不同類別煙梗吸濕性能分析及應用研究

孔祥 盧幼祥 邵名偉

摘要 [目的]了解不同類別煙梗的吸濕性能。[方法]實驗室模擬煙梗預處理工藝過程，對不同地區、部位、年份、尺寸的煙梗進行吸濕性能分析，并根據分析結果將吸濕性能相近的煙梗組合進行生產驗證。[結果]不同地區煙梗吸濕性能存在差異，根據洗梗前后含水率增量分布情況，可將24個不同地區劃分為3個組，形成不同的煙梗配方。中上部煙梗的吸濕性能相對接近，下部煙梗吸濕性能強于中上部。煙梗貯存年限越長，含水率增量越大。不同直徑煙梗吸濕性能差異顯著，粗梗的含水率增量明顯低于細梗。生產驗證結果表明，原配方煙梗的含水率標準偏差達到0.68%，出絲率為87.03%，新配方含水率標準偏差0.27%，出絲率為88.49%，煙梗的水分均勻性得到提高，過程工藝損耗減少。[結論]該研究可為煙梗的分組加工和配方設計提供一定的參考依據。

關鍵詞 煙梗；吸濕性能；預處理；驗證

中圖分類號 TS452 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）18-0101-03

Abstract [Objective] In order to understand the moisture absorption properties of different categories tobacco stems.[Method] The pretreatment process of tobacco stems was simulated by laboratory，moisture absorption performances of different areas，location，year，size of tobacco stems were analyzed，and according to the analysis results，the combination of tobacco stems with similar moisture absorption performance was verified by production.[Result] The results showed that there are differences in moisture absorption performance of tobacco stems in different areas.According to the increment distribution of moisture content before and after the stem washing，24 different areas can be divided into 3 groups to form different tobacco stem formulas.Water absorption of the middle and upper tobacco stems was relatively close，and the moisture absorption of the lower stems was stronger than that of the middle and upper parts.The longer the storage life of tobacco stem，the greater the moisture content increment.The moisture absorption of tobacco stems with different diameters was significantly different，and the moisture content increment of rough stems was lower than that of fine stems.The production verification results showed that the standard deviation of water content of original formula tobacco stem reached 0.68%，the cut yield was 87.03% and the standard deviation of moisture content of new formula tobacco stem was 0.27%，the cut yield was 88.49%，the moisture uniformity of tobacco stems was improved，the loss in the process was reduced.[Conclusion] The study can provide a certain reference basis for processing and formula design of tobacco stems.

Key words Tobacco stem；Moisture absorption property；Pretreatment；Confirmation

煙梗作為卷煙生產的重要輔助原料之一，具有顯著降低卷煙成本、改善卷煙燃燒性、降低卷煙焦油含量的作用，卷煙工業對其使用比例呈逐年上升趨勢[1-6]。不同類別煙梗的理化特性和加工特性存在顯著差異[7-9]，從而對煙梗后期工藝加工產生一定影響，造成生產過程中出現煙梗潤不透、切梗絲質量差、含水率波動大等問題，嚴重影響梗絲加工質量。目前的煙梗工藝加工方式單一且固定不變，另外，煙梗的配方模式兼顧感官質量而缺乏對其物理性能的考慮，進而影響梗絲的膨脹質量和利用率等[10]；與此同時，國內對于不同類別煙梗的吸濕性能系統性分析相關報道較少。因此，筆者針對庫存煙梗從地區、部位、年份、尺寸4個方面進行吸濕性能分析，并對某卷煙廠庫存煙梗進行初步分組應用效果驗證，旨在為煙梗的分組加工和配方設計提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

安徽中煙庫存期3年的煙梗；KBF型恒溫恒濕箱，德國Binder；振動篩分儀AS200，德國萊馳；烘箱，德國Binder；表盤式游標卡尺，世達SATA；電子秤（感量0.01 g），瑞士Mettler公司；秒表；托盤天平；密封袋；梗絲生產線，云南昆明船舶設備有限公司。

1.2 方法

對安徽中煙庫存期3年的煙梗進行取樣，每個樣品3 kg，放入恒溫恒濕間（溫度22 ℃、相對濕度60%）平衡72 h以上，然后實驗室模擬梗線預處理工藝加工過程，根據實際生產線參數設置，固定洗梗溫度、時間、水流速3個參數進行試驗。用托盤天平稱取50 g平衡后的煙梗樣品，在洗梗溫度60 ℃，洗梗時間20 s，水流速0.5 m/s工藝條件下進行洗梗，洗后的煙梗濾水40 s，敞口放入溫度35 ℃，相對濕度65%的恒溫恒濕箱中，貯存4 h后，分別檢測洗梗前原梗和貯存后煙梗含水率。選取2個地區平衡后煙梗用篩網進行篩分，分別篩出直徑≥3 mm、≥2～3 mm以及2 mm以下煙梗，共6組煙梗樣品，然后進行洗梗、貯存模擬試驗，條件同上，分別檢測洗梗前原梗和貯存后煙梗含水率。

采用烘箱法測定煙梗含水率[11]，對洗梗前后煙梗含水率增量進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同地區煙梗吸濕性能分析

