Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌｏ ｇｙ 术进步 造纸法再造烟叶浆料的湿部化学特性 ０陈冬海’ 李友明 陈威’李楠’ 陈伟明 唐武。（１．华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室； 造纸与污染控制国家工程研究中心，广州５１０６４０；２．中国烟草总公司广东省公司，广州５１０６４０；３．广东金 叶烟草薄片技术开发有限公司，广东汕头５１５６００） 摘要：运用电荷检测的方法研究了浆浓、亚麻浆配比、填 料添加量、硫酸铝用量以及阳离子瓜尔胶用量对再造烟叶浆 料体系的湿部电荷特性的影响。结果表明：１％浆浓的再造 烟叶浆料体系的阳离子需求量、ｚ ｅｔａ电位和电导率分别为： ０．１５３４ｍ ｒｎｏｌ／Ｌ、－８．５ｍＹ、０．２６７ｍＳ／ｃｍ。浆料体系的阳离子需求 量随浆浓的增大而增加，随亚麻浆配比的增加而减少；由于 再造烟叶浆料体系呈碱性，硫酸铝对其湿部电荷特性的影响 有限；而阳离子瓜尔胶能够显著降低再造烟叶浆料体系的阳 陈冬海，在读研究 离子需求量，瓜尔胶用量为０．４％时，能使浆料体系的阳离子需 生；研究方向：造纸 求量降低４２．５％。 湿部化学。 关键词：造纸法烟草薄片浆；阳离子电荷需求量（ＰＣＤ）；Ｚｅｔａ 电位；湿部化学 Ｊ●■●■－ ● ● ＿ ● 乙ｎａｒａＣｔｅｒｌＳｔＩＣＳ ｒｅＩａｔｌＶｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈａｒｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｅＣＯｉｌＳｔｉｔｕｔｅｄ・－ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ ｔｏ ｗｅｔ ｅｎｄ ＣｎｅｍＩ－ Ｉ ● Ｓｔｒｙ ｏｆ● ｉｎ ｗｅｔ ｅｎｄ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｃｈａｒｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｐｕｌｐ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ，Ｆｌａｘ ｐｕｌｐ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ— ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ，ｃａｌｃｉｕｍ ｃａｒｂｏｎａｔｅ ａｄｄｉｎｇ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ，ｄｏｓａｇｅ ｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ ｒｅｃｏｎ ｓｔｉｔｕｔｅｄ．ｔｏｂａｃｃｏ ｓｕｌｆａｔｅ ａｎｄ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｃａｔｉｏｎｉｃ ｇｕａｒ ｇｕｍ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈａｒｇｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ—ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｌｕｒｒｙ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＰＣＤ，Ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ ｗｉｔｈ １％ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ａｒｅ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ０．１５３４ｍｍｏｌ／Ｌ，一８．５ｍＶ， ０．２６７ｍＳ／ｃｍ．Ｔｈｅ ＰＣＤ ｏｆ ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ—ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｓ ｔｈｅ ０ ＣＨＥＮ Ｄｏｎｇ—ｈａｌ’，ＬＩ Ｙｏｕ－ｍｉｎｇ。