卷烟加工过程加料均匀性研究进展

为了促进国内卷烟制造行业加料过程均匀性的研究,对料液施加过程均匀性的评价方法、影响因素及改进措施等方面进行综述,并结合实际对将来卷烟加料均匀性的研究方向进行展望。     

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。      

白肋烟叶片、叶丝二次加料研究

为解决白肋烟加料过程中存在的加料均匀性差、料液有效利用率低等问题,采用片、丝相结合的分步分比例加料技术,即在白肋烟叶片经回潮、增温松散后进行片加料,切丝后进行丝加料,并对最佳料液施加分配比例进行了研究。结果表明:采用分步分比例加料技术,当片加料料液分配比例为75%,丝加料料液分配比例为25%时,加料均匀系数由采用传统叶片两次加料技术时的53.52%提高到90.14%,料液有效利用率由61.19%提高到88.25%。     

基于均匀实验设计对加料工序参数的优化

加香、加料环节是卷烟制丝加工过程中的重要工序,其主要作用能使烟气柔和、改善余味、协调香气、掩盖杂气,料液施加的有效利用率对保障卷烟产品质量稳定性和提升品质起着至关重要的作用。以SJ1527型加料机作为研究对象,分别选取排潮风门开度、热风温度、雾化喷嘴压力三个参数,以料液中的丙二醇作为标记物,采用均匀试验设计法研究加料工序关键参数对料液施加效果的影响。结果表明,影响加料有效的因素依次为:雾化喷嘴压力、风温度与雾化喷嘴压力的交互作用、热风温度、排潮风门开度、排潮风门开度与雾化喷嘴压力的交互作用。在实验范围内,以雾化喷嘴压力为0.28MPa、热风温度75℃、排潮风门开度35%为最佳参数组合。     

基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法

为量化评价加料工序单张烟片料液分布和加料过程均匀性,应用数字图像处理技术对料液附着点分布图像进行处理,建立了基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法,采用料液分布变异系数表征单张烟片料液分布均匀性,采用烟片间料液附着量变异系数表征加料过程均匀性。验证结果表明:基于图像处理的加料均匀性评价方法检测结果,与采用YC/T 353—2010行业标准检测结果具有相同趋势,检测结果可有效表征整体加料过程的改善或劣化程度。      

烟叶叶片加料均匀性的快速评价方法研究

利用近红外光谱技术快速检测卷烟叶片加料均匀性。通过对切丝后叶片进行近红外检测,考察烟丝不同含水率对近红外光谱的影响,同一牌号叶组配方变化对近红外光谱的影响,结果表明烟叶含水率是近红外定量分析主要干扰因素,同一牌号叶组配方变化对近红外影响较小。收集400个具有代表性的近红外光谱,将料液假设为一种成分,运用偏最小二乘法建立料液与烟叶比例的数学模型。对所建立的数学模型进行验证,模型验证误差在5%以内,具有一定实用价值。结果表明通过近红外检测技术可以实现对卷烟叶片加料均匀性的检测。     

二次加料技术在烤烟型卷烟工艺中的应用

为了研究二次加料技术(即添加功能性料液及品牌料液)在烤烟型卷烟工艺中的应用,考察了3种生物制剂的复配比例,优化了功能性料液的作用条件,探讨了功能性料液的作用机理,并对二次加料技术进行了小试及中试验证。结果表明:①将3种生物试剂M1,M2,M3以2∶1∶2的比例复配后获取的功能性料液对烟叶品质有一定的改善作用;②正交实验结果表明,功能性料液的最佳作用条件为:添加量0.07%、作用温度20℃、样品含水率18%及储叶时间24 h;③功能性料液主要通过酶系作用烟叶表面物质改善烟叶品质;④小试及中试验证实验结果表明,与一次加料工艺相比,二次加料工艺能明显改善卷烟舒适性、减轻刺激及杂气,有效提升卷烟品质。     

滚筒物料填充系数对叶片加料均匀性的影响

为了探索滚筒物料填充系数对叶片加料均匀性的影响,采用0.25,0.21,0.17,0.13,0.10共5个梯度填充系数进行加料研究,分析了不同填充系数下加料的均匀性以及加料后叶片含水率的稳定性.结果表明:①填充系数对叶片加料均匀性有一定影响,在0.13 ～ 0.25范围内,降低叶片在滚筒内的填充系数能够提高料液在叶片上分布的均匀性;当填充系数＜0.13时,随着填充系数的降低,料液在叶片上分布的均匀性也呈下降趋势;②在0.13～0.25范围内调整填充系数对加料后叶片出口含水率稳定性影响不大,当填充系数＜0.13时加料出口含水率稳定性相对较差.     

