前言：本站為你精心整理了壓榨對(duì)煙業(yè)紙基影響研究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

本文作者：曾健1,2陳克復(fù)2謝劍平3許光1李軍2饒國(guó)華1楊飛2高文花2作者單位：1.廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心2.華南理工大學(xué)3.鄭州煙草研究院

在煙葉復(fù)烤及卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生約占原煙料總量1/3的煙梗、煙末等［1－2］，煙草薄片是利用煙草加工過(guò)程中產(chǎn)生的煙梗、煙末等煙草廢料通過(guò)一定的加工工藝生產(chǎn)的再造煙葉［3］。造紙法所生產(chǎn)的煙草薄片具有密度小、填充值大、機(jī)械性能好、焦油量低等優(yōu)點(diǎn)，是目前煙草薄片的主要生產(chǎn)技術(shù)［4－6］。因此，造紙法的加工工藝對(duì)煙草薄片的吸食品質(zhì)和物理性能起到了關(guān)鍵的作用。壓榨是煙草薄片紙基成型必不可少的生產(chǎn)工序，煙草薄片生產(chǎn)線壓榨部對(duì)薄片紙基進(jìn)行機(jī)械脫水，有效地改善薄片紙基的表面性能和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增加濕薄片紙基的強(qiáng)度，提高煙草薄片生產(chǎn)線的運(yùn)行性能和有效性［7］。因此，壓榨對(duì)煙草薄片的性能有非常重要的影響。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)壓榨影響煙草薄片紙基的研究相關(guān)報(bào)道較少，本實(shí)驗(yàn)對(duì)不同壓榨壓力條件下對(duì)薄片紙基的性能進(jìn)行研究，以期對(duì)壓榨壓力影響薄片紙基的性能進(jìn)行全面的了解，更好地發(fā)揮煙草薄片降焦減害的作用，為提高煙草薄片的品質(zhì)提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1實(shí)驗(yàn)

1．1原料

實(shí)驗(yàn)用煙梗、煙末由廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供，取回后在4℃條件下冷藏，裝袋平衡水分備用。

1．2浸漬提取

煙梗、煙末單段浸漬提取實(shí)驗(yàn)是在電熱蒸煮鍋(普通型)ZT1－00/15L(興平市中通試驗(yàn)裝備有限公司生產(chǎn))中進(jìn)行的。煙梗裝鍋量為1500g，煙末的裝鍋量為1200g，先將按液比計(jì)算好的提取用水加入到蒸煮鍋中進(jìn)行預(yù)熱到指定溫度，加入物料，蓋好鍋蓋進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸煮，保溫至規(guī)定的時(shí)間。煙梗、煙末單段浸漬提取完成后采用脫水機(jī)進(jìn)行甩干脫水，平衡水分，供磨漿用。煙梗浸漬提取的實(shí)驗(yàn)條件如下:液比1∶7(g∶mL)，溫度60℃，時(shí)間100min。煙末浸漬提取的實(shí)驗(yàn)條件如下:液比1∶10(g∶mL)，溫度70℃，時(shí)間60min。

1．3磨漿

經(jīng)浸漬處理后的煙梗、煙末在日本KRK公司產(chǎn)的KRK－2500Ⅱ高濃磨漿機(jī)中進(jìn)行三段磨漿，磨漿濃度為20%。

1．4壓榨

在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用KRK－2570方形壓榨機(jī)(圖1，日本KRK公司)進(jìn)行壓榨，改變不同的壓榨壓力，分別為0．1、0．2、0．3和0．4MPa，分兩段進(jìn)行壓榨，第一段為5min，第二段為2min，壓榨按照GB/T24324－2009紙漿物理試驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)室紙頁(yè)的制備常規(guī)紙頁(yè)成型器法標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

1．5抄片

磨漿后的漿料采用奧地利產(chǎn)PTI快速抄片器抄定量為70g/m2煙用薄片紙基(煙梗與煙末的質(zhì)量比為7∶3)，壓榨后進(jìn)行干燥(溫度105℃)。紙片在ISO標(biāo)準(zhǔn)恒溫恒濕條件(相對(duì)濕度(50±2)%和溫度(23±1)℃)下處理24h，然后測(cè)其物理性能指標(biāo)。

1．6煙草薄片紙基液體滲透性能的測(cè)定［8］

動(dòng)態(tài)滲透特性采用德國(guó)EMTEC公司生產(chǎn)的PenetrationDynamicsAnalyzer滲透動(dòng)態(tài)分析儀來(lái)檢測(cè)，PDA可快速可靠地測(cè)量液體滲透進(jìn)入吸收性物體的動(dòng)態(tài)過(guò)程。潤(rùn)濕性Max值是指煙草薄片紙基被完全潤(rùn)濕且信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最高時(shí)的時(shí)間，它隨著液體在紙張表面停留時(shí)間的增加而增加。本實(shí)驗(yàn)以水為測(cè)試液體，tW，max越大，表示薄片紙基的抗水性能越好。特征值(t95)是紙樣被液體滲透且信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到95%時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間，它是以水溶液作為測(cè)試液體，此時(shí)紙樣的滲透性只受紙面孔隙結(jié)構(gòu)的影響，孔隙越大或越開放時(shí)，水溶液滲透越快，t95值越大，表示薄片紙基的表面孔隙度越小，則抗?jié)B透性能越好。

