一种造纸法再造烟叶的加工方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于烟草加工技术，涉及造纸法再造烟叶生产领域，具体涉及一种造纸法再造烟叶的加工方法。
【【背景技术】】
[0002]再造烟叶又称重组烟叶、烟草薄片、均质烟叶等。国外从上世纪中期开始研究使用造纸法再造烟叶，国内造纸法再造烟叶产业发展和起步均较晚，但发展速度和技术进步均较快，造纸法再造烟叶在节约烟叶原料、减害降焦、增香保润、突出卷烟产品风格特征等方面都具有较强的功能型作用，目前造纸法再造烟叶已成为中式卷烟重要而不可或缺的原料。
[0003]再造烟叶的加工方式一般有以下几种，辊压法、造纸法、稠浆法、浸透法、微片法等，其中造纸法再造烟叶是最主要的加工方式。造纸法再造烟叶主要是以卷烟及打叶复烤过程中产生的烟梗、碎片、烟末、灰棒、低次烟叶等为原料，配以其他非烟草纤维原料、添加剂等，经过浸提、浓缩、打浆、抄造、涂布、干燥、分切等过程，制成形状接近天然烟叶的加工过程。
[0004]烟梗和碎片烟草行业造纸法再造烟叶所用的主要烟草原料。碎片能提供较好的香气物质，而烟梗主要提供再造烟叶的纤维，一般情况下，烟梗用量在30?80%。
[0005]碳酸钙是造纸法再造烟叶生产过程中重要的添加剂，根据碳酸钙生产方法的不同，碳酸钙分为轻质碳酸钙、重质碳酸钙、胶体碳酸钙和晶体碳酸钙，目前，大多数造纸法再造烟叶生产企业均采用轻质碳酸钙作为填料。碳酸钙能有效改善片基的物理性能和渗透性能，降低再造烟叶产品焦油和CO等物质释放量。
[0006]碳酸钙的传统使用方法一般是按照一定的设计比例直接加入到烟草碎片浆料中，通过机械搅拌使之与浆料混合均匀。相比于烟草浆料，碳酸钙的粒径很小，在抄造过程中网部流失严重，因此，仅靠碳酸钙与烟草浆料之间的纯物理吸附作用，很难达到二者之间的有效絮凝，导致大量碳酸钙白白流失。实际生产中，为了提高留着率就需要加大碳酸钙的使用量，其结果往往会导致更多碳酸钙流失到白水中，增加了成本、降低了回用白水质量、增加了污水处理能耗和吨产品水耗。
[0007]实际生产中，再造烟叶中碳酸钙的含量一般是根据留着率的大小来衡量。目前，造纸法再造烟叶在添加碳酸钙的过程中，普遍存在留着率较低的问题，直接影响再造烟叶产品质量。近年来，提高碳酸钙留着率研究一直是造纸法再造烟叶领域研究的难点和热点。现有的研究，对于再造烟叶所用的碳酸钙以及壳聚糖、瓜儿胶、膨润土等多种助留助滤剂都有较深入的研究，但并没有将碳酸钙改性与多元复合助留助滤体系作为一个整体，系统考虑提尚再造烟叶片基中碳酸I丐的留着率，同时能有效提尚助留助滤系统的效果。
[0008]研究表明，(a)添加外纤能提高碳酸钙留着率以及烟叶纸基的品质。专利CN201210190343介绍了一种在抄片时向烟草原料浆中添加木浆纤维，以提高再造烟叶纸基品质的方法。
[0009](b)改变碳酸钙添加方式，能提高碳酸钙的留着率。专利CN 101822419 A介绍了一种通过在浆料中添加可溶性碳酸盐溶液，提高造纸法再造烟叶片基中碳酸钙留着率的方法。专利CN 103919271 A介绍了一种先将烟草浆与碳酸钙混合打浆，再添加外加纤维和壳聚糖助留剂，以提尚碳酸I丐留着率的方法。
[0010](C)在造纸工业上常对填料进行包覆性修饰来研究提高填料的留着率，王慧萍报道了采用环氧氯丙烷交联阳离子淀粉对研磨碳酸钙进行包覆改性，能提升高填纸的抗张强度、耐破度以及填料留着率[中国造纸，2010,1(29)];沈静报道了采用羧甲基纤维素/硫酸招对碳酸1丐进行包覆，提高高填纸的力学性能以及碳酸1丐留着率(CarbohydratePolymer, 2010，81)。但在烟草加工领域该类研究相对较少，专利CN 103859576 A介绍了一种采用天然马铃薯淀粉为包裹剂对碳酸钙填料进行包裹处理，使用电荷调节剂调节浆料纤维表面电荷，将包裹的填料加入烟草浆料中，以提高纤维和填料留着率的方法。
