煙用甘蔗精制纖維素的制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于卷煙生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及煙用甘蔗精制纖維素的制備方法 及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是煙草大國(guó)，卷煙的年產(chǎn)量和消耗量穩(wěn)居世界第一，卷煙生產(chǎn)原料的需求非 常巨大。再造煙葉是利用煙梗、碎煙葉及低次煙葉等卷煙下腳料或煙草廢料配方組合后進(jìn) 行重組再造工藝處理加工制造得到的一種卷煙原料。造紙法是制備再造煙葉的重要方法之 一，在煙梗、碎煙葉及低次煙葉中添加適宜的纖維制備高品質(zhì)的再造煙葉稱為本領(lǐng)域研宄 的重點(diǎn)。
[0003] 甘蔗是我國(guó)重要的糖料作物，本領(lǐng)域針對(duì)榨取蔗糖后的甘蔗渣在應(yīng)用于制備再造 煙葉方面已有相關(guān)的研宄，具體是參照煙梗、煙末等廢棄料的處理方法，將甘蔗渣經(jīng)浸提后 制漿得到甘蔗漿料與煙梗、煙末等漿料按照絕干重量比5:95~30:70的比例進(jìn)行混合抄片 得到再造煙葉。
[0004] 但是，甘蔗渣屬于皮、髓質(zhì)混合，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，甘蔗纖維中所含的各種成分對(duì)再造煙 葉的品質(zhì)具有不同程度的影響。目前沒(méi)有關(guān)于精制甘蔗纖維素在制備再造煙葉方面的研宄 報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有煙草生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域?qū)Ω收崂w維利用技術(shù)的 不足，提供一種煙用甘蔗精制纖維素的制備方法。采用本發(fā)明方法可以成功制備得到a_纖 維素含量在92%以上的精制纖維素。
[0006] 本發(fā)明另一要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供所述精制纖維素在制備再造煙葉方面的應(yīng) 用，為優(yōu)選再造煙葉用非煙草纖維提供技術(shù)支持。
[0007] 本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
[0008] 提供一種煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，以甘蔗渣為原料，將甘蔗渣磨碎后進(jìn) 行預(yù)水解、燒堿法蒸煮和ODEp三段漂白，然后通過(guò)堿精制處理，制取得到純度在90 %以上 的纖維素。
[0009] 優(yōu)選地，所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法包括以下步驟：
[0010] Si.選擇甘蔗渣原料，風(fēng)干除雜，磨碎成粉末；
[0011] S2.預(yù)水解：將Sl步驟所得蔗渣的粉末平衡水分，加入水和酸液，密封條件下進(jìn)行 水解反應(yīng)，水解反應(yīng)結(jié)束后，將蔗渣和液體一并擠出并收集廢液得預(yù)水解樣，將預(yù)水解樣洗 絳干凈；
[0012] S3.將燒堿加入S2步驟處理過(guò)的預(yù)水解液中進(jìn)行蒸煮；
[0013] S4.將經(jīng)S3步驟處理過(guò)的預(yù)水解液經(jīng)DtlEpD1三段漂白處理，所述DOEpDl三段漂 白處理的工藝條件為：
[0014] DciiClO2LOK 漿濃 10%，溫度 60°C，時(shí)間 60min ;
[0015] Ep :NaOH I. 5%，H2O2O. 5%，漿濃 10%，溫度 65°C，時(shí)間 90min ;
[0016] D1:C10 20 . 4%，漿濃 10%，溫度 70°C，時(shí)間 90min。
[0017] S5.堿精制處理得到精制纖維素。
[0018] S3所述的蒸煮是在S2步驟處理過(guò)的預(yù)水解樣中加入蒸汽和適量的燒堿液，密封 條件下進(jìn)行蒸煮反應(yīng)，蒸煮反應(yīng)結(jié)束后，將紙漿和液體分離，并將紙漿洗滌干凈。
[0019] 優(yōu)選地，Sl所述甘蔗渣采用新臺(tái)糖R0C16品種的甘蔗的渣。
[0020] 進(jìn)一步優(yōu)選地，所述甘蔗渣采用廣西地區(qū)出產(chǎn)新臺(tái)糖R0C16品種的甘蔗的渣。
[0021] 優(yōu)選地，Sl所述粉末為40~60目。
[0022] 優(yōu)選地，S2所述水解反應(yīng)的條件為：升溫時(shí)間為60~70min，水解反應(yīng)溫度為 155~160°C，保溫時(shí)間為60min，液比為1 :6,酸液的質(zhì)量百分比濃度為0. 50~1.00%。
[0023] 進(jìn)一步優(yōu)選地，S2所述水解反應(yīng)的條件為：升溫時(shí)間為60~70min，水解反應(yīng)溫度 為155°C，保溫時(shí)間為60min，液比為1 :6,酸液的質(zhì)量百分比濃度為0. 50%。
