一種提高造紙法再造煙葉中碳酸鈣留著率的方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煙草加工技術(shù)，涉及造紙法再造煙葉生產(chǎn)領(lǐng)域，是一種先利用混合漿料吸附碳酸鈣形成復(fù)合物，再結(jié)合淀粉對復(fù)合物進(jìn)行包覆改性，制成絮聚體，然后分別用表面活性劑、交聯(lián)劑對絮聚體表面改性和穩(wěn)定性處理，最后借助多元助留助率體系來提高造紙法再造煙葉中碳酸鈣有效留著率的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]再造煙葉又稱重組煙葉、煙草薄片、均質(zhì)煙葉等。國外從上世紀(jì)中期開始研宄使用造紙法再造煙葉，國內(nèi)造紙法再造煙葉產(chǎn)業(yè)發(fā)展和起步均較晚，但發(fā)展速度和技術(shù)進(jìn)步均較快，造紙法再造煙葉在節(jié)約煙葉原料、減害降焦、增香保潤、突出卷煙產(chǎn)品風(fēng)格特征等方面都具有較強(qiáng)的功能型作用，目前造紙法再造煙葉已成為中式卷煙重要而不可或缺的原料。
[0003]再造煙葉的加工方式一般有以下幾種，輥壓法、造紙法、稠漿法、浸透法、微片法等，其中造紙法再造煙葉是最主要的加工方式。造紙法再造煙葉主要是以卷煙及打葉復(fù)烤過程中產(chǎn)生的煙梗、碎片、煙末、灰棒、低次煙葉等為原料，配以其他非煙草纖維原料、添加劑等，經(jīng)過浸提、濃縮、打漿、抄造、涂布、干燥、分切等過程，制成形狀接近天然煙葉的加工過程。
[0004]煙梗和碎片煙草行業(yè)造紙法再造煙葉所用的主要煙草原料。煙梗主要提供再造煙葉的纖維，碎片能提供較好的香氣物質(zhì)，是再造煙葉香味物質(zhì)的主要來源。但煙梗和碎片等煙草原料中的纖維素含量較低，添加非纖維的作用主要是提高漿料中纖維素含量，增加片基的物理強(qiáng)度，便于后續(xù)加工。目前，國內(nèi)再造煙葉生產(chǎn)企業(yè)均使用木漿等非煙草纖維原料。
[0005]碳酸鈣是造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中重要的添加劑，根據(jù)碳酸鈣生產(chǎn)方法的不同，碳酸鈣分為輕質(zhì)碳酸鈣、重質(zhì)碳酸鈣、膠體碳酸鈣和晶體碳酸鈣。目前，大多數(shù)造紙法再造煙葉生產(chǎn)企業(yè)均采用輕質(zhì)碳酸鈣作為填料。碳酸鈣能有效改善片基的物理性能和滲透性能，降低再造煙葉產(chǎn)品焦油和CO等物質(zhì)釋放量。
[0006]碳酸鈣的傳統(tǒng)使用方法一般是按照一定的設(shè)計(jì)比例直接加入到煙草混合漿料中，通過機(jī)械攪拌使之與漿料混合均勻。相比于煙草漿料，碳酸鈣的粒徑很小，在抄造過程中網(wǎng)部流失嚴(yán)重，因此，僅靠碳酸鈣與煙草漿料之間的純物理吸附作用，很難達(dá)到二者之間的有效絮凝，導(dǎo)致大量碳酸鈣白白流失。實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高留著率就需要加大碳酸鈣的使用量，其結(jié)果往往會導(dǎo)致更多碳酸鈣流失到白水中，增加了成本、降低了回用白水質(zhì)量、增加了污水處理能耗和噸產(chǎn)品水耗，而實(shí)際上碳酸鈣有效留著率并沒有明顯提高。
[0007]實(shí)際生產(chǎn)中，一般采用留著率的大小來衡量造紙法再造煙葉加工過程中碳酸鈣的有效利用率。目前，造紙法再造煙葉在添加碳酸鈣的過程中，普遍存在留著率低的問題，直接影響再造煙葉產(chǎn)品質(zhì)量。近年來，提高碳酸鈣留著率研宄一直是造紙法再造煙葉領(lǐng)域研宄的難點(diǎn)和熱點(diǎn)。
