膨潤土對再造煙葉（造紙法）助留效果的影響及其產品應用

劉 群，杜文杰，王法懿，崔 寧，李 英，劉義峰

（1.山東中煙工業有限責任公司，山東 濟南 250014；2.山東瑞博斯煙草有限公司，山東 沂水 276400）

再造煙葉（造紙法）是利用煙梗、煙末和碎片、廢次煙葉等煙草廢料作基本原材料，通過造紙工藝生產的煙草薄片，是目前公認的用于卷煙降焦減害和降低成本的主要原料之一。近20年來，國產再造煙葉（造紙法）經歷了從無到有、從有到量產、從量產到質量提升的發展階段，2011年，國家煙草專賣局（以下簡稱“國家局”）啟動再造煙葉（造紙法）技術升級重大專項，經過3年的努力，3條標志性生產線研制成功并通過國家局鑒定驗收。近年來，國內再造煙葉生產企業將工藝技術裝備水平以及生產水平的提升作為首要任務，以提高產品質量和降低能耗、降低成本作為目標，進行再造煙葉技術水平的整體提升。

膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產，也叫斑脫巖、皂土或膨土巖，根據其可交換陽離子的種類、含量和層間電荷大小，可分為鈉基膨潤土、鈣基膨潤土和天然漂白土，其中鈣基膨潤土又包括鈣鈉基膨潤土和鈣鎂基膨潤土等。膨潤土具有強的吸濕性和膨脹性，可吸附8～15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達數倍至30倍；在水介質中能分散成膠凝狀和懸浮狀，這種介質溶液具有一定的黏滯性、觸變性和潤滑性；有較強的陽離子交換能力；對各種氣體、液體、有機物質有一定的吸附能力，最大吸附量可達5倍于自身的質量。

趙長友等在專利《一種提高造紙法再造煙葉中碳酸鈣留著率的方法》中使用膨潤土與殼聚糖、瓜爾膠配制成多元復合助留助濾體系溶液[1]；陳威在《瓜爾膠衍生物的制備及在造紙法再造煙葉中的應用研究》中，研究了瓜爾膠（CGG）和膨潤土組成的二元微粒助留體系對煙草漿的助留助濾效果，考察了剪切速率、pH和電解質濃度對CGG-膨潤土二元微粒助留體系的影響，結果表明膨潤土與CGG組成的微粒助留助濾體系具有較好的抗剪切能力、較廣的pH使用范圍和較好的抗電解質性能[2]。

本文參考李剛等《不同制漿工藝對造紙法再造煙葉碳酸鈣留著率的影響》[3]25-27，結合山東瑞博斯煙草有限公司生產線實際，進行了膨潤土添加試驗，綜合生產成本以及感官質量，選取效果較優的工藝條件，在再造煙葉產品中應用，并將該再造煙葉產品添加至卷煙產品中，進行感官質量對比評價。

1 再造煙葉添加膨潤土的試驗

1.1 材料和儀器

1.1.1 材料

殼聚糖（泰安市鑫泉造紙助劑廠），瓜爾膠（上海錦乘工貿有限公司），碳酸鈣（都江堰云藝鈣業有限公司），針葉木漿（加拿大虹魚），鈉基膨潤土（朝陽亞細亞膨潤土有限公司），山東瑞博斯煙草有限公司生產線提取后煙梗，煙末。

1.1.2 儀器

ZQS2型打漿機（陜西科技大學機械廠），ZQJ1-B型紙樣抄取器（陜西科技大學機械廠），ZQS12-100型打漿度測定儀（陜西科技大學機械廠），90-1B磁力攪拌器（上海梅穎浦儀儀器儀表制造有限公司），數顯恒速電動攪拌器（濟南安尼麥特儀器有限公司），切絲機（濟南同力科技開發有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 漿料制備

漿料制備參照煙草行業標準YC/T 31《煙草及煙草制品試樣的制備和水分測定烘箱法》，檢測提取后煙梗、煙末和碎解后針葉木漿的水分。按照煙梗∶煙末∶外加纖維=4∶6∶1的絕干質量比分別計量煙梗、煙末和外加纖維，使用ZQS2型打漿機分別進行打漿，完成打漿的漿料混配后攪拌均勻，制備為漿料樣品。使用ZQS12-100型打漿度測定儀對混合前后的漿料樣品檢測打漿度及濃度。檢測結果見表1。

