一种烟草浆料制浆过程打浆度的修正方法与流程

本发明属于再造烟叶工艺技术领域，具体涉及一种烟草浆料制浆过程打浆度的修正方法。

背景技术：

生产实际及文献调研结果表明，目前造纸法再造烟叶浆料质量的检测主要使用造纸行业的检测方法，以打浆度和纤维湿重的检测结果来表征浆料的综合质量。已有文献重点报道了基于计算科学分析影响打浆质量的因素，浆料质量优化控制相关研究工作；在浆料指标检测研究方面，赖燕明等^[13]研究了用FS-200纤维分析仪对若干造纸原料、同种原料的不同制浆方法的纤维长度、粗度进行测定，并对测定值的分析，罗碧峰等^[14]研究了影响打浆度测定准确性的因素。文献研究结果表明纤维以外的杂细胞如薄壁细胞、导管细胞的破裂也在一定程度上提高浆料的打浆度，尤其在杂细胞含量特别高的烟草原料打浆过程中，杂细胞对打浆度的影响尤甚，导致其代表性和重现性较差，不能全面反映浆料的质量情况，难以控制浆料的稳定性。

干度系数法是造纸制浆过程中，测定浆料质量指标的简化方法，在再造烟叶生产实际应用结果表明，同一批次再造烟叶片基关键物理指标稳定性较差，测定打浆度、纤维湿重的方法还需进一步论证、优化。再造烟叶生产用烟草浆料存在浆料质量波动大、细小纤维损失及取样量不固定的问题，致使打浆度、湿重测试结果波动较大，且生产上同一批产品只测定一次干度系数，即在同批次产品生产中，均采用同一干度系数进行打浆度、纤维湿重测定，更增加了打浆度、纤维湿重测定的不准确性。重新矫正干度系数需要3～4h的测定时间，而生产上制浆时间大约40～50min，因此每个班次重新确定干度系数不可行。分析原因在于使得烟草浆料有其独特性，如浆料中细小纤维含量、溶解聚合物和胶体物质(DCS)含量高，因此有必要建立一种准确浆料质量指标的修正方法，对应用干度系数法检测的浆料质量指标进行修正，以满足指导再造烟叶制浆工艺参数优化、提高再造烟叶质量的迫切要求。

技术实现要素：

本发明的目的本发明针对目前再造烟叶生产过程采用干度系数法测定浆料质量指标存在存在浆料质量波动大、细小纤维损失及取样量不固定等问题，提供一种烟草浆料制浆过程打浆度修正方法。为优化再造烟叶制浆工艺、指导再造烟叶制浆工艺技术及装备改造、提高再造烟叶质量，提供科学依据。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种烟草浆料制浆过程打浆度的修正方法，按如下步骤进行：

(1)按再造烟叶原料配方称取烟草原料，在恒温水浴锅中用水溶液提取30min，得烟草浆料；

(2)采用瓦利(Valley)打浆机制浆；时间分别为5、10、15、20、30min，得到5份制浆样品；

(3)采用GB/T 3332-2004浆料打浆度的测定法和肖伯氏打浆度测定仪测定打浆度DB(肖伯尔-瑞格勒法)；

(4)采用GB/T 2678.1-1993纸浆筛分测定方法测定浆料纤维分布，得48目细小纤维占比X_≥48mesh；

(5)制作上述测得的烟草浆料打浆度与通过48目细小纤维占比X_≥48mesh的工作曲线，如公式(1)所示；

DB＝KX_≥48mesh+b₀ (1)

式中：

DB为国标法测定的打浆度，(单位°SR)；

X_≥48mesh为通过48目细小纤维占比(单位％)；b₀为工作曲线截距，K为工作曲线斜率；

(6)采用干度系数法测定烟草浆料打浆度DB干度；

(7)采用干度系数法测定烟草浆料中X干度_≥48mesh；

(8)打浆度数值采用如下公式(2)、公式(3)进行修正，

DB修正＝DB干度+ΔDB (2)

ΔDB＝K(X_≥48mesh-X干度_≥48mesh) (3)

式中：

ΔDB为打浆度修正值；

X_≥48mesh-X干度_≥48mesh为不同检测方法通过48目细小纤维占比之差，K为工作曲线斜率。

所述的干度系数法按以下进行：

(1)用一已知重量的干净容器，取有代表性的浆样200～300g，倒入内衬80目铜网的离心脱水杯中。开动电机，脱水1min，取出浆样，称重，重复该步骤多次，计算脱水后湿浆的重量平均值m₁。

(2)将脱水后的浆料在(105±2)℃烘箱内多次烘干，称重，计算烘干后绝干浆重量的平均值m₂。

(3)干度系数，按公式(4)进行计算

式中：

G为干度系数，是用于简化在线测定浆料浓度的折算系数；

m₁为经脱水后的湿浆质量算术平均值，单位：g；

m₂为经烘干后的绝干浆料质量的算术平均值，单位：g。

所采用的纤维分析仪为采用鲍尔纤维筛分仪(Bauer McNett)。

本发明的优点在于：

(1)建立了再造烟叶浆料质量指标与烟草浆料纤维分布关系，通过测定不同浆料浓度测定方法的烟草浆料纤维分布，可以对烟草浆料制浆过程干度系数法测定的打浆度进行修正，进而指导优化再造烟叶制浆工艺、再造烟叶制浆工艺技术及装备改造、提高产品质量。

