卷煙定長切絲技術(shù)對(duì)中支卷煙質(zhì)量的影響

楊 露 權(quán)發(fā)香 繆祥凱 王仕宏

（紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司會(huì)澤卷煙廠，曲靖 654200）

相比于常規(guī)卷煙，中支卷煙由于圓周高度低，導(dǎo)致其在煙絲結(jié)構(gòu)中因長絲過多而產(chǎn)生突出影響。為了改善中支卷煙品質(zhì)的穩(wěn)定性，卷接所需的煙絲結(jié)構(gòu)必須優(yōu)秀[1]。采用定長切割法，可以減少卷煙中短纖維的數(shù)量，增加中纖維的數(shù)量，改善煙草生長的均勻性，提高粉碎葉纖維的能力。定長切絲法提高了煙絲中短纖維的穩(wěn)定性和卷煙物理品質(zhì)的穩(wěn)定性，減少了單箱煙絲的消耗[2-4]。

1 切絲裝置與基本原理

定長切絲的技術(shù)基礎(chǔ)和關(guān)鍵工具是切絲機(jī)刀的輥刀片，能使閉合切割刃和凹形切割刃具有相同的長度，并交替使用矩形斷絲作為常規(guī)平刃[5]。用于斷絲的矩形刀片及其導(dǎo)絲帶、推刃螺栓、壓刀板等零星設(shè)置在刀輥上，用于切割煙草。當(dāng)?shù)遁佫D(zhuǎn)動(dòng)成長方形斷絲刀刃并順利完成切絲工作時(shí)，剪掉的煙絲與原長方形斷絲刀刃的定長部位直徑相等。從刀輥到平刃，可以切割所有寬度和長度符合條件的煙絲。在特定的切割階段，控制煙絲直徑和長度比處于合適的范圍，可以大大提高煙絲尺寸的均勻性和穩(wěn)定性。

2 材料和方法

2.1 材質(zhì)、裝置與儀器

制絲在中煙產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司卷煙廠的生產(chǎn)線上完成，采用某名牌生產(chǎn)的某規(guī)格片煙。片煙經(jīng)儲(chǔ)葉柜出口后，依次選擇常規(guī)模式和40 mm定長模式開始切絲，通常切絲長度約為0.9 mm。常規(guī)長切絲方式為平板式刀刃，而40 mm定長切絲方式為鋸齒式刀刃，齒長約為40 mm。此外，使用到的裝置與儀器如下：異丙醇、甲醇、正十七碳烷、MHP7890氣相色譜儀、RM20H轉(zhuǎn)盤式抽吸機(jī)、Milli-Q Integral 10型超純水控制系統(tǒng)、Retsch AS400篩分儀聯(lián)邦德國Retsch企業(yè)生產(chǎn)的A l204電子天平、HY-5A回旋振蕩器、TPI300型煙草數(shù)碼投影機(jī)以及e300恒溫恒濕箱。

2.2 方法

2.2.1 煙絲結(jié)構(gòu)的測(cè)定

每批煙絲試樣儲(chǔ)絲箱出口后，將其分成3組，每組質(zhì)量為1 000 g，并按照參考文獻(xiàn)中的方式檢測(cè)煙絲結(jié)構(gòu)。檢驗(yàn)項(xiàng)目包含各長度區(qū)間的煙絲數(shù)和填充值，并根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果取平均數(shù)。

2.2.2 煙絲特征尺寸的測(cè)定

將若干煙絲特征與已知尺寸范圍的標(biāo)準(zhǔn)模板均勻分布地平鋪在同一白紙上，無交叉，并保證每個(gè)煙絲特征與標(biāo)準(zhǔn)模板的全部數(shù)據(jù)在同一區(qū)域圖像內(nèi)，再利用大量數(shù)據(jù)分析得出各種煙絲特征在不同尺寸范圍內(nèi)的累積與分布情況。

2.2.3 煙支內(nèi)密度分布的評(píng)級(jí)方法

隨機(jī)選擇10袋不同切割方式的中支卷煙樣品，從每袋中選擇2支質(zhì)量為0.52～0.54 g的卷煙，共20支卷煙，作為卷煙軸向密度測(cè)量的卷煙樣品，并分別在微波濕度密度下測(cè)量密度。每支卷煙的記錄由離點(diǎn)燃端1 mm處起始、距離59 mm處終止。每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的距離為1 mm。

3 定長切絲技術(shù)對(duì)中支卷煙的作用

3.1 對(duì)葉絲長度的限制

基于定長40 mm和常規(guī)切割方法，定長40 mm的切割方法在計(jì)算葉絲寬度的過程中，分割后的葉絲寬度并沒有明顯變化。切割后的葉絲平均長度和正常長度與常規(guī)切割模型的高度一致。常規(guī)切絲葉絲長度平均值為0.877 mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.060 mm。常定長切絲葉絲長度平均值為0.881 mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.058 mm。

