崔 升

(廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠，廣西柳州 545005)

煙葉松散率影響因素研究*

崔 升

(廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州卷煙廠，廣西柳州 545005)

【目的】探索TB-S松散回潮機(jī)合理的煙葉松散率加工參數(shù)，為提高其松散回潮效果提供科學(xué)依據(jù)。【方法】分別對(duì)TB-S松散回潮機(jī)的加水比例、滾筒轉(zhuǎn)速、松散流量和噴嘴蒸汽壓力等因素進(jìn)行單因素和正交試驗(yàn)，探討這4個(gè)因素對(duì)煙葉松散率的影響?！窘Y(jié)果】加水比例與煙葉松散率呈一元線性關(guān)系；滾筒轉(zhuǎn)速和噴嘴蒸汽壓力與煙葉松散率呈一元二次關(guān)系；松散流量明顯影響煙葉松散率。影響主次順序：滾筒轉(zhuǎn)速>加水比例>噴嘴蒸汽壓力>松散流量;最優(yōu)工藝條件：松散回潮機(jī)加水比例為4.0%，滾筒轉(zhuǎn)速為9.0 r/min，松散流量7 050 kg/h和噴嘴蒸汽壓力為150 kPa時(shí)，可使煙葉松散率達(dá)到99.6%?！窘Y(jié)論】合理控制松散回潮機(jī)的各關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)，特別是滾筒轉(zhuǎn)速，加水比例、噴嘴蒸汽壓力等，可有效提高煙葉松散率。

松散回潮 松散率 影響因素 回歸分析 正交試驗(yàn)

0 引言

【研究意義】煙葉松散工序是卷煙制造加工過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，其工藝任務(wù)就是增加煙片的含水率和溫度，使煙片松散，提高其耐加工性[1]，松散回透率在卷煙工藝規(guī)范中有明確的要求[2]。煙葉松散率不僅對(duì)卷煙的感官質(zhì)量、香氣特征、常規(guī)化學(xué)成分有重要作用[3-4]，而且對(duì)煙葉的耐加工性、卷煙的消耗有重要的影響。生產(chǎn)過(guò)程中，常出現(xiàn)因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行參數(shù)調(diào)整不當(dāng)或工藝條件發(fā)生改變，造成煙葉松散率不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象，從而影響卷煙品質(zhì)。因此，分析煙葉松散率的影響因素，對(duì)控制松散回潮質(zhì)量具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】堵勁松等[5]研究了濕空氣對(duì)煙片松散回潮過(guò)程的影響，主要對(duì)設(shè)備參數(shù)、濕空氣特性和加工質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)濕空氣對(duì)松散回潮后煙葉溫度、含水率、松散效果有顯著影響。姚光明等[6]通過(guò)優(yōu)化WQ3315型松散回潮機(jī)的熱風(fēng)溫度來(lái)提高云南煙葉加工的物理質(zhì)量，研究發(fā)現(xiàn)隨著回風(fēng)溫度增加，松散回潮煙葉溫度和松散率逐漸增加，回風(fēng)溫度一定時(shí)，煙葉物理質(zhì)量和感官質(zhì)量較好。俞仁皓等[7]對(duì)WQ3315型松散回潮機(jī)的回風(fēng)溫度控制原理及調(diào)控方法進(jìn)行分析，并對(duì)比例、積分和微分(PID)參數(shù)及補(bǔ)償蒸汽進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了回風(fēng)溫度的穩(wěn)態(tài)控制。宋克強(qiáng)等[8]對(duì)松散回潮機(jī)出口水分穩(wěn)定性進(jìn)行研究，通過(guò)排查分析影響松散回潮出口水分波動(dòng)的原因，改進(jìn)工藝設(shè)備，提高松散回潮出口水分過(guò)程能力指數(shù)值。李秀芳[9]為了提高松散回潮工序過(guò)程控制能力，對(duì)回風(fēng)系統(tǒng)和含水率控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改善，優(yōu)化了工藝參數(shù)，使松散回潮出口含水率和溫度波動(dòng)減少，出口含水率平均標(biāo)準(zhǔn)偏差從0.43%降為0.24%?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】TB-S松散回潮機(jī)為德國(guó)HAUNI公司新型回潮機(jī)，目前國(guó)內(nèi)使用的廠家不多，且研究主要集中在控制系統(tǒng)及電器方面[10-11]，針對(duì)TB-S松散回潮機(jī)煙葉松散率影響因素分析的研究報(bào)道較少，特別是從設(shè)備、工藝參數(shù)及二者組合方面來(lái)研究的更少。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】探討加水比例、滾筒轉(zhuǎn)速、松散流量和噴嘴蒸汽壓力對(duì)煙葉松散率的影響，以期找出影響松散回潮回透率的關(guān)鍵因素，為提高松散回潮率提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

X牌號(hào)煙葉配方由廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供。

主要儀器設(shè)備：TB-S松散回潮機(jī)(德國(guó)HAUNI公司)、CPJ-3007系列φ300 mm數(shù)字式測(cè)量投影儀(廣東萬(wàn)濠精密儀器股份有限公司)、TM710紅外水分儀(美國(guó)NDC公司)和DHG-9123A烘箱(蘇州三清儀器有限公司)。

