影響煙絲HT入口水分因素研究

摘 要：國內中高檔卷煙主要采用“HT+滾筒烘絲”的工藝流程，其中HT為隧道式回潮機，控制烘前水分主要通過控制HT入口水分實現。HT入口水分的穩定性是影響卷煙產品感官質量的重要指標。文章羅列出可能影響HT入口水分的因素，通過試驗設計逐步分析HT入口水分的均值和標偏，針對顯著因素建立數學模型并評價，最終得出各顯著影響因素的最優水平。

關鍵詞：HT入口水分；試驗設計；數學模型；影響因素

煙絲烘前水分的控制在卷煙加工企業制絲生產中十分重要，烘前水分的均衡性、穩定性，直接影響卷煙產品的內在品質。國內中高檔卷煙主要采用“HT+滾筒烘絲”的工藝流程，其中HT為隧道式回潮機，主要通過控制蒸汽壓力來保證烘絲入口溫度，其對水分控制能力較弱。如何穩定HT入口水分，是穩定卷煙品牌感官質量的重要研究方向。據此，特進行本次研究，以找出穩定HT入口水分的顯著參數，得到數學模型并確定其最優組合。

1 試驗材料和方法

（1）試驗材料：利群（新版）配方片煙，按制絲工藝標準執行；

（2）試驗方法：運用因果矩陣找出所有可能影響HT入口水分的因素并區分可控性，通過增加中心點的部分因子試驗設計逐步分析HT入口水分的均值和標偏，建立數學模型并得到顯著因素的最優組合。

2 試驗實施

2.1 選擇參數

按工藝流程走向，通過因果矩陣確定可能影響因素如表1所示，其中潤葉出口水分設定值、貯葉房環境溫濕度、貯葉房空調出風口開度可在工藝范圍值內進行調整（c），為可控；貯存時間按生產進度執行，為不可控范疇（u）。參數總數為5。

2.2試驗方案

按照工藝標準的范圍極值，我們選定各參數的水平并編碼，編碼后可以直接查看數學模型的系數，對各個因子的影響程度進行排序。因試驗因子總數為5、每因子兩水平。為避免試驗次數過多，采用分辨率為四的1/2因子試驗。由于影響可能是非線性，故增加1次中心點試驗驗證曲線關系。試驗總次數為2^（5-1）+1即17次。具體取值及編碼如表2。

2.3試驗結果

為減少試驗誤差，采用隨機的運行序，分別記錄HT入口水分的均值和標偏，錄入試驗結果如表3所示。

2.4 試驗分析

按照分析步驟，首先對HT入口水分的“均值”實施分析。通過逐步縮減模型，依次將表現不顯著的三因子交互、兩因子交互及不顯著的單因子逐步剔除，得到最終的分析結果，如圖1所示。

分析結果顯示：僅有“潤葉出口水分設定值”、“貯葉房環境溫度”、“貯葉房環境濕度”對HT入口水分均值影響顯著，其余單因子及混雜影響均不顯著；中心點P值>0.05，說明無彎曲現象，即HT入口水分的均值和3個因子之間均為線性關系；R-sq>85%，失擬P值>0.05，說明數學模型擬合度高、試驗誤差小。

按已編碼單位系數，數學模型確定為：均值=19.49+0.12（出口水分）-0.15（溫度）+0.27（濕度），其中各因子均為編碼單位。

按照同樣的方法分析各可能因素對HT入口水分標偏的影響，分析結果如圖2所示。

分析結果顯示：各可能因素對HT入口水分標偏的影響均不顯著。因此，忽略各因素對HT入口水分標偏的影響，僅將其作為均值的共變量來考慮。

2.5 得出最優組合參數

為確保HT入口水分無偏移、波動小，需使最優組合需滿足兩個條件：均值望目即最接近標準中心（按利群制絲工藝標準為19.6%），共變量標偏望小。

通過如圖3的響應優化器，確定最優組合參數為：潤葉出口水分21.4%，貯葉房環境溫度32.5℃，貯葉房環境濕度70%。

2.6 調整最優組合

按《卷煙工藝規范》，貯葉房環境溫度為35（±2）℃-40（±2）℃，即最低溫度為33℃，可按照編碼后的數學模型對各參數作相應調整：將溫度提高0.5℃（+0.2編碼單位），提高潤葉出口水分0.25%（+0.25編碼單位）。調整后最優組合參數為：潤葉出口水分21.65%，貯葉房環境溫度33℃，貯葉房環境濕度70%。

同時，數學模型的建立可為參數的季節性調整預留空間，當冬季貯葉房內外溫差大、電器設備凝水嚴重時，可適當修正組合參數，滿足HT入口水分的持續穩定，對卷煙生產過程指標的調整具有指導意義。

參考文獻

[1]朱尊權，郁源培，孫瑞申，等.卷煙工藝[M].鄭州：河南科學技術出版社，2002.

[2]馬林，何楨.六西格瑪管理[M].北京：中國人民大學出版社，2004.

[3]國家煙草專賣局.卷煙工藝規范[S].北京：中央文獻出版社，2003.

作者簡介：喻剛（1987，8-），男，漢族，河南省信陽市人，四川中煙綿陽卷煙廠，工藝管理員，中質協注冊六西格瑪黑帶，工學學士，現主要從事煙草加工工藝相關工作。