提高煙草基片松厚度的研究進(jìn)展

吳澤仕 宋順喜，，* 時(shí)宇杰 張美云 李金寶 魯 鵬 王 杰 矣勇波

（1.陜西科技大學(xué)輕工科學(xué)與工程學(xué)院，輕化工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西西安，710021；2.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西清潔化制漿造紙與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧，530004；3.云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司，云南昆明，650106）

煙草薄片又稱再造煙葉，是以卷煙生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙梗、碎葉、煙末等煙草廢棄物為主要原料，并配以植物纖維、化學(xué)助劑等通過(guò)物理、化學(xué)方法所制得的與天然煙葉性能相近的薄片狀再生產(chǎn)品。煙草薄片可與天然煙葉按一定比例混合后填充至卷煙中，是現(xiàn)代煙草制造業(yè)中的重要原材料[1]。

目前，煙草薄片的生產(chǎn)方法主要有輥壓法、稠漿法和造紙法。相較于輥壓法和稠漿法，造紙法煙草薄片具有以下優(yōu)勢(shì)[2-3]：①煙草薄片組織結(jié)構(gòu)疏松、柔軟性好、透氣性能好，有利于提高卷煙填充值。研究表明，通過(guò)調(diào)控壓榨壓力改善松厚度時(shí)，松厚度每提高1%，填充值可提升0.54%；②生產(chǎn)過(guò)程中化學(xué)組分可調(diào)控，能夠降低CO 與焦油釋放量，提升卷煙抽吸品質(zhì)；③煙草薄片松厚度較高，木質(zhì)氣較輕，刺激性較小。因此，在卷煙中添加適量的煙草薄片，不僅有利于提高煙草原料的利用率與煙草行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且還可改善卷煙的物理性能，減少煙草中的有害成分，如焦油和尼古丁等，對(duì)提高卷煙抽吸品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)卷煙工業(yè)“降焦減害”具有重要意義[4]。

松厚度與煙草薄片的吸收性、透氣性、填充性能相關(guān)，是評(píng)價(jià)基片質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)[5]。提高煙草基片的松厚度，不僅可改善基片對(duì)涂布液的吸收性，卷煙的抽吸性能與填充性能，降低卷煙煙氣中CO 等有害物質(zhì)的含量[6]，而且也有助于實(shí)現(xiàn)煙草薄片輕量化，降低其生產(chǎn)成本。因此，制備高松厚度煙草薄片一直是煙草薄片生產(chǎn)企業(yè)所追求的目標(biāo)之一。

本文結(jié)合近年來(lái)煙草薄片發(fā)展的新技術(shù)，從原料組分優(yōu)化、制備工藝技術(shù)方面總結(jié)了提高基片松厚度的技術(shù)進(jìn)展。

1 原料組分優(yōu)化技術(shù)

1.1 梗葉配比

煙梗、煙末、碎煙葉等物質(zhì)作為煙草薄片的重要組分，其化學(xué)成分與形態(tài)特征的差異對(duì)基片性能影響較大。煙梗纖維含量較多，纖維粗度和寬度較大，半纖維素、木素含量高于煙葉，而煙末、煙葉等物質(zhì)纖維含量少，其成分主要為水溶性糖、煙堿等且雜細(xì)胞較多[7]。研究表明，隨煙葉、煙梗配比的增加，基片松厚度、透氣度和Cobb 值均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，但基片抗張指數(shù)逐漸下降[8]。與煙梗相比，煙葉中纖維含量較少且含有雜細(xì)胞和碎片，阻礙了煙草纖維與植物纖維之間的結(jié)合。隨煙葉漿比例的增加，基片中纖維含量降低，各組分的結(jié)合程度下降，進(jìn)而提高了基片的松厚度[9]。當(dāng)煙葉添加量從30%提升至60%時(shí)，基片的松厚度提高了2.3%[10]。但也有研究發(fā)現(xiàn)，松厚度隨著煙梗用量的增加而提升，原因可能是未添加植物纖維時(shí)，煙梗類占比增加，基片的結(jié)構(gòu)疏松、孔隙增多，其物理性能表現(xiàn)為透氣度逐漸增大，松厚度值也逐步上升[11]。

