等長(zhǎng)切刀對(duì)不同等級(jí)配方卷煙物理指標(biāo)的影響分析

汪律，楊濤，張富坤，余明，陳昌盛

紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司昭通卷煙廠，云南昭通，657000

0 引言

本論文通過實(shí)驗(yàn)論述原料配方等級(jí)對(duì)等長(zhǎng)切刀的應(yīng)用會(huì)產(chǎn)生的影響。實(shí)驗(yàn)包含煙葉結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)以及成品卷制質(zhì)量檢測(cè)。選取這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，是因?yàn)槎咦罱K會(huì)影響成品感官以及外觀質(zhì)量，是消費(fèi)者產(chǎn)品關(guān)注的重點(diǎn)[1]。也因?yàn)橥茢嗟乳L(zhǎng)切刀的應(yīng)用，對(duì)結(jié)構(gòu)以及卷制質(zhì)量的影響會(huì)比較大。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高等級(jí)配方、普通等級(jí)1配方、普通等級(jí)2配方生產(chǎn)成品煙支；SODIM全功能綜合測(cè)試臺(tái)（法國(guó)Sodim Instrumentation公司）；水分與密度分布圖測(cè)量?jī)x（TEWS Elektronik Hamburg Germany）；MT204型電子分析天平（感量0.0001g，瑞士Mettler公司）；YQ-2型煙絲振動(dòng)分選篩（鄭州煙草研究院）；Passism8K卷接機(jī)；Protos-M5卷接機(jī)；KT2-L125型切絲機(jī)[2]。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)方式

在工藝環(huán)境相同的條件下，對(duì)平刀切絲和等長(zhǎng)切絲的生產(chǎn)批次分別取樣進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，對(duì)平刀切絲和等長(zhǎng)切絲的生產(chǎn)批次分別進(jìn)行工藝測(cè)試。工藝測(cè)試嚴(yán)格按《卷煙生產(chǎn)過程工藝消耗測(cè)試技術(shù)規(guī)范》要求執(zhí)行；按12%含水率折算標(biāo)準(zhǔn)重量。本文中A、B、C為煙葉配方，配方等級(jí)A＞B＞C。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目

（1）平刀切絲與等長(zhǎng)切絲的煙絲結(jié)構(gòu)變化率。使用YQ-2型煙絲振動(dòng)分選篩測(cè)定平刀切絲與等長(zhǎng)切絲烘絲后煙絲結(jié)構(gòu)與填充值，評(píng)價(jià)等長(zhǎng)切絲對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)的影響。

（2）煙支卷接質(zhì)量。對(duì)使用平刀切絲與等長(zhǎng)切絲的批次分別取樣，取樣點(diǎn)為4臺(tái)Passism8K卷接機(jī)處、4臺(tái)Protos-M5，分別取樣60支，使用水分與密度分布圖測(cè)量?jī)x（TEWS Elektronik Hamburg Germany）對(duì)煙支密度進(jìn)行檢測(cè)，并做人工端面檢測(cè)和煙支重量檢測(cè)。分別收集平刀切絲與定刀切絲一個(gè)月的廢煙剔除量數(shù)據(jù)[3]。

2 結(jié)果與分析

2.1 等長(zhǎng)切刀對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)的影響

使用等長(zhǎng)切刀工藝后煙絲長(zhǎng)度分布區(qū)間更加集中于中絲。接下來以等長(zhǎng)切絲對(duì)煙絲結(jié)構(gòu)的影響為基礎(chǔ)，研究煙絲結(jié)構(gòu)變化對(duì)卷接的影響。

表1 切絲機(jī)刀片改前改后數(shù)據(jù)對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

2.2 等長(zhǎng)切刀對(duì)煙支卷接質(zhì)量的影響

2.2.1 煙支結(jié)構(gòu)系數(shù)的計(jì)算

煙絲特征尺寸d50是指在一定篩分條件下，煙絲經(jīng)篩分后，篩上累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為50%所對(duì)應(yīng)的篩網(wǎng)孔孔徑尺寸，可以用來說明不同結(jié)構(gòu)煙絲的整體尺寸的大小，d50值越大，表示煙絲的整體尺寸越長(zhǎng)。其計(jì)算方法為：將各層篩網(wǎng)上煙絲質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的測(cè)試結(jié)果轉(zhuǎn)化為篩上累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，按煙絲尺寸分布特性方程F=exp(-BXc)進(jìn)行擬合，其中F為煙絲篩上累積質(zhì)量百分?jǐn)?shù)；B、C為方程參數(shù)[4]。然后計(jì)算煙絲特征尺寸：

以方差分析各批次煙絲結(jié)構(gòu)的離散程度，得出煙絲結(jié)構(gòu)均勻性系數(shù)C，煙絲結(jié)構(gòu)均勻性系數(shù)C越大，煙絲結(jié)構(gòu)尺寸分布離散程度越大。

