JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

CN 41-1437/TS  ISSN 2096-1553

纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究

赖炜扬,付丽丽,张柯,郑泉兴,毛娟芳,刘秀彩,林强,李斌

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赖炜扬, 付丽丽, 张柯, 等. 纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 63-72. doi: 10.12187/2023.03.008
引用本文:赖炜扬, 付丽丽, 张柯, 等. 纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 63-72.doi:10.12187/2023.03.008
LAI Weiyang, FU Lili, ZHANG Ke, et al. Investigation on moisture adsorption properties of fibers and their application in evaluating the coating performance of reconstituted tobacco for heated toboacco products[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 63-72. doi: 10.12187/2023.03.008
Citation:LAI Weiyang, FU Lili, ZHANG Ke, et al. Investigation on moisture adsorption properties of fibers and their application in evaluating the coating performance of reconstituted tobacco for heated toboacco products[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 63-72.doi:10.12187/2023.03.008

纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究

    作者简介:赖炜扬(1983-),男,福建省永定县人,福建中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为新型烟草与再造烟叶。E-mail:lwy22888@fjtic.cn;
  • 基金项目:福建中烟工业有限公司科技项目(No.FJZYKJJH2020042)
    中国烟草总公司重大专项项目(中烟办[2021]44号)

  • 中图分类号:TS41

Investigation on moisture adsorption properties of fibers and their application in evaluating the coating performance of reconstituted tobacco for heated toboacco products

  • Received Date:2023-04-27
    Accepted Date:2023-05-22

    CLC number:TS41

  • 摘要:为考查纤维吸湿特性差异及其对加热卷烟专用再造烟叶涂布液吸收能力的影响,研究了5种植物纤维(亚麻纤维、草纤维、竹纤维、阔叶纤维、针叶纤维)、1种再生纤维(天丝纤维)结构及组成对其片基吸湿特性的影响,制备含有上述6种外加纤维的再造烟叶片基,并研究纤维吸湿特性与再造烟叶涂布性能的适配性。结果表明:1)6种纤维片基的吸湿特性有较大差异,其中天丝纤维吸湿特性最强,竹纤维次之,亚麻纤维最差;水分迁移过程中纤维片基的最大吸附速率和最大脱附速率均随着相对湿度的增加而显著增大。2)采用平行指数动力学PEK模型将纤维片基水分动态吸附-脱附拟合为快速和慢速两个过程,快速过程主导纤维片基中水分迁移行为,且随着相对湿度的增加,快速过程平衡吸水率变大,特征时间减小;慢速过程特征参数随相对湿度变化无明显规律。3)纤维微观结构形态、环境条件等因素与纤维吸湿特性密切相关,各纤维平衡吸水率与环境相对湿度呈正相关,与表观结晶度呈负相关,而温度对其影响较弱。4)外加纤维添加比例一定时,选择高吸湿特性纤维的再造烟叶片基对水和涂布液均具有较好的吸收性能。
    1. [1]

      杨淑蕙.植物纤维化学[M].3版.北京:中国轻工业出版社,2001.

    2. [2]

      HILL C A S,NORTON A,NEWMAN G.The water vapor sorption behavior of natural fibers[J].Journal of Applied Polymer Science,2009,112(3):1524-1537.

    3. [3]

      ZHANG X X,LI J,YU Y,et al.Investigating the water vapor sorption behavior of bamboo with two sorption models[J].Journal of Materials Science,2018,53(11):8241-8249.

    4. [4]

      HILL C A S,NORTON A,NEWMAN G.The water vapor sorption behavior of flax fibers-analysis using the parallel exponential kinetics model and determination of the activation energies of sorption[J].Journal of Applied Polymer Science,2010,116(4):2166-2173.

    5. [5]

      赵金涛,张云龙,瑜林,等.几种禾本科纸浆纤维在造纸法再造烟叶中的应用研究[J].林产工业,2019,46(5):37-41
      ,58.

    6. [6]

      薛冰,张铁男.亚麻纤维增强复合材料湿热环境中界面性能研究[J].纤维复合材料,2018,35(2):7-13.

    7. [7]

      李龙,宋成剑,李新生,等.外加纤维配比对造纸法再造烟叶物理性质的影响[J].造纸科学与技术,2017,36(5):32-36.

    8. [8]

      李文昱,肖选虎,刘维涓,等.蔗渣纤维在造纸法再造烟叶生产中的应用[J].纸和造纸,2014,33(1):18-20.

