烟丝加工过程中的破碎规律研究

为探索烟丝在加工过程中的破碎规律,设计不同切丝宽度和尺寸的烟丝,研究滚筒、流态化、机械输送等关键加工环节前后烟丝的结构变化规律。结果表明,随着烟丝加工进行,各规格烟丝不断破碎,烟丝的特征尺寸降低,破碎度升高,主要表现在>7.10 mm和4.50~7.10 mm等尺寸较长的烟丝质量分数不断降低,<2.00 mm的烟丝质量分数不断升高,不同处理间3.35~4.50 mm的烟丝质量分数变化差异最大。滚筒加工过程中烟丝质量分数的变化率整体较大,其中滚筒干燥过程最大,其次是振动输送、干燥后的提升输送和风送过程,风选和干燥前的提升等过程较小。加工后1.0 mm宽度烟丝、1.0 mm宽度断丝的烟丝、0.8 mm宽度烟丝和0.8 mm宽度断丝的烟丝特征尺寸变幅分别达到1.86 mm、1.09 mm、1.65 mm和1.08 mm,其破碎度分别达到33.51%、26.35%、33.39%和27.43%。综上,>7.10 mm和4.50~7.10 mm等特征尺寸较大及同一断丝或未断丝处理下宽度较窄的烟丝在加工过程中更易破碎,应根据加工的需求,关注特定尺寸的烟丝质量变化规律,在原料消耗允许的范围内,开展烟丝结构调控和工艺优化。

基于图像识别的叶丝形态表征及其数值模拟

【背景和目的】研究一种叶丝颗粒的粒度和粒形表征方法,表征结果可用于其数值模拟的建模。【方法】采用图像分析技术,确定分散放置在二维平面上的每根叶丝的等面积圆当量径、最大弗雷特(Feret)径、圆形度和纵横比。【结果】(1)利用提出的叶丝颗粒图像采集和处理方法,通过对叶丝样品数据的统计分析,确定叶丝物料粒度和粒形的概率密度分布曲线,实现了长丝、中丝、短丝和碎丝4种长度叶丝物料的颗粒粒度和粒形表征,表征参数可定量的反映不同样品的颗粒尺寸和形状的差异。(2)离散单元法数值模拟结果表明叶丝的粒度和粒形性质对物料堆积高度有重要影响。本文基于实验测量得到的粒度和粒形概率分布曲线,生成了与实际形态分布一致的叶丝颗粒的数值模型,数值模拟结果与实验结果的偏差在1.3%以内。【结论】提出的方法从粒度和粒形对叶丝颗粒进行定量表征,表征结果一方面能反映不同物料的性质差异,另一方面可直接用于建立与实际情况接近的数值模型,从而准确预测不同长度叶丝颗粒的堆积高度。

不同切丝宽度中支卷烟的包灰性能、主流烟气及感官质量变化规律

为探索切丝宽度对中支卷烟卷接质量、包灰性能、烟气指标及感官质量的影响,在其他制丝和卷制条件相同时,分别按0.80、0.90、1.00、1.10 mm的切丝宽度制丝并卷制烟支,分析切丝宽度对卷烟理化指标及感官质量的影响。结果表明,随切丝宽度从0.80 mm增加至1.10 mm,整丝率从86.89%逐步增加至91.40%,短丝率和碎丝率均逐渐减小,且长丝率、整丝率及短丝率与切丝宽度间存在显著相关性。不同切丝宽度卷烟卷制稳定性整体较好,封闭吸阻及其标准偏差随切丝宽度增加呈现减小趋势,切丝宽度为1.00 mm时,端部落丝量、燃烧锥落头倾向及烟丝轴向密度的标准偏差相对较低;通过逐步回归分析法建立了烟丝结构与物理指标间的关系模型,长丝率与端部落丝量和含末率呈负相关,中丝率与轴向密度标准偏差呈负相关,短丝率与总通风率标准偏差呈负相关,并与落头倾向呈正相关关系。切丝宽度对包灰值、灰度值和碳化圈宽度有极显著影响,切丝宽度为1.00 mm时,包灰值和碳化圈宽度最小,分别为2.40%和12.36%。切丝宽度与抽吸口数和焦油释放量呈显著或极显著相关关系,其中与抽吸口数呈正相关关系,与焦油释放量呈负相关关系。感官评吸结果表明,1.00 mm切丝宽度时中支卷烟的感官质量最优。

