过氧化氢在造纸法薄片中的应用初探

李　玲，高　颖，薛长森，田海龙，吴祥娇，张家树（山东瑞博斯烟草有限公司，山东临沂276400）

过氧化氢在造纸法薄片中的应用初探

李玲，高颖，薛长森，田海龙，吴祥娇，张家树
（山东瑞博斯烟草有限公司，山东临沂276400）

为提升造纸法薄片纸基的感官品质，在碱性条件下用质量分数为3%的过氧化氢溶液处理造纸法薄片浆料，通过正交试验设计，实验室抄片评吸，结果表明：用绝干浆料2%添加量的过氧化氢溶液处理浆料45 min，可以有效提升片基的感官品质；在此条件下片基中木质素质量分数降低了0.5%，下降比例达9.4%，片基的10 min吸水高度增加0.4 cm，抗张强度降低了16.3 kN/m2，其他物理指标没有明显差异。

造纸法薄片；过氧化氢；感官评价；木质素含量

造纸法薄片是利用卷烟过程中废弃的烟梗、烟末和烟碎等作为原料在一定的条件下用水浸泡萃取后固液分离；含有烟草有效成分的液体通过浓缩蒸去多余的水分，加香调制成涂布液；固料利用造纸的原理通过制浆、抄造成形为纸基；涂布液和纸基再通过涂布重组，干燥、分切制成接近烟叶的薄片，应用于卷烟生产[1]。原料萃取后固料的主要成分主要有纤维素、半纤维素、木质素和果胶质等物质，相对于固料中的其他成分，木质素结构中富含苯环，从分子结构的这个特征可以推测木质素可能是焦油中稠环芳烃类、芳香胺等有害物质的主要来源[2-3]。木质素热解的产物中含有茶酚和烷基儿茶酚，可引起涩口[4-5]，并产生药味，它通常表现出药草气、化学气息和粗糙的吸味效果[6-7]。

木质素在卷烟加工调制过程中基本不发生变化，是一种相对较为稳定的化合物[8]，但在造纸法薄片生产过程中可以通过添加助剂与过程物料中的木质素反应，从而起到降解作用。过氧化氢在造纸工业上已被广泛应用，并对其分解动力学进行了深入研究[9-10]，而在造纸法薄片生产中的添加应用研究甚少，赖玉荣等发现在常规条件下过氧化氢可以与木质素侧链上的羰基和双键反应，使其氧化，改变结构或将侧链碎解；也可与木质素结构单元苯环反应，导致苯环氧化开裂成一系列二元羧酸和芳香酸[11]。

本文将通过实验探究在造纸法薄片抄造浆料中加入适量过氧化氢降解木质素，意图在不影响造纸法薄片物理性能的前提下，提高其感官品质。

1　材料与方法

1.1材料、试剂和仪器

RBS-SD-A浆料，质量分数为3%的过氧化氢溶液，质量分数为5%的氢氧化钾溶液，碳酸钙，瓜尔胶，壳聚糖，氢氧化钠/尿素溶液，质量分数为17.5%的硫酸溶液，丙酮；纤维疏解机，抄片器，分析天平，烘箱，取样器，厚度仪，吸水率测定仪，抗张强度测定仪，低温槽，智能油浴锅，离心分离机，紫外分光光度计。

1.2方法

1.2.1感官评价正交试验设计

以纸基感官评价得分为考察指标，设计了L9（23）二因素三水平正交试验，见表1。

表1　L9（23）正交试验因素水平表

1.2.2木质素降解反应及实验室抄片

RBS-SD-A浆料6 500 g，平均分为10份，其中1份作为对照，解离5 min，待用。根据正交实验表处理待用浆料，处理同时每份浆料加入与过氧化氢溶液等物质的量的质量分数为5%的氢氧化钾溶液。处理完毕后，以浆料干质量的20%、0.2%和0.03%添加量分别加入碳酸钙、瓜尔胶和壳聚糖，以理论定量为65 g/m2实验室抄取片基，每份10张。

1.2.3感官评价

将每份片基从中随机抽取3张切丝，卷制成烟支，分别标记为1～9号，烟支质量均控制在（0.90± 0.05）g范围内，置于温度为（22±1）℃、相对湿度为（60±2）%的恒温恒湿箱中平衡48 h，组织10位评吸人员进行评吸。在相同条件下平衡48 h未用过氧化氢处理的片基卷烟为对照，标记为0号。

1.2.4氢氧化钠/尿素法测定片基木质素的含量

取感官评价得分较好，过氧化氢添加量、反应时间最优的一组片基，标记为A；未用过氧化氢处理的片基为对照，标记为B，进行木质素含量测定，每组平行测定3次。

测定步骤如下。

（1）将待测片基干燥，磨粉，过筛，得到片基粉。

（2）将步骤（1）中的片基粉，加入氢氧化钠/尿素溶液中，在温度-8～12℃搅拌30 min，离心分离，得到下层固体，即为预处理后的片基粉。

（3）将步骤（2）中的预处理后的片基粉加入质量分数为17.5%的硫酸溶液，在温度100℃搅拌反应30 min离心分离，得到上层清液和下层固体，保留滤液上层清液，将下层固体水洗至中性，用丙酮洗涤后干燥，加入氢氧化钠/尿素溶液中，于温度-8～12℃搅拌30 min，过滤，水洗至中性，将滤渣干燥至恒重，即得酸不溶木质素，称量后计算得到酸不溶木质素的含量。

