辊轴式片烟尺寸调控系统的设计与应用

为在打叶复烤生产中获得合理的片烟尺寸,基于差速柔打原理,设计了一种辊轴式片烟尺寸调控系统。该系统由振动输送机、辊轴筛分设备、大片二次处理设备和风选设备4大部分组成。通过振动输送机松散物料,提升筛分效率;利用辊轴筛分设备和大片二次处理设备对筛分出的超大片进行剪切,以减小片烟面积,并筛分出含梗片烟。以2018年河南省平顶山产C3F烤烟烟叶为对象,分别采用优化框栏工艺、平板振动筛分复打工艺、辊轴式片烟尺寸调控系统和常规打叶复烤工艺4种方式进行对比测试,结果表明:在4种处理工艺中,经辊轴式调控系统处理后,10 mm×10 mm～35 mm×35 mm的适宜片型比例显著提高,达69.20%;10 mm×10 mm的片烟比例未显著增加;叶中含梗率降低至0.99%;均匀性系数提高至1.04%。该方法可为提升片烟尺寸分布均匀性提供技术支持。     

滚筒复烤方式下不同尺寸烟片的干燥与收缩特性对比分析

以贵州C3F、河南C3F、河南B3F 3种烟叶为原料,利用实验室批式滚筒复合传热干燥装置进行试验。结果表明:滚筒复烤方式下,同种烟叶烟片尺寸规格的变化对其干燥速率和复烤后温度无明显影响。网孔12.70 mm以上的筛分烟片,烤后225~625 mm 2的叶片比例增加明显;网孔6.35~12.70 mm的筛分烟片,烤后36~225 mm 2的叶片比例增加明显。复烤后烟片总体尺寸分布在225~625 mm 2和36~225 mm 2面积区间呈集中趋势。烟片尺寸规格对滚筒复烤皱缩率影响显著,3种烟叶原料烤后烟片的皱缩率均随尺寸规格的增大呈明显上升趋势。     

片烟在线调控技术在细支卷烟生产中的应用研究

  目的  提升细支卷烟烟丝结构均匀性。  方法  设计开发了片烟在线调控单元,主要由大片筛分提取、叶片旋转分切和细梗分离净化等装置组成。  结果  在制丝线开展了对比试验,表明⑴在线调控模式对烟片结构有效调整,中、短丝率得以提高;⑵原料利用率降低0.29百分点,单箱原料消耗有所增加;⑶卷包机台的生产效率明显提高,总剔除率、残烟量明显下降;⑷卷烟物理指标和主流烟气指标批间的稳定性明显提高,其中单支质量标偏、开放吸阻标偏和总通风率标偏分别下降8.84%、12.70%和18.41%,焦油、烟碱和CO标准偏差分别下降89.92%、24.07%和32.09%;⑸配方烟丝结构和烟支烟丝密度分布的均匀性明显提高,卷烟感官质量保持稳定。  结论  说明采用片烟在线调控模式对于优化细支卷烟烟丝结构具有显著作用,有利于提升产品质量的稳定性。      

打叶复烤自动化精准配方投料设备的设计与应用

  目的  解决打叶复烤投料环节受人工因素制约大、混配均匀度低等问题。  方法  设计一种打叶复烤自动化精准配方投料设备,由投料控制单元和自动化进料装置组成。回潮松散后的原烟装入定制烟筐,运送至进料装置,投料控制单元进行投料设计后,自动化进料装置中抓取爪模拟人工投料,将烟筐内的原烟抓取至拨料辊,通过定量喂料,后以层铺输出的方式落至输送皮带进入下一工序,完成自动化投料及多等级多配方烟叶均匀混配。  结果  ① 对于设计的6000 kg/h投料任务,自动化精准配方投料设备投料流量在设定2%的误差范围内波动,流量均匀,连续作业时,单位时间内投料的稳定性高于人工;②自动化投料和人工投料的混料均匀度误差分别为0.2%、3.5%,自动化精准配方投料设备层铺式的投料方式可以实现对烟叶的均匀预混;③经自动化投料的成品烟叶烟碱CV值较人工投料降低0.68%。  结论  该设备有助于打叶复烤企业节约生产成本,提升自动化、均质化加工水平。      

