烟丝含水率对细支卷烟的影响

考察了烟丝含水率对细支卷烟烟支物理性能、烟支内部烟丝结构分布、烟支静燃速率、抽吸时燃烧锥落头率、卷烟主流烟气释放和感官质量的影响。结果表明,细支卷烟烟丝含水率为11.5%~13.8%,在卷烟单重一致的情况下,烟丝结构分布、卷烟抽吸时燃烧锥落头率以及感官抽吸品质受烟丝含水率影响大。烟丝含水率增大,烟丝抗造碎性能增强,烟支中大尺寸烟丝所占比例增加,烟末减少,卷烟抽吸时燃烧锥落头现象明显减轻;烟丝含水率从11.5%增加到12.9%,燃烧锥落头率可从65%降低至30%。烟丝含水率过高会导致卷烟烟气浓度减小,满足感降低。此外,烟丝含水率增大,细支卷烟的烟支硬度、烟支静燃速率、烟气焦油和烟碱释放量也会发生细微的变化。综上,建议细支卷烟生产过程中烟丝含水率尽量控制在12.5%~12.9%。     

卷烟卷制质量与车间温湿度的关系

为确定不同档次卷烟在卷制过程中适宜的车间环境温湿度条件,以不同档次的烤烟型配方烟丝和成品烟支为材料,进行了不同环境温湿度条件下其整丝率转化率、卷烟单支重量和空头率与温湿度的关系研究。结果表明,各档次卷烟在卷制过程中适宜的车间环境温湿度为一类烟24℃、RH57%;二类烟25.5℃、RH60%;三类烟26.5℃、RH62%。在此条件下,烟支的重量较轻,空头率较低。卷烟车间在生产过程中,宜根据产品的不同档次设定不同的车间温湿度,必要时可采取分时段、分区域的加工方法,以更有针对性地提高不同档次卷烟产品的质量。     

烟支储存输送装置内烟支含水率变化分析

为减小烟支在储存输送环节含水率变化,降低对感官质量及安全性的影响,采用有嘴烟支、无嘴烟条模拟摆放的试验方法探究了烟支在储存输送装置YF13内含水率变化,以期指导卷包车间温湿度调整及工艺管理办法制定。研究结果表明:在温度24℃、相对湿度55%环境下,两个试验牌号烟支烟丝含水率均有所降低,但表现规律不一致;调整车间环境温湿度时需要综合考虑多个卷烟牌号烟丝含水率变化情况,同时也要兼顾滤棒水分变化。     

配送烟丝特性对C牌号细支卷烟物理指标的影响研究

为探究异地配送烟丝特性对C牌号细支卷烟物理指标的影响,采用单因素方差分析与多元回归分析,重点就配送含水率及烟丝结构对细支卷烟物理指标及卷烟自由燃烧速率的影响进行考察。统计分析结果表明,在一定范围内,配送烟丝含水率对烟支硬度有显著影响且呈负相关性,整丝率对烟支吸阻和硬度有显著影响且呈正相关性;随卷烟含梗量的增加,烟支吸阻和硬度呈上升趋势;卷烟自由燃烧速率受卷烟含梗量和含水率的影响比较明显,卷烟自由燃烧速率=11.9-0.806×卷烟含梗量-0.319×含水率。     

国内细支卷烟加工工艺现状

为了解国内细支卷烟加工工艺现状,对烟草行业主要细支卷烟生产企业的工艺流程、制丝过程参数及过程质量、产品物理及烟气质量、消耗状况等方面进行测试分析。结果表明:(1)与常规卷烟相比,细支卷烟配方中梗丝、再造烟叶丝、膨胀叶丝应用较少,切丝宽度小,制丝过程烟丝筛分和卷接过程梗签剔除强度较大。(2)细支卷烟吸阻普遍较大,烟支质量、吸阻、硬度稳定性较差;烟气质量指标稳定性较好,优于常规卷烟控制水平。(3)细支卷烟卷接设备有效作业率低,故障率高,加工过程原料损耗较大,烟叶有效利用率低。     

灰色关联法分析烟丝对烟支物理指标的影响

为探寻烟丝传输过程中结构指标变化关联性,以及卷烟机跑条烟丝结构变化对烟支物理指标稳定性的影响,抽取贮丝、料斗、烟枪的烟丝及对应的烟支为一组样品,通过测试随机抽取的22组样品各项指标,采用灰色关联分析方法对测试数据进行分析。结果表明:跑条烟丝结构及含水率等指标与烟支卷制质量稳定性有着较强的关联性,且跑条烟丝各结构组分对烟支物理指标稳定性的影响程度各不相同,其中2.50~3.35 mm和大于3.35 mm烟丝的含量及含水率明显影响着烟支的质量、吸阻、含末率等指标;烟丝从贮丝到烟枪的过程中,一个烟丝结构指标的变化会影响到下一环节的一个或多个结构指标的变化。     

