摘要：以感官質(zhì)量為評價指標(biāo)，選用二類煙品牌煙絲配方為試驗對象，通過試驗設(shè)計，運用全因子試驗設(shè)計比較兩段式烘絲工藝參數(shù)對卷煙內(nèi)在質(zhì)量的影響。結(jié)果表明，在其他參數(shù)不變的前提下，烘絲機1區(qū)溫度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速對感官質(zhì)量影響顯著；該烘絲機兩段式烘絲的最佳工藝參數(shù)為烘絲機1區(qū)溫度160 ℃、2區(qū)溫度120 ℃、熱風(fēng)溫度110 ℃、熱風(fēng)風(fēng)速0.18 m/s。

關(guān)鍵詞：卷煙；兩段式烘絲；工藝參數(shù)；感官質(zhì)量；全因子試驗設(shè)計

中圖分類號：TS452+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）14-3670-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.14.032

Abstract： Using sensory quality as reference indicators，with second-class cigarette brand as the test meterial， full factorial experiment design was applied to study the effect of parameters during two stage drying process on internal quality of cigarettes. The results showed that under the premise of other parameters fixed， the effect of cut-tobacco drier zone 1 temperature， hot wind temperature and hot wind speed on sensory quality was significant. The optimum technological parameters during two stage cut-tobacco drying process of the drying machine was zone 1 temperature at 160 ℃，zone 2 temperature at 120 ℃， hot air temperature at 110 ℃，and hot wind speed at 0.18 m/s.

Key words：tobacco；two stage drying process of cut-tobacco；process parameters；sensory quality；full factorial experiment design

兩段式薄板烘絲機是一種新型滾筒烘絲設(shè)備，具有2個獨立控制的干燥區(qū)域。該設(shè)備的設(shè)計理念是在滾筒前段高溫快速烘干水分含量高的煙絲，在后段低溫烘烤微調(diào)，避免了煙絲在傳統(tǒng)烘絲機中從頭到尾都是高溫烘烤、造成香氣損失的缺陷，并可降低生產(chǎn)加工強度[1]。國內(nèi)對于兩段式滾筒烘絲機控制模式的研究報道較少，目前使用該設(shè)備的廠家一般采用一段式烘絲模式（1區(qū)、2區(qū)溫度一致）[2]。試驗以感官質(zhì)量為評價標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合兩段式烘絲機前期運用以及設(shè)備性能基礎(chǔ)，針對1區(qū)溫度、2區(qū)溫度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速4個關(guān)鍵參數(shù)，利用全因子試驗設(shè)計方法，對上述參數(shù)進(jìn)行了最佳組合試驗，為兩段式烘絲的最佳工藝參數(shù)設(shè)定提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

烤煙片煙使用真龍二類卷煙A配方，由廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供；煙絲烘絲生產(chǎn)線為KLD2-2Z型兩段式薄板烘絲機，德國HAUNI公司制造，生產(chǎn)能力4 800 kg/h。

1.2 樣品處理

1.2.1 取樣方法 試驗按批次進(jìn)行，取樣在同批次內(nèi)完成，過程控制穩(wěn)定后，每組參數(shù)對應(yīng)在柔性風(fēng)選出口處取樣[3]。

1.2.2 樣品制備 每次取樣10 kg，每參數(shù)取樣4次，四分法混合后為1個測試樣。測試樣按照真龍某二類卷煙卷包標(biāo)準(zhǔn)卷制成煙支樣品[3]。

1.2.3 樣品的評價方法及計算 以感官質(zhì)量為評價指標(biāo)[4]，將煙支樣品在恒溫恒濕環(huán)境下平衡48 h，由廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司評吸委員會進(jìn)行感官質(zhì)量評吸。評吸打分按照國家規(guī)范進(jìn)行[4]，得分計算公式如下：

式中，M為評吸得分，M1為每人評吸得分，N為評吸人數(shù)。然后將所有試驗數(shù)據(jù)用Minitab 16統(tǒng)計軟件處理。

1.3 試驗設(shè)計

結(jié)合KLD2-2Z型兩段式薄板烘絲機前期的運用以及設(shè)備性能，并考慮各因子及其交互作用，采用全因子試驗方法，并在中心點處進(jìn)行3次試驗[5]，一共有19次試驗，其因子水平組合見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗結(jié)果

