烟支密度与物理指标的关联性研究

为研究烟支密度和物理指标的关系,以烟支密度、烟支物理指标(重量、吸阻、圆周、长度)为评价指标,开展了卷烟烟支密度与物理指标的关联性分析。结果表明:单支重量与吸阻、单支重量与平均密度有线性关系的趋势,吸阻与平均密度的相关关系不明显;单支重量与平均密度回归方程为:平均密度=-49.77+0.326 8单支重量;吸阻与单支重量回归方程为:吸阻=686+0.455单支重量。     

降低卷烟烟支吸阻的研究

为降低卷烟烟支的吸阻,调查生产的卷烟的吸阻,结果偏大,对课题研究的可能性进行了分析,目标设定卷烟烟支的吸阻降低100Pa。进行了原因分析,发现克重标准设置高,因新工艺改进烟丝的填充性能提高,在相同重量的烟丝情况下填充性越高其卷烟烟支的吸阻也就越高,烟支克重标准设置太高。由此需制定合理的卷烟克重标准,使新的克重标准条件下,烟支的吸阻达到1100Pa以下,并且各项指标达到要求,为此而进行了对烟支克重降低试验,寻找最佳烟支克重。经过实验和后续验证:20支克重设定为17.4g时,对卷烟的物理、外观指标基本无影响,化学检验结果与感观评吸结果和正常生产卷烟无明显差异,不仅能够解决部分卷烟烟支的硬度超出标准上限和烟支吸阻偏上限的现象,达到了活动前设定的降低100Pa的目标要求。     

降低卷烟烟支吸阻的研究

为降低卷烟烟支的吸阻,调查生产的卷烟的吸阻,结果偏大,对课题研究的可能性进行了分析,目标设定卷烟烟支的吸阻降低100Pa。进行了原因分析,发现克重标准设置高,因新工艺改进烟丝的填充性能提高,在相同重量的烟丝情况下填充性越高其卷烟烟支的吸阻也就越高,烟支克重标准设置太高。由此需制定合理的卷烟克重标准,使新的克重标准条件下,烟支的吸阻达到1100Pa以下,并且各项指标达到要求,为此而进行了对烟支克重降低试验,寻找最佳烟支克重。经过实验和后续验证:20支克重设定为17.4g时,对卷烟的物理、外观指标基本无影响,化学检验结果与感观评吸结果和正常生产卷烟无明显差异,不仅能够解决部分卷烟烟支的硬度超出标准上限和烟支吸阻偏上限的现象,达到了活动前设定的降低100Pa的目标要求。     

提高烟支吸阻稳定性的研究

为提高烟支吸阻的稳定性,针对滤棒吸阻、短支烟吸阻,对辊压力及卷烟机工艺参数进行优化调整。结果表明:在一定范围内,随着辊压力增大,嘴棒吸阻呈现逐渐减小的趋势;烟支吸阻与圆周、长度及质量都呈现较高程度的正相关关系,其中烟支质量与吸阻的相关程度最高;其它生产条件一定,当1#、2#辊辊压力为0.2MPa,3#辊辊压力为0.05MPa,卷接机参数为重量高低限为±80mg、软硬点限度为30%、轻烟端为40%时,卷烟吸阻稳定性较好。经过生产验证,参数调整后烟支吸阻标准偏差平均约下降了6.2Pa,Cpk=1.37,工序能力充分。     

烟支密度与烟支重量、吸阻、硬度及标准偏差的关系

为找出烟支密度对烟支重量、吸阻及硬度在不同目标值下的稳定性关系,选择不同类别的卷烟在不同烟支密度条件下进行了试验研究。结果表明:二类以上卷烟适宜的烟支密度为235mg/cm3 左右;三类卷烟适宜的烟支密度在230~235mg/cm3 之间;四类卷烟的烟支密度在230mg/cm3 时相应的烟支重量和吸阻的标准偏差较低。烟支密度在一定范围内变化对烟支硬度的影响不大。     

