探究外加紙漿纖維特性對再造煙葉紙基感官評吸質(zhì)量的影響

羅會東

（云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司，云南 昆明 650106）

煙草薄片是近幾年發(fā)展十分快速的一項(xiàng)煙草加工工藝，主要以煙葉生產(chǎn)環(huán)節(jié)各項(xiàng)形成的材料為主，主要包含煙末、煙梗等，采取合理的方式對材料進(jìn)行有效的加工，使其成為應(yīng)用性強(qiáng)的漿料，再通過機(jī)械抄造、涂布、碎化后，加工成片狀和絲狀的一類加工商品，其理化特性和自然煙葉類似。對于再造煙葉來講，自身具備可塑造性特征，相關(guān)人員可以遵循標(biāo)準(zhǔn)要求明確基本的化學(xué)參數(shù)，了解薄片物理特征，通過人工調(diào)控模式將自然煙葉無法發(fā)揮的靈活修改卷煙配方的關(guān)鍵功能體現(xiàn)出來，已經(jīng)是減少卷煙商品有毒物質(zhì)排出量的一個重要舉措。

1 材料與方法

（1）煙草材料處置。煙梗、煙末的處置方法根據(jù)之前探究的優(yōu)選方案操作。煙梗、煙末先以熱水在ZT1-00/15L電熱蒸煮鍋內(nèi)進(jìn)行提取，同時需要明確基本的比例、時間，合理控制相關(guān)溫度，分別表現(xiàn)為實(shí)際比例是1:7,1:10，時間大約為1.5h左右，將溫度控制在60℃即可，1h；固液分開后，把處置后的煙梗、煙末利用KRK-2500Ⅱ高濃磨漿機(jī)展開三段磨漿，其濃度為20%。磨漿材料放進(jìn)封口袋內(nèi)，均衡水分后用來抄片。

（2）紙漿纖維與漿粕處置。紙漿纖維與漿粕通過浸泡疏解操作，再借助MARK VI型PFI磨大漿到30SR，密封漿料，保持良好的均衡性，從而應(yīng)用到抄片內(nèi)。

（3）基本設(shè)備應(yīng)用。當(dāng)前階段，對煙草漿料進(jìn)行規(guī)范性配置，明確具體的比例，比如，煙末重的外添加纖維是64:30:6的比例加工成指定的濃度，再用BB/BBS迅速凱塞法抄片機(jī)展開紙基抄造，定量維持在大概100g/m2。通過壓榨、烘干操作后用于感官評吸。

（4）測試方法。

TG法：該項(xiàng)方式主要是利用程序進(jìn)行溫度控制，在最初開始階段中，溫度控制在30℃左右，等過去一段時間以后，需要逐漸進(jìn)行升高，具體溫度是每分鐘10℃，一直到最后，溫度達(dá)到了700℃。并且將載氣流速控制在每分鐘25mL是最佳的。

Py-GC/MC法：在剛開始的時候，溫度是30℃，每10秒升溫一次，利用液氮冷井頂空對裂解物質(zhì)進(jìn)行全面整合以及收集，同時溫度再趨于上升狀態(tài)，直到300℃；色譜質(zhì)譜要求：載氣為He，其流速為1mL/min，GC/MC接口氣溫300℃，增溫梯度為60℃/min，質(zhì)譜EI離子源電能70eV，離子源氣溫最佳為230℃即可。

2 得出的相關(guān)數(shù)據(jù)

2.1 分析外添紙漿纖維性能特征

目前，采取的制煙材料性能直接影響再造卷煙的整體效果，對于外添紙漿纖維來講，功能極強(qiáng)，有利于提升再造卷煙的可抄造概率；不過，需要明確認(rèn)識到的一方面是，將其加進(jìn)再造卷煙里，也將參與燃燒，所以，外添纖維的熱化學(xué)性質(zhì)對感官評吸的干擾也十分關(guān)鍵。

（1）熱失重比較。圖1與圖2是外添紙漿纖維于N2條件下的TG曲線、DTG曲線。TG曲線表示溫度變化情況對材料質(zhì)量有著直接的影響。DTG曲線說明了溫度變化率和重量有關(guān)。峰值則和TG曲線的轉(zhuǎn)彎點(diǎn)相呼應(yīng)。

