摘要:本研究分析了煙草原料特性,研究了適宜的漿料篩分分布檢測方法,考察了經過不同功率打漿后生產線不同取樣點的漿料篩分后各級分占比,探究了漿料級分占比與手抄片關鍵物理性能之間的關系。結果表明,煙梗和煙末纖維細胞含量少,且纖維較短、雜細胞多,煙草混合漿非單一纖維形態;適宜的漿料篩分分布檢測方法為:篩板孔徑1180、830、600、300、 75μm ,篩分時間 10~ 20min ,漿料取樣量 10~16g ,可采用離心脫水代替烘干方式處理篩分后各級分漿料;漿料粒徑[1180,+∞ ) μm 占比呈現“第1取樣點 gt; 第2取樣點gt;第3取樣點”的規律;漿料粒徑[75,300) μm 占比呈現出“第3取樣點 gt; 第2取樣點 gt; 第1取樣點”的規律;隨著磨機功率降低,槳料粒徑[1180,+∞ ) μm 與粒徑[830,1180) μm 占比增加;當第1取樣點漿料粒徑[1180, +∞ ) μm 占比為 36.1% 時,手抄片松厚度提高了 14.2% 、吸液高度提高了 27.6% 、抗張指數降低了 35.6% 。
關鍵詞:加熱卷煙;煙草薄片;漿料篩分;物理性能中圖分類號:TS7;TS452 文獻標識碼:A DOI: 10.11980/j.issn.0254-508X.2025.07.018
Abstract:Tisdalydtractestofbacoatealssigatedibleetetsforreg tionofpulpsuryxaidtesregdistrbutiooftepuluatdieetsamlingpntslonteprouctlefeatig withdiferentpoer,andexploedtheatioshipsetweenscreeningdistrbutionidicatorsofulpsurryandtekyphsicalproperti ofhandshetsheresultsindicatedthattobaccostemsandtobacodustcontainedfewerfbouscells,withshorterfibersandoreo-fbrouscells,uggestingthatthemixedtobacopulpdidotconsistofasinglefibermorphologyTesuitabledetetionmetodforseing distribution of pulp slurry was as follws:using sieve plates with aperture of 1 18o,830, 6Oo,300,and 75μm ,with a screening time of 10~20 miutesandapulpsampingamountof10~16grams.Centrfugaldewateringcouldbeusedinsteadofdryingtoprocessthepulpfractions.Theproportion of the pulp particle size[1180, +∞)μm exhibited a pattern of“Sampling Point 1gt; Sampling Point Sampling Point 3,”while the proportion of the pulp particle size [75,300)μm showed a pattern of \"Sampling Point 3gt; Sampling Point 2gt; Sampling Point1.“As the mill power decreased,the proportions of the pulp particle sizes [1180,+∞)μm and[830,1 1180)μm increased.When the proportions of the pulp particle size"