[0024] 優(yōu)選地，所述酸液為硫酸溶液。
[0025] 優(yōu)選地，S5所述堿的加入量為相對(duì)于預(yù)水解樣質(zhì)量的13~19%，更為優(yōu)選地，所 述喊的加入量為17~19%。
[0026] 本發(fā)明同時(shí)提供所述精制纖維素的應(yīng)用，具體是將所得精制纖維素按不同比例添 加到煙梗漿和煙末漿中，制備再造煙葉紙基。
[0027] 所述煙梗漿和煙末漿的處理參照現(xiàn)有技術(shù)制備，按照本發(fā)明方法精制得到的纖維 素：煙梗漿：煙末漿的質(zhì)量比為10~40% :40~10% :50~60%的比例進(jìn)行配比和抄造， 得到再造煙葉紙基。
[0028] 進(jìn)一步優(yōu)選地，按照本發(fā)明方法精制得到的纖維素：煙梗漿：煙末漿的質(zhì)量比為 20% :20% :60%的比例進(jìn)行配比和抄造，得到再造煙葉紙基。
[0029] 本發(fā)明還提供一種再造煙葉，以上述再造煙葉紙基涂布涂布液烘干即得，所述涂 布液為煙末浸提液的濃縮液。
[0030] 本發(fā)明的有益效果是：
[0031] 本發(fā)明以新臺(tái)糖R0C16為原料，通過(guò)提供針對(duì)性的處理工藝，充分發(fā)揮出其綜纖 維素、聚戊糖含量高、各種抽出物含量較低的優(yōu)點(diǎn)，為分離制取精制纖維素提供一種優(yōu)選的 原料。
[0032] 本發(fā)明提供了科學(xué)的整體工藝，采用"酸性預(yù)水解+堿性蒸煮+三段漂白"，制備分 離得到a_纖維素含量在90%以上的精制甘蔗纖維素。所得精制甘蔗纖維素在再造煙葉的 制備方面獲得很好很好的應(yīng)用效果，應(yīng)用所述纖維素的再造煙葉的整體質(zhì)感和口腔舒適度 都有明顯優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1酸用量對(duì)水解PH值和得率的影響。
[0034] 圖2預(yù)水解得率與聚戊糖脫除率間的關(guān)系。
[0035] 圖3堿用量對(duì)紙漿物理性能的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的試 劑和原料為本領(lǐng)域常規(guī)市購(gòu)的試劑和原料。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例中涉及的百分?jǐn)?shù) 為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
[0037] 實(shí)施例1原料選擇
[0038] 本發(fā)明通過(guò)以不同地區(qū)產(chǎn)甘蔗纖維原料的物理化學(xué)特性分析實(shí)驗(yàn)進(jìn)行原料選擇。 為免贅述，本實(shí)施例僅以云南產(chǎn)云蔗03品種的甘蔗渣、廣東產(chǎn)粵糖00品種的甘蔗渣和廣西 產(chǎn)新臺(tái)糖R0C16品種的甘蔗渣為原料進(jìn)行說(shuō)明。
[0039] I. 1實(shí)驗(yàn)儀器
[0040] 植物粉碎機(jī)，精密電子天平，馬弗爐，水浴鍋，鼓風(fēng)干燥箱，循環(huán)水真空泵，快速水 分測(cè)定儀，電熱板，DR5000分光光度計(jì)，索氏抽提器及其它常規(guī)分析用玻璃器皿。
[0041] 1.2原料及處理
[0042] 蔗渣原料分別由云南某糖廠、廣東某糖廠和廣西某糖廠提供，原料干度約50% ; SWBQ0010特種纖維原料由廣東中煙提供。隨機(jī)取具有代表性的蔗渣原料，風(fēng)干后用8目篩 篩除碎片和塵土，然后采用四分法取大約200克甘蔗纖維，然后用植物粉碎機(jī)磨碎成粉末， 過(guò)篩之后，收集40~60目粉末，貯存在密封塑料袋中平衡水分，供后續(xù)測(cè)定分析蔗渣化學(xué) 成分時(shí)使用。
[0043] 1. 3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
[0044] 所述品種的甘蔗纖維和SWBQ0010特種纖維的化學(xué)組分分析結(jié)果列于下表1中。
[0045] 從表1可以看出，云南產(chǎn)甘蔗纖維的灰分含量為1. 24%，廣西產(chǎn)甘蔗纖維的灰分 含量為0.75%，在三個(gè)主要產(chǎn)區(qū)甘蔗纖維中，云南產(chǎn)甘蔗纖維的灰分含量最高。由于灰分主 要成分為鈣、鉀、鈉、鎂、錳和磷、二氧化硅等無(wú)機(jī)物，這些元素均是植物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)所需，鉀離 子含量較高對(duì)煙草制品是相對(duì)有益的，煙葉中鉀含量的增加可增強(qiáng)煙葉的持火力，促進(jìn)卷 煙煙支燃燒，進(jìn)而降低卷煙焦油含量，提高卷煙的安全性。在YC/T 16. 3-2003《再造煙葉第 3部分：造紙法》中，也把鉀含量作為其特性指標(biāo)之一，因此灰分對(duì)甘蔗纖維在再造煙葉中的 應(yīng)用不構(gòu)成負(fù)面影響。但是，灰分含量太高尤其是金屬離子含量高的樣品，燃燒后灰燼的顏 色發(fā)暗；另外，灰分高會(huì)引起纖維分離精制過(guò)程管道結(jié)垢、且對(duì)廢液回收造成困難。因此，從 灰分來(lái)看，云南產(chǎn)甘蔗纖維相對(duì)廣西、廣東產(chǎn)甘蔗纖維較差。
