CN105286078B - 一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法，属于再造烟叶领域。该方法以棉杆皮纤维代替木浆纤维为外纤原料，以烟梗、烟叶碎片为烟草原料，将烟草浆、棉杆皮纤维和填料混合后抄造成再造烟叶基片，在经过涂布液涂布、烘干后得到所需的再造烟叶。该方法制备的造纸法再造烟叶，不仅处理了农业生产中的废料，节约了成本，保护环境，提高了棉杆资源的利用率，而且保持了造纸法再造烟叶较好的物理特性和感官品质。
Description
技术领域
本发明属于再造烟叶技术领域，具体是一种棉花皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法。
技术背景
中国是世界上产棉大国，一亩棉田产棉秸秆225—250kg，而皮部占26％，我国棉秸秆年产量达1530 万吨，有棉秸秆皮400 万吨，因此我国棉秸秆皮资源极其丰富。而棉秸秆作为农业废料，农村大多将其部分用作燃料烧掉，其余堆放田间地里，日久变质成为无法利用的废料。棉杆皮是生长在棉秆表面的一种优良的韧皮长纤维，它属于高强低伸型纤维。目前棉杆开发利用的主要途径有：(1) 造纸及包装箱纸板。棉杆用作造纸原料，其质量远胜稻草与麦秆，可以制造坚实耐用的牛皮纸和工业用包装纸；(2) 加工刨花板。棉杆的化学组成与阔叶木材相似， 因此可以用棉杆代替木材加工人造板材，棉杆刨花板不仅具有不崩不裂、价廉耐用等优点，而且生产中没有污染环境的问题；(3) 加工纤维板。用棉杆加工纤维板，不起层、价格低，可作室内装饰、包箱板、车辆船舶的内壁板和各种家具的装饰板等；(4)加工建筑材料。用棉杆作水泥制品的骨料，如棉杆水泥装饰板、水泥瓦等，具有质轻、价廉、坚固、隔热和保温的优点；(5) 棉杆发酵饲料。
再造烟叶又称重组烟叶、均质烟叶。主要由烟末碎片、烟梗或低次烟叶、外加纤维、填料和其它添加剂组成。造纸法再造烟叶由于具有密度小、填充值高、成丝率高、机械加工性能好和可调控性好等优点，已成为国内外生产再造烟叶的主要方法。造纸法再造烟叶经过提取、浓缩、加香、分离、打浆、抄造、烘干等工艺过程，其对于提高烟草制品的质量、降低焦油含量、改变烟气成分、节约烟丝用量、稳定卷烟配方起着十分重要的作用。
现有的造纸法再造烟叶生产中添加的外加纤维大多为木浆，包括针叶木浆和阔叶木浆。目前，其所用的木浆纤维多为国外进口的木浆纤维，随着世界范围内木材资源的短缺以及环境保护意识的增强，开发更多新的浆料纤维代替木浆纤维势在必行，以缓解木材资源匮乏的现状，为棉杆皮纤维拓展新的用途。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、可行、质量稳定的用棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案予以实现。
除另有说明外，本发明所述的百分数均为质量百分数。
一种棉杆皮纤维代替木浆纤维的造纸法再造烟叶的方法，具体步骤如下：
（1）棉杆皮纤维制备：将洗净的棉杆皮用纤维分切机切成2—4cm的小段，将棉杆皮按固液质量比1:20加入到0.2—0.8％的NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中，在70℃下浸泡65min；然后用清水浸泡、洗涤，再用双螺旋搓磨分丝机进行初步解纤，得到棉杆皮纤维；
（2）棉杆皮浆料制备：将初步解纤的棉杆皮纤维调浓至3.5%，用盘磨机进行磨浆，得到棉杆皮浆料，叩解度控制为20±2°SR；
（3）原料萃取：将烟梗、烟叶碎片按照质量比4:6用热水进行单独分离萃取，萃取温度为55±2℃，萃取时间为40±2min，分别进行固液分离，得到烟梗萃取液、烟末碎片萃取液、烟梗纤维、烟末碎片纤维；
