二次潤葉工藝參數對打葉質量的影響研究

李方新，尼奇峰，王澤理

（甘肅煙草工業有限責任公司，甘肅 蘭州 730050）

打葉復烤是各卷煙工業所調煙葉的前沿加工廠，好的打葉質量可有效提高煙葉整體品質和卷煙加工品質[1]。作為連接煙葉原料和卷煙加工的重要環節，打葉復烤過程關系到整個卷煙工業可持續、健康和穩定的發展，尤其是隨著中式卷煙的不斷發展，對打葉復烤后的成品片煙質量提出了更高的要求[2]。

水分、溫度及控制指標在整個打葉復烤廠生產中占有極其重要的地位，是重要的評價和控制指標[3]。尤其是預處理段的潤葉工序，為后續加工提供符合要求的原料，對后續打葉質量具有很大的影響。

打葉工序是控制大片率、提高中片率、降低小片率、提高長梗率的重要工序，合理的葉片結構已成為卷煙工業對片煙結構的新要求[4]。隨著打葉復烤技術的提高，葉片結構品質得到不斷的提高，但成品片煙結構穩定性有待進一步提高[5]。本研究通過對二次潤葉機參數指標中的打葉指標大中片率、碎片率、葉中含梗率、粗梗率4 個指標間的影響進行評價研究，找出各參數對不同指標的影響作用，為二次潤葉工序煙葉水分溫度的合理控制提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

復烤廠打葉復烤車間卷煙工業所調原料混打煙葉，流量6.0 T/h，車間溫度28 ℃，車間相對濕度為65%。

1.2 試驗儀器

FSJ-114 型植物樣本粉碎機（河南扶溝科學儀器廠）；CPT 2808 型秒表（深圳市博迅達電子有限公司）；TQM23003 型便攜式溫度儀（深圳市迪特愛投資發展有限公司）；DHG-9145A 型電熱鼓風干燥箱（上海一恒科技有限公司）；AL294 型電子天平（感量0.000 1 g，梅特勒—托利多儀器有限公司）。

1.3 試驗設計及方法

試驗采用L8（27）[6]進行5 因素2 水平正交設計（表1—表2），其中前汽壓力（kPa）設88、60 兩個水平；后汽壓力（kPa）設73、50 兩個水平；滾筒轉速（Hz）設27、35 兩個水平；熱風風機轉速（Hz）設40、30 兩個水平；加熱器壓力（kPa）設45、60 兩個水平；試驗結果采用SPSS 16.0 統計分析軟件進行極差和方差分析。

表2 試驗方案

試驗測定打葉指標包括：大中片率，碎片率，葉中含梗，粗梗。

2 結果與分析

2.1 不同因素水平對大中片率的影響

不同因素水平對大中片率的影響（表3）。結果表明，RA×B>RD>RB×E>RB>RA>RE>RC。方差分析結果表明，前汽與后汽壓力交互作用的P 值為0.012 7，接近極顯著水平。

表3 試驗結果分析（大中片率）

由因素A、B 的二元素（表4）可知其優水平組合為A2B1或A1B2，結合大中片率趨勢圖（圖1），確定優方案為A2B1C1D1E1，即前汽壓力為60 kPa，后汽壓力為73 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速40 Hz，加熱器壓力45 kPa 或A1B2C1D1E1，即前汽壓力為88 kPa，后汽壓力為50 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速40Hz，加熱器壓力45 kPa。

圖1 大中片率趨勢圖

表4 因素A、B 的二元表（%）

2.2 不同因素水平對碎片率的影響

不同因素水平對碎片率的影響（表5）。極差分析結果表明，RAB>RD>RC>RB>RA>RB×E>RE。方差分析結果表明，前汽與后汽壓力交互作用的P 值為0.049 4，達到顯著水平。

表5 試驗結果分析（碎片率）

由因素A、B 的二元素（表6）可知其優水平組合為A2B1或A1B2，結合碎片率趨勢圖（圖2），確定優方案為A2B1C1D1E2，即前汽壓力為60 kPa，后汽壓力為73 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速40 Hz，加熱器壓力60 kPa，或A1B2C1D1E1，即前汽壓力為88 kPa，后汽壓力為50 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速40 Hz，加熱器壓力60 kPa。