"at the first sampling point was 36.1% ,the bulkiness of the handsheets increased by 14. 2% ,the liquid absorption height increased by 27.6% ,and the tensile index decreased by 35.6% Key words: heat-not-burn tobacco; reconstituted tobacco;pulp screening;physical properties
基金項目:河南中煙工業有限責任公司A類科技項目(AW2024022)。
*通信作者:李華雨,博士,高級工程師;主要從事加熱卷煙煙草薄片應用技術等方面的研究。王艷青,本科,工程師;主要從事加熱卷煙煙草薄片產品開發與應用等方面的研究。
加熱卷煙屬于一種新型煙草制品,其利用外部熱源對煙芯材料進行加熱,促使煙草材料產生含有煙堿的氣溶膠。煙芯材料只加熱而不燃燒( 500°C 以下),與傳統卷煙不同,其在燃燒時不會因熱裂解而產生有害成分,同時可以滿足消費者的煙草特征感受,在全球范圍內得到快速發展2-3]。據研究,相比傳統卷煙,加熱卷煙氣溶膠中的有害和潛在有害化合物(HPHC)釋放量降低了 90%~97% (以單支卷煙或加熱棒計)和 87% (以單位煙堿計)[46。加熱卷煙產品由煙具和煙彈組成,煙彈中的發煙段常用的材料為煙草薄片。常見的加熱卷煙煙草薄片生產工藝主要包括稠漿法[8-9]、造紙法[10-11]、輥壓法[2,12]、稠漿造紙法[13]干法[14等。
國外針對造紙法煙草薄片在加熱卷煙中的研究應用較多,其中,國際知名煙草企業R.J.雷諾茲煙草公司(R.J.Reynolds)開發的“Eclipse”煙支中采用的是造紙法煙草薄片,英美煙草(投資)有限公司(BAT)開發的“glo”煙支中采用的是無序排列的造紙法煙草薄片[1s]。然而,相比其他生產工藝,造紙法加熱卷煙煙草薄片對煙草物質和發煙劑的負載量相對較低,導致加熱卷煙產品在抽吸時煙霧量衰減較快,影響了造紙法加熱卷煙煙草薄片更為廣泛的應用。為解決上述問題,王克彥等將陽離子改性纖維與漂白木漿復合抄造,制備造紙法加熱卷煙煙草薄片,有效降低了基片的緊度,提升了其對涂布液的吸收性能,增加了造紙法加熱卷煙煙草薄片對涂布液的負載量。賴煒揚等為考察纖維吸濕特性的差異及基片對涂布液吸收能力的影響,分別采用亞麻纖維、草本植物纖維等5種植物纖維和1種再生纖維制備基片,研究纖維吸濕特性與煙草薄片涂布性能的適配性,結果表明,6種纖維基片吸濕特性存在較大差異??梢?,現有研究主要基于造紙法加熱卷煙煙草薄片外加纖維種類優化及改性處理方面,在實際工業化應用時,因配方中引入了新物質,存在加熱卷煙產品感官質量發生波動或改變的風險。
本研究基于造紙法加熱卷煙煙草薄片原有配方組成,從煙草薄片漿料特性分析人手,優化漿料篩分級分占比檢測方法,研究造紙法加熱卷煙煙草薄片生產加工過程中,漿料篩分后各級分性質,探究漿料級分分布與基片松厚度、吸收性、抗張指數之間的關系,對加熱卷煙產品進行了感官質量評價,為造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料穩定調控、紙機運行和產品品質提升,提供技術手段。
1實驗
1.1實驗材料、試劑與儀器設備
1.1.1 實驗材料及試劑
煙梗、煙末、木漿、丙三醇、羧甲基纖維素鈉(CMC)、煙草濃縮液,均由提供,試劑均為食品級。
1.1. 2 儀器及設備
光學顯微鏡(DS-Fi2,尼康儀器(上海)有限公司)、纖維篩分儀(鮑爾篩分儀,美國TMI公司)、纖維形態分析儀(FS5,芬蘭Valmet公司)、電子天平(FA2004A,梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司)、凱塞法紙頁成型器(95854,德國Frank-PTI公司)、涂布機(GSP-30304,韓國三興機械股份公司)、微控抗張強度儀(KZW-300,長春紙張試驗機有限責任公司)、可變壓力厚度儀(GKB-4型,長春市月明小型試驗機有限責任公司)、電熱恒溫鼓風干燥箱(鴻科DHG-91012SA,上海鴻都電子科技有限公司)、恒溫恒濕箱(KBF115,德國Binder公司)。
