全竹漿卷煙紙開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用研究
卷煙紙是卷煙的一種重要原材料,卷煙紙的生產(chǎn)過(guò)程對(duì)卷煙外觀、包灰、主流煙氣釋放和卷煙感官質(zhì)量等均有直接影響。植物纖維是卷煙紙中占比最大的組分,約占卷煙紙總質(zhì)量的60
我國(guó)素有“竹子王國(guó)”之稱(chēng),竹類(lèi)資源豐富,竹類(lèi)植物面積接近世界竹類(lèi)植物面積的25%,竹纖維也是我國(guó)傳統(tǒng)造紙?jiān)现?/span>
竹漿廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)卷煙紙,是國(guó)產(chǎn)特色纖維原料在卷煙用紙行業(yè)里的重要突破。可結(jié)合竹漿卷煙紙的特點(diǎn),開(kāi)發(fā)與之匹配的卷煙品規(guī),在滿足卷煙消費(fèi)者需求的同時(shí),減少對(duì)木材的依賴(lài),保護(hù)森林資源。卷煙紙對(duì)竹漿的需求和規(guī)?;\(yùn)用,也能提高竹漿的高附加值應(yīng)用。
本研究以慈竹漿纖維為研究對(duì)象,對(duì)竹漿纖維、木漿纖維和麻漿纖維的化學(xué)組分進(jìn)行分析,對(duì)比3種纖維的熱穩(wěn)定性,以及比較3種纖維機(jī)制卷煙紙的熱穩(wěn)定性和理化性能。對(duì)3種纖維卷煙紙進(jìn)行了卷煙卷制,并對(duì)卷煙的包灰性能、主流煙氣及感官質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。本研究旨在探討竹漿纖維應(yīng)用于卷煙紙生產(chǎn)及竹漿卷煙紙用于卷煙的可行性,為推動(dòng)竹漿纖維在卷煙紙中的應(yīng)用提供技術(shù)支持。
漂白慈竹漿纖維、漂白木漿纖維,由森林公司提供;漂白麻漿纖維,由Celesa公司提供;不同纖維卷煙紙,由中煙摩迪(江門(mén))紙業(yè)有限公司生產(chǎn),均由100%單一種類(lèi)纖維制備。
3種紙漿纖維漿的制漿方法均為化學(xué)法,特性參數(shù)見(jiàn)
紙漿種類(lèi) | 打漿度/°SR | 白度/% | 塵埃度/(m |
---|---|---|---|
漂白竹漿 | 12.8 | 86.0 | 27.6 |
漂白木漿 | 12.5 | 86.4 | 1.4 |
漂白麻漿 | 39.9 | 81.6 | 51.1 |
RM 20H轉(zhuǎn)盤(pán)吸煙機(jī)(德國(guó)Borgwaldtkc);7890A氣相色譜儀(美國(guó)Agilent);XS204-IC電子天平(感量0.1 mg,瑞士METTLER TOLEDO);恒溫恒濕箱(德國(guó)Binder);D23透氣度測(cè)試儀(法國(guó)索定);761 Compact IC離子色譜儀(瑞士萬(wàn)通);M250-2.5AT抗張強(qiáng)度儀(英國(guó)Testometric);TG 209 F1熱重分析儀(TG,德國(guó)Netzsch)。
所有纖維樣品測(cè)試前均在溫度(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±3)%的環(huán)境中平衡48 h。按照GB/T 2677.10—1995《造紙?jiān)暇C纖維素含量的測(cè)定》測(cè)定纖維素和半纖維素總含量;按照硝酸-乙醇法測(cè)定纖維素含量;按照GB/T 2677.8—1994《造紙?jiān)纤岵蝗苣舅睾康臏y(cè)定》測(cè)定木質(zhì)素含量。
