正交試驗在ZJ17型卷煙機梗簽剔除中的應用

程雷平 張勁 嚴志景 邵名偉

摘要 為研究ZJ17型卷煙機梗簽剔除工藝參數對煙支中梗簽含量的影響，在卷煙機處于正常生產狀態下，采用正交試驗研究擋板高度、正壓吹風、針輥電機頻率對卷煙機剔除量、煙支中梗簽含量及剔除物中含絲率的影響。結果表明：對卷煙機剔除量的影響從大到小依次為正壓吹風、擋板高度和針輥電機頻率。其中，正壓吹風和擋板高度對卷煙機剔除量的影響達到極顯著水平。對煙支中梗簽含量的影響從大到小依次為擋板高度、正壓吹風和針輥電機頻率。其中，擋板高度對煙支中梗簽含量的影響達到顯著水平。對剔除物中含絲率的影響從大到小依次為正壓吹風、擋板高度和針輥電機頻率。其中，擋板高度和正壓吹風對剔除物中含絲率的影響達到顯著水平。隨著擋板高度的上升，卷煙機剔除量呈上升趨勢，煙支中梗簽含量呈下降趨勢，剔除物中含絲率呈上升趨勢。隨著正壓吹風的增強，卷煙機剔除量呈下降趨勢，煙支中梗簽含量呈上升趨勢，剔除物中含絲率呈下降趨勢。綜合考慮產品質量及經濟指標，確定ZJ17型卷煙機生產“黃山（A）”牌號卷煙最佳梗簽剔除工藝參數組合為擋板高度109 mm，正壓吹風0.9 kPa，針輥電機頻率44 Hz。

關鍵詞 正交試驗;ZJ17型卷煙機;梗簽

中圖分類號 TS-43? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）12-0192-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.050

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Application of Orthogonal Test in the Removal of Slivers by Using ZJ17 Cigarette Machine

CHENG Lei ping1，ZHANG Jin2，YAN Zhi jing2 et al （1.Wuhu Cigarette Factory of China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd.， Wuhu， Anhui ?241002;2.China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd.， Hefei， Anhui? 230088）

Abstract In order to study the effects of process parameters of ZJ17 cigarette machine on the content of slivers in cigarettes， under the normal production state of the cigarette machine， the effects of the baffle height， the positive pressure blower， the frequency of needle roller motor on the rejection quantity of the cigarette machine， the content of slivers in the cigarette and the cut tobacco percentage in rejects were studied by orthogonal test.The results showed that the order of the influence degree on the rejection quantity of the cigarette machine was the positive pressure blower>the baffle height>the needle roller motor frequency.At 1% significance level， the influences of the positive pressure blower and the baffle height on the rejection quantity of cigarette machine were significant.The order of the influence degree on the content of slivers in the cigarette was the baffle height>the positive pressure blower>the needle roller motor frequency.At 5% significance level， the influences of the baffle height on the content of slivers in the cigarette were significant.The order of the influence degree on cut tobacco percentage in rejects was the positive pressure blower>the baffle height>the needle roller motor frequency.At 5% significance level， the influences of the positive pressure blower and the baffle height on the content of the slivers in the cigarette were significant.As the the baffle height rose， the rejection quantity of the cigarette machine also increased， the content of the slivers in the cigarette also decreased， and the cut tobacco percentage in rejects also increased.As the the positive pressure blower increased， the rejection quantity of the cigarette machine also decreased， the content of the slivers in the cigarette also increased， and the cut tobacco percentage in rejects also decreased.Through comprehensive consideration of product quality and economic indicators， the optimum technological parameters for removing slivers of the “Huangshan （A）” brand cigarettes produced by the ZJ17 cigarette machine were as follows： the baffle height 109 mm， the positive pressure blower 0.9 kPa， the needle roller motor frequency 44 Hz.

