基于打葉器框欄設(shè)計的煙葉打后葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究

摘 要：為了將葉梗分離后的葉片結(jié)構(gòu)指標控制在適宜范圍，滿足卷煙原料質(zhì)量穩(wěn)定性的要求，對打葉機一級、二級打葉器的框欄進行組合設(shè)計，其中：一級打葉器選用不同尺寸的六邊形框欄和菱形框欄的組合，二級打葉器選用3.0英寸六邊形框欄和2種尺寸菱形框欄的組合設(shè)計。研究不同框欄形狀、大小對葉片結(jié)構(gòu)指標及片形的影響。結(jié)果表明：一打使用3.5英寸的六邊形框欄和3.25英寸菱形框欄的組合設(shè)計，二打使用2.25英寸的菱形框欄進行打葉，葉片結(jié)構(gòu)指標改善明顯，葉梗分離后的大片率可控制在45%以下，中片率可控制在40%以上，葉中含梗率控制在1.2%以內(nèi)，片煙形狀更加趨于規(guī)則，能夠滿足卷煙生產(chǎn)對卷煙原料葉片結(jié)構(gòu)的新要求。研究成果可為煙草企業(yè)的打葉復(fù)烤工藝優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：食品加工技術(shù)其他學(xué)科;葉片結(jié)構(gòu);打葉器框欄;大片率;中片率;葉中含梗率;片煙形狀

中圖分類號：TS443?? 文獻標識碼：A

DOI： 10.7535/hbgykj.2021yx02006

Study on structure optimization of tobacco leaves after threshingbased on the design of thresher frame basket

LI Min

（Raw Material Supply Department， China Tobacco Hebei Industry Company Limited， Shijiazhuang， Hebei 050051， China）

Abstract：In order to control the leaf structure index after the stem separation in an appropriate range to meet the requirements of the quality stability of cigarette raw materials， the combination design of the frame basket of the first and second-stage threshers，the combination of hexagonal and rhombic frame baskets of different sizes was selected for the first-stage thresher， the combined design of 3.0-inch hexagonal frame basket and two kinds of rhombic frame baskets was selected for the second-stage thresher，and the influence of different frame shapes and sizes on leaf blade structure index and shape was studied. The results show that the combination design of 3.5-inch hexagon frame basket and 3.25-inch rhombic frame basket was used in the first-stage thresher， and the 2.25-inch rhombic frame basket was used in the second-stage thresher. The index of leaf structure is improved significantly and the percentage of large-sized strips can be controlled below 45%， the medium-sized strips percentage was controlled above 40%， the stem percentage in leaves was controlled within 1.2%， and the shape of tobacco leaves tends to be more regular， which can meet the new requirements of the leaf structure of cigarette raw materials in tobacco industry.The research results can provide a reference for tobacco enterprises to optimize the threshing and redrying process.

Keywords：other disciplines of food processing technology; leaf structure; thresher frame basket; percentage of large-sized strips; percentage of medium-sized strips; stem percentage in leaves; shape of tobacco strip

隨著卷煙品牌的不斷發(fā)展，制絲、卷接工藝技術(shù)和設(shè)備水平的提高以及制絲加工理念的轉(zhuǎn)變，尤其是中支煙 [1]、細支煙 [2]的發(fā)展，卷煙制絲工藝對打葉復(fù)烤提出了更高的要求 [3]。葉片結(jié)構(gòu)質(zhì)量是衡量打葉復(fù)烤加工技術(shù)水平的重要指標之一 [4]，也是影響煙絲結(jié)構(gòu) [5]及純凈度的主要因素，而煙絲結(jié)構(gòu)又是決定卷煙質(zhì)量 [6]（如煙支密度、單支重量 [7]、空頭率、刺破等卷接指標）及其穩(wěn)定性的關(guān)鍵，因此，控制合理的葉片結(jié)構(gòu)對于提高卷接質(zhì)量及其穩(wěn)定性具有重要意義。

