基于IRB120的卷烟智能加料加香实验装置的研制

加香加料是卷烟生产的重要环节,试验基于IRB120研制了一套实验室智能化加香加料装置,实现烟丝上下料、精确加香加料、管道清洗以及烟丝烘烤等环节的自动化,加液时间小于7 min,使用组合式模糊-PID控制加液误差小于2%,精度0.005 g。     

清香型卷烟风格特征的修饰强化研究

以清香型成品卷烟代表品牌为研究目标,首先对空白叶组、加香加料卷烟及成品卷烟进行了感官评吸,结果表明:叶组加香加料后其感官评吸各指标都有大幅度提升,趋近于成品卷烟,但是在清香、花香、酸甜香属性上还不及成品卷烟。对加香加料卷烟及成品卷烟的烟丝进行了GC-MS分析,结果发现:有27个挥发性成分未在加香加料卷烟中检测出,这些成分大多具有花香、甜香香气。在该基础上,通过调香技术,强化和修饰了其清香型特征,电子鼻分析结果表明,经过修饰强化后的叶组与成品卷烟接近一致。     

基于灰色关联法的短支烟烟丝结构优化研究

采用灰色关联法对切丝后、烘丝后、加香后、卷烟机料斗处的烟丝结构进行关联性分析,确定最优切丝尺寸,并用烟丝截短设备对其进行优化。结果表明:短支卷烟整体存在整丝率低,长丝率高的问题,其中整丝率80.00%,长丝率40.00%,中丝率占20.00%～30.00%,碎丝率2.00%;切丝后6.50～8.00 mm烟丝与烘丝后3.35～8.00 mm烟丝、烘丝后3.35～10.00 mm烟丝与加香后2.50～6.50 mm烟丝、加香后3.35～8.00 mm烟丝与卷烟机料斗处3.35～8.00 mm烟丝均存在较强正关联性;通过烟丝截短设备切短切丝6.50～8.00 mm烟丝后,短支卷烟长丝率降低了10.79%,中丝率增加了15.13%,烟支质量标偏、吸阻标偏、硬度标偏、端部落丝量分别降低了9.52%,2.11%,22.46%,23.21%,卷烟质量得到明显改善。     

实验室烟草加香加料过程的模糊-PID开关切换控制

卷烟研发阶段需要对烟叶的加香加料精确控制,传统实验室加香加料使用人工滴定,效率低,介绍一种烟草分级定量加香加料方案,该方案采用工业机器人、注射泵、电子天平和信息采集卡等设备,运用模糊-PID开关切换控制,并采用多次靠壁的方法,保证加液精度。试验证明该系统具有精确度高,鲁棒性强,稳定可靠等优势,实现了实验室自动化精确加料。     

卷烟加香加料和混丝掺配工艺过程的稳定度控制

研究了通过控制卷烟制丝工艺过程中加香加料和混丝掺配的瞬时及总体精度误差、从而有效控制加香加料和混丝掺配均匀稳定的方法 ,提出了利用控制制丝工艺过程各工序的瞬时和总体精度误差达到稳定产品质量的方法     

小试加香加料误差分析

为提高卷烟小试加香加料的准确性,进行了降低小试加香加料误差试验。结果表明:烟丝用量、添加比例、香精香料的密度和添加时烟丝翻动的次数都会带来不同程度的误差,加香和加料误差分别为8.24%～16.00%和2.56%～7.11%。提出了一种新的小试加香加料方法———天平示量法。即将烟丝放在天平上进行添加,直至天平上显示香精香料理论用量。这种方法可使小试加香加料精度达到99.0%以上,甚至可以做到零误差,完全能够达到卷烟生产工艺要求。     

气流干燥在制丝生产中的应用研究进展

综述了近年来国内烟丝气流干燥技术在工艺优化、设备改造及研发上的进展和气流干燥对烟丝物理特性、感官质量及化学成分的影响,并与传统的滚筒烘丝工艺进行了对比。开发适合中式卷烟的烟丝气流干燥系统是今后研究的重要方向。     

过程能力分析在制丝工艺技术改进中的应用

为稳定、提高卷烟制丝质量,采用统计过程控制技术对制丝关键工序重要参数进行了评价,发现润叶加料、混丝掺配加香工序有待改进,对其进行改进后,再次利用统计过程控制技术进一步完善制丝质量考核体系。结果表明:①经改进后的制丝生产工艺关键指标过程能力指数PPK(Preliminary Process Capability Index)值平均提高了0.23,润叶加料均匀性标准偏差降低了56.5%,梗丝掺配均匀性由改进前的94.27%提高到97.38%;②改进前后批内、批间卷烟样品的感官质量得分波动值分别降低0.29和0.27分,说明改进后批内、批间的内在质量更趋于稳定;③完善制丝质量考核体系后,松散回潮热风温度、润叶加料入口流量、加料比例、烘丝热风温度、加香瞬时比例5个指标的平均PPK值提高6.1%。     

干燥模式对混合型卷烟感官质量的影响

为了解不同干燥模式对混合型卷烟感官质量的影响,考察了SH6薄板烘丝、HXD气流烘丝和KLD薄板烘丝3种干燥模式对"都宝A"牌号卷烟中白肋烟、香料烟、烤烟3个模块叶丝感官质量的影响,并利用灰色关联度分析方法对混合型卷烟干燥模式的组合进行了优化。结果表明:①"都宝A"牌号卷烟中的白肋烟模块叶丝,用SH6薄板干燥后,烟丝的香气特性最优,浓度、劲头大;用HXD气流干燥后,烟丝的口感特性最优。香料烟模块叶丝,用SH6薄板干燥后,烟丝的香气特性最优;用HXD薄板干燥后,烟丝的口感特性最优。烤烟模块叶丝,用KLD薄板干燥后,烟丝感官综合质量最优。②适合"都宝A"牌号卷烟的最优干燥模式组合为:白肋烟用SH6烘丝,香料烟用SH6烘丝,烤烟用KLD烘丝。     

