造紙法加熱不燃燒煙草薄片漿料級(jí)分分布研究及其對(duì)產(chǎn)品性能的影響

摘要：本研究分析了煙草原料特性，研究了適宜的漿料篩分分布檢測(cè)方法，考察了經(jīng)過(guò)不同功率打漿后生產(chǎn)線不同取樣點(diǎn)的漿料篩分后各級(jí)分占比，探究了漿料級(jí)分占比與手抄片關(guān)鍵物理性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明，煙梗和煙末纖維細(xì)胞含量少，且纖維較短、雜細(xì)胞多，煙草混合漿非單一纖維形態(tài)；適宜的漿料篩分分布檢測(cè)方法為：篩板孔徑1180、830、600、300、 75μm ，篩分時(shí)間 10～ 20min ，漿料取樣量 10～16g ，可采用離心脫水代替烘干方式處理篩分后各級(jí)分漿料；漿料粒徑[1180，+∞ ） μm 占比呈現(xiàn)“第1取樣點(diǎn) gt; 第2取樣點(diǎn)gt;第3取樣點(diǎn)”的規(guī)律；漿料粒徑[75，300） μm 占比呈現(xiàn)出“第3取樣點(diǎn) gt; 第2取樣點(diǎn) gt; 第1取樣點(diǎn)”的規(guī)律；隨著磨機(jī)功率降低，槳料粒徑[1180，+∞ ） μm 與粒徑[830，1180） μm 占比增加；當(dāng)?shù)?取樣點(diǎn)漿料粒徑[1180， +∞ ） μm 占比為 36.1% 時(shí)，手抄片松厚度提高了 14.2% 、吸液高度提高了 27.6% 、抗張指數(shù)降低了 35.6% 。

關(guān)鍵詞：加熱卷煙；煙草薄片；漿料篩分；物理性能中圖分類號(hào)：TS7；TS452 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI： 10.11980/j.issn.0254-508X.2025.07.018

Abstract：Tisdalydtractestofbacoatealssigatedibleetetsforreg tionofpulpsuryxaidtesregdistrbutiooftepuluatdieetsamlingpntslonteprouctlefeatig withdiferentpoer，andexploedtheatioshipsetweenscreeningdistrbutionidicatorsofulpsurryandtekyphsicalproperti ofhandshetsheresultsindicatedthattobaccostemsandtobacodustcontainedfewerfbouscells，withshorterfibersandoreo-fbrouscells，uggestingthatthemixedtobacopulpdidotconsistofasinglefibermorphologyTesuitabledetetionmetodforseing distribution of pulp slurry was as follws：using sieve plates with aperture of 1 18o，830， 6Oo，300，and 75μm ，with a screening time of 10～20 miutesandapulpsampingamountof10～16grams.Centrfugaldewateringcouldbeusedinsteadofdryingtoprocessthepulpfractions.Theproportion of the pulp particle size[1180， +∞）μm exhibited a pattern of“Sampling Point 1gt; Sampling Point Sampling Point 3，”while the proportion of the pulp particle size [75，300）μm showed a pattern of \"Sampling Point 3gt; Sampling Point 2gt; Sampling Point1.“As the mill power decreased，the proportions of the pulp particle sizes [1180，+∞）μm and[830，1 1180）μm increased.When the proportions of the pulp particle size""at the first sampling point was 36.1% ，the bulkiness of the handsheets increased by 14. 2% ，the liquid absorption height increased by 27.6% ，and the tensile index decreased by 35.6% Key words： heat-not-burn tobacco; reconstituted tobacco;pulp screening；physical properties

基金項(xiàng)目：河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司A類科技項(xiàng)目（AW2024022）。

*通信作者：李華雨，博士，高級(jí)工程師；主要從事加熱卷煙煙草薄片應(yīng)用技術(shù)等方面的研究。王艷青，本科，工程師；主要從事加熱卷煙煙草薄片產(chǎn)品開發(fā)與應(yīng)用等方面的研究。

加熱卷煙屬于一種新型煙草制品，其利用外部熱源對(duì)煙芯材料進(jìn)行加熱，促使煙草材料產(chǎn)生含有煙堿的氣溶膠。煙芯材料只加熱而不燃燒（ 500^°C 以下），與傳統(tǒng)卷煙不同，其在燃燒時(shí)不會(huì)因熱裂解而產(chǎn)生有害成分，同時(shí)可以滿足消費(fèi)者的煙草特征感受，在全球范圍內(nèi)得到快速發(fā)展2-3]。據(jù)研究，相比傳統(tǒng)卷煙，加熱卷煙氣溶膠中的有害和潛在有害化合物（HPHC）釋放量降低了 90%～97% （以單支卷煙或加熱棒計(jì)）和 87% （以單位煙堿計(jì)）[46。加熱卷煙產(chǎn)品由煙具和煙彈組成，煙彈中的發(fā)煙段常用的材料為煙草薄片。常見(jiàn)的加熱卷煙煙草薄片生產(chǎn)工藝主要包括稠漿法[8-9]、造紙法[10-11]、輥壓法[2，12]、稠漿造紙法[13]干法[14等。

