本發(fā)明屬于造紙法煙草薄片生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用陽(yáng)離子納米纖維素提高造紙法煙草薄片生產(chǎn)中漿料的留著率和濾水性能的方法。
背景技術(shù)：
造紙法煙草薄片是利用卷煙生產(chǎn)過(guò)程中廢棄的煙梗、煙末以及外加的植物纖維，通過(guò)造紙方法制備得到的卷煙原料，作為煙卷的填充物。煙梗，煙末在磨漿時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量碎片和細(xì)小纖維。這些細(xì)小組分會(huì)使?jié){料的濾水性能變差，其自身也易流失。薄片生產(chǎn)時(shí)填料的加入也在一定程度上使得漿料的濾水變差。為了解決以上問(wèn)題，同時(shí)降低卷煙煙氣中的有害物質(zhì)，再生產(chǎn)過(guò)程中需要加入一定量的助留助濾劑。煙草薄片作為一種吸食產(chǎn)品，對(duì)于助劑的要求極高，必須安全無(wú)毒。一般多采用天然高分子的改性物，如瓜爾膠、殼聚糖等,但是漿料和填料的留著率都較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法。
為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，該方法是在進(jìn)行再造煙葉漿料配漿時(shí)添加陽(yáng)離子化改性的納米纖維素，納米纖維素的添加量為煙草漿料絕干重量的0.01％-5％。
本發(fā)明所述的陽(yáng)離子化改性的納米纖維素為表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素或表面陽(yáng)離子化改性的微纖化纖維素。陽(yáng)離子化改性的納米纖維素的添加量?jī)?yōu)選為煙草漿料絕干重量的0.01％-2％。本發(fā)明在配制煙草薄片漿料的配漿池中或者沖漿泵前添加陽(yáng)離子化改性的納米纖維素。
本發(fā)明所述提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)稱(chēng)取固含量為0.05-1.0％的陽(yáng)離子化改性的納米纖維素，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度0.05-0.2％的納米纖維素溶液；
(2)稱(chēng)取粉末碳酸鈣，加去離子水配制成質(zhì)量濃度10-30％的碳酸鈣懸濁液；
(3)在配制煙草薄片漿料的配漿池中或者沖漿泵前，在攪拌強(qiáng)度700r/min～800r/min條件下，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的15％-25％向煙草漿料中加入碳酸鈣懸濁液；
(4)在攪拌強(qiáng)度700r/min～800r/min條件下攪拌10-60s后，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的0.01-5％繼續(xù)加入納米纖維素溶液；
(5)將步驟(4)得到的漿料利用造紙法抄造，得到煙草薄片。
納米纖維素比表面積極大，吸附能力極強(qiáng)，同時(shí)其表面帶有正電荷的納米纖維素可作為助留劑，吸附填料或細(xì)小組分提高留著率；另外，較大的長(zhǎng)寬比，再加之正電荷的作用使其易于形成橋聯(lián)作用從而加速濾水。
本發(fā)明選用陽(yáng)離子化改性的納米纖維素作為助留助濾劑，陽(yáng)離子化改性的納米纖維素在制備過(guò)程中經(jīng)季銨鹽改性使其表面呈正電性。納米纖維素表面陽(yáng)電荷的存在，在助留助濾體系中容易與表面帶有陰電荷的漿料纖維發(fā)生電中和反應(yīng)，吸附在纖維及細(xì)小纖維表面，還可以與細(xì)小纖維和填料發(fā)生靜電中和、橋連、鑲嵌以及氫鍵作用，使之絮凝，提高留著和濾水性能，進(jìn)而有效提升制備得到了煙草薄片的留著率和濾水性能。本發(fā)明采用的陽(yáng)離子化改性的納米纖維素添加量少，作用效果顯著，可降低高分子聚合物的添加量。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
本發(fā)明對(duì)于煙草薄片漿料的留著和濾水性能用以下4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)：
(1)單程總留著率。單程總留著率高表示陽(yáng)離子納米纖維素對(duì)于煙草漿料的留著效果好；
(2)填料留著率。填料留著率高表示納米纖維對(duì)于煙草漿料的留著效果好；
(3)煙草漿料30s內(nèi)的濾水質(zhì)量。濾水質(zhì)量高表示陽(yáng)離子納米纖維素對(duì)于煙草漿料的濾水效果好；
(4)5ml濾液的電荷密度。電荷密度越小表示陽(yáng)離子納米纖維素與纖維結(jié)合量越多，則漿料濾水留著越好。
為了便于比較，實(shí)施例中，附加羧基化納米纖維素對(duì)于煙草漿料的留著和濾水?dāng)?shù)據(jù)。如表2。
實(shí)施例1
提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)稱(chēng)取固含量為0.92％的表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素(nfc)32.61g,，加去離子水至200g,攪拌配制成質(zhì)量濃度0.15％的納米纖維素溶液；nfc的長(zhǎng)度為0.8-50μm，直徑在10-40nm，表面陽(yáng)電荷含量為0.2-1.5mmol/g；
(2)稱(chēng)取50g碳酸鈣粉末，加去離子水至320.5g，配制成質(zhì)量濃度15.16％的碳酸鈣懸濁液；
(3)稱(chēng)取800g煙草漿料(含絕干4g)，在配制煙草薄片漿料的配漿池中，在攪拌強(qiáng)度700r/min條件下，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的20％向煙草漿料中加入碳酸鈣懸濁液；
(4)首先以700r/min的速度攪拌步驟(3)得到的漿料30s,再加入納米纖維素溶液，以700r/min的速度攪拌30s,再以20再以200r/min的速度攪拌2s。納米纖維素溶液按照煙草漿料絕干質(zhì)量的0、0.05％、0.1％、0.18％、0.3％、0.4％加入。開(kāi)啟測(cè)試程序，均以300r/min轉(zhuǎn)速攪拌。測(cè)得數(shù)據(jù)如表1所示，表2為瓜爾膠不同添加量的測(cè)定數(shù)據(jù)。
