基于回归分析的烟支空头影响因素研究

唐海军 祝芳 杨云凯 宋林 黄刚

摘要 为研究烟支空头影响因素与烟支空头数量之间的关系，本文通过MINITAB17软件，运用回归分析方法，对风机正压、梗导板高度、压实端位置3个因子与B品牌烟支空头数量的影响规律进行了研究。试验统计分析结果表明，确保卷接机正常运行和其他参数不变的情况下，在3个因子各自的参数范围内，风机正压越大、梗导板高度越小、压实端位置偏移量越大，烟支空头数量越多。

关键词 烟支空头；影响因素；回归分析

中图分类号 TS452   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）11-0123-04

Research on influencing factors of cigarette short based on regression analysis

TANG Haijun   ZHU Fang   YANG Yunkai   SONG Lin   HUANG Gang*

（Qingzhou Cigarette Factory of China Tobacco Shandong industrial Co.， Ltd.， Qingzhou 262500， China）

Abstract In order to study the relationship between the influencing factors of cigarette shorts and the amount of short cigarettes， this paper uses the MINITAB17 software to analyze the relationship between the three factors of positive pressure of the fan， the height of the stem guide， and the position of the compaction end and the number of short cigarettes of the B brand through the regression analysis method. The influence law of the fan has been studied. The experimental statistical analysis results showed that： in the case of ensuring the normal operation of the coiling unit and other parameters unchanged， within the respective parameter ranges of the three factors， the larger the positive pressure of the fan， the smaller the height of the stem guide plate， The greater the position offset of the compaction end， the greater the number of short cigarettes.

Keywords cigarette short; influence factor; regression analysis

在卷烟生产过程中，烟支空头是影响卷烟成本和烟支外观质量的重要指标[1]，烟支空头会严重损害消费者的利益。魏瑞广等[2]在卷接机组全速运行下，研究了回丝量系数、烟条输送机压力和风室压力3个因素与烟支空头之间的影响关系；肖勇才[3]研究了ZJ17卷接机的设备工艺参数与烟支空头之间的影响关系；张旭升和陈智鸣[4]对ZJ17卷接机的正压吹风、负压吸风、平准盘精度和回丝量对烟支空头的影响进行了研究。为进一步减少生产过程中的烟支空头数量，控制卷烟成本和提高烟支外观质量，本文运用回归分析[5-6]方法针对风机正压、梗导板高度、压实端位置偏移量3个因素与烟支空头数量的影响规律进行了研究。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

青州卷烟厂6#卷接机组（ZJ17机型）；烟支端部测试仪（D90）；精度0.1 mm量程不低于200 mm的钢板尺；MS303SE/01电子天平（精度为0.000 1 g）。

1.2 试验材料

B品牌烟丝，B品牌高透滤棒（120 mm×24.0 mm×3 450 Pa，6 000 CU），B品牌接装纸（68 mm×36 g×2 500 m），B品牌竖纹卷烟纸（70 CU×26.5 mm×32 g×4 000 m）。

1.3 试验方法

本研究通过控制单一变量法，根据品牌B的工艺原理，在保证6#卷接机组正常运行和其他参数不变的情况下，分别控制风机正压、梗导板高度、压实端位置3个因子的参数变动进行试验，并对不同因子在不同参数情况下烟支空头支数进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 风机正压对烟支空头数量的影响

2.1.1 工艺原理  由于B品牌的烟丝中含有较多的梗签，并且其工艺不进行压梗，造成梗签偏大。但烟丝成型过程中，弹丝辘把针辊上的烟丝均匀弹落至输送带上，烟丝通过高速运转的输送带抛向风分装置，该装置上的空气喷嘴安装于输送带的左前上方，喷出一束向下的垂直于输送带且分布在整个输送带宽度上的正压气流，先将烟丝吹向抛丝辊再吸丝成形，重的烟丝团、梗签和杂质凭借自身惯性进入抛丝辊上方的螺旋回梗机构的料槽内，完成梗丝的第一次分离，其分离出的梗丝混合物的多少，可通过调节输送带前方梗导向挡板的高度来实现[7-10]，来自螺旋回梗机構的梗丝混合物在二级梗丝分离风室内完成二级梗丝分离后，在保证单一变量前提下，梗签剔除量的多少也取决于二级梗丝分离风室中风力的大小，梗签剔除强度逐渐增大时，伴随梗签中被剔除的烟丝也随之增大，一般用梗中含丝率表示（要求为3%～5%）。烟丝中含有较多的梗签会造成烟丝束密度不均匀，并且在刀盘对烟条切割中，烟丝端的梗容易掉落形成空头，梗签会造成烟条刺破或者不光滑。为了验证风机正压对烟支空头缺陷率的影响。对6#卷接机组梗中含丝率（梗签剔除口接出100 g烟梗中烟丝的克数）进行统计分析，随机取出15支烟，统计15支烟中的含梗率[刨出10支烟中的烟丝重量，挑选出烟蒂和>3 mm的烟梗，即烟支含梗率（%）=（烟蒂+烟梗重量）/烟丝总重×100]，连续随机抽取10次，每隔10 min收集1次，如表1所示。