打叶后不同片型片烟所在烟叶区位溯源分析

  目的  分析打叶后不同片型片烟所在的烟叶区位,为不同片型片烟色度值及化学成分含量存在差异的原因提供直接证据。  方法  选择云烟87 C3F初烤烟叶作为试验对象,先将完整烟叶分切成11个区位（叶基、叶尖,以及近叶基、叶中、近叶尖的近主脉、近中、近叶缘各3个区位）,再利用叶片振动分选机对打叶后片烟进行筛分,得到5种不同片型的片烟样品（大片、中片、小片、碎片和碎末）;分析不同片型片烟和烟叶不同区位色度值L*（明度值）、a*（红度值）、b*（黄度值）、△E（总色差值）及常规化学成分质量分数的变化,并通过聚类分析推测不同片型片烟所处的烟叶区位。  结果  ① 对于不同片型片烟和烟叶的不同区位,4个色度指标及6项常规化学成分质量分数均存在显著差异和规律性变化趋势。②通过色度值和常规化学成分的聚类分析结果可以推测,打叶后的大中片主要来自烟叶的叶中和近叶尖部分,小片主要来自于近叶基的近中、近主脉2个区位,碎片主要来自于近叶基的近叶缘和叶尖2个区位,而碎末则主要来自于叶基部分。  结论  在打叶过程中,不同尺寸片烟的产生并不是随机的来自烟叶的每个区位,而是在一定程度上受到烟叶自身的形态特征和不同区位物理加工特性的影响呈现出一定的规律性。      

基于“翠碧1号”品种烟叶典型力学特性的打叶复烤加工技术及应用

为解决"翠碧1号"品种烟叶在打叶复烤过程中存在大片率过高、复烤后片烟颜色转深明显等问题,分析了"翠碧1号"烟叶力学特性,确定了其典型力学特征,并根据其典型力学特征研究制定了打叶复烤加工技术。研究结果表明:(1)与其他品种烟叶相比,"翠碧1号"烟叶具有油分较充足(黏附力较大),韧性较强(拉力和穿透力较大)以及结构较为疏松(剪切力较小)的典型力学特性。(2)"翠碧1号"烟叶打叶复烤二润出口含水率不宜高于17.0%,复烤单区最高热风温度不宜超过75℃。(3)基于"翠碧1号"烟叶典型物理特性,建立了以"低含水率打叶、低强度复烤"为核心的"翠碧1号"品种烟叶打叶复烤加工技术:二次热风润叶方式由"水+蒸汽"调整为"蒸汽",二润出口含水率由18.5%调整为17.0%,片烟复烤段单区最高热风温度由75℃降至70℃,片烟复烤段各干燥区热风温度总和降低35℃。(4)在打叶经济效益基本稳定的基础上,"翠碧1号"烟叶打后片烟结构均匀性得到优化:上部和中部烟叶的大片率分别降低1.9百分点和2.4百分点;中片率分别提高1.3百分点和3.3百分点;碎片率分别降低0.2百分点和0.1百分点;出片率分别提高0.39百分点和0.04百分点;成品综合得率分别提高0.21百分点和0.58百分点。     

复烤片烟特征面积与化学成分的相关性分析

  目的  分析复烤片烟特征面积与其关键化学成分的相关性,为研究片烟结构对卷烟化学成分及感官质量的影响提供参考。  方法  选择两种初烤烟叶作为试验材料,利用叶片振动分选机对复烤后片烟进行筛分,测定不同尺寸片烟的特征面积及其关键化学成分（常规化学成分、质体色素、多酚类化合物和非挥发性有机酸）,并分析不同特征面积片烟化学成分的变化趋势及其相关性。  结果  ① 随着片烟特征面积的增大,总糖、还原糖、总植物碱、淀粉、绿原酸、芸香苷、棕榈酸、亚油酸、油酸、亚麻酸、硬脂酸含量逐渐升高;钾、氯、莨菪亭、草酸、丙二酸、丁二酸、苹果酸、柠檬酸含量逐渐降低;总氮、蛋白质、叶黄素、β-胡萝卜素含量先升高后降低。②对于红大C3F复烤片烟,特征面积与总糖、还原糖、总植物碱、芸香苷、硬脂酸呈显著正相关,与钾、草酸、丙二酸、柠檬酸呈显著负相关;对于K326 B3F复烤片烟,特征面积与总植物碱、芸香苷、棕榈酸、亚油酸、油酸、亚麻酸、硬脂酸呈显著正相关,与草酸、丙二酸、丁二酸呈显著负相关。  结论  不同尺寸片烟的化学成分含量存在较大差异,且两者之间具有较强的相关性。因此,在打叶复烤过程中,提升不同尺寸片烟的分布均匀性对提高关键化学成分的均质化水平,稳定最终的产品质量具有重要意义。      

