等長切刀對不同等級配方卷煙物理指標的影響分析

汪律，楊濤，張富坤，余明，陳昌盛

紅塔煙草（集團）有限責任公司昭通卷煙廠，云南昭通，657000

0 引言

本論文通過實驗論述原料配方等級對等長切刀的應用會產生的影響。實驗包含煙葉結構實驗以及成品卷制質量檢測。選取這兩個實驗，是因為二者最終會影響成品感官以及外觀質量，是消費者產品關注的重點[1]。也因為推斷等長切刀的應用，對結構以及卷制質量的影響會比較大。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

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

1.2 方法

1.2.1 試驗方式

在工藝環境相同的條件下，對平刀切絲和等長切絲的生產批次分別取樣進行各項指標檢測，對平刀切絲和等長切絲的生產批次分別進行工藝測試。工藝測試嚴格按《卷煙生產過程工藝消耗測試技術規范》要求執行；按12%含水率折算標準重量。本文中A、B、C為煙葉配方，配方等級A＞B＞C。

1.2.2 測定項目

（1）平刀切絲與等長切絲的煙絲結構變化率。使用YQ-2型煙絲振動分選篩測定平刀切絲與等長切絲烘絲后煙絲結構與填充值，評價等長切絲對煙絲結構的影響。

（2）煙支卷接質量。對使用平刀切絲與等長切絲的批次分別取樣，取樣點為4臺Passism8K卷接機處、4臺Protos-M5，分別取樣60支，使用水分與密度分布圖測量儀（TEWS Elektronik Hamburg Germany）對煙支密度進行檢測，并做人工端面檢測和煙支重量檢測。分別收集平刀切絲與定刀切絲一個月的廢煙剔除量數據[3]。

2 結果與分析

2.1 等長切刀對煙絲結構的影響

使用等長切刀工藝后煙絲長度分布區間更加集中于中絲。接下來以等長切絲對煙絲結構的影響為基礎，研究煙絲結構變化對卷接的影響。

表1 切絲機刀片改前改后數據對比統計表

2.2 等長切刀對煙支卷接質量的影響

2.2.1 煙支結構系數的計算

煙絲特征尺寸d50是指在一定篩分條件下，煙絲經篩分后，篩上累積質量百分數為50%所對應的篩網孔孔徑尺寸，可以用來說明不同結構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。其計算方法為：將各層篩網上煙絲質量百分數的測試結果轉化為篩上累積質量百分數，按煙絲尺寸分布特性方程F=exp(-BXc)進行擬合，其中F為煙絲篩上累積質量百分數；B、C為方程參數[4]。然后計算煙絲特征尺寸：

以方差分析各批次煙絲結構的離散程度，得出煙絲結構均勻性系數C，煙絲結構均勻性系數C越大，煙絲結構尺寸分布離散程度越大。

求出所有測試批d50均為＞3.35，則以＞3.35數據的篩網質量比-50，為方程參數B。在以F=B/C為煙絲尺寸系數。煙絲尺寸系數F越大，煙絲整體尺寸越大。分析結構見表2—煙絲結構分析表（a為平刀切絲工藝、b為等長切絲工藝）。

表2 煙絲結構分析表

2.2.2 煙支結構與煙支重量的線性回歸分析

2.2.2 .1 長絲率與煙支重量的關系

根據圖1、圖2分析可知，長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關系；說明長絲率雖然與重量有關，但是不完全控制填充值，煙絲過長或過短都會降低填充值，進而填充值直接影響煙支重量；所以通過數據分析可知，長絲率不能直接控制煙支中煙絲重量[5]。

圖1 長絲率與重量關系線型分析

圖2 填充值與煙支重量關系線型分析

2.2.2 .2 碎絲率與煙支重量的回歸分析

由圖3分析可知，碎絲率與重量關系不存在明顯的關聯性，與理論不符（煙絲過長或過短都會降低填充值）。分析原因為，制絲環節的碎絲，在經過風送環節時，碎絲會被除塵系統吸走；而經過吸絲成形會產生新的質量隨機的碎絲[6]。所以得出結論，煙絲結構分析中，碎絲率與煙支卷接重量無明顯相關關系。

圖3 碎絲率與重量關系線型分析

2.2.2 .3 煙絲尺寸系數F與煙支重量的回歸分析

見圖4，等長煙絲可以降低煙絲結構分布的離散程度，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，在試驗范圍內，碎絲率與含末率無明顯相關關系，只是根據趨勢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，風送環節的除塵會送走大部分碎絲；在煙支卷接的吸絲成形時產生的煙絲結構變化才能控制含末率；煙絲尺寸系數F與吸絲成形的結構直接相關，所以推斷煙絲尺寸系數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F與含末率的回歸分析

見圖6，在試驗范圍內，煙絲尺寸系數F與含末率成負相關關系，F越小含末率越高，在F低于0.28時，含末率成爆發式增長；所以與含末率相關的是整體煙絲尺寸，分析其中煙末產生的原因是，短絲（低于2.8）在吸絲成形環節結構變化形成新的煙末進入卷煙。等長切絲工藝會降低F所以等長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F與含末率的回歸分析

2.3 等長切刀對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，煙絲結構均勻性系數C更小，煙絲結構的均勻性更好，煙絲的長度更集中。理論上煙支密度分布更均勻。吸絲成形環節煙絲密度更加均勻，長絲率減少也減少了密度的波動[9]。

圖7 煙支密度分布圖

3 結論

等長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度均勻性，在降低煙絲總體尺寸的過程中會增加碎絲（＜1.0），等級越高的原料效果越顯著。等長切刀切絲的使用，會提高煙支中煙絲密度的均勻性。