摘要：為了改善梗絲形態(tài)分布，提高絲狀梗絲比例，采用正交試驗，考察物料水分、壓梗間隙和切梗絲寬度對絲狀梗絲比例、梗絲物理質(zhì)量的影響，確定成絲工藝參數(shù)組合；將梗絲以15%的比例添加到卷煙配方中，分析梗絲形態(tài)分布改善對梗絲有效利用率及卷煙物理質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，物料水分含量在29%～31%范圍內(nèi)波動對梗絲形態(tài)分布及物理質(zhì)量的影響不顯著，壓梗間隙是影響梗絲形態(tài)分布及填充值的關(guān)鍵因素，切梗絲寬度是影響梗絲物理質(zhì)量的關(guān)鍵因素。確定最佳煙梗成絲參數(shù)為物料水分含量30%，壓梗間隙0.8 mm，切梗絲寬度0.18 mm；在最佳成絲條件下，絲狀梗絲比例提高101.90%，片狀梗絲比例降低49.00%，煙支中梗絲含量提高6.08%，標(biāo)準(zhǔn)偏差降低65.90%，端部落絲量降低15.15%，吸阻標(biāo)準(zhǔn)偏差降低21.15%，煙絲密度標(biāo)偏降低16.56%。通過優(yōu)化的成絲工藝參數(shù)，梗絲形態(tài)分布得到改善，卷煙物理質(zhì)量及穩(wěn)定性有所提高。

關(guān)鍵詞：成絲工藝參數(shù)；梗絲形態(tài)分布；梗絲有效利用率；卷煙物理質(zhì)量

中圖分類號：TS44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）01-0096-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.01.027

煙梗是煙葉的重要組成部分，將其加工制成梗絲摻兌于卷煙配方中，不僅能夠降低配方成本，而且可以降低卷煙煙氣焦油量，減少吸煙對人體的危害[1-5]。然而，由于煙梗的地區(qū)特性差異以及加工后梗絲的形態(tài)多為片狀，與葉絲形態(tài)差異較大，不易均勻摻配，卷制后引起卷煙吸阻、單支重及煙絲密度的波動，從而影響卷煙品質(zhì)[6，7]。因此，梗絲較多使用在低檔卷煙中，高檔卷煙中不使用或用量很少。

近年來關(guān)于梗絲形態(tài)改善的研究日益受到關(guān)注，但是這些研究主要集中在梗絲形態(tài)分布對摻配均勻性的影響[8]、梗絲結(jié)構(gòu)對卷煙質(zhì)量穩(wěn)定性的影響[9]等方面，對梗絲形態(tài)改善的研究仍較少。葉鴻宇等[7]研究了成絲工藝參數(shù)對梗絲結(jié)構(gòu)和卷煙吸阻穩(wěn)定性的影響，但并未提出較優(yōu)的成絲工藝參數(shù)。因此，以提高絲狀梗絲比例為研究目標(biāo)，通過煙梗成絲工藝參數(shù)研究，確定較優(yōu)的成絲工藝參數(shù)，并對梗絲有效利用率及卷煙物理質(zhì)量進(jìn)行分析，旨在改善梗絲形態(tài)分布，提高梗絲在卷煙中的應(yīng)用效果。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

試驗材料為許昌卷煙廠配方煙梗、黃金葉（帝豪）牌號配方煙絲；試驗儀器有YQ-2型煙絲振動分選篩、D51填充值測定儀、QTM8型綜合測試臺、YDX-3型端部落絲儀、HP6890型氣相色譜儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 正交試驗 利用正交試驗表L9（34）進(jìn)行物料含水率（貯梗后煙梗含水率）、壓梗間隙和切梗絲寬度間的3因素3水平正交試驗（表1）。

1.2.2 取樣和檢測方法

1）梗絲物理質(zhì)量取樣檢測方法。參數(shù)調(diào)整并運(yùn)行穩(wěn)定后，在梗絲干燥出口處取樣檢測，按照YC/T 178-2003檢測梗絲整絲率、碎絲率[10]，按照YC/T 163-2003[11]檢測梗絲填充值。

2）梗絲形態(tài)界定及檢測方法。各組試驗完成后隨機(jī)取樣3組（10 g/組）梗絲，采用目測輔以電子數(shù)字型游標(biāo)卡尺的方式對梗絲形態(tài)進(jìn)行檢測。綜合分析梗絲加工效果及實際測定情況，并查閱相關(guān)文獻(xiàn)[7]對梗絲形態(tài)進(jìn)行如下界定：

絲狀梗絲：膨脹后梗絲寬度≤3 mm，最長邊與最短邊之比≥3；

片狀梗絲：膨脹后梗絲寬度≥4 mm，最長邊與最短邊之比≤2。

3）應(yīng)用效果評價取樣檢測方法。卷煙物理質(zhì)量檢測方法：按照GB/T 22838.4-2009檢測卷煙質(zhì)量[12]，按照GB/T 22838.5-2009檢測卷煙吸阻[13]，按照GB/T 22838.6-2009檢測卷煙硬度[14]，按照GB/T 22838.16-2009檢測卷煙端部落絲量[15]，按照YC/T 476-2013檢測煙支煙絲密度[16]。