圖1 外添紙漿纖維材料的TG曲線圖

圖2 外添紙漿纖維材料的DTG曲線圖

由TG曲線圖能夠發(fā)現(xiàn)，紙質(zhì)纖維與漿粕的熱失重變化環(huán)節(jié)相一致，當(dāng)溫度大約是100℃之前的情況下，被稱為失水狀態(tài)。在溫度全面增長的現(xiàn)狀下，熱失重現(xiàn)象十分明顯。所以再造卷煙就歷經(jīng)了三個較大的失重過程。主要原因在于，四類紙漿纖維包含了諸多的化學(xué)組成成分，這些成分表現(xiàn)為纖維素以及聚戊糖，具體情況表現(xiàn)在表1，這些化學(xué)組成成分較為簡單，纖維素可以有效地進(jìn)行熱解，其中，相關(guān)的熱解現(xiàn)象是基于纖維素分子鏈斷裂形成的，纖維素聚合性能被影響，同時分子中發(fā)生了開裂現(xiàn)象，產(chǎn)生了水分，出現(xiàn)了脫水纖維素，產(chǎn)生失重。而再造卷煙自身的組成成分有著極大的煩瑣性，不僅存在碳水化合物，也有很多的數(shù)脂等多方面，當(dāng)處于低溫狀態(tài)的時候，有的揮發(fā)性現(xiàn)象變小，從而引起了失重問題，于高溫條件下就是不易揮發(fā)的大分子化合物降解造成失重，因此熱解行為較為煩瑣。

此外，由DTG曲線圖能夠發(fā)現(xiàn)，四類纖維的最高熱失重溫度是344.06℃，339.94℃，342.72℃與339.12℃；最高DTG就是2.22%/℃，3.63%/℃,2.05%/℃與2.58%/℃。從最高熱失重溫度來說，漿粕的值都小于相應(yīng)的紙質(zhì)纖維，主要原因是漿粕的纖維素純度好，耐高溫的木質(zhì)素等雜物含量低；而針對最高DTG就恰好和此種情況不相符，這是因?yàn)槔w維素有著極高的純度效果，失重速度非常快。再造卷煙的組成成分極為復(fù)雜，其分解的三個過程最高熱失重溫度是237.18℃、291.9℃、631.23℃。

（2）熱裂解行為比較。結(jié)合TG曲線，最高熱失重溫度大約是處于339～343℃，因此，處于350℃溫度下分析對以上四類紙漿纖維及對照樣再造卷煙情況是很有必要的，可以獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。外添紙漿纖維的化學(xué)物質(zhì)的差別表現(xiàn)為熱裂解附屬物類型和濃度之間存在的相關(guān)的區(qū)別。

表1 熱裂解附屬物類型比較

從表1來看，木漿裂解產(chǎn)物包含的種類非常多，而且蔗渣漿纖維素包括44種，這類化合物于總峰面積中占有的比例是60.64%，66.54%，50.48%與42.15%。就所占峰面積來說，木漿與木漿纖維素重點(diǎn)為糖類，占有的比例分別是21.16%與54.6%，然后是烴類、酸類與苯及同系物類；蔗渣漿與蔗渣漿纖維素也重點(diǎn)為糖類、烴類、酯類與苯及同系物類。相較于紙漿纖維，漿粕的苯及同系物占有的比例只是紙漿纖維的1/4～1/3，這也許是由于漿粕的a-纖維素濃度高、其余組分濃度低的因素。因?yàn)樘妓衔锾幱?00℃溫度下會出現(xiàn)苯系化合物，所以350℃條件下裂解物質(zhì)內(nèi)的苯及同系物基本來自紙漿內(nèi)木質(zhì)素的分解，其熱裂解物質(zhì)包括苯、苯酚與稠環(huán)芳烴等成分。因此，高純度纖維樣本形成的苯及同系物就不多。

從再造卷葉實(shí)際情況可以看出，當(dāng)溫度是350℃時，分解產(chǎn)物的性能也將會隨之體現(xiàn)出來，其中分解產(chǎn)物有著豐富性特征，該項(xiàng)產(chǎn)物遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于60種，代表性的化合物是胺類、烴類及糖類，實(shí)際的分解物質(zhì)濃度必須控制在70%左右，因?yàn)樵僭鞜熑~除了涉及纖維素和半纖維素之外，同時還有著非常多的溶劑成分，在纖維素和半纖維素全面熱解的同時將會形成相關(guān)的熱解現(xiàn)象，這樣，熱解產(chǎn)物類型有著很大的豐富程度，占據(jù)比例有著零散性特征。

2.2 分析外添紙漿纖維材料對再造卷煙性能產(chǎn)生的相關(guān)影響

目前，抄造后展開感官評吸，最終結(jié)果見表2。因?yàn)橥馓砝w維熱裂溶解物質(zhì)類型以及濃度不相同，因此導(dǎo)致產(chǎn)生的再造卷煙評吸也有著明顯差異性。

表2 不同再造卷煙紙基感官評吸效果

3 結(jié)語

（1）漿粕熱失重溫度相對一般紙漿纖維要高，DTG則相對后者低。于350℃條件下，漿粕的熱裂解物質(zhì)類型都較紙漿纖維少，熱裂解化合物內(nèi)苯及同系物比例只是后者的1/4～1/3。（2）加入漿粕的再造卷煙紙基感官評吸雜物和加入紙漿纖維相比，樣本是非常輕盈的，產(chǎn)生的影響程度不大。以蔗渣漿纖維素取代現(xiàn)有的造紙法再造煙葉廠使用的木漿，有利于提升再造卷煙感官評吸效果。