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逐步回归法优化填料改性与助剂提高烟草薄片浆料留着率的研究

  • 俞海军 1
  • 李刚 2
  • 马扩彦 1 ✉
  • 陈昆燕 1
  • 周学政 1
  • 唐杰 1
  • 杜红毅 1
  • 张玲玲 1
  • 周沫希 1
  • 寇明钰 1
1. 重庆中烟工业有限责任公司技术中心，重庆，400060； 2. 山东瑞博斯烟草有限责任公司，山东临沂，276000

中图分类号： TS7； TS45

最近更新：2024-05-30

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2024.05.019

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  • 出版信息
EN 引
目录contents

摘要

采用了均匀实验设计方法和多元二次回归方程，研究了不同填料改性剂（烟叶碎片浆或针叶木浆、阳离子淀粉、硬脂酸钠、六偏磷酸钠）以及三元助留剂（壳聚糖、阳离子瓜尔胶、膨润土）对浆料留着率和碳酸钙分布均匀性的影响。结果表明，各因子贡献率中，壳聚糖、瓜尔胶、膨润土和针叶木浆更有利于提高浆料留着率。在烟叶碎片浆和针叶木浆的双因素交互作用图中，存在5种不同的变化趋势。大生产（不改性）烟草薄片的浆料留着率为68.8%，抗张强度为0.378 kN/m。通过回归方程优化参数并经实验验证，采用烟叶碎片浆和针叶木浆改性，再结合多元助剂，所得烟草薄片的浆料留着率分别达92.9%和94.9%，抗张强度分别提高了30.2%和28.8%。碳酸钙包裹烟叶碎片浆或针叶木浆形成的复合体，均能相对均匀分散在烟草薄片中。

烟草薄片是利用烟叶和卷烟全生产过程中废弃的烟片、烟梗、烟末等原料，采用制浆造纸工艺抄造而成的片状再生产品[

1-3]。在烟草薄片的生产过程中，磨浆过程会产生大量的细小组分，其如果不能在抄造过程中被充分利用而随白水流出，会给环境带来负面影响，所以提高浆料留着率一直是该领域的研究重点。提高浆料留着率不仅能有效利用烟草资源，而且使生产过程更为环保[4-6]。张玉娟等[7]对烟草薄片浆料的湿部化学进行分析，发现瓜尔胶能提高浆料的滤水性和留着率。刘皓月等[8]发现阳离子改性纳米纤维素（CNFC）所带正电荷密度越大，对提高烟草浆料和填料的留着以及浆料的滤水性能越有利。同时，刘皓月等[9]进一步研究发现，阳离子纳米纤维素与瓜尔胶组成的双元体系比二者单独使用时，更能改善烟草浆料的滤水和留着性能。朱红琴等[10]将负载烟梗颗粒添加到浆料中，以提高浆料留着率和致香成分含量，结果表明，在最优条件下，烟草薄片抄造留着率增加9.50%，致香成分含量增加11.78%。卓治非等[11]通过控制浆料湿重，调控摆振转速、流浆箱压力、唇口开度，改进成形板以及加入新助剂，来提高烟草薄片网部留着率，结果表明，在湿重5.5 g时浆料留着率最高，为62.51％，使用改进后的成形板，网部留着率提升至73.49％，当总压148 mm H2O、唇口开度11.5 mm、摆振转速300 r/min时，留着率最大。陈绍全等[12]研究发现羧甲基纤维素比壳聚糖、瓜尔胶、阳离子瓜尔胶更能有效提高烟草薄片的浆料Zeta电位、动态滤水性能和单程留着率。在上述单一或多助留剂的基础上，本团队率先研究了碳酸钙添加方式对烟草薄片的影响，对比直接加入碳酸钙、淀粉单独改性碳酸钙的方式，烟梗纤维先吸附后淀粉改性碳酸钙的方式能有效提高碳酸钙留着率及在基片的分布均匀性[13]。接着采用回归方程建模，探讨了烟梗纤维先吸附后淀粉改性的碳酸钙改性剂以及多元助留剂组合，对烟草薄片中碳酸钙留着率的影响[14]。而微观形貌显著不同的浆料（烟叶碎片、木浆纤维）参与改性，又会对烟草薄片的浆料留着率以及改性所得基片的性能和微观形貌产生影响。

