真空回潮对烟叶品质的影响

为比较真空回潮不同加工参数对烟叶加工品质影响的差别,选用云南保山C3F烟叶,对松散后的含水率、化学成分及感官品质的变化进行对比试验。结果表明,未经真空回潮处理的烟叶随着贮叶时间的延长,水分在16 h时达到最低,之后水分迅速回升,而刺激性、杂气也随着贮叶时间的延长开始显露,香气损失逐渐增大,口腔开始有残留。感官评吸结果显示贮叶2 h梯度的样品最优;经真空回潮工序单周期处理的烟叶随着贮叶时间延长,水分在4h时达到最低,之后水分回升,随着贮叶时间的延长,烟气浓度开始增加,但香气量损失较大,香气质开始平淡,通畅感降低,刺激、杂气开始显露。感官评吸结果显示贮叶2 h梯度的样品最优;经真空回潮工序双周期处理的烟叶随着贮叶时间的延长,水分在16 h时达到最低,之后缓慢回升,相比较未经真空处理及单周期处理的样品,双周期处理的样品在16 h时烟叶透发感较好,香气较好,烟气细腻程度较优。感官评吸结果显示贮叶16 h梯度的样品最优。单周期、双周期及真空前的样品化检结果基本无差异。     

基于ARX模型与自适应神经元PID的片烟加料复合控制系统

为解决常规PID控制器在片烟加料过程中控制时间滞后、控制精度低等问题,基于ARX前馈模型与自适应神经元PID建立了一种片烟加料复合控制系统。利用ARX模型对加料流量进行预测,根据预测值与反馈误差计算出加料泵电机频率以控制加料量;利用自适应神经元PID自动修正控制系数,以适应工况环境的变化。以石家庄卷烟厂生产的"钻石(荷花)"牌卷烟叶组配方为对象,对复合控制系统的性能进行测试,结果表明:该方法显著降低了料头超调量且有效改善了整批次加料精度,系统超调量降低11.2百分点,响应时间缩短3 s,加料累积精度提高0.25百分点。该方法为制丝生产过程加料控制系统的改进提供了技术支持。     

烟丝宽度对细支烟理化指标及感官质量的影响

为深入了解烟丝宽度对细支烟的影响,分别研究烟丝宽度0.80,0.90和1.00 mm对细支烟的物理指标、烟气指标和感官质量的影响。结果表明,随着细支烟切丝宽度的降低,碎丝率升高,长丝率和中丝率相对变化不明显;细支烟切丝宽度对烟支其他物理指标以及各项烟气指标影响不大,对吸阻略有影响,但影响幅度不大,平均吸阻变化在10 Pa左右;通过对不同烟丝宽度细支烟的感官评价,1.00 mm的切丝宽度整体较好。     

滚筒式梗丝干燥加工参数的优化

为提高梗丝的加工质量特别是梗丝的丝状效果,增加梗丝与叶丝配伍性,采用正交实验方法,对滚筒式梗丝干燥加工参数(梗丝厚度、HT蒸汽压力和滚筒干燥温度组合参数)进行了分析优化,并对优化后的方案进行了验证。结果表明:1对干燥后梗丝的填充值、整丝率和丝状效果影响主次顺序均为HT蒸汽压力梗丝厚度滚筒干燥温度;2最优化加工参数为梗丝厚度0.10 mm,HT蒸汽压力0 MPa,滚筒干燥温度[筒壁温度(140±5)℃热风温度(120±2)℃],在此条件下可以提高梗丝填充值和整丝率,且对梗丝的丝状效果有明显改善;3在高档卷烟中掺配适当比例的丝状梗丝,与掺兑前相比,感官质量有所提高,焦油释放量降低约0.8mg/支。     