烟丝含水率--影响卷制质量的一个重要因素

为研究提高烟丝在卷制过程中的抗造碎性能,人为设置了不同的烟丝水分进行卷制试验.通过跟踪测试,重点研究了含水率变化与卷制过程烟丝抗碎性的关系,同时分析了烟丝含水率变化对卷制时的卷烟单支重量、空头率、废品率等质量指标的变化规律,找出了不同等级烟丝的适宜卷制含水率一、二类卷烟为12.5%～13%;三、四类卷烟为13%～13.5%.     

贮丝环境工艺参数的优化

为了保证在同一贮丝环境下不同价类牌号烟丝在贮存过程中含水率指标的稳定,采用正交试验的方法,对贮丝房的温度、湿度进行了分析与优化,并对优化后的环境条件方案进行了验证.结果表明:①优化贮丝环境方案为温度26℃,相对湿度58％;②相对湿度是影响烟丝含水率的关键因素,达到0.01的极显著水平;温度对烟丝的含水率影响为弱显著(0.05 ＜P≤0.20);温度、相对湿度之间的交互作用对烟丝含水率无影响(P＞0.20);③烟丝牌号的价类越高,受环境温湿度的影响越小,反之亦然.     

卷烟制丝和卷制过程中主要质量指标与消耗指标的关系及评价方法

通过统计3个卷烟牌号的卷制质量指标、烟丝质量指标和加工的消耗指标并作回归分析,发现卷烟吸阻、硬度、填充值和烟支密度的乘积互为正相关关系,卷烟空头率、端部落丝量和含末率互为正相关关系,影响单箱耗丝的因素包括烟丝碎丝率、填充值和含水率。提出了对烟丝质量、制丝线消耗和卷制消耗的评价方法。      

不同卷烟机卷制对配方烟丝结构与卷制质量的影响

为了研究不同卷烟机卷制对配方烟丝结构与卷制质量的影响,分别用PASSIM和PROTOS两种卷烟机对同一牌号配方烟丝进行卷制试验,并测定了贮丝、卷烟机烟枪处烟丝结构和对应的烟支卷制质量。结果表明:同一牌号的配方烟丝经过不同卷烟机卷制后烟丝结构分变化趋势相同,但经过PROTOS卷烟机卷制后3.35mm以下各区间烟丝比例相对较大,长丝与短丝比例均匀性较好;长丝与中短丝比例均匀性好烟丝结构,卷制后的卷烟物理质量稳定性好,单支质量标准偏差偏低19%以上,烟支吸阻、硬度也相对较低。     

基于LSTM的环境温湿度在烟丝过程中的水份分析和预测

加香机本身并没有水分控制系统,环境的温湿度对加香后的烟丝水分的稳定性有着决定性因素,如果忽视环境温湿度的影响,仅靠控制烘丝后的烟丝水分来保障成品烟丝的水分,具有一定的质量风险。为了保障加香后烟丝出口水分的稳定性,采用基于LSTM的机器学习方法,分析环境温湿度在烟丝过程中的水份散失分析和预测对加香后烟丝出口水分的影响,建立加香后烟丝含水率预测模型。通过模型求解,得出预测的环境温湿度对加香后烟丝出水率的影响趋势。最后采用模型预测值与实测值对比的方法进行检验。结果表明:LSTM模型可实现环境温湿度对水分散失影响的准确预测,预测准确率更高,泛化能力更强,能够实现对烟丝水分的精确分析和预测。     

一种新型烟丝结构靶向调控设备研发及应用

针对细支卷烟烟丝长丝率偏高,在卷制时易造成烟支质量波动较大、稳定性较差、不合格率高等问题,研制了一种针辊式烟丝结构靶向调控设备。该设备由烟丝选丝机构和断丝机构组成,混配后的烟丝进入烟丝选丝机构,在动态滚动状态下,中、短烟丝经针辊间隙落下,长烟丝则在选丝针辊钢钉挑动作用下逐级传递到断丝机构,在选丝针辊和断丝针辊差速旋转拉扯作用下柔性断丝,实现对长烟丝的靶向调控。以黄金叶(爱尚)细支卷烟烟丝为样品,在实际制丝生产的应用结果表明：该设备稳定性较高,在选丝针辊间距40 mm、选丝针辊电机频率30 Hz、断丝针辊电机频率47 Hz的运行参数下,经调控处理后的烟丝长丝率下降了12.58%,中丝率和短丝率分别上升了8.12%和3.96%,碎丝率仅增加了0.12%,烟丝结构分布更加合理,满足加工质量要求。     