    9. [9]

      刘良才,胡惠仁,温洋兵,等.外加植物纤维对造纸法烟草薄片物理性能的影响[J].中华纸业,2011,32(16):52-55.

    10. [10]

      李晓,徐亮,张彩云,等.木浆纤维加入量对造纸法再造烟叶物理指标的影响[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版),2009,24(2):8-9
      ,20.

    11. [11]

      张文军,郑建宇,陈宇超,等.打浆度对造纸法再造烟叶浆料纤维及片基性能的影响[J].云南农业大学学报(自然科学),2018,33(4):677-683.

    12. [12]

      鹿洪亮,李跃锋,李易非,等.应用接触角技术评价再造烟叶涂布液的动态吸收性能[J].烟草科技,2019,52(9):96-101.

    13. [13]

      陈茂深.针叶木浆纤维对再造烟叶主流烟气中挥发性羰基化合物的影响机制研究[D].无锡:江南大学,2015.

    14. [14]

      郑泉兴,张建平,李巧灵,等.离子色谱-积分脉冲安培法在纸浆纤维单糖组成分析中的应用[J].中国造纸,2020,39(7):37-43.

    15. [15]

      李斌,王宏生,张兰晓,等.烟草热湿处理特性在线分析装置的研究与应用[J].烟草科技,2008(2):5-7,16.

    16. [16]

      黄锋,陈清,王乐,等.片烟增湿与干燥的薄层动力学模型[J].中国烟草学报,2014,20(6):34-40.

    17. [17]

      SLUITER A,HAMES B,RUIZ R,et al.Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass[R].Golden:National Renewable Energy Laboratory,2008.

    18. [18]

      SLUITER J B,RUIZ R O,SCARLATA C J,et al.Compositional analysis of lignocellulosic feedstocks.1.Review and description of methods[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2010,58(16):9043-9053.

    19. [19]

      郑泉兴,刘秀彩,张国强,等.卷烟纸常用浆板中纤维素、半纤维素和木质素的测定[J].烟草科技,2020,53(9):40-46.

    20. [20]

      YAO W Q,WENG Y Y,CATCHMARK J M.Improved cellulose X-ray diffraction analysis using Fourier series modeling[J].Cellulose,2020,27(10):5563-5579.

    21. [21]

      AZUBUIKE C P,RODRÍGUEZ H,OKHAMAFE A O,et al.Physicochemical properties of maize cob cellulose powders reconstituted from ionic liquid solution[J].Cellulose,2012,19(2):425-433.

    22. [22]

      秦丽娟,陈夫山,王高升.纤维的性质对纸张性能的影响[J].黑龙江造纸,2004,32(1):11-12.

    23. [23]

      TOVBIN Y K.Molecular theory of adsorption in meso-and macropores and Kelvin equation[J].Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces,2010,46(2):197-201.

    24. [24]

      FU L L,ZHANG K,ZHANG M J,et al.Mechanism of moisture adsorption in plant fibers surface-modified with glycerol evaluated by LF-NMR relaxation technique[J].Cellulose,2022,29:2145-2158.

    25. [25]

      MCBAIN J W.An explanation of hysteresis in the hydration and dehydration of gels[J].Journal of the American Chemical Society,1935,57(4):699-700.

    26. [26]

      COHAN L H.Sorption hysteresis and the vapor pressure of concave surfaces[J].Journal of the American Chemical Society,1938,60(2):433-435.

    27. [27]

      BLAHOVEC J,YANNIOTIS S.GAB generalized equation for sorption phenomena[J].Food and Bioprocess Technology,2008,1(1):82-90.

    28. [28]

      SMITH S E.The sorption of water vapor by high polymers[J].Journal of the American Chemical Society,1947,69(3):646-651.

    29. [29]

      张增强,张一平.几个吸附等温模型热力学参数的计算方法[J].西北农业大学学报,1998,26(2):99-103.

    30. [30]

      CHEN J H,XU J K,HUANG P L,et al.Effect of alkaline pretreatment on the preparation of regenerated lignocellulose fibers from bamboo stem[J].Cellulose,2016,23(4):1-13.

    31. [31]

      CHEN J H,GUAN Y,WANG K,et al.Regenerated cellulose fibers prepared from wheat straw with different solvents[J].Macromolecular Materials and Engineering,2015,300(8):793-801.

    32. [32]

      XIE Y H,XUE Z H.Understanding of water sorption mechanism in cellulose-water system:The perspective of NMR[J].Applied Mechanics and Materials,2015,737:388-392.