[0008]研宄表明，(a)添加外纖能提高碳酸鈣留著率以及片基的品質(zhì)。專利CN201210190343介紹了一種在抄片時向煙草原料漿中添加木漿纖維，以提高再造煙葉紙基品質(zhì)的方法。
[0009](b)改變碳酸鈣添加方式，能提高碳酸鈣的留著率。專利CN 101822419 A介紹了一種通過在漿料中添加可溶性碳酸鹽溶液，提高造紙法再造煙葉片基中碳酸鈣留著率的方法。專利CN 103919271 A介紹了一種先將煙草漿與碳酸鈣混合打漿，再添加外加纖維和殼聚糖助留劑，以提高碳酸鈣留著率的方法。
[0010](C)在造紙工業(yè)上常對填料進(jìn)行包覆性修飾來研宄提高填料的留著率，王慧萍報(bào)道了采用環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)陽離子淀粉對研磨碳酸鈣進(jìn)行包覆改性，能提升高填紙的抗張強(qiáng)度、耐破度以及填料留著率[中國造紙，2010，1(29)];沈靜報(bào)道了采用羧甲基纖維素/硫酸鋁對碳酸鈣進(jìn)行包覆，提高高填紙的力學(xué)性能以及碳酸鈣留著率(CarbohydratePolymer, 2010，81)。但在煙草加工領(lǐng)域該類研宄相對較少，專利CN 103859576 A介紹了一種采用天然馬鈴薯淀粉為包裹劑對碳酸鈣填料進(jìn)行包裹處理，使用電荷調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)漿料纖維表面電荷，將包裹的填料加入煙草漿料中，以提高纖維和填料留著率的方法。
[0011](d)利用助留劑可在一定程度上提高碳酸鈣在片基中的留著率，其中殼聚糖、瓜爾膠等具有較好的助留助濾效果。專利CN 102715641 A介紹了一種通過在抄片步驟向煙草漿料中添加碳酸鈣、木漿纖維和瓜爾膠來改善再造煙葉紙基品質(zhì)的方法。專利CN 102715642A介紹了一種提高在抄片步驟向煙草漿料中添加碳酸鈣和瓜爾膠來改善再造煙葉紙基品質(zhì)的方法。胡慧仁報(bào)道了采用殼聚糖/膨潤土微粒二元的助留助濾體系提高煙草漿料和填料的留著率，改善煙葉基片的品質(zhì)[中國造紙，2011，4 (30)]。目前，國內(nèi)大多數(shù)再造煙葉企業(yè)都在生產(chǎn)中使用殼聚糖、瓜爾膠等來改善助留助濾性能。
[0012]其他方面，專利CN 103829364 A介紹了一種通過鹽類涂布液，提高碳酸鈣在再造煙葉上的留著率和分布均勻度，從而改善再造煙葉的保潤性能、物理性質(zhì)及感官評吸效果的方法。
[0013]上述研宄表明，通過改變碳酸鈣添加方式、添加木漿纖維以及使用殼聚糖、瓜爾膠助劑等措施，雖然可在一定程度上改善片基中碳酸鈣的留著率以及片基物理指標(biāo)。但大多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，實(shí)際生產(chǎn)過程中存中可操作性不強(qiáng)、使用效果不佳等問題，導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)時片基中碳酸鈣的有效留著率依然達(dá)不到預(yù)期要求。本發(fā)明先利用木漿、煙梗和碎片纖維等混合漿料吸附碳酸鈣形成復(fù)合物，再結(jié)合淀粉對復(fù)合物進(jìn)行包覆改性，制成絮聚體，用表面活性劑、交聯(lián)劑對絮聚體表面改性。最后借助多元助留助率體系來綜合提高碳酸鈣的留著率，根據(jù)我們的文獻(xiàn)調(diào)研宄還未見相關(guān)報(bào)道。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0014][要解決的技術(shù)問題]
