基于分形理论的烟丝尺寸分布表征方法

为研究烟丝尺寸分布特性,推导了烟丝筛下累积质量百分比与分形维数的相关性方程,探讨了分形维数与端部落丝量的关系。结果表明:①根据粒度分形理论建立了烟丝尺寸分布分形模型,由该模型计算出的烟丝筛下累积质量百分比与实测值吻合程度较好(R2=0.9403),表明烟丝尺寸分布满足分形特性;②同种配方烟丝,分形维数越大,相同孔径筛网下烟丝比例越大,烟丝的特征尺寸越小;③端部落丝量M与烟丝分形维数D的相关性较好(R2=0.9007),说明分形维数作为端部落丝量的一个量化指标,可为加工过程中工艺参数的优化提供依据。     

温度对成品烟丝造碎率及尺寸分布均匀性的影响

为研究温度对配方烟丝造碎率及尺寸分布均匀性的影响,采用烟丝结构分布方程分析了不同温度烟丝破碎后尺寸分布规律.结果表明:在试验温度范围内,①烟丝的造碎率随着温度的升高而降低,相同温度下烟丝的造碎率是:三类烟＞二类烟＞一类烟;温度对不同等级烟丝的影响程度不同:一类烟＞二类烟＞三类烟;②不同温度烟丝,其破碎后尺寸分布的差异性...     

细支卷烟烟丝分布表征方法及调控技术

为了科学表征和控制烟支中烟丝的分布状态,首先基于烟支密度对烟支进行合理分段,提出了烟丝分布状态特征值的计算公式,建立了能够描述烟丝分布状态的表征方法;其次以烟丝分布状态特征值和卷制空头率作为响应指标,通过均匀试验,确定三深三浅型平准器深槽和浅槽的最优参数组合,并得到最优平准器参数下的烟丝分布状态特征值;最后利用建立的烟丝分布状态表征方法确定了A牌号卷烟烟支最优烟丝分布状态特征值。结果表明:①烟丝分布状态可用分段密度差值与烟丝总密度均值间的比值来表征,取值越小表明烟支内烟丝分布越均匀、分布状态越好。②最优状态下的平准器参数为:深槽宽度24 mm、深槽深度2.4 mm和浅槽宽度20 mm、浅槽深度1.8 mm。③A牌号卷烟烟支最优的烟丝分布状态特征值为0.136,特征值大于0.136时,空头剔除率呈降低趋势,抽吸顺畅性降低、特征值小于0.136时,空头剔除率呈上升趋势,抽吸顺畅性提高。     

烟丝压缩过程中应力松弛模型的建立

为了揭示烟丝压缩后应力松弛规律及获得烟丝的流变学参数,以烟丝为研究对象,利用烟丝流变测试仪对烟丝进行蠕变-应力松弛试验,构建表征堆积烟丝应力松弛过程的数学模型,分析了不同条件下烟丝被压缩后的应力松弛行为,并求解了该过程中烟丝的流变学参数。结果表明：(1)堆积烟丝具有良好的压缩黏弹性力学性质,在应力松弛过程的前5 s松弛速率最快,松弛过程持续约60 s后应力衰减速率变缓,最终存在平衡应力。(2)烟丝压缩过程中堆积烟丝流变特性可用五元件广义Maxwell模型描述,相关系数R2>0.994。(3)考察样品量和压缩载荷对烟丝应力松弛行为的影响,对获得的流变特征进行分析发现,随着样品量和压缩载荷的增大,平衡应力呈增大趋势。样品量越大,应力松弛时间比率α越小,压缩载荷越大,应力松弛时间比率α越大。该规律的表达为进一步研究不同条件下烟丝应力松弛特性与宏观烟支质量间的关系提供了基本方法。     

烟丝回弹特性检测方法的建立及参数优化

【目的】解决烟丝填充值、弹性等物理指标不能全面真实反映卷制时烟丝回弹对卷烟质量影响的问题。【方法】建立了一套烟丝回弹特性检测方法并运用质构仪进行检测,对该方法进行重复性、差异性验证,通过单因素及响应面优化确定最佳测试参数,探究不同烟丝结构对回弹特性的影响。【结果】（1）通过分析烟丝卷制过程烟丝压缩及回弹过程,将烟丝回弹特性P定义为烟丝束受压后回弹至固定直径时的能力。（2）质构仪测定烟丝回弹特性的最佳条件：探头型号为A/BE-d45圆板探头,测前速度12 mm/s,测中速度6 mm/s,触发力4 g,回弹速度1 mm/s,压缩时间3 s,回弹保持时间16 s。该方法的日内和日间精密度分别小于4.20%和2.93%。（3）烟丝回弹特性受烟丝结构影响,烟丝尺寸越长,烟丝回弹特性越大。【结论】该表征方法科学可行且精密度较好,可对烟丝回弹特性进行准确测量。适宜的烟丝结构可保证烟丝的回弹能力,保持烟支的填充的饱满度,提高产品质量。     