打叶复烤加工过程造碎及碎烟处理工艺研究

在打叶复烤加工过程中,烟叶受机械外力的作用,很难避免地会产生一些造碎,成为烟末和短梗.造碎的结果降低了产品的可用性.根据打叶复烤生产线的测试结果,分析了打叶复烤生产线散碎叶片的产生环节及比例,并对打叶复烤生产过程降低损耗、减少造碎的调控因素进行了探讨,提出根据烟叶原料特性、创造最佳工艺条件、获得较好的梗叶分离效果、有效减少造碎,并提出了一套完整的碎烟处理工艺.碎烟处理后,筛分成不同的规格作为产品,可减少烟叶浪费,有利于进一步提高打叶复烤厂的经济效益.     

基于平库条件的配方打叶复烤均质化技术

为探索打叶复烤过程中均质化加工的适宜控制方法,通过对比3种不同均质化加工调控模式,分析了分选及加工过程中烟叶烟碱CV值的变化。结果表明:配方比例调控模式各批次成品片烟烟碱CV值为3.78%～7.63%,平均值为5.47%。混配组合调控模式各批次成品片烟烟碱CV值为2.45%～3.90%,平均值为2.92%。相似组合调控模式,即根据原烟小产地、叶位、品种、外观质量等综合质量进行相似性组合,形成相似单元,各相似单元半成品烟叶有序入库、出库组合,将各相似单元半成品烟叶组合成能够代表整个批次质量水平的加工单元进行投料打叶复烤的均质化加工模式,各批次成品片烟烟碱CV值为3.01%～3.59%,平均值为3.24%。混配组合和相似组合调控模式成品片烟烟碱CV值差异不显著,均显著低于配方比例调控模式。     

烟叶复烤线打叶框栏的技术改进

从控制超大片率、保证大中片率出发,分析了烟叶复烤线打叶框栏对打叶的影响,提出了将一级打叶器上框栏开孔制作成不同尺寸以改善打叶后的叶片结构的措施:将3,45,排框栏的孔径改为110 mm×(80±1)mm;将1,2,6,7排框栏孔径改为110 mm×(72±1)mm.改进后,大中片率由86.9%提高到87.6%5,0 mm×50 mm以上超大片率由26.2%减少至21.6%.     

各级打叶风分单元分离片烟的尺寸分布变化规律

利用五打十一分打叶机组对上部烟配打模块进行梗叶分离,研究了打叶去梗工序中各级打叶风分后片烟的尺寸分布变化规律。结果表明:各级打叶风分单元分离出的片烟尺寸在各面积区间内的比例变化趋势基本一致;其中第一、二级打叶单元内各风分口的大中片比例均94%,较为稳定,且片烟特征尺寸及超大片比例均随风分级数的增加呈上升趋势,第三、四/五级打叶单元内片烟特征尺寸及超大片比例显著降低,小片率明显升高;各级打叶单元汇总片烟的特征尺寸及均匀性随打叶级数增加逐渐降低。     

不同尺寸片烟在各级打叶风分单元中的分布和品质变化规律

为了探索不同尺寸片烟在各级打叶风分单元中的分布和品质变化规律,以2021年四川C2F初烤原烟为研究对象,对各级打叶风分单元的片烟流量和片烟结构差异以及不同尺寸片烟的化学成分和感官品质差异进行了系统分析,并借助烤烟化学成分可用性指数CCUI对不同尺寸片烟进行评价。结果表明:①随打叶单元级数的增加,片烟流量和尺寸逐级降低,碎片和小片更容易在各级打叶单元的第一级风分口处分离;②碎片的化学成分可用性明显小于大、中和小片,随着打叶级数的增加碎片的化学成分可用性逐级提高,而大、中片无显著变化;③不同尺寸片烟的感官品质随打叶级数的增加呈现先增后减的趋势,大片和中片的感官品质最优点出现在二级打叶单元,小片和碎片则分别出现在三级和四级打叶单元。该研究结果可为打叶复烤生产过程中片烟的精细化分类和差异化调配等工业应用提供支持。      