利用Minitab 16統(tǒng)計軟件創(chuàng)建試驗計劃，并組織實施，得到的試驗結(jié)果見表2。

2.2 分析

2.2.1 方差分析 將表2中的評吸得分分別與1區(qū)溫度、2區(qū)溫度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速進(jìn)行擬合，得到評吸得分的估計效應(yīng)和對應(yīng)系數(shù)，具體見表3；進(jìn)一步對評吸得分進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。從表3、表4的分析中可以看出，模型主效應(yīng)的P=0.004，<0.05，所以所選定的模型中主效應(yīng)總體是顯著的。失擬項的P=0.232，>0.05，回歸無失擬現(xiàn)象。從顯著性來看，1區(qū)溫度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速以及1區(qū)、2區(qū)溫度之間的交互作用項4項對應(yīng)的P都小于0.05，因此可以判定，這4項的效應(yīng)是顯著的，其余項不顯著。

2.2.2 模型改進(jìn) 將不顯著的因子移除，再次進(jìn)行因子分析，結(jié)果見表5、表6。從表5、表6中可以看出，主效應(yīng)項以及2因子交互作用中的P<0.05，所以選定的模型總體是顯著的。失擬一欄中P=0.296，>0.05，模型沒有失擬。

2.2.3 全模型與刪減模型效果比較 試驗從Minitab 16統(tǒng)計軟件輸出的全模型與刪減模型效果比較情況見表7。從表7可見，模型項數(shù)減少了5項，R-Sq（調(diào)整）有所提高，S和PRESS均有所降低，可見刪除不顯著主因子及交互作用項后的回歸效果更好。

2.2.4 殘差分析 試驗優(yōu)化后得到的四合一殘差（誤差）分布情況見圖1。從圖1可見，殘差對于以觀測值順序為橫軸的散點圖而言，各點隨機在水平軸上下無規(guī)則波動，沒有不正常的升降趨勢；觀察殘差對于響應(yīng)變量擬合值得出的散點圖，沒有出現(xiàn)“漏斗形”或者“喇叭形”。觀察殘差正態(tài)性檢驗圖，可以看出殘差符合正態(tài)分布。

2.2.5 確認(rèn)主效應(yīng)及交互作用的顯著性 試驗優(yōu)化后得到的評吸得分效應(yīng)情況見圖2。從圖2的主效應(yīng)圖可見，1區(qū)溫度、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)風(fēng)速三者回歸線較陡，對主效應(yīng)影響顯著。為使評吸得分達(dá)到最大，三因子取值越大越好，故1區(qū)溫度取上限160 ℃、熱風(fēng)溫度取上限110 ℃、熱風(fēng)風(fēng)速取上限0.18 m/s。從圖2的交互效應(yīng)圖可以看出，1區(qū)溫度、2區(qū)溫度之間效應(yīng)線明顯不平行，說明交互作用顯著。

2.2.6 實現(xiàn)最優(yōu)化 試驗從Minitab 16統(tǒng)計軟件輸出的優(yōu)化結(jié)果見表8。從表8來看，當(dāng)1區(qū)溫度取160 ℃、2區(qū)溫度取120 ℃、熱風(fēng)溫度取110 ℃、熱風(fēng)風(fēng)速取0.18 m/s時，評吸得分可以達(dá)到88.578 7，合意度d=0.787 2。

2.2.7 驗證試驗 當(dāng)1區(qū)溫度取160 ℃、2區(qū)溫度取120 ℃、熱風(fēng)溫度取110 ℃、熱風(fēng)風(fēng)速取0.18 m/s時，預(yù)測評吸得分平均值可能將落入95%的置信區(qū)間（88.370 3，88.787 1）之內(nèi)。試驗按照預(yù)測參數(shù)（88.578 7±0.096 5）進(jìn)行了3批次試驗，結(jié)果3次評吸的得分分別為88.42、88.63和88.47，與上述95%的置信區(qū)間對比后，均落入95%置信區(qū)間內(nèi)，說明試驗結(jié)果分析和預(yù)測等結(jié)論都是可信的。

3 小結(jié)

1）在兩段式烘絲過程中，1區(qū)溫度、熱風(fēng)溫度及熱風(fēng)風(fēng)速對煙支樣品感官質(zhì)量均有顯著的影響，且參數(shù)之間有顯著的交互作用。

2）通過Minitab 16設(shè)計軟件進(jìn)行的全因子試驗驗證，真龍二類卷煙A配方兩段式烘絲的最佳工藝參數(shù)為烘絲機1區(qū)溫度160 ℃、2區(qū)溫度120 ℃、熱風(fēng)溫度110 ℃、熱風(fēng)風(fēng)速0.18 m/s。在該條件下的煙支樣品感官質(zhì)量評吸分值可達(dá)到88.58。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張 煒，劉江生，王道寬，等.KLD2-3兩段式滾筒烘絲機控制模式研究[J].煙草科技，2013（3）：8-11.

[2] 韋小玲，康金嶺.管板式烘絲機工藝參數(shù)對卷煙香氣的影響[J].食品與機械，2012，28（6）：193-196.

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