1. 2 實驗方法
1. 2. 1 漿料制備
稱取一定量的煙梗,按照固液比 1:10 在 40°C 下進行洗梗,洗梗時間 5min ,洗后煙梗經離心脫水后與一定量的煙末、木漿混合后進行水提取,提取時間60min 、溫度 60°C 、固液比 1:6 ,提取過程中不斷攪拌,提取后混合物料經離心固液分離后得到固形物。固形物進行打漿處理,漿濃 3% ,打漿條件為:磨齒間隙 0.875mm ,打漿時間 1.5min ;磨齒間隙0.25mm ,打漿時間 3.5min ;磨齒間隙 0.125mm ,打漿時間 4.0min ,得到漿料樣品。
1.2. 2 手抄片制備
檢測造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料樣品含水率,按定量 (51.0±1.5)g/m2 計算需要稱取的漿料量,將稱取好的漿料疏解,稀釋至漿濃 1.5% ,在實驗室采用抄片器抄造得到造紙法加熱卷煙煙草薄片手抄片,以下簡稱手抄片。
1. 2.3 煙草薄片制備
按煙草濃縮液、丙三醇、CMC質量比 100:17:4 的配比,混合得到煙草涂布液,采用實驗室涂布機對手抄片進行涂布,得到煙草薄片樣品。
1.2.4漿料篩分檢測
檢測方法優化前按GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測定方法》進行測定;本研究對篩板孔徑、檢測流程和篩分時間、取樣量進行優化。
1. 2.5 手抄片物理性能檢測
定量、厚度、抗張指數、吸液高度分別按GB/T 451.2—2023、 GB/T 451.3—2002、 GB/T 12914— 2018、GB/T461.1—2002進行測定。
1. 2.6 加熱卷煙產品感官質量評價
感官質量評價采用百分制,從香味、煙氣、勁頭、刺激性、余味、均勻性6個維度進行打分。
2 結果與討論
2.1 漿料形態分析
制漿過程通常分為粗磨和精磨2個階段,粗磨主要使漿料疏解、纖維束初步切斷,精磨則使纖維束進一步切斷的同時,解纖成單根纖維,繼而使纖維表面起毛產生分絲帚化。因煙草原料固有特性,造紙法加熱卷煙煙草薄片的制漿過程主要集中在粗磨階段,以漿料疏解、切斷、打碎為主[18],常通過控制打漿設備做功來調控漿料纖維粗、細程度?;旌蠠煵轁{組成包括煙梗纖維束、片狀煙葉組織和質量分數約 10% ~30% 的木漿。本研究對比了煙梗、煙末以及煙梗漿、煙末漿、混合煙草漿與針葉木、闊葉木漿料之間的形態差異,結果如圖1和圖2所示。
煙草原料是茄科1年生草本植物,其細胞組成與很多禾本科植物類似,纖維細胞含量低于木材,同時纖維較短,雜細胞多9]。圖1(a)中煙梗纖維呈螺旋狀,部分相互纏繞形成類似于彈簧結構,圖1(a)、圖1(c)中煙梗纖維長寬差異大,但均表現出雜細胞種類繁多的特征,且雜細胞主要是分散的薄壁細胞、交織的導管細胞、表皮細胞和篩管細胞等,如圖1(c所示,制漿后煙梗漿為一種棒狀、較為挺硬的長條形物質;圖1(b煙末纖維細胞很少、雜細胞含量很高、破碎組織多,表皮細胞組織在解離中沒有完全分散,細胞表面積較大、較完整,如圖1(d)所示,制漿后煙末漿呈碎片狀。圖2(a)中混合煙草漿由煙梗漿、煙末漿、木槳共同組成,其形態復雜,呈現出纖維狀、片狀、塊狀、長條狀等多種形態。相比之下,圖2(b)中的針葉木漿和圖2(c中的闊葉木漿纖維形態相對規整。
2.2漿料篩分檢測方法優化
漿料篩分是制漿造紙行業成熟的紙漿檢測方法之一[20],該方法將稀釋過的漿料懸浮液,利用機械攪拌的方式,依次通過數個篩孔大小不同的篩網,
圖1煙梗、煙末、煙梗漿和煙末漿的光學顯微鏡圖