所有卷煙紙樣品測(cè)試前均在溫度(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±3)%的環(huán)境中平衡48 h。稱(chēng)取一定量漿料纖維樣品或卷煙紙樣品(約8.0 μg)置于TG的氧化鋁坩堝內(nèi),進(jìn)行程序升溫;升溫范圍30~900 ℃,升溫速率10 ℃/min;載氣為高純度空氣,流速50 mL/min,保護(hù)氣為氮?dú)猓魉?0 mL/min。
所有卷煙紙樣品測(cè)試前均在溫度(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±3)%的環(huán)境中平衡48 h。按照GB/T 451.2—2023《紙和紙板 第2部分:定量的測(cè)定》測(cè)定卷煙紙定量;按照GB/T 23227—2018《卷煙紙、成形紙、接裝紙、具有間斷或連續(xù)透氣區(qū)的材料以及具有不同透氣帶的材料 透氣度的測(cè)定》測(cè)定卷煙紙透氣度;參考GB/T 7974—2013《紙、紙板和紙漿 藍(lán)光漫反射因數(shù)D65亮度的測(cè)定(漫射/垂直法,室外日光條件)》測(cè)定卷煙紙灰色;按照GB/T 12914—2018《紙和紙板 抗張強(qiáng)度的測(cè)定 恒速拉伸法(20 mm/min)》測(cè)定卷煙紙縱向抗張能量吸收;按照GB/T 1543—2005《紙和紙板 不透明度(紙背襯)的測(cè)定(漫反射法)》測(cè)定卷煙紙不透明度;按照YC/T 314—2009《卷煙紙中碳酸鈣的測(cè)定 電位滴定法》檢測(cè)卷煙紙?zhí)妓徕}含量;按照YC/T 275—2008 《卷煙紙中檸檬酸根離子、磷酸根離子和醋酸根離子的測(cè)定 離子色譜法》檢測(cè)卷煙紙檸檬酸根含量。
所有卷煙樣品測(cè)試前均在溫度(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±3)%的環(huán)境中平衡48 h。卷煙包灰特征指標(biāo)(灰色、裂口率、縮灰率、炭線整齊度、炭線寬度)按照YC/T 607—2024 《卷煙包灰的測(cè)定 計(jì)算機(jī)視覺(jué)法》進(jìn)行檢測(cè)。
所有卷煙樣品測(cè)試前均在溫度(22±1) ℃、相對(duì)濕度(60±3)%的環(huán)境中平衡48 h。采用GB/T 16450—2004《常規(guī)分析用吸煙機(jī) 定義和標(biāo)準(zhǔn)條件》規(guī)定的條件抽吸卷煙;按照GB/T 19609—2004《卷煙 用常規(guī)分析用吸煙機(jī)測(cè)定 總粒相物和焦油》測(cè)定卷煙主流煙氣的總粒相物和焦油釋放量;按照GB/T 23355—2009《卷煙 總粒相物中煙堿的測(cè)定 氣相色譜法》測(cè)定卷煙主流煙氣的煙堿釋放量;按照GB/T 23356—2009《卷煙 煙氣氣相中一氧化碳的測(cè)定 非散射紅外法》測(cè)定卷煙的CO釋放量;按照GB/T 23203.1—2013《卷煙 總粒相物中水分的測(cè)定 第1部分:氣相色譜法》測(cè)定卷煙主流煙氣的水分。
纖維種類(lèi) | 纖維素含量 | 半纖維素含量 | 木質(zhì)素含量 |
---|---|---|---|
竹漿纖維 | 84.46 | 7.21 | 0.37 |
木漿纖維 | 86.76 | 10.80 | 0.47 |
麻漿纖維 | 88.00 | 4.94 | 0.48 |
注 木質(zhì)素為酸不溶木質(zhì)素。
圖1 不同植物纖維熱重分析
Fig. 1 Thermogravimetric analysis of different pulp fibers
圖2 不同紙漿纖維卷煙紙熱重分析
Fig. 2 Thermogravimetric analysis of cigarette paper with different pulp fibers
圖3 檸檬酸鉀/檸檬酸鈉微分熱重分析