    33. [33]

      CAO Y,TAN H M.Study on crystal structures of enzyme-hydrolyzed cellulosic materials by X-ray diffraction[J].Enzyme and Microbial Technology,2005,36:314-317.

    34. [34]

      PARK S,BAKER J O,HIMMEL M E,et al.Cellulose crystallinity index:Measurement techniques and their impact on interpreting cellulose performance[J].Biotechnology for Biofuels,2010,3:10.

    35. [35]

      LIU Z H,SUN X F,HAO M Y,et al.Preparation and characterization of regenerated cellulose from ionic liquid using different methods[J].Carbohydrate Polymers,2015,117:99-105.

    1. [1]

      晋照普,牛津桥,宋豪,纪晓楠. 茶叶再造烟叶对卷烟烟气挥发性香气成分的影响. 轻工学报, 2013, 28(1): 38-40.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2013.01.009

    2. [2]

      张柯,付丽丽,王诗雨,张齐,张展,雷萍,吴金凤,李斌. 低氧加热状态下温度对加热卷烟用再造烟叶热转化的影响. 轻工学报, 2023, 38(3): 73-80.doi: 10.12187/2023.03.009

    3. [3]

      王茹楠,许红涛,吕新亮,薛建中,李华雨. 大孔树脂富集再造烟叶浓白水中致香成分的研究. 轻工学报, 2023, 38(2): 94-101.doi: 10.12187/2023.02.012

    4. [4]

      王茹楠,李晓瑜,田泱源,张利涛,李华雨. 再造烟叶生产过程中存贮条件对浓缩液品质的影响. 轻工学报, 2020, 35(2): 42-49.doi: 10.12187/2020.02.006

    5. [5]

      牛津桥,晋照普,郭贞贞,张超帅. 茶叶添加量对再造烟叶卷烟烟气酚类有害物质的影响. 轻工学报, 2014, 29(3): 44-47.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.03.010

    6. [6]

      楚文娟,樊文鹏,高子婷,韩路,田海英,姬小明,万纪强,来苗. 新型保润剂丙二醇吡咯酯的制备及其对再造烟叶保润效果研究. 轻工学报, 2024, 39(2): 87-93.doi: 10.12187/2024.02.011

    7. [7]

      舒明,潘凡达,边腾飞,袁凯龙,项波卡,张勇刚,杨洋,钟卫鸿. 造纸法再造烟叶浓缩液中抗逆酵母的分离鉴定与代谢活性研究. 轻工学报, 2023, 38(1): 54-62.doi: 10.12187/2023.01.007

    8. [8]

      许春平,曲利利,姜宇,马宇平,孙斯文,王宣静,熊亚妹,王小飞,郝辉. 微紫青霉果胶酶降解再造烟叶高浓混合浆中果胶的研究. 轻工学报, 2019, 34(1): 27-35.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.01.004

    9. [9]

      李瑜,李娜,吴文江,侯春燕. 冬瓜干制品吸附等温线与净等量吸附热研究. 轻工学报, 2016, 31(6): 24-30.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.6.004

    10. [10]

      胡嘉维,饶国华,管传莉,石齐林,赵瑞峰,刘熙,刘刚. 造纸法再造烟叶涂布液流变行为的研究. 轻工学报, 2014, 29(1): 63-66,82.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.01.012

    11. [11]

      张峻松,李皓,霍现宽,崔凯,侯鹏娟,李强,马骥,李树恒,李俊. 烟草等温吸湿线和净等量吸附热的研究. 轻工学报, 2017, 32(1): 28-34.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2017.1.005

    12. [12]

      孙德坡,尚善斋,赵伟,刘东辉,陈永宽,刘志华. 造纸法再造烟叶萃取和涂布液工艺研究综述. 轻工学报, 2014, 29(6): 17-21.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2014.06.005

    13. [13]

      许春平,孟丹丹,朱国成,姜宇,许衡,李书芳,杨志强,郑凯. 紫外辐照对再造烟叶涂布液挥发性香味成分的影响. 轻工学报, 2019, 34(6): 24-32.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.06.004

    14. [14]

      黄改玲,孙迎迎,刘宝强. CoFe2O4/ZnAl-LDO吸附剂的制备及其对染料吸附性能研究. 轻工学报, 2018, 33(3): 8-15.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.03.002

    15. [15]

      马雨佳,纪晓楠,刘志洋,韩明,李晓,赵晴晴,李劲锋. 烟叶抗破碎指数与物理特性的关联性分析. 轻工学报, 2022, 37(3): 101-107.doi: 10.12187/2022.03.014

    16. [16]

