卷煙包裝密封度關鍵設備參數調控技術研究

郁騁丹，李承華，方俊俊，任瀟，王錫瑩

（紅塔煙草（集團）有限責任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

卷煙包裝密封度主要是指卷煙小盒、條盒等包裝材料對卷煙產品進行有效的密封，使卷煙產品包裝內部環境恒定。良好的密封不僅可以有效防止卷煙長時間儲存時煙支香味的損失，而且可以減少外界溫濕度對煙支含水率的影響。若卷煙包裝密封度不佳，卷煙在倉儲、運輸、銷售等環節中容易受潮，當達到一定的溫濕度條件時，卷煙中的霉菌迅速生長繁殖，從而導致卷煙黃斑霉變。因此，本文對生產加工過程包裝密封度進行研究，尋找規律，并進行關鍵控制點監控，有效提升卷煙產品出廠后質量穩定性。

1 總體試驗設計

針對不同機型對影響盒裝密封度關鍵設備調控參數影響因子：燙封烙鐵（前后端面、側封）溫度、燙封烙鐵（前后端面）位置間距、燙封烙鐵（前后端面、側封）壓縮量，采用“均勻試驗設計方法”設置不同調控參數組合，采用stepwise函數進行二次多項式逐步回歸分析，建立調控參數模型并驗證與優化。

2 試驗方法與設計

2.1 試驗方法

采用“均勻試驗設計”方法，燙封烙鐵（前后端面、側封）溫度、燙封烙鐵（前后端面）位置間距、燙封烙鐵（前后端面、側封）壓縮量參數，不同關鍵設備參數均勻試驗設計見下表所示。

表1 參數設置因素水平表

2.2 試驗方案與設計

2.2.1 驗證條件與儀器

（1）驗證品牌：A牌號。

（2）驗證包裝設備/車速：GDX2000/420包/min。

（3）檢測儀器：PSTNE100卷煙包裝密封度檢測儀。

（4）驗證卷煙規格：84mm烤煙型卷煙。

（5）材料技術要求：商標紙(GD HT4.2版)、BOPP收縮膜18u×120mm×4600m（3.0版）、內襯紙（62.5g×114mm×1400m）、拉線（2.5mm×10000m）、紅纖框架紙（225g×95mm×750m）、包裝膠（YNBZ-7）金卡。

（6）檢測要求：將所取樣品放入溫度（25±2）℃、（62±5）%的環境中放置6小時后，按照規定的方法要求對樣品進行密封性能檢測。

2.2.2 試驗方法

對試驗每個樣品進行取樣時，待設備正常運行15min后，每隔5min取樣1組，共10組，每組取樣1包，同時，檢驗記錄包裝外觀缺陷數據，密封度儀測量統計每組樣本的密封度檢測數據。

試驗結果與分析：

（1）試驗過程參數，見表2。

表2 試驗過程參數

（2）二次多項式逐步回歸模型的建立。按線性變化及響應變量匯總數據，在MATLAB平臺上采用stepwise函數進行二次多項式逐步回歸分析，模型及參數如下：

p＜0.05，說明模型是獨立顯著的。

（3）模型分析。由模型1可見：在實驗范圍內，X1與X4、X2與X3、X4與 X3存在交互作用；X1與 X4交互項、X2與X3交互項、X4與X3交互項、X5一次項對煙盒密封度的作用是正向的，而X2二次項對煙盒密封度的作用是負向的。

為考察各因數對煙盒密封度的影響，以煙盒密封度分別對燙封烙鐵（前后端面）溫度、燙封烙鐵（側封）溫度、燙封烙鐵（前后端面）間距位置、燙封烙鐵（前后端面）壓縮量、燙封烙鐵（側封）壓縮量求偏導如下：

①?ymf/?x1=0.009×X4，說明燙封烙鐵（前后端面）溫度對煙盒密封度的影響為正相關，燙封烙鐵（前后端面）壓縮量增大，密封度增加，且影響幅度隨著燙封烙鐵（前后端面）壓縮量的增大而增大；

?ymf/?x5=0，說明燙封烙鐵（側封）壓縮量對煙盒密封度基本無影響。

3 模型驗證

3.1 模型可靠性驗證

取自變量x1、x2、x3、x4、x5在實驗范圍內的中間值即X1：88（0.58）、X2：77（0.42）、X3：3（0.5）、X4：4.3（0.50）、X5：4.3（0.50）進行驗證實驗，結果見下表所示。

表3 因子中心值驗證結果

驗證實驗結果的相對相差均小于5%，說明模型是可靠的。

3.2 模型優化驗證

利用所建模型進行計算，得到優化結果，見下表所示。

表4 關鍵設備參數優化驗證結果

自變量轉化為原始數值，見下表所示：

表4-68關鍵設備參數優化（轉化為原始值）驗證結果

表5 關鍵設備參數優化驗證結果

利用模型優化的參數顯著提升了盒裝密封度。

4 結語

GDX2000包裝機型盒裝透明紙燙封烙鐵（前后端面）溫度為152℃、燙封烙鐵（側封）溫度為172℃、燙封烙鐵（前后端面）間距位置為87.5mm、燙封烙鐵（前后端面）壓縮量為0.7mm、燙封烙鐵（側封）壓縮量為0.7mm，可以得到最佳卷煙包裝密封度參數控制域。