再造烟叶生产过程中白水的综合回收利用

再造烟叶生产过程中白水的综合回收利用

赵春雷1，寇霄腾1，苏瑶2，丁嘉2，梁峰岭2

（1.安徽中烟工业有限责任公司蚌埠卷烟厂，安徽蚌埠233000；2.安徽中烟再造烟叶科技有限责任公司技术中心，安徽蚌埠233000）

造纸法再造烟叶生产过程类似于造纸工艺过程，在生产过程中会产生大量白水，由于不同位点产生白水的质量分数有较大波动，生产上将白水进行综合回收利用。白水的多级分类利用将有效降低白水系统的质量分数波动，生产1 t再造烟叶产品的水耗由64.86 m3降低至35.45 m3，同时保证了产品品质。

再造烟叶；白水；多级回收；综合利用

0 引言

烟草行业从1998年开始研究与应用造纸法再造烟叶，至今已有10多年，目前已逐步成为中式卷烟重要而不可或缺的原料。但是，对比国外行业发展情况，当前国产工艺技术水平尚有明显不足，为了提高造纸法再造烟叶的工艺技术水平，国内外进行了大量的工艺技术研究[1-4]。随着烟草行业对再造烟叶领域的不断重视，全国新建数条再造烟叶生产线，但大多并未对白水系统进行多级分类处理，而是采用混合后用于冲浆过程的方法。此法由于各位点白水质量分数有较大差异，在混合过程中势必造成质量分数波动，从而引起冲浆后上网浆料质量分数的不稳定，且由于白水使用位点的单一，使大量白水无法充分利用而外排。

在造纸行业将白水封闭循环分为等级，以白水回用率或1 t纸耗用清水量表示系统的封闭程度。1 t纸耗用清水量超过2.85 m3的视为开放系统，低于2.85 m3的视为全封闭系统[5]，尽管方式不同但均以耗用清水量去定义白水系统的作用效果。在造纸企业中工艺设备对水质的要求各不相同，白水回用可以按照供水要求分类，因此人们摸索总结出一种“按质用水、清浊分流、分片循环、一水多用”的方法，即“分质-串级-循环”用水法[6-8]。因造纸行业的白水回用研究远远早于再造烟叶行业，因此在白水回用方面造纸行业有较多可以借鉴使用的成熟方式，但其中大部分均需要结合再造烟叶行业的特殊性质进行一系列改进。

在再造烟叶领域的白水应用研究主要集中在将白水视为一种生产产生的废水并进行废水处理方面，而在白水的实际运用方面较少涉及，再造烟叶生产过程中液相的质量分数稳定性作为一个备受关注的变量因素，往往对生产线乃至成品品质波动起到重要的作用。但在现有国内造纸法再造烟叶生产线中，鲜有对其重点关注的研究出现。因此，有必要对再造烟叶生产过程中白水的综合利用加以分析研究。

1 再造烟叶生产工艺及白水系统简介

再造烟叶原料经萃取、精制浓缩、制浆等工艺进入纸机段完成抄造成纸，最终经过涂布、切片、打包完成生产全过程。在生产中原料按照液相、固相2条不同的工艺路线分别完成加工，液相加工工艺主要为对萃取液进行多级净化处理、浓缩等，固相工艺主要是将原料浆料切断、分丝帚化为抄造成纸做准备。固相原料进入纸机段质量分数约为1%，经纸机各类脱水、干燥设备后质量分数变为75%左右，在此过程中将产生大量水资源，故将此类水称为白水，围绕白水的生产系统称为白水系统。白水的用处为固相原料在加工过程中进行质量分数调节，萃取段、制浆段、纸机段质量分数依次约为5%，3%，1%，此质量分数梯度均使用白水调节加以实现。

2 再造烟叶生产线白水多级回收系统运行情况

整个白水系统并非简单的并联使用，各白水种类之间还有互相转化补充的工序过程。根据各白水不同质量分数，由于浓白水与调浓白水质量分数接近，在调浓白水量较大存在溢流直排时可回流至冲浆白水桶，避免纤维及水源浪费。

