烘絲工藝參數對葉絲彈性和填充值的影響

張 迪，張 乾，朱建新，李文偉，王建民

（1.鄭州輕工業學院煙草科學與工程學院，鄭州 450001；

2.河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠，河南安陽 455000）

烘絲工藝參數對葉絲彈性和填充值的影響

張 迪1，張 乾2，朱建新2，李文偉2，王建民1

（1.鄭州輕工業學院煙草科學與工程學院，鄭州 450001；

2.河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠，河南安陽 455000）

通過采集同牌號多批次葉絲彈性和填充值以及烘絲工序工藝參數等在線檢測數據，研究了葉絲彈性與填充值間的關系以及烘絲工序工藝參數對兩項指標的影響。結果表明：①葉絲填充值隨著彈性升高呈現先升高后降低的變化規律；②烘絲機物料流量、HT工作蒸汽流量和排潮風門開度會同時影響葉絲彈性和填充值；烘絲工序物料流量是影響葉絲彈性批內、批間穩定性的關鍵參數，HT工作蒸汽流量則是影響葉絲填充值批內、批間穩定性的關鍵因素。

葉絲；彈性；填充值；烘絲機

煙絲彈性即煙絲受到外力壓縮后恢復原本形態和體積的能力，它與填充值等同屬煙絲力學性質的范疇。對煙絲填充值的研究不勝枚舉，但對煙絲彈性研究成果的報道比較少見。本文從類比彈性和填充值兩個力學特性的視角出發，研究了同牌號葉絲彈性和填充值之間的關系以及烘絲工序工藝參數對兩項指標批內、批間波動的影響，希望能為煙絲彈性的深入研究及穩定性控制提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

河南安陽卷煙廠某牌號卷煙葉絲。烘絲工序主要設備包括HT增溫增濕機和SH627Y393型薄板式烘絲機。數據采集裝置主要包括葉絲彈性和填充值在線檢測儀（北京邦瑞德公司），烘絲機工藝參數在線數據應用昆船的MASS系統進行采集。

1.2 實驗方法

烘絲工序工藝參數共有15個，分別是HT物料流量、滾筒轉速、進薄板蒸汽流量、進薄板蒸汽溫度、進熱交換器蒸汽壓力、排潮閥門開度、熱風門開度、熱風溫度、筒壁溫度、筒蒸汽壓力、總蒸汽壓力、烘絲機物料流量、進薄板烘絲機蒸汽閥門、HT工作蒸汽壓力和HT工作蒸汽流量。

采集49個批次的同牌號葉絲的彈性和填充值的在線數檢測數據及15個工藝參數數據，每批次在線數據采集頻率為10個／min，生成數據集。計算各批次各項指標和參數的平均值和標準偏差，分別用批次平均值表征葉絲彈性和填充值的批間波動，批內標準偏差反映批內波動。

2 結果與分析

2.1 葉絲彈性、填充值

葉絲彈性、填充值的批內、批間統計結果見表1［1］。

由表1可知，各批次葉絲彈性值在60.29%～66.84%之間，標準偏差在1.05%～2.81%之間（變異系數在1.7%～4.5%之間）；填充值在4.3%～4.71%之間，標準偏差在0.06%～0.55%之間（變異系數在1.3%～12.0%之間）。與批間均值的標準偏差相比，有3個批次的葉絲彈性標偏大于批間均值標偏，占6.1%，有16個批次的葉絲填充值標偏大于批間均值標偏，占32.7%。統計描述表明，葉絲彈性和填充值的總體控制水平較高，但存在個別批次的批內波動較大的現象，其中填充值表現更為突出。

表1 葉絲彈性、填充值的批內、批間統計結果Tab.1 Ye Si elasticity，fill in the recharge of the batch，the number of statistical results

續表

2.2 葉絲彈性與填充值的關系

葉絲彈性與填充值之間的關系見圖1所示。

圖1 彈性值與填充值的散點圖Fig.1 The elastic value and fill up the recharge of the scattered point diagram

圖1表明，剔除異常點（第7批次）后，隨著葉絲彈性升高，填充值呈現明顯的先升高后降低的變化趨勢。兩者間的回歸方程為y＝－18.588＋0.745x－0.006x2。方差分析及t檢驗結果表明，葉絲彈性（x）對填充值（y）的影響為極顯著（p＝0.0027），一次項和二次項的影響均為顯著（p值分別為0.026和0.023），說明一元二次回歸方程能夠較好地描述葉絲彈性與填充值間的關系。

2.3 工藝參數對葉絲彈性和填充值的影響

2.3.1 葉絲彈性與填充值

分別以葉絲彈性和填充值的均值為因變量，以15個工藝參數作為自變量進行多元逐步回歸分析［2］，結果見表2、表3和表4。

表2 回歸模型概述Tab.2 Overview of regression models

表3 方差分析表Tab.3 Analysis of variance

表4 模型系數表Tab.4 Model coefficient table

表2、表3所示回歸模型概述和方差分析表明，烘絲工藝參數對葉絲彈性和填充值均有極顯著影響；兩個模型的決定系數分別為0.517和0.743，說明烘絲工藝參數對填充值的影響更大一些。如表4所示，影響葉絲彈性和填充值的工藝參數不完全相同：①對葉絲彈性有顯著或極顯著影響的參數按主次順序排列分別是烘絲機物料流量、筒蒸汽壓力、HT工作蒸汽流量、排潮閥門開度；葉絲彈性隨著烘絲機物料流量、筒蒸汽壓力、HT工作蒸汽流量的增大而降低，隨排潮閥門開度增大而升高。②對葉絲填充值有顯著或極顯著影響的參數按主次順序排列分別是HT工作蒸汽流量、熱風風門開度、烘絲機物料流量；葉絲填充值隨著三個參數增大而升高。