成丝工艺对梗丝物理质量的影响

为探索成丝工艺对梗丝物理质量的影响,降低梗丝宽度,改善梗丝结构,采用图像处理技术,结合烟丝尺寸分布特性方程,系统考察了传统工艺(压梗+切梗丝)、双压工艺(一次压梗+二次压梗+切梗丝)、双切工艺(一次切梗丝+二次切梗丝)对梗丝长度分布、宽度分布及其他物理指标的影响。结果表明:①将梗丝长度和宽度分别单独表征更能够准确描述梗丝的尺寸分布情况,模型拟合程度较好,梗丝长度分布决定系数R~2≥0.982 9,梗丝宽度分布决定系数R2≥0.993 7。②与传统工艺相比,双压工艺使梗丝的特征宽度由1.54 mm降低至1.21 mm,梗丝卷曲形态较好,但梗丝形态均匀性变差,宽度均匀性系数由2.99降低至2.70;双压工艺对梗丝长度影响较小。③双切工艺虽然出梗丝率有所降低,但该工艺对梗丝形态的改善较为明显,梗丝特征宽度由1.54 mm降低至1.12 mm,宽度均匀性系数由2.99提高至3.77;梗丝的特征长度由19.07 mm降低至12.71 mm,长度均匀性系数略有提升;梗丝中的中短丝比例由37.58%提高至83.47%。     

基于实验室批式滚筒干燥装置的热加工强度表征及其对烟丝物理特性的影响

为研究烟丝滚筒干燥过程加工强度的归一化定量表征方法,以实验室批式滚筒干燥装置为平台分析了烟丝在滚筒干燥过程中自身热状态的变化,提供了一种新的烟丝滚筒干燥过程热加工强度表征方法。考察了不同加工条件(筒壁温度和热风温度)对热加工强度的影响,利用图像法和筛分法研究了不同加工条件对烘后烟丝主要物理特性(卷曲度、填充值、耐加工性)的影响规律。结果表明:①以烟丝干燥过程Ts-X特征曲线表征烟丝干燥过程热加工状态变化特征,采用该特征曲线积分平均值表征滚筒干燥过程热加工强度,该参数具有明确的物理意义,即物料在滚筒干燥过程中单位脱水量对应的温度变化率。②实验条件下的滚筒干燥热加工强度范围为4.26～5.10℃/%,筒壁温度和热风温度的升高均会导致热加工强度增大,但筒壁温度和热风温度升高相同温度时,筒壁温度对热加工强度的贡献比热风温度高30%～70%。③在不同的干燥条件下,随着热加工强度增大,烟丝卷曲度和填充值也相应增大,烟丝耐加工性减小。     

复烤温度对片烟收缩率及大小分布的影响

研究了不同复烤温度下,不同部位片烟复烤前后的收缩率及大小分布规律.结果表明:①片烟在复烤过程中其收缩率与复烤温度呈正相关,温度越高收缩率越大,且在相同的温度下不同部位片烟收缩率关系为下部烟>中部烟>上部烟;②复烤后1000 mm2以下的片烟比例增加,1000 mm2以上的片烟比例减小,并且片烟面积越大其比例变化率越大;③复烤后片烟特征尺寸大幅减小,相同部位片烟复烤温度越大特征尺寸减小的幅度越大,相同温度下不同部位片烟特征尺寸变化率的关系为:下部烟>中部烟>上部烟;④复烤工序有利于片烟分布均匀性的提高,复烤后片烟大小分布均匀系数增大,且相同部位片烟复烤温度越高其均匀性提高越大.     

对流干燥对烟丝表面温度及理化特性的影响

利用烟丝热风干燥装置,考察不同热风温度(70,80,90,100,110,120℃)下烟丝含水率、表面温度的变化规律,建立叶丝表面温度随含水率变化的传热传质模型,提出烟丝干燥过程中受热程度表征方法,并将干燥后(湿基含水率12.5%)烟丝理化特性的变化与烟丝的特征温度进行了相关性分析。结果表明:(1)建立的传热传质模型可以较好地反映对流干燥过程中烟丝表面温度随含水率的变化规律;(2)烟丝中碱性香味成分、酸性香味成分、香味总量、填充值与烟丝特征温度之间均达到了极显著关系,中性香味成分、氯元素的含量与特征温度之间达到了显著关系,试验范围内总植物碱、总糖、还原糖与特征温度之间关系不显著。     

压力对烟丝干燥有效扩散系数的影响

选择了3种烟丝作为试验原料,利用加压对流干燥装置,考察了环境压力与温度对烟丝干燥过程的影响.试验结果表明:在加压干燥条件下,环境介质温度越高,有效扩散系数越大,水分选出越快;环境压力越高,有效扩散系数越大,水分干燥越快.同时,采用无因次分析法建立了重庆、山东和四川地区烟丝干燥过程中压力与烟丝干燥有效扩散系数的关系模型,模型计算值与试验结果的相关系数为0.95,说明所建模型能够较好地表征加压条件下烟丝干燥动力学特性.