，ＣＨＥＮ Ｗｅｉ。，ＬＩ Ｎａｎ。， ｐｕｌｐ ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｎｄ ｌｆａｘ ｐｕｌｐ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ；Ａｌｕｍｉｎｕｍ ＣＨＥＮ Ｗｅｉ－ｍｉｎｇ ，ＴＡＮＧ Ｗｕ （１．Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ ｓｕｌｆａｔｅ ｈａｓ ｌｉｔｔｌｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ＰＣＤ ａｎｄ Ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ—ｔｏｂａｃｃｏ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｌｕｒｒｙ ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｉｓ ａｌｋａｌｉｎｅ；ａｓ ｃａｔｉｏｎｉｃ ｇｕａｒ ｇｕｍ ｉｓ ａｄｄｅｄ，ｔｈｅ ＰＣＤ ｏｆ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｐａｐｅｒｍａｋｉｎｇ ａｎｄ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ—ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ．Ｗｈｅｎ Ｏ．４％ｇｕａｒ ｇｕｍ ｉｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ； ａｄｄｅｄ．ＰＣＤ ｃａｎ ｂｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ４２．５％． ２．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｂｒａｎｃｈ，Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ—ｔｏｂａｃｃｏ ｓｌｕｒｒｙ；ｃａｔｉｏｎｉｃ ｄｅｍａｎｄ；Ｚｅｔａ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ； ｗｅｔ ｅｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０．Ｃｈｉｎａ；３．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｊｉｎｙｅ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｓｌｉｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｔｏｕ ５１５６００， 中图分类号：ＴＳ７６１．２；ＴＳ７１ ４ 文献标志码：Ａ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） 文章编号：１ ００７—９２１１（２０１２）ｏ８—００２１—０４ 口科技计划项目：中国烟草总公司２０１１年度科技计划项目［中烟办（２０１１）１ ５１号］。 Ａ０ｒ，２０１２ Ｖｏｌ ３３，Ｎｏ ８ ＣｈｉｎａＰｕｌｐ＆ＰａｐｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙ ２１ ｃｈｎ ｏｌｏｇｙ湿部电荷特性的影响，得到不同浆浓浆料的湿部电荷特性数据 如图１。１％浆浓浆料的阳离子需求量、Ｚ ｅｔ ａ电位和电导率分别为 ０．１５３４ｍｍｏｌ／Ｌ、－８．５ｍＶ￣１２０．２６７ｍＳ／ｃｍ。随着浆浓的增加， 浆料滤液的阳离子需求量逐渐上升，浆浓从０．２％增加到１．２％， ｌｔｚ术进步 逐渐减少，所以浆料体系的阳离子需求量￣ＤＺｅｔａ电位就下降。 ２．４填料添加量对浆料体系湿部电荷特性的影响 保持浆料体系中亚麻浆的比例（７．５％）不变，逐渐增大 填料的比例，降低烟草浆的比例，研究填料添加量对浆料湿 部电荷特性的影响。