[0011](d)利用助留剂在一定程度上提高碳酸钙在片基中的留着率，其中壳聚糖、瓜尔胶等具有较好的助留助滤效果。专利CN 102715641 A介绍了一种通过在抄片步骤向烟草浆料中添加碳酸钙、木浆纤维和瓜尔胶来改善再造烟叶纸基品质的方法。专利CN 102715642A介绍了一种提高在抄片步骤向烟草浆料中添加碳酸钙和瓜尔胶来改善再造烟叶纸基品质的方法。胡慧仁报道了采用壳聚糖/膨润土微粒二元的助留助滤体系提高烟草浆料和填料的留着率，改善烟叶基片的品质[中国造纸，2011，4 (30)]。目前，国内大多数再造烟叶企业都在生产中使用壳聚糖、瓜尔胶等来改善助留助滤性能。
[0012]其他方面，专利CN 103829364 A介绍了一种通过盐类涂布液，提高碳酸钙在再造烟叶上的留着率和分布均匀度，从而改善再造烟叶的保润性能、物理性质及感官评吸效果的方法。
[0013]上述研究表明，通过改变碳酸钙添加方式、添加木浆纤维以及使用壳聚糖、瓜尔胶助剂等措施，虽然可在一定程度上改善片基中碳酸钙的留着率以及片基物理指标。但大多停留在实验室阶段，实际生产过程中存中可操作性不强、使用效果不佳等问题，导致实际生产过程中片基中碳酸钙的有效留着率依然达不到预期要求。本发明先利用烟梗浆料吸附碳酸钙形成复合物，再结合淀粉对复合物进行包覆改性，最后借助多元助留助率体系来综合提高碳酸钙的留着率，根据我们的文献调研究还未见相关报道。
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【发明内容】
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[0014][要解决的技术问题]
[0015]为克服现有造纸法再造烟叶生产过程中碳酸钙使用方法存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题提供了一种先通过纤维为载体吸附碳酸钙形成复合物，再结合改性剂对复合物进行包覆改性，最后借助多元助留助率体系来提高造纸法再造烟叶中碳酸钙有效留着率的方法。
[0016]为了实现上述目的，本发明采用纤维浆料对碳酸钙进行预处理，将碳酸钙添加到一定打浆度的纤维浆料中，首先使碳酸钙与纤维浆料形成复合物，然后采用改性剂对复合物进行包裹改性，制成絮聚体，用表面活性剂、交联剂对絮聚体表面改性。在此基础上，采用壳聚糖、瓜尔胶以及膨润土等多元复合助留助滤体系处理浆料。按现有造纸法再造烟叶生产工艺流程，经抄造、压榨、涂布、干燥、分切等过程加工成造纸法再造烟叶。
[0017][技术方案]
[0018]本发明是通过下述技术方案实现的。
[0019]一种造纸法再造烟叶的加工方法，包括以下步骤:
[0020]步骤A:将纤维载体制备成一定打楽度的纤维楽料；
[0021 ] 步骤B:配制浓度为2.0?5.0 %的碳酸钙溶液，备用；
[0022]步骤C:取相对于碳酸钙质量10?100%的纤维浆料加入到步骤B的碳酸钙溶液中并于搅拌频率200?500rpm下搅拌10?60min得到碳酸|丐和纤维楽料复合物；
[0023]步骤D:向步骤C的碳酸钙和纤维浆料复合物中加入相对于碳酸钙质量0.1?40.0%的改性剂，然后于温度10?60°C、搅拌频率200?500rpm的条件下搅拌10?60min得到改性剂包覆的碳酸钙和纤维浆料复合物；