[0046] 表1云南地區(qū)代表性甘蔗纖維原料的化學(xué)組分
[0047]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
51. 選擇甘蔗渣原料，風(fēng)干除雜，磨碎成粉末；
52. 預(yù)水解：將Sl步驟所得蔗渣的粉末平衡水分，加入水和酸液，密封條件下進(jìn)行水解 反應(yīng)，水解反應(yīng)結(jié)束后，將蔗渣和液體一并擠出并收集廢液得預(yù)水解樣，將預(yù)水解樣洗滌干 凈；
53. 將燒堿加入預(yù)水解液中進(jìn)行蒸煮；
54. 將經(jīng)S3步驟處理過(guò)的預(yù)水解液經(jīng)DtlEpD1三段漂白處理，所述DtlEpD 1三段漂白處理 的工藝條件為： Dci=ClO 2 L 0%，漿濃 10%，溫度 60°C，時(shí)間 60min ; Ep :NaOH L 5%，H2O2 0? 5%，漿濃 10%，溫度 65°C，時(shí)間 90min ; D1:C10 2 0? 4%，漿濃 10%，溫度 70°C，時(shí)間 90min ;
55. 堿精制處理得到精制纖維素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，所述甘蔗渣采 用廣西地區(qū)的新臺(tái)糖R0C16品種的甘蔗的渣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，S2所述水解反 應(yīng)的條件為：升溫時(shí)間為60~70min，水解反應(yīng)溫度為155~160°C，保溫時(shí)間為60min，液 比為1 :6,酸液的質(zhì)量百分比濃度為0. 50~1. 00%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，所述水解反應(yīng) 溫度為155°C，酸液的質(zhì)量百分比濃度為0. 50%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，所述酸液為 硫酸溶液。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，S3步驟所述燒 堿的加入量為相對(duì)于預(yù)水解樣質(zhì)量的13~19%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述煙用甘蔗精制纖維素的制備方法，其特征在于，S3步驟所述燒 堿的加入量為17~19%。
8. 權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)制備方法制備得到的精制纖維素的應(yīng)用，其特征在于是將所 得精制纖維素按不同比例添加到煙梗漿和煙末漿中，制備再造煙葉紙基。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，按照本發(fā)明方法精制得到的纖維素：煙梗 漿：煙末漿的質(zhì)量比為10~40% :40~10% :50~60%的比例進(jìn)行配比和抄造，得到再造煙 葉紙基，優(yōu)選按照本發(fā)明方法精制得到的纖維素：煙梗漿：煙末漿的質(zhì)量比為20% :20% :60% 的比例進(jìn)行配比和抄造，得到再造煙葉紙基。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種煙用甘蔗精制纖維素的制備方法及應(yīng)用，以甘蔗渣為原料，將甘蔗渣磨碎后進(jìn)行預(yù)水解、燒堿法蒸煮和漂白處理，然后通過(guò)堿精制處理，制取得到纖維素。所述纖維素添加于煙梗漿和煙末漿一起抄造得到品質(zhì)優(yōu)良的再造煙葉紙基。本發(fā)明提供了科學(xué)的整體工藝，采用“酸性預(yù)水解+堿性蒸煮+三段漂白”，制備分離得到a-纖維素含量在90%以上的精制甘蔗纖維素。所得精制甘蔗纖維素在再造煙葉的制備方面獲得很好的應(yīng)用效果，應(yīng)用所述纖維素的再造煙葉的整體質(zhì)感和口腔舒適度都有明顯優(yōu)勢(shì)。
【IPC分類】D21C9-14, D21C1-04, D21C3-02, D21C9-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104746374
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510129190
【發(fā)明人】曾健, 徐峻, 趙瑞峰, 李軍, 饒國(guó)華, 劉熙
【申請(qǐng)人】廣東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司, 華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日