表1 各漿料打漿數據

1.2.2 基片制備

依據均勻設計法，對4變量進行設計。其中碳酸鈣、殼聚糖和瓜爾膠的添加量參考《不同制漿工藝對造紙法再造煙葉碳酸鈣留著率的影響》[3]25-27，添加各助劑的設計方案見表2（添加的各助劑以絕干漿料的質量為基數）。

表2 配方設計表 w/%

取絕干漿料2 g的漿料，加入定量清水并持續攪拌，按照表2中的設計數據，依次加入助劑碳酸鈣、殼聚糖溶液、瓜爾膠溶液和膨潤土，制備得到6個漿料樣品并檢測其打漿度及濕重，結果見表3。

使用ZQJ1-B型紙樣抄取器抄取對應漿料的基片樣品，經干燥后得到再造煙葉基片，分別標記為基片試樣001～006，每個試驗樣品6片，重復4次，計量每個樣品的質量，取平均值，計算漿料留著率（因漿料計量存在誤差，且誤差對于漿料留著率的影響較大，因此該計算為近似值）。漿料留著率按照以下公式計算。計算結果見表4。

表3 漿料樣品的打漿度及濕重

表4 漿料留著率近似值

式中：R為漿料留著率，%；A為基片樣品質量平均值，g；B為漿料絕干質量及各助劑添加量，g。

1.2.3感官評價樣品制備及評價

使用生產線某產品煙梗、煙末濃縮液，按照煙梗、煙末的絕干質量比40%∶60%混合配成涂布液，再按照（37.0±1.0）%的涂布率，將濃縮液噴涂至基片試樣001～006上，經干燥后分別制備為感官評價樣品。表5為具有煙草及煙草制品感官質量評價資質的7位評委給出的再造煙葉感官質量評價。

1.3 試驗數據的分析

打漿度是衡量漿料濾水性能的指標，相對而言，打漿度越低，漿料的濾水性能越好。表3顯示了各漿料內添加助劑后打漿度的變化，漿料試樣的打漿度自小到大排序為006、004、002、003、001和005。由表4可見，基片試樣的漿料留著率近似值由大到小排序為004、006、002、001、005和003。由表5可見，基片試樣的評價總分由大到小排序為004、001、006、002、005和003。綜合上述3項指標，選取效果較優的004號樣品工藝條件，在生產線產品中試用，產品編號XCS，并將產品按比例添加至山東中煙A卷煙中，檢測A卷煙各指標及感官質量評價。

表5 再造煙葉感官質量評價表

2 添加膨潤土的再造煙葉應用于卷煙產品

2.1 膨潤土作為助留填料的再造煙葉（造紙法）對卷煙煙氣指標的影響

依據上述試驗結果，選取效果較優的004號樣品工藝條件，將添加膨潤土的再造煙葉應用于卷煙產品。表6顯示了該再造煙葉（造紙法）對每支A卷煙的煙氣指標的影響（表6中：“A1號”為未添加再造煙葉的A卷煙樣品；“A2號”為添加了質量分數2.8%XCS再造煙葉的A卷煙樣品）。

表6 煙氣指標對比表

由表6可見，添加XCS再造煙葉的卷煙質量及抽吸口數相仿，無差異，一氧化碳及總粒相物有小幅降低，煙堿稍有上升，但幅度不大，水分方面有較大提升，較顯著，同時焦油降低，結果表明，添加XCS再造煙葉對降低產品焦油以及提高煙氣水分顯著性較高。

2.2 感官質量評價

表7為具有煙草及煙草制品感官質量評價資質的7位評委對卷煙感官質量的評價結果（表7中：“A1號”為未添加XCS再造煙葉的A卷煙樣品；“A2號”1至7為添加了質量分數2.8%XCS再造煙葉的A卷煙樣品）。

由表7可見：香氣方面略有提升，幅度不大；在刺激性及余味2方面，添加XCS再造煙葉的卷煙樣品有較明顯改善。

3 結論

表7 卷煙感官質量評價表

（1）使用膨潤土并按照一定比例添加至再造煙葉（造紙法）所生產的產品，助留助濾效果明顯，打漿度的降低及留著率的提高較顯著，同時在感官質量方面也有較大的提升，生產線實施時，需注意控制系統的精確度。

（2）卷煙產品添加該再造煙葉后，在對香氣無干擾的前提下，刺激性及余味2方面有較顯著的提升，同時煙氣指標中煙氣水分提高，焦油含量降低。