刀門壓力、來料水分對切絲物理指標的影響研究

郝靜 張淑娟

摘要：本文針對泰山（華貴）產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性，研究刀門壓力、來料水分對切絲質量物理指標（切絲合格率、并條率）影響趨勢，以不同規(guī)格產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性存在的差異性為考慮，實現(xiàn)提升工藝參數(shù)設計的匹配性、適應性，優(yōu)化工序工藝參數(shù)保障能力。

關鍵詞：刀門壓力;來料水分;切絲合格率;并條率

在我國煙草行業(yè)，針對切絲機的研究主要側重于研究切絲刀門高度、刀輥轉速、刀片進給量等參數(shù)對切絲物理指標的影響，而對于刀門壓力的設定，通常是參照設備運行能力及工作經(jīng)驗將其設定成固定值。針對不同行產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性，設計最佳刀門壓力與來料水分組合的研究尚未見報道。當前公司內部，制絲車間5000kg/h生產(chǎn)線切絲工序使用SQ344型曲刃水平滾刀式切絲機對煙葉進行切絲加工處理，為了便于生產(chǎn)，將不同來料水分的刀門壓力統(tǒng)一設定為2.1bar，藝參數(shù)設計的匹配性、適應性較低。

一、材料與方法

（一）材料與儀器

青島卷煙廠在產(chǎn)的泰山（華貴）全配方煙絲。SQ344型曲刃水平滾刀式切絲機（昆二機）、SH624薄板式烘絲機（昆船）、電子天平（精度0.0001g）、填充值檢測儀。

（二）試驗方法

試驗采用刀門壓力與來料水分梯度試驗設計。參考切絲機控制原理及分析歷史數(shù)據(jù)，總結出切絲烘前來料水分范圍控制在19.2%～20.2%之間;為保證正常生產(chǎn)，考慮減少并條及跑片現(xiàn)象，刀門壓力范圍應控制在0.2BAR～3.5BAR之間。以泰山（華貴）三批次煙葉為研究材料，采用控制變量法，對三批次煙葉分別設置來料水分高（20%）、中（19%）、低（18%）三個水平;每一個批次內，分別設置刀門壓力四個水平（0.3bar、1.3bar、2.3bar、3.3bar）進行，共計12個試驗。

（三）數(shù)據(jù)分析方法

運用散點圖、回歸分析法和相關性分析法分析試驗數(shù)據(jù)，結合物理指標（切絲合格率、并條率）取值變化，確定刀門壓力、來料水分對切絲質量物理指標（切絲合格率、并條率）影響的趨勢。

（四）物理指標

1.切絲合格率：（1）樣品制備;將取來的約100g煙絲稱重并記錄。（2）評價指標：切絲合格率。（3）操作程序：將樣品中的雜物、過寬、過細的葉絲檢出，并稱重記錄。計算公式：式中：Qc—切絲合格率;?n—樣品中的雜物、過寬、過細的葉絲重（g）G—被撿樣品重（g）。

2.并條率：（1）樣品制備：將取來的約100g煙絲稱重并記錄。（2）評價指標：并條率。（3）操作程序：將樣品中產(chǎn)生并條現(xiàn)象的葉絲檢出，并稱重記錄。計算公式：式中：dc—并條率，dn—樣品中出現(xiàn)黏連、并條的葉絲（g），G—被撿樣品重（g）。

二、結果與分析

匯總試驗數(shù)據(jù)，運用Minitab軟件進行散點圖分析，發(fā)現(xiàn)切絲合格率、并條率與刀門壓力、來料水分呈近似線性關系。下一步運用Minitab軟件對數(shù)據(jù)進行深入分析。

（一）分析試驗因子對切絲合格率影響分析

將試驗樣品的切絲合格率匯總，運用Minitab軟件對數(shù)據(jù)使用回歸分析法和相關性分析法分析，得函數(shù)關系模型為：切葉絲合格率=1.01+0.000294刀門壓力-0.000545來料水分;切葉絲合格率與刀門壓力呈正相關關系，即來料水分不變的情況下，切葉絲合格率隨刀門壓力增加而提高;切葉絲合格率與來料水分呈負相關關系，即在刀門壓力穩(wěn)定的情況下，切葉絲合格率隨來料水分的增加而下降。

（二）分析試驗因子對并條率影響分析

將試驗樣品的并條率匯總，運用Minitab軟件對數(shù)據(jù)使用回歸分析法和相關性分析法分析，得函數(shù)關系模型為：并條率 =-1.27+0.0139刀門壓力+0.0707來料水分;切葉絲并條率與刀門壓力、來料水分同時成呈正相關關系，即切葉絲并條率隨刀門壓力、來料水分增加而提高，同時，來料水分對切葉絲并條率的影響更為顯著。

（三）利用蒙特卡洛模擬確定最佳設計組合

從0.2bar～3.5bar刀門壓力范圍內隨機取值，從19.2%～-20.2%來料水分范圍內隨機取值，利用得到的兩個關系式做蒙特卡洛模擬2000組，最終得到以下設計組為合刀門壓力0.3 bar，來料水分18.4%。

三、結論

本試驗研究刀門壓力與來料水分對泰山（華貴）切絲物理指標（切絲合格率、并條率）的影響關系，本質是針對工藝參數(shù)、具體規(guī)格產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性間差異性的綜合性深入研究，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)設計的匹配性、適應性，進一步兼顧柔性制造的行業(yè)要求，推動具有中式卷煙特色工藝技術的進一步優(yōu)化與創(chuàng)新。

參考文獻：

[1]張溫澤，史德軍，等.煙草含水率不同檢測方法對比研究[J].中國科技博覽，2012，24.

[2]王春風，王彬彬，等.儲絲房溫度的優(yōu)化[J].煙草科技，2009，02.

[3]袁亞周，徐淑平.卷煙企業(yè)高精度熱溫環(huán)境試驗研究[D].上海海事大學，2006，6.