國(guó)外針對(duì)造紙法煙草薄片在加熱卷煙中的研究應(yīng)用較多，其中，國(guó)際知名煙草企業(yè)R.J.雷諾茲煙草公司（R.J.Reynolds）開發(fā)的“Eclipse”煙支中采用的是造紙法煙草薄片，英美煙草（投資）有限公司（BAT）開發(fā)的“glo”煙支中采用的是無(wú)序排列的造紙法煙草薄片[1s]。然而，相比其他生產(chǎn)工藝，造紙法加熱卷煙煙草薄片對(duì)煙草物質(zhì)和發(fā)煙劑的負(fù)載量相對(duì)較低，導(dǎo)致加熱卷煙產(chǎn)品在抽吸時(shí)煙霧量衰減較快，影響了造紙法加熱卷煙煙草薄片更為廣泛的應(yīng)用。為解決上述問(wèn)題，王克彥等將陽(yáng)離子改性纖維與漂白木漿復(fù)合抄造，制備造紙法加熱卷煙煙草薄片，有效降低了基片的緊度，提升了其對(duì)涂布液的吸收性能，增加了造紙法加熱卷煙煙草薄片對(duì)涂布液的負(fù)載量。賴煒揚(yáng)等為考察纖維吸濕特性的差異及基片對(duì)涂布液吸收能力的影響，分別采用亞麻纖維、草本植物纖維等5種植物纖維和1種再生纖維制備基片，研究纖維吸濕特性與煙草薄片涂布性能的適配性，結(jié)果表明，6種纖維基片吸濕特性存在較大差異?？梢?jiàn)，現(xiàn)有研究主要基于造紙法加熱卷煙煙草薄片外加纖維種類優(yōu)化及改性處理方面，在實(shí)際工業(yè)化應(yīng)用時(shí)，因配方中引入了新物質(zhì)，存在加熱卷煙產(chǎn)品感官質(zhì)量發(fā)生波動(dòng)或改變的風(fēng)險(xiǎn)。

本研究基于造紙法加熱卷煙煙草薄片原有配方組成，從煙草薄片漿料特性分析人手，優(yōu)化漿料篩分級(jí)分占比檢測(cè)方法，研究造紙法加熱卷煙煙草薄片生產(chǎn)加工過(guò)程中，漿料篩分后各級(jí)分性質(zhì)，探究漿料級(jí)分分布與基片松厚度、吸收性、抗張指數(shù)之間的關(guān)系，對(duì)加熱卷煙產(chǎn)品進(jìn)行了感官質(zhì)量評(píng)價(jià)，為造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料穩(wěn)定調(diào)控、紙機(jī)運(yùn)行和產(chǎn)品品質(zhì)提升，提供技術(shù)手段。

1實(shí)驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)材料、試劑與儀器設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料及試劑

煙梗、煙末、木漿、丙三醇、羧甲基纖維素鈉（CMC）、煙草濃縮液，均由提供，試劑均為食品級(jí)。

1.1. 2 儀器及設(shè)備

光學(xué)顯微鏡（DS-Fi2，尼康儀器（上海）有限公司）、纖維篩分儀（鮑爾篩分儀，美國(guó)TMI公司）、纖維形態(tài)分析儀（FS5，芬蘭Valmet公司）、電子天平（FA2004A，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）、凱塞法紙頁(yè)成型器（95854，德國(guó)Frank-PTI公司）、涂布機(jī)（GSP-30304，韓國(guó)三興機(jī)械股份公司）、微控抗張強(qiáng)度儀（KZW-300，長(zhǎng)春紙張?jiān)囼?yàn)機(jī)有限責(zé)任公司）、可變壓力厚度儀（GKB-4型，長(zhǎng)春市月明小型試驗(yàn)機(jī)有限責(zé)任公司）、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（鴻科DHG-91012SA，上海鴻都電子科技有限公司）、恒溫恒濕箱（KBF115，德國(guó)Binder公司）。