[0024]步骤E:向步骤D的改性剂包覆的碳酸钙和纤维浆料复合物中加入相对于碳酸钙质量O?5.0%的表面活性剂，然后于温度10?60°C、搅拌频率200?500rpm的条件下搅拌10?60min得到活化的碳酸钙和纤维浆料复合物；
[0025]步骤F:向步骤E的活化的碳酸钙和纤维浆料复合物中加入相对于碳酸钙质量0.1?5.0%的交联剂，然后于温度10?60°C、搅拌频率200?500rpm的条件下搅拌10?60min得到改性碳酸钙溶液；
[0026]步骤G:按碳酸|丐质量占烟草楽料绝干质量5?50%的量取步骤F的改性碳酸I丐溶液与烟草浆料搅拌均匀，得到烟草混合浆料；
[0027]步骤H:取相对于烟草浆料绝干质量O?0.7%的壳聚糖、O?0.5%的瓜尔胶、O?2.0%的膨润土配制成多元复合助留助滤体系溶液；将所述的多元复合助留助滤体系溶液加入至烟草混合楽料，并于温度10?60°C、搅拌频率200?500rpm的条件下搅拌10?60min ;然后经抄造、压榨、涂布、干燥、分切加工成再造烟叶。
[0028]根据本发明的具体实施例，所述的纤维浆料为木浆纤维浆料、烟草碎片浆料和烟梗浆料中的至少一种；所述的木浆纤维浆料的打浆度为50?80° SR ;所述的烟草碎片浆料的打浆度为10?40° SR;所述的烟梗浆料的打浆度为15?35° SR。
[0029]根据本发明的具体实施例，所述的改性剂为淀粉或阳离子淀粉，所述的表面活性剂为硬脂酸钠、油酸钠、月桂酸钠中的一种；所述的交联剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、三偏磷酸钠中的一种。
[0030]根据本发明的具体实施例，所述的改性剂为羧甲基纤维素或海藻酸钠，所述的步骤E中未加入表面活性剂，所述的交联剂为硫酸铝。
[0031]根据本发明的具体实施例，所述的木浆纤维浆料的制备方法为将木浆纤维碎解，通过磨浆机制备成打浆度为50?80° SR的浆料；所述的烟草碎片浆料的制备方法为将烟草碎片用水浸泡提取，提取后的固形物通过磨浆机制备成打浆度为10?40° SR的浆料；所述的烟梗浆料的制备方法为将烟梗用水浸泡提取，提取后的固形物通过搓丝机和磨浆机制备成打浆度为15?35° SR的浆料。
[0032]根据本发明的具体实施例，所述的步骤D中加入相对于碳酸钙质量5?25%的改性剂。
[0033]根据本发明的具体实施例，所述的烟草浆料所用的原料包括烟梗、碎片、木浆，以及烟末、烟灰棒、低次烟叶、非烟草纤维中的一种或几种。
[0034]根据本发明的具体实施例，所述的木浆纤维为针叶木浆纤维、阔叶木浆纤维中一种或两种组合；所述的木浆纤维为本色木浆纤维或漂白木浆纤维。
[0035]根据本发明的具体实施例，所述的碳酸钙为轻质碳酸钙。
[0036]根据本发明的具体实施例，所述的烟草浆料的打浆度为10?40° SR。
[0037]下面对本发明进行详细的说明。
[0038]一种造纸法再造烟叶的加工方法，包括以下步骤:
[0039]步骤A:将纤维载体制备成一定打楽度的纤维楽料；
[0040]步骤B:配制浓度为2.0?5.0 %的碳酸钙溶液，备用；
[0041]步骤C:取相对于碳酸钙质量10?100%的纤维浆料加入到步骤B的碳酸钙溶液中并于搅拌频率200?500rpm下搅拌10?60min得到碳酸|丐和纤维楽料复合物；
[0042]步骤D:向步骤C的碳酸钙和纤维浆料复合物中加入相对于碳酸钙质量0.1?40.0%的改性剂，然后于温度10?60°C、搅拌频率200?500rpm的条件下搅拌10?60min得到改性剂包覆的碳酸钙和纤维浆料复合物；
[0043]步骤E:向步骤D的改性剂包覆的碳酸钙和纤维浆料复合物中加入相对于碳酸钙质量O?5.0%的表面活性剂，然