（4）取步骤（3）中上层清液，稀释后测定紫外325 nm处的吸光度，通过酸溶木质素标准曲线读取酸溶木质素的浓度，按下式计算酸溶木质素的含量：w（酸溶木质素）/%=（A325nm-0.000 1）×D×V/0.002 7M式中：A325nm为滤液在紫外325 nm处的吸光度；D为滤液的稀释倍数；V为滤液的体积，L；M为片基样品的质量，mg。

（5）片基木质素含量即为步骤（3）中酸溶木质素的含量和步骤（4）中酸不溶木质素的含量之和。

1.2.5片基物理指标检测

取感官评价得分较好，过氧化氢添加量、反应时间最优的一组片基，标记为A；未用过氧化氢处理的片基为对照，标记为B，进行物理指标检测：定量的检测按照《造纸法再造烟叶片基和成品定量的测定方法》（RBSW.08-70—2015）；厚度的检测按照《造纸法再造烟叶片基和成品厚度的测定方法》（RBSW. 08-66—2015）；疏松度是指一定质量的纸的体积,在数值上是紧度的倒数，单位为cm3/g，即（厚度/定量）× 1 000；10 min吸水高度的检测参照《纸和纸板毛细吸液高度的测定（克列姆法）》（GB/T 461.1—2002）；抗张强度的检测按照《造纸法再造烟叶片基和成品抗张度测定方法》（RBSW.08-67—2015）。单个指标平行检测5次。

2　结果与讨论

2.1感官评价结果及分析

过氧化氢溶液的添加量及其在浆料中的反应时间均对片基感官品质有影响，感官评价正交试验结果见表2，试验结果因素指标分析效应曲线图见图1。

从表2可知，对于因素A（添加量），通过比较k1A、k2A和k3A，k3A最大，因此确定因素A的最优水平为A2；对于因素B（反应时间），k3B最大，可以确定因素B的最优水平为B3。从图1可知，随过氧化氢溶液添加量的增大，片基感官评价得分先增大后减小，在添加量2%时评价得分最高；过氧化氢在浆料中的反应时间越长，片基感官评价得分越高，反应时间在30～45 min时，感官品质提升幅度较大，反应时间在45～60 min时，感官品质提升幅度减缓。结合实际生产效率，可确定最优水平组合为A2B2，即过氧化氢溶液添加量为绝干浆料的2%，反应时间45 min，此时片基的感官品质较好，吸味纯净，杂气减弱。

2.2片基木质素含量测定结果及分析

用质量分数为3%的过氧化氢溶液（添加量2%、反应时间45 min）处理的浆料，片基的木质素含量比未处理的片基降低了0.5%，下降比例达9.4%，测定结果见表3。

由表3说明，过氧化氢可以与造纸法薄片浆料中的木质素反应，起到较好的降解作用。

2.3物理指标测定结果及分析

表2　感官评价正交试验结果

图1　试验结果因素指标分析效应曲线图

表3　片基木质素含量测定结果

用质量分数为3%的过氧化氢溶液（添加量2%、反应时间45 min）处理的浆料，片基的定量、厚度、疏松度没有明显变化，10 min吸水高度增加0.4 cm，抗张强度降低了16.3 kN/m2，测定结果见表4。

表4说明，过氧化氢在碱性条件下可以降解造纸法薄片浆料中的木质素，但同时破坏了部分利于纸基抄造成形的纤维素、半纤维素结构。

表4　片基物理指标检测结果

3　小结

正交试验表明，在碱性条件下，用绝干浆料2%添加量的过氧化氢溶液（质量分数为3%），处理造纸法薄片浆料45 min，可以有效提升片基的感官品质，吸味较纯净，杂气减弱；在此条件下片基中木质素质量分数降低了0.5%，下降比例达9.4%，说明过氧化氢可以与浆料木质素苯环以及侧链上的羰基、双键反应，起到降解作用；在此条件下片基的定量、厚度、疏松度没有明显变化，10 min吸水高度增加0.4 cm，抗张强度降低了16.3 kN/m2，说明过氧化氢在降解木质素的同时破坏了部分利于纸基抄造成形的纤维素、半纤维素结构，为继续探究造纸法薄片纸基中纤维素、半纤维的保护及木质素的去除打下了基础。

［1］孙德平，姚元军，刘志昌，等.Fe-CA仿酶体系处理抄造烟草薄片的研究［J］.中华纸业，2011，32（12）：46-50.

［2］胡惠仁，徐立新，董荣业.造纸化学品［M］.2版.北京：化学工业出版社，2008.

［3］纪楷滨.烟梗木质素的含量测定方法研究及结构表征［D］.广州：华南理工大学，2013.

