葉絲回潮過程加水比例對膨脹絲整絲率的影響

韋小玲 康金嶺 徐吉銘

WEIxiao-ling KANG Jin-ling XU ji-ming

（廣西中煙工業有限責任公司柳州卷煙廠，廣西 柳州 545005）

(Guangxi Tobacco Industry Limited Liability Company Liuzhou Cigarette Factory,Liuzhou,Guangxi545005,China)

葉絲回潮是目前卷煙行業干冰膨脹線制膨脹煙絲的一個關鍵工序，其主要工藝任務是對升華后的膨脹絲進行冷卻回潮，使升華后的膨脹絲均勻充分地吸收水分，滿足膨脹絲在成品卷煙配方中的摻配使用要求。膨脹絲經過膨脹后，其組織細胞得到不同程度的膨脹，其填充能力增大，單位重量的葉絲與空氣的接觸面積大幅提高，使煙支在燃吸過程中的氧化反應更趨向完全，能有效降低卷煙焦油等有害物質產生[1]。

目前行業在干冰膨脹線各工藝參數對葉絲結構如何優化方面的研究較多[2-6]，而對葉絲回潮工序一、二、三區不同加水比例對膨脹絲整絲率影響方面的研究還未見報道。本試驗利用混料設計研究膨脹絲生產過程中葉絲回潮一、二、三區加水比例工藝參數對膨脹絲整絲率的影響及參數最佳配置，為膨脹線葉絲回潮工序一、二、三區加水比例工藝參數的合理設置提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

烤煙片煙：膨脹煙絲（A）配方，廣西中煙工業有限責任公司；

滾筒式葉絲回潮機：WQ397型，秦皇島煙草機械有限責任公司；

煙絲振動風選篩：YQ-2型，中國煙草總公司鄭州煙草研究院；

電子天平：PL203-IC型，梅特勒—托利多儀器（上海）有限公司；

1.2 試驗方法

1.2.1 取樣方法 選用追蹤取樣法，在其它各項參數不變條件下，在同一批次內調整比例參數待穩定后在葉絲回潮筒出口振槽取樣，減少其它干擾因素對結果的影響。

1.2.2 樣品制備 參數調整后，生產恢復正常且過程控制穩定后取樣。每個參數取樣4次，每次1 000 g，混合后四分法取為1個樣品，自然冷卻至常溫后稱重并記錄為G1。

1.2.3 樣品評價方法及計算 以整絲率（Y）作為評價指標。將樣品置于振篩皮帶上，啟動振動篩分，收集3.35 mm和2.50mm網孔上的膨脹絲，稱重并記錄為G2。計算公式如下：

1.2.4 參數選擇 固定配方（膨脹煙絲A配方），工藝流量（1 070 kg/h）前提下，通過改變一、二、三區加水比例，以整絲率指標為判定依據，確定最佳比例。

2 結果與分析

2.1 一、二、三區加水比例

目前中國干冰膨脹煙絲生產工藝流程基本相同，即煙絲經冷端浸漬和熱端膨脹后，煙絲含水率平均為4.5%，煙絲經輸送冷卻后直接進入滾筒式回潮機，回潮至含水率為12.3%左右的合格膨脹煙絲[7]。系統根據通過回潮電子秤物料量、進料含水率及出口含水率，計算出總加水量，再由筒體內部噴淋裝置（共12個噴嘴，分3個區）分別引射霧化水對物料進行回潮。根據實際需要，各區加水量可分別控制，加水比例可調，其中三區為微調區，一般加水量不超過總加水量的30%。

2.2 混料設計優化比例設置

根據一、二、三區各加水分量總和為1的特點，采用混料設計（極端頂點設計法）試驗設計，利用Minitab-16軟件設計一個三分量組合設計，試驗設計及結果分析分別見表1、表2。

