今年1月,烟草行业生物酶应用工程研究中心研发的生物卷烟纸全面转化,规模化应用于多个品牌规格。生物卷烟纸的研发应用,是内蒙古昆明卷烟有限责任公司继生物酶发酵烟叶技术成熟之后,生物酶发酵技术的又一突破。
蒙昆公司将生物酶的应用由化学催化转变为生物催化,并引用到卷烟制造过程中,可有效提升产品质量、降低生产成本、提高原料使用率。
近年来,蒙昆公司紧跟行业发展步伐,强化科技创新主体地位,发挥科技型骨干企业支撑作用,强化科技成果转化,严格把控产品的每个细节。生物酶应用工程研究中心在生物酶的研究与应用上不断增强自主创新能力,提升科技投入效能,激发创新活力,为中式卷烟发展贡献力量,助力行业高质量发展。
专注质量提升探索新思路
“三纸一棒”的研究是行业重大科技创新课题。在行业高质量发展新时期,敢于突破、勇于创新,不断提升卷烟产品质量是蒙昆公司技术研发中心的责任与担当。2022年,技术研发中心员工将关注点放在了卷烟纸上。
在技术研发中心例行的一次头脑风暴会议上,“研发出一款感官质量较好的卷烟纸,实打实地为提高产品质量提供支撑”成为主要议题。
会议现场,大家各抒己见,群策群力。一番激烈的探讨后,技术研发中心主任李力群总结道:“我们可否利用已经成熟的生物酶切技术优势,对卷烟纸浆进行优化提升呢?”
这一番话,为研发中心技术人员指明了下一步研究方向。
思路有了,方向明确了。技术研发中心迅速成立专题研发小组,酶制剂的开发筛选、酶活性曲线建立、发酵实验及中试试验、化学成分检测等各环节分别明确专人负责。就这样,一支由“85后”技术人员组成的骨干队伍,以进一步优化卷烟纸感官为导向,积极寻找新思路,潜心钻研,探索研发具有自主知识产权的新技术,拟通过液态发酵的方式开展卷烟纸浆生物酶发酵工艺技术与应用研究。
攻克技术难关取得新成果
研发小组第一时间向相关造纸企业咨询,了解到造纸企业目前并没有生物发酵纸浆改善卷烟纸吸味的相关技术经验积累。这就意味着一切需要从零开始。
研发小组成员先对木浆和麻浆的化学成分进行了对比分析。几轮实验下来,研发小组成员找到了提升卷烟纸品质的技术关键——将纸浆内木质素、果胶生物酶高效降解。随后研发小组开启了实验室模拟在线生产工艺,进行生物酶发酵卷烟纸浆的实验。
“原以为实验能像前期一样顺利开展,但我们还是想得过于简单了。”研发小组组长郭荣刚说道。为研究不同条件下液态发酵酶活性、特性曲线,研究组前前后后开展了100多次实验,确定了各单一酶底物降解的效果和合适的发酵条件,但在研究过程中,研究组发现单一酶的降解效果并不理想。结构分析表明,纸浆中留下的果胶、木质素仍然与纸浆纤维相互交联,同时还存在半纤维素交织在一起的情况。
“我们可不可以将内切、外切果胶酶共同使用呢?”经过多次小组会议后,研发小组成员郭春生提出了这个设想。实践表明,内切、外切果胶酶共同使用能使果胶较好地水解,木质素降解酶需配合半纤维素降解酶才能较好地使木质素剥离降解。
多轮实验后,研究小组终于开发出了在实验室条件下能使卷烟木浆中木质素、果胶短时间内高效降解的酶制剂组合。
然而从实验室走向工业化生产线的道路却并不顺利。
第一次失败,感官效果不理想;第二次失败,香气透发性不够;第三次失败,出现断纸……
面对一次次不如人意的结果,研发小组成员深入分析原因,进一步解析发酵后木浆纤维结构、物质成分、热裂解产物等变化数据,再返回实验室去优化生物制剂的筛选和调整制浆发酵工艺。
通过多次与造纸企业技术人员探讨测试方案,研发小组进行了十余次中试试验的摸索,不断改进发酵用量、发酵时间等。2022年9月底,卷烟纸样品成功研发,利用该卷烟纸制作的烟支,卷烟感官得到明显改善。
“不经一番寒彻骨,怎得梅花扑鼻香!”看着一批批卷烟纸成功下线,郭荣刚内心激动不已,“现在看来,这些经历都是我们前进道路上宝贵的财富。”
功夫不负有心人。经过不懈努力,研发小组确定了最佳的卷烟纸专用生物酶制剂及生产工艺,并申报了发明专利。
致力成果应用助力新发展
虽然生物卷烟纸成功下线,但这群敢于创新的年轻人并未停歇,在他们看来,这仅仅是创新路上的一个起点。随后,他们又穿梭于实验室、车间,投入了紧张的研究、实验、打样中。
2022年9月底,烟草行业生物酶应用工程研究中心在生物酶发酵烟叶领域之外又实现了重大突破。生物卷烟纸在造纸过程中,通过在纸浆中加入生物酶制剂,进一步提升了烟气的纯净度。
2022年10月,第一批生物卷烟纸已成功应用在不同品牌卷烟规格上。
一路走来,回顾该项研究,生物卷烟纸具有麻浆纸的优点,提升了烟气的纯净度,同时通过生物卷烟纸代替麻浆卷烟纸,可大幅度降低卷烟纸成本,提高经济效益,使得中式卷烟在卷烟纸的应用有了更好的选择,为中式卷烟的发展探索出一条新路径。生物卷烟纸的开发形成了行业具有自主知识产权的新技术,为生产高品质卷烟纸提供了新思路,提高了我国卷烟纸的质量水平。
研究成功的背后,体现了蒙昆人的勇气、智慧、变革、担当。一幕幕奋斗场景正在蒙昆公司展现,高昂激越的奋斗旋律正在蒙昆公司唱响,火热壮美的奋斗画面正在蒙昆公司勾勒。
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