摘要
分析了烟草薄片原生产涂布系统的不足，对原涂布系统进行改造，新增涂布装置，将柠檬酸钾单独施加到烟草薄片上，研究了新喷涂技术对涂布液和烟草薄片质量的影响。结果表明，应用新喷涂技术时，涂布液的黏度降低了17.78%、含渣量降低了24.52%，涂布液渗透性提高；在未影响产品物理指标、化学指标、感官质量的基础上，烟草薄片中钾离子横幅分布均匀性提升了68.49%。
烟草薄片是以卷烟生产中的烟草废弃物为原料，利用造纸工艺加工重组而成的烟草产品，其具有密度低、填充值高、可加工性优良、产品内在品质及风格特征可塑性强等特
目前烟草薄片行业内均采用“先分后合”的工艺，即烟草原料先经热水抽提实现固液分离，然后液相经除杂、浓缩、加香后形成涂布液；固相经制浆、加纤和加填、抄造形成基片；最后经涂布工序（一般指浸渍方式）将涂布液涂布到基片上，再经烘干、分切制备得到烟草薄
太仓海烟烟草薄片有限公司（以下简称太仓海烟公司）技术人员在日常生产中发现，涂布液配制后体系含渣量较浓缩液升高，造成涂布液体系黏度升高，涂布液渗透性下降，使得涂布液性质恶化，在涂布干燥后引起烟草薄片表面发黏、结块等问题，进而影响烟草薄片的可加工性和可储存性。同时，回用涂布液离心净化时香料成分携带损失量增加，造成生产成本上升。经进一步研究表明，是因为柠檬酸钾的加入打破了涂布液体系中多种酸碱平衡及沉淀溶解平
为改善涂布液的使用性能，结合前期研究和调研情况，本研究立足烟草薄片质量提升和降本增效工作，对涂布系统进行了改造研究，新增喷涂装置，使用喷涂工艺将柠檬酸钾单独涂布到基片上，可避免其与涂布液体系反应，提高涂布液适用性的同时降低了香料成分损失。
原涂布系统工艺流程如
图1 原涂布系统工艺流程
该工艺流程存在如下问题：①涂布液体系含渣量偏高，黏度偏高，影响涂布液渗透性等使用性能，进而影响产品质量；②离心净化时，香料成分携带损失量增加，生产成本上升；③涂布系统各罐体、管道结垢显著，影响涂布液输送，定期清洁造成人工成本上升；④结垢物质进入涂布机，造成涂布辊异常磨损，引发涂布量横幅极差升高。因此在实际生产中，偶发管道堵塞问题，造成生产停机；涂布辊使用周期缩短，在涂布量横幅极差偏高时需更换涂布辊。
通过涂布液性质、烟草薄片（以下简称薄片）物理质量、化学质量、感官质量的变化分析，对比涂布系统改造前后生产的稳定性及薄片质量情况。生产条件为：纸机幅宽2640 mm，生产车速95 m/min，柠檬酸钾用量1.90%（相对绝干产品），总涂布量（浸涂和喷涂总和）为（36.0±1.0）%，基片定量（58.0±2.0）g/
测试前按照GB/T 16447—2004，将薄片放在温度（22.0±2.0）℃、相对湿度（60.0±5.0）%的环境条件平衡48 h后，测定各项性能指标。
按照GB/T 21496—2008利用高速离心机（TDL-5-A，上海安亭科学仪器厂）测定涂布液含渣量，测试条件为：温度（23.0±0.5）℃，转数3000 r/min，时间5 min。含渣量计算见
| （1） |
式中，W1为离心后上清液的质量，g；W2为离心前液体质量，g；W为离心后沉淀物占比，又称含渣量，%。
根据烟草行业对于样品化学指标的界定，按照烟草行业标准YC/T 159—2002（水溶性糖）、YC/T 160—2002（总植物碱）、YC/T 217—2007（钾）利用化学分析仪（AA3，德国SEAL）分别对样品水溶性糖、总植物碱、钾含量进行测试。
涂布液的黏度和含渣量影响涂布效果，依据生产经验，涂布液黏度越低，越利于涂布液渗透进基片，否则涂布液恶化后将有部分涂布液停留在基片表面，干燥后引起薄片发黏，造成结块等问题。具体涂布液性质如
图4 涂布液黏度与含渣量变化
图5 涂布液渗透性变化
由
由
薄片物理指标是用于衡量产品加工性和燃烧性是否符合客户需求的重要参数，具体指标如
薄片化学指标是用于衡量产品内在品质和吸味是否符合客户需求的重要参数，具体数据如
同时，为验证喷涂装置运行稳定性情况，在纸机横幅均匀裁取12点，进行了钾含量测试，每隔2 h测试1次以评价喷涂装置运行稳定性，具体数据如
图6 钾含量横幅分布情况对比
由
本研究对烟草薄片涂布系统进行了改造，新增喷涂装置，使用喷涂工艺将柠檬酸钾单独涂布到基片上。喷涂技术的应用缓解了涂布液性质恶化对烟草薄片生产中的影响，杜绝了其对涂布液体系酸碱平衡及沉淀溶解平衡的影响。
4.1 相比原涂布工艺，新涂布工艺涂布液黏度下降了17.78%，含渣量下降了24.52%。
4.2 新涂布工艺提高了涂布液渗透性，相比原涂布工艺，涂布液涂布基片1.0 s时，渗透速率增加了65.36%。
4.3 新涂布工艺制备的烟草薄片物理指标、化学指标、感官质量均符合产品质量指标要求，且与原涂布工艺产品无差。钾含量不受浸渍涂布影响，相比原涂布工艺，烟草薄片横幅极差下降了68.49%，改善了钾含量分布的均匀性。
4.4 由于当前新涂布系统仍处于完善阶段，其自控水平偏低，部分管道设置不合理，生产过程中仍需操作人员关注系统运行情况，使用喷涂装置的优越性并未完全发挥出来，未来将继续优化喷涂装置自控能力，优化管道布置，使喷涂系统具备高效、便捷、节约等特点。
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