烟梗形变工艺参数对梗丝加工质量的影响

丁美宙　姚二民　李晓等

摘要：采用正交试验设计法，考察物料水分含量、压梗间隙、切梗丝宽度对梗丝物理质量、出丝率及损耗指标的影响。采用方差分析对试验结果进行处理并绘制因素效应曲线。结果表明，（1）物料水分含量在范围内波动对梗丝加工质量影响不显著。压梗间隙对填充值和梗头梗块量的影响显著，切梗丝宽度对梗丝整丝率、碎丝率、出丝率、梗头梗块量和除尘量影响均显著。（2）随压梗间隙的增大，梗丝的整丝率和梗头梗块量升高，填充值降低，当压梗间隙大于 08 mm 时，梗丝填充值显著降低。（3）随切梗丝宽度的增大，梗丝的整丝率升高，碎丝率降低，出丝率先升高后降低，梗头、梗块量和除尘量先降低后升高。

关键词：压梗间隙；切梗丝宽度；梗丝加工质量；形变参数

中图分类号： TS452文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）11-0369-03

收稿日期：2014-10-31

基金项目：河南省科技攻关项目（编号：2012004。

作者简介：丁美宙（1978—， 女，山西运城人，硕士，工程师，主要从事卷烟工艺研究。E-mail：dingmeizhou999@163.com。

通信作者：姚二民。E-mail：46440195@qq.com。烟梗是烟叶的重要组成部分，将其加工制成梗丝搀兑于卷烟配方中，不仅能够降低配方成本，而且可以降低卷烟烟气焦油量，减少吸烟对人体的危害[1-5]。梗丝在生产过程中要经过回潮、压切、膨胀等工艺处理，首先将复烤后的烟梗进行回潮，提高烟梗的耐加工性能，然后通过压梗和切梗丝工序将烟梗切成一定宽度的梗丝，再将梗丝进行膨胀处理，提高填充性。通常烟梗的压切工艺处理过程被称为“烟梗形变工段”，其工艺参数设置决定了膨胀后梗丝的形态、梗丝结构、出丝率及损耗等指标[6-12]。目前，烟梗形变工艺参数对梗丝形态分布的影响已有较多报道[13-14]，但在烟梗形变工艺参数对梗丝加工质量的影响方面缺乏系统的研究。本研究采用正交试验法研究烟梗形变工艺参数对梗丝加工质量的影响，旨在为提高梗丝加工质量提供支撑，为烟梗形变工艺参数优化提供依据。

1材料与方法

1.1材料与仪器

河南许昌卷烟厂的配方烟梗；云南昆明船舶设备有限公司的梗丝生产线；YQ-2型烟丝振动分选筛；D51填充值测定仪。

1.2试验方法

1.2.1正交试验设计利用正交试验表L9（33）进行物料水分含量（贮梗后烟梗水分含量）、压梗间隙、切梗丝宽度间的3因素3水平正交试验，正交试验设计见表1。

1.2.2取样和检测方法参数调整并运行稳定后，在梗丝干燥出口处取样，按照《卷烟工艺规范》检测梗丝整丝率、碎丝率、填充值和出丝率等指标，每处理组合取样5次，计算5次取样的平均值作为试验结果。

2结果与分析

2.1烟梗形变工艺参数对梗丝物理质量的影响

按照正交试验设计进行试验，检测不同参数组合下的梗丝整丝率、碎丝率和填充值，结果见表2。

整丝率逐渐升高，碎丝率逐渐降低；压梗间隙增大，梗丝填充值降低，当压梗间隙大于0.8 mm时，梗丝填充值显著降低，压梗间隙由1.2 mm增大至1.6 mm后，梗丝填充值变化不明显；随切梗丝宽度的增大，梗丝填充值略有升高，但变化幅度不大。

综合分析烟梗形变工艺参数对梗丝物理质量的影响可知，提高梗丝整丝率、降低加工过程中的造碎应增大压梗间隙和切梗丝宽度，要保证较高的梗丝填充性则须设置较窄的压梗间隙。由于压梗间隙对梗丝填充值有显著影响，而对梗丝的整丝率和碎丝率影响不显著，因此，压梗间隙设置为0.8 mm

较优。当切梗丝宽度为0.18 mm时，梗丝的整丝率和填充值较高，碎丝率较低，但切梗丝宽度由0.16 mm增大至 0.18 mm，梗丝的各项物理指标变化趋势较缓，因此，切梗丝宽度设置为0.16 mm较适宜。

2.2烟梗形变工艺参数对梗丝出丝率及损耗的影响

按照正交试验设计进行试验，检测不同参数组合下的梗丝出丝率、梗头梗块量、出末量、除尘量，结果见表4。对正交试验的结果进行方差分析，结果见表5。

方差分析结果显示，物料水分含量对出丝率及损耗的影响不显著，压梗间隙对梗头、梗块量影响极显著，切梗丝宽度对出丝率、梗头梗块量、除尘量影响显著；梗丝出丝率、出末量受切梗丝宽度的影响最大，其次为压梗间隙和物料水分含量；梗头、梗块量受的压梗间隙影响最大，其次为切梗丝宽度和物料水分含量；除尘量受切梗丝宽度的影响最大，其次为物料水分和压梗间隙。根据表4结果将各因素水平均值绘制因素效应曲线，结果见图7至图14，由于物料水分含量对梗丝各项物理质量的影响不显著，因此不再绘物料水分含量效应图。

从图7至图14可以得出，随压梗间隙的增大，梗丝出丝率逐渐升高，出末量、除尘量逐渐降低，但梗头、梗块量升高；随切梗丝宽度的增大，梗丝出丝率先升高后降低，梗头梗块量、出末量、除尘量先降低后升高，在切梗丝宽度为0.16 mm时，梗丝出丝率最高，梗头梗块量、出末量、除尘量最低。

由于压梗间隙对梗头、梗块量的影响极显著，对出丝率、出末量、除尘量的影响不显著，因此，压梗间隙选择0.8 mm较适宜。切梗丝宽度对出丝率、梗头、梗块量、除尘量的影响显著，当切梗丝宽度为0.16 mm时，梗丝的出丝率最高，梗头梗块量、除尘量最低，因此，切梗丝宽度应设置为 0.16 mm。

3结论

物料水分含量在29%～31%范围内波动对梗丝加工质量的影响不显著；压梗间隙对梗丝填充值影响显著，对梗头、梗块量的影响极显著；切梗丝宽度对梗丝整丝率、碎丝率、出丝率、梗头、梗块量和除尘量影响均显著。随压梗间隙及切梗丝宽度的增大，梗丝的整丝率逐渐升高，碎丝率逐渐降低。随压梗间隙的增大，梗丝填充值降低，随切梗丝宽度的增大，梗丝填充值略有升高，但变化幅度不大。随压梗间隙的增大，梗丝出丝率和梗头、梗块量升高，出末量和除尘量降低。随切梗丝宽度的增大，梗丝出丝率先升高后降低，梗头梗块量、出末量和除尘量先降低后升高，在切梗丝宽度为0.16 mm 时，梗丝出丝率最高，梗头梗块量、出末量和除尘量最低。在制梗丝加工过程中，烟梗形变工艺较优参数组合为压梗间隙0.8 mm，切梗丝宽度0.16 mm。

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