片基制備工藝流程

1.3.2 單因素條件選擇 將茶渣干燥粉碎后研磨成粉，按照茶再造煙葉片基制備工藝進(jìn)行制備，將木漿和已研磨成粉的茶渣混合均勻，依據(jù)混合液絕干重量添加2%的羅望子多糖，再按照造紙法再造煙葉片基的制備工藝進(jìn)行制備。按照設(shè)定的單因素試驗(yàn)進(jìn)行考察，設(shè)定茶渣粒徑為100、200、300、400、500目；木漿打漿度為50、55、65、75、80°SR；木漿添加比例為10%、15%、20%、25%、30%，制備得到茶再造煙葉片基后，測(cè)定其厚度、抗張強(qiáng)度和透氣度3 項(xiàng)物理指標(biāo)。

1.3.3 正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)中對(duì)樣品性能的影響因素較多，針對(duì)片基抗張強(qiáng)度和透氣度的變化會(huì)導(dǎo)致定量和厚度等指標(biāo)的變化，因素之間又存在交互關(guān)系，同時(shí)結(jié)合煙草粉體造紙工藝前期研究，試驗(yàn)采用三因素四水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行考察，L9（34）試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)

1.3.4 物理指標(biāo)檢測(cè)方法 茶再造煙葉片基在溫度20 ℃±2 ℃、濕度60%±2%下平衡48 h，分別按GB∕T 12914—2008《紙和紙板抗張強(qiáng)度的測(cè)定》［12］、GB∕T 458—2002《紙和紙板透氣度的測(cè)定（肖伯爾法）》［13］和GB∕T 451.3—2002《紙和紙板厚度的測(cè)定》［14］測(cè)定其抗張強(qiáng)度、透氣度和厚度。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)分析

2.1.1 茶渣粒徑對(duì)茶再造煙葉片基物理指標(biāo)的影響 選定打漿度為55°SR，木漿添加比例為20%，將茶渣研磨成不同粒徑樣品，研究茶渣粒徑對(duì)茶再造煙葉片基厚度、抗張強(qiáng)度、透氣度的影響，其結(jié)果如圖2 所示。通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，低目數(shù)條件下粉體成型工藝制備得到的茶再造煙葉片基厚度較高，隨著茶渣粒徑的增加，厚度逐步降低，透氣度也隨之降低，但茶渣粒徑為300 目時(shí)，抗張強(qiáng)度最強(qiáng)且趨于平衡。因此，初選茶渣粒徑為300 目。

2.1.2 打漿度對(duì)茶再造煙葉片基物理指標(biāo)的影響 確定茶渣粒徑為300 目后，設(shè)定木漿添加比例為20%，考察打漿度對(duì)茶再造煙葉片基厚度、抗張強(qiáng)度、透氣度的影響，其結(jié)果如圖3 所示。由圖3 可知，隨著打漿度從45 °SR 提升至85 °SR，茶再造煙葉片基的透氣度從309.9 CU 降低至201.2 CU，這可能是由于隨著打漿度的提升，細(xì)小纖維含量提升，茶再造煙葉片基的致密度提升，導(dǎo)致其透氣度大幅降低。茶再造煙葉片基的透氣度影響其涂布載量，因此，需適度控制茶再造煙葉片基的透氣度，所以初選打漿度為65°SR。

2.1.3 木漿添加比例對(duì)茶再造煙葉片基物理指標(biāo)的影響 在確定茶渣粒徑為300 目，打漿度為65 °SR的前提下，考察木漿添加比例對(duì)茶再造煙葉片基厚度、抗張強(qiáng)度、透氣度的影響，其結(jié)果如圖4 所示。由圖4 可知，在不同木漿添加比例的茶再造煙葉片基樣品中，縱向抗張強(qiáng)度的最小值為848.49 N∕m，透氣度為142.1 CU，這與粉體抄造工藝有一定關(guān)聯(lián)性。隨著木漿添加比例的增加，茶再造煙葉片基表面的空隙逐漸增加，片基內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)變得疏松，有利于液體從片基的表面空隙滲透，該結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道一致［15］。打漿度、茶粉體和定量一定的情況下，10%的木漿添加比例的抗張強(qiáng)度比15%的木漿添加比例處理高，可能是因?yàn)槟緷{量少，纖維間的結(jié)合能力較弱，導(dǎo)致抗張強(qiáng)度低［16，17］，所以初選木漿添加比例為25%。

圖4 木漿添加比例對(duì)茶再造煙葉片基物理指標(biāo)的影響

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)，初選茶渣粒徑、打漿度、木漿添加比例各個(gè)參數(shù)后進(jìn)行正交優(yōu)化試驗(yàn)。確定主要影響因素后，按照“1.3.3”節(jié)方法進(jìn)行三因素四水平L9（34）正交試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表2 可知，對(duì)茶再造煙葉片基厚度的影響程度大小依次為茶渣粒徑、木漿添加比例、打漿度，這是由于在抄片過程中，茶渣粒徑越大，其留著率可能越高；茶渣粒徑越小，抄片過程中流失越多，導(dǎo)致厚度的主要影響因素為茶渣粒徑大小。對(duì)茶再造煙葉片基抗張強(qiáng)度的影響程度大小依次為木漿添加比例、打漿度、茶渣粒徑，結(jié)果與單因素試驗(yàn)考察結(jié)果一致。對(duì)茶再造煙葉片基透氣度的影響程度大小依次為茶渣粒徑、木漿添加比例、打漿度，隨著木漿添加比例的增加，片基表面的空隙逐漸增加，片基內(nèi)部纖維結(jié)構(gòu)變得疏松，小粒徑茶粉進(jìn)入空隙的幾率就越高，導(dǎo)致透氣度降低?？紤]茶再造煙葉片基后續(xù)需再進(jìn)行涂布工藝，需著重考慮其厚度和透氣度兩個(gè)指標(biāo)因素，通過綜合平衡各因素對(duì)厚度和透氣度指標(biāo)的影響，最終選定的最優(yōu)方案為A1B1C1，即茶渣粒徑200 目，打漿度55°SR，木漿添加比例15%。

3 結(jié)論

本研究通過正交試驗(yàn)優(yōu)化茶再造煙葉片基制備工藝，確定最佳制備工藝條件。結(jié)果表明，①影響茶再造煙葉片基物理指標(biāo)（厚度、抗張強(qiáng)度、透氣度）的因素主次順序是茶渣粒徑、木漿添加比例、打漿度；②制備茶再造煙葉片基的最佳方法為茶渣粒徑200目，打漿度55°SR，木漿添加比例15%。此試驗(yàn)方案能得到可滿足后續(xù)加工的茶再造煙葉片基，為后續(xù)茶再造煙葉的開發(fā)提供理論和數(shù)據(jù)參考。