卷烟加料工艺加料均匀性及影响因素研究进展

卷烟生产过程中施加料液可起到提升卷烟品质、改善物料耐加工性的重要作用。叶片加料是当前最为成熟也是行业内应用最为普遍的加料技术,叶丝加料更有利于料液施加的均匀性,打叶复烤片烟加料工艺更侧重于提升物料的耐加工性。加料均匀性评价方法目前多采用总体精度控制,近红外光谱模型、图像处理技术的在线应用是加料均匀性评价的发展趋势。加料均匀性的影响因素研究系统性明显不足,不同因素间的协同效应、联动效应研究是有效提升加料均匀性的关键。     

卷烟加工过程加料均匀性研究进展

为了促进国内卷烟制造行业加料过程均匀性的研究,对料液施加过程均匀性的评价方法、影响因素及改进措施等方面进行综述,并结合实际对将来卷烟加料均匀性的研究方向进行展望。     

烟叶叶片加料均匀性的快速评价方法研究

利用近红外光谱技术快速检测卷烟叶片加料均匀性。通过对切丝后叶片进行近红外检测,考察烟丝不同含水率对近红外光谱的影响,同一牌号叶组配方变化对近红外光谱的影响,结果表明烟叶含水率是近红外定量分析主要干扰因素,同一牌号叶组配方变化对近红外影响较小。收集400个具有代表性的近红外光谱,将料液假设为一种成分,运用偏最小二乘法建立料液与烟叶比例的数学模型。对所建立的数学模型进行验证,模型验证误差在5%以内,具有一定实用价值。结果表明通过近红外检测技术可以实现对卷烟叶片加料均匀性的检测。     

再造梗丝回填工艺参数对加料均匀性的影响

为了提高再造梗丝加工过程中回填加料的均匀性,分析测试了再造梗丝回填工艺参数(空白梗丝水分、回填液温度、回填液浓度、挤压压力、拨辊频率)对回填加料均匀性的影响。结果显示：(1)随着空白梗丝水分增加回填加料均匀性系数呈现先上升再下降的趋势;(2)随着回填液浓度逐步升高,加料均匀性系数呈现缓慢下降趋势,浓度超过36%时,加料均匀性系数下降趋势急剧加大;(3)随着回填液温度升高,加料均匀性系数呈现上升趋势,温度超过37℃时,加料均匀性系数变化趋势减缓;(4)随着拨辊频率的提高,加料均匀性系数呈现先增大后下降的趋势,产品碎丝率在回填加料机拨辊频率调整至48HZ时出现急剧上升趋势;(5)随着挤压压力的增加,回填加料均匀性系数呈现上升的趋势。     

白肋烟叶片、叶丝二次加料研究

为解决白肋烟加料过程中存在的加料均匀性差、料液有效利用率低等问题,采用片、丝相结合的分步分比例加料技术,即在白肋烟叶片经回潮、增温松散后进行片加料,切丝后进行丝加料,并对最佳料液施加分配比例进行了研究。结果表明:采用分步分比例加料技术,当片加料料液分配比例为75%,丝加料料液分配比例为25%时,加料均匀系数由采用传统叶片两次加料技术时的53.52%提高到90.14%,料液有效利用率由61.19%提高到88.25%。     

基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法

为量化评价加料工序单张烟片料液分布和加料过程均匀性,应用数字图像处理技术对料液附着点分布图像进行处理,建立了基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法,采用料液分布变异系数表征单张烟片料液分布均匀性,采用烟片间料液附着量变异系数表征加料过程均匀性。验证结果表明:基于图像处理的加料均匀性评价方法检测结果,与采用YC/T 353—2010行业标准检测结果具有相同趋势,检测结果可有效表征整体加料过程的改善或劣化程度。      

卷烟制丝加料工序均匀性的评价与控制

为量化研究卷烟制丝加料工序的均匀性,运用同时蒸馏萃取-气质联用选择离子扫描技术,对卷烟制丝加料工序中添加的乙基麦芽酚进行分离分析,建立了一套回收率高、重复性好的分析方法;并以乙基麦芽酚为考察指标,应用所建立的分析方法,对改造前后加料系统的均匀性进行了系统的研究.结果表明,调整加料系统后,均匀性效果明显提高,检测数据的标准偏差由26.821下降至15.020,加料精度提高了44%;并对改造效果进行验证,检测数据的标准偏差为14.428,说明调整效果较好.     

