[發明專利]一種應用于造紙法再造煙葉的改性碳酸鈣的制備方法

在審

• 申請號: 201610125116.7
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105768177A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 張艷林;胡勁;李軍;段云彪
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: A24B3/14
• 分類號: A24B3/14;C01F11/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開一種應用于造紙法再造煙葉的改性碳酸鈣的制備方法，屬于造紙法再造煙葉技術領域。

背景技術

造紙法再造煙葉是指利用廢棄的煙梗、煙葉碎片、煙末以及部分低檔次煙葉為原料，先用水等溶劑進行提取，提取后的固形物利用造紙設備和原理等進行打漿、抄造成片基，提取液經過濃縮調香等處理制成涂布液，再回涂到片基上形成的接近天然煙葉的煙草薄片，可直接作為卷煙的填充物，用于卷煙的生產。

造紙法再造煙葉的生產中常添加一定量的碳酸鈣，它能直接影響到再造煙葉薄片的松厚度、強度、吸液性能及外觀性能，而且還能間接地影響再造煙葉的燃燒速率、灰分含量、灰色以及煙氣中有害物質的釋放量等。碳酸鈣的加入還可以降低生產成本，并改善薄片的吸食品質。

目前造紙法煙草薄片的基片生產中常用填料為沉淀碳酸鈣（PCC）。由于PCC的粒徑很小，往往不能有效地借助于機械截留作用而實現其自身的留著，導致其在紙機網部流失嚴重，基片灰分偏低，而基片灰分偏低又帶來吸液性能、外觀性能、吸食性能變差以及原料成本增大等諸多問題。再加上現在很多造紙法煙草薄片的生產廠家仍采用傳統的單層成形網，這使得以上問題變得更加嚴重。若要使碳酸鈣在薄片上留著相當的量，則需要加大碳酸鈣的加填量。但隨著加填量的逐漸增加，碳酸鈣的留著率往往有所下降，使造紙白水體系中的細小組分含量顯著增加，由此在一定程度上增加了實際應用的困難性，也使加填量具有一定的局限性（通常在15%-20%以下）。

為解決以上問題，許多學者做了大量的研究。李文昱等人對打漿前加入碳酸鈣和在線加入碳酸鈣這兩種不同加入碳酸鈣的方式進行對比實驗和分析。結果表明，碳酸鈣在線加入的方式較打漿前加入碳酸鈣的方式，再造煙葉產品灰分提高34.95%。這說明在線加入碳酸鈣方式能提高碳酸鈣的使用效率，有利于再造煙葉生產的節能減排。但是此方法并未能顯著地提供碳酸鈣的留著率，且在線加入碳酸鈣的方式導致碳酸鈣在片基上分布不均。張林霄等人研究碳酸鈣的添加量及添加階段對造紙法再造煙葉灰分和涂布率的影響。結果表明，隨著碳酸鈣用量的增加，其灰分和涂布率有較小幅度的上升，而在加入殼聚糖后，這兩項指標均會有較大的提升；將碳酸鈣在打漿前加入到漿料中，其灰分和涂布率也會比碳酸鈣在打漿后加入到漿料中有所提高。此方法雖然提高了碳酸鈣的留著率，但是碳酸鈣的流失率依然較高，污水處理難度較大，不利于節能減排工作的進行。孫德平等人分別在實驗室和紙機中試考察了重質碳酸鈣（GCC）替代輕質碳酸鈣（PCC）作為填料在造紙法煙草薄片的基片生產中的應用情況。結果表明：同加填PCC相比，加填GCC可明顯提高基片灰分和吸液性能。卷煙評吸專家對加填GCC和PCC的基片進行評吸后認為加填200目GCC的基片具有最佳的吸食品質。此方法提高了基片的灰分和吸食品質，但是重質碳酸鈣的產品質量不穩定，會造成后期的再造煙葉片基質量不穩定等后果。

對于目前已經出現的提高碳酸鈣的留著率的方法，大都是單純地改變碳酸鈣的添加方式、用量、種類，實際應用上并沒有顯著改善留著率的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題：本發明提供了一種應用于造紙法再造煙葉的碳酸鈣的制備方法；該改性碳酸鈣的粒徑均勻，在再造煙葉中的留著率高，制得的煙草薄片吸食品質較好。

本發明的目的在于提供一種應用于造紙法再造煙葉的改性碳酸鈣的制備方法，具體包括以下步驟：

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

（2）將步驟（1）中消化好的懸浮液陳化8～24h得到Ca(OH)₂漿液；

（3）按改性劑與生石灰質量比為1:5～1:10的比例將改性劑加入到步驟（2）得到的漿料中攪拌0.5～2.5h；所述改性劑為檸檬酸、磷酸二氫銨、六偏磷酸鈉按質量比為1:1:1的比例混合得到的混合物；

（4）設定碳化溫度和攪拌速度，向步驟（3）中得到的混合溶液中通入二氧化碳或者二氧化碳和氮氣的混合氣體進行碳化反應；

（5）直到步驟（4）的反應體系的pH為6.2～6.5，按5~20g/L的比例將添加劑加入到體系中繼續攪拌；添加劑為檸檬酸鉀和蘋果酸鉀按3:1～1:1比例混合而得到的混合物；

（6）繼續通氣一段時間后，反應結束，將所得產物進行真空抽濾、干燥、研磨后即制得改性碳酸鈣。

優選的，本發明步驟（3）中所述攪拌的速度為500～3000rmp。