小而短的級分可通過篩孔流入下一級,而粗大的級分則被阻留在篩板上[21-22]。鮑爾篩分儀是實驗室常用的漿料篩分裝置,基于混合煙草漿片狀、塊狀、纖維狀等多纖維形態共存的特點,結合鮑爾篩分儀方孔形篩網設計特點,采用鮑爾篩分儀對漿料組成進行全范圍分級和篩選,定量表征漿料打漿質量。
圖2混合煙草漿、針葉木漿、闊葉木漿的光學顯微鏡圖
Fig.2Optical microscope images of tobacco mixed pulp,softwood pulp,and hardwood pulp
目前常用漿料篩分檢測方法為GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測定方法》,其規定了篩分所使用的各級篩板孔徑、檢測流程、篩分時間、取樣量等,本研究結合混合煙草槳特點,對上述各篩分條件進行了優化研究。
2.2.1 篩板孔徑優化
制備不同煙梗、煙末比例(質量比)的混合煙草漿,分別記為 1* 、 2* 、 3* 、 4* 、 5* ,結合前文分析的煙草原料纖維較短、雜細胞多的草本植物特點,采用烘干法測定混合煙草漿篩分后各級分占比情況,結果如表1所示。
從表1可知,混合煙草槳經篩分后,不同梗末質量比得到的漿料篩分結果有所差異,5個漿料樣品 80% 以上的漿料級分分布在 300μm 以下,且[600,1180) μm 級分占比最高,達到 41.8%~50.9% 而[75,150) μm 級分占比不足 5% 。因此,為進一步準確分析混合煙草漿質量及其差異,將[600,1180) μm 級分細化,增加孔徑 830μm 篩板,去掉孔徑 150μm 篩板,保留孔徑 75μm 篩板用于攔截部分細小組分,調整后篩板孔徑為1180、830、600、300、 75μm 。
2.2.2 篩分檢測流程優化
GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測定方法》要求采用烘箱在( 105±2) °C 下對篩后各級分漿料干燥至質量恒定,并精確至 0.001g ,然后進行各級分含量計算。然而,篩后漿料各級分干燥至恒質量的時間較長( 2h 以上),導致單個樣品篩分檢測時長過長,檢測效率較低。為提高混合煙草漿篩分檢測效率,以2.2.1中1漿料為例,對漿料樣品進行篩分,采用離心脫水(轉速 3000r/min )代替烘干方式處理篩后漿料各級分,對比了經2種方法處理后漿料各級分占比,結果如圖3所示。
圖3離心脫水與烘干方式漿料各級分占比
Fig.3Pulp screening distribution proportion between centrifugal dehydration and drying method
由圖3可知,在不同離心脫水時間下,將各級分漿料占比檢測結果與烘干方式檢測所得占比相比,最大極差為 +8.9% (即[600,830) μm 級分),當離心脫水時間 ?6min 時,檢測結果與烘干方式檢測結果呈現出較好的一致性,各級分占比檢測結果與烘干方式檢測所得占比相比,最大極差為 -0.9% (即 [1180,+∞ ) μm 級分),故在實際生產中,為提高漿料篩分檢測效率,縮短單個樣品檢測時長,可以采用離心脫水代替烘干方式處理篩后漿料各級分,適宜的離心脫水時間為 ?6min 。
離心脫水方式下漿料各級分占比計算如式(1)所示。
式中, i 表示級分序數; Xi 表示 i 篩分級分占比, % ; Mi"表示篩分后各級篩板截留的漿料離心脫水后質量, g . M 表示篩分后各級篩板截留的漿料離心脫水后質量之和,g。
表1混合煙草漿各級分占比
Table1 Pulp screeningdistribution ofmixed reconstituted tobacco
2.2.3 篩分時間、取樣量優化
在篩板孔徑和篩分檢測流程的優化基礎上,為進一步提高漿料篩分檢測結果的準確性,基于GB/T2678.1—1993《紙漿篩分測定方法》中的篩分時間20min 、取樣量 10g (以絕干漿計),以2.2.1中1*漿料為例,對漿料篩分檢測的篩分時間、取樣量進行了優化研究,結果如圖4和圖5所示。