瀑流式加料均布技术在叶丝加料中的应用与改进

为提高瀑流式加料技术在叶丝加料中的应用效果,以均布技术为研究对象,通过对星辊结构、星辊间距和星辊转速进行优化和改进,提高加料效果。试验结果表明:星辊结构为耙钉衔合结构、星辊间距20mm、星辊转速30Hz时叶丝加料的均匀效果和加料效果最好,加料均匀性提高36.5%,加料有效性提高6.8%,物料粘附量降低30.21%。     

真空加料技术及应用研究

开发一种新的烟叶加料方式——真空加料技术,通过实验确定贵烟(国酒香)产品最佳的料液浓度以及工艺方式,并对加料的均匀性及加料后烟叶的致香成分进行检测,试验表明:国酒香料液最佳浓度1.96%,最佳工艺方式为进行三次加蒸汽并分别闷车2分钟,加料后车仓内上中下层烟叶吸料均匀,致香成分增加明显,烟叶感官质量明显提升。     

过程能力分析在卷烟加料均匀性评价中的应用

为了量化评价卷烟制丝加料的均匀性,通过测定加料后试验样品中1,2-丙二醇的含量,根据统计过程控制技术的统计方法,对1,2-丙二醇的测定结果进行了系统的数理分析。结果表明:利用控制图和过程能力指数的评价方法,可对卷烟制丝加料过程的稳态进行判断,并对稳态条件下的加料均匀性进行定性和定量的描述及评价。     

基于料液施加效果的加料工序关键工艺参数优化

以加料均匀性系数和料液有效利用率为评价指标,采用均匀设计方法研究了热风温度、排潮风门开度、循环风门开度、热风电机速比、喷嘴压缩空气压力对料液施加效果的影响。结果表明:1以加料工序关键工艺参数与加料均匀性系数、料液有效利用率构建的二次多项式模型具有较高拟合度,R2分别为0.988 9、0.992 2,较好地描述各工艺参数与料液施加效果之间的关系。且通过贡献率分析,热风温度对加料均匀性的贡献率最大,贡献率α为1.829 5,而热风电机速比对料液有效利用率贡献率最大,贡献率α为2.338 6。2最优加料工艺参数为:热风温度45.0`循环风门开度45.0%,排潮风门开度50.0%,热风电机速比70.0%,喷嘴压缩空气压力0.35 MPa。经生产应用验证,该参数下加料均匀性系数达到95.03%,料液有效利用率达到65.90%,较对照分别提高了2.60%、5.80%。     

不同引射介质烟片加料效果的比较

分别采用压缩空气和蒸汽作为引射介质加料,对比了两种引射介质加料后烟片温度及其稳定性、烟片含水率及其均匀性及加料均匀性和料液有效利用率.结果表明:蒸汽引射加料后烟片含水率、烟片料液含量更加均匀,烟片温度、含水率较高,两种引射介质加料后烟片温度稳定性、料液有效利用率无明显差异.     

分组加料柔性控制技术在制丝生产中的应用

分组加料是对同一牌号不同组别的烟叶针对性地施加不同料液的一种工艺方法。为了解决传统模式下不同料液切换时导致断流频次增加的问题,提出了分组加料的柔性控制技术,采用叶组烟包信息与对应料液信息在生产线上的同步传递、数据模拟、集成处理、中央控制方式,通过控制加料系统不同阀岛的开启与关闭来更替料液切换,从而实现在不断流情况下将料液精准地施加到目标等级叶组烟包上。     

卷烟制丝加料工序均匀性的评价与控制

为量化研究卷烟制丝加料工序的均匀性,运用同时蒸馏萃取-气质联用选择离子扫描技术,对卷烟制丝加料工序中添加的乙基麦芽酚进行分离分析,建立了一套回收率高、重复性好的分析方法;并以乙基麦芽酚为考察指标,应用所建立的分析方法,对改造前后加料系统的均匀性进行了系统的研究.结果表明,调整加料系统后,均匀性效果明显提高,检测数据的标准偏差由26.821下降至15.020,加料精度提高了44%;并对改造效果进行验证,检测数据的标准偏差为14.428,说明调整效果较好.     

