天然海泡石纤维在造纸法再造烟叶中的应用

为了深入分析天然海泡石纤维在部分替代再造烟叶烟梗纤维和外加本色剑麻纤维上的可行性,研究了本色剑麻纤维以及烟梗纤维的添加比例对再造烟叶感官特性的影响,并采用热重分析、纤维形态分析、纸张物理性能分析、感官评价等方法,研究了天然海泡石纤维的热解性质、纤维形态,以及替代烟梗纤维和本色剑麻纤维时的成纸物理性能及产品感官特性。结果表明:(1)天然海泡石纤维具备较好的化学惰性和纤维强度,其加权平均长度为593μm,长宽比为27.3,纤维长度分布与烟梗较为接近,具备一定的造纸价值,适于再造烟叶的生产;(2)本色剑麻纤维的添加对再造烟叶的杂气以及余味指标影响最为显著;烟梗纤维的添加则对灼烧感、刺激性、杂气有明显影响;(3)天然海泡石可部分替代本色剑麻纤维和烟梗纤维,替代比例分别达到30%和50%,所制备的再造烟叶与普通再造烟叶产品相比具有明显的感官质量优势。     

不同松厚度的造纸法再造烟叶片基纤维形态分析

为确定优质再造烟叶浆料特征,在满足产品加工性能前提条件下,以片基松厚度最大为目标,通过测定国内各企业产品片基物理特性指标及微观纤维形态,对国内各企业产品片基纤维长度分布、纤维宽度分布进行聚类分析,发现纤维长度分布是影响产品片基松厚度的关键指标,经分析片基松厚度与纤维形态关系,确定了优质再造烟叶浆料的纤维长度、纤维宽度及纤维长宽比指标。为国内各企业生产高松厚度片基,明确优质浆料特征提供技术支持。     

烟秆的化学成分、纤维形态与生物结构

为促进烟秆在造纸法再造烟叶中的应用,采用制浆造纸原料分析方法和烟草化学分析方法,分析了四川产烟秆的化学成分、纤维形态和生物结构。结果表明:1烟秆的灰分、冷水抽出物、热水抽出物、1%NaOH抽出物、苯醇抽出物和果胶含量均远远低于烟梗和烟叶碎片,高于常规造纸纤维原料;烟秆的综纤维素、硝酸-乙醇纤维素、木素和聚戊糖含量均远远高于烟梗和烟叶碎片,与阔叶材和禾本科原料相当。2除总氮和蛋白质含量与烟梗和烟叶碎片相当外,烟秆的总糖、还原糖、总植物碱含量均较低。3烟秆的重均纤维长度为0.69 mm、宽度为17.74μm,长宽比为38.97,壁腔比为0.68,柔性系数为69.9,纤维细胞含量为71.5%。4烟秆木质部的细胞类型包括导管、木射线和木纤维,具有与阔叶材十分相似的生物结构。     

不同种源粗皮桉纤维形态的比较

对6个种源28个家系粗皮桉木材纤维长度、宽度、长宽比等纤维形态特征进行了分析,探讨其制浆造纸适应性,为制浆造纸原料的定向培育和合理利用提供一定的理论依据.研究结果表明,不同种家系的粗皮桉的纤维长度、宽度、长宽比的差别范围较大.其中纤维长度分布在0.7728-0. 9766mm之间;纤维宽度分布在21.22-27.92μm之间;长宽比分布在31.02-45.97之间.大部分家系粗皮桉的纤维形态特征比较符合制浆造纸原料的要求.其中,6个种源中家系30、130、 5、205、233、270和161的制浆造纸适应性较好.     

应用零距离抗张强度测试仪评价造纸法再造烟叶的物理性能

为全面评价造纸法再造烟叶物理性能,对比了传统的抗张强度仪和零距离抗张强度仪测试原理,分析并讨论了两仪器测试结果的差异、比较了样品测试后的截面微观结构的不同。结果表明:①再造烟叶基片样品的横向抗张强度平均为0.21 kN/m,远小于纵向抗张强度0.48 kN/m,而基片样品的横向平均裂断长为2.54 mm,也小于其纵向平均裂断长3.11 mm;②再造烟叶基片样品的纵向干法零距离抗张强度平均为28.31 N/cm,远大于横向干法零距离抗张强度18.08 N/cm,纵向比横向高约36.1%;样品润湿处理后,无论纵向还是横向的零距离抗张强度都有较大幅度的降低;③样品的纵向纤维长度指数平均为0.32,远大于横向纤维长度指数0.10,纵向纤维长度指数比横向高约68.75%。④样品的横向和纵向纤维结合力差异较大,纵向的纤维结合指数为5.23,远大于横向的纤维结合指数1.61。因此,零距离抗张强度仪与传统的抗张强度仪的测试结果具有一致性,但零距离抗张强度仪的测试结果能更全面评价造纸法再造烟叶的物理性能和纤维性能。     