Key words Orthogonal experiment;ZJ17 cigarette machine; Slivers

隨著社會生活水平的提升，消費者對卷煙品質及抽吸感受提出了更高的要求，但由于煙草原料在打葉復烤階段不能完全除去梗簽，在成品卷煙的煙絲中不可避免會出現梗簽。如果煙絲中的梗簽含量過高則會導致煙絲的燃燒均勻性不良，引發卷煙燃燒端面不齊、爆花、燃燒掉錐等現象，且增加煙氣中的雜氣及刺激性，對卷煙的感官抽吸質量造成負面影響[1-3]。因此，如何降低卷煙中梗簽含量，提升卷煙機梗簽剔除效率成為卷煙生產環節中重要的控制目標。依據ZJ17型卷煙機吸絲成型原理，卷煙煙絲通過后身喂料系統均勻進入剔梗系統，從上部空氣噴射器噴出的氣流作用于煙絲流的整個寬度上，并將皮帶送出的煙絲垂直下吹到拋絲輥，較重的煙絲顆粒（梗簽）和非金屬雜物顆粒依靠其慣性穿過氣流并越過梗導向板進入煙梗螺旋輸送槽，螺旋輸送機將煙梗送到二次分離器。梗簽剔除主要研究參數為擋板高度、正壓吹風和回絲量（針輥電機頻率）。其中，擋板高度是指梗導向板上邊緣與調節螺母之間的距離，可由2個螺母調節（擋板高度均為描述擋板高度值，描述擋板高度越高，實際擋板高度越低，二者呈負相關）;正壓吹風是指上部空氣噴射器噴出的氣流強度;回絲量為測量值，是指輸絲帶經過平整器時刮下的多余煙絲量，煙絲量由針輥轉速進行控制，針輥轉速通過針輥電機頻率進行調節[4-8]。研究表明，通過調節擋板高度及梗簽剔除開度，可以有效降低細支卷煙中含梗煙支數[9-10]。筆者在綜述以上文獻的基礎上，研究擋板高度、正壓吹風及針輥電機頻率對ZJ17型卷煙機梗簽剔除效果的影響，以期提高卷煙中梗簽含量的控制水平。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器和設備

1.1.1 材料。“黃山（A）”牌號卷煙煙絲，由安徽中煙工業有限責任公司蕪湖卷煙廠生產。

1.1.2 儀器和設備。ZJ17型卷煙機（常德煙草機械有限責任公司）、YM-CCD梗絲混合率分析儀（韓國YM株式會所）、AS200振動篩分儀（德國Retsch）、篩網（直徑1.25 mm）、電子天平（精確至0.01 g，德國Sartorius公司）。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計。卷煙機的梗簽剔除效果主要通過調節擋板高度、正壓吹風及針輥電機頻率來控制。因此，選擇這3項參數作為試驗因素，試驗時將二次分選設備負壓關閉，使卷煙機剔除物全部從二次分選設備下方落出。

結合設備調整范圍及生產實踐確定各因素與水平，具體見表1。選用4因素4水平的L16（44）正交試驗表，試驗因素與水平設計方案見表2。

1.2.2 取樣方法及檢測指標。

1.2.2.1 取樣方法及前處理。①煙支取樣方法：待卷煙機運行穩定，剔除梗簽自由落下后開始取樣，每次取樣間隔10 min，每個處理取3次樣品，每次100支。②卷煙機剔除物取樣方法：待卷煙機運行穩定，與煙支取樣同步，每次取樣間隔10 min，每個處理取1次，每次取樣收集時間為5 min。③前處理：樣本進行試驗前處理，即在（60±5）%、（22±2）℃環境下平衡存放24 h，測定樣品水分在（12.0±0.5）%后進行檢測。

1.2.2.2 檢測指標。①梗簽含量。在所取樣品中隨機取20支卷煙，使用梗絲混合率分析儀風選出煙支煙絲中的梗簽，計算出煙支中梗簽含量。

②剔除物中含絲率。對每個處理5 min 所收集的卷煙機剔除物，使用梗絲混合率分析儀風選出剔除物中的煙絲，按照以下公式計算出剔除物中含絲率：剔除物中含絲率= （5 min所收集的卷煙機剔除物樣品中煙絲量/5 min所收集的卷煙機剔除物總量）×100%。

