再造烟叶片基关键物理指标与浆料的质量指标相关性研究

采用SPSS分析软件对在线再造烟叶片基关键物理指标与浆料的质量指标相关性进行研究。结果表明:同一批次再造烟叶片基关键物理指标差异较大,片基物理指标稳定性较差,采用打浆度、纤维湿重两个指标来表征烟草浆料质量还需要进一步论证;片基关键物理指标与低浓打浆度、低浓纤维湿重的Pearson相关性R均小于0.5,说明除了打浆度、纤维湿重外还存在其他影响因素,需要进一步研究确定。     

国内外造纸法再造烟叶纤维形态分析

对国内外的造纸法再造烟叶产品的纤维形态进行研究。研究结果表明:(1)不论是国内还是国外的造纸法再造烟叶产品中,都有较多的杂细胞,不利于产品的强度;(2)打浆过程有利于纤维分丝帚化,增加纤维的柔软性,提高其结合强度,并且,细胞壁上附着大量果胶;(3)国内产品的纤维长度1.25mm,纤维宽度为21.0μm,纤维长宽比为59.8;国外产品的纤维长度为1.67mm,纤维宽度为34.7μm,纤维长宽比为47.8;(4)造纸法再造烟叶的耐破指数和抗张指数明显不如三倍体毛白杨和小黑杨;纤维长、宽、以及长宽比不能完全表征造纸法再造烟叶的物理特性。     

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。     

低定量造纸法再造烟叶基片浆料配比的优化

在对再造烟叶浆料进行纤维特性分析前提下,采用单因素实验方法,对再造烟叶浆料各组分配比进行研究。结果表明:在抄造(30±1)g/m2的低定量造纸法再造烟叶基片时,当轻质碳酸钙(PCC)填料用量为15%、木浆纤维用量为20%(即烟草浆∶木浆纤维∶PCC填料=65∶20∶15,其中烟草浆料中烟梗浆∶烟末浆为7∶3)时,再造烟叶基片的松厚度、抗张强度及透气度综合达到最优水平。     

不同梗叶比例对造纸法再造烟叶片基的影响

为了研究不同梗叶比例对造纸法再造烟叶的影响,分别从物理性能、化学成分、烟气成分、热性能及微观结构等方面,对不同梗叶配比下制备的再造烟叶片基进行全面系统地比较。结果表明:(1)随着梗叶比的增大,再造烟叶片基的抗张强度、透气度、松厚度及灰分均呈上升趋势;(2)再造烟叶片基随着梗类占比的上升,总氮及总植物碱含量下降,主要是由于氮元素和总植物碱主要来自于叶类物质,而梗类物质中含量较少;(3)不同梗叶比例下的再造烟叶热性能相近,相比于叶类,梗类含有较多的半纤维素;(4)随着梗类含量的逐渐上升,再造烟叶中长纤维含量占比提高,长、短纤维交接形成的孔隙结构增多,整个再造烟叶的结构向立体化方向发展。     

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。     

外加纤维配比对造纸法再造烟叶物理性质的影响

分析比较了不同木浆打浆前后的纤维分布特点、打浆质量及造纸法再造烟叶的多项物理性质,以了解外加纤维配比对造纸法再造烟叶物理性质的影响。在不改变现有生产设备和工艺的前提下,当针叶木与阔叶木的绝干质量比为6:4时,比单纯使用针叶木纤维,外加纤维和烟浆纤维具有更好的尺寸匹配性,上网浆料匀度获得改善,产品的松厚度提升4.7%,絮团指数下降4.5%,基片整体物理性质获得有效改善。     

再造烟叶质量差异性分析与研究

收集三家不同企业、不同牌号、不同批次的再造烟叶产品,采用常规方法测定再造烟叶产品理化指标。利用方差分析及偏最小二乘判别分析对其理化指标进行分析。结果表明,三家企业再造烟叶产品在氯、总糖、烟碱、还原糖、总氮、定量、厚度、填充值、抗张强度、热水可溶物及松厚度上具有显著差异;同一企业不同牌号的产品的理化指标同样具有差异性。研究结果为卷烟产品不断提高再造烟叶使用比例提供数据支撑,同时指导配方人员针对性选择适宜于卷烟的再造烟叶产品,对掌握同一产品的质量稳定性及不同产品间的质量差异、提高卷烟均质化、减害降焦及节约烟叶原料,提升卷烟综合品质具有重要意义。     