国产和进口造纸法再造烟叶中无机添加物分析研究

为了研究国产和进口造纸法再造烟叶的无机添加物的成分和含量差异,采用X射线光电子能谱(X P S)对再造烟叶表面的元素组成进行分析,以获得填料和助燃剂等物质成分的信息,结果显示,所检测的国产和进口再造烟叶的填料主要是碳酸钙,助燃剂成分均为钾盐。然后分别采用化学分析方法和原子吸收光谱法准确分析再造烟叶中的总碳酸钙和水溶性钾,几种国产再造烟叶的总碳酸钙含量为3.48%~5.5%,显著低于进口产品的6.08%;而国产再造烟叶钾含量为1.71%~2.49%,进口产品钾含量为2.02%,低于大部分国产再造烟叶。采用显微镜观察分析了再造烟叶的纤维组织和分散纤维的形态。在进口样品中,宽度小于50μm、长度大于2mm的细长纤维的比例高于国产样品,宽度为200~500μm粗纤维也更为通透,说明纤维解离较好。再造烟叶中的碳酸钙含量高有助于改善片基物理性能,而解离完全的纤维更易于燃烧,使燃烧性能的改善不仅仅依赖于助燃剂的添加量。。     

烟梗、烟叶碎片和烟末的化学成分与纤维形态

为评价造纸法再造烟叶的原料特性,采用制浆造纸原料分析方法和烟草化学分析方法,分析了云南、四川两地不同年份烟梗、烟叶碎片和烟末的化学成分与纤维形态。结果表明:1烟梗和碎片中的综纤维素、硝酸-乙醇纤维素、木素和聚戊糖含量(质量分数)均远远低于禾本科造纸原料麦草和蔗渣,烟梗和碎片中的果胶、灰分和抽出物含量均显著高于麦草和蔗渣。其中,烟梗的综纤维素、硝酸-乙醇纤维素和木素含量高于碎片,碎片的苯醇抽出物和果胶含量高于烟梗;2烟梗的总糖、还原糖、钾、氯等含量高于碎片,烟梗的总氮、总植物碱、蛋白质、淀粉、果胶等含量低于碎片;3烟梗的重均纤维长度为0.55mm,宽度为22.09μm,长宽比为24.9,烟梗中非纤维细胞含量为90.9%,碎片和烟末几乎全部由非纤维细胞组成。     

再造烟叶的纤维和组织微观结构及热解性能分析

为了研究造纸法再造烟叶内部的纤维结构和组织疏松特性及其对燃烧性能的影响,通过纤维分析仪分析了再造烟叶的纤维形态和分布,采用扫描电镜(SEM)对再造烟叶的纤维、烟梗导管和浆料堆积层状组织的微观结构进行了分析和比较,探索了不同产品纤维和组织结构差异所引起的物理性能和热解性能的差异。结果表明:(1)不同产品的纤维平均长度、宽度以及长度分布上有较大差别,几种样品纤维的平均长度为0.95~1.44 mm,平均宽度为21.0~49.6μm。(2)在微观结构上观察到2种形貌截然不同的纤维:一种为柔软和卷曲的扁状空心纤维,交织能力好,另一种为硬挺和交织能力差的圆形实心纤维。(3)未解离烟梗导管壁的厚度和堆积层状组织的微观孔隙率在不同产品之间也存在较大差异。再造烟叶的长纤维比例高有利于提高产品的抗张强度,纤维宽度大则使松厚度值增加。微观结构疏松性良好的产品,表现出较低的抗张强度和很高的透气度。微观结构疏松多孔、纤维木质化程度低的再造烟叶,具有较低的热分解温度和较高的热失重速率。纤维的构成和微观结构的疏松性对再造烟叶的热解性能有重要影响。     