煙梗與煙葉作為煙草薄片的重要原材料，在煙草薄片的占比相對(duì)較大，對(duì)基片的物理性有著重要的影響。相對(duì)于外加植物纖維，煙草原料占比的提升，有利于基片物理性能與抽吸品質(zhì)的提升。然而，在梗葉配比方面，由于原料來(lái)源多樣、等級(jí)混雜、均質(zhì)化程度低，對(duì)基片松厚度的影響也不盡相同。所以，為了提升基片的松厚度，可在保證基片強(qiáng)度的前提下，提高梗葉在基片的比例。

1.2 外加植物纖維

由于煙草原料中纖維長(zhǎng)度短且雜細(xì)胞較多，因此煙草薄片制備過(guò)程中通常需要添加植物纖維作為增強(qiáng)組分，賦予基片一定的強(qiáng)度，確保基片的成形和紙機(jī)的運(yùn)行性，同時(shí)滿足基片加工過(guò)程的強(qiáng)度要求[12]。常用的外加植物纖維有針葉木、闊葉木、棉纖維等，纖維添加量在5%～20%。煙草薄片生產(chǎn)企業(yè)通常采用針葉木漿和闊葉木漿作為外加纖維。表1為基片中外加纖維的特點(diǎn)及其物理性能。由表1可知，針葉木漿纖維長(zhǎng)且細(xì)，基片強(qiáng)度高，但對(duì)基片松厚度有不利影響；而闊葉木漿纖維粗且短，有利于改善松厚度[21]；本色漿木素含量較高，對(duì)基片的松厚度有利，但會(huì)對(duì)卷煙的抽吸品質(zhì)產(chǎn)生影響，有強(qiáng)烈的刺激性，木質(zhì)氣味重，而且木素會(huì)在高溫條件下生成苯、苯酚、稠環(huán)芳烴等有害物質(zhì)[22]。棉漿纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，基片柔韌性好，產(chǎn)生的雜氣少，對(duì)卷煙抽吸品質(zhì)的影響小；此外，也有將茶葉、苦菜、小茴香、甘草等藥用纖維作為煙草薄片外加纖維，實(shí)現(xiàn)“增香降焦”的效果[23]。

表1 植物纖維的纖維特性及基片物理性能Table 1 Characteristics of various cellulosic fiber and physical properties of reconstituted tobacco sheets

在植物纖維用量方面，羅沖等人[13]的研究表明，隨著植物纖維用量的增加，煙草薄片的松厚度呈下降趨勢(shì)。當(dāng)植物纖維配比為20%時(shí)，煙草薄片的松厚度相比于未添加植物纖維時(shí)下降了3.9%，當(dāng)植物用量大于22%時(shí)，松厚度下降2%～3%之間[24]。因此，降低植物纖維的添加量，并對(duì)其適度打漿，不僅可以滿足基片強(qiáng)度與松厚度要求，而且有利于降低煙草薄片木質(zhì)氣味，改善抽吸品質(zhì)。目前，我國(guó)煙草薄片中加入的植物纖維大多為進(jìn)口的針葉木與闊葉木，價(jià)格較高。李文昱等人[25]以甘蔗渣纖維為原料代替木材纖維，發(fā)現(xiàn)蔗渣纖維中含有的水溶性糖有利于降低煙草薄片的氯離子含量，減少產(chǎn)品的刺激性。同時(shí)以5%的蔗渣纖維替代5%的闊葉木纖維，發(fā)現(xiàn)基片的透氣度吸收性、松厚度指標(biāo)基本相同。欒鵬程等人[26]通過(guò)對(duì)蔗渣進(jìn)行打漿處理，發(fā)現(xiàn)蔗渣纖維用量為20%時(shí)，隨著蔗渣纖維用量和打漿度的增加，基片松厚度逐漸下降，相比于未打漿的蔗渣纖維，添加打漿度為67°SR蔗渣纖維時(shí)，基片的松厚度下降了5%。