加工工艺参数对烟丝加工过程中破碎规律的影响

为探索烟丝在加工过程中的破碎规律,研究了滚筒、流态化、机械输送等加工环节关键参数对烟丝结构的影响。结果表明:(1)当筒壁温度高于117℃时,烟丝特征尺寸明显下降,破碎度明显增加。热风温度低于100℃时,破碎度最小,特征尺寸最大。滚筒倾角大、转速快均会造成烟丝的造碎增加,填充值减小。筒壁温度和热风温度对烟丝特征尺寸和破碎度影响大于滚筒倾角和转速。(2)烟丝风选和风速加工对烟丝的破碎影响较小,随着风机频率的升高,烟丝破碎度缓慢升高,烟丝特征尺寸缓慢下降。(3)烟丝在机械输送过程中,当皮带提升喂料机速度大于36 Hz时,烟丝特征尺寸增大,破碎度降低。当振筛频率在50 Hz时,烟丝特征尺寸最大,破碎度最低。当物料高度在60 cm时,烟丝特征尺寸最大,破碎度最低;当物料高度在140 cm时,特征尺寸最小,破碎度最高。烟丝的出柜速度越大,物料破碎度越高,特征尺寸越小。研究结论可为烟丝在加工过程中关键加工参数的优化、提高产品加工质量、降低原料消耗提供依据。

烟丝结构表征方法研究

利用RetschAS400筛分仪对6种不同结构烟丝(叶丝、梗丝、CO2膨胀叶丝及掺配后、风送后、卷制后配方烟丝)进行筛分,得到其尺寸区间分布,转化为累积分布后,再利用统计分析的方法,建立了烟丝尺寸分布特性方程,分析得到了描述烟丝尺寸分布规律的特征量,并对比分析了筛分法测试与真实值测试所得烟丝尺寸分布规律,从而建立了能够准确地描述烟丝及其在加工过程中结构分布规律的表征方法。结果表明:1)烟丝结构可以用特性方程F=exp(-BxC)来表征;2)x0.50值为烟丝特征尺寸,其值越大,表示烟丝的整体尺寸越长;C值为均匀性系数,其值越大,表示烟丝尺寸分布范围越窄,均匀性越好。

烟丝结构对卷烟端部落丝量的影响

通过对1种配方叶丝(A)和3种不同配方烟丝(B,C,D)进行连续多次卷制,分析了烟丝结构与卷烟端部落丝量的相关关系。结果表明:在试验范围内,①卷烟端部落丝量随着烟丝特征尺寸的降低而增大;②2.8mm以上烟丝与卷烟端部落丝量呈负相关,其中以5.6mm以上烟丝的影响最为明显;2.8mm以下烟丝与卷烟端部落丝量呈正相关,其中以1.4mm以下烟丝的影响最为明显。

基于分形理论的烟丝尺寸分布表征方法

为研究烟丝尺寸分布特性,推导了烟丝筛下累积质量百分比与分形维数的相关性方程,探讨了分形维数与端部落丝量的关系。结果表明:①根据粒度分形理论建立了烟丝尺寸分布分形模型,由该模型计算出的烟丝筛下累积质量百分比与实测值吻合程度较好(R2=0.9403),表明烟丝尺寸分布满足分形特性;②同种配方烟丝,分形维数越大,相同孔径筛网下烟丝比例越大,烟丝的特征尺寸越小;③端部落丝量M与烟丝分形维数D的相关性较好(R2=0.9007),说明分形维数作为端部落丝量的一个量化指标,可为加工过程中工艺参数的优化提供依据。

烟丝结构与卷烟单支重量和烟支密度及其稳定性的灰色关联分析

采用灰色关联方法分析了来料烟丝的结构与卷制后单支重量和烟支密度及其稳定性的相关关系。结果表明:在试验范围内,大于3.35 mm的长烟丝对卷烟单支重量和烟支密度的影响趋势与对其稳定性的影响趋势相反,即随着大于3.35 mm烟丝比例的增加,卷烟单支重量和烟支密度减小但其稳定性下降;不同长度烟丝对卷烟单支重量和烟支密度及其稳定性的影响程度不同,大于5.60 mm烟丝的影响较小,2.80～4.75 mm烟丝的影响最大。

叶片结构对卷烟质量影响的研究进展

综述了目前测量烟片结构的一些主要方法,即筛分法、叶面积测定法等方面的研究进展,认为影响叶片结构的主要因素为烟叶原料的物理特性、加工工艺和设备等,同时,不同尺寸叶片的比例变化会对烟丝结构产生影响,并随之影响卷烟的卷制质量.指出采用计算机及图像处理技术进行叶片结构分析将是该领域今后的研究方向.