基于质构仪的造纸法再造烟叶柔软度评价方法

为评价造纸法再造烟叶柔软度,考察不同厂家造纸法再造烟叶柔软度的差异及含水率对造纸法再造烟叶柔软度的影响,分析了质构仪不同参数条件对测定结果的影响,建立了质构仪测定造纸法再造烟叶柔软度的方法,采用该方法对不同样品进行了检测。结果表明:(1)质构仪法测定造纸法再造烟叶柔软度的最佳条件是:选用球形探头、预压速度为5 mm/s、下压速度为2 mm/s、下压距离为10 mm、上拉速度为25 mm/s,该方法日内(RSD,n=10)、日间(RSD,n=5)精密度分别为6.637%和3.237%;(2)国内外不同厂家造纸法再造烟叶柔软度存在较大差异;(3)造纸法再造烟叶含水率对柔软度有显著影响,含水率越高,其柔软度越大。     

国内造纸法再造烟叶质量特性分析

为明析不同档次再造烟叶的质量特性,对国内14个不同档次的再造烟叶样品进行纤维形态、常规物理指标、常规化学指标、挥发性致香成分和内在感官质量进行分析。结果表明：(1)随着再造烟叶档次的提升,对削弱再造烟叶抗张强度、撕裂强度等物理性质的扭结纤维比例均值升高,对提高纤维留着、浆料滤水性能的细小纤维占比均值降低。(2)中高档再造烟叶热水可溶物含量低于低档造纸法再造烟叶产品1%,低中档造纸法再造烟叶灰分含量均值高于高档再造烟叶产品1%。(3)总糖、还原糖含量均值随再造烟叶档次的提升而逐渐提升,低档再造烟叶总植物碱含量稍高于中高档再造烟叶为1.26%。(4)随着再造烟叶档次的提升,对烟香贡献较大的酮类、醛类、酯类挥发性致香成分含量均值下降,再造烟叶内在感官质量,香气量、香气质、舒适性和浓度提升,木质杂气和刺激性降低。     

外加纤维的木素含量和配比对造纸法烟草薄片物理性能的影响

由于烟草浆料组成成分的特殊性,在制浆抄纸过程中不能满足烟草薄片的物理性能要求,也不能保证纸机运行的稳定性,传统生产上通过添加外加植物纤维来解决这些问题。本研究主要探讨了造纸法烟草薄片生产中不同木素含量的浆种和外加纤维的添加量对于造纸法烟草薄片物理性能的影响。结果表明:添加木素含量较低的针叶木漂白硫酸盐浆作为外加纤维时,烟草基片具有较好的的松厚度、柔软性、抗张强度;合适的外加纤维添加配比为20%(对绝干烟草浆)。     

外加植物纤维对造纸法烟草薄片物理性能的影响

在造纸法烟草薄片的生产中,为了满足烟草薄片物理性能以及保证纸机运行稳定性的需要,需添加一定量的外加植物纤维,如针叶木浆和阔叶木浆。本研究考察了外加植物纤维的打浆度、添加量以及种类对烟草薄片物理性能的影响。结果表明：北木牌针叶木漂白硫酸盐浆和鹦鹉牌桉木漂白硫酸盐浆更适合烟草薄片的生产,合适的添加量为22％左右（对绝干烟草浆）,其中针叶木浆与阔叶木浆的比例为4：6或3：7,且打浆度不宜太高。     

国产与进口烟草薄片的对比分析

利用热重分析仪(TGA)及差示热扫描仪(DSC)对进口烟草薄片和国产烟草薄片的热性能进行了分析,找出了国产烟草薄片与进口烟草薄片之间的差异.     

不同类型碳酸钙填料在造纸法再造烟叶基片生产中的应用

对国产和进口碳酸钙在造纸法再造烟叶的应用进行了研究,同时对填料的用量也进行了优化,探讨了添加碳酸钙对再造烟叶基片填料留着率、抗张强度、松厚度和透气度的影响。研究结果表明,留着率随着碳酸钙添加比例的增加呈先增大后稳定的趋势;抗张强度、松厚度和透气度随着碳酸钙添加比例的增加呈先增大后减少的趋势。其中,国产碳酸钙添加量为10%时,进口碳酸钙添加量为6%-10%时效果较好。     