表1表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素對(duì)于煙草漿料助留助濾的影響
表2羧基化納米纖維素對(duì)于煙草漿料助留助濾的影響
留著濾水性能的測(cè)試都由dfr-04動(dòng)態(tài)濾水儀測(cè)定；濾水質(zhì)量為30s內(nèi)煙草漿料的濾水質(zhì)量。
表1和表2結(jié)果表明，采用表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素較采用羧基化納米纖維素，漿料的單程總留著率填料留著以及濾水性能都有較大的提高。表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素添加量為0.1％和0.4％時(shí)，單程總留著和填料留著分別增長(zhǎng)了2.2％和12％，3.7％和22％。相較而言，羧基化納米纖維素效果不理想。
分別取留著、濾水的濾液，靜止4-5h,取5ml濾液上清液補(bǔ)加去離子水5ml，采用電荷測(cè)試儀測(cè)定電荷含量。測(cè)定數(shù)據(jù)如表3和表4所示。
表3表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素留著濾液電荷含量
表4表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素濾水濾液電荷含量
表面陽(yáng)離子化改性的納米纖絲纖維素對(duì)于漿料濾液中的陰離子垃圾有降低的作用，當(dāng)陽(yáng)離子用量為0.1％和0.3％時(shí)，留著濾液和濾水濾液中的陰離子比電荷量較空白樣分別下降了0.052meg/l和0.058meg/l,0.029meg/l和0.042meg/l,即42.7％和47.5％，26.4％和38.2％。
實(shí)施例2
提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)稱(chēng)取固含量為0.05％的表面陽(yáng)離子化改性的微纖化纖維素(mfc)，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度0.05％的納米纖維素溶液；
(2)稱(chēng)取碳酸鈣粉末，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度10％的碳酸鈣懸濁液；
(3)稱(chēng)取煙草漿料，在配制煙草薄片漿料的沖漿泵前，在攪拌強(qiáng)度800r/min條件下，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的15％向煙草漿料中加入碳酸鈣懸濁液；
(4)在攪拌強(qiáng)度800r/min條件下攪拌60s后，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的0.01％繼續(xù)加入納米纖維素溶液；
(5)將步驟(4)得到的漿料利用造紙法抄造，得到煙草薄片。
實(shí)施例3
提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)稱(chēng)取固含量為1.0％的表面陽(yáng)離子化改性的微纖化纖維素(mfc)，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度0.2％的納米纖維素溶液；
(2)稱(chēng)取碳酸鈣粉末，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度30％的碳酸鈣懸濁液；
(3)稱(chēng)取煙草漿料，在配制煙草薄片漿料的沖漿泵前，在攪拌強(qiáng)度750r/min條件下，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的25％向煙草漿料中加入碳酸鈣懸濁液；
(4)在攪拌強(qiáng)度750r/min條件下攪拌10s后，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的5％繼續(xù)加入納米纖維素溶液；
(5)將步驟(4)得到的漿料利用造紙法抄造，得到煙草薄片。
實(shí)施例4
提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)稱(chēng)取固含量為0.8％的nfc，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度0.1％的納米纖維素溶液；
(2)稱(chēng)取碳酸鈣粉末，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度20％的碳酸鈣懸濁液；
(3)稱(chēng)取煙草漿料，在配制煙草薄片漿料的配漿池中，在攪拌強(qiáng)度750r/min條件下，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的22％向煙草漿料中加入碳酸鈣懸濁液；
(4)在攪拌強(qiáng)度750r/min條件下攪拌20s后，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的2％繼續(xù)加入納米纖維素溶液；
(5)將步驟(4)得到的漿料利用造紙法抄造，得到煙草薄片。
實(shí)施例5
提高造紙法煙草薄片漿料留著率和濾水性能的方法，按以下步驟進(jìn)行：
(1)稱(chēng)取固含量為0.2％的nfc，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度0.2％的納米纖維素溶液；
(2)稱(chēng)取碳酸鈣粉末，加去離子水?dāng)嚢枧渲瞥少|(zhì)量濃度25％的碳酸鈣懸濁液；
(3)稱(chēng)取煙草漿料，在配制煙草薄片漿料的配漿池中，在攪拌強(qiáng)度750r/min條件下，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的18％向煙草漿料中加入碳酸鈣懸濁液；
(4)在攪拌強(qiáng)度750r/min條件下攪拌40s后，按照煙草漿料絕干質(zhì)量的1％繼續(xù)加入納米纖維素溶液；
(5)將步驟(4)得到的漿料利用造紙法抄造，得到煙草薄片。