（4）烟草浆浆料制备：将上述的烟梗纤维、烟末碎片纤维进行混合，调浓至3.0%，用盘磨机进行磨浆，得到烟草混合浆料，叩解度控制为34±2°SR；
（5）基片制备：将烟草混合浆料、棉杆皮浆料和填料按烟草混合浆料（78—84）份：棉杆皮浆料（8—14）份：填料8份的绝干质量比抄造成再造烟叶基片，其中填料为轻质碳酸钙，晶粒形状为纺锤状；
（6）涂布液制备：将烟梗萃取液、烟末萃取液按绝干质量比2:8进行混合，真空浓缩至40±1%的浓度，得到浓缩液，添加质量比1.5%的香精香料，得到涂布液；
(7) 再造烟叶制备：用步骤（6）制备的涂布液对步骤（5）制备的基片进行常规的涂布、烘干，控制成品的水分在10—12%，涂布率控制为39—41%。
本发明所用设备均为标准化产品，市场可购买。
本发明的有益效果是：首先，本发明制备的造纸法再造烟叶以棉杆皮纤维为外加植物纤维，代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶，可以有效地利用废弃资源，且原料易得；其次，棉杆皮纤维制成的浆料质量与外购木浆浆料相似，且成本远远低于外购木浆纤维；此外，通过对棉杆皮制浆工艺的全程掌握，有效控制棉杆皮纤维的质量波动；最后，由棉杆皮纤维原料制成的造纸法再造烟叶与同样工艺条件下制备的木浆纤维造纸法再造烟叶相比，具有物理特性和感官质量更好的优点。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对发明作进一步说明。
实施例1：
（1）棉花皮纤维制备：将洗净的棉杆皮用纤维分切机切成2—4cm的小段，按固液质量比1:20将棉杆皮加入到0.2％的NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中，其中混合溶液中NaOH、H2O2、尿素的质量比为3:4:1，温度条件为70℃，浸泡时间为65min；然后用清水浸泡、洗涤，再用双螺旋搓磨分丝机进行初步解纤，得到棉杆皮纤维；
（2）棉杆皮浆料制备：将初步解纤的棉杆皮纤维调浓至3.5%，用盘磨机进行磨浆，得到棉杆皮浆料，叩解度控制为20±2°SR；
（3）原料萃取：将烟梗、烟叶碎片按照质量比4:6用热水进行单独分离萃取，萃取温度为55±2℃，萃取时间为40±2min，分别进行固液分离，得到烟梗萃取液、烟末碎片萃取液、烟梗纤维、烟末碎片纤维；
（4）烟草浆浆料制备：将上述的烟梗纤维、烟末碎片纤维进行混合，调浓至3.0%，用盘磨机进行磨浆，得到烟草混合浆料，叩解度控制为34±2°SR；
（5）基片制备：将烟草混合浆、棉杆皮浆料和填料按：烟草混合浆78份：棉杆皮浆料14份：填料8份的绝干质量比抄造成再造烟叶基片，其中填料为轻质碳酸钙，晶粒形状为纺锤状；
（6）涂布液制备：将烟梗萃取液、烟末萃取液按绝干质量比2：8进行混合，真空浓缩至40±1%的浓度，得到浓缩液，添加质量比1.5%的香精香料，得到涂布液；
(7) 再造烟叶制备：用步骤（6）制备的涂布液对步骤（5）制备的基片进行常规的涂布、烘干，控制成品的水分在10—12%，涂布率控制为39—41%，所得样品标注为Y1。
实施例2：
（1）棉花皮纤维制备：将洗净的棉杆皮用纤维分切机切成2—4cm的小段，按固液质量比1:20将棉杆皮加入到0.8％的NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中，其中混合溶液中NaOH、H2O2、尿素的质量比为3:4:1，温度条件为70℃，浸泡时间为65min；然后用清水浸泡、洗涤，再用双螺旋搓磨分丝机进行初步解纤，得到棉杆皮纤维；
（2）棉杆皮浆料制备：将初步解纤的棉杆皮纤维调浓至3.5%，用盘磨机进行磨浆，得到棉杆皮浆料，叩解度控制为20±2°SR；