圖4篩分時間對漿料各級分的影響
圖5取樣量對漿料各級分的影響
Fig.5Effect of sample weight on pulp distribution
如圖4所示,當篩分時間為 10~25min 時,漿料各級分占比檢測結果一致性較好,繼續縮短篩分時間至 8min 以下時,槳料各級分占比整體出現了明顯變化,粒徑 [1180,+∞ )、[830,1180) μm 級分占比呈快速上升趨勢,而粒徑[600,830)、[300,600)、[75,300) μm 級分占比整體呈下降趨勢,分析原因可能是篩分時間不足,導致漿料篩分不充分,從而使漿料粒徑較大級分占比整體高于實際數值。綜合考慮篩分效率和檢測及時性,相比國標要求篩分時間 20min ,混合煙草漿篩分時間可進一步縮短,適宜的篩分時間為 10~20min 。
如圖5所示,當取樣量為 8~16g 時,漿料各級分占比檢測結果一致性較好。因混合煙草漿由煙梗漿、煙末漿和木漿纖維共同組成,相比傳統紙漿,其纖維組成更為復雜,過小的取樣量下,槳料各級分占比檢測結果差異較大,被測樣品代表性不足,故相比國標要求取樣量 10g (以絕干漿計),為提高檢測準確性和樣品代表性,可適當提高漿料取樣量,適宜的漿料取樣量為10~16go
2.2.4篩分檢測方法可重復性驗證
隨機選取1種2.2.1中的漿料樣品,進行12次篩分檢測,驗證本研究中優化的篩分檢測方法的重復性,條件為: ① 篩板孔徑1180、830、600、300、75μm ; ② 檢測流程為篩分 $$ 離心脫水 $$ 稱量質量并計算; ③ 篩分時間 15min : ④ 取樣量 16g ,檢測結果如表2所示。
采用上述漿料篩分檢測方法時,同一漿料樣品在不同檢測批次下,粒徑[1 180,+∞ )、[830,1180)[600,830)、[300,600) μm 級分占比相對標準偏差(RSD)分別為 3.67% 、 2.67% 、 2.66% 、 4.52% ,檢測方法可重復性較好;[75,300) μm 級分占比RSD略高,為 7.71% ,可能是由于該級分纖維形態相對細小,通過孔徑 75μm 篩板流失的概率增大,導致檢測誤差相對較大。
2. 2.5 篩分檢測方法與其他常用漿料檢測方法對比
紙漿纖維的濕重能間接反映漿料的纖維長短程度,也是漿料打漿質量評判的重要指標之一。此外,纖維長度、寬度、粗度等纖維形態指標也常被用于分析、評價紙漿纖維的打漿處理效果。選取2.2.1中的5種漿料樣品,采用2.2優化后的檢測方法測定漿料篩分后各級分占比及對應的濕重,結果如圖6所示。同時,分別測定漿料篩分后各級分數均纖維長度,結果如圖7所示。
由圖6可知,隨著煙梗占比增加,混合煙草漿篩分后粒徑 [1180,+∞ )、[830,1180) μm 級分占比也增加,而粒徑[600,830)、[300,600)、[75,300) μm 級分占比則整體呈降低趨勢?;旌蠞{料濕重檢測結果與篩分后粒徑 [1180,+∞) 、[830,1180) μm 級分占比變化趨勢一致,且粒徑[830,1180) μm 級分占比變化幅度略大于粒徑 [1180,+∞ ) μm 級分占比變化幅度。其中,混合漿料篩分后粒徑 [1180,+∞ ) μm 級分占比由12.2% 增至 17.2% ,增加了 41.2% ;[830,1180) μm 級分占比由 11.4% 增加至 22.3% ,增加了 96.3% ;濕重由 2.71g 增加至 3.42g ,增加了 26.2% 。經分析,混合煙草槳打槳時,煙末極易造碎呈碎片狀,而煙梗經疏解和輕微切斷后,在混合煙草漿中呈棒狀、長條狀。在漿料篩分檢測時,煙梗纖維更易被篩板截留,細小的煙末碎片則穿過篩板網孔流入后續篩分室,且煙梗纖維在漿料濕重檢測時,也更易懸掛在濕重框架上,故當煙梗占比增加時,混合煙草漿粒徑 [1180,+∞ )、[830,1180) μm 級分占比和濕重檢測結果也相應增加。
表2優化的漿料篩分檢測方法可重復性驗證