      黄改玲,王东,蒋玲,周婧,赵玉成. Mg2Al-LS-LDH复合材料的制备及吸附性能研究. 轻工学报, 2015, 30(5-6): 12-16.doi: 10.3969/j.issn.2095-476X.2015.5/6.003

    17. [17]

      赵大洲. 改性香蕉皮对废水中Pb2+的循环吸附性能研究. 轻工学报, 2018, 33(4): 37-41.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2018.04.005

    18. [18]

      杨清香,赵倩倩,李银萍,花瑞,谢守平,陈志军. Fe3O4@SiO2@MIL-101(Cr)制备及对双酚A的吸附性能研究. 轻工学报, 2016, 31(3): 8-13.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2016.3.002

    19. [19]

      王光荣,高世霞,于晓锋,王珂,巩苗苗. 改性玉米芯对Zn2+和Cu2+的吸附性能研究. 轻工学报, 2019, 34(2): 56-62.doi: 10.3969/j.issn.2096-1553.2019.02.008

    20. [20]

      罗钰湲,李辛娅,梁佳翔,刘泓漾,代笛菲,郭小玲,戴宏杰. 菠萝皮渣纤维素/皂土复合水凝胶的制备及其染料吸附性能. 轻工学报, 2022, 37(5): 41-49.doi: 10.12187/2022.05.005

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  • 收稿日期:2023-04-27
  • 修回日期:2023-05-22
    通讯作者:陈斌, bchen63@163.com
    • 1.

      沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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    赖炜扬, 付丽丽, 张柯, 等. 纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 63-72. doi: 10.12187/2023.03.008
    引用本文:赖炜扬, 付丽丽, 张柯, 等. 纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究[J]. 轻工学报, 2023, 38(3): 63-72.doi:10.12187/2023.03.008
    LAI Weiyang, FU Lili, ZHANG Ke, et al. Investigation on moisture adsorption properties of fibers and their application in evaluating the coating performance of reconstituted tobacco for heated toboacco products[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 63-72. doi: 10.12187/2023.03.008
    Citation:LAI Weiyang, FU Lili, ZHANG Ke, et al. Investigation on moisture adsorption properties of fibers and their application in evaluating the coating performance of reconstituted tobacco for heated toboacco products[J]. Journal of Light Industry, 2023, 38(3): 63-72.doi:10.12187/2023.03.008

    纤维吸湿特性与加热卷烟专用再造烟叶涂布性能适配性研究

      作者简介:赖炜扬(1983-),男,福建省永定县人,福建中烟工业有限责任公司高级工程师,主要研究方向为新型烟草与再造烟叶。E-mail:lwy22888@fjtic.cn
    • 1. 福建中烟工业有限责任公司, 福建 厦门 361021;
    • 2. 中国烟草总公司郑州烟草研究院, 河南 郑州 450001;
    • 3. 云南中烟工业有限责任公司, 云南 昆明 650231;
    • 4. 福建金闽再造烟叶发展有限公司, 福建 福州 350600
    基金项目:福建中烟工业有限公司科技项目(No.FJZYKJJH2020042)中国烟草总公司重大专项项目(中烟办[2021]44号)

    摘要:为考查纤维吸湿特性差异及其对加热卷烟专用再造烟叶涂布液吸收能力的影响,研究了5种植物纤维(亚麻纤维、草纤维、竹纤维、阔叶纤维、针叶纤维)、1种再生纤维(天丝纤维)结构及组成对其片基吸湿特性的影响,制备含有上述6种外加纤维的再造烟叶片基,并研究纤维吸湿特性与再造烟叶涂布性能的适配性。结果表明:1)6种纤维片基的吸湿特性有较大差异,其中天丝纤维吸湿特性最强,竹纤维次之,亚麻纤维最差;水分迁移过程中纤维片基的最大吸附速率和最大脱附速率均随着相对湿度的增加而显著增大。2)采用平行指数动力学PEK模型将纤维片基水分动态吸附-脱附拟合为快速和慢速两个过程,快速过程主导纤维片基中水分迁移行为,且随着相对湿度的增加,快速过程平衡吸水率变大,特征时间减小;慢速过程特征参数随相对湿度变化无明显规律。3)纤维微观结构形态、环境条件等因素与纤维吸湿特性密切相关,各纤维平衡吸水率与环境相对湿度呈正相关,与表观结晶度呈负相关,而温度对其影响较弱。4)外加纤维添加比例一定时,选择高吸湿特性纤维的再造烟叶片基对水和涂布液均具有较好的吸收性能。

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