提高批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性研究

蘇海建，寇霄騰，張 卉，余 翔，張相輝

提高批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性研究

蘇海建1，寇霄騰2，張 卉2，余 翔3，?張相輝4

（1.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，山東青島 266101；2.安徽中煙工業(yè)有限責(zé)任公司蚌埠卷煙廠，安徽蚌埠 233000；3.湖北中煙工業(yè)有限責(zé)任公司廣水卷煙廠，湖北廣水 432700；4.黑龍江煙草工業(yè)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，黑龍江哈爾濱 150000）

為了解決批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，進(jìn)行了如下的技術(shù)及操作改進(jìn)：在切片工段，修改切片機(jī)擋板運(yùn)行程序，調(diào)整切片檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，保證切片流量穩(wěn)定性；在松散回潮工段，根據(jù)批次內(nèi)煙葉的不同吸濕特性采取分組加工，提高回潮后煙葉水分均勻性；在葉片加料工段，為加料管道增設(shè)1根回料管道，以提高瞬時(shí)加料精度，減少壓力泵損壞；并為片柜增設(shè)遮料裝置，減少環(huán)境對(duì)片柜內(nèi)煙葉含水率及溫度的影響。使用效果表明，切后煙絲水分平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08～0.14，CPK值大于1.33的合格率為85%～100%，批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性顯著提高。

煙絲；水分；穩(wěn)定性

0 引言

成品煙絲水分的均勻性，對(duì)卷煙的卷制品質(zhì)至關(guān)重要，煙絲水分過(guò)小時(shí)碎絲率增加，卷制過(guò)程產(chǎn)生大量空頭煙支[1-2]；煙絲水分過(guò)大則煙絲填充力下降，甚至形成結(jié)團(tuán)不利于松散，結(jié)團(tuán)煙絲在卷制過(guò)程中易造成煙絲填入過(guò)多而形成較硬煙支，未結(jié)團(tuán)煙絲會(huì)因額外水分影響，造成填入煙絲較少形成較軟煙支[3]。因此，如何提高卷煙煙絲的水分穩(wěn)定性，對(duì)保證煙支的整體品質(zhì)水平至關(guān)重要。某卷煙廠調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某牌號(hào)卷煙不同批次間的預(yù)處理片煙及成品煙絲水分差異顯著，為進(jìn)一步提升和保證產(chǎn)品品質(zhì)，擬把“提高批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性”作為攻關(guān)課題，從煙片預(yù)處理的各個(gè)工段開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。

1 存在問(wèn)題

切后煙絲含水率的穩(wěn)定與否影響著后續(xù)烘絲的效果和煙絲的物理、化學(xué)特性（填充值、耐加工性、焦油含量等）[4-6]，進(jìn)而影響卷煙感官品質(zhì)的穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)各處理段物料水分?jǐn)?shù)據(jù)以及感官品吸進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，不同批次煙片預(yù)處理效果差異明顯，嚴(yán)重影響批次間切絲水分穩(wěn)定性；不同批次葉絲感官品質(zhì)差異顯著。

隨機(jī)抽取30批次某牌號(hào)卷煙，每批切后水分平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于0.14，CPK值大于1.33的批次數(shù)占總批次數(shù)85%以上，則視為不同批次間切后水分無(wú)差異。

2015年8—9月份某牌號(hào)切后水分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 2015年8—9月份某牌號(hào)切后水分?jǐn)?shù)據(jù)

由表1可知，隨即抽取30批切后水分平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.16～0.14，CPK值大于1.33的合格率為80%～85%，達(dá)不到公司制造管理部的考核要求，因此要采取相應(yīng)的措施來(lái)提高批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性。根據(jù)生產(chǎn)的工藝要求和實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)知道影響切絲水分的原因有很多，如原料的配方變更、煙片預(yù)處理效果等因素。