2.1.2 单机试验  在设备正常运行且其他参数设置不变的情况下，在正压吹风日常默认设置（>600 Pa）可调节范围内改变设定值（在700～900 Pa标准范围之内），收集来料烟丝、梗签排出物、烟支样品，检测丝中含梗及梗中含丝率，并统计剔除的空头烟支数量，观察筛分与成品烟支丝中含梗率、排出物梗中含丝率的关系。

由图1可知，正压吹风、梗中含丝率、烟中含梗率和空头烟支数量各个变量之间存在相关关系，符合回归分析条件。

对正压吹风（Pa）与空头烟支数量（支/min）进行回归分析（图2、表2）。回归方程：空头烟支数量（支/min）=106.6-0.297 1正压吹风（Pa）+0.000 207正压吹风（Pa）^2。其中，S=0.517 460；R-Sq=96.5%；R-Sq（调整）=95.8%。

通过分析发现，其他参数不变的情况下，在不同的正压吹风下，风压越大，梗中含丝率越小，烟中含梗率越大，每分钟的烟支空头支数也越多。

2.2 梗导向板的高度对烟支空头数量的影响

2.2.1 工艺原理  在卷接机组的VE部分，烟丝进入喂料系统后，再均匀进入剔梗系统，从上空气喷射器喷出的气流作用于烟丝流的整个宽度上，并垂直将皮带送出的烟丝送至加速辊，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而进入烟梗螺旋输送槽，此过程称为一次分离，梗导板高度特指梗导板最上边边缘与调节螺母之间的距离，可由2个螺母调节烟丝吹向抛丝辊后吸丝成形，梗导向板的高度会影响烟丝中的梗量，烟丝中含有较多的梗签会造成烟丝束密度不均匀，并且在刀盘对烟条切割中，烟丝端的梗容易掉落形成空头[11]。为了验证梗导向板对烟支空头等的影响，采用跟风机正压相同的方法进行分析。

2.2.2 单机试验  在设备正常运行且其他参数设置不变的情况下，在梗导向板日常默认设置（65 mm左右）可调节范围内改变设定值（在63～69 mm标准范围之内），收集来料烟丝、梗签排出物、烟支样品，检测丝中含梗及梗中含丝率，并统计剔除的空头烟支数量，观察筛分与成品烟支丝中含梗率、排出物梗中含丝率的关系，统计结果如表3所示。

由图3可知，梗导向板高度、梗中含丝率、烟中含梗率和空头烟支数量各个变量之间存在相关关系，符合回归分析条件。

对梗导向板高度（mm）与空头烟支数量（支/min）进行回归分析（图4、表4）。回归方程为：空头烟支数量（支/min）=1 282-36.64梗导向板高度（mm）+0.261 9梗导向板高度（mm）^2。其中，S=0.460 637；R-Sq=99.1%；R-Sq（调整）=98.9%。

通过分析发现，其他参数不变的情况下，随着梗导向板高度的增加，梗中含丝率逐步增大，烟中含梗率逐步下降，烟支空头支数也在逐步减少。

2.3 压实端位置偏移对烟支空头数量的影响

在卷烟生产过程中，烟丝经过卷烟机吸丝成型系统后，烟丝束的密度分布发生变化，其中烟支点燃端（也称“压实端”）的密度高于其他部分，在烟支卷制时，若烟支压实端位置出现较大偏移，会造成卷烟端部掉落烟丝及空松现象。在卷烟机的烟支输出口收集40支卷烟进行测定，分8组收集相应的烟支压实端位置，收集空头烟支的剔除情况（表5），进行回归分析，分析结果如下。

对空头缺陷率（%）与压实端偏移量（mm）进行回归分析（图5、表6）。回归方程：空头缺陷率（%）=0.216 9+0.013 28压实端偏移量（mm）+0.008 531压实端偏移量（mm）^2。其中：S=0.035 325 7；R-Sq=97.9%；R-Sq（调整）=97.0%。

通过分析发现，其他参数不变的情况下，烟支压实端位置是影响烟支空头的显著原因，并且随着压实端位置偏移量的增大，烟支空头数量显著增加。

3 小结与讨论

本次试验结果表明，在卷接机组正常运行且其他参数不变的情况下，在3个因子各自的参数范围内，风机正压越大、梗导板高度越小、压实端位置偏移量越大，烟支空头数量越多。另外，本试验结论仅基于青州卷烟厂B品牌烟支的试验得出，结论有一定的局限性，对于其他品牌烟支空头影响规律需要进一步验证。

参考文献

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[2] 魏瑞广，张小杭，廖艳培，等. ZJ17卷烟机设备工艺参数对烟支空头的影响[J]. 装备制造技术，2013（5）：112-113，148.

[3] 肖勇才. ZJ17卷烟机设备工艺参数对烟支空头的影响[J].科技创新与应用，2018（24）：98-99.

[4] 张旭升，陈智鸣. ZJ17型卷接机烟支空头剔除量的改进[J].轻工科技，2018，34（8）：63-64，68.

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[10] 倪建彬.卷烟吸阻稳定性的研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2008.

[11] 刘杰，张晋，高云，等.卷烟机VE供丝部的有关工艺参数对卷烟质量稳定度的影响[J].中国烟草科学，2009，30（4）：56-58. （责编：何 艳）