3.2 制絲過程投入產(chǎn)出控制

定長切絲的模型中，葉絲的二次切割會(huì)增加造碎問題。考慮實(shí)驗(yàn)的便利性及其可控制性等，必須通過出絲率確定2種切絲模式對(duì)制絲流程造碎的影響。根據(jù)投資產(chǎn)量的計(jì)算方法，常規(guī)切絲原料投放量為9 466.58 kg，成品煙絲的累積量為9 032.28 kg，制絲線出絲率為93.97%。而定長切絲原料的投放量為9 424.95 kg，成品煙絲的累積量為8 984.70 kg，制絲線的出絲率為93.85%?？梢?，40 mm的定長切絲模式與常規(guī)切絲模式相比，在制絲流程中出絲率略低，證實(shí)了定長切絲模式和常規(guī)切絲模式對(duì)制絲流程中的投入與產(chǎn)出因素影響并不突出。

3.3 煙絲結(jié)構(gòu)方面的因素

經(jīng)過對(duì)普通切絲和定長切絲結(jié)果的比較可知：對(duì)于普通切絲，長、中、短、碎絲率依次為74.1%、10.05%、14.41%、0.99%，填充值均為4.53 cm3·g-1；對(duì)于定長切絲，長、中、短、碎絲率依次為63.59%、17.34%、15.38%、3.69%，填充值均為4.45 cm3·g-1。從結(jié)果分析，定長切絲能夠顯著增加煙絲的中、短絲數(shù)，且碎絲數(shù)有一定的增加，但提升率約有0.3%的可承受范圍，填充系數(shù)改變不顯著。針對(duì)煙絲大小的特點(diǎn)及其均勻度，對(duì)不同切絲方法的煙絲大小進(jìn)行分組研究，每組約為0.5 g，進(jìn)行3次混勻處理后，取1/4的結(jié)果進(jìn)行研究。結(jié)果表明，煙絲長度均為0.9 mm，加以折算，煙絲大小的水平分布差別顯著，其中普通切絲的標(biāo)準(zhǔn)水平偏離差為27.34 mm，定長切絲的標(biāo)準(zhǔn)偏差為16.67 mm，結(jié)果見表1。3種不同類型的定長切絲產(chǎn)品整絲率轉(zhuǎn)換率基本相同，沒有顯著差別，較普通的生產(chǎn)樣品整絲率轉(zhuǎn)換率稍高，與煙絲結(jié)構(gòu)的分布相關(guān)，對(duì)中支焦油煙絲的消耗有一些益處。

表1 樣品整絲率轉(zhuǎn)化率

3.4 煙支的密度分布情況

根據(jù)切絲模型中煙支內(nèi)部的密度均勻分布測(cè)定結(jié)果分析，兩個(gè)切絲模型的卷煙試樣密度近似，只是在煙支的內(nèi)部，40 mm的定長切絲試樣密度差異比較平均。

3.5 卷接臺(tái)機(jī)生產(chǎn)效率的影響

使用定長切絲法后，煙絲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大改變，尤其是中絲率和短絲率明顯提高，同時(shí)提高了煙絲的填充均勻度，影響了卷接機(jī)臺(tái)的生產(chǎn)效率。根據(jù)試驗(yàn)煙絲，分析兩組高速卷接機(jī)臺(tái)的排除狀況，記載每班次卷接機(jī)臺(tái)的總產(chǎn)能和排除數(shù)量，依次計(jì)算常規(guī)切絲模型和40 mm定長切絲模型執(zhí)行了3個(gè)月的機(jī)臺(tái)數(shù)量，結(jié)果見表2。

表2 不同切絲模式對(duì)卷接機(jī)臺(tái)剔除情況的影響

與傳統(tǒng)的切絲方式比較，在40 mm定長切絲方式下卷煙機(jī)臺(tái)生產(chǎn)率明顯增加，煙支總?cè)コ亢涂疹^力量顯著減少，卷接機(jī)生產(chǎn)更加順利，其中機(jī)臺(tái)班次生產(chǎn)率分別增加了10.3%和7.6%，煙支總?cè)コ糠謩e減少了65.1%和17.8%，總空頭去除率分別減少了62.1%和11.0%。先后采集2組高速卷接機(jī)卷制流程中40 mm定長切絲與正常切絲時(shí)各3個(gè)班次的殘煙并稱重，登記機(jī)臺(tái)質(zhì)量，經(jīng)比較折算為標(biāo)準(zhǔn)含水率12.0%后的平均值單箱（50 000支）殘煙量。結(jié)果顯示，在選擇40 mm定長切絲模后，2組卷接機(jī)臺(tái)的平均單箱殘煙量與普通切絲模相比有所降低，依次降低了21.75%和17.48%。可見，如果40 mm定長切絲后的煙絲適用于高速級(jí)卷，那么使用后能將顯著降低煙支切除率和殘煙率，提高高速機(jī)臺(tái)的作業(yè)效率。

