基于打叶器框栏设计的烟叶打后叶片结构优化研究

摘 要：为了将叶梗分离后的叶片结构指标控制在适宜范围，满足卷烟原料质量稳定性的要求，对打叶机一级、二级打叶器的框栏进行组合设计，其中：一级打叶器选用不同尺寸的六边形框栏和菱形框栏的组合，二级打叶器选用3.0英寸六边形框栏和2种尺寸菱形框栏的组合设计。研究不同框栏形状、大小对叶片结构指标及片形的影响。结果表明：一打使用3.5英寸的六边形框栏和3.25英寸菱形框栏的组合设计，二打使用2.25英寸的菱形框栏进行打叶，叶片结构指标改善明显，叶梗分离后的大片率可控制在45%以下，中片率可控制在40%以上，叶中含梗率控制在1.2%以内，片烟形状更加趋于规则，能够满足卷烟生产对卷烟原料叶片结构的新要求。研究成果可为烟草企业的打叶复烤工艺优化提供参考。

关键词：食品加工技术其他学科;叶片结构;打叶器框栏;大片率;中片率;叶中含梗率;片烟形状

中图分类号：TS443   文献标识码：A

DOI： 10.7535/hbgykj.2021yx02006

Study on structure optimization of tobacco leaves after threshingbased on the design of thresher frame basket

LI Min

（Raw Material Supply Department， China Tobacco Hebei Industry Company Limited， Shijiazhuang， Hebei 050051， China）

Abstract：In order to control the leaf structure index after the stem separation in an appropriate range to meet the requirements of the quality stability of cigarette raw materials， the combination design of the frame basket of the first and second-stage threshers，the combination of hexagonal and rhombic frame baskets of different sizes was selected for the first-stage thresher， the combined design of 3.0-inch hexagonal frame basket and two kinds of rhombic frame baskets was selected for the second-stage thresher，and the influence of different frame shapes and sizes on leaf blade structure index and shape was studied. The results show that the combination design of 3.5-inch hexagon frame basket and 3.25-inch rhombic frame basket was used in the first-stage thresher， and the 2.25-inch rhombic frame basket was used in the second-stage thresher. The index of leaf structure is improved significantly and the percentage of large-sized strips can be controlled below 45%， the medium-sized strips percentage was controlled above 40%， the stem percentage in leaves was controlled within 1.2%， and the shape of tobacco leaves tends to be more regular， which can meet the new requirements of the leaf structure of cigarette raw materials in tobacco industry.The research results can provide a reference for tobacco enterprises to optimize the threshing and redrying process.

Keywords：other disciplines of food processing technology; leaf structure; thresher frame basket; percentage of large-sized strips; percentage of medium-sized strips; stem percentage in leaves; shape of tobacco strip

隨着卷烟品牌的不断发展，制丝、卷接工艺技术和设备水平的提高以及制丝加工理念的转变，尤其是中支烟 [1]、细支烟 [2]的发展，卷烟制丝工艺对打叶复烤提出了更高的要求 [3]。叶片结构质量是衡量打叶复烤加工技术水平的重要指标之一 [4]，也是影响烟丝结构 [5]及纯净度的主要因素，而烟丝结构又是决定卷烟质量 [6]（如烟支密度、单支重量 [7]、空头率、刺破等卷接指标）及其稳定性的关键，因此，控制合理的叶片结构对于提高卷接质量及其稳定性具有重要意义。

研究表明，片烟尺寸的最佳范围是 10～35 mm [8]，包括叶片结构中全部的中等叶片及小范围的大叶片，这个范围内叶片切成烟丝的成丝强度和填充效果最佳 [9]。此外，在打叶段后续的加工过程中，长宽比例均衡的打后叶片能够减少复烤后叶片的收缩率 [10]，提高成品片烟的中片比例。但目前打叶复烤线生产的打后叶片，普遍存在大片率偏高、中片率偏低等问题 [11]，导致烤后片烟的收缩率偏高 [12]，影响成品片烟质量。

本文以重庆万州复烤厂为例，对打叶机中的一级打叶器 [13]和二级打叶器 [14]进行框栏形状和尺寸的重新设计组合，实现叶片结构控制方式的优化设计[15]，保障卷烟质量的均匀稳定。

1 概 况

1.1 烟叶原料

烟叶样品等级为2019年重庆巫溪C3F，由河北中烟工业有限责任公司提供，试验数量为 8 000 担（1担为50 kg，下同），总重量为40万t。对重庆巫溪烟叶进行物理检测，检测数据见表1。

通过表1可以看出：原烟水分及全叶含梗率指标正常（水分标准为16%～18%，中部烟叶全叶含梗率范围为30%～33%）。

1.2 设备仪器

1）打叶线使用仿马克他维奇卧式打叶器（云南昆船烟草设备有限公司提供），设备能力为9 000 kg/h。

2）CA24 型叶片振动分选筛，北京长征高科技有限公司提供。

3）CA14型叶中含梗检测机，北京长征高科技有限公司提供。

4）SB16001 型电子天平，精度为 1 g，梅特勒-托利多仪器有限公司提供。

2 试验设计和方法

2.1 试验设计

根据六边形框栏、菱形框栏的撕叶原理和2018年—2019年叶梗分离后叶片结构的统计数据，对打叶机框栏进行2种组合设计，其中一级打叶器选用不同尺寸的六边形框栏和菱形框栏的组合，二级打叶器选用1种尺寸六边形框栏和2种尺寸菱形框栏的组合设计，如表2所示。