生產(chǎn)環(huán)節(jié)流程：

高架庫(kù)配料→解包→松散回潮（水分監(jiān)測(cè)1）→葉片加料（水分監(jiān)測(cè)2）→貯片→葉片再回潮→切絲（水分監(jiān)測(cè)3） →葉絲HT→烘絲。

2 改進(jìn)措施

2.1 提高松散回潮后煙葉水分均勻性研究

對(duì)該牌號(hào)不同等級(jí)煙葉進(jìn)行吸濕性試驗(yàn)，探索不同等級(jí)煙葉吸濕特性。根據(jù)不同吸濕性將煙葉分為不同的組，實(shí)現(xiàn)批次內(nèi)分組加工，高架庫(kù)順序出料，穩(wěn)定切片流量，提高松散回潮后煙葉水分均勻性。

檢測(cè)各等級(jí)原料含水率，然后將原料置于50℃，相對(duì)濕度80%恒溫恒濕箱中平衡10 min，取最上層煙片采用“烘箱法”檢測(cè)含水率，計(jì)算出每個(gè)等級(jí)煙葉含水率變化，并對(duì)每個(gè)等級(jí)煙葉原料進(jìn)行分組。該牌號(hào)原加水系數(shù)為4.9，綜合考慮總加水量和分等級(jí)加水量。

某牌號(hào)分級(jí)加水設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

通過(guò)分級(jí)加水，標(biāo)準(zhǔn)偏差從0.88減少到0.49，過(guò)程能力指數(shù)從0.36提高到0.71。通過(guò)試驗(yàn)證明，對(duì)不同等級(jí)煙葉按照其吸水性進(jìn)行分類(lèi)加工，能有效提高松散回潮后煙葉含水率的均勻性，但如果原料配方變更頻率高，此方法工作量太大，則需要通過(guò)前一天中控采集到增溫增濕后物料的溫度來(lái)進(jìn)一步對(duì)葉片松散回潮加水系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

表2 某牌號(hào)分級(jí)加水設(shè)計(jì)

2.2 提高切片均勻性和流量穩(wěn)定性研究

要保證松散回潮后煙片含水率的均勻性，必須保證煙片物料流量的穩(wěn)定性。目前切片工序存在切片寬度不均勻、流量瞬時(shí)波動(dòng)大的情況，因此需進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。

2.2.1 提高切片煙包供料信號(hào)準(zhǔn)確性

在切片機(jī)煙包原有供料信號(hào)的基礎(chǔ)上，加裝1個(gè)光電管，通過(guò)修改程序，增加1個(gè)供料信號(hào)，有1個(gè)檢測(cè)到有料，程序就判定有料；2個(gè)都無(wú)料時(shí)，才為無(wú)料。

切片采用三刀四片式，整包片煙經(jīng)過(guò)分切后質(zhì)量變輕，在擋板力的作用下煙片后退，這樣易形成第3片煙片厚度小，第4片最厚的現(xiàn)象。通過(guò)修改程序，將原來(lái)?yè)醢灞惹信_(tái)晚2 s動(dòng)作，改為同步動(dòng)作，這樣避免擋板把煙包向后推，同時(shí)球形光電管檢測(cè)到煙包時(shí)，推煙板停止推煙，減少煙包擠壓，從而提高切片寬度的準(zhǔn)確性和均勻性。

2.2.2 調(diào)整切片檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)，提高切后煙片檢測(cè)準(zhǔn)確性

制作了275 mm標(biāo)準(zhǔn)切后煙塊模擬物，進(jìn)行煙塊模擬調(diào)整，設(shè)計(jì)制作了光電開(kāi)關(guān)支架，增加對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)，調(diào)節(jié)原有3組自反射光電開(kāi)關(guān)的角度和位置，保證切后煙塊檢測(cè)準(zhǔn)確性，避免檢測(cè)錯(cuò)誤導(dǎo)致的“缺口”現(xiàn)象，從而保證流量的穩(wěn)定性。

原自反射光電開(kāi)關(guān)見(jiàn)圖1，增加對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)見(jiàn)圖2。