烟支内烟丝分布对卷烟质量的影响

通过对卷烟机组使用不同规格平准器卷制的烟支进行试验对比分析,研究了相同条件下烟支内烟丝分布对卷烟密度、吸阻、物理指标、化学指标以及感官质量的影响。结果表明,使用6槽平准器卷制的烟支明显优于3槽平准器卷制的烟支,其烟支内烟丝的密度分布及吸阻分布均较合理,卷烟的内在质量更稳定,烟气中的焦油和一氧化碳量最低。     

关于提高细支烟吸阻一致性的探索研究

近几年细支烟在国内发展尤为迅猛,正在成为中式卷烟发展的新空间、新市场。车间在细支卷烟的实际生产中,烟支吸阻问题较为突出,尤其不同机型间烟支吸阻存在较大波动,烟支吸阻一致性较低。而吸阻对烟支品质和吸感有较明显影响,同时吸阻的稳定性会对烟支理化指标产生影响。实际生产中,烟支吸阻受多因素影响,文章从可能影响烟支吸阻的因素入手,通过原因分析,找到影响烟支吸阻的相关因素,运用MINITAB数据分析软件,发现导致烟支不同机型间吸阻不一致的主要原因,是上胶辊涂胶方式和削减圆盘尺寸的差异,针对上述两个关键因素分别开展设备改造,提高不同机型间烟支吸阻一致性,之后在同类型机组中推广应用,提升车间烟支卷制质量稳定性。     

从新角度谈烟支克重与吸阻的质量控制

烟支的单支克重、吸阻对稳定卷烟内在质量起到举足轻重的作用,但目前在卷烟加工行业烟支单支克重、吸阻不够稳定,指标超标和标准偏差大的现象仍常发生。在提到烟支单支克重、吸阻控制时,一般只是从烟丝构成与卷烟设备稳定性方面加以分析、改进,分析问题时相当烦杂同时也不利于找到要因。本文,从一个简单的烟支物理指标试验入手,人为使烟支在烟支咀棒与短支处分离成为两部分,使考虑单支克重、吸阻的问题转化为考虑两部分各自的克重和吸阻,分析其构成及作用,进而为单支克重、吸阻质量控制与改进方面提供一些理论上的依据和方向。     

烟支重量的重要性及其相关性

系统地分析了烟支重量与烟丝质量、烟支密度、消耗及卷烟感官质量之间的关系.烟丝质量对烟支重量有直接影响;烟支重量的控制主要取决于烟支密度的控制;烟支重量设定与烟支硬度及吸阻成正相关关系;烟支重量对原辅材料消耗起主导作用;在卷烟产品配方确定、烟支规格确定及烟支含水率一定的情况下,卷烟感官质量与烟支重量有关,适当降低烟支重量可以改善卷烟的感官质量且可以降低焦油生成量.     

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。     

卷烟燃吸状态下的气体流量分配

为了考察卷烟燃吸时的气体流量分配规律,设计了一种测定烟支不同部分进气量的装置;采用该装置测定了卷烟燃吸状态下燃烧锥端、卷烟纸段和滤嘴段的进气量,分析了卷烟燃吸时不同部分的气体流量分配规律和燃烧锥烟气净生成量。结果表明：(1)卷烟燃吸时,卷烟纸段和滤嘴段进气量大于未燃卷烟,燃烧锥端进气量小于未燃卷烟,滤嘴通风卷烟的滤嘴通风率大于未燃卷烟。(2)无滤嘴通风卷烟燃吸时,燃烧锥端进气量与烟丝段长度呈线性递减关系,卷烟纸段进气量与烟丝段长度的二次方呈正比关系。(3)卷烟抽吸时燃烧锥存在净生成气体量,且烟气净生成量与燃烧锥进气量呈正比,实验卷烟燃吸时每毫升燃烧锥端进气量约净生成0.24 mL气体。     