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。     

不同组分对再造烟叶浆料体系性质的影响研究

为了研究不同组分对再造烟叶浆料体系性质的影响,对不同条件下浆料体系打浆度、纤维质量、纤维分布、滤水性能、ZETA电位等进行探究,结果表明:烟草浆纤维含量低而杂细胞多,纤维粗短且表面粗糙。叶浆和烟灰棒占比高,浆料体系打浆度、ZETA电位高,纤维长度下降,粗度、宽度及细小组分含量增加。添加填料后,浆料体系ZETA电位逐渐降低,添加助剂后,浆料体系ZETA电位逐渐增加。外加纤维利于浆料体系滤水性能改善,相同添加比例条件下,添加重质碳酸钙的浆料体系滤水速率快于轻质碳酸钙,添加壳聚糖的浆料体系滤水速率快于瓜尔胶。     

造纸法再造烟叶浆料制备技术改进及应用

为解决造纸法再造烟叶生产能力较低、质量不稳定和产品得率偏低等问题,在总结了造纸法再造烟叶原料特点和现有制浆技术的基础上,提出一种多级高浓制浆与循环低浓打浆相结合的浆料制备技术,并在现有生产线基础上进行技改后用于后续产品生产。结果表明用此方法生产的产品得率平均值由原来的80%提高到84%,纤维湿重平均值由原来的2.8 g提高至3.5 g。产品松厚度变化较小,抗张强度波动较小,说明此法有利于提高浆料的稳定性、提高生产车速及产品产量。     

碳酸钙添加量对再造烟叶物理性能与烟气指标的影响

在造纸法再造烟叶中加入不同量的碳酸钙,制作出4种试验样品,并测定了4种样品的物理指标与常规烟气指标,分析了随碳酸钙添加量的增加,造纸法再造烟叶样品物理性能与常规烟气指标的变化规律。结果表明:随着碳酸钙添加量增加,定量明显增大,填充值先增加后逐渐降低,抗张强度、耐破强度和松厚度指标均降低,说明碳酸钙添加量对造纸法再造烟叶片基和产品物理指标有较大影响。从常规烟气指标分析看出,碳酸钙添加量较高时,片基CO、焦油、总粒相物和抽吸口数都较低,CO和焦油释放量的比值变化不大;而随着碳酸钙添加量的增加,再造烟叶抽吸口数、总粒相物、CO、烟气烟碱、焦油、烟气水分都呈先下降后上升趋势,碳酸钙添加量30%时,常规烟气各指标达到最小值。这一结果表明,可以在保证再造烟叶感官质量和加工性能的前提下,通过适当增加碳酸钙添加量的方法降低再造烟叶CO释放量。     

瓜尔胶及其衍生物在造纸法再造烟叶中的应用

本文在分析了造纸法再造烟叶浆料的纤维形态及筛分情况的基础上,研究了瓜尔胶及其衍生物对造纸法再造烟叶浆料的助留助滤性能。结果表明瓜尔胶及其衍生物能够改善浆料的助留助滤性能,实验室自制的阳离子羟丙基瓜尔胶的助留助滤性能较好,当其用量为0.08%时,浆料中总细小组分首程留着率较未添加时提高了44.0%,浆料的打浆度由43°SR下降到21°SR。同时研究了瓜尔胶及其衍生物对造纸法再造烟叶基片物理性能的影响,结果表明在添加量适当时,阳离子羟丙基瓜尔胶和阳离子瓜尔胶-丙烯酰胺接枝共聚物能够在不影响基片匀度的情况下提高基片的抗张强度和松厚度。     

碳酸钙目数对造纸法再造烟叶物理与烟气指标的影响

在造纸法再造烟叶中加入不同目数的碳酸钙,做出片基与成品,测定其物理指标与常规烟气指标,分析片基与成品物理与常规烟气指标随碳酸钙目数增加的变化情况.结果表明,从物理指标看,随着填料目数的增加,片基与成品的抗张强度、耐破强度、填充值和平衡含水率整体上都呈增加的趋势,而松厚度呈下降趋势,但总体上碳酸钙目数对成品物理指标的影响没有对片基的影响显著;从常规烟气指标看,碳酸钙目数较高时,再造烟叶片基和成品CO含量、焦油含量、总粒相物含量较大,碳酸钙目数对成品常规烟气指标中水分、CO量/焦油量比、抽吸口数、烟气烟碱影响较小.如果考虑降低再造烟叶CO释放量,碳酸钙的目数不宜过高,以保持在600目以下为宜.     