白水系统工艺见图1。

图1 白水系统工艺

介于白水其产生位点的不同，研究人员对其赋予不同定义，多种白水各自具有不同的质量分数范围、处理方式、使用方法。通过有针对性的分类处理并加以回收综合利用，达到最大程度上减少白水排放、降低水耗。针对纸机段产生的白水位点大体进行分类命名为网下白水、浓白水、稀白水、调浓白水、压榨白水、澄清水、超清滤液等。

2.1 浓白水

浓白水来源产量统计见表1。

表1 浓白水来源产量统计

2.2 稀白水

稀白水来源产量统计见表2，压榨白水筛进出口液相质量分数变化见图2。

表2 稀白水来源产量统计

图2 压榨白水筛进出口液相质量分数变化

压榨白水筛过滤后液相作为稀白水来源之一，影响后续生产。由图2可知，压榨白水筛在运行中不仅产生少量的、不可利用的细小纤维外，还可以起到稳定出口液相质量分数的作用。

2.3 澄清水

澄清水来源产量统计见表3，白水过滤器进出口液体质量分数变化见图3。

表3 澄清水来源产量统计

图3 白水过滤器进出口液相质量分数变化

白水过滤器作为此处第2级过滤，对质量分数稳定、水质的保证有较大意义。由图3可知，相同的物料在经过压榨白水筛后，液相再经过白水过滤器进行处理，此刻液相的质量分数标准偏差由0.013 253%降低至0.004 822%，质量分数得到进一步稳定。2.4调浓白水储存池经损纸浓缩筛后液相部分

将白水储存池设置为约90 m3立方型无搅拌器容器，并为避免澄清水产生量大于实用量，将其设置于白水储存池旁，且安装单向溢流装置，在保证澄清水不溢流产生浪费的基础上防止白水储存槽内高浓度液体回流至澄清水池。白水储存槽出料泵进口管道接于白水储存槽中部区域，借助槽体上部来料对槽内液体的冲击维持上部液体的质量分数稳定，且为槽内细小纤维提供充足空间进行沉淀。

3 系统运行优点

3.1 质量分数稳定

将造纸法再造烟叶生产过程中产生的白水进行串并联，在很大程度上稳定了白水质量分数，避免单一白水使用位点带来的白水质量分数波动问题，减少了白水质量分数波动对生产稳定性的影响及对成品品质带来的波动。

网下白水调整前后质量分数见图4。

图4 网下白水调整前后质量分数

由图4可知，在相同样本量情况下，调整前标准差为0.184%，调整后为0.068%，相比有较大改善。3.2合理的回用位点选择及节水手段

结合各白水产生位点白水质量分数、产生量差异赋予其不同使用方式，各使用方式如下。

（1）浓白水质量分数0.5%，主要用于在冲浆白水桶处将质量分数为2.7%左右已混合好的浆料稀释至1%左右，方便纸机流浆箱使用。

（2）稀白水中含纤维较少，质量分数约为0.3%，主要是经过多级分步处理后产生澄清水作为冲洗使用。

稀白水及喷淋位点需水量统计见表4。

表4 稀白水及喷淋位点需水量统计

由表4可知，稀白水经两级处理后质量分数达0.04%左右，已满足部分生产设备对喷淋水质的要求，可以加以使用，此处可降低水耗约15.56 m3/h。

（3）调浓白水质量分数0.8%，主要是用于萃取段、制浆段泵前调节和稳定泵出口质量分数使用。

在生产正常运行中，白水储存槽底部排污阀以适当阀位开启，稳定槽内液位，将无法利用的细小纤维以较大质量分数排出系统。外排白水质量分数平均值由0.463 4%上升至0.881 2%。