烟梗仿生物酶制浆与配抄工艺的研究

采用仿生物酶体系对烟梗原料预处理,制备烟梗化学机械浆。仿生物酶预处理烟梗原料的最佳条件:仿生物酶用量4.0mmol/kg,处理温度40℃,处理时间120min,最佳条件下制备的烟梗薄片的抗张指数和撕裂指数与空白样品相比,分别提高了24.53%和46.29%;处理的烟梗浆料与外加纤维配抄重组烟叶雪茄烟纸,其抗张强度为1.12kN/m,透气度为9.23μm/(Pa.s),伸长率为1.48%,达到了雪茄烟纸的物理指标要求;同时经感官评吸,与普通雪茄烟纸相比,评吸得分高2.25分,重组烟叶雪茄烟纸的杂气减少,刺激性降低,谐调性和香气量增加。     

切丝宽度对卷烟主流烟气7种Hoffmann成分释放量的影响

为研究切丝宽度对卷烟主流烟气中7种Hoffmann成分释放量（CO,NNK,NH3,HCN,BaP,巴豆醛,苯酚）的影响,通过改变切丝宽度,测定卷烟主流烟气中7种Hoffmann成分的释放量．结果表明：在考察的切丝宽度范围内,随着切丝宽度的增加,烟气中CO,HCN和苯酚逐渐下降,NH,逐步上升,NNK和BaP先上升后下降,而巴豆醛和卷烟危害性指数保持不变;降低切丝宽度有利于选择性降低烟气中的NH3、BaP和巴豆醛,提高切丝宽度有利于选择性降低烟气中CO,HCN和苯酚．兼顾卷烟品质和卷烟减害,最佳切丝宽度为0．95mm．     

烟梗、碎片及木浆比例对造纸法烟草薄片物理性能的影响

采用响应面实验设计方法,研究了不同烟梗、碎片及木浆比例对造纸法烟草薄片抗张指数和耐破指数的影响。结果表明,烟梗、碎片及木浆比例与造纸法烟草薄片抗张指数和耐破指数间存在较强的相关性,且回归模型的显著性好,可用于分析预测符合造纸法烟草薄片抗张指数和耐破指数要求的原料配方;验证实验结果相对偏差在7%以内,说明该模型具有较高可信度。     

三年生花眉竹不同部位纤维形态特征的分析研究

分析了三年生花眉竹不同部位纤维形态的差异,揭示了竹竿不同离地高度和水平部位对三年生花眉竹材纤维长度及其频率分布、宽度、长宽比、壁厚、腔径、壁腔比的影响规律。结果表明,三年生花眉竹材纤维形态特征随竹竿离地高度变化为:4.5 m处纤维长度、长宽比、壁腔比最大,6.5 m处纤维宽度最大,0.5 m处纤维壁厚最大,2.5 m处纤维腔径最大。三年生花眉竹材纤维形态特征随竹竿水平部位变化表现为:竹壁外层纤维长度和宽度最大。竹壁内层纤维长宽比最大,外层最小。竹壁外层纤维壁厚和腔径最大。竹壁中层纤维壁腔比最大,内层最小。纤维长度大部分集中分布在1.0~3.0 mm之间,占85%~95%。     

桉木纤维水泥板的制备

测定了桉木纸浆纤维形态,探讨了桉木纤维与水泥的相适性,采用半干法制备桉木纤维水泥板。研究结果表明：桉木纸浆纤维的平均长度为2.8mm,属于长纤维;桉木纤维对水泥的阻凝作用较小,与水泥有较好的相适性,可直接用于制备水泥纤维板;木灰比和水灰比对板材的性能具有显著的影响,当木灰比为0.22、水灰比为0.42、目标密度为1.3g/cm3时,压制出的纤维水泥板静曲强度可达14MPa,弹性模量可达3900MPa,24h吸水厚度膨胀率为1.26%,均达到了水泥刨花板标准（GB/T 24312-2009）优等品的要求。     

四种欧美杨材性分析及制浆性能研究

从化学组成和纤维形态方面对取自廊坊地区5年生欧美杨107、欧美杨108、2025和6年生中林46进行了对比分析,并筛选出制浆造纸适性较好的2025和中林46进行制浆性能研究,结果表明：（1）2025的纤维素含量高,木素含量低,是制浆造纸的优质原料;（2）2025和中林46的纤维长度均超过了1mm,且纤维长宽比超过50,制浆造纸适性较其它两种欧美杨品系好;（3）采用烧碱-AQ法蒸煮和D1ED2P漂白,结果表明2025蒸煮更充分且可漂性更好;（4）根据2025和中林46烧碱-AQ法浆在不同打浆度下手抄片的各项物理性能推断其最佳打浆度分别在46°SR左右和39°SR左右。