煙梗形變工藝參數對梗絲加工質量的影響

丁美宙　姚二民　李曉等

摘要：采用正交試驗設計法，考察物料水分含量、壓梗間隙、切梗絲寬度對梗絲物理質量、出絲率及損耗指標的影響。采用方差分析對試驗結果進行處理并繪制因素效應曲線。結果表明，（1）物料水分含量在范圍內波動對梗絲加工質量影響不顯著。壓梗間隙對填充值和梗頭梗塊量的影響顯著，切梗絲寬度對梗絲整絲率、碎絲率、出絲率、梗頭梗塊量和除塵量影響均顯著。（2）隨壓梗間隙的增大，梗絲的整絲率和梗頭梗塊量升高，填充值降低，當壓梗間隙大于 08 mm 時，梗絲填充值顯著降低。（3）隨切梗絲寬度的增大，梗絲的整絲率升高，碎絲率降低，出絲率先升高后降低，梗頭、梗塊量和除塵量先降低后升高。

關鍵詞：壓梗間隙；切梗絲寬度；梗絲加工質量；形變參數

中圖分類號： TS452文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）11-0369-03

收稿日期：2014-10-31

基金項目：河南省科技攻關項目（編號：2012004。

作者簡介：丁美宙（1978—， 女，山西運城人，碩士，工程師，主要從事卷煙工藝研究。E-mail：dingmeizhou999@163.com。

通信作者：姚二民。E-mail：46440195@qq.com。煙梗是煙葉的重要組成部分，將其加工制成梗絲攙兌于卷煙配方中，不僅能夠降低配方成本，而且可以降低卷煙煙氣焦油量，減少吸煙對人體的危害[1-5]。梗絲在生產過程中要經過回潮、壓切、膨脹等工藝處理，首先將復烤后的煙梗進行回潮，提高煙梗的耐加工性能，然后通過壓梗和切梗絲工序將煙梗切成一定寬度的梗絲，再將梗絲進行膨脹處理，提高填充性。通常煙梗的壓切工藝處理過程被稱為“煙梗形變工段”，其工藝參數設置決定了膨脹后梗絲的形態、梗絲結構、出絲率及損耗等指標[6-12]。目前，煙梗形變工藝參數對梗絲形態分布的影響已有較多報道[13-14]，但在煙梗形變工藝參數對梗絲加工質量的影響方面缺乏系統的研究。本研究采用正交試驗法研究煙梗形變工藝參數對梗絲加工質量的影響，旨在為提高梗絲加工質量提供支撐，為煙梗形變工藝參數優化提供依據。

1材料與方法

1.1材料與儀器

河南許昌卷煙廠的配方煙梗；云南昆明船舶設備有限公司的梗絲生產線；YQ-2型煙絲振動分選篩；D51填充值測定儀。

1.2試驗方法

1.2.1正交試驗設計利用正交試驗表L9（33）進行物料水分含量（貯梗后煙梗水分含量）、壓梗間隙、切梗絲寬度間的3因素3水平正交試驗，正交試驗設計見表1。

1.2.2取樣和檢測方法參數調整并運行穩定后，在梗絲干燥出口處取樣，按照《卷煙工藝規范》檢測梗絲整絲率、碎絲率、填充值和出絲率等指標，每處理組合取樣5次，計算5次取樣的平均值作為試驗結果。

2結果與分析

2.1煙梗形變工藝參數對梗絲物理質量的影響

按照正交試驗設計進行試驗，檢測不同參數組合下的梗絲整絲率、碎絲率和填充值，結果見表2。

整絲率逐漸升高，碎絲率逐漸降低；壓梗間隙增大，梗絲填充值降低，當壓梗間隙大于0.8 mm時，梗絲填充值顯著降低，壓梗間隙由1.2 mm增大至1.6 mm后，梗絲填充值變化不明顯；隨切梗絲寬度的增大，梗絲填充值略有升高，但變化幅度不大。

綜合分析煙梗形變工藝參數對梗絲物理質量的影響可知，提高梗絲整絲率、降低加工過程中的造碎應增大壓梗間隙和切梗絲寬度，要保證較高的梗絲填充性則須設置較窄的壓梗間隙。由于壓梗間隙對梗絲填充值有顯著影響，而對梗絲的整絲率和碎絲率影響不顯著，因此，壓梗間隙設置為0.8 mm

較優。當切梗絲寬度為0.18 mm時，梗絲的整絲率和填充值較高，碎絲率較低，但切梗絲寬度由0.16 mm增大至 0.18 mm，梗絲的各項物理指標變化趨勢較緩，因此，切梗絲寬度設置為0.16 mm較適宜。

