造纸法再造烟叶烟梗专用粗解磨片技术

赵亚奇，武士杰，关 平，王 杰，孙光发，李 伟

（1.红云红河烟草（集团）有限责任公司新疆卷烟厂，新疆乌鲁木齐 830000；2.云南中烟再造烟叶有限责任公司，云南昆明 650000）

0 引言

打浆作为造纸法再造烟叶生产过程中的一道关键工序，其目的是利用磨片的摩擦和搓揉作用处理经过提取挤干后的固体物料，形成分丝、细纤维化的浆料，使其具备适应抄纸机抄造生产和产品品质需求的质量要求。而双盘磨是打浆过程中最重要的设备，磨片是双盘磨对浆料纤维进行处理的核心元件，因此打浆过程磨片选择、工艺参数设计对造纸法再造烟叶浆料的质量起着至关重要的作用。目前，造纸法再造烟叶行业磨浆设备及磨片选择主要沿用及借鉴造纸行业处理木浆、草浆制浆设备进行使用，由于市场上没有专门针对烟草原料生产的磨浆设备专用磨片，从而造成造纸法再造烟叶烟草原料在进行粗解及制浆过程中出现纤维分布不均，烟梗粗解横向切断严重，纵向烟草纤维分丝帚化效果差，切断严重，烟草浆料造碎严重，浆料细小纤维含量大，浆料得率较低，烟草纤维打浆后粗纤维含量高，抄片后硬度较高，柔软性能差，产品在切丝加工过程容易跑片；且现使用粗解磨片属铸铁材料制造，局部磨损变形较快，使用周期内浆料质量波动大，磨片磨损大及磨片易损坏等问题。

因此，为解决造纸法再造烟叶烟梗原料在粗解过程存在的问题，有必要选用适合造纸法再造烟叶烟梗原料使用的磨浆专用磨片进行针对性开发及研究，从而提高制浆过程中浆料得率，降低打浆能耗，稳定成浆质量为抄造工序提供均匀稳定的浆料。

1 专用粗解磨片设计

现使用的600 磨片为扇形分区直通齿、摩擦切断型磨片，磨片无挡、无封边，齿槽从进浆段到出浆段是直通的，转盘转动时进入齿槽的烟梗在离心力的作用下，一部分在整个齿缘上沿切线抛向定盘齿槽，在转盘和定盘磨齿间进行粗解，另一部分沿齿槽向外移动直接通过齿槽，不经过粗解，还有进入定盘齿槽的烟梗也不经过烟梗直接通过齿槽，造成粗解不均匀，另外齿槽较宽宽、深及烟梗在齿槽中的流速快，通过齿槽的烟梗中未被粗解的纤维占比越大。

专用磨片为扇形分区尖齿、撕裂型磨片，为阻止烟梗直接从齿槽中通过，在齿面上设置多道由内到外、倾斜方向与磨齿转动方向相同的挡浆弧，迫使烟梗在转盘和定盘间来回粗解，这样，粗解后纤维质量比较均匀，粗纤维含量减少；另一方面磨片齿形为尖齿型：磨齿在运转过程中磨齿能够楔入烟梗物料，产生的撕力，且力的作用较为集中，使物料沿撕裂面破碎成两块，并在作用点处产生局部破碎，随后物料受离心力的作用进入下一级齿槽中，进行下一级撕裂，同时动盘、定盘磨齿设计为互锁状可以纤维束更好的导向盘磨，提高分丝效果。

2 专用粗解磨片效果验证

2.1 实验方法

利用专用设计的粗解磨片和现用粗解磨片，对经浸泡后的烟梗进行粗解，分别对粗解烟梗磨设备进刀0 mm，0.5 mm，1 mm，1.5 mm，2 mm，然后利用纤维筛分仪分析检测粗解烟梗纤维的效果。

检测方法：分别取粗解磨片和现用粗解磨片粗解后的烟梗纤维，测定样品水分含量，称取10±0.05 g 绝干粗解梗，加入2000 mL 的水分，充分搅拌均匀和分散。将烟梗纤维悬浮液注入最高级的筛分槽中，各筛分槽装有筛网，筛分槽成阶梯式，当粗解烟梗悬浮液从一个容器流到另外一个容器时，在不同筛网上留住不同长度、宽度的粗解烟梗。在一定的水流速度下，筛分一定时间后，收集起各筛分槽内的纤维，烘干、恒重后，按各级网目存留纤维量对投入试样的质量百分率报告的结果，用来测定并评价粗解烟梗的纤维特性。

2.2 专用粗解磨片效果分析

由图1 可知，优化改进后的磨片不同的进刀量对烟梗粗解影响较大，未通过14 目的烟梗粗解纤维比较多，随着进刀量的增加，烟梗破碎的力度更大，粗解更均匀彻底。进刀在（1～2）mm时效果不明显，进刀在（0～0.05）mm 时小于14 目的烟梗粗解纤维与经过梗高浓1 级磨打浆后的纤维效果较为接近。和目前生产烟梗粗解磨粗解的效果相比，烟梗粗解效果明显提升，粗梗的占比约减小10%～27%。

图1 不同进刀烟梗粗解未通过14 目筛分效果对比

由图2 可知，在（14～28）目，烟梗纤维含量占比较小，进刀0 mm 明显优于0.5 mm，1 mm，1.5 mm，2 mm 和现有磨片粗解效果，其次进刀2 mm 相对比其他几个较好。由图3 可知，通过28 目筛的纤维占比相对较好，现生产的粗解比较少，说明现有生产中粗烟梗含量多，解纤的作用变弱，在制浆过程中增加制浆的难度。

图2 不同进刀烟梗粗解通过14 目筛分效果对比

图3 不同进刀烟梗粗解通过28 目筛分效果对比

由图4、5 可知，，随着进刀量的增加，梗粗解后，分散越均匀，粗解效果降低。当优化改进后的磨片进刀0mm 时，筛分通过100目时，占单个粗解纤维的23.55%，现有生产的设备粗解磨粗解纤维仅2.71%，对比发现经烟梗高浓1 级打浆（16.78%）通过100 目纤维占比小于进刀0、0.5mm 时，与进刀1.5mm 时较为接近。

图4 不同进刀烟梗粗解通过48 目筛分效果对比

图5 不同进刀烟梗粗解通过100 目筛分效果对比

由图6 可看出生产线的烟梗粗解后含有大量粗大纤维束和较多的烟梗碎片，磨片通过优化改进后粗解的烟梗纤维中粗大纤维束和烟梗碎片明显减少。另一方面随着进刀量增加，粗大纤维束含量也随着增加，基本不存在烟梗碎片。

图6 烟梗粗解对比效果

3 结论

通过对造纸法再造烟叶粗解磨片进行专用开发及设计，烟梗纤维得到较好的粗解，筛选后效果明显优于现用磨片，特别是进刀0 mm 和0.5 mm 时，其次就是进刀2 mm，保证了粗解后烟梗纤维的分丝化，有利于后续打浆。随着进刀量的增加，其未通过14 目筛的纤维占比增加，但都小于生产线粗解占比，其通过100目筛的纤维占比增加，但都优于生产线粗解比例，有利于纤维与纤维之间、纤维与磨齿之间的摩擦作用，增加纤维的分丝作用，减少粗解过程中的粗大纤维束和烟梗碎片含量。