不同烘丝方式对细支卷烟烟丝结构和烟支质量的影响分析

对比分析滚筒烘丝方式与气流烘丝方式对细支卷烟的烟丝结构、卷烟产品物理指标的影响。结果表明:滚筒烘丝比气流烘丝制丝过程出丝率高0.41百分点,过程造碎性较小;滚筒烘丝后烟丝的中丝率和短丝率占比比气流烘丝的高2.88百分点,但填充值比气流烘丝的降低5.64%;滚筒烘丝方式和气流烘丝方式对细支卷烟烟支单支克重标准偏差的影响在统计学上极显著,对吸阻标准偏差的影响在统计学上显著,对硬度标准偏差的影响在统计学上不显著;滚筒烘丝方式下细支卷烟中部烟支密度均匀性较气流烘丝的好。     

烟丝结构对烟丝填充值和卷接质量的影响

研究了不同结构烟丝的填充值和卷接质量的变化规律。结果表明：在试验范围内，整丝率与烟丝的填充值、卷烟单支质量呈现出显著的相关性，当烟丝的整丝率(质量分数)≥80％时，可使烟丝的填充值稳定提高、卷烟单支质量显著降低；碎丝率与卷烟单支质量、卷烟空头率呈现出显著的线性关系，烟丝碎丝率(质量分数)增大1％，卷烟单支质量增加0．0084g，卷烟空头率增大0．41％，利用该成果，在生产中采取相应的措施，可使烟丝的结构更加合理，卷接质量及稳定性得到显著提高。     

适应细支卷烟加工特性的柔性风选系统优化设计

为降低细支卷烟烟丝中的梗签含量和在线剔除梗签中的烟丝,改善烟丝结构,提升细支卷烟产品质量及其稳定性,基于现有二级叶丝风选系统,设计了适应细支卷烟大流量叶丝风选的三级柔性风选系统。该系统主要包括进料机构、梳丝辊、三级风选箱体、旋风落料器(沉降式落料器)、输送机构、出料机构及除尘管道等部分组成,通过一级、二级风选最大程度地"丝中选梗",三级风选"梗中选丝",实现成品烟丝中梗签含量的有效降低,同时增加被剔除梗签中合格烟丝的回收利用。以黄鹤楼某细支卷烟为对象进行测试,结果表明:改进后的叶丝柔性风选系统能够有效降低烟丝中梗签含量及剔除梗签中的烟丝含量,风选剔除梗签含丝率降低20%以上,烟支含梗率由1.06%降低至0.74%;烟支物理指标均有不同程度提升,烟支刺破等外观质量缺陷问题得到了有效的改善。该系统在提升产品质量的同时可提高原料综合利用率。     

烟丝含水率对卷烟燃吸品质、烟气水分及粒相物挥发性成分的影响

为了解影响不同含水率卷烟抽吸品质差异的因素,研究了不同相对湿度下平衡的卷烟烟丝含水率、燃吸品质、烟气粒相与气相水分及总粒相物挥发性成分的变化.结果表明:①随着平衡的环境相对湿度由30%上升到70%,烟丝含水率由8.28%上升到18.79%,卷烟的燃吸品质亦发生差、好、差的变化.其中,含水率12.25%和14.34%卷烟的燃吸品质均较好,含水率8.28%、9.13%、18.79%卷烟均较差;②随着烟丝含水率的升高,卷烟烟气粒相水分及气相水分均呈上升趋势,但气相水分的上升幅度较大;③总粒相物和烟碱含量随烟丝含水率增大而少量减少,CO量则明显增加;④含水率8.28%、12.25%和18.79%卷烟烟气粒相中均鉴定出相同的70种挥发性成分,但含水率8.28%卷烟的易挥发性化学成分含量较含水率12.25%卷烟高,而含水率18.79%卷烟则偏低.因此,含水率12%～14%卷烟具有较好的燃吸品质,环境湿度或烟丝含水率是影响卷烟烟气水分(尤其是气相水分)和低分子量易挥发性成分,乃至感官质量的重要因素.     