1. 2 實(shí)驗(yàn)方法

1. 2. 1 漿料制備

稱取一定量的煙梗，按照固液比 1：10 在 40°C 下進(jìn)行洗梗，洗梗時(shí)間 5min ，洗后煙梗經(jīng)離心脫水后與一定量的煙末、木漿混合后進(jìn)行水提取，提取時(shí)間60min 、溫度 60°C 、固液比 1：6 ，提取過(guò)程中不斷攪拌，提取后混合物料經(jīng)離心固液分離后得到固形物。固形物進(jìn)行打漿處理，漿濃 3% ，打漿條件為：磨齒間隙 0.875mm ，打漿時(shí)間 1.5min ；磨齒間隙0.25mm ，打漿時(shí)間 3.5min ；磨齒間隙 0.125mm ，打漿時(shí)間 4.0min ，得到漿料樣品。

1.2. 2 手抄片制備

檢測(cè)造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料樣品含水率，按定量 （51.0±1.5）g/m² 計(jì)算需要稱取的漿料量，將稱取好的漿料疏解，稀釋至漿濃 1.5% ，在實(shí)驗(yàn)室采用抄片器抄造得到造紙法加熱卷煙煙草薄片手抄片，以下簡(jiǎn)稱手抄片。

1. 2.3 煙草薄片制備

按煙草濃縮液、丙三醇、CMC質(zhì)量比 100：17：4 的配比，混合得到煙草涂布液，采用實(shí)驗(yàn)室涂布機(jī)對(duì)手抄片進(jìn)行涂布，得到煙草薄片樣品。

1.2.4漿料篩分檢測(cè)

檢測(cè)方法優(yōu)化前按GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測(cè)定方法》進(jìn)行測(cè)定；本研究對(duì)篩板孔徑、檢測(cè)流程和篩分時(shí)間、取樣量進(jìn)行優(yōu)化。

1. 2.5 手抄片物理性能檢測(cè)

定量、厚度、抗張指數(shù)、吸液高度分別按GB/T 451.2—2023、 GB/T 451.3—2002、 GB/T 12914— 2018、GB/T461.1—2002進(jìn)行測(cè)定。

1. 2.6 加熱卷煙產(chǎn)品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)

感官質(zhì)量評(píng)價(jià)采用百分制，從香味、煙氣、勁頭、刺激性、余味、均勻性6個(gè)維度進(jìn)行打分。

2 結(jié)果與討論

2.1 漿料形態(tài)分析

制漿過(guò)程通常分為粗磨和精磨2個(gè)階段，粗磨主要使?jié){料疏解、纖維束初步切斷，精磨則使纖維束進(jìn)一步切斷的同時(shí)，解纖成單根纖維，繼而使纖維表面起毛產(chǎn)生分絲帚化。因煙草原料固有特性，造紙法加熱卷煙煙草薄片的制漿過(guò)程主要集中在粗磨階段，以漿料疏解、切斷、打碎為主[18]，常通過(guò)控制打漿設(shè)備做功來(lái)調(diào)控漿料纖維粗、細(xì)程度?；旌蠠煵轁{組成包括煙梗纖維束、片狀煙葉組織和質(zhì)量分?jǐn)?shù)約 10% ～30% 的木漿。本研究對(duì)比了煙梗、煙末以及煙梗漿、煙末漿、混合煙草漿與針葉木、闊葉木漿料之間的形態(tài)差異，結(jié)果如圖1和圖2所示。

煙草原料是茄科1年生草本植物，其細(xì)胞組成與很多禾本科植物類似，纖維細(xì)胞含量低于木材，同時(shí)纖維較短，雜細(xì)胞多9]。圖1（a）中煙梗纖維呈螺旋狀，部分相互纏繞形成類似于彈簧結(jié)構(gòu)，圖1（a）、圖1（c）中煙梗纖維長(zhǎng)寬差異大，但均表現(xiàn)出雜細(xì)胞種類繁多的特征，且雜細(xì)胞主要是分散的薄壁細(xì)胞、交織的導(dǎo)管細(xì)胞、表皮細(xì)胞和篩管細(xì)胞等，如圖1（c所示，制漿后煙梗漿為一種棒狀、較為挺硬的長(zhǎng)條形物質(zhì)；圖1（b煙末纖維細(xì)胞很少、雜細(xì)胞含量很高、破碎組織多，表皮細(xì)胞組織在解離中沒(méi)有完全分散，細(xì)胞表面積較大、較完整，如圖1（d）所示，制漿后煙末漿呈碎片狀。圖2（a）中混合煙草漿由煙梗漿、煙末漿、木槳共同組成，其形態(tài)復(fù)雜，呈現(xiàn)出纖維狀、片狀、塊狀、長(zhǎng)條狀等多種形態(tài)。相比之下，圖2（b）中的針葉木漿和圖2（c中的闊葉木漿纖維形態(tài)相對(duì)規(guī)整。