得到浆料体系的湿部电荷特性如图３。 由图３知，随着填料添加量的增加，浆料体系的阳离子需 求量以及Ｚｅｔａ电位都呈现出下降的趋势。当不添加填料，浆料 对应的浆料滤液的阳离子需求量从０．０４０８ｍｍ ｏｌ／Ｌ上升到 ０．２２２７ｍｍｏ１／Ｌ。浆浓增加，溶解在水中的细小组分及胶溶物质 增加，浆料体系中的阴离子干扰物质增加，阳离子需求量就上 升。随着浆浓的增加，浆料系统的Ｚｅｔａ电位也逐渐升高，升高的 体系只含５％亚麻浆和９５％烟草浆时，浆料体系的阳离子需求量 幅度不大，从０．６％的浆浓增ＪＪＩｌ￣ｔ］１％，Ｚｅｔａ电位只升高了１．５ｍＶｏ 浆料体系的电导率随着浆浓的增加也有增大的趋势，但这种趋 势不明显，浆料体系的电导率始终在０．２５ｍＳ／ｃｒｅ￣ｑ％ ２．３亚麻浆配 匕对浆料体系湿部电荷特性的影响 保持浆料体系中填料的比例（７．５％）不变，逐渐增大亚麻浆 的比例，减少烟草浆的比例，研究亚麻浆配比对浆料体系湿部电 荷特性的影响，得到浆料体系的湿部电荷特性如图２所示。 由图２知，随着亚麻浆配比的增加，浆料体系的阳离子需 求量以及Ｚ ｅｔ ａ电位都呈现出下降的趋势。这是因为亚麻浆本身 的阳离子需求量￣ＦＩＺｅｔａ电位就比烟草浆的低，随着亚麻浆配比 增加，浆料体系中阳离子需求量少、Ｚｅｔａ电位低的亚麻浆的量 在逐渐增加，而阳离子需求量大、ＺｅｔａＯ．位高的烟草浆的量在 图２ 不同亚麻浆配比的浆料体系的湿部电荷特性 图３ 不同填料添加量的浆料体系的湿部电荷特性 以及Ｚｅｔａ电位分别为：０．２５９ｍｍｏｌ／Ｌ￣－８．７ｍＶ；当浆料体系 含１５％的填料、５％的亚麻以及８０％的烟草浆时，浆料体系的阳离 子需求量以及Ｚｅｔａ电位分别下降到０．１０８ｍｍｏｌ／Ｌ￣Ｎ－９．１ｍＶｏ 填料添加量从０增￣ＮＮＵ１５％，浆料体系的阳离子需求量下降了近 ６０％，说明填料对浆料体系阳离子需求量的贡献要远小于烟草 浆对浆料体系阳离子需求量的贡献。由于填料粒子表面带有负 电荷，加之填料有着非常高的比表面积，填料表面的电荷密度 较大，所以在细小纤维和填料都存在的体系里，随着填料量的 增加，Ｚｅｔａ电位也会降低。此外，通过图３也可以发现，并不是 浆料体系的Ｚｅｔａ电位的绝对值越大，其阳离子需求量越高。浆 料体系的ｚｅｔａ电位绝对值的大小取决于浆料体系中带负电的 细小组分（颗粒）的多少，添加填料后，浆料体系中含有更多的带 图４ 不同硫酸铝用量下浆料体系的湿部电荷特性 图５ 不同瓜尔胶用量下浆料体系的湿部电荷特性 Ａｐｒ，２０１２ Ｖｏｌ ３３，Ｎｏ ８ ＣｈｉｎａＰｕｌｐ＆ＰａｐｅｒＩｎｄｕｓｔｒｙ ２３ 拳电步Ｉ Ｔｅ ｃ ｎ ｏ ｌ ０ ｇ ｙ 位的变化不明显，这主要是因为Ｚｅｔａ电位在－４－一９ｍＶ的范围 负电的颗粒（填料颗粒），其Ｚｅｔａ电位的绝对值就越大；浆料体 系的阳离子需求量不仅取决于浆料体系中带负电的细小组分 （颗粒）的多少，还取决于浆料体系中的带负电的胶体溶解物质 内属微负值的范围 ，加之其又在碱性体系（浆料体系ｐ Ｈ值为 ８．１３），含有ＯＨ一，外加阳离子物质很难再降低其Ｚｅｔａ电位。 的多少，烟草浆中含较多的带负电的胶体溶解物质，烟草浆在 浆料体系中占的比例越低，其阳离子需求量就越低。 ３结论 ３．１ 再造烟叶浆料体系的阳离子需求量随浆浓的增加而 增大，浆料体系的Ｚ ｅｔ ａ电位和电导率都随浆浓的增加而 ２．５硫酸铝用量对浆料体系湿部电荷特性的影响 在浆料体系（含８７．５％烟草浆、５％亚麻浆和７．５％碳酸钙） 中加入不同量的硫酸铝（对绝干浆的用量），研究阴离子垃圾中 和剂一一硫酸铝对浆料体系的湿部电荷特性的影响，如图４。 由图４知，随着硫酸铝用量的增加，浆料体系的阳离子需 求量开始是逐渐降低的，当硫酸铝的用量增加到０．６％时，浆 料体系的阳离子需求量便不再减少，反而有上升的趋势。这说 明硫酸铝的加入量并不是越高越好，对再造烟叶浆料体系来 升高。１％浆浓的浆料体系（含８７．５％烟草浆、５％亚麻浆和 ７．５％碳酸钙）的阳离子需求量、ＺｅｔａＯａ位和电导率分别为： ０．１５３４ｍｍｏｌ／Ｌ、－８．５ｍＶ、０．２６７ｍＳ／ｃｍ。 ３．２ 添加亚麻浆能使再造烟叶浆料体系的阳离子需求量及 Ｚｅｔａ电位都降低。 ３．３随着填料添加量的增加，再造烟叶浆料体系的阳离子需 求量以及Ｚｅｔａ电位都呈现出下降的趋势。 说，硫酸铝的作用有限，硫酸铝并不能完全中和浆料体系中的 阴离子垃圾，在最佳用量０．６％时，它也只能降低浆料体系３０％ 的阳离子需求量。