Table 2Verification of repeatability of the optimized pulp screening distribution test method
注所選漿料樣品為2.2.1中的3漿料。
由圖7可知,隨著篩網孔徑的減小,5種漿料樣品數均纖維長度均逐漸變小,這是由于篩網孔徑越小,漿料纖維越短、顆粒越小,相應的纖維分析儀檢測出來的漿料數均纖維長度也越來越小。然而,利用纖維分析儀檢測的漿料數均纖維長度與篩網孔徑的實際尺寸有一定差別,對于粒徑 [1180,+∞) 、[830,1180) μm 級分,纖維分析儀檢測結果偏小,可能是因為這2種級分中還夾雜有一定量的較短纖維;對于粒徑[600,830) μm 級分,纖維分析儀檢測結果與實際尺寸一致性較好;粒徑[75,600) μm 級分,纖維分析儀檢測結果則相對偏大,且篩網孔徑越小,偏差也越大。
2.3漿料級分分布對造紙法加熱卷煙煙草薄片性能 影響
2.3.1 造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料級分分布傳遞
為進一步研究造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分后各級分占比對產品關鍵物理性能的影響,按生產加工流程由前往后的順序,依次選取生產線3個具有代表性的漿料取樣點(第1、2、3取樣點分別為制漿工序最后1臺磨機出口、中濃壓力篩良漿、上網前勻槳機出口),調節第1取樣點3臺磨機的運行功率,如表3所示,制備4組不同打漿強度下的漿料樣品,將這4組漿料樣品分別記為1、 2°"、 3a"、4a(由 1°~4°",第1取樣點3臺磨機運行功率如表3所示),各漿料樣品依次標記為1-1、 1-2a"、 1-3a"、 1-4a",2-1、 2-2°"、 2-3a"、 2-4a",3-12、 3-2a"、 3-3a"、 3-4a",采用2.2優化后的檢測方法測定各樣品篩分后各級分占比,結果如圖8和圖9所示。
表34組漿料樣品第1取樣點的磨機功率
Table3Mill poweratthefirst samplingpoint of 4 groupsof
如圖8所示,同一組漿料樣品,當取樣點不同時,漿料篩分后各級分占比存在差異,主要表現為:粒徑 [1180,+∞ ) μm 級分占比中,第1取樣點gt;第2取樣點 gt; 第3取樣點;粒徑[75,300) μm 級分占比中,第3取樣點 gt; 第2取樣點 gt; 第1取樣點,主要原因為:在造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料生產加工過程中,取樣點在工藝流程中越靠后,漿料被處理的次數越多,相對應的漿料中的粗、長纖維組分占比則越少,細小纖維組分占比則越多。以第1組漿料為例:第1取樣點漿料粒徑[1 180,+∞ ) μm 級分占比為10.9% ,而第3取樣點漿料粒徑 [1180,+∞ ) μm 級分占比則降至 3.7% 。各漿料樣品其余級分變化規律不顯著。
由圖9可知,隨著打漿處理強度的逐漸減弱,3個取樣點下的4組漿料篩分后各級分占比呈現出一致的變化規律,其中,粒徑 [1180,+∞ )、[830,1180) μm 級分占比逐漸升高,其余組分占比均逐漸下降,以第1取樣點為例: 1a~4a 漿料樣品粒徑 [1180,+∞ ) μm 級分占比依次為 10.8% 、 25.8% 、 32.1% 、 36.1% ,[830,1180) μm 級分占比依次為 18.8% 、 20.2% 、25.1% 、 26.9% 。在打漿過程中,隨著磨機功率逐漸降低,漿料纖維受到的切斷、揉搓、擠壓等處理強度會減弱,導致粒徑較大(如 [830,+∞ ) μm )的漿料級分占比增加。
2.3.2漿料級分分布對煙草薄片性能影響