（3）原料萃取：将烟梗、烟叶碎片按照质量比4:6用热水进行单独分离萃取，萃取温度为55±2℃，萃取时间为40±2min，分别进行固液分离，得到烟梗萃取液、烟末碎片萃取液、烟梗纤维、烟末碎片纤维；
（4）烟草浆浆料制备：将上述的烟梗纤维、烟末碎片纤维进行混合，调浓至3.0%，用盘磨机进行磨浆，得到烟草混合浆料，叩解度控制为34±2°SR；
（5）基片制备：将烟草混合浆、棉杆皮浆料和填料按：烟草混合浆78份：棉杆皮浆料14份：填料8份的绝干质量比抄造成再造烟叶基片，其中填料为轻质碳酸钙，晶粒形状为纺锤状；
（6）涂布液制备：将烟梗萃取液、烟末萃取液按绝干质量比2：8进行混合，真空浓缩至40±1%的浓度，得到浓缩液，添加质量比1.5%的香精香料，得到涂布液；
(7) 再造烟叶制备：用步骤（6）制备的涂布液对步骤（5）制备的基片进行常规的涂布、烘干，控制成品的水分在10—12%，涂布率控制为39—41%，所得样品标注为Y2。
实施例3：
（1）棉花皮纤维制备：将洗净的棉杆皮用纤维分切机切成2—4cm的小段，按固液质量比1:20将棉杆皮加入到0.2％的NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中，其中混合溶液中NaOH、H2O2、尿素的质量比为3:4:1，温度条件为70℃，浸泡时间为65min；然后用清水浸泡、洗涤，再用双螺旋搓磨分丝机进行初步解纤，得到棉杆皮纤维；
（2）棉杆皮浆料制备：将初步解纤的棉杆皮纤维调浓至3.5%，用盘磨机进行磨浆，得到棉杆皮浆料，叩解度控制为20±2°SR；
（3）原料萃取：将烟梗、烟叶碎片按照质量比4:6用热水进行单独分离萃取，萃取温度为55±2℃，萃取时间为40±2min，分别进行固液分离，得到烟梗萃取液、烟末碎片萃取液、烟梗纤维、烟末碎片纤维；
（4）烟草浆浆料制备：将上述的烟梗纤维、烟末碎片纤维进行混合，调浓至3.0%，用盘磨机进行磨浆，得到烟草混合浆料，叩解度控制为34±2°SR；
（5）基片制备：将烟草混合浆、棉杆皮浆料和填料按：烟草混合浆81份：棉杆皮浆料11份：填料8份的绝干质量比抄造成再造烟叶基片，其中填料为轻质碳酸钙，晶粒形状为纺锤状；
（6）涂布液制备：将烟梗萃取液、烟末萃取液按绝干质量比2：8进行混合，真空浓缩至40±1%的浓度，得到浓缩液，添加质量比1.5%的香精香料，得到涂布液；
(7) 再造烟叶制备：用步骤（6）制备的涂布液对步骤（5）制备的基片进行常规的涂布、烘干，控制成品的水分在10—12%，涂布率控制为39—41%，所得样品标注为Y3。
实施例4：
（1）棉花皮纤维制备：将洗净的棉杆皮用纤维分切机切成2—4cm的小段，按固液质量比1:20将棉杆皮加入到0.2％的NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中，其中混合溶液中NaOH、H2O2、尿素的质量比为3:4:1，温度条件为70℃，浸泡时间为65min；然后用清水浸泡、洗涤，再用双螺旋搓磨分丝机进行初步解纤，得到棉杆皮纤维；
（2）棉杆皮浆料制备：将初步解纤的棉杆皮纤维调浓至3.5%，用盘磨机进行磨浆，得到棉杆皮浆料，叩解度控制为20±2°SR；
（3）原料萃取：将烟梗、烟叶碎片按照质量比4:6用热水进行单独分离萃取，萃取温度为55±2℃，萃取时间为40±2min，分别进行固液分离，得到烟梗萃取液、烟末碎片萃取液、烟梗纤维、烟末碎片纤维；
（4）烟草浆浆料制备：将上述的烟梗纤维、烟末碎片纤维进行混合，调浓至3.0%，用盘磨机进行磨浆，得到烟草混合浆料，叩解度控制为34±2°SR；
（5）基片制备：将烟草混合浆、棉杆皮浆料和填料按：烟草混合浆84份：棉杆皮浆料8份：填料8份的绝干质量比抄造成再造烟叶基片，其中填料为轻质碳酸钙，晶粒形状为纺锤状；
（6）涂布液制备：将烟梗萃取液、烟末萃取液按绝干质量比2：8进行混合，真空浓缩至40±1%的浓度，得到浓缩液，添加质量比1.5%的香精香料，得到涂布液；