2.2漿料篩分檢測(cè)方法優(yōu)化

漿料篩分是制漿造紙行業(yè)成熟的紙漿檢測(cè)方法之一[20]，該方法將稀釋過(guò)的漿料懸浮液，利用機(jī)械攪拌的方式，依次通過(guò)數(shù)個(gè)篩孔大小不同的篩網(wǎng)，

圖1煙梗、煙末、煙梗漿和煙末漿的光學(xué)顯微鏡圖

小而短的級(jí)分可通過(guò)篩孔流入下一級(jí)，而粗大的級(jí)分則被阻留在篩板上[21-22]。鮑爾篩分儀是實(shí)驗(yàn)室常用的漿料篩分裝置，基于混合煙草漿片狀、塊狀、纖維狀等多纖維形態(tài)共存的特點(diǎn)，結(jié)合鮑爾篩分儀方孔形篩網(wǎng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用鮑爾篩分儀對(duì)漿料組成進(jìn)行全范圍分級(jí)和篩選，定量表征漿料打漿質(zhì)量。

圖2混合煙草漿、針葉木漿、闊葉木漿的光學(xué)顯微鏡圖

Fig.2Optical microscope images of tobacco mixed pulp，softwood pulp，and hardwood pulp

目前常用漿料篩分檢測(cè)方法為GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測(cè)定方法》，其規(guī)定了篩分所使用的各級(jí)篩板孔徑、檢測(cè)流程、篩分時(shí)間、取樣量等，本研究結(jié)合混合煙草槳特點(diǎn)，對(duì)上述各篩分條件進(jìn)行了優(yōu)化研究。

2.2.1 篩板孔徑優(yōu)化

制備不同煙梗、煙末比例（質(zhì)量比）的混合煙草漿，分別記為 1^* 、 2^* 、 3^* 、 4^* 、 5^* ，結(jié)合前文分析的煙草原料纖維較短、雜細(xì)胞多的草本植物特點(diǎn)，采用烘干法測(cè)定混合煙草漿篩分后各級(jí)分占比情況，結(jié)果如表1所示。

從表1可知，混合煙草槳經(jīng)篩分后，不同梗末質(zhì)量比得到的漿料篩分結(jié)果有所差異，5個(gè)漿料樣品 80% 以上的漿料級(jí)分分布在 300μm 以下，且[600，1180） μm 級(jí)分占比最高，達(dá)到 41.8%～50.9% 而[75，150） μm 級(jí)分占比不足 5% 。因此，為進(jìn)一步準(zhǔn)確分析混合煙草漿質(zhì)量及其差異，將[600，1180） μm 級(jí)分細(xì)化，增加孔徑 830μm 篩板，去掉孔徑 150μm 篩板，保留孔徑 75μm 篩板用于攔截部分細(xì)小組分，調(diào)整后篩板孔徑為1180、830、600、300、 75μm 。

2.2.2 篩分檢測(cè)流程優(yōu)化

GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測(cè)定方法》要求采用烘箱在（ 105±2） °C 下對(duì)篩后各級(jí)分漿料干燥至質(zhì)量恒定，并精確至 0.001g ，然后進(jìn)行各級(jí)分含量計(jì)算。然而，篩后漿料各級(jí)分干燥至恒質(zhì)量的時(shí)間較長(zhǎng)（ ^2h 以上），導(dǎo)致單個(gè)樣品篩分檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng)，檢測(cè)效率較低。為提高混合煙草漿篩分檢測(cè)效率，以2.2.1中1漿料為例，對(duì)漿料樣品進(jìn)行篩分，采用離心脫水（轉(zhuǎn)速 3000r/min ）代替烘干方式處理篩后漿料各級(jí)分，對(duì)比了經(jīng)2種方法處理后漿料各級(jí)分占比，結(jié)果如圖3所示。

圖3離心脫水與烘干方式漿料各級(jí)分占比

Fig.3Pulp screening distribution proportion between centrifugal dehydration and drying method

由圖3可知，在不同離心脫水時(shí)間下，將各級(jí)分漿料占比檢測(cè)結(jié)果與烘干方式檢測(cè)所得占比相比，最大極差為 +8.9% （即[600，830） μm 級(jí)分），當(dāng)離心脫水時(shí)間 ?6min 時(shí)，檢測(cè)結(jié)果與烘干方式檢測(cè)結(jié)果呈現(xiàn)出較好的一致性，各級(jí)分占比檢測(cè)結(jié)果與烘干方式檢測(cè)所得占比相比，最大極差為 -0.9% （即 [1180，+∞ ） μm 級(jí)分），故在實(shí)際生產(chǎn)中，為提高漿料篩分檢測(cè)效率，縮短單個(gè)樣品檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)，可以采用離心脫水代替烘干方式處理篩后漿料各級(jí)分，適宜的離心脫水時(shí)間為 ?6min 。