本研究选取不同浆料（烟叶碎片、针叶木浆纤维）参与碳酸钙改性，首先依据均匀设计表进行实验，并运用二次多项式逐步回归方法建模，分别得到烟叶碎片浆和针叶木浆参与改性的各因子贡献率。同时，结合模型探讨了改性过程中单因素和双因素的影响，经模型参数优化及验证实验，制得烟草薄片。最终，比较了不同浆料改性方式，对烟草薄片中碳酸钙分布的均匀性和物理性能的影响。

1 实验

1.1　实验原料、试剂及设备

1.1.1　实验原料和试剂

烟梗、烟末碎片，重庆中烟工业有限责任公司；壳聚糖（脱乙酰基度85%），沂水连城商贸有限公司；阳离子瓜尔胶（电荷密度2.55 mmol/g），山东福旺嘉生物科技有限公司；阳离子淀粉（电荷密度0.20 mmol/g），山东福洋生物科技有限公司；硬脂酸钠，苏州诚亿达化工有限公司；六偏磷酸钠，江苏瑞多生物工程有限公司；漂白针叶木浆，上海誉衡商贸有限公司；轻质碳酸钙（PCC，粒径3~5 μm，纺锤型），江油市都江钙品有限公司；膨润土（粒径小于10 μm），济南中玫新材料科技有限公司。

1.1.2　实验设备

磁力搅拌器，上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司；IR-120快速水分测定仪，美国丹佛公司；DDJ动态滤水仪、ZQS12-100打浆度测试仪、ZQS2-23打浆机，陕西科技大学机械厂；PFI磨浆机，日本KRK公司；PTI纸样抄取器，德国Frank公司；BX51光学显微镜，日本Olympus公司；TM-1000扫描电子显微镜（SEM），日本日立公司；ZL-300A纸与纸板抗张实验机，长春森林纸张试验机有限责任公司；ZUS-4纸张厚度测定仪，四川长江造纸有限责任公司。

1.2　实验方法

1.2.1　实验设计、建模及分析

实验方案选择了7个因素，包括了4种碳酸钙改性剂（烟叶碎片或木浆纤维组成的浆料、阳离子淀粉、硬脂酸、六偏磷酸钠）和3种助留剂（壳聚糖、阳离子瓜尔胶、膨润土），运用均匀设计法[

15]开展实验，具体参数如表1和表2所示，实验重复3次，结果取平均值。由于实验中因素较多，并且部分因素之间存在一定的交互作用，简单线性回归模型并不能很好地解决问题，而多项式回归模型可以更好地拟合非线性关系。因此，对改性剂和助留剂7个因素采用极差归一化进行变换[14]，以烟草薄片的浆料留着率（Y，%）为因变量，运用二次多项式逐步回归方法建模；基于回归方程，对各因素变量的偏相关系数所得的t值分别进行1-1/t变化和汇总，求得各因子贡献率，对比分析烟叶碎片和木浆纤维之间的差别和单因素影响的变化，及其具有明显交互作用的双因素影响的变化。