3.6 物理指標(biāo)的影響

3種定長切絲煙絲煙支卷制重量標(biāo)偏相比正常產(chǎn)品的數(shù)量有所減少，表明在經(jīng)過定長切絲改善成型煙絲的寬度分配后，煙絲寬度分配更集中，煙支卷制流程中的煙槍煙絲分配也更均衡，提高了質(zhì)量穩(wěn)定性。經(jīng)過定長切絲后成型煙絲中碎絲率有所增長，導(dǎo)致煙支的含末率和端部落絲量有所增長，均滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求的小于4.5%的技術(shù)條件。

3.7 不同切絲方式下卷煙感官質(zhì)量的影響

取不同切絲方式下相同質(zhì)量的卷煙各2條，經(jīng)對(duì)10名具備煙草行業(yè)感官評(píng)抽能力的評(píng)抽人員經(jīng)過3點(diǎn)評(píng)抽后，能準(zhǔn)確判別的有3位，不能準(zhǔn)確判別的7位，表明兩種切絲方式下的卷煙產(chǎn)品感官品質(zhì)基本一致。對(duì)試樣實(shí)行了對(duì)照評(píng)吸，并以常規(guī)切絲試樣的各部分值為依據(jù)，選擇定長切絲試樣加以評(píng)定。選擇40 mm定長切絲模式后，卷煙的感官品質(zhì)基本一致，而逐口抽吸的感覺品質(zhì)差別縮小，前后的一致性增加明顯。

3.8 切絲寬度對(duì)煙支物理指標(biāo)的影響

在相同的卷材和卷煙的單根品質(zhì)條件下，采用不同的切線寬度進(jìn)行的煙支圓周在0.07 mm以內(nèi)，且隨切割寬度的增大，周長明顯增大。隨著卷材厚度從0.80 mm逐步增大到1.00 mm，卷材的吸阻值下降了164 Pa。而當(dāng)卷材厚度從0.85 mm提高到0.90 mm時(shí)，卷材的吸阻明顯下降，減少了131 Pa。從0.80 mm到0.85 mm的切線寬度，單根和吸阻的標(biāo)準(zhǔn)偏差均降低，而在0.85 mm到1.00 mm的切線寬度時(shí)，單個(gè)纖維的單根和吸阻的標(biāo)準(zhǔn)偏差都會(huì)隨切割寬度的增加而逐漸增大，說明0.85 mm的切線寬度對(duì)單根品質(zhì)和吸阻率的影響最好，而在0.85～1.00 mm的切線寬度下，對(duì)單根質(zhì)含量和吸阻率的影響會(huì)變得不穩(wěn)定。減少纖維厚度，就降低了纖維的可加工性，在生產(chǎn)和生產(chǎn)時(shí)更易造成纖維破碎，使煙草的中短纖維和卷曲含量增大。當(dāng)煙支卷制、煙條成型時(shí)，細(xì)小的煙絲會(huì)充滿大粒徑煙絲。煙支卷制過程中，如果煙支管的單根品質(zhì)和煙支長保持不變，則中短絲和細(xì)斷率相對(duì)高的煙絲卷制的煙支充填密度增大，煙支內(nèi)煙絲之間的孔隙比隨之降低，使煙支圓周下降。由于煙支圓周和煙枝內(nèi)部的煙絲構(gòu)造的改變，導(dǎo)致煙支吸阻力增大。細(xì)條纖維的可塑性較差，中長絲含量較少，而卷曲后產(chǎn)生的煙絲組織更加均勻，且各品種的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)偏差和吸阻標(biāo)準(zhǔn)偏差會(huì)隨之降低。

從0.80 mm到1.00 mm的煙絲，卷煙的成絲率和煙絲率分別增加2.85個(gè)百分點(diǎn)和0.80個(gè)百分點(diǎn)，而煙絲填充量未見顯著改變。結(jié)果表明：煙支吸阻降低164 Pa，煙支周長有明顯增加。當(dāng)卷材寬度為0.85 mm時(shí)，卷煙的單根品質(zhì)和吸阻力的標(biāo)準(zhǔn)偏差最少，且具有最佳的穩(wěn)定性。煙霧顆粒狀物質(zhì)的芳香組份的總含量、羰基類化合物、雜環(huán)類化合物、酚類化合物的釋放量呈現(xiàn)明顯的增大或下降趨勢(shì)。

4 結(jié)語

定長切絲技術(shù)在提高葉絲均勻度上效果突出。研究顯示，烘絲出口葉絲的中絲度有所下降，中絲量隨之增加，且煙絲的分布與均勻性有所改善，顯著改善了傳統(tǒng)平刀切絲后的葉絲交織情況。制絲中，定長切絲技術(shù)對(duì)烘后葉絲的碎絲量、充填值等都有一定影響，而在加香過程中篩分后的煙沫量提高顯著，表明定長切絲技術(shù)對(duì)葉絲有一定造碎的作用，但改進(jìn)過程對(duì)成型煙絲的整絲率、充填值等參數(shù)改變很小。所以，改良后的定長切絲技術(shù)在制絲過程中對(duì)于調(diào)整煙絲組織、提高制絲效率等方面能夠取得預(yù)期成效，而對(duì)卷煙后續(xù)工序及其煙支生產(chǎn)的改變效果尚待進(jìn)一步的研究。