離心脫水方式下漿料各級(jí)分占比計(jì)算如式（1）所示。

式中， i 表示級(jí)分序數(shù)； X_i 表示 i 篩分級(jí)分占比， % ； M_i"表示篩分后各級(jí)篩板截留的漿料離心脫水后質(zhì)量， g . M 表示篩分后各級(jí)篩板截留的漿料離心脫水后質(zhì)量之和，g。

表1混合煙草漿各級(jí)分占比

Table1 Pulp screeningdistribution ofmixed reconstituted tobacco

2.2.3 篩分時(shí)間、取樣量?jī)?yōu)化

在篩板孔徑和篩分檢測(cè)流程的優(yōu)化基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步提高漿料篩分檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，基于GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測(cè)定方法》中的篩分時(shí)間20min 、取樣量 10g （以絕干漿計(jì)），以2.2.1中1*漿料為例，對(duì)漿料篩分檢測(cè)的篩分時(shí)間、取樣量進(jìn)行了優(yōu)化研究，結(jié)果如圖4和圖5所示。

圖4篩分時(shí)間對(duì)漿料各級(jí)分的影響

圖5取樣量對(duì)漿料各級(jí)分的影響

Fig.5Effect of sample weight on pulp distribution

如圖4所示，當(dāng)篩分時(shí)間為 10～25min 時(shí)，漿料各級(jí)分占比檢測(cè)結(jié)果一致性較好，繼續(xù)縮短篩分時(shí)間至 8min 以下時(shí)，槳料各級(jí)分占比整體出現(xiàn)了明顯變化，粒徑 [1180，+∞ ）、[830，1180） μm 級(jí)分占比呈快速上升趨勢(shì)，而粒徑[600，830）、[300，600）、[75，300） μm 級(jí)分占比整體呈下降趨勢(shì)，分析原因可能是篩分時(shí)間不足，導(dǎo)致漿料篩分不充分，從而使?jié){料粒徑較大級(jí)分占比整體高于實(shí)際數(shù)值。綜合考慮篩分效率和檢測(cè)及時(shí)性，相比國(guó)標(biāo)要求篩分時(shí)間 20min ，混合煙草漿篩分時(shí)間可進(jìn)一步縮短，適宜的篩分時(shí)間為 10～20min 。

如圖5所示，當(dāng)取樣量為 8～16g 時(shí)，漿料各級(jí)分占比檢測(cè)結(jié)果一致性較好。因混合煙草漿由煙梗漿、煙末漿和木漿纖維共同組成，相比傳統(tǒng)紙漿，其纖維組成更為復(fù)雜，過(guò)小的取樣量下，槳料各級(jí)分占比檢測(cè)結(jié)果差異較大，被測(cè)樣品代表性不足，故相比國(guó)標(biāo)要求取樣量 10g （以絕干漿計(jì)），為提高檢測(cè)準(zhǔn)確性和樣品代表性，可適當(dāng)提高漿料取樣量，適宜的漿料取樣量為10～16go

2.2.4篩分檢測(cè)方法可重復(fù)性驗(yàn)證

隨機(jī)選取1種2.2.1中的漿料樣品，進(jìn)行12次篩分檢測(cè)，驗(yàn)證本研究中優(yōu)化的篩分檢測(cè)方法的重復(fù)性，條件為： ① 篩板孔徑1180、830、600、300、75μm ； ② 檢測(cè)流程為篩分 $$ 離心脫水 $$ 稱量質(zhì)量并計(jì)算； ③ 篩分時(shí)間 15min ： ④ 取樣量 16g ，檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

采用上述漿料篩分檢測(cè)方法時(shí)，同一漿料樣品在不同檢測(cè)批次下，粒徑[1 180，+∞ ）、[830，1180）[600，830）、[300，600） μm 級(jí)分占比相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）分別為 3.67% 、 2.67% 、 2.66% 、 4.52% ，檢測(cè)方法可重復(fù)性較好；[75，300） μm 級(jí)分占比RSD略高，為 7.71% ，可能是由于該級(jí)分纖維形態(tài)相對(duì)細(xì)小，通過(guò)孔徑 75μm 篩板流失的概率增大，導(dǎo)致檢測(cè)誤差相對(duì)較大。