梗絲有效利用率取樣檢測方法：以5支卷煙中的煙絲為一個計量單位，將卷制后成品卷煙中的煙絲取出，挑出其中梗絲稱量并計算單支卷煙梗絲含量，取5次平行試驗平均值作為檢測結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 成絲工藝參數(shù)對梗絲形態(tài)分布的影響

根據(jù)正交試驗設(shè)計（表1）進(jìn)行不同物料含水率、壓梗間隙和切梗絲寬度的正交試驗，在烘絲機(jī)出口處取樣檢測絲狀梗絲比例、片狀梗絲比例、整絲率、碎絲率及填充值，結(jié)果如表2所示。

對正交試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表3所示。方差分析結(jié)果顯示，物料水分在29%～31%范圍內(nèi)波動對梗絲形態(tài)分布及物理質(zhì)量的影響不顯著，壓梗間隙對絲狀梗絲比例、片狀梗絲比例和填充值的影響顯著，切梗絲寬度對梗絲整絲率和碎絲率的影響顯著。因此，壓梗間隙是影響梗絲形態(tài)分布及填充值的關(guān)鍵因素，切梗絲寬度是影響梗絲物理質(zhì)量的關(guān)鍵因素。比較各因素對應(yīng)的數(shù)據(jù)之和大?。ū?），確定最優(yōu)水平。絲狀梗絲比例、整絲率和填充值越大越好，片狀梗絲比例和碎絲率越小越好，因此，煙梗成絲最優(yōu)參數(shù)組合為A2B1C3，即物料水分30%，壓梗間隙0.8 mm，切梗絲寬度0.18 mm。

2.2 最優(yōu)組合驗證試驗

采用成絲工藝最優(yōu)參數(shù)組合將煙梗加工成梗絲，以原參數(shù)（物料水分30%，壓梗間隙1.6 mm，切梗絲寬度0.16 mm）生產(chǎn)的梗絲為對照，對比分析參數(shù)優(yōu)化前后絲狀和片狀梗絲比例、整絲率、碎絲率和填充值變化情況，結(jié)果如表5所示。由表5分析可知，參數(shù)優(yōu)化后絲狀梗絲比例提高101.90%，片狀梗絲比例降低49.00%，梗絲形態(tài)分布得到改善。同時，整絲率提高5.60%，碎絲率降低33.10%，填充值提高15.50%，梗絲的物理質(zhì)量提高。

2.3 梗絲形態(tài)分布改善對梗絲有效利用率的影響

按照“1.2.2”中的方法對卷制后煙支中的梗絲進(jìn)行挑選和稱量，檢測結(jié)果如表6所示。由表6可知，與對照樣卷煙相比，試驗樣卷煙的梗絲含量提高6.08%，標(biāo)準(zhǔn)偏差降低65.91%，即提高絲狀梗絲的質(zhì)量占比能夠提高煙支中梗絲含量，降低梗絲含量的波動，卷煙品質(zhì)更加穩(wěn)定。因此，改善梗絲形態(tài)分布，提高絲狀梗絲的質(zhì)量占比能夠提高梗絲的有效利用率。

2.4 改善梗絲形態(tài)分布對卷煙物理質(zhì)量的影響

將參數(shù)優(yōu)化前后生產(chǎn)的2種梗絲均按照15%的比例摻兌到卷煙配方中進(jìn)行加香、卷制，對比試驗樣卷煙和對照樣卷煙的吸阻、硬度和煙絲密度等指標(biāo)，并計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，分析梗絲形態(tài)分布改善對卷煙物理質(zhì)量的影響，檢測結(jié)果見表7。表7結(jié)果顯示，絲狀梗絲質(zhì)量占比提高后，端部落絲量降低15.15%，吸阻標(biāo)偏降低21.15%，煙絲密度標(biāo)偏降低16.56%。吸阻標(biāo)偏和煙絲密度標(biāo)偏降低，卷煙的物理質(zhì)量穩(wěn)定性提高，端部落絲量降低，卷煙卷制質(zhì)量提高。因此，改善梗絲形態(tài)分布，提高絲狀梗絲的質(zhì)量占比能夠在一定程度上改善和提高卷煙的物理質(zhì)量。

3 小結(jié)

物料水分在29%～31%范圍內(nèi)波動對梗絲形態(tài)分布及物理質(zhì)量的影響不顯著，壓梗間隙對絲狀梗絲比例、片狀梗絲比例和填充值的影響顯著，切梗絲寬度對梗絲整絲率和碎絲率的影響顯著。煙梗成絲最優(yōu)參數(shù)組合為物料水分30%，壓梗間隙0.8 mm，切梗絲寬度0.18 mm。

參數(shù)優(yōu)化后，絲狀梗絲比例提高101.90%，片狀梗絲比例降低49.00%，梗絲形態(tài)分布得到改善。整絲率提高5.60%，碎絲率降低33.10%，填充值提高15.50%，梗絲的物理質(zhì)量提高。

梗絲形態(tài)分布改善后，煙支中梗絲含量提高6.08%，標(biāo)準(zhǔn)偏差降低65.91%，煙支中梗絲含量提高，梗絲含量波動降低，卷煙品質(zhì)更加穩(wěn)定。梗絲形態(tài)分布改善后，端部落絲量降低15.15%，吸阻標(biāo)偏降低21.15%，煙絲密度標(biāo)偏降低16.56%，卷煙的物理質(zhì)量及其穩(wěn)定性提高。

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