基于均匀实验设计对加料工序参数的优化

加香、加料环节是卷烟制丝加工过程中的重要工序,其主要作用能使烟气柔和、改善余味、协调香气、掩盖杂气,料液施加的有效利用率对保障卷烟产品质量稳定性和提升品质起着至关重要的作用。以SJ1527型加料机作为研究对象,分别选取排潮风门开度、热风温度、雾化喷嘴压力三个参数,以料液中的丙二醇作为标记物,采用均匀试验设计法研究加料工序关键参数对料液施加效果的影响。结果表明,影响加料有效的因素依次为:雾化喷嘴压力、风温度与雾化喷嘴压力的交互作用、热风温度、排潮风门开度、排潮风门开度与雾化喷嘴压力的交互作用。在实验范围内,以雾化喷嘴压力为0.28MPa、热风温度75℃、排潮风门开度35%为最佳参数组合。     

过程能力分析在卷烟加料均匀性评价中的应用

为了量化评价卷烟制丝加料的均匀性,通过测定加料后试验样品中1,2-丙二醇的含量,根据统计过程控制技术的统计方法,对1,2-丙二醇的测定结果进行了系统的数理分析。结果表明:利用控制图和过程能力指数的评价方法,可对卷烟制丝加料过程的稳态进行判断,并对稳态条件下的加料均匀性进行定性和定量的描述及评价。     

薄层物料双面喷射式加料系统的研制与应用

为解决传统滚筒加料系统加料均匀性差、料液有效利用率低和物料粘附等问题,根据薄层物料双面加料更加均匀的原理,研制了薄层物料双面喷射式加料系统。该系统主要由松散均布、高速摊薄、双面多点喷射加料和过滤吸附等装置组成。通过对物料进行摊薄,形成稳定的物料帘,在物料帘的双面实施多点喷射加料,保证料液施加的均匀性;通过排潮抽吸风使悬浮的雾化料液穿过物料层,利用物料层的吸附过滤作用,提高料液的利用率;加料腔为不对称多孔罩式结构,使腔体内外气压保持平衡,减少物料与腔壁的接触。利用"黄金叶(硬帝豪)"对双面喷射加料和滚筒加料两种方式的加工品质、产品质量、主流烟气成分和能耗物耗进行对比试验。结果表明,与滚筒加料方式相比,采用薄层物料双面喷射加料方式,加料精度为0.08%,加料均匀系数提高1.69百分点,料液有效利用率提高13.7百分点,物料粘附量减少4.1 kg/批次;卷烟感官质量提高0.5分;综合加工成本节约6.97元/箱。该系统有效提高了片烟加料的均匀性和料液有效利用率,避免了物料粘附现象,改善了卷烟感官质量,节约了能源和原材料消耗。      

润叶加料喷嘴固定支架装置的改进

为解决润叶加料喷嘴安装角度无法量化等问题,对喷嘴固定支架装置进行了改进.设计了带表盘刻度功能的加料喷嘴固定支架,通过实验分析得到SJ型加料机最佳加料喷嘴轴向定位约为92.5°,即喷嘴喷射点距滚筒进料端约1 m,径向定位约为87.4°.应用效果表明,改进后喷嘴支架装置实现了加料喷嘴角度轴向和径向双方向的精确定位,操作简单方便,在相同工艺生产条件下,滚筒筒壁粘叶量由改进前的2.60 kg/批次降低至0.69 kg/批次,有效提高了加料均匀性和稳定性.     

论白肋烟的加料处理

根据白肋烟叶的化学组成特点，从参与或催化中和反应及棕化反应方面提出了糖、酸、碱白肋烟料剂处理法，并在此基础上提出了糖酸和糖碱混合物两种基本白肋烟料剂处理法。初步试验结果表明，糖酸和糖碱混合物均有减轻白肋烟杂气、降低刺激和改善吸味的作用，糖碱混合物的处理效果比糖酸稍好。     