2. 2.5 篩分檢測(cè)方法與其他常用漿料檢測(cè)方法對(duì)比

紙漿纖維的濕重能間接反映漿料的纖維長(zhǎng)短程度，也是漿料打漿質(zhì)量評(píng)判的重要指標(biāo)之一。此外，纖維長(zhǎng)度、寬度、粗度等纖維形態(tài)指標(biāo)也常被用于分析、評(píng)價(jià)紙漿纖維的打漿處理效果。選取2.2.1中的5種漿料樣品，采用2.2優(yōu)化后的檢測(cè)方法測(cè)定漿料篩分后各級(jí)分占比及對(duì)應(yīng)的濕重，結(jié)果如圖6所示。同時(shí)，分別測(cè)定漿料篩分后各級(jí)分?jǐn)?shù)均纖維長(zhǎng)度，結(jié)果如圖7所示。

由圖6可知，隨著煙梗占比增加，混合煙草漿篩分后粒徑 [1180，+∞ ）、[830，1180） μm 級(jí)分占比也增加，而粒徑[600，830）、[300，600）、[75，300） μm 級(jí)分占比則整體呈降低趨勢(shì)。混合漿料濕重檢測(cè)結(jié)果與篩分后粒徑 [1180，+∞） 、[830，1180） μm 級(jí)分占比變化趨勢(shì)一致，且粒徑[830，1180） μm 級(jí)分占比變化幅度略大于粒徑 [1180，+∞ ） μm 級(jí)分占比變化幅度。其中，混合漿料篩分后粒徑 [1180，+∞ ） μm 級(jí)分占比由12.2% 增至 17.2% ，增加了 41.2% ；[830，1180） μm 級(jí)分占比由 11.4% 增加至 22.3% ，增加了 96.3% ；濕重由 2.71g 增加至 3.42g ，增加了 26.2% 。經(jīng)分析，混合煙草槳打槳時(shí)，煙末極易造碎呈碎片狀，而煙梗經(jīng)疏解和輕微切斷后，在混合煙草漿中呈棒狀、長(zhǎng)條狀。在漿料篩分檢測(cè)時(shí)，煙梗纖維更易被篩板截留，細(xì)小的煙末碎片則穿過(guò)篩板網(wǎng)孔流入后續(xù)篩分室，且煙梗纖維在漿料濕重檢測(cè)時(shí)，也更易懸掛在濕重框架上，故當(dāng)煙梗占比增加時(shí)，混合煙草漿粒徑 [1180，+∞ ）、[830，1180） μm 級(jí)分占比和濕重檢測(cè)結(jié)果也相應(yīng)增加。

表2優(yōu)化的漿料篩分檢測(cè)方法可重復(fù)性驗(yàn)證

Table 2Verification of repeatability of the optimized pulp screening distribution test method

注所選漿料樣品為2.2.1中的3漿料。

由圖7可知，隨著篩網(wǎng)孔徑的減小，5種漿料樣品數(shù)均纖維長(zhǎng)度均逐漸變小，這是由于篩網(wǎng)孔徑越小，漿料纖維越短、顆粒越小，相應(yīng)的纖維分析儀檢測(cè)出來(lái)的漿料數(shù)均纖維長(zhǎng)度也越來(lái)越小。然而，利用纖維分析儀檢測(cè)的漿料數(shù)均纖維長(zhǎng)度與篩網(wǎng)孔徑的實(shí)際尺寸有一定差別，對(duì)于粒徑 [1180，+∞） 、[830，1180） μm 級(jí)分，纖維分析儀檢測(cè)結(jié)果偏小，可能是因?yàn)檫@2種級(jí)分中還夾雜有一定量的較短纖維；對(duì)于粒徑[600，830） μm 級(jí)分，纖維分析儀檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際尺寸一致性較好；粒徑[75，600） μm 級(jí)分，纖維分析儀檢測(cè)結(jié)果則相對(duì)偏大，且篩網(wǎng)孔徑越小，偏差也越大。