細(xì)小纖維與納米纖維素可以用作增強(qiáng)劑，彌補(bǔ)降低植物纖維用量造成的強(qiáng)度下降問(wèn)題。細(xì)小纖維添加量增加，基片強(qiáng)度逐漸提高，但其松厚度與柔軟度降低，濾水性能下降。采用細(xì)小纖維替代部分木漿纖維有可能實(shí)現(xiàn)基片綜合性能的改善。有研究表明[27]，當(dāng)木漿添加量12%，細(xì)小纖維添加量1%時(shí)，相對(duì)于工廠原有配方（即20%木漿用量），基片松厚度可提高3.4%，柔軟性提高39.3%，基片物理性能得到了較大改善。細(xì)小纖維的纖維形態(tài)對(duì)基片的物理性能存在較大影響，王亮等人[28]研究了不同長(zhǎng)度的細(xì)小纖維對(duì)基片松厚度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著細(xì)小纖維平均長(zhǎng)度的減小，基片的松厚度隨之下降。添加平均長(zhǎng)度為0.350 mm 的細(xì)小纖維相比添加0.812 mm 的細(xì)小纖維，其基片松厚度下降了3.3%。隨著細(xì)小纖維長(zhǎng)度的降低，比表面積增加，表面羥基更加豐富，纖維間的結(jié)合力增加，纖維網(wǎng)絡(luò)更致密，從而使基片的緊度增加，松厚度降低。

近年來(lái)，纖維素納米纖絲（Cellulose nanofibril,CNF）由于具有優(yōu)良的納米尺寸效應(yīng)，較高的比表面積，豐富的表面羥基等，已成為造紙領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。納米纖維素表面豐富的羥基可賦予基片足夠的強(qiáng)度。因此，添加納米纖維素有利于降低植物纖維的用量，減少雜氣，達(dá)到改善基片物理性能的效果。研究表明[29]，添加0.1%的CNF，木漿用量可由25%減少至16.7%，同時(shí)松厚度提升2.5%。劉雄利等人[30]將3 種納米纖維素，即纖維素納米晶體、羧基納米纖維素及未改性納米纖維素，添加到涂布液中以期改善基片的物理性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)3 種納米纖維用量為0.1%時(shí)，與空白樣相比，煙草薄片松厚度可提升2.4%～7.7%。

添加一定比例的植物纖維，如漂白針葉木漿、漂白闊葉木漿與本色漿等，可為漿料體系結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度骨架性網(wǎng)絡(luò)，保證紙機(jī)的正常運(yùn)行。然而，植物纖維的加入不可避免的對(duì)基片抽吸性能產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。所以開(kāi)發(fā)利用新型的外加植物纖維，拓寬外加植物纖維來(lái)源，對(duì)于打破原料供應(yīng)限制、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)廢棄纖維（如甘蔗渣、麻漿等）與茶葉等藥用纖維逐漸應(yīng)用于煙草薄片生產(chǎn)領(lǐng)域，這些植物纖維可以提高卷煙的內(nèi)在品質(zhì)，如提高香氣、減少雜氣、降低卷煙燃燒產(chǎn)生的焦油及自由基含量，拓寬了外加植物纖維的領(lǐng)域，提高了其應(yīng)用價(jià)值。

1.3 填料

在基片抄造過(guò)程中添加填料替代部分纖維不僅能夠提高煙草薄片松厚度和透氣度，改善卷煙的燃燒性能和抽吸品質(zhì)，還能降低企業(yè)生產(chǎn)成本[31]。從成本、安全性考慮，輕質(zhì)碳酸鈣是目前廣泛使用的無(wú)機(jī)填料，其添加量一般在10%～20%。碳酸鈣的添加使基片中有機(jī)物減少，同時(shí)，其多孔結(jié)構(gòu)可改變基片微觀結(jié)構(gòu)，提高基片透氣度和松厚度，在一定程度上起到降低焦油和CO 釋放量的作用[32]。

填料的種類與用量對(duì)基片的結(jié)構(gòu)與性能具有較大影響[33]。與其他填料相比，偏三角面體的輕質(zhì)碳酸鈣（PCC）對(duì)基片的松厚度提升效果較為顯著。當(dāng)填料添加量為15%時(shí)，添加PCC 基片的松厚度相對(duì)于添加滑石粉、GCC 基片的松厚度分別提高了2.32%和1.85%，相對(duì)于空白樣品提高了2.80%[34]。當(dāng)碳酸鈣添加量從10%增加至50%時(shí)，基片松厚度提高了5.5%，隨著填料添加量的提高，基片纖維層間的空隙被不同粒徑的碳酸鈣所填充，松厚度有較大提升。同時(shí)，基片的焦油與CO 釋放量分別下降了24.29%、10.75%[35]。除了選擇碳酸鈣作為填料外，也有研究對(duì)比了硅藻土、二氧化鈦等填料對(duì)基片物理性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，添加硅藻土、二氧化鈦、輕質(zhì)碳酸鈣填料均可提高基片松厚度。但硅藻土與鈦白粉添加量低時(shí)基片性能較好，添加量在6%以內(nèi)對(duì)基片松厚度提升較大[36]。

