[发明专利]一种应用于造纸法再造烟叶的改性碳酸钙的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开一种应用于造纸法再造烟叶的改性碳酸钙的制备方法，属于造纸法再造烟叶技术领域。

背景技术

造纸法再造烟叶是指利用废弃的烟梗、烟叶碎片、烟末以及部分低档次烟叶为原料，先用水等溶剂进行提取，提取后的固形物利用造纸设备和原理等进行打浆、抄造成片基，提取液经过浓缩调香等处理制成涂布液，再回涂到片基上形成的接近天然烟叶的烟草薄片，可直接作为卷烟的填充物，用于卷烟的生产。

造纸法再造烟叶的生产中常添加一定量的碳酸钙，它能直接影响到再造烟叶薄片的松厚度、强度、吸液性能及外观性能，而且还能间接地影响再造烟叶的燃烧速率、灰分含量、灰色以及烟气中有害物质的释放量等。碳酸钙的加入还可以降低生产成本，并改善薄片的吸食品质。

目前造纸法烟草薄片的基片生产中常用填料为沉淀碳酸钙（PCC）。由于PCC的粒径很小，往往不能有效地借助于机械截留作用而实现其自身的留着，导致其在纸机网部流失严重，基片灰分偏低，而基片灰分偏低又带来吸液性能、外观性能、吸食性能变差以及原料成本增大等诸多问题。再加上现在很多造纸法烟草薄片的生产厂家仍采用传统的单层成形网，这使得以上问题变得更加严重。若要使碳酸钙在薄片上留着相当的量，则需要加大碳酸钙的加填量。但随着加填量的逐渐增加，碳酸钙的留着率往往有所下降，使造纸白水体系中的细小组分含量显著增加，由此在一定程度上增加了实际应用的困难性，也使加填量具有一定的局限性（通常在15%-20%以下）。

为解决以上问题，许多学者做了大量的研究。李文昱等人对打浆前加入碳酸钙和在线加入碳酸钙这两种不同加入碳酸钙的方式进行对比实验和分析。结果表明，碳酸钙在线加入的方式较打浆前加入碳酸钙的方式，再造烟叶产品灰分提高34.95%。这说明在线加入碳酸钙方式能提高碳酸钙的使用效率，有利于再造烟叶生产的节能减排。但是此方法并未能显著地提供碳酸钙的留着率，且在线加入碳酸钙的方式导致碳酸钙在片基上分布不均。张林霄等人研究碳酸钙的添加量及添加阶段对造纸法再造烟叶灰分和涂布率的影响。结果表明，随着碳酸钙用量的增加，其灰分和涂布率有较小幅度的上升，而在加入壳聚糖后，这两项指标均会有较大的提升；将碳酸钙在打浆前加入到浆料中，其灰分和涂布率也会比碳酸钙在打浆后加入到浆料中有所提高。此方法虽然提高了碳酸钙的留着率，但是碳酸钙的流失率依然较高，污水处理难度较大，不利于节能减排工作的进行。孙德平等人分别在实验室和纸机中试考察了重质碳酸钙（GCC）替代轻质碳酸钙（PCC）作为填料在造纸法烟草薄片的基片生产中的应用情况。结果表明：同加填PCC相比，加填GCC可明显提高基片灰分和吸液性能。卷烟评吸专家对加填GCC和PCC的基片进行评吸后认为加填200目GCC的基片具有最佳的吸食品质。此方法提高了基片的灰分和吸食品质，但是重质碳酸钙的产品质量不稳定，会造成后期的再造烟叶片基质量不稳定等后果。

对于目前已经出现的提高碳酸钙的留着率的方法，大都是单纯地改变碳酸钙的添加方式、用量、种类，实际应用上并没有显著改善留着率的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：本发明提供了一种应用于造纸法再造烟叶的碳酸钙的制备方法；该改性碳酸钙的粒径均匀，在再造烟叶中的留着率高，制得的烟草薄片吸食品质较好。

本发明的目的在于提供一种应用于造纸法再造烟叶的改性碳酸钙的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按50~150g/L的比例将生石灰加入到50～90℃的水中消化0.5~2.5h；

（2）将步骤（1）中消化好的悬浮液陈化8～24h得到Ca(OH)₂浆液；

（3）按改性剂与生石灰质量比为1:5～1:10的比例将改性剂加入到步骤（2）得到的浆料中搅拌0.5～2.5h；所述改性剂为柠檬酸、磷酸二氢铵、六偏磷酸钠按质量比为1:1:1的比例混合得到的混合物；

（4）设定碳化温度和搅拌速度，向步骤（3）中得到的混合溶液中通入二氧化碳或者二氧化碳和氮气的混合气体进行碳化反应；

（5）直到步骤（4）的反应体系的pH为6.2～6.5，按5~20g/L的比例将添加剂加入到体系中继续搅拌；添加剂为柠檬酸钾和苹果酸钾按3:1～1:1比例混合而得到的混合物；

（6）继续通气一段时间后，反应结束，将所得产物进行真空抽滤、干燥、研磨后即制得改性碳酸钙。

优选的，本发明步骤（3）中所述搅拌的速度为500～3000rmp。