造纸法烟草薄片研究进展
更新日期:2018-01-05     来源:纸和造纸   浏览次数:222
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随着对卷烟消费者健康的日益关注,以及控烟浪潮在全球的兴起,卷烟降焦成为全世界烟草行业的共识[1];同时,烟叶销售价格的逐年提高,节约烟叶使用量成为烟草行业的共识和必然举措。烟草薄片应用于卷烟生产,可以提高烟草原料的利用率(该利用率美国为99 %,日本为95 %,我国约为50 %)[2],降低卷烟生产成本;同时,它还可以降低卷烟中的焦油含量。
烟草薄片主要的制造方法有三种,分别为辊压法、稠浆法、造纸法。相较于辊压法和稠浆法,造纸法烟草薄片具有诸多优势,得到了大范围的推广和使用:
(1)物理性能:密度较小,纤维组织结构疏松,透气性好,燃烧性能好,焦油释放量较小,成丝率高,填充值高于传统烟叶;
(2)化学特性:造纸法烟草薄片具有很强的可塑性,生产过程中可以人为的设计添加、改变和调整生产配方。
(3)经济效益:以烟叶碎片、烟末、烟梗等为原料,用造纸法加工再造烟叶,提高了烟草原料的利用率。
鉴于造纸法烟草薄片的诸多优点,世界上大多数烟草公司,都采用造纸法生产烟草薄片。随着国家烟草专卖局“十一五”发展规划的出台,国家烟草专卖局组织实施了“薄片工程”,重点进行工业化的造纸法再造烟叶技术的研究与开发,近年来,取得了较大的发展和进步[3]。
此外,新型烟草制品的发展进一步拓展了烟草薄片的应用潜能,其在加热非燃烧型卷烟中得到了普遍应用。
本文综述了近年来造纸法烟草薄片在生产工艺、原料与配方方面的研究进展,对其在新型烟草制品中的应用情况进行了追踪,并对造纸法烟草薄片的发展趋势进行了展望。
2 造纸法烟草薄片研究进展
2.1 生产工艺
经典的造纸法烟草薄片也叫两步造纸法,第一步是将烟草原料进行固、液分离,第二步是再将固、液结合,是一种利用现代的制浆造纸技术和机械设备发展而成的烟草薄片制造技术。
随着烟草企业对造纸法烟草薄片的越发重视,其生产工艺逐步优化并出现了一些新的变化和发展,其主要体现在:1)生产工艺相关步骤参数优化;2)生产工艺中增加新的处理工艺。
2.1.1 生产工艺参数优化
王凤兰等[4]通过控制烟混浆打浆度和外混浆打浆度及其配比,使烟草薄片片基的各项性能指标达到最优水平。研究表明,烟梗采用低浓磨浆方式,添加60~80 目的烟末抄造的烟草薄片,松厚度和柔软性好,且降低有害物质的含量[5]。吴立群等[6]将固液分离出的固相烟草原料送入高频疏解机进行疏解,生产出的烟草薄片松厚度好、吸收性好、柔软性好。孙霞等[7]研究表明,萃取温度、料液比、萃取时间等能显著影响造纸法烟草薄片中烟梗、烟末的萃取效率,在其确定的最佳工艺条件下, 烟梗和烟末的萃取率分别为48.52 %和53.76 %。刘志昌[8]利用尿包萃取造纸法烟草薄片生产中烟梗、烟末,烟梗和烟末的萃取率分别达54.12%和56.36%。曾健[9]创造性地采用控制磨浆磨盘、磨浆间隙、磨浆段数和磨浆浓度等指标,实现了对烟草薄片纸基性能的全面改善。孙德平等[10]研究表明,采用低浓磨浆并添加适量的壳聚糖抄造的烟草基片的综合质量较好,配抄浆料的留着和滤水性能好。陈超等[11]优化了甘草渣烟草薄片生产工艺:1)浸渍条件:液比1:8、浸渍温度70℃时间30min;2)磨浆阶段,第一段与第二段磨盘间隙分别为0.40mm,0.20mm;3)第三段磨浆间隙为0.15mm;按造纸两步法抄造薄片纸基,70 g /m2的薄片的物理性能最佳。
2.1.2 生产工艺中增加新的处理或前处理工艺
近年来,生物技术与造纸法烟草薄片技术在生产中有机结合,可以选择性的改变烟草化学成分,明显提升烟草薄片的品质。
刘蓓等[12]通过菌株发酵造纸法烟草薄片,增加了造纸法烟草薄片中总糖和还原糖的含量,显著降低了纤维素、果胶以及淀粉等有害前体物的含量。郑小嘎等[13]在造纸法薄片生产工艺烟梗浸提过程中添加复合酶制剂,将烟梗内大分子物质进行转化分解,提高了造纸法薄片内在质量。葛少林等[14]使用酸性蛋白酶、果胶酶、淀粉酶对薄片原料进行生物降解,利用磷酸盐、磷酸一氢盐等美拉德反应催化剂,在线促进烟草水溶液的美拉德反应,该处理方法制得的薄片,刺激性和杂气低、香味谐调、余味得到提升。毛耀等[15]通过调节烟草薄片精制液的pH值,并加入果糖和不同种类的氨基酸经高温浓缩处理,制成的薄片烟气中NNK、巴豆醛、CO和NH3等多种有害成分的含量明显降低。安瑞[16]利用白腐菌的粗酶液处理烟梗盘磨机械浆( RMP) ,烟梗RMP的木素降解率为33. 48%,抗张指数为9.13 N·m/g,柔软度为518 mN,且处理后的造纸法烟草薄片的木质杂气减少。孙德平等[17]在造纸法烟草薄片生产的烟草原料制浆阶段,加入模拟酶,能降低烟草薄片中木质素含量,使吸味品质得到提升。李鲁[18]研究表明,在pH值5.2的烟草水溶液中, 蛋白质的最佳酶解温度为50~ 60℃,随着酶添加量与酶解时间的增加, 蛋白质含量逐渐降低, 可溶性氮以及游离氨基酸含量逐步增加。孙德平等[19]在造纸法薄片烟梗原料制浆阶段,加入Fe3+- 血红素仿生物催化剂,有效提高了烟草薄片抗张强度和柔软度。程唱合等[20]研究表明,醇化处理烟梗和烟末的浓缩萃取液,对烟草薄片的主要致香成分及感官质量均有不同程度的改善。