表 1  烟叶碎片浆改性实验参数
Table 1  Test parameters of tobacco fragment pulp modification ( % )
改性实验改性剂用量助留剂用量浆料留着率
烟叶碎片浆（X1）阳离子淀粉（X2）硬脂酸（X3）六偏磷酸钠（X4）壳聚糖（X5）阳离子瓜尔胶（X6）膨润土（X7）
S1 60 10 1 0.4 0.25 0.1 0.5 89.8
S2 100 15 5 1.0 0.05 0.25 0.2 84.1
S3 75 30 3 0.8 0.6 0.05 0.4 90.2
S4 25 20 4 0.6 0.5 0.15 0 89.8
S5 60 25 1 1.0 0.4 0.4 0.6 90.0
S6 50 20 4 1.2 0.3 0.3 0.5 89.2
S7 40 30 2 0.2 0 0.2 0.7 81.1
S8 40 15 4 0.8 0.2 0.2 1.0 89.6
S9 50 25 3 1.5 0.1 0.05 0.8 81.5
S10 25 20 2 1.2 0.15 0.1 0.1 83.2

注   改性剂用量相对于碳酸钙，助留剂用量相对于绝干浆，下同。

表 2  针叶木浆改性实验参数
Table 2  Test parameters of softwood pulp modification ( % )
改性实验改性剂用量助留剂用量浆料留着率
木浆（Z1）阳离子淀粉（Z2）硬脂酸（Z3）六偏磷酸钠（Z4）壳聚糖（Z5）阳离子瓜尔胶（Z6）膨润土（Z7）
M1 30 25 2 0.6 0.3 0.05 0.8 90.7
M2 30 10 5 0.8 0.1 0.1 0.4 83.0
M3 10 20 3 0.6 0.25 0.2 0.6 89.9
M4 25 25 3 0.4 0.2 0.05 0.4 86.7
M5 25 20 1 1 0.1 0.15 0.8 87.0
M6 20 15 4 0.4 0.4 0.15 1 91.9
M7 20 15 2 1 0.4 0.05 0.2 85.9
M8 40 30 3 0.8 0.3 0.15 0.2 88.6
M9 10 30 4 1.2 0.25 0.1 0.6 86.3
M10 40 20 4 1.2 0.2 0.1 1 88.2

1.2.2　烟草原料的制浆

漂白针叶木浆板加水浸泡，然后采用PFI磨浆机打浆，至打浆度40 °SR；烟梗、烟叶碎片分别用热水浸泡提取2次，过滤所剩固体物，加水调节浆浓，用打浆机获得烟叶碎片浆和烟梗浆（打浆度23 °SR）。

1.2.3　碳酸钙改性

浆料吸附：在三口烧瓶中先后加入PCC、烟叶碎片或针叶木浆纤维浆料，在50 ℃下充分混合30 min，使PCC与浆料有效吸附与结合。

淀粉改性：参考文献[

13-14]，保持浆料吸附的反应条件不变，依次往三口烧瓶中加入阳离子淀粉、硬脂酸钠、六偏磷酸钠，每一步均充分混合20 min，反应结束即得改性PCC。

1.2.4　烟草薄片抄造

往烧杯中加入称量好的烟梗、烟叶碎片、针叶木浆纤维的混合浆料（按照6∶4∶0.5的质量比），加水调配并充分混合，再加入改性PCC（添加量为混合浆料绝干质量的15%）充分搅匀，然后依次加入多元助剂搅拌均匀。将上述调配后的浆料，在PTI纸样抄取器上抄片、干燥，得到烟草薄片。

1.2.5　浆料单程留着率的测定

接取500 mL用水分散的混合浆料和改性PCC充分混合（浆浓0.3%，相当于2.5 g绝干浆），依次加入3种助留剂（壳聚糖、阳离子瓜尔胶、膨润土），搅拌均匀后倾倒于动态滤水仪中，在500 r/min的转速下搅拌1 min后，开启排水阀门，收集前100 mL的滤液，用滤纸（已恒质量）过滤，干燥、称量，按照式(1)计算浆料单程留着率（R，%）。