研究表明，片煙尺寸的最佳范圍是 10～35 mm [8]，包括葉片結(jié)構(gòu)中全部的中等葉片及小范圍的大葉片，這個范圍內(nèi)葉片切成煙絲的成絲強度和填充效果最佳 [9]。此外，在打葉段后續(xù)的加工過程中，長寬比例均衡的打后葉片能夠減少復(fù)烤后葉片的收縮率 [10]，提高成品片煙的中片比例。但目前打葉復(fù)烤線生產(chǎn)的打后葉片，普遍存在大片率偏高、中片率偏低等問題 [11]，導(dǎo)致烤后片煙的收縮率偏高 [12]，影響成品片煙質(zhì)量。

本文以重慶萬州復(fù)烤廠為例，對打葉機中的一級打葉器 [13]和二級打葉器 [14]進行框欄形狀和尺寸的重新設(shè)計組合，實現(xiàn)葉片結(jié)構(gòu)控制方式的優(yōu)化設(shè)計[15]，保障卷煙質(zhì)量的均勻穩(wěn)定。

1 概 況

1.1 煙葉原料

煙葉樣品等級為2019年重慶巫溪C3F，由河北中煙工業(yè)有限責任公司提供，試驗數(shù)量為 8 000 擔（1擔為50 kg，下同），總重量為40萬t。對重慶巫溪煙葉進行物理檢測，檢測數(shù)據(jù)見表1。

通過表1可以看出：原煙水分及全葉含梗率指標正常（水分標準為16%～18%，中部煙葉全葉含梗率范圍為30%～33%）。

1.2 設(shè)備儀器

1）打葉線使用仿馬克他維奇臥式打葉器（云南昆船煙草設(shè)備有限公司提供），設(shè)備能力為9 000 kg/h。

2）CA24 型葉片振動分選篩，北京長征高科技有限公司提供。

3）CA14型葉中含梗檢測機，北京長征高科技有限公司提供。

4）SB16001 型電子天平，精度為 1 g，梅特勒-托利多儀器有限公司提供。

2 試驗設(shè)計和方法

2.1 試驗設(shè)計

根據(jù)六邊形框欄、菱形框欄的撕葉原理和2018年—2019年葉梗分離后葉片結(jié)構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對打葉機框欄進行2種組合設(shè)計，其中一級打葉器選用不同尺寸的六邊形框欄和菱形框欄的組合，二級打葉器選用1種尺寸六邊形框欄和2種尺寸菱形框欄的組合設(shè)計，如表2所示。

設(shè)計的框欄形狀分別見圖1和圖2。

框欄的尺寸如圖3和圖4所示。

2.2 試驗方法

1）對比組使用現(xiàn)有設(shè)備，即原打葉器設(shè)計的框欄形狀和尺寸組合，共投入重慶巫溪C3F 等級烤煙20萬t進行投料加工。

2）試驗組共分為4組，分別投入5萬t重慶巫溪C3F等級烤煙，針對一級打葉器1—4聯(lián)和二級打葉器1—3聯(lián)打葉機組框欄，按照表2中框欄設(shè)計進行加工。

3）對比組及試驗組的生產(chǎn)線流量均設(shè)定為9 000 kg/h，前段的潤葉工序工藝參數(shù)保持穩(wěn)定，確保二潤后（打葉前）煙葉溫度和水分保持一致。

4）葉片結(jié)構(gòu)取樣點為打后葉片匯總輸送帶處，在輸送帶開始上煙30 min后進行第1次取樣，以后每小時取樣1次，取樣質(zhì)量為（3 000±300）g，樣品應(yīng)一次取夠，每組試驗取樣檢測5次，取平均值進行數(shù)據(jù)對比分析。

5）檢測方法按照標準YC/T 147-2010《打葉煙葉 質(zhì)量檢驗》、GB/T 21137-2007《煙葉 片煙大小的測定》取樣，并檢測葉梗分離后葉片結(jié)構(gòu)。

6）每組試驗完成后，根據(jù)試驗編號更換框欄。

3 結(jié)果與分析

3.1 檢測數(shù)據(jù)