1．7纖維分析及掃描電子顯微鏡(SEM)觀察

將手抄煙用薄片紙基裁剪后進(jìn)行噴金處理，然后使用掃描電子顯微鏡(HitachiS－3700N)進(jìn)行觀察。1．8分析測(cè)定薄片紙基絲填充值采用DD－60填充值測(cè)定儀(德國(guó)BORGWALDT公司)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定根據(jù)Y/CT152－2001進(jìn)行。其余各項(xiàng)目分析測(cè)定均按相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行［9］。

2結(jié)果與討論

2．1壓榨對(duì)薄片紙基物理性能的影響

不同壓榨條件下所得的煙用薄片紙基物理性能如表1所示。由表1可見，當(dāng)壓榨壓力從0增加到0．4MPa時(shí)，煙用薄片紙基的抗張強(qiáng)度從1．10kN/m增加到1．51kN/m。在磨漿時(shí)由于增加了煙梗和煙末纖維的細(xì)纖維化，不但增進(jìn)了纖維之間的結(jié)合，而且在磨漿時(shí)生成的細(xì)小纖維在濕紙頁(yè)壓榨脫水的時(shí)候，因?yàn)楸砻鎻埩Φ年P(guān)系，更加容易接觸產(chǎn)生氫鍵結(jié)合。壓榨壓力增加，薄片紙基在壓榨時(shí)可增加紙基中纖維間的接觸，增加纖維間的結(jié)合面積，從而能夠提高薄片紙基的抗張強(qiáng)度和抗張指數(shù)。從表1中還可以看出，提高壓榨壓力，可降低薄片紙基的松厚度，提高其緊度，使薄片紙基的透氣度下降。當(dāng)薄片紙基壓榨壓力從0增加到0．1MPa時(shí)，薄片紙基的松厚度從2．43cm3/g下降到1．99cm3/g，松厚度下降了0．44cm3/g。當(dāng)壓榨壓力從0．1MPa提高到0．4MPa時(shí)，薄片紙基的松厚度下降變得比較緩慢。這一點(diǎn)對(duì)于撕裂指數(shù)也有很大的影響，因?yàn)樘岣邏赫毫r(shí)，纖維間的結(jié)合力會(huì)增加，但松厚度會(huì)下降，所以撕裂指數(shù)的變化取決于兩者的綜合作用。增加壓榨壓力可以促進(jìn)煙梗和煙末纖維間的結(jié)合，但壓力增加到一定程度使紙頁(yè)的松厚度下降較多時(shí)，薄片紙基在撕裂時(shí)就會(huì)有更多的纖維被拉斷而不是從薄片紙基中拉出，從而降低薄片紙基的撕裂指數(shù)。填充值的高低會(huì)對(duì)卷煙的硬度、卷煙的癟陷性和卷煙的吸食品質(zhì)等產(chǎn)生影響。不同壓榨壓力條件下所得的煙草薄片紙基絲的填充值如表1所示。由表1可見，煙草薄片紙基絲的填充值比煙絲的填充值要高出許多，填充值隨著壓榨壓力的增加而降低。壓榨壓力為0MPa時(shí)，薄片紙基在未受壓力的條件下，成紙的松厚度高，薄片紙基的填充值最大(7．23cm3/g)，隨著壓榨壓力的增加，纖維與纖維之間的結(jié)合變強(qiáng)，薄片紙基的松厚度下降，填充值降低，當(dāng)壓榨壓力為0．4MPa時(shí)，填充值已降至6．08cm3/g。從表1還可以看出，薄片紙基對(duì)照樣的抗張強(qiáng)度指數(shù)、撕裂指數(shù)和濕抗張強(qiáng)度分別為7．59N•m/g、4．14mN•m2/g和0．064kN/m。壓榨壓力為0．1MPa時(shí)，薄片紙基的抗張強(qiáng)度指數(shù)、撕裂指數(shù)和濕抗張強(qiáng)度分別為20．48N•m/g、1．33mN•m2/g和0．053kN/m，薄片紙基的抗張指數(shù)比薄片紙基對(duì)照樣高出很多，撕裂指數(shù)比薄片紙基對(duì)照樣稍低，薄片紙基與薄片紙基對(duì)照樣的濕抗張強(qiáng)度相差不大，因此，在較低的壓榨壓力條件下，能夠滿足薄片紙基抄造時(shí)濕強(qiáng)度的要求。