填料的粒徑對(duì)基片松厚度影響也較大。王浩雅等人[37]研究了不同目數(shù)（300、600、1250、2000目）的碳酸鈣對(duì)基片物理性能的影響，隨著碳酸鈣目數(shù)的提高，粒徑逐漸降低，基片的抗張強(qiáng)度、填充值呈上升趨勢(shì)，松厚度有所下降?；曳忠欢〞r(shí)，碳酸鈣的粒徑越小，越容易填充在紙張孔隙中，導(dǎo)致基片松厚度和透氣度下降，不利于降低CO 和焦油釋放量。綜合考慮基片各項(xiàng)性能，碳酸鈣的目數(shù)不宜超過(guò)600目。此外，較大粒徑的填料有利于改善基片松厚度，由于硅藻土粒徑較大，不僅可提高填料留著率，而且其自身的高孔隙率特點(diǎn)有利于降低有害物質(zhì)的釋放量；相對(duì)于PCC，不同粒徑硅藻土可使基片松厚度提升2.7%～13.1%，且粒徑越大對(duì)基片松厚度的提升越明顯[38]。

除了對(duì)填料種類、用量及粒徑進(jìn)行優(yōu)化外，填料改性也是提高填料留著、改善基片性能的有效有段[39]。俞海軍等人[40]研究了3 種碳酸鈣改性方式（淀粉與助留劑混合加入、淀粉改性、煙梗纖維-淀粉改性）對(duì)基片的影響。與直接添加淀粉和填料相比，3種改性方式制備的基片填料留著率依次增加，松厚度分別提升5.85%、8.78%、10.73%，且降低了基片CO與焦油釋放量。納米纖維素具有高的比表面積、機(jī)械強(qiáng)度以及生物可降解性，在預(yù)絮聚、顆粒的留著及紙基強(qiáng)度的增強(qiáng)等領(lǐng)域研究廣泛。Guan 等人[41]將CNF用作絮凝劑，研究了CNF 與PCC 的復(fù)合及對(duì)紙張性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PCC及CNF的復(fù)合填料能使填料留著達(dá)到90%。在填料含量相同時(shí)，制備出的基材強(qiáng)度性能好。填料留著的提高，減輕了白水處理的壓力，且絮聚后的填料擁有較大的粒徑，能夠改善基片的松厚度。Liu 等人[42]使用陽(yáng)離子納米纖維素（CCNF）絮聚PCC，發(fā)現(xiàn)CCNF 能夠改善PCC 的絮聚與再絮聚性能。與未添加CCNF相比，添加0.4%（相對(duì)于絕干煙草漿）的CCNF 后，PCC 的留著率及漿料留著率分別提高了6.8%和41.8%，煙草薄片的松厚度和透氣性分別提升了6.8%和41.8%，抗張強(qiáng)度略有下降。當(dāng)CCNF 添加量在7%（相對(duì)于PCC 的添加量）時(shí)，PCC 的留著率從32.7%提升到44.7%，煙草薄片透氣度、柔軟度、松厚度分別提升了15.1%、28.0%、3.6%[43]。

填料在煙草薄片的應(yīng)用中存在2 個(gè)問(wèn)題，一是填料粒徑較小，留著率較低；二是填料保留在基片中干擾纖維的結(jié)合，降低紙張的強(qiáng)度性能。目前，填料的種類、用量、粒徑以及填料改性等方面已經(jīng)做了諸多研究，未來(lái)將可降解、環(huán)保、無(wú)毒的高分子材料與填料進(jìn)行復(fù)合應(yīng)用到煙草薄片，改善填料的留著和基片強(qiáng)度是該領(lǐng)域的重要方向之一。