2.2煙梗形變工藝參數對梗絲出絲率及損耗的影響

按照正交試驗設計進行試驗，檢測不同參數組合下的梗絲出絲率、梗頭梗塊量、出末量、除塵量，結果見表4。對正交試驗的結果進行方差分析，結果見表5。

方差分析結果顯示，物料水分含量對出絲率及損耗的影響不顯著，壓梗間隙對梗頭、梗塊量影響極顯著，切梗絲寬度對出絲率、梗頭梗塊量、除塵量影響顯著；梗絲出絲率、出末量受切梗絲寬度的影響最大，其次為壓梗間隙和物料水分含量；梗頭、梗塊量受的壓梗間隙影響最大，其次為切梗絲寬度和物料水分含量；除塵量受切梗絲寬度的影響最大，其次為物料水分和壓梗間隙。根據表4結果將各因素水平均值繪制因素效應曲線，結果見圖7至圖14，由于物料水分含量對梗絲各項物理質量的影響不顯著，因此不再繪物料水分含量效應圖。

從圖7至圖14可以得出，隨壓梗間隙的增大，梗絲出絲率逐漸升高，出末量、除塵量逐漸降低，但梗頭、梗塊量升高；隨切梗絲寬度的增大，梗絲出絲率先升高后降低，梗頭梗塊量、出末量、除塵量先降低后升高，在切梗絲寬度為0.16 mm時，梗絲出絲率最高，梗頭梗塊量、出末量、除塵量最低。

由于壓梗間隙對梗頭、梗塊量的影響極顯著，對出絲率、出末量、除塵量的影響不顯著，因此，壓梗間隙選擇0.8 mm較適宜。切梗絲寬度對出絲率、梗頭、梗塊量、除塵量的影響顯著，當切梗絲寬度為0.16 mm時，梗絲的出絲率最高，梗頭梗塊量、除塵量最低，因此，切梗絲寬度應設置為 0.16 mm。

3結論

物料水分含量在29%～31%范圍內波動對梗絲加工質量的影響不顯著；壓梗間隙對梗絲填充值影響顯著，對梗頭、梗塊量的影響極顯著；切梗絲寬度對梗絲整絲率、碎絲率、出絲率、梗頭、梗塊量和除塵量影響均顯著。隨壓梗間隙及切梗絲寬度的增大，梗絲的整絲率逐漸升高，碎絲率逐漸降低。隨壓梗間隙的增大，梗絲填充值降低，隨切梗絲寬度的增大，梗絲填充值略有升高，但變化幅度不大。隨壓梗間隙的增大，梗絲出絲率和梗頭、梗塊量升高，出末量和除塵量降低。隨切梗絲寬度的增大，梗絲出絲率先升高后降低，梗頭梗塊量、出末量和除塵量先降低后升高，在切梗絲寬度為0.16 mm 時，梗絲出絲率最高，梗頭梗塊量、出末量和除塵量最低。在制梗絲加工過程中，煙梗形變工藝較優參數組合為壓梗間隙0.8 mm，切梗絲寬度0.16 mm。

參考文獻：

[1]張本甫，國家煙草專賣局頒發.卷煙工藝規范[M]. 北京：中央文獻出版社，2003：22-31.

[2]陳良元. 卷煙加工工藝[M]. 鄭州：河南科學技術出版社，2003：138-156.

[3]秦前浩，劉朝賢，戴曉軍. 卷煙工藝測試與分析大綱[M]. 成都：四川大學出版社，2004：12-30.

[4]Smith E T. Method for utilizing tobacco stems in smoking products： US，4076030[P]. 1978-02-28..

[5]Layten D D，Mark N T. Tobacco： production，chemistry andtechnology [M]. Oxford： Blackwell Science Limited，1999： 265-284.

[6]劉華，譚奇忠，何蓉，等. 梗預處理工藝的優化[C]//中國煙草學會工業專業委員會.中國煙草學會工業專業委員會煙草工藝學術研討會論文集. 北京：中國煙草學會工業專業委員會，2010：155-158.

[7]熊安言，孫覓，王鎮增，等. 浸梗工藝探討[J]. 煙草科技，2006（3）：9-10，14.

[8]張軍，趙漢文. 切梗厚度對STS模式膨脹梗絲整絲轉化率和使用效果的影響[J]. 科技創新導報，2011（3）：39.

[9]吳敬華，杜媚，李堅，等. 煙梗切絲厚度與STS梗絲膨脹[J]. 大眾科技，2009（3）：91-92.

[10]劉德強，王樂軍，劉輝，等. 煙梗成絲研究與應用[C]//中國煙草學會工業專業委員會.中國煙草學會工業專業委員會煙草工藝學術研討會論文集. 北京：中國煙草學會工業專業委員會，2010：165-167.

[11]吳文強，朱列書，易克，等. 梗絲在線膨脹技術與設備研究進展[J]. 農產品加工·學刊，2011（11）：105-108.

[12] 陶智麟. 3種流化床梗絲干燥設備熱風系統對比[J]. 煙草科技，2007（2）：14-15，19.

[13]吳金鳳，鄭利鋒，廖強. 制梗絲工藝參數對梗絲形態分布的影響[J]. 農產品加工·學刊，2011（8）：65-69.

[14]陳景云，李東亮，夏鶯鶯，等. 梗絲分布形態對其摻配均勻度的影響[J]. 煙草科技，2004（8）：8-10.吳恒，陸廷偉，殷沛沛，等. 檸檬草精油精密精餾及其在卷煙加香中的應用[J]. 江蘇農業科學，2015，43（11：372-375.