垂直料管式加香设备的研制和应用

针对传统滚筒式加香设备普遍存在加工过程时间长、处理强度大、加香均匀性差的缺点,开发了一种垂直料管式烟草加香设备。该设备采用半开放式静态立式加香筒,配合多喷嘴全方位加香设计,利用物料垂直自由下落时的松散状态对物料进行加香。与大线传统滚筒加香设备进行了对比实验,结果表明:（1）新型加香设备的加香精度与生产线滚筒加香设备基本一致,满足大线生产要求。（2）与传统滚筒加香设备相比,该设备加香前后物料造碎降低1.0%~1.5%,有效降低了过程消耗。（3）设备的加香均匀性优于传统滚筒加香设备,卷烟产品感官质量得到了明显提升。      

薄层物料双面喷射式加料系统的研制与应用

为解决传统滚筒加料系统加料均匀性差、料液有效利用率低和物料粘附等问题,根据薄层物料双面加料更加均匀的原理,研制了薄层物料双面喷射式加料系统。该系统主要由松散均布、高速摊薄、双面多点喷射加料和过滤吸附等装置组成。通过对物料进行摊薄,形成稳定的物料帘,在物料帘的双面实施多点喷射加料,保证料液施加的均匀性;通过排潮抽吸风使悬浮的雾化料液穿过物料层,利用物料层的吸附过滤作用,提高料液的利用率;加料腔为不对称多孔罩式结构,使腔体内外气压保持平衡,减少物料与腔壁的接触。利用"黄金叶(硬帝豪)"对双面喷射加料和滚筒加料两种方式的加工品质、产品质量、主流烟气成分和能耗物耗进行对比试验。结果表明,与滚筒加料方式相比,采用薄层物料双面喷射加料方式,加料精度为0.08%,加料均匀系数提高1.69百分点,料液有效利用率提高13.7百分点,物料粘附量减少4.1 kg/批次;卷烟感官质量提高0.5分;综合加工成本节约6.97元/箱。该系统有效提高了片烟加料的均匀性和料液有效利用率,避免了物料粘附现象,改善了卷烟感官质量,节约了能源和原材料消耗。      

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。      

微波膨胀梗丝在卷烟中的掺配均匀性评价

为研究经过二次切丝工艺制备的近似烟丝形态的微波膨胀梗丝在烟丝中的掺配效果,掌握微波膨胀梗丝在产品中的应用特性,参照气流干燥梗丝工艺掺配流程,以微波膨胀梗丝的掺配样品为研究对象,采用3种均匀度测定方法(特征值与混合均匀度法、主流烟气移动极差法及烟支密度标准偏差法)对微波膨胀梗丝在烟支中的掺配均匀性进行了评价,并与气流干燥梗丝掺配样品进行了对比。结果表明:①通过滚筒掺配、往复式布料方式可有效保证微波膨胀梗丝在产品应用中掺配均匀性的要求,13%、23%、33%比例下实验样品的混合均匀度均高于96%;②同掺配比例下,两种梗丝掺配样品的烟支密度无显著差异,说明微波膨胀梗丝在烟丝中的掺配均匀性与气流干燥梗丝相当;③与气流干燥梗丝相比,微波膨胀梗丝掺配样品主流烟气中焦油、一氧化碳的波动均有降低趋势,烟碱波动与气流干燥梗丝相当,说明微波膨胀梗丝在烟丝中的混合均匀度比气流干燥梗丝更优。      

HXD气流干燥对卷烟综合质量的影响

对比分析了隧道式燃油烘丝机(HXD)气流干燥与CO2膨胀2种生产方式及HXD气流干燥叶丝不同掺配比例对配方烟丝质量和卷烟综合质量的影响.结果表明:掺配HXD气流干燥处理的膨胀叶丝能提高配方烟丝的整丝率,降低碎丝率,叶丝结构较合理,弹性较好;在实验牌号卷烟中,2种生产方式生产的膨胀叶丝掺配比例相同时,HXD气流膨胀叶丝卷烟感官质量较好,最佳掺配比例为15%.     

物料干重控制模式在加香加料及掺配环节中的应用

为提高卷烟产品质量的稳定性,研究了在制丝过程中按物料干重进行加料量、加香量的计算,以及按烟丝和梗丝干重计算掺配量的方法。结果表明,按实际干重加料、加香和掺配的加工工艺与传统不考虑物料含水率变化的加工工艺相比:①加料精度提高,批次间糖料用量的标准偏差从2.69 kg降低到2.45 kg;②加香精度提高,批次间香精用量的标准偏差从0.86 kg降低到0.72 kg;③掺配精度提高,批次间梗丝用量的标准偏差从37.2 kg降低到35.8 kg;④批次间卷烟产品的烟气总粒相物、焦油、烟碱和CO的标准偏差下降39%以上。     

国产造纸法再造烟叶在烤烟型卷烟产品改造中的应用

为扩大造纸法再造烟叶的应用范围 ,在市场调研的基础上 ,结合老产品改造 ,进行了在烤烟型卷烟产品中添加国产造纸法再造烟叶的应用试验。结果表明 ,在原产品配方基础上添加 5 %国产造纸法再造烟叶 ,同时对原叶组结构和料香配方进行适当调整 ,能够使改造后的产品在保持卷烟原有风格的基础上进一步提升吸味质量 ,降低烟气焦油量 ,实现产品配方的平稳调整。