煙絲風(fēng)送過程含水率變化趨勢研究

范 羿，王錫瑩，何曉瑩，王夏婷，吳 峰，任 瀟

（紅塔 （煙草）集團(tuán)有限責(zé)任公司玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100）

煙絲水分作為卷煙工業(yè)制絲工藝段重要控制參數(shù)，嚴(yán)重影響卷煙煙氣水分、燃燒品質(zhì)及粒相物揮發(fā)性成分的組成，進(jìn)而影響卷煙的物理特性、可燃性、煙氣成分及感官特性等［1-3］。特別是，來料煙絲含水率的控制對(duì)卷煙品質(zhì)及其它卷煙參數(shù)的影響尤為嚴(yán)重。含水率過高，易造成煙絲結(jié)團(tuán)、結(jié)卷，致使卷煙設(shè)備阻塞，影響生產(chǎn)效率，同時(shí)影響卷煙感官品質(zhì)，抽吸時(shí)煙香無法充分透發(fā)；含水率過小則煙絲造碎大，加工消耗高，煙支單支克重波動(dòng)大，且容易出現(xiàn)煙絲掉落造成空頭等缺陷［4］。目前對(duì)煙絲含水率的研究大多集中在制絲環(huán)節(jié)的烘絲段，對(duì)卷包過程環(huán)節(jié)水分變化的研究鮮有報(bào)［5-6］。為調(diào)查來料煙絲從送絲、卷制、包裝各工序加工環(huán)節(jié)過程中的水分散失情況，擬對(duì)煙絲輸送過程中水分變化的趨勢進(jìn)行研究，掌握各工序環(huán)節(jié)中煙絲水分變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料

選取某牌號(hào)正常出柜風(fēng)送煙絲。

1.2 生產(chǎn)設(shè)備

常德煙機(jī)公司ZJ17卷煙機(jī)，ZB45包裝機(jī)，S90儲(chǔ)煙器；1＃機(jī)距離儲(chǔ)絲房近，風(fēng)送管道彎道5個(gè)，2＃機(jī)距離儲(chǔ)絲房遠(yuǎn)，風(fēng)送管道彎道8個(gè)。

1.3 環(huán)境條件

環(huán)境條件如表1所示。

表1 各點(diǎn)環(huán)境溫濕度監(jiān)測

1.4 檢測儀器

烘箱恒溫干燥箱UT12；電子天平PB303-S。

1.5 方法

1.5.1 取樣方法

分別選取送絲距離較遠(yuǎn)和較近的卷制包裝機(jī)組進(jìn)行取樣：Ⅰ機(jī)距離風(fēng)送輸送較近，Ⅱ機(jī)距離風(fēng)送輸送較遠(yuǎn)。分別設(shè)置7個(gè)取樣點(diǎn) （如圖1所示）：加絲機(jī) （a）、卷煙機(jī)落料斗 （b）、煙條出口 （c）、煙支出口 （d）、儲(chǔ)煙器 （e）、盒裝包裝出口 （f）、條裝包裝出口處 （g），等時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行取樣。

圖1 各取樣點(diǎn)示意圖

1.5.2 水分測試方法

樣完成后，每個(gè)樣品按照 “四分法”取2個(gè)雙杯稱重做樣并記錄，烘箱100℃恒溫2 h后再次稱重，通過比較烘前烘后的數(shù)據(jù)得出煙絲含水率。含水率計(jì)算公式：

2 結(jié)果分析

2.1 煙絲樣品水分檢測數(shù)據(jù)

通過對(duì)7個(gè)工序分別進(jìn)行取樣，對(duì)煙絲含水率進(jìn)行分析，結(jié)果分別見表2（Ⅰ機(jī)）和表3（Ⅱ機(jī)）。

表2 Ⅰ機(jī)煙絲含水率檢測數(shù)據(jù)

由表2可知，7個(gè)工序中煙絲水分含水率最大的是料斗處，水分變化較大的是煙支出口處，但7個(gè)工序煙絲含水率總體差異不明顯。

表3 Ⅱ機(jī)煙絲含水率檢測數(shù)據(jù)

由表3可知，7個(gè)工序中煙絲水分含水率最大的仍是料斗處，水分變化較大的是盒裝包裝出口處，7個(gè)工序煙絲含水率總體差異不明顯。

2.2 煙絲樣品水分控制分析

為分析不同取樣點(diǎn)的水分控制及波動(dòng)情況，將2.1中所檢測的水分含量，通過SIMCA統(tǒng)計(jì)分析中的Hotelling T2控制圖對(duì)波動(dòng)情況進(jìn)行分析。結(jié)果見圖2和圖3。

圖2 Ⅰ機(jī)煙絲含水率變化T2控制圖

圖3 Ⅱ機(jī)煙絲含水率變化T2控制圖

由圖2可知，Ⅰ機(jī)煙絲含水率均在95%的閾值范圍內(nèi)，但煙支出口水分存在較大波動(dòng)，條裝包裝出口處次之。

由圖3可知，Ⅱ機(jī)煙絲含水率均在95%的閾值范圍內(nèi)，但盒裝包裝出口處水分存在較大波動(dòng)，條裝包裝出口處次之。

通過圖2和圖3可知，在煙支及包裝出口過程中水分存在一定的波動(dòng)，這可能于包裝過程中間隙物流的流體動(dòng)力有一定關(guān)系，但均在控制范圍內(nèi)，波動(dòng)對(duì)煙支影響甚小。

2.3 煙絲樣品水分變化趨勢分析

通過對(duì)機(jī)Ⅰ、Ⅱ7個(gè)工序水分變化趨勢進(jìn)行分析，結(jié)果見圖4所示。

由圖4可知，機(jī)Ⅰ、Ⅱ在7個(gè)工序中水分含量變化趨勢保持一致，呈現(xiàn)出逐步下降至穩(wěn)定的趨勢。其中機(jī)Ⅰ各工序中水分含量均高于機(jī)Ⅱ，但無明顯的差異。這可能由于機(jī)Ⅰ離風(fēng)送輸送較近，水分尚未達(dá)到平衡。

圖4 Ⅰ、Ⅱ機(jī)煙絲含水率比對(duì)分析

3 結(jié)語

通過對(duì)離風(fēng)送機(jī)較近和較遠(yuǎn)的兩個(gè)機(jī)組的7個(gè)不同工序的煙絲樣品水分含量進(jìn)行分析，結(jié)果顯示：1）離風(fēng)送機(jī)較近的機(jī)組Ⅰ不同工序水分含量均高于離風(fēng)送機(jī)較遠(yuǎn)的機(jī)組Ⅱ。表明，煙絲通過各工序，水分呈現(xiàn)出逐步穩(wěn)定的趨勢；2）對(duì)于機(jī)組Ⅰ和Ⅱ的不同工序，水分存在不同程度的波動(dòng)。其中煙絲水分含量在煙支出口、盒裝和條裝工序易存在波動(dòng)，該工序?yàn)檫M(jìn)一步對(duì)煙絲水分含量進(jìn)行控制提供了基礎(chǔ)依據(jù)；3）通過對(duì)風(fēng)力送絲、卷制、包裝以及煙支在卷包車間輸送過程中，各工序產(chǎn)品水分變化情況的跟蹤測試，了解送絲過程對(duì)卷煙成品水分影響的變化規(guī)律，為確保卷煙成品含水率的穩(wěn)定性，可利用調(diào)整環(huán)境溫濕度。