實際生產過程中,手抄片厚度、抗張強度除受漿料自身性能影響外,還受抄造成形工序網部脫水、壓榨和干燥強度等眾多因素的影響。為準確分析漿料各級分占比與基片關鍵物理性能之間的關聯關系,避免抄造成形環節外部條件的不一致影響數據結果,本研究以2.3.1中第1取樣點的4組漿料樣品為例,檢測手抄片松厚度、抗張指數、吸收性,同時對手抄片進行涂布處理,進一步制備煙草薄片和加熱卷煙樣品,并進行感官質量評價。漿料樣品篩分后各級分占比與手抄片松厚度、抗張指數、吸液高度之間的關系如圖10和圖11所示,加熱卷煙產品感官評價結果如圖12所示。
從圖10和圖11可以看出,漿料各級分占比與手抄片松厚度、抗張指數、吸收性存在一定的關聯性,當漿料中粒徑[ 1180,+∞ )、[830,1180) μm 級分占比逐漸升高時,手抄片抗張指數逐漸降低,而松厚度、吸液高度逐漸升高。當第1取樣點漿料中粒徑[1180,+∞ ) μm 級分占比由 10.9% 逐漸升高至 36.1% 時,手抄片松厚度由 3.03cm3/g 逐漸提高至 3.46cm3/g 提高了 14.2% ;吸液高度由 12.7mm 逐漸提高至16.2mm ,提高了 27.6% ;但抗張指數由 7.84N?m/g 降低至 5.05N?m/g ,降低了 35.6% 。圖12中的4組加熱卷煙樣品感官質量評價結果顯示,相比1-1\"樣品,1-2a 、 1-3a 、1-4\"樣品在香味、煙氣及勁頭、前后抽吸均勻性方面均有不同程度改善,其中1-4a樣品6項感官質量指標總得分最高。
圖12加熱卷煙樣品評價結果
Fig.12Evaluation results of heat-no-burn cigarette samples
綜上所述,在造紙法加熱卷煙煙草薄片打漿過程中,應采取疏解和輕打漿相結合的方式,使煙梗纖維得到充分的揉搓、解纖和適度切斷,盡可能避免煙末過度造碎,在生產運行連續、穩定基礎上,提高漿料中粒徑 [830,+∞ ) μm 級分占比,改善手抄片疏松性和吸液性能。因此,綜合考慮手抄片抗張指數、松厚度、吸收性指標和加熱卷煙樣品感官質量評價結果,漿料適宜的打漿條件可參考4組漿料樣品中第3組對應的磨機運行功率。
3結論
為考查漿料篩分后各級分占比及其對造紙法加熱卷煙煙草薄片手抄片松厚度、抗張指數、吸收性的影響,本研究分析了煙草原料特性,研究了適宜的漿料篩分檢測方法,考查了生產線磨漿功率與漿料篩分后各級分占比間的變化規律,探究了槳料級分分布與手抄片松厚度、抗張指數及吸收性之間的關系。
3.1煙梗和煙末纖維細胞含量低于木材,纖維較短、雜細胞多、煙梗纖維呈螺旋狀,制漿后煙梗漿為一種棒狀、較為挺硬的長條形物質,煙末漿則呈碎片狀,混合漿形態復雜,呈現出纖維狀、片狀、塊狀、長條狀等多種纖維形態。
3.2適宜造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分檢測方法為:篩板孔徑1180、830、600、300、 75μm ,篩分時間 10~20min ,漿料取樣量 10~16g ;采用離心脫水代替烘干方式處理篩后漿料各級分,可將單個漿料樣品篩分檢測時長由約 4h 縮短至 25min 以內,大大提高了漿料檢測效率,保證了漿料質量判定的及時性。
3.3造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分后粒徑[830,+∞ ) μm 級分占比與漿料濕重檢測結果相一致,而利用纖維分析儀檢測的漿料數均纖維長度與篩板孔徑的實際尺寸有一定差別。相比濕重指標,篩分后各級分占比隨混合煙草漿質量變化所呈現出的變化幅度更大,對漿料質量變化響應的靈敏性更強,可考慮將二者結合用于造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料質量判定,提高評價結果的準確性。
3.4造紙法加熱卷煙煙草薄片漿料篩分后各級分占比與手抄片松厚度、抗張指數、吸收性存在顯著關聯性,漿料中粒徑 [830,+∞ ) μm 級分占比升高時,手抄片松厚度、吸液高度升高,抗張指數降低,相對應的加熱卷煙樣品香味、煙氣及勁頭、前后抽吸均勻性均有不同程度改善。
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(責任編輯:蔡慧)