[0015]為克服現(xiàn)有造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中碳酸鈣使用方法存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題提供了一種先通過混合漿料吸附碳酸鈣形成復(fù)合物，再結(jié)合淀粉對復(fù)合物進(jìn)行包覆改性，制成絮聚體，用表面活性劑、交聯(lián)劑對絮聚體表面改性。最后借助多元助留助率體系來提高造紙法再造煙葉中碳酸鈣有效留著率的方法。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用混合漿料纖維對碳酸鈣進(jìn)行預(yù)處理，將碳酸鈣添加到一定打漿度的煙草混合漿料中，首先使碳酸鈣與混合漿料形成復(fù)合物，然后采用淀粉對復(fù)合物進(jìn)行包裹改性，制成絮聚體，用表面活性劑、交聯(lián)劑對絮聚體表面改性。在此基礎(chǔ)上，采用殼聚糖、瓜兒膠以及膨潤土等多元復(fù)合助留助濾體系處理漿料。按現(xiàn)有造紙法再造煙葉生產(chǎn)工藝流程，經(jīng)抄造、壓榨、涂布、干燥、分切加工成造紙法再造煙葉。
[0017][技術(shù)方案]
[0018]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0019]本發(fā)明提供了一種提高造紙法再造煙葉中碳酸鈣留著率的方法，包括以下步驟:
[0020]步驟A:將木漿纖維碎解，通過磨漿機(jī)制備成打漿度50?80 ° SR的木漿纖維漿料；
[0021]步驟B:將煙草碎片用水浸泡提取，提取后的固形物通過磨漿機(jī)制備成打漿度10?40° SR的煙草碎片漿料；
[0022]步驟C:將煙梗用水浸泡提取，提取后的固形物通過搓絲機(jī)和磨漿機(jī)制備成打漿度15?35° SR的煙梗漿料；
[0023]步驟D:配制濃度為2.0?5.0 %的碳酸鈣溶液，備用；
[0024]步驟E:取相對于碳酸鈣質(zhì)量10?40%的木漿纖維漿料、相對于碳酸鈣質(zhì)量10?30%的煙草碎片漿料、相對于碳酸鈣質(zhì)量10?30%的煙梗漿料，均加入到步驟D的碳酸鈣溶液中并于攪拌頻率200?500rpm下攪拌30?60min得到碳酸媽和混合楽料纖維復(fù)合物；
[0025]步驟F:向步驟E的碳酸鈣和混合漿料纖維復(fù)合物中加入相對于碳酸鈣質(zhì)量5?40%的淀粉，然后于溫度10?60°C、攪拌頻率200?500rpm的條件下攪拌10?60min得到淀粉包覆的碳酸鈣和混合漿料纖維復(fù)合物；
[0026]步驟G:向步驟F的淀粉包覆的碳酸鈣和混合漿料纖維復(fù)合物中加入相對于碳酸鈣質(zhì)量O?5.0%的表面活性劑，然后于溫度10?60°C、攪拌頻率200?500rpm的條件下攪拌10?60min得到活化的碳酸鈣和混合漿料纖維復(fù)合物；
[0027]步驟H:向步驟G的活化的碳酸鈣和混合漿料纖維復(fù)合物中加入相對于碳酸鈣質(zhì)量0.1?2.0%的交聯(lián)劑，然后于溫度10?60°C、攪拌頻率200?500rpm的條件下攪拌10?60min得到改性碳酸鈣與混合漿料纖維復(fù)合物；
[0028]步驟1:按碳酸媽質(zhì)量占煙草楽料絕干質(zhì)量5?50%的量取步驟H的改性碳酸媽與混合漿料纖維復(fù)合物與煙草漿料攪拌均勻，得到煙草混合漿料；
[0029]步驟J:取相對于煙草漿料絕干質(zhì)量O?0.7%的殼聚糖、O?0.5%的瓜爾膠、O?
2.0%的膨潤土配制成多元復(fù)合助留助濾體系溶