转化酶水解蔗糖加料烘焙对白肋烟品质的影响

为提高白肋烟的处理效果,进行了转化酶水解蔗糖和柠檬酸水解蔗糖的加料烘焙试验,并进行了加料烘焙前后烟叶还原糖、总糖、烟碱、钾、氯、氨基酸、中性和碱性香味成分分析及卷烟评吸。结果显示:①与加酸转化糖里料相比,采用加酶转化糖里料对烘焙后白肋烟中的常规化学成分影响基本相同,总氨基酸含量显著降低,碱性香味成分增多;②加酶转化糖里料的白肋烟的感官质量总体上比加酸转化糖的略有改善,其中香气质和香气量有较大改善,烟气浓度和凝聚性有一定程度的改善,白肋烟香和刺激性增强,杂气、干燥感、舒适程度等指标差异不大。酶转化糖可以替代酸转化糖进行白肋烟的加料。     

滚筒烘丝机工艺参数对烤烟感官质量的影响

为分析滚筒烘丝机工艺参数对感官质量的影响,对烘丝机工艺参数与感官质量各指标进行了简单相关、逐步回归、贡献率分析研究,并采用均匀设计方法对烘丝机筒壁温度、HT63蒸汽压力、烘丝机筒体转速、热风风门开度和热风温度等5个工艺参数进行了组合试验.结果表明:①HT63蒸汽压力与劲头达到了显著正相关,但其余各个工艺参数与感官质量各指标的相关性未达到显著水平.②在所测试的工艺指标中,筒壁温度对香气质、香气量、杂气、干净程度和评吸总分的贡献率最大;热风温度、HT63蒸汽压力对劲头贡献率较大;热风风门开度和HT63蒸汽压力对浓度的贡献率较大;HT63蒸汽压力对细腻程度和刺激的贡献率较大;热风温度对干燥感的贡献率较大.     

不同混丝模式对烟丝掺配效果的影响

在分组加工生产中,为了解不同混丝模式对烟丝掺配混合均匀性及物理特性变化的影响,采用4种烟丝混丝模式,将烤烟和白肋烟叶丝按照7:3的比例进行掺配,应用近红外光谱仪,以白肋烟掺配比例作为近红外预测指标进行建模,对不同混合样品中的白肋烟含量进行分析,对比评价了不同混丝模式下两种叶丝的混合均匀程度,烟丝结构及填充值的变化.结果表明:①在试验范围内,无论采用何种混丝模式,其烟支中的各组份均基本均匀;②丝柜预混方式的作用优于其它混合方式;③在不考虑加香后各工序混丝作用的前提下,传统的掺配加香混丝模式均匀性最差,丝柜预混与风力柔性掺配相结合模式的混丝均匀性最好.     

烟叶配方打叶均匀性的研究

本文分别对铺叶台的管理以及贮柜的使用进行研究,得出铺叶台的合理配置以及贮柜的有效利用,将对配方打叶产品的稳定性起到积极的作用.单独优化铺叶台管理,烟叶模块烟碱变异系数为6.64%,而铺叶台的优化管理与贮叶柜的有效利用相结合,烟叶模块的烟碱变异系数为6.09%.其余各指标的变异系数均有较明显的下降.     

再造烟叶丝掺配均匀性的研究与改进应用

为解决再造烟叶丝在掺配过程中物料欠松散、铺料不匀、掺配均匀性差等问题,进行了相关研究与改进:①改进松散装置布局,将松散装置安装于皮带秤后双向输送带的出料口处,使该装置达到最佳松散效果;②利用行星轴式的无中心轴技术设计鼠笼式松散辊,避免中心轴对再造烟叶丝铺料产生影响;③利用单一变量法,得到传统式松散装置的最佳转速为114 r/min,鼠笼式松散装置的最佳转速为48 r/min;④利用"九宫格"式分割技术设计了检测掺配物铺料均匀性方法,在相同实验条件下,分别利用传统式和鼠笼式松散装置对再造烟叶丝松散度、铺料连续性、掺配均匀性进行对比试验。结果表明:①建立的分割式检验掺配物铺料均匀性的检测方法,提升了再造烟叶丝铺料均匀性的检测水平,消除了再造烟叶丝实际瞬时流量与设定瞬时流量的偏差。②采用鼠笼式松散辊代替传统式松散辊,有效提高了再造烟叶丝的松散效率和掺配均匀性,再造烟叶丝与叶丝在单位区域内所占比例之差的波动区间由±5%减少到±0.5%。改进后较好地解决了再造烟叶丝在掺配过程中的松散度和均匀性问题,提升了烟丝内在品质的稳定性。