2．2壓榨對(duì)薄片紙基滲透性能的影響

薄片紙基的表面結(jié)構(gòu)、滲透性能與吸液性能對(duì)薄片紙基后續(xù)涂布工序有著非常重要的影響。不同壓榨壓力條件下所得的煙草薄片紙基的滲透性能如表2所示。t95值表征了薄片紙基的表面孔隙結(jié)構(gòu)，由表2可見，當(dāng)壓榨壓力為0MPa時(shí)，t95值最小(0．442s)，說(shuō)明此時(shí)薄片紙基的表面孔隙度最大，在沒(méi)有壓力的條件下纖維與纖維之間的結(jié)合比較疏松，再加上纖維本身所具有的彈性，使薄片紙基的表面出現(xiàn)較多的自然孔隙;t95值隨著壓榨壓力的增大而逐漸增加，薄片紙基的表面孔隙逐漸減少，當(dāng)壓榨壓力為0．4MPa時(shí)，t95值最大(3．165s)，說(shuō)明此時(shí)薄片紙基的表面孔隙度最小，這是因?yàn)閴赫毫υ龃蟮?．4MPa，增進(jìn)了紙中纖維與纖維之間的結(jié)合，獲得了比較封閉的薄片紙基表面結(jié)構(gòu)，不利于液體從薄片紙基表面滲透到內(nèi)部。從表2可以看出，tW，max與t95值呈現(xiàn)出相近的變化規(guī)律，都隨著壓榨壓力的增加而呈增加趨勢(shì)。壓榨壓力為0MPa時(shí)，tW，max最小(0．097s)，表示薄片紙基的滲透性能最好;當(dāng)壓榨壓力增大到0．4MPa時(shí)，tW，max最大(0．401s)，壓榨壓力增大，纖維與纖維之間的結(jié)合變得緊密，薄片紙基的滲透性能也相應(yīng)變差。不同壓榨壓力條件下薄片紙基的Cobb30值與Cobb60值如表2所示。Cobb30值與Cobb60值呈現(xiàn)出相近的變化規(guī)律，都隨著壓榨壓力的增加而呈現(xiàn)出降低趨勢(shì)。當(dāng)壓榨壓力為0MPa時(shí)，薄片紙基的吸水性能最大，Cobb30值與Cobb60值分別為26．7與29．0g/m2;當(dāng)壓榨壓力為0．4MPa時(shí)，薄片紙基的Cobb30值與Cobb60值分別下降至9．7與14．3g/m2，薄片紙基的吸水性能明顯下降。綜上所述，壓榨壓力增加，薄片紙基表面的孔隙逐漸減少，薄片紙基內(nèi)部纖維與纖維之間的結(jié)合變得緊密，不利于液體從薄片紙基的表面孔隙滲透，滲透性能變差，薄片紙基的整體吸液性能隨著壓榨壓力的增加而明顯下降。

2．3不同壓榨條件下煙草薄片紙基的掃描電鏡分析

圖2為不同壓榨壓力條件下煙用薄片紙基的橫切面SEM圖。由圖2可見，當(dāng)壓榨壓力為0MPa時(shí)，薄片紙基的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較疏松，纖維與纖維之間的距離比較大，并形成了比較多的大孔隙，有利于空氣通過(guò)和液體的滲透;壓榨壓力為0．1MPa時(shí)，薄片紙基纖維與纖維的結(jié)合逐漸變得緊密，薄片紙基的孔隙變小;當(dāng)壓榨壓力為0．2MPa時(shí)，薄片紙基纖維間的結(jié)合已經(jīng)變得比較緊密，但是仍然存在一些明顯的孔隙;當(dāng)壓榨壓力為0．3MPa時(shí)，薄片紙基內(nèi)部的孔隙已經(jīng)變得非常少，纖維與纖維之間的結(jié)合已經(jīng)變得非常緊密，透氣性變得比較差，并且非常不利于液體在紙基內(nèi)部的滲透。因此，在低壓榨壓力(＜0．2MPa)條件下，能夠明顯提高薄片紙基的的松厚度和孔隙率，有利于改善薄片紙基的填充值和透氣度，并且可以提高薄片紙基的滲透性能。

3結(jié)論

3．1采用造紙法對(duì)煙梗和煙末制煙草薄片紙基進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，薄片紙基的物理性能研究結(jié)果表明，隨著壓榨壓力增大，從0MPa增至0．4MPa，薄片紙基的抗張指數(shù)由17．27N•m/g逐漸增加到23．69N•m/g，撕裂指數(shù)由2．00mN•m2/g下降至1．69mN•m2/g，松厚度從2．43cm3/g下降到1．80cm3/g，緊度由0．41g/cm3上升0．56g/cm3，薄片紙基的透氣度由1．20μm/(Pa•s)下降到0．04μm/(Pa•s)，薄片紙基的填充值由7．23cm3/g逐漸下降到6．08cm3/g。

3．2壓榨壓力為0MPa時(shí)，潤(rùn)濕性Max值(tW，max)最小(0．097s)，t95值最小(0．442s)，薄片紙基的親液性能和滲透性能最好，有利于對(duì)薄片紙基進(jìn)行涂布操作，tW，max與t95值隨著壓榨壓力的增加而增大，薄片紙基的抗水性能和抗?jié)B透能力增加。

3．3掃描電鏡分析結(jié)果表明，在低壓榨壓力(＜0．2MPa)條件下，能夠顯著提高薄片紙基的松厚度和內(nèi)部的孔隙率，有利于改善薄片紙基的填充值和透氣度，并且可以提高薄片紙基的親液性能和滲透性能。