卷煙包裝密封度關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)調(diào)控技術(shù)研究

郁騁丹，李承華，方俊俊，任瀟，王錫瑩

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

卷煙包裝密封度主要是指卷煙小盒、條盒等包裝材料對(duì)卷煙產(chǎn)品進(jìn)行有效的密封，使卷煙產(chǎn)品包裝內(nèi)部環(huán)境恒定。良好的密封不僅可以有效防止卷煙長時(shí)間儲(chǔ)存時(shí)煙支香味的損失，而且可以減少外界溫濕度對(duì)煙支含水率的影響。若卷煙包裝密封度不佳，卷煙在倉儲(chǔ)、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)中容易受潮，當(dāng)達(dá)到一定的溫濕度條件時(shí)，卷煙中的霉菌迅速生長繁殖，從而導(dǎo)致卷煙黃斑霉變。因此，本文對(duì)生產(chǎn)加工過程包裝密封度進(jìn)行研究，尋找規(guī)律，并進(jìn)行關(guān)鍵控制點(diǎn)監(jiān)控，有效提升卷煙產(chǎn)品出廠后質(zhì)量穩(wěn)定性。

1 總體試驗(yàn)設(shè)計(jì)

針對(duì)不同機(jī)型對(duì)影響盒裝密封度關(guān)鍵設(shè)備調(diào)控參數(shù)影響因子：燙封烙鐵（前后端面、側(cè)封）溫度、燙封烙鐵（前后端面）位置間距、燙封烙鐵（前后端面、側(cè)封）壓縮量，采用“均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法”設(shè)置不同調(diào)控參數(shù)組合，采用stepwise函數(shù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步回歸分析，建立調(diào)控參數(shù)模型并驗(yàn)證與優(yōu)化。

2 試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)方法

采用“均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)”方法，燙封烙鐵（前后端面、側(cè)封）溫度、燙封烙鐵（前后端面）位置間距、燙封烙鐵（前后端面、側(cè)封）壓縮量參數(shù)，不同關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)見下表所示。

表1 參數(shù)設(shè)置因素水平表

2.2 試驗(yàn)方案與設(shè)計(jì)

2.2.1 驗(yàn)證條件與儀器

（1）驗(yàn)證品牌：A牌號(hào)。

（2）驗(yàn)證包裝設(shè)備/車速：GDX2000/420包/min。

（3）檢測儀器：PSTNE100卷煙包裝密封度檢測儀。

（4）驗(yàn)證卷煙規(guī)格：84mm烤煙型卷煙。

（5）材料技術(shù)要求：商標(biāo)紙(GD HT4.2版)、BOPP收縮膜18u×120mm×4600m（3.0版）、內(nèi)襯紙（62.5g×114mm×1400m）、拉線（2.5mm×10000m）、紅纖框架紙（225g×95mm×750m）、包裝膠（YNBZ-7）金卡。

（6）檢測要求：將所取樣品放入溫度（25±2）℃、（62±5）%的環(huán)境中放置6小時(shí)后，按照規(guī)定的方法要求對(duì)樣品進(jìn)行密封性能檢測。

2.2.2 試驗(yàn)方法

對(duì)試驗(yàn)每個(gè)樣品進(jìn)行取樣時(shí)，待設(shè)備正常運(yùn)行15min后，每隔5min取樣1組，共10組，每組取樣1包，同時(shí)，檢驗(yàn)記錄包裝外觀缺陷數(shù)據(jù)，密封度儀測量統(tǒng)計(jì)每組樣本的密封度檢測數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)結(jié)果與分析：

（1）試驗(yàn)過程參數(shù)，見表2。

表2 試驗(yàn)過程參數(shù)

（2）二次多項(xiàng)式逐步回歸模型的建立。按線性變化及響應(yīng)變量匯總數(shù)據(jù)，在MATLAB平臺(tái)上采用stepwise函數(shù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步回歸分析，模型及參數(shù)如下：

p＜0.05，說明模型是獨(dú)立顯著的。

（3）模型分析。由模型1可見：在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，X1與X4、X2與X3、X4與 X3存在交互作用；X1與 X4交互項(xiàng)、X2與X3交互項(xiàng)、X4與X3交互項(xiàng)、X5一次項(xiàng)對(duì)煙盒密封度的作用是正向的，而X2二次項(xiàng)對(duì)煙盒密封度的作用是負(fù)向的。

為考察各因數(shù)對(duì)煙盒密封度的影響，以煙盒密封度分別對(duì)燙封烙鐵（前后端面）溫度、燙封烙鐵（側(cè)封）溫度、燙封烙鐵（前后端面）間距位置、燙封烙鐵（前后端面）壓縮量、燙封烙鐵（側(cè)封）壓縮量求偏導(dǎo)如下：

①?ymf/?x1=0.009×X4，說明燙封烙鐵（前后端面）溫度對(duì)煙盒密封度的影響為正相關(guān)，燙封烙鐵（前后端面）壓縮量增大，密封度增加，且影響幅度隨著燙封烙鐵（前后端面）壓縮量的增大而增大；

?ymf/?x5=0，說明燙封烙鐵（側(cè)封）壓縮量對(duì)煙盒密封度基本無影響。

3 模型驗(yàn)證

3.1 模型可靠性驗(yàn)證

取自變量x1、x2、x3、x4、x5在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)的中間值即X1：88（0.58）、X2：77（0.42）、X3：3（0.5）、X4：4.3（0.50）、X5：4.3（0.50）進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見下表所示。

表3 因子中心值驗(yàn)證結(jié)果

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)相差均小于5%，說明模型是可靠的。

3.2 模型優(yōu)化驗(yàn)證

利用所建模型進(jìn)行計(jì)算，得到優(yōu)化結(jié)果，見下表所示。

表4 關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)優(yōu)化驗(yàn)證結(jié)果

自變量轉(zhuǎn)化為原始數(shù)值，見下表所示：

表4-68關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)優(yōu)化（轉(zhuǎn)化為原始值）驗(yàn)證結(jié)果

表5 關(guān)鍵設(shè)備參數(shù)優(yōu)化驗(yàn)證結(jié)果

利用模型優(yōu)化的參數(shù)顯著提升了盒裝密封度。

4 結(jié)語

GDX2000包裝機(jī)型盒裝透明紙燙封烙鐵（前后端面）溫度為152℃、燙封烙鐵（側(cè)封）溫度為172℃、燙封烙鐵（前后端面）間距位置為87.5mm、燙封烙鐵（前后端面）壓縮量為0.7mm、燙封烙鐵（側(cè)封）壓縮量為0.7mm，可以得到最佳卷煙包裝密封度參數(shù)控制域。