對安徽中煙庫存的2008年54個等級煙梗進行了吸濕性能模擬試驗，檢測結果見表1，并進行了不同地區煙梗吸濕性能分布分析，結果見圖1。另外，鑒于下部煙梗采購量少且使用價值較低，在不考慮下部煙梗的情況下，對不同地區中上部煙梗含水率增量均值進行了分析，結果見表2。由圖1和表1、2數據看出，不同地區煙梗吸濕性能存在較大差異，最低含水率增量為16.09%，最大20.97%，相差4.88百分點，且同省份不同產地煙梗吸濕性能也略有不同；洗梗前后含水率增量在16%～17%的煙梗等級數為10個，17%～18%為19個，18%～19%為13個，19%以上的12個。在不考慮部位對煙梗的吸濕性能影響的條件下，可將24個地區煙梗大致分為3組，其中云南文山、云南昆明、云南曲靖、貴州六盤水、河南三門峽為一組，貴州畢節、貴州遵義、安徽亳州、河南平頂山、四川涼山、四川攀枝花、四川瀘州、重慶彭水、吉林延吉為一組，云南昭通、云南普洱、云南麗江、貴州銅仁、安徽皖南、湖南郴州、湖南長沙、福建三明、福建龍巖、福建南平為一組，為保證在線的煙梗預處理效果和含水率要求，3組煙梗預處理工藝加工條件應設計不同。

2.2 不同部位煙梗吸濕性能分析

選取云南曲靖、安徽皖南、四川涼山3個地區2008年上部、中部、下部煙梗進行吸濕性能模擬試驗，檢測結果見圖2。由圖2可以看出，在試驗條件下，上部、中部煙梗的吸濕性能略有差異但不顯著，含水率增量最大相差0.44百分點，下部煙梗含水率增量明顯高于中上部，最大相差達到1.96百分點，不同地區表現趨勢基本相同。

2.3 不同年份煙梗吸濕性能分析

對云南昆明、安徽皖南、福建龍巖3個地區2006、2007、2008年中部煙梗進行吸濕性能模擬試驗，檢測結果見圖3。由圖3可以看出，在試驗條件下，庫存期3年內，隨著煙梗存放時間的延長，洗梗前后煙梗含水率增量呈上升趨勢，間隔1年含水率增量最大相差1.04百分點，間隔2年含水率增量最大相差1.67百分點，不同地區表現趨勢基本相同。造成其原因可能有2個方面：一是煙梗在醇化過程中本身發生的物理化學變化；另一方面是保管條件不佳造成煙梗的組織結構及色澤等發生明顯變化。

2.4 不同尺寸煙梗吸濕性能分析

選取2008年貴州畢節中部、云南昆明中部2個等級煙梗，分別采用振動篩分儀篩分出直徑≥3 mm、≥2～3 mm及2 mm以下煙梗，并分別進行了吸濕性能模擬試驗，檢測結果見表3。由表3可以看出，在試驗條件下，不同直徑煙梗含水率增量差異較大，煙梗直徑由小變大，含水率增量減少，粗梗的含水率增量明顯低于細梗，其中云南畢節地區煙梗含水率增量最大相差6.60百分點，云南昆明地區煙梗含水率增量最大相差7.05百分點。說明煙梗粗細不均勻對后期工藝加工含水率控制不利，需提高煙梗尺寸的均勻性。

2.5 生產驗證

根據以上不同種類煙梗吸濕性能分析結果，對某卷煙廠庫存的38個等級煙梗進行了直觀分析，如圖4所示。然后從圖4中選取含水率增量為17%～18%組中6種不同煙梗形成某一新配方，與原配方煙梗對照樣進行對比，梗線工藝參數按照卷煙廠技術標準執行，分析切梗絲后含水率、含水率標準偏差和梗絲出絲率情況，結果見表4。由表4 可以看出，與對照樣相比，新配方煙梗標準偏差下降至0.27%，出絲率提高了1.46百分點，新配方煙梗含水率均勻性得到提高，過程工藝損耗降低。

3 結論與討論

（1）在該試驗條件下，從洗梗前后煙梗含水率增量來看，煙梗因地區、部位、年份、尺寸吸濕性能差異顯著，根據含水率增量分布情況，可將24個不同地區劃分為3個組，形成不同的煙梗配方。煙梗部位不同吸濕性能略有差異，尤其下部煙梗吸濕性能強于中上部。煙梗貯存年限越長，含水率增量越大。不同直徑煙梗吸濕性能差異顯著，粗梗的含水率增量明顯低于細梗。

（2）生產驗證結果表明，原配方煙梗的含水率標準偏差達到0.68%，出絲率為87.03%；新配方含水率標準偏差0.27%，出絲率為88.49%。由此可見，煙梗的水分均勻性得到提高，過程工藝損耗減少，說明該方法的應用可顯著提高梗絲質量，提升經濟效益。

（3）鑒于煙梗受地區、部位、年份、尺寸對吸濕性能的影響，一方面要加強煙梗采購質量，建立煙梗采購質量標準，提高煙梗尺寸均勻度，同時密切跟蹤煙梗入庫后保管質量；另一方面應根據不同配方煙梗的吸濕性能設定不同的工藝加工條件，而不是單一的工藝條件。下一步將系統考慮將煙梗的常規化學指標納入煙梗的分組加工。

參考文獻

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