辅助材料设计参数对烤烟型卷烟烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响

为探索辅助材料与卷烟烟气化学成分之间的关系,研究了卷烟纸定量、卷烟纸透气度、成形纸透气度、接装纸透气度和滤棒吸阻对卷烟主流烟气焦油、烟碱和CO释放量的影响,并通过辅材设计参数的组合设计,建立了辅材设计参数预测焦油、烟碱和CO释放量的数学模型.结果表明:①卷烟纸定量增加CO释放量增加;②卷烟纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低;③滤棒吸阻增加,焦油和烟碱释放量降低;④接装纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量显著降低;⑤成形纸透气度增加,焦油、烟碱和CO释放量降低,降低程度与配合使用的接装纸透气度有关;⑥焦油、烟碱和CO释放量预测模型的预测值与实测值基本吻合.     

恒温恒湿调节箱内气流分布状态及其对卷烟调节效果的影响

  目的  了解恒温恒湿调节箱内的气流分布,验证不同规格卷烟样品在调节箱内的调节效果。  方法  改变在恒温恒湿调节箱内卷烟样品的数量、堆积方式和摆放位置,使用热敏风速仪检测调节箱内特征点的强制气流速度;使用ISO 3402标准规定的平衡判定方法,对不同规格的卷烟调节效果进行了验证。  结果  （1）行业常用的卷烟恒温恒湿调节箱内气流分布并不均匀,各个位置气流速度差异较大,某些位置甚至无法检测到强制气流;（2）卷烟在恒温恒湿调节箱的调节过程中,改变样品数量、堆积方式和摆放位置时,对箱体内各位置的气流强度有一定影响,影响效果并无明显规律,且对箱内整体气流分布均匀度没有明显影响;（3）当调节时间满足48 h时,烟支规格对卷烟调节至平衡并无影响,卷烟样品均能达到标准规定的平衡要求,3 h内重量变化不大于0.2%的判定方法符合国内卷烟调节的实际情况。  结论  该研究结果对生产企业以及实验室研究人员在使用卷烟恒温恒湿调节箱和卷烟样品平衡的验证都具有一定的指导意义。      

ZJ17卷接机组废接装纸收集装置的设计

为解决ZJ17卷接机组因废接装纸导致烟支质量缺陷和停机处理耗时长等问题,设计了一种废接装纸收集装置。该装置由导向部件、单向收集通道、收集腔和输送通道4部分组成,导向部件将切纸轮产生的废接装纸导入单向收集通道,通道内正压气流经T型管路转向和变速后形成负压气流,进而将废接装纸吸入收集腔并在正压气流作用下经输送通道进入废料桶,实现废接装纸收集。由正交试验可得,收集装置的最优设计参数为单向收集通道正压气流压强0.6 MPa,收集腔正压气流压强0.4 MPa,导向辊直径8 mm,输送通道管径80 mm。以毕节卷烟厂使用的ZJ17卷接机组为对象进行测试,结果表明：使用废接装纸收集装置后,因废接装纸干扰烟支接装导致的质量缺陷发生次数由18.2次/月降低至1.3次/月,降幅92.9%;停机处理耗时由7.6 h/月减少至1.0 h/月,降幅86.3%。该技术可为提高卷接设备生产效率提供支持。     

基于热重分析法评价卷烟纸批次间质量稳定性

为准确评价批次间卷烟纸的质量稳定性,建立了基于热重分析法判定不同批次卷烟纸质量稳定性的方法。利用正交试验方法对卷烟纸样品用量、热分析升温速率、环境气体及其流速进行了优化,优化结果为:样品用量为10 mg左右,热分析升温速率为30 ℃/min,环境气体为空气,其流速为50 mL/min。在优化条件下对参照卷烟纸样品进行5次平行热分析测试,基于其测试结果定义了热失重曲线相似度阈值（R_TH）,并将其作为其他批次卷烟纸质量稳定性的评价依据。利用本方法可有效检验不同批次卷烟纸的质量稳定性,得到的结果与烟气测试结果基本一致,且方法操作简单、准确度和精密度高,适用于相同规格批次间卷烟纸质量稳定性的判定。      

热电偶法测量卷烟内部动态温度

自行研发了快速微型测温热电偶,对卷烟抽吸和阴燃时燃烧锥纵剖面各个点的气相温度进行了测量,并利用相应软件绘制了温度分布图.根据各个时刻的温度分布图,分析了卷烟抽吸过程中温度的动态变化,并进一步验证了燃烧时空气进入燃烧锥的过程机理.     