圖2 碎片率趨勢圖

表6 因素A、B 的二元表

2.3 不同因素水平對葉中含梗的影響

不同因素水平對葉片含梗的影響（表7）。極差分析結果表明，RB×E>RA>RAB>RE>RB>RD>RC。

表7 試驗結果分析（葉中含梗）

由因素B、E 和A、B 的二元素（表8—表9）可知其優水平組合為B1E2和A1B1，結合葉片含梗趨勢圖（圖3），確定優方案為A1B1C1D2E2，即前汽壓力為88kPa，后汽壓力為73 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速30 Hz，加熱器壓力60 kPa。

圖3 葉片含梗趨勢圖

表8 因素B、E 的二元表

表9 因素A、B 的二元表

2.4 不同因素水平對粗梗的影響

不同因素水平對粗梗的影響（表10）。極差分析結果表明，RA>RAB>RB×E>RD>RE>RC>RB。方差分析結果表明，前汽壓力的P 值為0.0184，達到顯著水平。

表10 試驗結果分析（粗梗）

由因素A、B 的二元素（表11）可知其優水平組合為A1B1，結合粗梗趨勢圖（圖4），粗梗越小越好，確定優方案為A1B1C1D1E2，即前汽壓力為88 kPa，后汽壓力為73 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速40 Hz，加熱器壓力60 kPa。

圖4 粗梗趨勢圖

表11 因素A、B 的二元表

2.5 綜合分析

通過不同因素水平對所測試驗指標影響的綜合分析，結果見表12。

表12 綜合分析表

（1）前、后汽壓力間的交互作用對大中片率和碎片率的影響排第一位，均達到顯著水平，優組合均為A2B1或A1B2，對葉中含梗和粗梗的影響排第二位，不顯著，優組合均為A1B1。前、后汽壓力間的配合是影響大中片率和碎片率的主要和重要因素，影響葉中含梗和粗梗的主要因素。

綜合考慮A、B 的四個二元素表，取A1B2為優搭配，即前汽壓力為88 KPa，后汽壓力為50 kPa。

（2）滾筒轉速對碎片率的影響排第三位，對其他指標的影響均排在后兩位，均不顯著，說明滾筒轉速僅對碎片率有較大影響。優水平均為C1，即27 Hz。

（3）熱風風機轉速對大中片率和碎片率的影響排在第二位，對粗梗的影響排第三位，優水平均為D1，對葉中含梗的影響排第五位，不顯著，優水平為D2。熱風風機轉速是影響大中片率和碎片率的主要因素，對粗梗也有較大影響。綜合考慮取D1，即熱風風機轉速40 Hz。

（4）加熱器壓力除對葉中含梗有較大影響外，對其他指標的影響均較小，綜合考慮取E2。

綜上所述，優組合為A1B2C1D1E2，即前汽壓力為88 kPa，后汽壓力為50 kPa，滾筒轉速為27 Hz，熱風風機轉速40 Hz，加熱器壓力60 kPa。這與根據二潤后煙葉水分、溫度確定的優組合完全一致。

3 結論與討論

通過試驗結果分析可知前、后汽壓力間的交互作用對大中片率和碎片率的影響較大，對葉中含梗和粗梗也有一定的影響，滾筒轉速對碎片率有較大影響，熱風風機轉速是影響大中片率和碎片率的主要因素，加熱器壓力對葉中含梗有較大影響。潤后煙葉水分的穩定性有利于提高打葉質量，但溫度過高對打葉質量產生不利影響，在一定溫度下提高其水分有利于提高打葉質量。

通過對二次潤葉工序各參數與打葉各標間影響的分析，優化二次潤葉工序各參數，達到最佳組合，對二次潤葉效果進行有效控制和改善，便于合理及時地調整工序參數，使二次潤葉效果快速的達到打葉指標要求，對提高整體煙葉質量具有深遠的指導意義。