1.2 煙葉松散率的測(cè)定

在松散回潮出口稱取1 000 g煙葉，分選未松散開的煙葉進(jìn)行稱重，計(jì)算未松散開的煙葉占總煙葉的比率。

1.3 單因素試驗(yàn)

1.3.1 加水比例

通過(guò)施加一定的水，使煙葉松散率增加，并達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)，在確保X牌號(hào)煙葉回潮松散和煙葉溫度滿足工藝條件下，按照煙葉質(zhì)量調(diào)整加水比例(2.9%、3.1%、3.4%、3.7%和4.0%)，檢測(cè)煙葉回透率，重復(fù)3次，利用回歸分析法考察加水比例對(duì)煙葉松散率的影響。

1.3.2 滾筒轉(zhuǎn)速

煙葉進(jìn)入滾筒后，在耙釘作用下完成松散，并與水接觸，實(shí)現(xiàn)含水率的增加。在確保X牌號(hào)煙葉回潮松散的前提下，調(diào)整滾筒轉(zhuǎn)速(7.5 r/min、8.0 r/min、8.3 r/min、8.5 r/min、8.8 r/min)，利用回歸分析法考察其對(duì)煙葉松散率的影響，每個(gè)因素水平下重復(fù)試驗(yàn)3次。

1.3.3 松散流量

在確保松散回潮加水比例、滾筒轉(zhuǎn)速、排潮開度等工藝參數(shù)不變及煙葉回潮松散的情況下，調(diào)整煙葉松散流量(6 850 kg/h、6 900 kg/h、6 950 kg/h、7 000 kg/h、7 050 kg/h)，采用方差分析法考察其對(duì)煙葉松散率的影響，每個(gè)因素水平下重復(fù)試驗(yàn)3次。

1.3.4 噴嘴蒸汽壓力

水在蒸汽的引射作用下，噴射到煙葉上，煙葉與水充分接觸，使煙葉水分增加，減少加工的造碎，提高煙葉的耐加工性。調(diào)整噴嘴蒸汽壓力(100 kPa、120 kPa、150 kPa、180 kPa、200 kPa)，對(duì)X牌號(hào)煙葉進(jìn)行松散處理，在確保煙葉回潮松散的情況下，分析噴嘴蒸汽壓力對(duì)煙葉松散率的影響，每個(gè)因素水平下重復(fù)試驗(yàn)3次。

1.4 正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，取加水比例、滾筒轉(zhuǎn)速、松散流量、噴嘴蒸汽壓力進(jìn)行4因素3水平正交試驗(yàn)L9(34)，以煙葉松散率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化松散率的加工條件。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

運(yùn)用Excel 2003和SPSS16分析軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 加水比例的影響

圖1 加水比例對(duì)煙葉松散率的影響

Fig.1 Effects of adding water ratio on tobacco leaves loose rate

2.2 滾筒轉(zhuǎn)速的影響

圖2 滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)煙葉松散率影響

Fig.2 Effects of different roller speed on tobacco leaves loose rate

2.3 松散流量的影響

在α=0.05，F(xiàn)分布表查得F0.95(4，14)=3.11，由于F=3.478>3.11，表明在α=0.05水平上，松散流量顯著影響煙葉松散率(表1和表2)。

表1 松散流量對(duì)煙葉松散率影響

Table 1 The effects of different loose flow on tobacco leaves loose rate

松散流量Loosespeed(kg/h)松散率Looserate(%)123685099．799．599．8690099．599．699．3695099．098．899．7700098．798．498．5705097．697．797．8

表2 松散流量對(duì)煙葉松散率影響的方差分析結(jié)果

Table 2 One-way ANOVA of material to solution

方差來(lái)源Variancesource平方和Sumofsquares自由度df均方和MeansquareFPF0．05組間SSt7．662741．91573．4780．0013．48組間SSe0．6067100．06067總計(jì)Total8．269314

2.4 噴嘴蒸汽壓力的影響

圖3 噴嘴蒸汽壓力對(duì)煙葉松散率影響

Fig.3 The effects of different steam pressure on tobacco leaves loose rate

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

為確定加水比例、滾筒轉(zhuǎn)速、松散流量和噴嘴蒸汽壓力對(duì)煙葉松散率的影響程度，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別選擇松散率達(dá)到99%以上的加水比例和滾筒轉(zhuǎn)速水平，根據(jù)生產(chǎn)流量的合理性選擇松散流量水平，根據(jù)最佳松散率選擇噴嘴蒸汽壓力水平，具體試驗(yàn)因素水平如表3所示。

表3 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的因素及水平

Table 3 Factor and level of orthogonal test

水平Level因素Factor加水比例Addingwaterratio(A，%)滾筒轉(zhuǎn)速Rollerspeed(B，r/min)松散流量Loosespeed(C，kg/h)噴嘴蒸汽壓力Nozzlesteampressure(D，kPa)13．88．0695010024．08．5700015034．29．07050200