2 結果與分析

2.1 正交試驗結果直觀分析 正交試驗結果見表3～5。由表3可知，對卷煙機剔除量的影響程度從大到小依次為正壓吹風（B）、擋板高度（A）、針輥電機頻率（C）。隨著擋板高度的增加，卷煙機剔除量呈上升趨勢;隨著正壓吹風的增強，卷煙機剔除量呈下降趨勢;針輥電機頻率對卷煙機剔除量的影響不明顯。

由表4可知，對梗簽含量的影響程度從大到小依次為擋板高度（A）、正壓吹風（B）、針輥電機頻率（C）。隨著擋板高度的增加，梗簽含量呈下降趨勢;隨著正壓吹風的增強，梗簽含量呈上升趨勢;針輥電機頻率對梗簽含量的影響不明顯。

由表5可知，對剔除物中含絲率的影響程度從大到小依次為正壓吹風（B）、擋板高度（A）、針輥電機頻率（C）。隨著擋板高度的增加，剔除物中含絲率呈上升趨勢;隨著正壓吹風的增強，剔除物中含絲率呈下降趨勢;針輥電機頻率對剔除物中含絲率的影響不明顯。

2.2 顯著性分析 正交試驗結果顯著性分析表明，擋板高度和正壓吹風對卷煙機剔除量存在極顯著影響;擋板高度對梗簽含量存在顯著影響;擋板高度和正壓吹風對剔除物中含絲率存在顯著影響，而針輥電機頻率對剔除物中含絲率沒有顯著影響。由此可見，顯著性分析與直觀分析結果相一致。

正交試驗結果表明，調節設備擋板高度、正壓吹風和針輥電機頻率可以有效降低煙支中梗簽含量，提升卷煙的質量水平，但隨著煙支中梗簽含量的下降，卷煙機剔除量呈明顯上升趨勢，導致煙絲的有效使用率下降，增加卷煙的生產成本。因此，在實際生產過程中，需要考慮卷煙機配制的二次分選回收煙絲設備處理能力，適度優化卷煙機梗簽剔除參數，追求卷煙質量與經濟指標的有效平衡。

3 結論 （1）對卷煙機剔除量的影響從大到小依次為正壓吹風、擋板高度和針輥電機頻率。其中，正壓吹風和擋板高度對卷煙機剔除量的影響達到極顯著水平。隨著正壓吹風的增強，卷煙機剔除量呈下降趨勢;隨著擋板高度的上升，卷煙機剔除量呈上升趨勢;針輥電機頻率對卷煙機剔除量無明顯影響。

（2）對煙支中梗簽含量的影響從大到小依次為擋板高度、正壓吹風和針輥電機頻率。其中，擋板高度對煙支中梗簽含量的影響達到顯著水平。隨著擋板高度的上升，煙支中梗簽含量呈下降趨勢;隨著正壓吹風的增強，煙支中梗簽含量呈上升趨勢;針輥電機頻率對煙支中梗簽含量無明顯影響。

（3）對剔除物中含絲率的影響從大到小依次為正壓吹風、擋板高度和針輥電機頻率。其中，擋板高度和正壓吹風對剔除物中含絲率的影響達到顯著水平。隨著擋板高度的上升，剔除物中含絲率呈上升趨勢;隨著正壓吹風的增強，剔除物中含絲率呈下降趨勢;針輥電機頻率對剔除物中含絲率無明顯影響。

（4）綜合考慮卷煙產品的質量要求以及后續卷煙機配制二次分選煙絲回收設備的處理能力，確定ZJ17型卷煙機生產“黃山（A）”牌號卷煙的最佳梗簽剔除工藝參數組合為擋板高度109 mm，正壓吹風0.9 kPa，針輥電機頻率44 Hz。

安徽農業科學2021年

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