R=（S0-5S）/S0×100%=（1-C/C0）×100% （1）

式中，S0表示500 mL浆料中固形物质量，g；S 表示100 mL滤液中固形物质量，g；C0表示浆浓，%；C表示滤液质量分数，%。

1.2.6　显微结构分析

将经打浆机打浆得到的烟叶碎片浆、烟梗浆和针叶木浆3种浆料样品悬浮液分别滴到载玻片上，然后直接在显微镜下放大观察，并截取显微图片。

1.2.7　微观形貌分析

将不同浆料改性的碳酸钙样品的悬浮液滴到载玻片上，低温干燥后利用SEM观察微观形貌；将烟草薄片样品用导电胶带固定在样品台上，用SEM观察微观形貌；测试工作电压20 kV，放大倍数500~1 000倍。

1.2.8　烟草薄片物理性能的测定

按照方程优化的结果，进行验证实验，得到的相应烟草薄片，参照GB/T 12914—2018进行抗张强度的测定，参照GB/T 451.3—2002进行厚度的测定。

2 结果与讨论

2.1　浆料的显微结构

图1为不同浆料的显微结构。由图1可知，在烟叶碎片浆中，除了可以观察到导管等杂细胞外，还可观察到大量的片状表皮细胞以及碎裂成细小颗粒的表皮细胞；而在木浆中，组成成分较为纯净，几乎都是较为平直、细长的纤维，且纤维的两端尖、中间粗，呈纺锤状。

图1  不同浆料的显微结构

Fig. 1  Microstructure of different pulps

2.2　浆料留着率数据的基本统计分析及回归模型

表3为不同浆料的基本统计表。由表3可知，烟叶碎片浆和针叶木浆的变异系数均小于10%，具有弱变异性；偏度系数均为负值，表明二者均为左偏峰，但由于烟叶碎片浆的偏度系数更小，因此烟叶碎片浆比针叶木浆更偏左；烟叶碎片浆的峰度系数小于0，为尖峰分布，基本接近正态分布，而针叶木浆的峰度系数为0，符合正态分布。

表3  不同浆料的基本统计
Table 3  Basic statistics for different pulps
类别均值/%极小值/%极大值/%标准差/%变异系数/%偏度系数峰度系数
烟叶碎片浆 86.85 81.13 90.15 3.86 4.44 -0.62 -1.79
针叶木浆 87.82 81.04 91.85 2.59 2.95 -0.18 0

根据实验结果建模，采用二次多项式逐步法，得到烟叶碎片浆和针叶木浆的回归方程，分别如式(2)和式(3)所示。

Y=83.909-6.216X2+0.052X3+12.688X5-0.473X7-0.264X1X7+1.961X3X6-

4.022X5X6+9.693X6X7 （2）
Y′‍=87.491+4.089Z1Z1-8.124Z3Z3-0.751Z5Z5-1.597Z1Z4-2.374Z1Z6+6.408Z3Z6-0.096Z4Z6+6.604Z5Z7 （3）

表4给出了烟叶碎片浆、针叶木浆建立的二次回归方程模型的F检验、T检验以及得到的决定系数（R2）和Durbin-Watson统计量结果。由表4可知，由烟叶碎片浆和针叶木浆建立的多元回归模型，均达到极显著水平，模型拟合度高（R2均>0.999 9），解释性强，残差独立性检验中不存在自相关。

表4  不同浆料二次回归方程的模型检验
Table 4  Model test of quadratic regression equations for different pulps
浆料F检验R2T检验Durbin-Watson
烟叶碎片浆 180 374 130.4 0.999 998 <0.01 2.061 8
针叶木浆 17 024 375.6 0.999 998 <0.01 1.523 6

2.3　因子主效应分析

表5和表6分别为烟叶碎片浆和针叶木浆的各因子贡献率表（采用因子主效应分析法计算）。由表5和表6可知，因子贡献度由大到小顺序如下：在烟叶碎片浆中，依次为膨润土、壳聚糖、阳离子瓜尔胶、硬脂酸、阳离子淀粉、烟叶碎片、六偏磷酸钠；在针叶木浆中，依次为木浆纤维、硬脂酸、壳聚糖、阳离子瓜尔胶、六偏磷酸钠、膨润土、阳离子淀粉。结合实验过程以及相关文献[