卷烟端部落丝量与烟丝结构的相关性分析

通过制备不同结构的烟丝并进行旋转箱、旋转笼两种端部落丝量测定方法的试验,分析叶、梗丝掺配比例及不同烟丝结构对两种测定方法检测值的影响。讨论了两种方法检测结果的差异性,分析卷烟端部落丝量指标对卷烟工艺的指导作用。试验结果表明:梗丝掺配比例与两种测定方法测定值无显著相关性;6目至8目叶丝比例与两种测定方法测定值有显著相关性;18目下梗丝与两种测定方法测定值无显著相关性;旋转笼法和旋转箱法的测定结果显著相关。

叶片大小与叶丝尺寸关系的探讨

在卷烟生产中 ,叶丝结构中 >3.2mm和 <1.4mm叶丝的比例是衡量制丝线加工水平的一个重要工艺参数。制丝线中的每个工序环节对叶丝结构都有一定的影响 ,但来料叶片结构对叶丝结构起决定性的作用。通过试验 ,对这两者之间的关系进行了探讨 ,发现 >12 .7mm的叶片对 >3.2mm的叶丝有显著影响 ,≤ 12 .7mm的叶片对≤ 1.

烟草保润性能测试方法

为了得到一套过程简便、结果准确的烟草保润性能测试方法,为增香保润重大专项的实施奠定基础,考察了测试方法、湿度控制手段、取样量及烟样形态4个因素对保润性能测试结果可靠性的影响。结果表明:在进行烟草保润性能测试时,尽量增大取样量,采用差量法、将形态均匀的烟丝放入硫酸干燥器内,并将硫酸干燥器放入相同湿度下的恒温恒湿箱中进行烟丝解湿或吸湿过程水分变化情况的测试,可以得到相对准确的测试结果。

不同卷烟机型对烟丝造碎的影响

为分析不同卷烟机型对卷制过程烟丝造碎程度的影响,研究了PROTOS,PASSIM和SUPER9 3种型号卷接机组卷制前后烟丝结构的变化,通过特征尺寸计算不同卷烟机型对烟丝的破碎度,由破碎度分析不同卷烟机型对烟丝的造碎程度。结果表明:①对于同种配方烟丝,PASSIM卷烟机的造碎程度最小,PROTOS卷烟机其次,SUPER9卷烟机对配方烟丝的造碎程度最大;②同一卷烟机型对不同配方烟丝比例的配方造碎程度存在差异,叶丝比例高、梗丝比例低的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度高。

基于混料均匀设计的细支烟烟丝尺寸优化

为了提高细支卷烟物理指标的稳定性,采用带约束条件的混料均匀设计法进行优化试验,并进行了试验数据的回归分析及回归方程的优化计算。结果表明:在切丝宽度为0.85 mm的条件下,当吸阻标准偏差最小时,烟丝4种尺寸的最优配比为X=(0.016 7,0.217 2,0.303 8,0.271 4),此时吸阻标准偏差最小值为37.311 8 Pa;除硬度、总通风率标准偏差和端部落丝量外,其他主要物理指标达到最小值时,长度大于6.70 mm的烟丝比例均小于0.08;除质量、硬度标准偏差外,其他主要物理指标达到最小值时,长度小于2.50 mm的烟丝比例均小于0.3;当主要物理指标达到最小值时,长度为>4.32~6.70、2.50~4.32 mm的烟丝比例之和为0.5~0.8,烟丝尺寸比例得到优化。

烟叶复烤线打叶框栏的技术改进

从控制超大片率、保证大中片率出发,分析了烟叶复烤线打叶框栏对打叶的影响,提出了将一级打叶器上框栏开孔制作成不同尺寸以改善打叶后的叶片结构的措施:将3,45,排框栏的孔径改为110 mm×(80±1)mm;将1,2,6,7排框栏孔径改为110 mm×(72±1)mm.改进后,大中片率由86.9%提高到87.6%5,0 mm×50 mm以上超大片率由26.2%减少至21.6%.