叶丝加料效果影响研究

为完善叶丝加料工艺技术,探索叶丝加料效果的影响因素,采用正交试验,考察了物料流量、滚筒转速、加料助喷压力、热风温度等参数对叶丝加料效果的影响,采用偏最小二乘法建立了试验参数与加料效果的回归模型。结果表明物料流量、助喷压力对叶丝加料效果有显著影响,各参数对料液有效利用率的影响大小为:物料流量助喷压力滚筒转速热风温度;对加料均匀性的影响大小为:助喷压力物料流量滚筒转速热风温度。建立的回归模型对料液有效利用率和料液含量变异系数有较好的预测效果,偏差分别为0.7%,0.5%。     

薄层物料双面喷射式加料机叶丝加料效果研究

为了验证薄层物料双面喷射式加料机加料效果,以压缩空气作为料液引射介质,采用1,2-丙二醇作为标记物,研究HT蒸汽压力、加料机摊薄皮带速度、料液引射压力、出料皮带速度、排潮风量对叶丝加料均匀性和有效利用率的影响。结果表明:在试验条件下,薄叶丝双面喷射加料有效利用率可达95%以上,变异系数约为6%;加料机主要工艺参数对叶丝加料效果有明显影响,在试验范围内,HT蒸汽压力、摊薄皮带速度、料液引射压力、出料皮带电机频率、排潮电机频率对加料效果有明显影响,但变化趋势不一。最佳工艺条件为:HT蒸汽压力0.12~0.22 MPa,摊薄皮带频率30Hz(皮带速度4m/s,料层厚度2.5 mm),压缩空气带料引射压力0.15~0.20 MPa,出料皮带电机频率在38~42Hz。     

白肋烟处理的关键技术研究进展

综述白肋烟的品质特点,白肋烟处理的关键技术,处理前后主要化学成分的变化及影响白肋烟质量的主要因素,认为丝加料、丝烘培在提高料液利用率、提高物料含水率的均匀性、提高白肋烟的感官质量方面都优于片加料和片烘培。但丝烘培造碎大,对于其处理过程的工艺条件优化需进一步研究。白肋烟是混合型卷烟的重要原料,其处理工艺是混合型卷烟生产的关键环节,应将白肋烟原料特点,与白肋烟处理后化学成分的变化及感官质量联系起来,找到适合我国白肋烟处理的工艺条件。     

制丝线瞬时加料比例的计算与应用

为实现制丝生产线加料过程中对加料瞬时比例的连续计算,满足对加料过程均匀性的评判要求,通过对加料原理分析,在多批次加料过程数据统计分析的基础上,研究了单位时间取值和堆栈延时对瞬时加料比例计算的影响,并提出了合理计算瞬时加料比例的方法。应用效果表明,该方法能够直观地评价加料过程的均匀性,及时发现和报警加料过程中漏加、比例失调等工艺质量问题;有效提高了系统加料的稳定性,系统过程能力指数CPK由1.41提升到1.54;通过离线统计分析,实现了对批次加料过程稳定性的评判,形成了量化指标,为质量考核提供了依据。     

加料工序专用热交换器的设计开发与应用

针对于片烟加料工序中,传统的翅片管结构热交换器易沉积料液、不便于保养,影响加热效果和料液的利用率的问题,设计开发了加料工序专用热交换器。介绍了新型热交换器的结构和工作原理,经过实践检验:1）交叉式管板结构的热交换器使得料液不易沉积,料液随热风循环不断的被物料吸收及利用,提高了料液的利用率;2）清洗结构能够有效清洁交叉式管板结构,保证管路的顺畅,有利于生产批次间的稳定性;3）热风系统的稳定,提高了生产自动控制能力,实现制丝加料工序过程质量的提升。