5-10]分析，推测导致该结果的原因可能是相对于改性剂，助留剂（壳聚糖、阳离子瓜尔胶、膨润土）更有利于提高浆料留着率，尤其壳聚糖、阳离子瓜尔胶的因子贡献率在相应的各个体系中均比较高。针叶木浆更有利于提高混合浆料的留着率，而烟叶碎片浆的作用较小，这是因为针叶木浆比烟叶碎片浆含有更多的细长纤维结构（见图1），这种细长纤维结构更容易聚集成网，有效截留烟草源制备的浆料物质，而烟叶碎片浆的纤维含量较低。

表5  烟叶碎片浆中各因子贡献率
Table 5  Contribution rate of each factor in tobacco fragment pulp
偏相关系数t值1/t1-1/t因子贡献率
X1X2X3X4X5X6X7
r（Y, X2）= -1.000 13 257.159 0 0.000 1 0.999 9 0.999 9
r（Y, X3）= 0.999 35.823 4 0.027 9 0.972 1 0.972 1
r（Y, X5）= 1.000 21 930.301 1 0 1.000 0 1.000 0
r（Y, X7）= -0.999 438.136 1 0.002 3 0.997 7 0.997 7
r（Y, X1X7）= -0.999 186.081 0 0.005 4 0.994 6 0.497 3 0.497 3
r（Y, X3X6）= -1.000 942.786 2 0.001 1 0.998 9 0.499 5 0.499 5
r（Y, X5X6）= 1.000 3 504.845 0 0.000 3 0.999 7 0.499 9 0.499 9
r（Y, X6X7）= -1.000 4 674.166 5 0.000 2 0.999 8 0.499 9 0.499 9
总体贡献率 0.497 3 0.999 9 1.471 6 1.499 9 1.499 3 1.994 9
表6  针叶木浆的各因子贡献率
Table 6  Contribution rate of each factor in softwood pulp
偏相关系数t值1/t1-1/t因子贡献率
Z1Z2Z3Z4Z5Z6Z7
r（Y′, Z1Z1）= 0.999 9 2 296.437 1 0.000 4 0.999 6 0.999 6
r（Y′, Z3Z3）= -1.000 6 533.200 1 0.000 2 0.999 8 0.999 8
r（Y′, Z5Z5）= -0.999 9 887.111 0 0.001 1 0.998 9 0.998 9
r（Y′, Z1Z4）= -0.999 9 856.914 2 0.001 2 0.998 8 0.499 4 0.499 4
r（Y′, Z1Z6）= -1.000 1 263.736 6 0.000 8 0.999 2 0.499 6 0.499 6
r（Y′, Z3Z6）= 1.000 3 769.491 6 0.000 3 0.999 7 0.499 9 0.499 9
r（Y′, Z4Z6）= -0.999 8 51.445 0 0.019 4 0.980 6 0.490 3 0.490 3
r（Y′, Z5Z7）= 1.000 7 095.597 0 0.000 1 0.999 9 0.499 9 0.499 9
总体贡献率 1.998 6 1.499 7 0.989 7 1.498 8 1.489 8 0.499 9

2.4　单因素分析

分析烟叶碎片浆和针叶木浆中各因子对浆料留着率的影响，以其余因子中水平（0.5）为例，进行单因素分析，结果见图2。由图2可知，当其余因子设为中水平（0.5）时，对于烟叶碎片浆改性的浆料，若X4为常数，其余6个因子与烟草薄片的浆料留着率均具有线性相关性，其中具有正相关关系（烟草薄片的浆料留着率随其含量增加而增加）的因子是X3、X5、X6、X7，具有负相关关系（烟草薄片的浆料留着率随其含量增加而降低）的因子是X1、X2；对于针叶木浆改性的浆料，若Z2为常数，其余各因子与基片的浆料留着率为线性或曲线相关，其中Z6、Z7为线性正相关，Z4为线性负相关；Z5为曲线正相关；Z1是以0.243为界的曲线相关，左负右正；Z3是以0.197为界的曲线相关，左正右负。