烟丝结构分布对细支卷烟燃烧锥落头的影响

为了研究细支卷烟烟丝结构分布与燃烧锥落头之间的相关性,采用包埋固定法对3种不同品牌的细支卷烟烟支及燃烧锥进行原位固定,获得烟支及燃烧锥的切片,并利用光学显微镜对其进行结构分析。结果表明:(1)细支卷烟烟支轴向烟丝密度分布极不均匀,据此将细支卷烟划分为4部分,即a段(距离点燃端0～6 mm)、b段(6～20 mm)、c段(20～50 mm)和d段(50～65 mm)。且烟支b段密度高点与c段密度低点之间的差值△ρ值越大,燃烧锥落头率越高;(2)烟丝配方中中短丝比例越高,细支卷烟的燃烧锥越短,其内部结构越均匀;(3)将标准平准盘更换为U型平准盘,品牌B细支卷烟的燃烧锥落头率从58%降低至28%;(4)烟丝配方中中短丝比例从10%增加至35%,品牌B细支卷烟的燃烧锥落头率从42%降低至20%。     

定长切丝技术在细支卷烟生产中的应用

为提高细支卷烟物理指标和主流烟气化学指标的稳定性,采用了不同于常规切丝的定长切丝模式进行切丝以降低烟丝的特征尺寸、提高烟丝结构的均匀性,对比分析了不同切丝模式对细支卷烟烟丝结构、物理指标、主流烟气化学成分等的影响。结果表明:与常规切丝模式相比,①40 mm定长切丝模式未对切后叶丝的宽度产生明显影响,烟丝的中丝率、短丝率明显提高,特征尺寸下降了40.19%,碎丝率和填充值变化不大,烟丝均匀性明显改善;②制丝过程造碎略有增加,出丝率下降0.18%,细支卷烟机台作业效率明显提高,总剔除率和空头剔除率明显下降;③细支卷烟中部烟支密度均匀性、物理指标稳定性和主流烟气指标批间的稳定性明显提高,其中单支质量、开放吸阻的标准偏差均值分别降低13.2%、12.0%,焦油、烟碱、CO的批间极差分别降低54.0%、65.5%和21.1%,标准偏差分别降低53.0%、44.4%和56.8%;④随着质量稳定性的提高,每口抽吸的感官差异变小。     

接装纸透气度及烟丝结构对细支卷烟逐口吸阻波动的影响

为考察细支卷烟燃吸期间逐口吸阻波动的一些影响因素,搭建了稳定可靠的逐口吸阻检测装置,研究了接装纸透气度及烟丝结构对细支卷烟在ISO标准模式下的燃吸过程中逐口吸阻波动的影响。结果表明:(1)打孔接装纸能够减小细支卷烟燃吸过程中逐口吸阻的波动,并且接装纸透气度越高,逐口吸阻的波动越小。(2)短丝比例高时逐口吸阻波动小,中长丝比例高时逐口吸阻波动大,波动的大小与长宽比大于6且宽度大于全部宽度数据平均值的较大狭长丝含量显著相关。长宽比大于6且宽度大于全部宽度数据平均值的较大狭长丝一方面会造成烟丝尺寸不均匀,另一方面会使烟丝填充均匀性变差。     

烟丝长度及其混料配比对细支卷烟质量特性的影响

为探索适宜细支卷烟的烟丝结构,分析了烟丝宽度、长度及不同长度烟丝混料配比与细支卷烟的烟支密度、物理指标和主流烟气指标的关系,结果表明:①烟支压实段(烟支端头第5～9 mm区间)密度、烟支密度压实比(压实段与17～52 mm区间填充段的密度比)均与烟丝长度呈负相关,而烟支密度标准偏差与烟丝长度正相关;烟支吸阻、硬度、滤嘴通风率、含末率、端部落丝量等指标与烟丝长度负相关;总粒相物、焦油量、水分、CO量与烟丝长度极显著正相关。②烟丝宽度0.85 mm时,细支卷烟的烟支密度、物理指标和主流烟气指标呈现良好的可调控性,且水分高而稳定,有利于抽吸品质中润感的保持;长度6.80 mm的烟丝混料配比为4.0%时,烟支压实比高,硬度、吸阻低,滤嘴通风率高,且指标稳定性好,主流烟气的焦油量和CO量均相对较低,烟碱量适中。③烟丝长度直接影响烟支轴向密度,进而通过烟支密度间接影响细支卷烟的物理指标和主流烟气指标。④通过对长度6.80 mm和≤2.29 mm烟丝的混料配比控制以及梗片的丝状处理,碎丝率增加约0.4百分点,卷烟机剔除率降低约1.0个百分点,吸阻稳定性提升,硬度略有增加,细支卷烟机生产效率有所提升。