從表4的試驗(yàn)結(jié)果可以看出：加水比例為4.0%，滾筒轉(zhuǎn)速為9 r/min，松散流量為7 050 kg/h和噴嘴蒸汽壓力為150 kPa時(shí)，煙葉松散率可達(dá)到99.6%，即最佳組合為A2B3C1D2。各因素對(duì)煙葉松散率的影響程度排序如下：滾筒轉(zhuǎn)速>加水比例>噴嘴蒸汽壓力>松散流量。

表4 不同工藝參數(shù)組合對(duì)煙葉松散率影響

Table 4 The effect of differentt cylinder’s loose resurgences on tobacco leaves loose rate

水平Level因素Factor加水比例Addingwaterratio(A，%)滾筒轉(zhuǎn)速Rollerspeed(B，r/min)松散流量Loosespeed(C，kg/h)噴嘴蒸汽壓力Nozzlesteampressure(D，kPa)13．88．0695010024．08．5700015034．29．07050200

3 結(jié)論

煙葉松散率不僅對(duì)煙葉的松散效果、煙葉耐加工性、大中片率等物理指標(biāo)有影響，而且對(duì)卷煙成品的感官質(zhì)量、煙氣指標(biāo)和香氣指標(biāo)等有顯著的影響。因此，卷煙制造過(guò)程中，需要對(duì)煙葉松散率指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

影響煙葉松散率的因素較多，本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)法對(duì)煙葉松散率的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)的結(jié)果表明，松散回潮機(jī)加水比例為4.0%，滾筒轉(zhuǎn)速為9.0 r/min，松散流量7 050 kg/h和噴嘴蒸汽壓力為150 kPa時(shí)，煙葉松散率可達(dá)到99.6%；影響煙葉松散率的因素主次順序?yàn)闈L筒轉(zhuǎn)速>加水比例>噴嘴蒸汽壓力>松散流量，其中滾筒轉(zhuǎn)速是主要因素，松散流量對(duì)其影響相對(duì)較小。對(duì)各因素進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)滾筒轉(zhuǎn)速、加水比例、噴嘴蒸汽壓力在所考察范圍內(nèi)，可使煙葉松散率達(dá)到較好水平，今后應(yīng)對(duì)這3個(gè)因素進(jìn)行深入研究，找出更優(yōu)的試驗(yàn)點(diǎn)。

煙葉在松散回潮時(shí)，應(yīng)對(duì)松散回潮機(jī)的各關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)進(jìn)行合理、有效控制，特別是滾筒轉(zhuǎn)速，加水比例、噴嘴蒸汽壓力等，并對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，可達(dá)到穩(wěn)定和提高煙葉松散率的目的。

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(責(zé)任編輯：陸 雁)

Study on Influencing Factors of Tobacco Leaf Loose Rate

CUI Sheng

(Liuzhou Cigarette Factory of China Tobacco Guangxi Industrial Co.，Ltd.，Liuzhou，Guangxi，545005，China)

【Objective】In order to provide a scientific basis for improving the effect of loose resurgence,this paper studied the appropriate processing parameters of TB-S cylinder’s loose resurgence.【Methods】We analyzed the effects of adding water ratio,roller speed,loose flow and steam pressure on tobacco leaves loose rate,using single factor trails and orthogonal test.【Results】The results showed that the adding water ratio and tobacco leaves’ loose had a linear relationship,the roller speed and tobacco leaves’ loose had a quadratic relationship，and loose flow significantly affected the loose rate of tobacco’ loose.Their effect on tobacco leaves loose was ranged as follows:Roller speed > adding water ratio > nozzle steam pressure > loose speed.The optimum conditions were as follows:Loose water content of 4.0%,roller speed of 9.0 r/min,loose flow rate of 7 050 kg/h and nozzle steam pressure of 150 kPa,under which the leaf loose rate could reach to 99.6%.【Conclusion】Reasonable control of TB-S’s key equipment parameters,especially roller speed,adding water ratio and nozzle steam pressure,can achieve the purpose of improving the rate of loose tobacco.

loosening and conditioning，loose rate，influencing factors，regression analysis，orthogonal experiment

2016-10-17

崔 升(1978-)，男，工程師，主要從事卷煙工藝研究與質(zhì)量管控，E-mail：173637866@qq.com。

*廣西工信委技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目“打葉復(fù)烤、片煙倉(cāng)貯的質(zhì)量控制分析及查詢?cè)u(píng)價(jià)系統(tǒng)與軟件開發(fā)應(yīng)用”(廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司項(xiàng)目編號(hào)GXZYCX2016H001)資助。

http://www.cnki.net/kcms/detail/45.1206.G3.20161223.0908.002.html

TS43

A

1005-9164(2016)06-0569-04

廣西科學(xué)Guangxi Sciences 2016,23(6):569～572

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)先數(shù)字出版時(shí)間：2016-12-23 【DOI】10.13656/j.cnki.gxkx.20161223.001