正交试验在ZJ17型卷烟机梗签剔除中的应用

2021-07-16程雷平张劲严志景邵名伟

安徽农业科学 2021年12期

程雷平张劲严志景邵名伟

摘要為研究ZJ17型卷烟机梗签剔除工艺参数对烟支中梗签含量的影响，在卷烟机处于正常生产状态下，采用正交试验研究挡板高度、正压吹风、针辊电机频率对卷烟机剔除量、烟支中梗签含量及剔除物中含丝率的影响。结果表明：对卷烟机剔除量的影响从大到小依次为正压吹风、挡板高度和针辊电机频率。其中，正压吹风和挡板高度对卷烟机剔除量的影响达到极显著水平。对烟支中梗签含量的影响从大到小依次为挡板高度、正压吹风和针辊电机频率。其中，挡板高度对烟支中梗签含量的影响达到显著水平。对剔除物中含丝率的影响从大到小依次为正压吹风、挡板高度和针辊电机频率。其中，挡板高度和正压吹风对剔除物中含丝率的影响达到显著水平。随着挡板高度的上升，卷烟机剔除量呈上升趋势，烟支中梗签含量呈下降趋势，剔除物中含丝率呈上升趋势。随着正压吹风的增强，卷烟机剔除量呈下降趋势，烟支中梗签含量呈上升趋势，剔除物中含丝率呈下降趋势。综合考虑产品质量及经济指标，确定ZJ17型卷烟机生产“黄山（A）”牌号卷烟最佳梗签剔除工艺参数组合为挡板高度109 mm，正压吹风0.9 kPa，针辊电机频率44 Hz。

关键词正交试验;ZJ17型卷烟机;梗签

中图分类号 TS-43 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2021）12-0192-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.050

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Application of Orthogonal Test in the Removal of Slivers by Using ZJ17 Cigarette Machine

CHENG Lei ping1，ZHANG Jin2，YAN Zhi jing2 et al （1.Wuhu Cigarette Factory of China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd.， Wuhu， Anhui 241002;2.China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd.， Hefei， Anhui 230088）

Abstract In order to study the effects of process parameters of ZJ17 cigarette machine on the content of slivers in cigarettes， under the normal production state of the cigarette machine， the effects of the baffle height， the positive pressure blower， the frequency of needle roller motor on the rejection quantity of the cigarette machine， the content of slivers in the cigarette and the cut tobacco percentage in rejects were studied by orthogonal test.The results showed that the order of the influence degree on the rejection quantity of the cigarette machine was the positive pressure blower>the baffle height>the needle roller motor frequency.At 1% significance level， the influences of the positive pressure blower and the baffle height on the rejection quantity of cigarette machine were significant.The order of the influence degree on the content of slivers in the cigarette was the baffle height>the positive pressure blower>the needle roller motor frequency.At 5% significance level， the influences of the baffle height on the content of slivers in the cigarette were significant.The order of the influence degree on cut tobacco percentage in rejects was the positive pressure blower>the baffle height>the needle roller motor frequency.At 5% significance level， the influences of the positive pressure blower and the baffle height on the content of the slivers in the cigarette were significant.As the the baffle height rose， the rejection quantity of the cigarette machine also increased， the content of the slivers in the cigarette also decreased， and the cut tobacco percentage in rejects also increased.As the the positive pressure blower increased， the rejection quantity of the cigarette machine also decreased， the content of the slivers in the cigarette also increased， and the cut tobacco percentage in rejects also decreased.Through comprehensive consideration of product quality and economic indicators， the optimum technological parameters for removing slivers of the “Huangshan （A）” brand cigarettes produced by the ZJ17 cigarette machine were as follows： the baffle height 109 mm， the positive pressure blower 0.9 kPa， the needle roller motor frequency 44 Hz.

Key words Orthogonal experiment;ZJ17 cigarette machine; Slivers

随着社会生活水平的提升，消费者对卷烟品质及抽吸感受提出了更高的要求，但由于烟草原料在打叶复烤阶段不能完全除去梗签，在成品卷烟的烟丝中不可避免会出现梗签。如果烟丝中的梗签含量过高则会导致烟丝的燃烧均匀性不良，引发卷烟燃烧端面不齐、爆花、燃烧掉锥等现象，且增加烟气中的杂气及刺激性，对卷烟的感官抽吸质量造成负面影响[1-3]。因此，如何降低卷烟中梗签含量，提升卷烟机梗签剔除效率成为卷烟生产环节中重要的控制目标。依据ZJ17型卷烟机吸丝成型原理，卷烟烟丝通过后身喂料系统均匀进入剔梗系统，从上部空气喷射器喷出的气流作用于烟丝流的整个宽度上，并将皮带送出的烟丝垂直下吹到抛丝辊，较重的烟丝颗粒（梗签）和非金属杂物颗粒依靠其惯性穿过气流并越过梗导向板进入烟梗螺旋输送槽，螺旋输送机将烟梗送到二次分离器。梗签剔除主要研究参数为挡板高度、正压吹风和回丝量（针辊电机频率）。其中，挡板高度是指梗导向板上边缘与调节螺母之间的距离，可由2个螺母调节（挡板高度均为描述挡板高度值，描述挡板高度越高，实际挡板高度越低，二者呈负相关）;正压吹风是指上部空气喷射器喷出的气流强度;回丝量为测量值，是指输丝带经过平整器时刮下的多余烟丝量，烟丝量由针辊转速进行控制，针辊转速通过针辊电机频率进行调节[4-8]。研究表明，通过调节挡板高度及梗签剔除开度，可以有效降低细支卷烟中含梗烟支数[9-10]。笔者在综述以上文献的基础上，研究挡板高度、正压吹风及针辊电机频率对ZJ17型卷烟机梗签剔除效果的影响，以期提高卷烟中梗签含量的控制水平。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器和设备