通過對現(xiàn)有框欄和更換框欄后的葉片結(jié)構(gòu)進行檢測，得出如下數(shù)據(jù)，見表3。

根據(jù)表3，繪制大片率、中片率、大中片率及葉中含梗率的柱狀圖，見圖5。

3.2 結(jié)果分析

從表3可以看出，試驗組4的打后葉片結(jié)構(gòu)效果最好，故采用試驗組4的框欄組合為新改造后設(shè)備。從圖5中可以看出，在大中片率滿足要求的情況下，大片率逐步降低，由48.13%降低到40.14%，下降7.99個百分點;中片率逐步提高，由34.92%提高到42.27%，上升7.35個百分點;葉中含梗率由1.61%逐步降低，穩(wěn)定在1.12%左右，下降0.49個百分點。使打后大片率控制在45%以內(nèi)，中片率提高到40%以上，滿足國家煙草專賣局新版《卷煙工藝規(guī)范》對打后葉片結(jié)構(gòu)的要求（質(zhì)量指標：大片率<45%，中片率≥40%，大中片率≥80%）。

3.3 效果檢查

萬州復(fù)烤廠更換框欄后對2019年12月15—20日加工的重慶巫溪中下部煙葉（共626 t）與2018年11月22日—12月18日（共720 t）加工的同產(chǎn)地同等級打后煙葉大片率和中片率進行了對比，見表4。

根據(jù)表4，繪制大片率、中片率、大中片率及葉中含梗率的柱狀圖，見圖6。

從圖4可以看出，2019年試驗后的大片率比2018年降低了5.02%，中片率提高了5.24%，大中片率基本保持不變。

4 結(jié) 語

打葉器作為卷煙生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié)打葉復(fù)烤的關(guān)鍵設(shè)備，對它進行優(yōu)化可以在一定程度上提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化葉片結(jié)構(gòu)，并滿足卷煙制絲生產(chǎn)中對片煙結(jié)構(gòu)的新要求。

1）打葉器采用六邊形框欄和菱形框欄組合，與單獨使用菱形框欄加工的葉片相比，葉片結(jié)構(gòu)改善非常明顯，大片率、葉中含梗率得到有效下降、中片率得到有效提高，大中片率基本保持不變。

2）優(yōu)化后的葉片結(jié)構(gòu)可有效適配細支煙生產(chǎn)，在《打葉復(fù)烤細支卷煙原料加工工藝指南》標準中，細支煙的大片率要求為<35.0%，故降低大片率、提高中片率，更有利于細支卷煙的生產(chǎn)。

3）目測打后煙葉中長條葉片明顯減少，片煙形狀更加趨于規(guī)則，卷煙制絲中的整絲率高于菱形框欄。

4）采用六邊形框欄對降低大片率、提高中片率和改善葉形有很好的實際效果。

研究中也有不足之處，因受檢測儀器的影響，未對葉片片形進行檢測，在今后的研究中將對各個打葉風分器出口的片形進行檢測，進一步用片形數(shù)據(jù)說明片煙形狀效果;另外，由于六邊形框欄的煙葉透過性較低，需要對煙葉進行多次重復(fù)打葉，這會導(dǎo)致煙葉造碎的幾率增大，以后研究中可對框欄形狀進一步優(yōu)化，實現(xiàn)既能降低大片率、提高中片率、改善葉形，又能避免重復(fù)打葉、減少造碎的目的。

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收稿日期：2020-08-01;修回日期：2020-12-04;責任編輯：王海云

作者簡介：李 敏（1973—），女，河北石家莊人，高級工程師，主要從事煙葉質(zhì)檢加工方面的研究。

E-mail：826593789@qq.com

李敏.基于打葉器框欄設(shè)計的煙葉打后葉片結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[J].河北工業(yè)科技，2021，38（2）：104-108.

LI Min.Study on structure optimization of tobacco leaves after threshing based on the design of thresher frame basket[J].Hebei Journal of Industrial Science and Technology，2021，38（2）：104-108.