筛分复打工艺的设计与应用

为改善叶梗分离后烟叶片形结构,提高细支卷烟物理指标和烟气指标的稳定性,在打叶复烤环节设计一种筛分复打工艺,优化关键工艺参数,并对烟叶不同尺寸区间占比和形态特征变化进行验证。结果表明:筛分复打工艺流程简洁,烟叶筛分处理高效,可操作性强,实用性高;筛分复打工艺的应用可有效增加烟叶最佳烟叶尺寸区间占比,改善烟叶形态,使烟叶形状趋于规则、方正,长条减少,有利于增加细支卷烟特征尺寸的烟丝比例,提高工业环节的卷制效率。      

叶中含梗率与相关打叶质量指标的关系

为研究打叶去梗过程中叶中含梗率与相关打叶质量指标之间的关系,最大限度地提高打叶复烤的整体质量,进行了不同叶中含梗率的打叶去梗试验。结果表明,随着叶中含梗率的升高,>12.7mm叶片率升高,碎片率、打叶风分过筛后网下碎片比例、梗中含叶率降低,打叶造碎减少,出片率升高。叶中含梗率并非越低越好,过低则造碎更大,出片率更低,这对整体打叶质量是不经济的,因此应控制叶中含梗率在适宜范围。     

片烟结构代表性指标的选取

为选取片烟结构代表性指标,抽取我国12家打叶复烤厂的290份片烟样品,运用灰色关联聚类和系统聚类法对片烟结构的9项指标进行聚类,再利用极大不相关法,按照重要性、可操作性和有层次性原则选取各聚类指标的代表。结果表明:12.7mm叶片率、叶含梗率、中片率(12.7~25.4 mm)和小片率(6.35~12.7 mm)可以作为片烟结构的代表性指标。     

原烟批次管理探索与应用

批次管理是监管烟草制品供应链各环节的有效手段。根据烟草行业特征和要求,在原烟采购与复烤加工过程中首次引入了批次管理。原烟接收批次以收货2000担左右为基准,同时进行实物挂牌标识管理;原烟挑选时,按批次挑选并产生选后新批次;在打叶复烤阶段,按批次备料并对下线片烟粘贴批次条形码标识。通过系统固化原烟批次管理业务模型后,实现了原烟采购业务流程数字化,原烟选后选前有关联,打叶复烤片烟产出对原烟投入可追溯,各环节实物管控时效性大大增强,对企业烟叶原料保障上水平具有重要意义。      

八大香型烤烟典型产地中部烟叶适宜复烤干燥温度研究

【目的】明确八大香型典型产地烤烟中部烟叶较适宜的复烤干燥温度范围。【方法】选取八大香型典型产地中部烟叶,在不同复烤干燥温度下对烟叶感官质量、风格特征进行评价。【结果】(1)清甜香型、清甜蜜甜香型和木香蜜甜香型中部烟叶适宜在70℃复烤干燥温度下加工;(2)蜜甜香型、醇甜香型和焦甜醇甜香型烟叶适宜在75℃复烤干燥温度下加工;(3)焦甜焦香型和焦香蜜甜香型烟叶适宜在75℃～80℃复烤干燥温度下加工。【结论】根据不同香型烤烟烟叶适宜的复烤干燥温度进行配方模块设计、配方模块复烤加工,可彰显烟叶香气风格特征,提升总体感官质量。     

基于响应曲面法的云产烟叶模块化打叶复烤工艺优化

为考察打叶复烤过程中关键工艺参数变化对云产烟叶模块质量的影响,选取“清甜香”风格特征适中的文山模块烟叶为研究对象,根据Box-Behnken Design（BBD）设计原理,以润叶含水率、润叶温度和复烤温度为主要影响因素,复烤叶片含水率和CCUI值为响应值,采用响应曲面法优化打叶复烤工艺条件,并建立相应的预测数学模型。结果表明:复烤叶片含水率、CCUI值与各关键工艺参数之间的变化均符合二次方程模型（R2分别为0.945 1和0.855 7）,复烤温度对叶片含水率和CCUI值影响均较大,优化后最佳工艺参数为润叶含水率17.5%、润叶温度58.0 ℃、复烤温度406.0 ℃;优化条件下复烤叶片含水率9.627%、CCUI值0.851,其CCUI值较正常生产提高3.780%,内在品质提升显著（P＜0.01）,大片率和叶含梗率降低明显,干草香、正甜香和青香等香韵风格特征和感官品质更加凸显,说明适当提高润叶温度和复烤温度更有利于降低复烤叶片大片率、提升中小片率,彰显云产“清甜香”特征适中的烟叶模块风格和感官品质。