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。。     

提高造纸法再造烟叶松厚度及吸收性能的策略

松厚度和吸收性能是评价造纸法再造烟叶质量的重要依据,具有高的松厚度和吸收性能意味着可提高填充值,提高卷烟烟支饱满度,减少烟丝耗用量;高吸收性不仅可使烟丝充分燃烧,降低有害物质,也可使片基在涂布过程中充分吸收涂布液,保证良好的涂布效果。本文主要论述了松厚度和吸收性能对造纸法再造烟叶质量的重要意义,并从原料、打浆工艺、抄造配比、加填助留、涂布等方面提出了相关策略,用以改善产品的吸收性能。     

高低游离度化机浆配抄白卡纸的性能

采用PFI磨浆机对杨木APMP浆进行打浆,分别研究打浆对纤维形态及质量、成纸性能的影响。利用光学显微镜及纤维质量分析仪(FAQ)观测纤维形态变化,分析了纤维的长度、卷曲、扭结等形态参数及细小纤维含量的变化。对高低游离度浆料进行配抄,与二段磨后浆料即成品浆料的成纸性能进行比较。选出性能较好的一组配比浆料,在该配比下进行白卡纸层合。结果表明:随着磨浆程度的提高,纤维长度下降,纤维卷曲指数与扭结指数先增加后下降,细小纤维含量增加。中浓磨浆后纤维的切断少,纤维压溃变得比较显著,纤维分丝、帚化优越,表现出了较好的纤维间结合能力。通过高低游离度配比的浆料成纸松厚度比成品浆成纸松厚度有所提高,仅对抗张指数和内结合强度方面的影响不太相同。而层合后成纸物理强度除抗张强度外普遍提高。     

废弃麻袋纤维在造纸法再造烟叶中的应用

为了探索废弃麻袋作为外加纤维原料在造纸法再造烟叶中的可用性,以纤维形态分析、纸张物理性能分析和感官评价为主要的研究方法,对比了本色亚麻、本色剑麻、废弃麻袋三种纤维原料的造纸及感官性能,并对三种纤维原料组成的外纤配方进行了优化。研究结果表明:1麻袋原始纤维的纤维长度介于亚麻和剑麻之间,在纤维分布上更接近于剑麻;2麻袋纤维在实验打浆过程中以横向切断作用为主;3麻袋纤维具备较好的成纸性能;4通过合理搭配三种麻纤维的比例,能够得到物理性能优越的、感官质量较好的再造烟叶产品。     

部分国内外混合型再造烟叶产品质量的对比分析

为了解国内外混合型再造烟叶产品质量的差异性,对3个不同厂家4种混合型再造烟叶产品的物理外观特性、内在化学成分、感官质量、烟气化学成分进行对比分析。结果表明：（1）国内混合型再造烟叶外观颜色较深,表面形态较为密实平整,而国外产品颜色总体较浅,表面较粗糙,且有明显大粒径填料;厚度、定量低于国外,Ca2+含量明显低于国外,热水可溶物高于国外。（2）国内混合型再造烟叶大部分常规化学成分、生物碱含量高于国外;非挥发性有机酸总量以及草酸、苹果酸、硬脂酸含量低于国外。（3）国内混合型再造烟叶特征香气风格较弱、香气量不足、谐调性相对较差。（4）国内混合型再造烟叶常规烟气指标、酚类物质以及大部分低级脂肪酸类物质含量高于国外,而3-甲基戊酸含量明显低于国外。     

再造烟叶低浓浆料打浆度检测方法的优化

研究了干度系数法和快速测定浆料浓度法对打浆度测定的影响,测定了两种制浆方式的低浓浆料纤维分布,分析了两种方法测定的打浆度与片基再造烟叶物理指标的相关性。结果表明:(1)浆料浓度法测定周期短,能及时表征浆料质量,较好指导生产;(2)浆料浓度法测定两种制浆方式浆料浓度均比干度系数法高0.3-0.5百分点;浆料浓度法测定打浆度均比干度系数法的高,其中制浆方式1高(3.3~4.3)°SR,制浆方式2高(6.3~8.3)SR;(3)浆料浓度法测定打浆度更能真实反映浆料纤维的变化;(4)浆料浓度法测定的打浆度更能准确地表征浆料质量。