图2  各因子对浆料留着率的单因素影响

Fig. 2  Single factor effect of each factor on pulp retention rate

2.5　双因素分析

根据烟叶碎片浆和针叶木浆建立的回归方程（式(2)和式(3)）可以看出，实验范围内烟叶碎片浆和针叶木浆均存在明显交互作用的因子，其中烟叶碎片浆有4种组合（X1X7、X3X6、X5X6、X6X7），针叶木浆有5种组合（Z1Z4、Z1Z6、Z3Z6、Z4Z6、Z5Z7）。从因子交互作用图上，交互作用的图形大概有5种不同的变化趋势（等高法分析中，等高线变化趋势不随因子取值变化而变化，所以因子取中水平0.5，具体见图3）。由图3可知，X1X7（图3(a)）与Z4Z6（图3(b)）的交互作用规律相似，等高线从左上角向右下角，由密到疏；X3X6（图3(c)）、X6X7（图3(d)）、Z5Z7（图3(e)）的交互作用规律相似，等高线从右上角向左下角，由密到疏；Z1Z4（图3(f)）的交互作用变化方向与X1X7在纵向上相反，等高线从左下角向右上角，由密到疏；X5X6（图3(g)）与Z1Z6（图3(h)）较为相似，等高线基本从四角向中心，由密到疏，其中X5X6右上角等高线较为密集，Z1Z6右下角等高线较为密集，二者交互作用变化的方向在纵向上相反；在Z3Z6（图3(i)）的交互作用图中，等高线对应分布在恒向轴线2侧，分别由右上角和右下角向中心，由密到疏。

图3  双因素交互作用

Fig. 3  Interactions between two factors

2.6　不同改性浆料的参数优化与验证

2.6.1　参数优化

在各因素的变化范围内，依据已建立的烟叶碎片浆和针叶木浆二次回归模型，通过综合平衡法，分别得到不同浆料留着率的高值因子组合，烟叶碎片浆改性：X1=0, X2=0, X3=1, X4=0.364, X5=1, X6=1, X7=1，针叶木浆改性：Z1=1, Z2=0.925, Z3=0, Z4=0, Z5=1, Z6=0, Z7=1。通过反归一化处理得到相应的优化组合与各改性剂和助留剂的用量，即在烟叶碎片浆改性实验中，烟叶碎片25%，阳离子淀粉10%，硬脂酸5%，六偏磷酸钠0.546%，壳聚糖0.6%，阳离子瓜尔胶0.4%，膨润土1%；在针叶木浆改性实验中，针叶木浆40%，阳离子淀粉27.75%，硬脂酸1.0%，六偏磷酸钠0.4%，壳聚糖0.4%，阳离子瓜尔胶0.06%，膨润土1.0%。

2.6.2　验证实验

按照上述参数组合进行了3次验证实验，得到了对应的浆料留着率，其中烟叶碎片浆改性的混合浆料，其二次回归模型方程优化组合的浆料留着率的预测值为103.8%，3次验证实验测量值分别为92.73%、93.07%和92.88%，3次验证实验平均值为92.89%，相对偏差11.75%；针叶木浆改性的混合浆料，其二次回归模型方程优化组合的浆料留着率的预测值为97.43%，3次验证实验测量值分别为94.46%、95.13%和95.05%，平均值为94.88%，相对偏差2.69%；而添加不改性碳酸钙的浆料，其3次验证实验的浆料留着率测量值分别为66.91%、70.41%和69.00%，平均值为68.77%。结果表明，烟叶碎片浆和针叶木浆改性浆料的验证实验结果均具有较好一致性，同时经过烟叶碎片浆、针叶木浆改性的浆料，其浆料留着率比添加不改性碳酸钙浆料的浆料留着率，分别提高了24.12和26.11个百分点，浆料留着效果较为显著，证明了碳酸钙改性对提高烟草薄片的浆料留着率有着一定的贡献。