不同尺寸规格的烟梗吸湿特性及梗丝质量的影响

为研究不同尺寸规格烟梗物理及加工特性的差异,采用单因素试验方法,首先研究了直径与长度对不同地区烟梗贮后含水率增量的影响,并对试验结果进行聚类分析,然后对比分析不同直径规格烟梗制得梗丝的成丝效果及物理质量。结果表明:(1)直径对烟梗贮后含水率增量的影响均达到极显著水平,随烟梗直径的增加,烟梗的含水率增量呈逐渐下降的趋势;长度对部分地区烟梗贮后含水率增量的影响均达到极显著水平,当烟梗长度为20~60 mm时,烟梗贮后含水率增量变化不大。根据聚类分析结果并结合实际生产,可将6地区不同直径烟梗分为4组。(2)对照样(直径2~7 mm混合烟梗)梗丝宽度均匀性较低;直径5~7 mm样品梗丝形态较宽,弹性差;直径2~5 mm样品梗丝的丝状效果较明显,形态更接近叶丝,弹性较好。综合来看,不同尺寸规格烟梗吸湿性差异较大,不宜进行混合加工,对烟梗进行尺寸划分,可改善梗丝物理质量。

烟丝结构对烟丝填充值和卷接质量的影响

研究了不同结构烟丝的填充值和卷接质量的变化规律.结果表明:在试验范围内,整丝率与烟丝的填充值、卷烟单支质量呈现出显著的相关性,当烟丝的整丝率(质量分数)≥80%时,可使烟丝的填充值稳定提高、卷烟单支质量显著降低;碎丝率与卷烟单支质量、卷烟空头率呈现出显著的线性关系,烟丝碎丝率(质量分数)增大1%,卷烟单支质量增加0.0084g,卷烟空头率增大0.41%.利用该成果,在生产中采取相应的措施,可使烟丝的结构更加合理,卷接质量及稳定性得到显著提高.

烟丝结构对卷烟物理指标的影响

通过对配方叶丝（A）和3种不同配方烟丝（B、C、D）进行连续多次卷制，采用灰色关联方法分析了烟丝结构分布与卷烟物理指标的相关关系。结果表明：①存在某一特定烟丝长度与卷烟物理指标关联极性的分界点，大于与小于该长度烟丝的比例变化对卷烟物理指标的影响趋势相反：②不同长度烟丝与卷烟物理指标的关联系数在某一特定长度时达到最大，烟丝越接近该长度，关联系数越大，但是对于不同的物理指标及其稳定性，该长度值有所不同；（固为获得较为理想的卷烟物理指标及其稳定性，烟丝结构分布的最可几长度应为2．00-4．75mm，应尽量减少小于1．40mm的烟丝比例。

影响卷烟端部落丝量的因素研究

通过卷制结构不同的烟丝、测试通过卷接设备的烟丝结构、调整设备参数及喂丝方式等实验,发现烟丝的结构和耐加工性能是影响卷烟端部落丝量的主要因素,卷接设备的参数调整、喂丝方式是影响卷烟端部落丝量的次要因素。

基于短支卷烟物理质量稳定的烟丝尺寸优化设计

利用相关性分析和回归分析法研究烟丝尺寸分布与短支卷烟主要物理指标的相关关系,分析影响短支卷烟物理质量及其稳定性的具体烟丝尺寸分布.结果表明:①对短支卷烟物理质量及其稳定性产生主要影响的烟丝尺寸分布为 X1 (>7.00mm )、 X3 ( 3.35~5.00mm )、X5 ( 1.00~2.50mm )、 X6 (<1.00mm );②其中 X1 层烟丝与卷烟重量标偏呈线性正相关, X5 层烟丝与吸阻、硬度及其标偏呈线性负相关, X3 层、 X6 层烟丝与端部落丝量和含末率分别呈线性负相关和正相关.在短支卷烟实际生产中,可以针对波动较大的物理指标,通过适当增加短丝和中长烟丝的比例,减少超长烟丝和碎丝比例,达到提升短支卷烟物理质量及其稳定性的目的.