圖1 原自反射光電開(kāi)關(guān)

圖2 增加對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)

從前后中控趨勢(shì)圖可以看出，改進(jìn)后切片缺口現(xiàn)象不再出現(xiàn)，切片流量較穩(wěn)定，無(wú)大幅度波動(dòng)，為加料工段加料的均勻性提供良好基礎(chǔ)。

2.3 優(yōu)化加料流量控制，提高小流量加料精度

根據(jù)產(chǎn)品工藝加工特性，造紙法薄片、高檔煙、其他片煙的流量標(biāo)準(zhǔn)不同（薄片和高檔煙流量5 000 kg/h，其他片煙流量6 800 kg/h），加料泵的工作頻率不同。由于加料泵為高速泵，造紙法薄片和高檔煙實(shí)施加料時(shí)，加料泵處于“高速—即停—高速—即?！钡墓ぷ鳡顟B(tài)，雖然總體精度符合工藝要求，但加料順時(shí)精度合格率僅為94.6%，而且增大壓力表和泵的工作負(fù)擔(dān)，縮短其工作壽命。為此，項(xiàng)目組人員通過(guò)分析并實(shí)施了優(yōu)化：在加料管道中增加1道回料管道，當(dāng)生產(chǎn)流量設(shè)定5 000 kg/h時(shí)雙回料管道打開(kāi)，當(dāng)生產(chǎn)流量6 800 kg/h時(shí)自動(dòng)關(guān)閉改造后的回料管道，保持原有回料管道暢通。

回料管道設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。

圖3 回料管道設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)對(duì)加料泵流量控制的優(yōu)化，加料總體精度合格率100%，加料瞬時(shí)精度合格率提高到98.1%，減少了壓力表?yè)p壞，加料均勻度89.5%也達(dá)到了行業(yè)較好的水平。

2.4 增加片柜遮料裝置

為保證片柜內(nèi)葉片含水率和溫度的穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)制作了片柜遮料裝置，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遮料，減少環(huán)境揚(yáng)塵和冷凝水，保證遮料裝置的安全運(yùn)行，項(xiàng)目組進(jìn)行了牽引機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、遮料布的選型、安全檢測(cè)信號(hào)的設(shè)置、自控程序編寫(xiě)等。

遮料裝置見(jiàn)圖4，某牌號(hào)加裝遮料裝置前切后水分指標(biāo)見(jiàn)表5，某牌號(hào)加裝遮料裝置后切后水分指標(biāo)見(jiàn)表6。

圖4 遮料裝置

由表6可知，加裝遮料裝置后該牌號(hào)切后煙絲水分標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值由加裝前的0.10降低到0.06，絕對(duì)偏差平均值由0.17降低到0.07，CPK平均值由1.65提高到2.23，改善效果明顯。再?gòu)脑撆铺?hào)中另選取1組裝置進(jìn)行改進(jìn)前后的切后煙絲水分對(duì)比。

加裝遮料裝置前后切后水分的對(duì)比統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表7。

表5 某牌號(hào)加裝遮料裝置前切后水分指標(biāo)

表6 某牌號(hào)加裝遮料裝置后切后水分指標(biāo)

表7 加裝遮料裝置前后切后水分的對(duì)比統(tǒng)計(jì)

3 應(yīng)用效果

按照公司制造管理部對(duì)該品質(zhì)攻關(guān)項(xiàng)目的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，隨機(jī)抽取4—5月份，30批次該牌號(hào)卷煙，每批切后水分平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差大于0.14，CPK值大于1.33的批次數(shù)占總批次數(shù)85%以上，則視為不同批次間切后水分無(wú)差異；反之，則視為切后煙絲水分穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)。根據(jù)以上采取的技術(shù)措施，隨機(jī)選取4—5月份30批次該牌號(hào)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2017年4—5月份某牌號(hào)卷煙切后水分?jǐn)?shù)據(jù)見(jiàn)表8。