［4］闫洪洋.我国六省烤烟样品细胞壁物质对比分析［C］//北京：2003年烟草学术交流会论文集，2004：353-362.

［5］闫克玉，闫洪洋，李兴波，等.烤烟烟叶细胞壁物质的对比分析［J］.烟草科技，2005（10）：6-11.

［6］毛多斌，马宇平.卷烟配方和香精香料［M］.北京：化学工业出版社，2001.

［7］王晔，王维生，刘百战.卷烟纸热失重和热裂解行为探索［C］//北京：中国烟草学会2005年论文集，2005：33-39.

［8］王瑞新.烟草化学［M］.北京：中国农业出版社，2003.

［9］莫淑欢.过氧化氢分解动力学研究［D］.南宁：广西大学，2008.

［10］沈葵忠，房桂干，储富祥.过氧化氢在制浆造纸工业上的应用［J］.造纸化学品，2005，17（3）：19-23.

［11］赖玉荣，张曾，黄干强.木素在过氧化氢漂白条件下的反应［J］.中国造纸学报，2005，20（2）：203-206.

本文文献格式：李玲，高颖，薛长森，等．过氧化氢在造纸法薄片中的应用初探[J]．造纸化学品，2016，28（2）∶21-24．

国家政策刺激“三大需求”助力钛白粉行业发展

近期，国家层面上稳增长的各项政策频频出台，正在采取各种措施刺激“三大需求”，即投资、消费、净出口。政策的出台将有利于钛白粉企业循环经济的大力发展。

国家“稳增长”政策的落地实施，有望带动房地产、涂料、塑料等下游需求回暖。钛白粉行业“十三五规划”经行业共同讨论近期将落定，有消息称，为促进节能减排，减少环境污染，政府将钛白粉生产企业产生的废弃物（硫酸亚铁、废酸、酸性废水，简称钛白硫酸渣）的开发利用纳入资源综合利用范围，这将促使钛白粉企业循环经济的大力发展。

钛白粉行业协会清洁生产教育与监管、循环经济等实实在在举措的实施，在目前价格和盈利处于历史底部，在行业亏损和环保高压下“僵尸”企业面临退出。行业在不断整合中走向集中，优秀企业凭借成本、资源等优势、品牌及市场优势维持高开工率，在国外巨头提价、企业库存、社会库存逐步去库存化得到明显改善的背景下，国家供给侧改革对钛白粉产业链利于健康持续发展，国内钛白粉价格有望“慢牛”上扬，趋向合理的市场价格。

（文心）

巴斯夫生物技术研发部门实施裁员

巴斯夫计划对其生物技术研发部门实施裁员350人左右，其中北美地区约140人，欧洲地区约180人。目前生物技术研发部门约有700人左右，基于公司新的重组计划，人员将减半。重组计划有望于今年年底完成。

巴斯夫董事会执行理事表示：“生物技术部门的重组将促进巴斯夫研究项目的成功，我们很有信心。我们将终止极具挑战的技术项目，避免浪费时间和财力”。

（雕龙）

理文造纸拟扩展卫生纸业务

理文造纸2015年第四季度开始生产及推出自家品牌“亨奇”系列生活用纸，集团的4台共13.5万t卫生纸生产线已在2015年全面投入生产。据悉，为配合市场需求，集团计划于2016年第四季度前再增加22万t产能，同时为解决卫生纸销售渠道不足的问题，明年将视越南的经济情况，准备把卫生纸巾推销到当地。

另据悉，除卫生纸业务外，集团将进军海外包装纸市场，于国外投资兴建造纸厂以配合拓展东南亚市场，预期启动越南后江省之造纸机项目，即相当于40万t产能，计划于2016年下半年投产。同时，集团不排除对此项业务投入更多资源。

（雕龙）

Preliminary Application of Hydrogen Peroxide in Paper-making Reconstituted Tobacco

LI Ling，GAO Ying，XUE Chang-sen，TIAN Hai-long，WU Xiang-jiao，ZHANG Jia-shu
（Shandong Rebirth Tobacco Co.，Ltd.，Linyi 276400，China）

In order to improve the sensory quality of paper-base of paper-making reconstituted tobacco，the pulp of paper-base were treated by 3%hydrogen peroxide solution under alkaline condition using orthogonal experimental design and sensory evaluation.The sensory quality of paper-base could be improved obviously under the treating conditions that 2%hydrogen peroxide solution were added to the pulp（dry basis）and treating time was 45 min.The content of lignin in the paper-base decreased 0.5%，decreased by 9.4%and tensile strength of paper-base decreased 16.3 kN/m2.The height of paper-base increased 0.4cm after absorbing water 10 min.There was no significant difference in other physical indicators.

paper-making reconstituted tobacco；hydrogen peroxide；sensory evaluation；lignin content

TS75

A

1007-2225（2016）02-0021-04

2016-01-11（修回）

李玲女士（1985-），本科，助理工程师；研究方向：造纸法薄片；E-mail：sdrbsll@163.com。