烟叶在高温湿度环境中平衡含水率的数学模型

为研究加工过程烟叶的吸湿过程,采用动态法测定了在60,70和80℃3个温度点下,30%～90%范围内7个相对湿度点的烟叶增湿特性曲线,再根据增湿特性曲线得到烟叶的平衡含水率,并用GAB模型对平衡含水率曲线进行拟合。结果表明:GAB模型可以较好描述烟叶在高温湿度环境中的平衡含水率并确定了模型参数,预测值与实验值比较吻合,相关系数r2=0.980。     

基于扩散模型的片烟增湿过程动力学分析

为了研究片烟加工过程的吸湿过程及水分迁移速率,利用烟草热湿特性在线分析装置采用动态法考察了温度(60～80℃)和相对湿度(60%～90%)对B2F片烟增湿过程特性的影响,并在假设:①片烟内部均匀分布且各向同性,初始温度分布均匀;②忽略热、质传递过程中的耦合作用及片烟内部的温度差;③不考虑片烟增湿过程中发生的变形和膨胀效果,片烟厚度以均值L=3×10-4m代替;④增湿过程符合Fick第二定律的基础上,建立了能够描述温湿度影响的增湿过程动力学模型,最后选择了6组试验对修正后的动力学模型进行了验证。结果表明:①在同一温度下,有效扩散系数De随着相对湿度的增大而减小;在相同的相对湿度时,De则随着温度的增大而增大;②修正的动力学模型可以描述B2F片烟在高温湿度环境中的增湿过程,验证实验值与模型计算值吻合较好,相关系数R2大于0.95。     

冷藏温度和时间对烟丝品质的影响

为了解低温贮藏对烟丝品质的影响,试验采用冰箱模拟低温冷藏环境,研究冷藏温度和时间对烟丝品质的影响。结果表明,在试验范围内,冷藏温度和时间对3种试验烟丝的含水率没有明显影响;但冷藏温度和时间对3种烟丝冷藏后的填充值和弹性均有影响,常温下3种烟丝填充值和弹性均高于冷藏后;在试验范围内,冷藏温度和时间对3种试验烟丝的常规化学成分没有明显影响,常规化学成分差异较小;在试验范围内,冷藏温度和时间对3种试验烟丝的感官品质略有影响,随着冷藏温度降低、冷藏时间增长,烟丝的香气都略有下降,刺激性略有增大。     

基于OPC技术的新型叶片加料控制系统设计

为了提高叶片加料瞬时精度,设计了一种基于OPC技术的叶片加料控制系统。控制系统采用VS2015和Step 7软件进行开发。通过OPC技术实现了本控制系统与传感系统、执行器系统的通信,并将生产过程中产生的历史数据保存至数据库。利用自适应PID算法在线更新PID控制器中比例、积分、微分三个分量,保证加料瞬时精度不随物料流量的波动或干扰的因素出现大范围变化。验证数据表明当物料流量发生剧烈波动时,较常规控制方式,叶片加料瞬时精度提高了40%。     

基于激光扫描堆积表面重构的烟丝布料调控技术及应用

为提高贮丝柜烟丝布料均匀性,采用激光扫描表面重构技术建立了烟丝布料控制系统。利用激光扫描仪测量贮丝柜烟丝堆积表面高度,当波峰与波谷之间的高度差H > 阈值H₀且烟丝堆积截面的波谷面积M≥λS（λ为面积比例系数,S为铺料截面积增量）时,调整分配车的步进距离,通过降低高度差调控烟丝堆积表面状态。利用该系统对烟丝布料状态进行调控,结果表明:①调控后烟丝堆积高度差从139 mm降低到67 mm,标准偏差由79 mm降低到50 mm,变异系数降低5百分点;②调控后烟丝含水率、填充值、整丝率和碎丝率变化量分别为0.08百分点、0.1 cm3/g、2百分点和0.3百分点,均优于调控前水平;③烟丝含水率、整丝率、碎丝率标准偏差分别降低0.07、0.49、0.10百分点。该技术可为提高制丝过程稳定性和烟丝工艺质量提供支持。      

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。