烟草风力系统的分析和研究

烟草行业中的风力系统主要包括风力浮选和风力输送两大类，风力浮选和风力输送在国民经济的许多行业都有应用，尤其在烟草行业的应用更为广泛，它是烟草物料分级和输送的重要手段。风力浮选和风力输送的一个重要参数是物料的悬浮速度。由于烟草物料（叶片、烟丝、烟梗）的密度小、形状复杂，若等效为球体以当量直径来处理，势必会引起较大的误差。本文力求结合烟草行业和烟草的特点，较为详细地探讨烟草物料在垂直管道中的悬浮速度问题，进而确定风力浮选和风力输送的速度。     

HXD在线膨胀工艺参数和膨胀率与卷烟质量的关系

为进一步提高叶丝的在线膨胀效果,对不同等级的烤烟型卷烟叶丝在HXD上的膨胀效果进行了试验。结果表明:①提高HXD进料含水率和工艺气流的干燥温度,可提高叶丝的膨胀率;②当叶丝的进料含水率为22%时,经HXD膨胀后叶丝的膨胀率以及卷烟的物理指标、烟气指标等与滚筒式烘丝机处理后的结果基本一致;③在试验范围内,提高喷射蒸气的流量,可提高叶丝的膨胀率;④提高进料含水率和工艺气流的热风温度,可使卷烟在吸阻和硬度不变的情况下降低单支重量;⑤随着进料含水率和工艺气流干燥温度的提高,卷烟烟气焦油呈下降趋势,而烟碱和CO下降趋势不明显;⑥高档卷烟配方不宜采用HXD进行膨胀干燥;采用HXD进行膨胀干燥时,中档卷烟和低档卷烟的进料含水率宜分别控制在24%和28%左右。     

卷烟机参数对细支烟卷制的影响

研究了卷烟机针辊回丝量电压值、大风机压力、小风机压力等卷烟机关键工艺参数对细支烟机台运行情况和烟支物理质量的影响规律。结果表明:①针辊回丝量、大风机压力、小风机压力对细支卷烟机台设备运行情况和细支烟物理质量指标均有不同程度的影响;②回丝量对平整盘位置和空头率影响显著(P<0.05);③随着回丝量的增大,平整盘位置减小,压实量增大,空头率减小;④大风机压力对平整盘位置影响显著(P<0.05);⑤随着大风机负压的增大,平整盘位置减小。综上,增加回丝量可以减小细支烟空头率,改善细支烟的质量。     

抽吸参数对卷烟燃烧温度及主流烟气中某些化学成分的影响

用RM1/PLUS单孔道吸烟机结合高分辨的、快速纪录的红外热像仪AGEMA SC3000和GC研究了不同抽吸条件对卷烟燃烧温度及主流烟气中某些化学成分的影响。改变不同的抽吸曲线,发现抽吸时的最高温度随抽吸时流速的增加而升高。抽吸容量的增加能提高卷烟的最高抽吸温度,也使每支卷烟的烟碱、焦油、水分、CO和稠环芳烃的量有明显的增加;抽吸持续时间的增加能降低抽吸最高温度,但是每支烟的烟气输送量变化不明显;抽吸频率的降低能提高卷烟固相的抽吸最高温度,而抽吸最高温度的上升,使得每口主流烟气中的烟碱、焦油、CO等都有所增加,而稠环芳烃的量在所测的温度范围内随着温度的升高大致呈现先上升然后下降的趋势。