2.3漿料級(jí)分分布對(duì)造紙法加熱卷煙煙草薄片性能 影響

2.3.1 造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料級(jí)分分布傳遞

為進(jìn)一步研究造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分后各級(jí)分占比對(duì)產(chǎn)品關(guān)鍵物理性能的影響，按生產(chǎn)加工流程由前往后的順序，依次選取生產(chǎn)線3個(gè)具有代表性的漿料取樣點(diǎn)（第1、2、3取樣點(diǎn)分別為制漿工序最后1臺(tái)磨機(jī)出口、中濃壓力篩良漿、上網(wǎng)前勻槳機(jī)出口），調(diào)節(jié)第1取樣點(diǎn)3臺(tái)磨機(jī)的運(yùn)行功率，如表3所示，制備4組不同打漿強(qiáng)度下的漿料樣品，將這4組漿料樣品分別記為1、 2^°"、 3^a"、4a（由 1^°～4^°"，第1取樣點(diǎn)3臺(tái)磨機(jī)運(yùn)行功率如表3所示），各漿料樣品依次標(biāo)記為1-1、 1-2^a"、 1-3^a"、 1-4^a"，2-1、 2-2^°"、 2-3^a"、 2-4^a"，3-12、 3-2^a"、 3-3^a"、 3-4^a"，采用2.2優(yōu)化后的檢測(cè)方法測(cè)定各樣品篩分后各級(jí)分占比，結(jié)果如圖8和圖9所示。

表34組漿料樣品第1取樣點(diǎn)的磨機(jī)功率

Table3Mill poweratthefirst samplingpoint of 4 groupsof

如圖8所示，同一組漿料樣品，當(dāng)取樣點(diǎn)不同時(shí)，漿料篩分后各級(jí)分占比存在差異，主要表現(xiàn)為：粒徑 [1180，+∞ ） μm 級(jí)分占比中，第1取樣點(diǎn)gt;第2取樣點(diǎn) gt; 第3取樣點(diǎn)；粒徑[75，300） μm 級(jí)分占比中，第3取樣點(diǎn) gt; 第2取樣點(diǎn) gt; 第1取樣點(diǎn)，主要原因?yàn)椋涸谠旒埛訜峋頍煙煵荼∑瑵{料生產(chǎn)加工過(guò)程中，取樣點(diǎn)在工藝流程中越靠后，漿料被處理的次數(shù)越多，相對(duì)應(yīng)的漿料中的粗、長(zhǎng)纖維組分占比則越少，細(xì)小纖維組分占比則越多。以第1組漿料為例：第1取樣點(diǎn)漿料粒徑[1 180，+∞ ） μm 級(jí)分占比為10.9% ，而第3取樣點(diǎn)漿料粒徑 [1180，+∞ ） μm 級(jí)分占比則降至 3.7% 。各漿料樣品其余級(jí)分變化規(guī)律不顯著。

由圖9可知，隨著打漿處理強(qiáng)度的逐漸減弱，3個(gè)取樣點(diǎn)下的4組漿料篩分后各級(jí)分占比呈現(xiàn)出一致的變化規(guī)律，其中，粒徑 [1180，+∞ ）、[830，1180） μm 級(jí)分占比逐漸升高，其余組分占比均逐漸下降，以第1取樣點(diǎn)為例： 1^a～4^a 漿料樣品粒徑 [1180，+∞ ） μm 級(jí)分占比依次為 10.8% 、 25.8% 、 32.1% 、 36.1% ，[830，1180） μm 級(jí)分占比依次為 18.8% 、 20.2% 、25.1% 、 26.9% 。在打漿過(guò)程中，隨著磨機(jī)功率逐漸降低，漿料纖維受到的切斷、揉搓、擠壓等處理強(qiáng)度會(huì)減弱，導(dǎo)致粒徑較大（如 [830，+∞ ） μm ）的漿料級(jí)分占比增加。

2.3.2漿料級(jí)分分布對(duì)煙草薄片性能影響

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，手抄片厚度、抗張強(qiáng)度除受漿料自身性能影響外，還受抄造成形工序網(wǎng)部脫水、壓榨和干燥強(qiáng)度等眾多因素的影響。為準(zhǔn)確分析漿料各級(jí)分占比與基片關(guān)鍵物理性能之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，避免抄造成形環(huán)節(jié)外部條件的不一致影響數(shù)據(jù)結(jié)果，本研究以2.3.1中第1取樣點(diǎn)的4組漿料樣品為例，檢測(cè)手抄片松厚度、抗張指數(shù)、吸收性，同時(shí)對(duì)手抄片進(jìn)行涂布處理，進(jìn)一步制備煙草薄片和加熱卷煙樣品，并進(jìn)行感官質(zhì)量評(píng)價(jià)。漿料樣品篩分后各級(jí)分占比與手抄片松厚度、抗張指數(shù)、吸液高度之間的關(guān)系如圖10和圖11所示，加熱卷煙產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)結(jié)果如圖12所示。