1.4 類填料

煙草廢棄料如煙梗、煙末等材料，經(jīng)過(guò)粉碎機(jī)處理后，可得到尺寸大小不一且形狀不規(guī)則的顆粒狀物質(zhì)。因其形態(tài)、尺寸類似于造紙?zhí)盍?，但又屬于煙草組分，可稱之為“類填料”。研究表明，將煙梗粉碎、篩分后，獲得的梗顆?？商岣呋乃珊穸扰c透氣度。大粒徑的梗顆粒對(duì)松厚度的提升尤為明顯。與未添加梗顆粒的基片相比，添加4 種尺寸（＞60、60～80、80～120、120～200 目）的梗顆粒，其松厚度分別提升8.31%、6.31%、5.98%、2.99%[44]。除煙梗顆粒影響外，不同尺寸的煙末也可作為類填料，對(duì)煙草薄片性能產(chǎn)生影響。當(dāng)煙末尺寸降低時(shí)，過(guò)多的煙末填充在纖維交織的網(wǎng)絡(luò)里，導(dǎo)致松厚度降低。當(dāng)煙末尺寸為120～200 目時(shí)，相比添加60～80、80～120目的煙末尺寸，基片的松厚度分別下降7.65%和5.10%[45]。

采用“類填料”作為煙草薄片的組分，明顯提升了基片的松厚度，同時(shí)對(duì)基片的抽吸品質(zhì)影響較小。在后續(xù)的研究中，可以進(jìn)一步探究原料粒徑、形貌及比表面積對(duì)基片物理性能的影響。

1.5 助劑

造紙法基片生產(chǎn)中所用助劑的選擇必須要求天然、無(wú)毒，同時(shí)具有良好的助留助濾和增強(qiáng)等性能。煙草薄片產(chǎn)品的特殊性導(dǎo)致我國(guó)所使用的添加劑種類較少，對(duì)所選用的添加劑加入后所造成的產(chǎn)品品質(zhì)是否改變?nèi)狈θ娴难芯?。因此，要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，在保證無(wú)化學(xué)品危害下，合理使用添加劑。

有研究發(fā)現(xiàn)添加殼聚糖助劑后基片的松厚度高，當(dāng)殼聚糖用量在0.6%時(shí)，較未添加助劑的基片松厚度可以提高8%左右[46]。這是因?yàn)樘砑又鷦?，提高了填料的留著率，因而增加了基片的松厚度，但也降低了基片的結(jié)合強(qiáng)度[47]。孫德平等人[48]對(duì)比了2 種不同的助劑瓜爾膠和殼聚糖，當(dāng)二者用量相同（0.6%）時(shí)，添加殼聚糖的基片松厚度更高。因?yàn)闅ぞ厶堑闹粜Ч獌?yōu)于瓜爾膠，且具有增強(qiáng)效果，當(dāng)殼聚糖添加量增加時(shí)，其增強(qiáng)和助留的綜合作用，導(dǎo)致基片松厚度和抗張強(qiáng)度進(jìn)一步增加。為了提高殼聚糖的使用效果，徐曼等人[49]進(jìn)一步研究了3 種不同分子質(zhì)量的殼聚糖對(duì)基片物理性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著殼聚糖添加量的增加，基片的松厚度呈先上升后下降的趨勢(shì)，殼聚糖的添加量在0.4%以內(nèi)對(duì)基片松厚度提升最大。

2 纖維處理技術(shù)

2.1 打漿

（1）打漿度對(duì)基片松厚度的影響

煙草纖維本身并不是優(yōu)良的造紙?jiān)希虼吮仨毥?jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)拇驖{來(lái)控制基片的各項(xiàng)物理性能[50]。打漿度對(duì)造紙法基片的物理性能影響較大。一般認(rèn)為，隨著煙草漿料打漿度的提升，基片的松厚度呈下降趨勢(shì)[51]，原因在于打漿破壞了煙梗纖維的細(xì)胞壁，使部分纖維分絲帚化，打漿后期切斷纖維增多，分絲帚化程度增大，增加了纖維之間的結(jié)合面積，從而使松厚度下降明顯。王小升等人[52]對(duì)煙草原料進(jìn)行打漿處理，研究煙草原料不同打漿度（25～65°SR）對(duì)基片透氣度、松厚度的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基片松厚度和透氣度均隨打漿度的升高而降低，特別是在25～35°SR時(shí)，基片松厚度下降幅度高達(dá)12%。隨著打漿程度的增加，每提高10°SR，基片松厚度下降約2%。在外加植物纖維打漿方面，打漿度的提升同樣對(duì)基片的松厚度產(chǎn)生不利影響。植物纖維漿料打漿度提高，基片的抗張指數(shù)上升幅度大，松厚度有所下降，但幅度較小。這是由于植物纖維在基片的添加量較低，植物纖維打漿對(duì)松厚度的影響相對(duì)較小。