白水储存槽调整前后排污质量分数见图5。

图5 白水储存槽调整前后排污质量分数

3.3 降低水耗

再造烟叶白水系统由于白水中大量的细小纤维无法排出系统，因而必须采取白水直排的手段稳定白水系统中细小纤维比例，以避免对纸机生产造成影响；而伴随白水的大量外排，在生产系统内部仍需加入大量清水以满足生产需要，此系统将直排的白水纤维质量分数控制在较大数值，使无法利用在系统内部循环的细小纤维排出，减少白水外排总量，降低系统各位点清水的使用量。

质量分数数据统计见表5。

表5 质量分数数据统计

在相同生产条件下对使用前后进行分析得到，使用后纤维质量分数为原有的1.901 5倍，在外排细小纤维总量相同时，外排水量将减小为原有的52.59%。以该系统使用前白水外排的流量40 m3/h为例，该系统将节约清水18.96 m3/h，会在很大程度上减少全线系统的清水用量，在根本上降低生产水耗，从而降低生产成本。

清水用量统计见表6。

表6 清水用量统计

表6对生产线稳定生产时全线总清水加入点流量进行了2 h统计，结合生产线水耗统计分析，在系统稳定运行后，1 t产品水耗由原来的64.86 m3下降至35.45 m3左右。

4 结论

经过上述针对再造烟叶生产线白水多级回收系统的详细描述及数据对比可以得出，该系统在稳定生产线白水质量分数、降低水耗、有效去除细小纤维、维持产品稳定性等方面具有较好的实践意义。在白水外排单一位点，1 t产品水耗下降12.64 m3，稀白水回收利用上节水15.56 m3/h，网下白水质量分数波动值的标准偏差由0.184%降低至0.068%，最终整体将1 t产品水耗降低至35 m3左右，大大节省了清水使用量。

[1]Ya Dai，Guanglin Feng，Dongliang Li，et al.Method for improving tobacco stem quality through combing steam explosion and enzyme treatment technology：China，CN 2011/00077[P].2012-02-16.

[2]Zili Liu，Feng Peng，Xiaoguo Liu.Study on tobacco stem and tobacco dust making reconstituted tobacco paper-base[J]. Advancel Materials Research，2012（7）：550-553.

[3]郑松明，郑松辉.一种以烟梗和烟末为原料生产造纸法再造烟叶的工艺：中国，CN 1565286[P].2005-01-19.

[4]王亮，王磊.造纸法再造烟叶原料的纤维形态与结构的研究[J].中国造纸学报，2013（2）：12-14.

[5]何北海，欧建志，肖萍，等.造纸清洁生产与白水封闭循环[J].广东造纸，2000（4）：4-9.

[6]唐国民，何北海．我国造纸白水回用的现状及对策探讨[J].广西轻工业，2003（6）：7-10.

[7]宋文.回用白水用做纸机喷淋水可降低能耗[J].国际造纸，2011（30）：6-9.

[8]陶晓秋，黄玫.杀青方法对烟叶化学成分影响的研究[J].现代农业科技，2008（16）：180-182.◇

The Comprehensive Recovery Utilization of White Water in the Process of Reconstituted Tobacco Manufacture

ZHAO Chunlei1，KOU Xiaoteng1，SU Yao2，DING Jiasheng2，LIANG Fengling2
（1.Bengbu Cigarette Factory，China Tobacco Anhui Industrial Co.，Ltd.，Bengbu，Anhui 233000，China；2.Technical Center，China Tobacco Anhui Reconstituted Tobacco Technology Co.，Ltd.，Bengbu，Anhui 233000，China）

Paper-making reconstituted tobacco manufacture process is similar to paper technology.Therefore，a large quantity of white water produced in the manufacture process of reconstituted tobacco.In order to save the water consumption，the manufacture process adopted the comprehensive recycling utilization for different white water.The white water consumption of per ton reconstituted tobacco decreased from 64.86 m3to 35.45 m3.Meanwhile，the recycled white water quality is stable after treatment by different process.

reconstituted tobacco；white water；multilevel recycling；complex utilization

X703.1

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.03.029

1671-9646（2017）03b-0006-03

2017-03-29

赵春雷（1976—），男，本科，工程师，研究方向为卷烟加工工艺。