從圖10和圖11可以看出，漿料各級(jí)分占比與手抄片松厚度、抗張指數(shù)、吸收性存在一定的關(guān)聯(lián)性，當(dāng)漿料中粒徑[ 1180，+∞ ）、[830，1180） μm 級(jí)分占比逐漸升高時(shí)，手抄片抗張指數(shù)逐漸降低，而松厚度、吸液高度逐漸升高。當(dāng)?shù)?取樣點(diǎn)漿料中粒徑[1180，+∞ ） μm 級(jí)分占比由 10.9% 逐漸升高至 36.1% 時(shí)，手抄片松厚度由 3.03cm³/g 逐漸提高至 3.46cm³/g 提高了 14.2% ；吸液高度由 12.7mm 逐漸提高至16.2mm ，提高了 27.6% ；但抗張指數(shù)由 7.84N?m/g 降低至 5.05N?m/g ，降低了 35.6% 。圖12中的4組加熱卷煙樣品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，相比1-1\"樣品，1-2^a 、 1-3^a 、1-4\"樣品在香味、煙氣及勁頭、前后抽吸均勻性方面均有不同程度改善，其中1-4a樣品6項(xiàng)感官質(zhì)量指標(biāo)總得分最高。

圖12加熱卷煙樣品評(píng)價(jià)結(jié)果

Fig.12Evaluation results of heat-no-burn cigarette samples

綜上所述，在造紙法加熱卷煙煙草薄片打漿過(guò)程中，應(yīng)采取疏解和輕打漿相結(jié)合的方式，使煙梗纖維得到充分的揉搓、解纖和適度切斷，盡可能避免煙末過(guò)度造碎，在生產(chǎn)運(yùn)行連續(xù)、穩(wěn)定基礎(chǔ)上，提高漿料中粒徑 [830，+∞ ） μm 級(jí)分占比，改善手抄片疏松性和吸液性能。因此，綜合考慮手抄片抗張指數(shù)、松厚度、吸收性指標(biāo)和加熱卷煙樣品感官質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，漿料適宜的打漿條件可參考4組漿料樣品中第3組對(duì)應(yīng)的磨機(jī)運(yùn)行功率。

3結(jié)論

為考查漿料篩分后各級(jí)分占比及其對(duì)造紙法加熱卷煙煙草薄片手抄片松厚度、抗張指數(shù)、吸收性的影響，本研究分析了煙草原料特性，研究了適宜的漿料篩分檢測(cè)方法，考查了生產(chǎn)線磨漿功率與漿料篩分后各級(jí)分占比間的變化規(guī)律，探究了槳料級(jí)分分布與手抄片松厚度、抗張指數(shù)及吸收性之間的關(guān)系。

3.1煙梗和煙末纖維細(xì)胞含量低于木材，纖維較短、雜細(xì)胞多、煙梗纖維呈螺旋狀，制漿后煙梗漿為一種棒狀、較為挺硬的長(zhǎng)條形物質(zhì)，煙末漿則呈碎片狀，混合漿形態(tài)復(fù)雜，呈現(xiàn)出纖維狀、片狀、塊狀、長(zhǎng)條狀等多種纖維形態(tài)。

3.2適宜造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分檢測(cè)方法為：篩板孔徑1180、830、600、300、 75μm ，篩分時(shí)間 10～20min ，漿料取樣量 10～16g ；采用離心脫水代替烘干方式處理篩后漿料各級(jí)分，可將單個(gè)漿料樣品篩分檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)由約 ^4h 縮短至 25min 以內(nèi)，大大提高了漿料檢測(cè)效率，保證了漿料質(zhì)量判定的及時(shí)性。

3.3造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分后粒徑[830，+∞ ） μm 級(jí)分占比與漿料濕重檢測(cè)結(jié)果相一致，而利用纖維分析儀檢測(cè)的漿料數(shù)均纖維長(zhǎng)度與篩板孔徑的實(shí)際尺寸有一定差別。相比濕重指標(biāo)，篩分后各級(jí)分占比隨混合煙草漿質(zhì)量變化所呈現(xiàn)出的變化幅度更大，對(duì)漿料質(zhì)量變化響應(yīng)的靈敏性更強(qiáng)，可考慮將二者結(jié)合用于造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料質(zhì)量判定，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.4造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分后各級(jí)分占比與手抄片松厚度、抗張指數(shù)、吸收性存在顯著關(guān)聯(lián)性，漿料中粒徑 [830，+∞ ） μm 級(jí)分占比升高時(shí)，手抄片松厚度、吸液高度升高，抗張指數(shù)降低，相對(duì)應(yīng)的加熱卷煙樣品香味、煙氣及勁頭、前后抽吸均勻性均有不同程度改善。

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（責(zé)任編輯：蔡慧）