卷烟机烟丝造碎度影响
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本文作者：邓国栋 堵劲松 张玉海 王锐亮 卢新万 李善莲 徐大勇 王 兵 单位：中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室 福建中烟工业公司
烟支卷制是卷烟加工过程的重要环节，对卷烟加工感官质量、物理质量、烟气指标等有重要影响［1-2］。卷制质量不仅与烟丝来料状况有关［3-5］，而且与卷烟机结构及操作参数等关系密切［6-7］，不同卷烟机型设备结构存在差异，而关于卷烟机型对烟丝造碎的影响研究对比鲜有报道。为此，对国内现阶段主要使用的卷烟机型对不同配方烟丝造碎的影响进行研究，旨在为卷制过程烟丝的造碎分析、卷烟机型选择等方面提供参考。
1材料、设备与方法
1.1材料、设备与仪器选取不同配方的A，B，C，D，E，F，G，H8个卷烟牌号烟丝分别作为卷制试验样品，其配方结构见表1。PROTOS1-8卷烟机（德国Hauni公司）；PASSIM80卷烟机（英国Molins公司）；SUPER9卷烟机（许昌烟草机械有限责任公司）；RetschAS400筛分仪（德国Retsch公司，筛网孔径为：6.70，5.60，4.75，4.00，3.35，2.80，2.00，1.40，0.71mm）；PL3001-SMettler电子天平（感量：0.1g.
1.2方法
1.2.1试验方法采用3种型号卷烟机（PROTOS1-8，PASSIM80，SUPER9）对选定的试验牌号配方烟丝进行正常生产卷制，待卷烟机各项操作参数稳定且达设定要求时，分别在卷烟机前（风送落料截面处）和卷烟机后（烟枪跑条处）接取烟丝样品，对烟丝样品分别进行烟丝结构测定，计算卷制前后烟丝样品的特征尺寸［8-9］，进而计算卷制过程烟丝的破碎度，比较不同卷烟机型卷制过程对烟丝的造碎程度。
1.2.2取样与制样卷制前样品取样：在卷烟机运行稳定（即质量控制系统稳定）后3min，进行取样，每个试验牌号在卷烟机风送落料截面处连续接取5个烟丝样品，每次取样间隔时间1min，每次取样约0.4kg。卷制后样品取样：卷烟机风送落料截面处取样完毕后1min，在卷烟机烟枪跑条处连续接取3个烟丝样品，每次取样间隔时间1min，每次取样约0.4kg。按照GB/T16447［10］的要求对所取烟丝样品进行平衡，并采用四分法将每个平衡后烟丝样品缩至（100.0±10.0）g作为筛分测试样品。
1.2.3烟丝结构检测在转速230r/min，旋转时间4min，检测筛正反进行旋转，交替时间为1min，间停时间为1s条件下进行平衡后烟丝样品的筛分，筛网孔径从上到下依次减小。筛分完成后称重并记录每层筛网上的烟丝质量。1.2.4卷制过程烟丝破碎度［11］的计算根据每个烟丝样品每层筛网上烟丝质量数据，进行烟丝样品分布方程拟合，并求算出每个烟丝样品的特征尺寸，由卷制前后烟丝样品的平均特征尺寸计算经卷烟机卷制过程后烟丝的破碎度，具体计算公式为：Q=d0d0-d1×100%（1）式中：Q——卷制过程烟丝破碎度（%，结果精确至0.01%）；d0——卷烟机卷制前（风送落料截面处）烟丝特征尺寸的平均值（mm）；d1——卷烟机卷制后（烟枪跑条处）烟丝特征尺寸的平均值（mm）。
2结果与分析
2.1PASSIM与PROTOS卷烟机对烟丝的造碎A，C两个卷烟牌号配方烟丝分别经PASSIM和PROTOS两个型号卷烟机进行卷制跑条，对卷制前、后烟丝样品进行筛分，计算特征尺寸，并对破碎度进行计算，结果见表2。由表2中数据可知，PASSIM卷烟机对牌号A，C配方烟丝的造碎程度小于PROTOS卷烟机，这可能是由于PROTOS卷烟机采用提升带传送烟丝，并且卷制过程PROTOS卷烟机回丝比例（30%～50%）相对于PASSIM卷烟机回丝比例（25%～30%）设定更高，被多次处理的烟丝比例也较高，造成PROTOS卷烟机卷制过程烟丝造碎较大。两种卷烟机型都对叶丝比例高、梗丝比例低的牌号C配方烟丝造碎程度大，这与文献［12］报道一致。
2.2PASSIM与SUPER9卷烟机对烟丝的造碎D，E，F3个卷烟牌号配方烟丝分别经PASSIM和SUPER9两个型号卷烟机进行卷制跑条，对卷制前、后烟丝样品进行筛分，计算特征尺寸，并对破碎度进行计算，结果见表3。由表3中数据可知，PASSIM卷烟机对配方烟丝的造碎程度小于SUPER9卷烟机；这可能是由于PASSIM卷烟机采用的定量辊上扒钉排列较稀疏，对少量烟丝有造碎作用，而SUPER9卷烟机通过提升带控制烟丝流量，提升过程有一定比例烟丝被清洁辊弹下后被反复多次提升，整个过程对烟丝的机械作用较多，烟丝造碎较大。PASSIM卷烟机对D，F两个牌号的配方烟丝造碎程度接近，且均大于对E牌号配方烟丝的造碎程度；SUPER9卷烟机对E，F两个牌号的配方烟丝造碎程度接近，且均小于对D牌号配方烟丝的造碎程度。由于D，E，F3个牌号配方烟丝中含叶丝比例较为接近，且配方中除叶丝和梗丝外分别含有膨胀烟丝和再造烟叶丝，因此不易对不同配方比例的烟丝进行造碎分析。
2.3PROTOS与SUPER9卷烟机对烟丝的造碎B，G，H牌号配方烟丝分别经PROTOS和SUPER9两个型号卷烟机进行卷制跑条，对卷制前、后烟丝样品进行筛分，计算特征尺寸，并对破碎度进行计算，结果见表4。由表4中数据可知，PROTOS卷烟机对B，G，H牌号配方烟丝的造碎程度小于SUPER9卷烟机；这可能是由于两种卷烟机虽然均采用提升带传送烟丝，但相比于SUPER9卷烟机，PROTOS卷烟机采用流化床处理，烟丝由气流输送取代机械传送，减少了烟丝与机械传动部件的接触，烟丝造碎较小。而两个卷烟机型对叶丝比例高、梗丝比例低的牌号G配方烟丝造碎程度大，对叶丝比例低、梗丝比例高的牌号H配方烟丝造碎程度小，这与文献［12］报道一致。
3结论
①不同卷烟机型对相同配方烟丝的造碎存在差异，PASSIM卷烟机对配方烟丝的造碎程度最小，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，比较而言，叶丝比例高的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度高，梗丝比例高的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度低。③不同卷烟机型设备结构在供丝系统、回丝控制等影响卷制过程烟丝造碎的关键部位存在差异，这些差异造成卷烟机型对烟丝卷制过程的造碎程度不同，生产过程中可根据配方比例的差异选择合适的卷烟机型。