煙草原料混合及分開制漿對造紙法煙草薄片品質的影響

李文昱 肖選虎 衛(wèi) 青

(云南瑞升煙草技術 (集團)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，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，在造紙機上成形，同時將可溶物萃取濃縮后，噴回到成形的片基上，經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世紀五六十年代我國就開始造紙法煙草薄片相關研究，但直到20世紀90年代才取得關鍵突破實現(xiàn)了工業(yè)化生產。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:一是可以改變薄片物理性能，使煙草薄片質地疏松，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;二是可以方便地調整薄片的化學成分 (如煙堿、總糖等)，進而達到天然煙葉不能達到的靈活卷煙配方，改善香氣和吸味，全面提高卷煙產品質量;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，更加突出卷煙的風格和特點[2］。正是因為造紙法煙草薄片具有這些優(yōu)點，近年來國內造紙法煙草薄片產業(yè)發(fā)展迅速，生產企業(yè)達十幾家，單機產能已接近2萬t。國家煙草局已提出建設標志性生產線的明確要求。

生產造紙法煙草薄片的原料主要是復烤、卷煙等企業(yè)生產過程產生的煙梗、煙末、碎煙片以及低次煙葉等煙草廢棄物。實際生產中，原料配方中的煙梗組分由長梗、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、細碎煙末等組成。廢煙料經抽提后，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，需對其進行適度的離解處理，離解一般通過制漿來實現(xiàn)[3］。圖1為造紙法煙草薄片生產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行提取，但投料總量和各原料品種及數(shù)量都須嚴格按產品原料配方設計進行，才能確?；旌咸崛》袭a品配方及工藝等設計而順利進行。在實際生產中，由于兩組原料提取涉及設備較多，出料流程存在差異，輸送距離較長，影響兩組原料提取出料協(xié)調一致的因素較多，如果出料滯后時間太長，由于煙草原料含有機物較多容易變質，甚至會造成整批物料報廢的后果。再者，混合提取后煙梗組分與煙葉組分兩種生產主要組分已經混在一起，而煙梗組分由長梗、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碎煙末等，兩種原料組分在外形長短、粗細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。生產過程制漿質量調整難以有效進行，注重煙梗組分的制漿效果會使煙葉組分打漿過度，而注重煙葉組分的制漿效果又會使煙梗組分打漿不夠充分，對紙機抄造帶來不利影響。

從煙梗及煙葉的化學組成來看，煙梗的主要化學成分含量與煙葉有較大差別，煙梗的無機元素、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］。

從制漿特性來看，煙梗在制漿過程中，纖維吸水潤脹產生細纖維化，并產生分裂帚化、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胞組分，細小組分含量特別高，且煙葉組分漿難分絲帚化，只能使用低度打漿[7］。本實驗選取某造紙法煙草薄片生產企業(yè)中的煙梗和煙葉，研究兩組分混合制漿及分開制漿對造紙法煙草薄片品質的影響。

1 實驗

1.1 實驗原料

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

1.2 主要儀器與設備

ZQS2-23型Vally打漿機，陜西科技大學機械廠;J-LXJ200型離心甩干機，四川長江造紙儀器有限責任公司;ZBJ-1型標準纖維解離器，長春市紙張試驗機有限責任公司;德國 FRANK產ERNST-HAAGE BBS-2型快速凱塞法抄片器;PN-SDJ100型打漿度測定儀，杭州紙邦自動化技術有限公司;PN-TT300型電腦抗張試驗機，杭州品享科技有限公司;ZUS-4型電腦測控厚度測定儀，四川長江造紙儀器有限責任公司;QS-Ⅱ試驗切絲機，鄭州天宏自動化技術有限公司;鮑爾式ZQS15型纖維篩分儀，陜西科技大學機械廠;BINDER精密烘箱，德國BINDER公司。

1.3 實驗方法

將煙梗組分及煙葉組分進行混合及分開制漿，再加填、抄片、涂布及干燥制成煙草薄片樣品，測定樣品主要物理指標，同時將所制煙草薄片制成卷煙等對卷煙做感官質量評價，分析評價混合及分開制漿對卷煙產品品質的影響。

1.3.1 漿料制備

采用相同的制漿工藝，混合制漿按圖1流程進行，分開制漿按圖2流程進行。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%(對總絕干漿)，輕質碳酸鈣用量為20%(對總絕干漿)，助留劑用量為0.2%(對總絕干漿)。將生產用涂布液對片基進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

煙草薄片樣品制備完成后，在溫度為 (22±1)℃、相對濕度為 (60±2)%的條件下恒溫恒濕處理24 h，然后按國家相應標準測定煙草薄片樣品的定量[8］、厚度[9］、抗張強度及抗張指數(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

對混合制漿漿料及分開制漿漿料進行篩分[13］分析。

1.3.5 卷煙樣品感官質量評價

將所抄煙草薄片切絲，制成卷煙，經專業(yè)評吸人員作感官質量評價[14］。

2 結果與討論

2.1 混合及分開制漿對成漿質量的影響

混合及分開制漿成漿技術參數(shù)見表2。

表2 混合及分開制漿成漿技術參數(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%。說明分開制漿使纖維的分絲帚化更好，纖維濕重的提高亦說明分開制漿對纖維的切斷要少于混合制漿。針對煙葉較易打漿的特點，對其制漿工藝還可進一步優(yōu)化。

2.2 混合制漿及分開制漿對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，但此項可以通過對煙葉組分制漿工藝調整和抄造壓榨等來解決。

2.3 混合及分開制漿對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內不同高端品牌卷煙中的進口高檔煙草薄片的纖維分布規(guī)律，是28目＞14目＞48目＞100目。本實驗結果表明，分開制漿的漿料纖維分布與進口高檔煙草薄片的纖維分布規(guī)律更趨一致。說明在高檔煙草薄片的生產中，制漿工藝的調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，有利于提高產品得率。

2.4 混合及分開制漿對卷煙樣品感官質量的影響

將所抄煙草薄片制成卷煙，對其進行卷煙感官質量評價，結果見表5。

表5 樣品感官質量評價

從表5可以看出，分開制漿的卷煙感官質量綜合評價結果要優(yōu)于混合制漿的樣品。

3 結論

本實驗選取煙草原料 (煙梗、煙末和碎煙片)，研究兩組分混合制漿及分開制漿對造紙法煙草薄片品質的影響。

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明分開制漿對纖維的切斷要少于混合制將對纖維的切斷。

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，將有利于實際生產上增加抄造過程中煙草薄片的強度，減少紙機各部斷紙對生產帶來不利影響。

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

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

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品的感官質量。

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