2.2.1 試驗分析 對試驗模型進行回歸分析，結果見表3。

表1 混料設計分量水平及編碼表Table1 Mixture design experiment Vairables levels and coding table /%

表2 混料設計試驗及結果Table2 Mixture design experiments and results

利用Minitab-16數據分析軟件對表3的試驗結果進行回歸分析，可以看出3個主效應和2項2階交互作用都是顯著的（顯著水平取0.05），R-Sq和R-Sq（調整）比較接近，殘差分析正常。

對試驗回歸模型進行方差分析，結果見表4。

由表4可知，回歸模型的回歸項P<0.05，表明模型總體有效。從殘差誤差看，試驗誤差小，說明可以用本回歸方程替代真實試驗進行分析和預測[8]。

表3 混料設計回歸分析表Table3 Mixture design regression analysis table

表4 響應值方差分析表Table4 Variance analysis of response value

表4 響應值方差分析表Table4 Variance analysis of response value

**.差異高度顯著，P＜0.01；*.差異顯著，P＜0.05。

來源回歸線性二次殘差誤差合計自由度52327平方和20.564 2 17.728 1 2.836 0 0.049 0 20.613 2修正平方和20.564 15 4.030 36 2.836 02 0.049 05均方和4.112 83 2.015 18 0.945 34 0.024 52 F 167.72 82.18 38.55 P 0.006 0.012 0.025顯著性****

2.2.2 一、二、三區加水分量對整絲率的影響 各分量對整絲率的影響見圖1、2。

由圖1可知，一區加水量取值小些整絲率較高，圖2表明當二區加水量在0.4時整絲率有最大點，曲面較陡。

2.2.3 最佳比例優化及試驗模型驗證 為確定一、二、三區加水量最佳工藝設置，利用Minitab-16軟件找出回歸模型Y的最大估計值[9]，最大點(X1，X2，X3)的代碼值為(0.30，0.40，0.30)，與之對應的實際值為3∶4∶3，理論上整絲率為71.82%，在最佳比例設置下進行了3次驗證性實驗，整絲率平均71.80%，與理論值基本上一致，說明該試驗的回歸方程可靠。

圖1 整絲率的等值線圖Figure 1 The proportion of long strands contour rate diagram

圖2 整絲率的曲面圖Figure 2 The response surface graphs of proportion of long strands

3 結論

本試驗結果表明，對于干冰膨脹線葉絲回潮工序一、二、三區加水量最佳工藝設置為3∶4∶3時，整絲率最高。膨脹絲加工質量穩定，產品品質好。本試驗為葉絲回潮工序一、二、三區加水比例參數的設置和試驗方法提供了一定的理論參考。

1 張志剛.葉絲膨脹線工藝技術系統研究[J].中國煙草科學，2004，25(1)：14～17.

2 陳景云，樊杰，夏鶯鶯，等.工藝參數對膨脹葉絲結塊的影響[J].中國煙草學報，2008，14(1):16～18.

3 資文華，王慧，番紹軍,等.干冰膨脹煙絲加工過程參數優化研究[J].煙草科技，2008(1)：8～18.

4 許龍.提高CO2膨脹煙絲的整絲率研究[J].工業設計，2011(1)：13～15.

5 邱其芳.二氧化碳膨脹工藝特性研究[J].韶關學院學報，2008，29(9)：52～54.

6 林天勤，吳永生.干冰膨脹煙絲流量控制的改進[J].煙草科技，2006(10)：31～32.

7 張超，葉為全，丁乃紅，等.濕空氣回潮膨脹煙絲工藝研究[J].湖南文理學院學報（自然科學版），2011，23(3)：85～91.

8 康金嶺，黃賢飛，劉遠濤，等.預處理工藝對煙梗回透率的影響[J].食品與機械，2012，28（6）：205～240.

9 韋小玲，康金嶺.管板式烘絲機工藝參數對卷煙香氣的影響[J].食品與機械，2012，28（6）：193～196.