（2）漿濃對(duì)基片松厚度的影響

煙草薄片生產(chǎn)制備過(guò)程中通常采用高濃打漿。高濃打漿流程相對(duì)較短，若使煙梗成漿，則會(huì)導(dǎo)致煙末形成大量碎片，造成勻度不理想、濕重偏低，這對(duì)紙機(jī)運(yùn)行均有不利的影響。針對(duì)煙草原料低濃打漿與高濃打漿基片物理性能差異，有研究對(duì)比了4%（低濃）、8%、18%（中濃）、30%（高濃）打漿時(shí)所得基片性能，發(fā)現(xiàn)低濃磨漿獲得的煙草漿配抄的基片松厚度較高[53]。相對(duì)于高濃磨漿，低濃磨漿后基片松厚度提高了3.2%，同時(shí)柔軟性得到改善。宋成劍等人[54]對(duì)煙草原料的低濃打漿工藝進(jìn)行了優(yōu)化，探究了“兩級(jí)打漿”的低濃打漿，采用輕刀對(duì)煙草漿多級(jí)揉打，減少對(duì)纖維的切斷作用，因而基片松厚度較高濃打漿提高了7.92%。高濃打漿和低濃打漿后的煙草漿纖維形態(tài)存在顯著的差異，高濃打漿以纖維的分絲帚化為主，保留了纖維長(zhǎng)度、降低了纖維的粗度，有利于纖維之間的緊密結(jié)合及抗張強(qiáng)度提升；而低濃打漿則以纖維的切斷為主，打漿后纖維的粗度較大，對(duì)改善煙草基片的松厚度有利。在此基礎(chǔ)上，為了避免生產(chǎn)的漿料分絲帚化率低、過(guò)度切斷纖維等問(wèn)題，許江虹等人[55]開(kāi)發(fā)出一種柔性制漿技術(shù)，即將高濃制漿與低濃制漿相結(jié)合，并對(duì)煙梗、碎煙葉、外加植物纖維分開(kāi)制漿，具有纖維平均長(zhǎng)度較長(zhǎng)、分絲帚化好的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)原料的精細(xì)化加工及過(guò)程可調(diào)控，其工藝流程如圖2所示。該方法保障了煙草薄片產(chǎn)品松厚度和抗張強(qiáng)度的要求，同時(shí)可提高紙機(jī)車速和生產(chǎn)效率。

2.2 預(yù)處理

煙梗中果膠、木質(zhì)素、單寧等大分子物質(zhì)含量較高，不僅影響煙梗纖維的疏解，而且會(huì)影響煙草薄片的燃燒性能及產(chǎn)品品質(zhì)，因此可對(duì)煙梗進(jìn)行一些預(yù)處理，以達(dá)到調(diào)控?zé)煵荼∑a(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成的目的。除采用常規(guī)洗梗預(yù)處理方式外，還有加酶萃取[56]、微生物發(fā)酵[57]和疏解萃取等技術(shù)[58]。王鳳蘭等人[59]通過(guò)化學(xué)萃取銨堿法對(duì)煙梗纖維進(jìn)行預(yù)處理，即采用尿素［CO(NH2)2］和堿性化合物（KOH）協(xié)同處理，改善煙草薄片物理性能。在最優(yōu)條件下，與未預(yù)處理煙梗纖維所抄造的基片相比，所得基片的抗張指數(shù)、松厚度和柔軟性能分別提高了9.3%、16.5%和27.4%。采用銨堿法處理原料可使煙梗中的木素、半纖維素等高分子物質(zhì)和果膠等大分子物質(zhì)發(fā)生降解，從而改善煙梗的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使基片的松厚度與未預(yù)處理的基片相比有一定程度的提高。此外，也有對(duì)比研究水熱、乙醇水溶液和堿性離子液體預(yù)處理煙梗對(duì)基片物理性能的影響。相對(duì)于熱水抽提和乙醇水溶液處理，經(jīng)堿性離子液體處理后，煙梗中的部分木質(zhì)素去除，纖維的潤(rùn)脹和分絲帚化得到改善，纖維間的氫鍵增加，纖維結(jié)合力提高，從而提高了基片的抗張強(qiáng)度，松厚度與透氣度略有下降，松厚度較未處理時(shí)下降了約7.1%[60]。胡念武等人[61]發(fā)明了一種采用碳酸氫鈉提高基片松厚度的方法，其原理是在漿池加入食品級(jí)乙酸和碳酸氫鈉溶液，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w增加纖維間的距離，從而使纖維在網(wǎng)部成形過(guò)程中保持較大間距。該方法制備的基片松厚度可提高6%以上，但碳酸氫鈉可能會(huì)進(jìn)一步加重廢水處理的困難，對(duì)抽吸品質(zhì)造成負(fù)面影響。