表8 2017年4—5月份某牌號(hào)卷煙切后水分?jǐn)?shù)據(jù)

由表8可知，隨機(jī)抽取4—5月份30批該牌號(hào)切后煙絲水分統(tǒng)計(jì)結(jié)果，平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.08～0.14，CPK值大于1.33的合格率為85%～100%，超額完成了公司制造管理部的考核要求。說(shuō)明以上改進(jìn)措施能夠有效改進(jìn)批次間切后煙絲水分穩(wěn)定性差的問(wèn)題，有助于保證后續(xù)加工過(guò)程的工藝品質(zhì)，提高成品煙絲的水分穩(wěn)定性和均勻性，對(duì)卷煙廠提高卷煙感官品質(zhì)穩(wěn)定性、實(shí)現(xiàn)“卷煙上水平”的目標(biāo)具有一定實(shí)踐意義。

[1]國(guó)家煙草專(zhuān)賣(mài)局.卷煙工藝規(guī)范 [M].北京：中央文獻(xiàn)出版社，2003：73-86.

[2]毛多斌，張魁嶺，賈春曉.煙草香味化學(xué) [M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002：32-57.

[3]陳玲，李劍政，楊文彬.應(yīng)用加速溶劑萃取法分離煙絲致香成分 [J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2007，26（Z1）：296-299.

[4]寇偉，馬林，王建民，等.卷煙的卷制水分變化對(duì)卷制質(zhì)量的影響 [J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院院報(bào)（自然科學(xué)版），2005，15 （4）：130-133.

[5]孫東亮，米強(qiáng)，胡建軍.卷煙卷制質(zhì)量的穩(wěn)定性研究 [G]//2006中國(guó)煙草學(xué)會(huì)專(zhuān)業(yè)委員會(huì)煙草工藝學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.鄭州：中國(guó)煙草學(xué)會(huì)，2006：40-44.

[6]陳良元.煙草生產(chǎn)工藝技術(shù) [M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002：125-156.◇

Study on Inproving Moisture Stability of Cut Tobacco in Batch

SU Haijian1，KOU Xiaoteng2，ZHANG Hui2，YU Xiang3，?ZHANG Xianghui4
（1.Technology Center，Shandong Tobacco Intustry Co.，Ltd.，Qingdao，Shandong 266101，China；2.Bengbu Cigarette Factory，Anhui Tobacco Intustry Co.，Ltd.，Bengbu，Anhui 233000，China；3.Guangshui Cigarette Factory，Hubei Tobacco Intustry Co.，Ltd.，Guangshui，Hubei 432700，China；4.Technology Center，Heilongjiang Tobacco Intustry Co.，Ltd.，Harbin，Heilongjiang 150000，China）

In order to solve the issue that the moisture stability of the cut tobacco from different batches is unqualified，the improvements of technologies and operation are enumerated as follows：in the slice section，modified the operational procedure of slicer baffle，adjusted the photoelectric switch of slicer，ensured the stability of flow；in the conditioning section，processed the tobacco leaves of different batches in groups according to their different hygroscopic properties，to improve the stability of tobacco moisture after conditioning；in the casing section，added a back feed pipe for the feeding pipes，to improve the transient loading precision，and reduce the pressure pump damage；and arranged a covering material device for the slice ark to decrease the influence of environment on tobacco moisture content and temperature.Application effect indicated that the standard deviation of cut tobacco moisture average is 0.08 lower than 0.14，the percent of pass of CPK value that which is higher than 1.33 is 85%～100%，the moisture stability of cut tobacco between different batches has increased significantly after improvement.

tobacco；moisture；stability

TS443

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.09.004

1671-9646（2017） 09a-0014-04

2017-07-05

蘇海建（1985— ），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榫頍熛憔懔显O(shè)計(jì)。

?通訊作者：張相輝（1983— ），男，碩士，工程師，研究方向?yàn)榫頍煯a(chǎn)品設(shè)計(jì)。