(2)为提高造纸法再造烟叶生产工艺技术水平提供了一种新的技术手段。

(3)通过本发明对烟草浆料制浆过程干度系数法测定的打浆度进行修正，提高了再造烟叶浆料质量指标检测精度，采用修正后打浆度控制再造烟叶浆料质量，再造烟叶片基关键物理指标(厚度、紧度、纵向抗张强度、横向抗张强度和涂布率与再造烟叶浆料质量指标相关系数R²分别提高了150％、140％、75％、75％、80％以上，进而提高再造烟叶产品的合格率，降低了再造烟叶的生产成本。

附图说明

图1为打浆度与通过48目细小纤维占比X_≥48mesh的工作曲线图。

图2为实施例1的制浆工艺流程图。

图3为干度系数法测定烟草浆料打浆度DB干度的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。

本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。

实施例1：

(1)按再造烟叶原料配方称取烟草原料，在恒温水浴锅中用水溶液提取30min，得烟草浆料；

(2)采用瓦利(Vally)打浆法制浆；时间分别为5、10、15、20、30min，得到5份制浆样品；

(3)采用GB/T 3332-2004浆料打浆度的测定法和肖伯氏打浆度测定仪测定打浆度DB(肖伯尔-瑞格勒法)结果见表1；

(4)采用GB/T 2678.1-1993纸浆筛分测定方法测定浆料纤维分布，得48目细小纤维占比X_≥48mesh，结果见表1；

表1国标法测定打浆度DB

(5)根据表1制作烟草浆料打浆度与通过48目细小纤维占比X_≥48mesh的工作曲线，如图1所示，通过一元一次线性回归得到打浆度与通过48目细小纤维占比X(≥48mesh)的线性回归方程如公式(1)，；

DB＝0.1478X_≥48mesh+4.8209 (1)

式中：

DB为国标法测定的打浆度，单位°SR；

X_≥48mesh为通过48目细小纤维占比，单位(％)；4.8209为工作曲线截距b₀，0.1478为曲线斜率K；

(6)采用干度系数法测定烟草浆料打浆度DB干度；

(7)采用干度系数法测定烟草浆料中X干度_≥48mesh；

(8)实际生产中打浆度数值采用如下公式(2)、公式(3)进行修正，

ΔDB修正＝DB干度+ΔDB (2)

ΔDB＝K(X_≥48mesh-X干度_≥48mesh) (3)

式中：

ΔDB为打浆度修正值；

X_≥48mesh-X干度_≥48mesh为不同检测方法通过48目细小纤维占比之差，K为曲线斜率。

步骤(6)～(8)结果分别如表1、表2。

表1国标法和干度系数法打浆度测定结果

表2打浆度DB修正值

*注：样品1-1、样品1-2为样品1的平行样。

(9)采用修正后打浆度控制再造烟叶浆料质量，测定再造烟叶片基关键物理质量指标(厚度、紧度、纵向抗张强度、横向抗张强度和涂布率)，通过SPSS软件比较分析修正前打浆度与修正后打浆度与各关键物理指标的相关性，分析结果见表3。

表3再造烟叶片基关键物理指标与修正前后打浆度相关性分析

从表3可以看出，修正前打浆度与修正后打浆度与片基厚度、片基紧度、纵向抗张强度、横向抗张强度和涂布率的相关性系数R2分别为：-0.425、0.573、-0.039、-0.058、-0.499，分别提高了152％、140％、77％、75％、80％以上，可以看出修正后打浆度与片基厚度、片基紧度、纵向抗张强度、横向抗张强度和涂布率的相关性要高于修正前打浆度。

从以上分析说明，对干度系数法修正后的打浆度同各片基关键物理指标的相关性大幅提高，这也说明了干度系数法修正后的打浆度更能准确的表征浆料质量。

干度系数法按以下进行：

(1)用一已知重量的干净容器，取有代表性的浆样200～300g，倒入内衬80目铜网的离心脱水杯中。开动电机，脱水1min，取出浆样，称重，重复该步骤多次，计算脱水后湿浆的重量平均值m₁。

(2)将脱水后的浆料在(105±2)℃烘箱内多次烘干，称重，计算烘干后绝干浆重量的平均值m₂。

(3)干度系数，按公式(4)进行计算

式中：

G为干度系数，是用于简化在线测定浆料浓度的折算系数；

m₁为经脱水后的湿浆质量算术平均值，单位：g；

m₂为经烘干后的绝干浆料质量的算术平均值，单位：g。

干度系数法测量打浆度结果如表4。

表4干度系数法测量打浆度

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。