Fig. 3 Thermogravimetric analysis of potassium citrate/sodium citrate
根據(jù)現(xiàn)有紙機(jī)工藝裝備現(xiàn)狀和纖維特性,通過(guò)調(diào)整不同纖維的打漿參數(shù)和磨漿后纖維參數(shù),可實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)。穩(wěn)定生產(chǎn)時(shí)3種纖維磨漿參數(shù)見(jiàn)
樣品編號(hào) | 漿濃/% | 打漿度/°SR | 打漿后纖維長(zhǎng)度系數(shù)/FLI | 總功率/kW |
---|---|---|---|---|
A | 4.5 | 77.6 | 560 | 885 |
B | 4.5 | 86.5 | 360 | 1 350 |
C | 4.5 | 84.2 | 260 | 690 |
注 A:竹漿纖維,B:木漿纖維,C:麻漿纖維(以下同)。
樣品編號(hào) | 定量/(g· | 透氣度/CU | 白度/% | 縱向抗張能量吸收/(J· | 不透明度/% | 檸檬酸根含量/% | 助燃劑配比(質(zhì)量比) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
A | 31.7 | 49.9 | 91.4 | 10.0 | 78.4 | 1.53 | 1∶1 |
B | 31.6 | 50.4 | 90.5 | 9.3 | 80.5 | 1.64 | 1∶1 |
C | 32.0 | 53.3 | 90.8 | 9.8 | 78.3 | 1.62 | 1∶1 |
在其他卷煙材料參數(shù)和配方不變的條件下,采用3種紙漿纖維卷煙紙制備不同規(guī)格卷煙,并進(jìn)行包灰性能指標(biāo)檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)
樣品編號(hào) | 灰色 | 裂口率/% | 縮灰率/% | 炭線整齊度/mm | 炭線寬度/mm |
---|---|---|---|---|---|
常規(guī)-A | 168.18 | 11.57 | 29.45 | 1.73 | 1.17 |
常規(guī)-B | 168.65 | 13.40 | 30.49 | 1.65 | 1.04 |
常規(guī)-C | 169.32 | 11.45 | 30.26 | 1.95 | 1.18 |
中支-A | 174.18 | 7.97 | 31.12 | 1.41 | 1.13 |
中支-B | 169.38 | 11.05 | 31.89 | 1.45 | 0.97 |
中支-C | 168.51 | 11.25 | 31.40 | 1.34 | 0.95 |
細(xì)支-A | 168.99 | 6.96 | 33.32 | 1.39 | 1.02 |
細(xì)支-B | 165.96 | 9.65 | 33.33 | 1.29 | 0.94 |
細(xì)支-C | 162.81 | 11.74 | 31.99 | 1.20 | 0.91 |
平均值 | 168.44 | 10.56 | 31.47 | 1.49 | 1.03 |
(1) |
式中,AI為卷煙包灰綜合指數(shù),指數(shù)越大,表示包灰綜合性能越好;Gi~Di為單個(gè)樣品卷煙包灰性能指標(biāo);G~D為所有樣品包灰性能指標(biāo)均值;W灰色~W炭線寬度為卷煙包灰指標(biāo)的權(quán)重。
圖4 不同卷煙樣品的卷煙包灰綜合指數(shù)
Fig. 4 Comprehensive index of cigarette ash appearance for different cigarette samples