求出所有測(cè)試批d50均為＞3.35，則以＞3.35數(shù)據(jù)的篩網(wǎng)質(zhì)量比-50，為方程參數(shù)B。在以F=B/C為煙絲尺寸系數(shù)。煙絲尺寸系數(shù)F越大，煙絲整體尺寸越大。分析結(jié)構(gòu)見表2—煙絲結(jié)構(gòu)分析表（a為平刀切絲工藝、b為等長(zhǎng)切絲工藝）。

表2 煙絲結(jié)構(gòu)分析表

2.2.2 煙支結(jié)構(gòu)與煙支重量的線性回歸分析

2.2.2 .1 長(zhǎng)絲率與煙支重量的關(guān)系

根據(jù)圖1、圖2分析可知，長(zhǎng)絲率不能直接控制煙支中煙絲重量。填充值與重量為正相關(guān)關(guān)系；說明長(zhǎng)絲率雖然與重量有關(guān)，但是不完全控制填充值，煙絲過長(zhǎng)或過短都會(huì)降低填充值，進(jìn)而填充值直接影響煙支重量；所以通過數(shù)據(jù)分析可知，長(zhǎng)絲率不能直接控制煙支中煙絲重量[5]。

圖1 長(zhǎng)絲率與重量關(guān)系線型分析

圖2 填充值與煙支重量關(guān)系線型分析

2.2.2 .2 碎絲率與煙支重量的回歸分析

由圖3分析可知，碎絲率與重量關(guān)系不存在明顯的關(guān)聯(lián)性，與理論不符（煙絲過長(zhǎng)或過短都會(huì)降低填充值）。分析原因?yàn)椋平z環(huán)節(jié)的碎絲，在經(jīng)過風(fēng)送環(huán)節(jié)時(shí)，碎絲會(huì)被除塵系統(tǒng)吸走；而經(jīng)過吸絲成形會(huì)產(chǎn)生新的質(zhì)量隨機(jī)的碎絲[6]。所以得出結(jié)論，煙絲結(jié)構(gòu)分析中，碎絲率與煙支卷接重量無明顯相關(guān)關(guān)系。

圖3 碎絲率與重量關(guān)系線型分析

2.2.2 .3 煙絲尺寸系數(shù)F與煙支重量的回歸分析

見圖4，等長(zhǎng)煙絲可以降低煙絲結(jié)構(gòu)分布的離散程度，使整批煙絲的總體尺寸降低，從而提升煙絲填充值，降低煙支中煙絲的重量。

圖4 F與煙支重量線型

2.2.2 .4 碎絲率與含末率的回歸分析

見圖5，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，碎絲率與含末率無明顯相關(guān)關(guān)系，只是根據(jù)趨勢(shì)線分析含末率隨碎絲率降低略有降低；分析原因，同碎絲率與煙支重量回歸分析原理相同，風(fēng)送環(huán)節(jié)的除塵會(huì)送走大部分碎絲；在煙支卷接的吸絲成形時(shí)產(chǎn)生的煙絲結(jié)構(gòu)變化才能控制含末率；煙絲尺寸系數(shù)F與吸絲成形的結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，所以推斷煙絲尺寸系數(shù)F能控制含末率[7]。

圖5 碎絲率與含末率回歸分析

2.2.2 .5 煙絲尺寸系數(shù)F與含末率的回歸分析

見圖6，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，煙絲尺寸系數(shù)F與含末率成負(fù)相關(guān)關(guān)系，F(xiàn)越小含末率越高，在F低于0.28時(shí)，含末率成爆發(fā)式增長(zhǎng)；所以與含末率相關(guān)的是整體煙絲尺寸，分析其中煙末產(chǎn)生的原因是，短絲（低于2.8）在吸絲成形環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)變化形成新的煙末進(jìn)入卷煙。等長(zhǎng)切絲工藝會(huì)降低F所以等長(zhǎng)切絲工藝比平刀切絲工藝含末率更高，但是將F控制在0.28以上，含末率增加就能控制在0.1%[8]。

圖6 煙絲尺寸系數(shù)F與含末率的回歸分析

2.3 等長(zhǎng)切刀對(duì)煙絲在煙支中密度分布均勻性影響

見圖7，使用b工藝的批次，煙絲結(jié)構(gòu)均勻性系數(shù)C更小，煙絲結(jié)構(gòu)的均勻性更好，煙絲的長(zhǎng)度更集中。理論上煙支密度分布更均勻。吸絲成形環(huán)節(jié)煙絲密度更加均勻，長(zhǎng)絲率減少也減少了密度的波動(dòng)[9]。

圖7 煙支密度分布圖

3 結(jié)論

等長(zhǎng)切刀切絲工藝的使用，核心功能是降低煙絲總體尺寸和提高批次葉絲的長(zhǎng)度均勻性，在降低煙絲總體尺寸的過程中會(huì)增加碎絲（＜1.0），等級(jí)越高的原料效果越顯著。等長(zhǎng)切刀切絲的使用，會(huì)提高煙支中煙絲密度的均勻性。