2.7　不同改性碳酸钙以及烟草薄片的SEM图

图4为不同改性碳酸钙以及相应烟草薄片的SEM图。由图4可知，通过碳酸钙改性，碳酸钙能够形成一定的聚集，并有效地包裹在烟叶碎片（图4(a)）以及针叶木浆纤维（图4(c)）上，其中改性碳酸钙在针叶木浆纤维上的分布相对更均匀。而在采用改性碳酸钙制成的烟草薄片的SEM图可观察到，碳酸钙分别包裹烟叶碎片和针叶木浆纤维形成复合体，并相对均匀地分散在烟草薄片上，有效提高了碳酸钙在烟草薄片上的留着。

图4  不同改性碳酸钙以及相应烟草薄片的SEM图

Fig. 4  SEM images of different modified calcium carbonate and corresponding reconstituted tobaccos sheet

2.8　不同浆料改性方式对烟草薄片物理性能的影响

表6为不同浆料进行碳酸钙改性方式对烟草薄片物理性能的影响。由表6可知，与大生产（不改性）相比，参与改性的阳离子淀粉不仅提高了浆料与纤维的氢键结合力，同时淀粉交联，增加了浆料与纤维的结合力[

14]，由上述2种浆料参与改性，制备得到的烟草薄片，其抗张强度均有所提升，烟叶碎片浆烟草薄片和针叶木浆烟草薄片抗张强度分别提高30.2%和28.8%。同时随着浆料留着率的提高，烟草薄片的定量和松厚度也得到了提高。此外，由于木浆纤维与烟叶碎片相比，具有更多的细长的纤维结构，更有利于浆料留着率的提高，因此，针叶木浆改性浆料所制的烟草薄片具有略高的松厚度。

表6  烟草薄片的物理性能
Table 6  Physical properties of the reconstituted tobaccos sheet
浆料改性方式定量/（g·m-2）抗张强度/（kN·m-1）松厚度/（cm3·g-1）
大生产（不改性） 61.7 0.378 2.03
烟叶碎片浆-淀粉改性 62.2 0.492 2.24
针叶木浆-淀粉改性 62.1 0.487 2.26

3 结论

本研究采用不同浆料参与改性，以烟草薄片的浆料留着率为因变量，建立了二次多项式回归方程，分析了（不同浆料（烟叶碎片浆、针叶木浆）、淀粉、硬脂酸、六偏磷酸纳）的碳酸钙改性剂以及壳聚糖、阳离子瓜尔胶、膨润土的多元助剂的组合变化对烟草薄片中浆料留着率、烟草薄片物理性能以及碳酸钙分布均匀性的影响。

3.1 在影响烟草薄片浆料留着率的因子贡献率中，壳聚糖、阳离子瓜尔胶、膨润土的助留剂更有利提高浆料留着率，尤其壳聚糖、阳离子瓜尔胶相应在各体系中贡献度均较高；木浆比烟叶碎片浆含有更多细小纤维，更有利提高浆料留着率。

3.2 单因素分析中，烟叶碎片浆只存在线性相关，而木浆同时存在线性和曲线相关关系；在存在明显双因数交互作用图中，烟叶碎片浆和针叶木浆中存在5种不同的变化趋势。

3.3 通过回归方程优化参数，分别经实验验证了烟叶碎片浆和针叶木浆改性的浆料留着率，均具有较好一致性，与大生产（不改性）烟草薄片的平均浆料留着率68.8%相比，采用烟叶碎片浆和针叶木浆改性，再结合多元助剂，所得烟草薄片的平均浆料留着率分别达92.9%和94.9%，抗张强度分别提高了30.2%和28.8%，其相应的松厚度也有一定的提高。

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