圖2 柔性制漿技術(shù)工藝流程圖Fig.2 Flexible pulping process

圖3 泡沫成形法制備煙草薄片F(xiàn)ig.3 Foam forming process of reconstituted tobacco sheets

3 泡沫成形技術(shù)提高基片的松厚度

泡沫成形技術(shù)是一種新型的紙張成形方法，它是指在漿料中加入表面活性劑，通過(guò)機(jī)械、氣流等作用產(chǎn)生泡沫，使纖維分散在水基泡沫中形成泡沫漿料，通過(guò)真空作用消泡脫水形成紙張。泡沫成形過(guò)程中，氣泡代替水對(duì)纖維進(jìn)行分散不僅可有效防止纖維的纏結(jié)、再絮聚，而且提高了成形濃度，減少水資源浪費(fèi)的同時(shí)，泡沫成形制備的產(chǎn)品相比于濕法成形，具有更好的均一性[62]，其制備過(guò)程如圖3 所示。結(jié)果表明，表面活性劑用量大于0.4 g/L 時(shí)，機(jī)械攪拌和泡沫空氣含量相對(duì)穩(wěn)定，植物纖維與煙草纖維得到良好的分散，纖維在紙張結(jié)構(gòu)中的Z向取向明顯。表面活性劑為0.6 g/L 時(shí)，對(duì)基片松厚度提升最大。泡沫成形可以使基片具有更好的勻度、松厚度，相對(duì)于濕法成形制備的基片，其松厚度提升了約12%[63]。

4 結(jié) 語(yǔ)

目前，煙草薄片不僅可以充分利用煙草資源，而且還可改善卷煙的物理性能，減少煙草中的焦油、尼古丁等有害成分，對(duì)實(shí)現(xiàn)卷煙工業(yè)“降焦減害”、提高卷煙品質(zhì)具有重要意義。提高基片松厚度，不僅可改善基片對(duì)涂布液的吸收性，降低卷煙煙氣中CO 等有害物質(zhì)的含量，而且可提高卷煙填充值，降低煙草薄片的生產(chǎn)成本。我國(guó)煙草薄片生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，在優(yōu)化漿料組分配比和填料特性，調(diào)整制漿工藝參數(shù)和漿料特性等方面開(kāi)展了大量研究，并取得了較好的效果。隨著高品質(zhì)煙草薄片需求的提升，提高基片松厚度仍是企業(yè)不斷追求的目標(biāo)之一。但開(kāi)發(fā)高松厚度煙草薄片仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如松厚度提升導(dǎo)致煙草薄片強(qiáng)度降低、切絲困難、造碎率上升，基片強(qiáng)度差也會(huì)導(dǎo)致后期涂布工藝效率的降低等問(wèn)題。此外，隨著技術(shù)進(jìn)步，干法煙草薄片已進(jìn)入中試階段，像湖北中煙、廣東中煙、四川中煙均在建或已投產(chǎn)中試線。與造紙法煙草薄片相比，進(jìn)一步提高了煙草薄片的松厚度（松厚度＞2.5 cm3/g）。此外，一些新原料、新技術(shù)和方法的發(fā)展也為高松厚度基片的研究提供了新的思路。高校和企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作，共同促進(jìn)我國(guó)煙草薄片質(zhì)量“上水平”。