2.3.2 葉絲彈性與填充值標偏

分別以彈性和填充值標準偏差的對數為自變量，以參數均值為因變量進行回歸分析，分析結果見表5、表6和表7。

表5 回歸模型概述Tab.5 Overview of regression models

表6 方差分析表Tab.6 Analysis of variance

表7 模型系數表Tab.7 M odel coefficient table

表5、表6所示回歸模型概述和方差分析表明，烘絲工藝參數對葉絲彈性和填充值的標準偏差均有極顯著影響，兩個模型的決定系數分別為0.783和0.479，說明烘絲工藝參數對彈性標準偏差的影響更大一些。如表7所示，影響葉絲彈性和填充值標準偏差的工藝參數不同：①HT物料流量、滾筒轉速對葉絲彈性標準偏差有極顯著影響；葉絲彈性標準偏差隨著兩個參數的升高而降低。②對葉絲填充值標準偏差有顯著或極顯著影響的參數按主次順序排列分別是排潮閥門開度、HT工作蒸汽流量、HT工作蒸汽壓力、烘絲機物料流量；葉絲填充值標準偏差隨著HT工作蒸汽流量增大而升高，隨排潮閥門開度、HT工作蒸汽壓力和烘絲機物料流量的增大而降低。

通過回歸分析，從15項工藝參數中篩選出了8項至少對1項指標有顯著影響的工藝參數，分別是HT物料流量、滾筒轉速、排潮閥門開度、熱風門開度、筒蒸汽壓力、烘絲機物料流量、HT工作蒸汽壓力和HT工作蒸汽流量，可見烘絲工序工藝參數對葉絲彈性和填充值及其穩定性影響的復雜性。①烘絲機物料流量和HT工作蒸汽流量對葉絲彈性和填充值均值均有顯著或極顯著影響，對填充值標準偏差均有極顯著影響；排潮風門開度對葉絲彈性均值和填充值標準偏差均有極顯著影響；說明這3項參數是能夠同時影響葉絲彈性和填充值的工藝參數。②對葉絲彈性均值和標準偏差影響最大的參數分別是烘絲機物料流量和HT物料流量，對葉絲填充值均值和標準偏差影響最大的參數均是HT工作蒸汽流量；說明烘絲工序物料流量控制是提高葉絲彈性批內、批間穩定性的關鍵，HT工作蒸汽流量控制則是提高葉絲填充值批內、批間穩定性的關鍵。

3 結論

1）同牌號葉絲的彈性和填充值間存在極顯著的相關性，隨著彈性升高填充值呈現先升高后降低的變化規律。

2）葉絲彈性和填充值的批內、批間穩定性與HT物料流量、滾筒轉速、排潮閥門開度、熱風門開度、筒蒸汽壓力、烘絲機物料流量、HT工作蒸汽壓力和HT工作蒸汽流量等烘絲工序工藝參數有關。其中烘絲機物料流量、HT工作蒸汽流量和排潮風門開度是能夠同時影響葉絲彈性和填充值的工藝參數；烘絲工序物料流量控制是提高葉絲彈性批內、批間穩定性的關鍵，HT工作蒸汽流量控制則是提高葉絲填充值批內、批間穩定性的關鍵。

［1］蓋鈞鎰.試驗統計方法［M］.北京：中國農業出版社，2000.

［2］白秀琴，李瑞閣.多元回歸分析方法應用實證分析與比較［J］.河南科學，2010（9）：83－88.

Effects on Cut Tobacco Elasticity and Filling Power of Drying Process Parameters

ZHANG Di1，ZHANG Qian2，ZHU Jian－xin2，LIWen－wei2，WANG Jian－m in1

（1.School of Tobacco Science and Engineering，Zhengzhou University of Light Industry，Zhengzhou 450001，China；
2.Anyang Cigarette Factory，China Tobacco Henan Industrial Co.，Ltd.，Anyang455000，China）

The correlation of elasticity and filling power of cut tobacco and the effects of drying process parameters on the two indicators were studied by the collection of the lots of batches in the same trademark on－line data of elasticity and filling power of cut tobacco and drying process parameters.The results showed that：①With the increase of elasticity，the variation of filling power is increased firstly and then decreased.②The elasticity and filling power of cut tobacco was simultaneously influenced by dryer tobacco throughput，HT steam flow and opening ofmoisture exhaust value.The point parameter to affect the stability of the elasticity of cut tobacco on batches and a batch is tobacco throughput in the drying process.At the same time the point parameter to affect the stability of the filling power of cut tobacco on batches and a batch is HT steam flow.

cut tobacco；elasticity；filling power；cut tobacco dryer

TS452.3

A

1004-275X（2015）06-0006-05

10.3969／j.issn.1004-275X.2015.06.002

收稿：2015-10-13

河南中煙工業有限責任公司科技計劃項目“煙絲彈性與卷煙品質的關系及調控技術研究”（HNZY052014004－02）。

張迪（1989－），女，河南新鄉人，碩士研究生，研究方向：卷煙工藝。

*通信聯系人：李文偉（1970－），男，河南安陽人，高級工程師，主要從事卷煙技術研究及管理、卷煙產品質量監督工作。