设计的框栏形状分别见图1和图2。

框栏的尺寸如图3和图4所示。

2.2 试验方法

1）对比组使用现有设备，即原打叶器设计的框栏形状和尺寸组合，共投入重庆巫溪C3F 等级烤烟20万t进行投料加工。

2）试验组共分为4组，分别投入5万t重庆巫溪C3F等级烤烟，针对一级打叶器1—4联和二级打叶器1—3联打叶机组框栏，按照表2中框栏设计进行加工。

3）对比组及试验组的生产线流量均设定为9 000 kg/h，前段的润叶工序工艺参数保持稳定，确保二润后（打叶前）烟叶温度和水分保持一致。

4）叶片结构取样点为打后叶片汇总输送带处，在输送带开始上烟30 min后进行第1次取样，以后每小时取样1次，取样质量为（3 000±300）g，样品应一次取够，每组试验取样检测5次，取平均值进行数据对比分析。

5）检测方法按照标准YC/T 147-2010《打叶烟叶 质量检验》、GB/T 21137-2007《烟叶 片烟大小的测定》取样，并检测叶梗分离后叶片结构。

6）每组试验完成后，根据试验编号更换框栏。

3 结果与分析

3.1 检测数据

通过对现有框栏和更换框栏后的叶片结构进行检测，得出如下数据，见表3。

根据表3，绘制大片率、中片率、大中片率及叶中含梗率的柱状图，见图5。

3.2 结果分析

从表3可以看出，试验组4的打后叶片结构效果最好，故采用试验组4的框栏组合为新改造后设备。从图5中可以看出，在大中片率满足要求的情况下，大片率逐步降低，由48.13%降低到40.14%，下降7.99个百分点;中片率逐步提高，由34.92%提高到42.27%，上升7.35个百分点;叶中含梗率由1.61%逐步降低，稳定在1.12%左右，下降0.49个百分点。使打后大片率控制在45%以内，中片率提高到40%以上，满足国家烟草专卖局新版《卷烟工艺规范》对打后叶片结构的要求（质量指标：大片率<45%，中片率≥40%，大中片率≥80%）。

3.3 效果检查

万州复烤厂更换框栏后对2019年12月15—20日加工的重庆巫溪中下部烟叶（共626 t）与2018年11月22日—12月18日（共720 t）加工的同产地同等级打后烟叶大片率和中片率进行了对比，见表4。

根据表4，绘制大片率、中片率、大中片率及叶中含梗率的柱状图，见图6。

从图4可以看出，2019年试验后的大片率比2018年降低了5.02%，中片率提高了5.24%，大中片率基本保持不变。

4 结 语

打叶器作为卷烟生产中重要环节打叶复烤的关键设备，对它进行优化可以在一定程度上提高生产效率，优化叶片结构，并满足卷烟制丝生产中对片烟结构的新要求。

1）打叶器采用六边形框栏和菱形框栏组合，与单独使用菱形框栏加工的叶片相比，叶片结构改善非常明显，大片率、叶中含梗率得到有效下降、中片率得到有效提高，大中片率基本保持不变。

2）優化后的叶片结构可有效适配细支烟生产，在《打叶复烤细支卷烟原料加工工艺指南》标准中，细支烟的大片率要求为<35.0%，故降低大片率、提高中片率，更有利于细支卷烟的生产。

3）目测打后烟叶中长条叶片明显减少，片烟形状更加趋于规则，卷烟制丝中的整丝率高于菱形框栏。

4）采用六边形框栏对降低大片率、提高中片率和改善叶形有很好的实际效果。

研究中也有不足之处，因受检测仪器的影响，未对叶片片形进行检测，在今后的研究中将对各个打叶风分器出口的片形进行检测，进一步用片形数据说明片烟形状效果;另外，由于六边形框栏的烟叶透过性较低，需要对烟叶进行多次重复打叶，这会导致烟叶造碎的几率增大，以后研究中可对框栏形状进一步优化，实现既能降低大片率、提高中片率、改善叶形，又能避免重复打叶、减少造碎的目的。

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收稿日期：2020-08-01;修回日期：2020-12-04;責任编辑：王海云

作者简介：李 敏（1973—），女，河北石家庄人，高级工程师，主要从事烟叶质检加工方面的研究。

E-mail：826593789@qq.com

李敏.基于打叶器框栏设计的烟叶打后叶片结构优化研究[J].河北工业科技，2021，38（2）：104-108.

LI Min.Study on structure optimization of tobacco leaves after threshing based on the design of thresher frame basket[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology，2021，38（2）：104-108.