由
不同紙漿纖維卷煙紙制備不同規(guī)格卷煙后檢測(cè)主流煙氣的結(jié)果見(jiàn)
樣品 編號(hào) | 口數(shù) /(口· | 焦油釋放量 /(mg· | 煙堿釋放量 /(mg· | CO釋放量 /(mg· | 水分 /(mg· | 總粒相物 /(mg· |
---|---|---|---|---|---|---|
常規(guī)-A | 6.19 | 11.89 | 1.19 | 12.24 | 2.60 | 15.68 |
常規(guī)-B | 6.13 | 11.81 | 1.23 | 11.80 | 2.50 | 15.54 |
常規(guī)-C | 6.10 | 11.74 | 1.21 | 11.49 | 2.32 | 15.27 |
中支-A | 5.13 | 7.41 | 0.72 | 6.23 | 1.76 | 9.89 |
中支-B | 5.09 | 7.40 | 0.77 | 6.14 | 1.84 | 10.01 |
中支-C | 5.10 | 7.12 | 0.79 | 5.22 | 1.75 | 9.66 |
細(xì)支-A | 4.91 | 9.32 | 0.85 | 8.57 | 1.61 | 11.78 |
細(xì)支-B | 4.84 | 9.20 | 0.87 | 8.56 | 1.66 | 11.73 |
細(xì)支-C | 4.80 | 9.17 | 0.84 | 7.72 | 1.42 | 11.43 |
綜上所述,除CO釋放量存在一定差異外,3種紙漿纖維卷煙紙對(duì)同一規(guī)格卷煙主流煙氣釋放過(guò)程中焦油、煙堿、水分和總粒相物的影響無(wú)明顯差異。竹漿纖維卷煙紙制備的常規(guī)卷煙、中支卷煙和細(xì)支煙的CO釋放量比麻漿纖維和木漿纖維卷煙紙分別大0.75~1.01和0.01~0.44 mg/支,總體上竹漿纖維卷煙紙CO釋放量與木漿纖維卷煙紙相近。
將不同紙漿纖維卷煙紙制備的中支卷煙進(jìn)行評(píng)吸,其中竹漿纖維卷煙紙制備的卷煙,香氣較柔和細(xì)膩,香氣清晰,特別是在清香型卷煙中總體表現(xiàn)香氣豐富性較好,爆發(fā)性更強(qiáng),微有雜氣,余味略干凈,微有刺激;木漿纖維卷煙紙制備的卷煙,香氣較柔和細(xì)膩,有雜氣,香氣透發(fā)性好,余味略干凈,有刺激性;麻漿纖維卷煙紙制備的卷煙,香氣柔和細(xì)膩,香氣豐滿,余味干凈,無(wú)刺激性;不同植物纖維卷煙紙對(duì)卷煙感官質(zhì)量的影響各不相同,卷煙感官質(zhì)量各有特色,卷煙紙?jiān)谑褂脮r(shí)需依據(jù)具體感官需求來(lái)進(jìn)行選擇。
3.1 漂白慈竹漿可作為卷煙紙的纖維原料生產(chǎn)全竹漿卷煙紙。與木漿、麻漿纖維及其卷煙紙相比,慈竹漿纖維及其卷煙紙?jiān)诟蜏囟劝l(fā)生裂解,纖維的熱穩(wěn)定性更好。
3.2 與木漿、麻漿卷煙紙相比,慈竹漿卷煙紙對(duì)卷煙包灰綜合性能的影響無(wú)明顯差異。
3.3 與木漿、麻漿卷煙紙相比,慈竹漿卷煙紙對(duì)卷煙主流煙氣釋放中焦油、煙堿、水分和總粒相物的影響無(wú)明顯差異。但使用慈竹漿卷煙紙的卷煙主流煙氣CO釋放量較高,分別比木漿、麻漿卷煙紙高0.01~0.44 mg/支和0.75~1.01 mg/支。
3.4 慈竹漿卷煙紙對(duì)卷煙感官質(zhì)量的影響與木漿和麻漿卷煙紙不同,慈竹漿卷煙紙香氣較柔和細(xì)膩,香氣清晰,尤其是在清香型卷煙上表現(xiàn)出香氣豐富性較好、爆發(fā)性更強(qiáng)、雜氣和刺激少、余味較干凈等特點(diǎn)。
文章來(lái)源: 《中國(guó)造紙》 http://12-baidu.cn/w/zw/24523.html
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