硫酸铝对再造烟叶浆料体系的Ｚ ｅｔ ａ电位的 ３．４添加硫酸铝能够降低再造烟叶浆料体系的阳离子需求 量，提高再造烟叶浆料体系的ｚｅｔａ电位，但作用有限。因为再 造烟叶浆料体系的ｐＨ为８．１３，在此ｐＨ值下，硫酸铝的作用不 能得到有效发挥。硫酸铝的最佳用量为０．６％。 ３．５阳离子瓜尔胶能够显著降低再造烟叶浆料体系的阳离 子需求量，瓜尔胶用量为０．４％时，能使浆料体系的阳离子需 求量降低４２．５％。匣 影响也不明显，随着硫酸铝用量从０增加到１．２％，浆料体系的 Ｚｅｔａ电位也只是从一８．５ｎ１ｖ变化为一７．１５ｍＶ，变化并不明显。 探讨硫酸铝对浆料体系湿部电荷特性影响不明显的原 因，测量再造烟叶浆料体系的ＰＨ值为８．１３。当ＰＨ为８．１３时， 硫酸铝的水解产物以ＡＩ（ＯＨ），为主，伴以少量的Ａ１（０Ｈ） 州 。 硫酸铝发挥作用主要是通过正三价的铝离子吸附纤维的羧基 或者中和带负电的阴离子垃圾，而在再造烟叶浆料体系中，由 于其ｐＨ为８．１３，加入的硫酸铝只有少量的ＡＩ（ＯＨ）２ 在发挥作 参考文献 ［１］胡惠仁，温洋兵，石淑兰，等．壳聚糖／膨润土微粒助留助滤体系在造 纸法烟草薄片生产中的应用研究［Ｊ】冲国造纸，２０１１，３０（４）：３５—３９． ［２】孙德平，徐建峰，刘良才，等造纸法烟草薄片打浆工艺和助留助滤剂 用，影响浆料体系的湿部电荷特性，所以效果有限。 ２．６ 阳离子瓜尔胶用量对浆料体系湿部电荷特性的影响 阳离子瓜尔胶是造纸法烟草薄片生产过程中较为常用的助 留助滤剂，研究其对再造烟叶浆料体系湿部电荷特性的影响，对 指导生产具有重要意义 】。在浆料体系（含８７．５％烟草浆、５％亚麻 浆和７．５％碳酸钙）中加入不同量（对绝干浆的百分比）的阳离子 瓜尔胶并搅拌后，测量体系的阳离子需求量和ＺｅｔａＯａ￣，如图５。 由图５知，随着阳离子瓜尔胶加入量的增大，浆料体系的阳 的研究【Ｊ］．中华纸业，２０１ ０，３１（２２）：４３－４７． 【３】韩文佳，赵传山．造纸法烟草薄片发展现状【Ｊ】．黑龙江造纸，２００７， （４）：４７—４９． ［４］孙德平，姚元军，刘志昌，等Ｆｏ－ＣＡ仿酶体系处理抄造烟草薄片的研 究［ 中华纸业，２０１１，３２（１ ２）：４６－－５０． ［５］夏新兴，马娜，吉英．小茴香秆造纸法烟草薄片的制造工艺研究［Ｊ］ 中华纸业．２００６，２９（４）：４４—４７． 离子需求量逐渐降低，浆料体系的ｚｅｔａＯａ位逐渐升高。阳离子 瓜尔胶的加入量从０增加到１．２％，浆料体系的阳离子需求量从 ０．１５３４ｍｍｏｌ／Ｌ降低为０．０５０９ｍｍｏｌ／Ｌ，降低了近７０％，这说明 阳离子瓜尔胶能吸附浆料体系中的带负电的细小组分和纤维， 起到助留助滤的效果。阳离子瓜尔胶的加入量在０－０．４％时，浆 料体系的阳离子需求量降低的最为明显，当瓜尔胶用量为０．４％ 【６］孙德平，王亮，王凤兰，等．重质碳酸钙在造纸法烟草薄片基片生产 中的应用［Ｊ］．中华纸业，２０１ｏ，３１（２４）：５４－５８． ［７］安郁琴，刘忠．制浆造纸助剂［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，２００３． ［８］Ｂａｒｕａ Ｐ，Ｒａｈｍａｎ Ａ，Ｍａｈａｎｔａ Ｄ．Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｗｅｔ－ｅｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｂｙ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃａｔｉｏｎｉｃ ｇｕａｒ ｇｕｍ ａｓ ｗｅｔ－ｅｎｄ ａｄｄｉｔｉｖｅ［Ｊ］． 时，能使浆料体系的阳离子需求量降低４２．５％，再增加瓜尔胶 的用量，其降低的趋势渐弱。阳离子瓜尔胶的加入量从０增加到 １．２％，浆料体系的Ｚｅｔａ电位从一８．５ｍＶ升高￣１］－７．１ｍＶ，Ｚｅｔａ电 １ＰＰＴＡ ８，１ ９９６，（４）：１９－２２ ［９］Ｗｉｌｌｉａｍ Ｅ Ｓｃｏｔｔ，Ｊａｍｅｓ Ｒｅａｄ．Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｗｅｔ ｅｎｄ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ［Ｍ］． 【收稿日期：２０１ ２－０２－１ ４】 ２４彳竿纸・第３３卷第８期２０１２￣Ｅ［４，Ｅ］