1.1.1 材料。“黄山（A）”牌号卷烟烟丝，由安徽中烟工业有限责任公司芜湖卷烟厂生产。

1.1.2 仪器和设备。ZJ17型卷烟机（常德烟草机械有限责任公司）、YM-CCD梗丝混合率分析仪（韩国YM株式会所）、AS200振动筛分仪（德国Retsch）、筛网（直径1.25 mm）、电子天平（精确至0.01 g，德国Sartorius公司）。

1.2 方法

1.2.1 试验设计。卷烟机的梗签剔除效果主要通过调节挡板高度、正压吹风及针辊电机频率来控制。因此，选择这3项参数作为试验因素，试验时将二次分选设备负压关闭，使卷烟机剔除物全部从二次分选设备下方落出。

结合设备调整范围及生产实践确定各因素与水平，具体见表1。选用4因素4水平的L16（44）正交试验表，试验因素与水平设计方案见表2。

1.2.2 取样方法及检测指标。

1.2.2.1 取样方法及前处理。①烟支取样方法：待卷烟机运行稳定，剔除梗签自由落下后开始取样，每次取样间隔10 min，每个处理取3次样品，每次100支。②卷烟机剔除物取样方法：待卷烟机运行稳定，与烟支取样同步，每次取样间隔10 min，每个处理取1次，每次取样收集时间为5 min。③前处理：样本进行试验前处理，即在（60±5）%、（22±2）℃环境下平衡存放24 h，测定样品水分在（12.0±0.5）%后进行检测。

1.2.2.2 检测指标。①梗签含量。在所取样品中随机取20支卷烟，使用梗丝混合率分析仪风选出烟支烟丝中的梗签，计算出烟支中梗签含量。

②剔除物中含丝率。对每个处理5 min 所收集的卷烟机剔除物，使用梗丝混合率分析仪风选出剔除物中的烟丝，按照以下公式计算出剔除物中含丝率：剔除物中含丝率= （5 min所收集的卷烟机剔除物样品中烟丝量/5 min所收集的卷烟机剔除物总量）×100%。

2 结果与分析

2.1 正交试验结果直观分析正交试验结果见表3～5。由表3可知，对卷烟机剔除量的影响程度从大到小依次为正压吹风（B）、挡板高度（A）、针辊电机频率（C）。随着挡板高度的增加，卷烟机剔除量呈上升趋势;随着正压吹风的增强，卷烟机剔除量呈下降趋势;针辊电机频率对卷烟机剔除量的影响不明显。

由表4可知，对梗签含量的影响程度从大到小依次为挡板高度（A）、正压吹风（B）、针辊电机频率（C）。随着挡板高度的增加，梗签含量呈下降趋势;随着正压吹风的增强，梗签含量呈上升趋势;针辊电机频率对梗签含量的影响不明显。

由表5可知，对剔除物中含丝率的影响程度从大到小依次为正压吹风（B）、挡板高度（A）、针辊电机频率（C）。随着挡板高度的增加，剔除物中含丝率呈上升趋势;随着正压吹风的增强，剔除物中含丝率呈下降趋势;针辊电机频率对剔除物中含丝率的影响不明显。

2.2 显著性分析正交试验结果显著性分析表明，挡板高度和正压吹风对卷烟机剔除量存在极显著影响;挡板高度对梗签含量存在显著影响;挡板高度和正压吹风对剔除物中含丝率存在显著影响，而针辊电机频率对剔除物中含丝率没有显著影响。由此可见，显著性分析与直观分析结果相一致。

正交试验结果表明，调节设备挡板高度、正压吹风和针辊电机频率可以有效降低煙支中梗签含量，提升卷烟的质量水平，但随着烟支中梗签含量的下降，卷烟机剔除量呈明显上升趋势，导致烟丝的有效使用率下降，增加卷烟的生产成本。因此，在实际生产过程中，需要考虑卷烟机配制的二次分选回收烟丝设备处理能力，适度优化卷烟机梗签剔除参数，追求卷烟质量与经济指标的有效平衡。

3 结论（1）对卷烟机剔除量的影响从大到小依次为正压吹风、挡板高度和针辊电机频率。其中，正压吹风和挡板高度对卷烟机剔除量的影响达到极显著水平。随着正压吹风的增强，卷烟机剔除量呈下降趋势;随着挡板高度的上升，卷烟机剔除量呈上升趋势;针辊电机频率对卷烟机剔除量无明显影响。

（2）对烟支中梗签含量的影响从大到小依次为挡板高度、正压吹风和针辊电机频率。其中，挡板高度对烟支中梗签含量的影响达到显著水平。随着挡板高度的上升，烟支中梗签含量呈下降趋势;随着正压吹风的增强，烟支中梗签含量呈上升趋势;针辊电机频率对烟支中梗签含量无明显影响。

（3）对剔除物中含丝率的影响从大到小依次为正压吹风、挡板高度和针辊电机频率。其中，挡板高度和正压吹风对剔除物中含丝率的影响达到显著水平。随着挡板高度的上升，剔除物中含丝率呈上升趋势;随着正压吹风的增强，剔除物中含丝率呈下降趋势;针辊电机频率对剔除物中含丝率无明显影响。

（4）综合考虑卷烟产品的质量要求以及后续卷烟机配制二次分选烟丝回收设备的处理能力，确定ZJ17型卷烟机生产“黄山（A）”牌号卷烟的最佳梗签剔除工艺参数组合为挡板高度109 mm，正压吹风0.9 kPa，针辊电机频率44 Hz。

安徽农业科学2021年

参考文献

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