(7) 再造烟叶制备：用步骤（6）制备的涂布液对步骤（5）制备的基片进行常规的涂布、烘干，控制成品的水分在10—12%，涂布率控制为39—41%，所得样品标注为Y4。
将上述实施例所得到的由棉杆皮纤维制备的造纸法再造烟叶与相同条件下用木浆纤维制备的造纸法再造烟叶进行性能对比，分别测试其力学性能、填充性能和结构性能，结果如表1所示：
表1 棉杆皮纤维代替木浆纤维制备再造烟叶物理性能数据
从表1可以看出，同等条件下，由棉杆皮纤维制备的再造烟叶在抗张强度上略低于木浆纤维制备的再造烟叶，随着棉杆皮纤维的用量增加，呈一定的上升趋势；在填充值上，棉杆皮纤维制备的再造烟叶明显高于木浆制备的再造烟叶；在松厚度上，棉杆皮纤维制备的再造烟叶也具有明显优势。
将上述样品制成卷烟，经过行业专业的评价人员组成的评价小组感官评价，评价结果如表2所示：
表2 再造烟叶评吸结果
从表2可以看出，以棉杆皮纤维制备的再造烟叶的香气质、香气量以及烟气浓度都有所提升，木质气明显减少，刺激性有所下降，余味有所改善，感官品质明显提升。
综合考虑物理指标与感官质量，Y3为较合适的处理方式。
Claims (5)
1.一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法，包括以下步骤：
（1）棉杆皮纤维制备：将洗净的棉杆皮用纤维分切机切成2—4cm的小段，将棉杆皮按固液质量比1:20加入到0.2—0.8％的NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中，在70℃下浸泡65min；然后用清水浸泡、洗涤，再用双螺旋搓磨分丝机进行初步解纤，得到棉杆皮纤维；
（2）棉杆皮浆料制备：将初步解纤的棉杆皮纤维调浓至3.5%，用盘磨机进行磨浆，得到棉杆皮浆料；
（3）原料萃取：将烟梗、烟叶碎片按照质量比4:6用热水进行单独分离萃取，萃取温度为55±2℃，萃取时间为40±2min，分别进行固液分离，得到烟梗萃取液、烟末碎片萃取液、烟梗纤维、烟末碎片纤维；
（4）烟草浆浆料制备：将上述的烟梗纤维、烟末碎片纤维进行混合，调浓至3.0%，用盘磨机进行磨浆，得到烟草混合浆料；
（5）基片制备：将烟草混合浆料、棉杆皮浆料和填料按烟草混合浆料78—84份：棉杆皮浆料8—14份：填料8份的绝干质量比抄造成再造烟叶基片，其中填料为轻质碳酸钙；
（6）涂布液制备：将烟梗萃取液、烟末萃取液按绝干质量比2:8进行混合，真空浓缩至40±1%的浓度，得到浓缩液，添加质量比1.5%的香精香料，得到涂布液；
(7) 再造烟叶制备：用步骤（6）制备的涂布液对步骤（5）制备的基片进行常规的涂布、烘干，控制成品的水分在10—12%，切片备用。
2.根据权利要求1所述的一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法，其特征在于，所述NaOH、H2O2、尿素的混合溶液中各成分的质量比为3:4:1。
3.根据权利要求1所述的一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法，其特征在于，棉杆皮浆料的叩解度为20±2°SR。
4.根据权利要求1所述的一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法，其特征在于，烟草混合浆料叩解度为34±2°SR。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种棉杆皮纤维代替木浆纤维制备造纸法再造烟叶的方法，其特征在于，所述的造纸法再造烟叶成品的涂布率为39—41%。
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