一种烟（叶、梗）丝结构检测取样装置的研制与应用

鲍文华 侯志龙 顾秋林 李秦宇 张志刚 卜德培

摘  要：根据卷烟生产制丝过程烟（叶、梗）丝结构（整丝率、碎丝率）检测过程中存在的取样工具不确定、样品重量不稳定、样品代表性不好的情况，结合企业自身生产工艺和设备特点，研制了一种烟（叶、梗）丝结构检测取样装置，重点设计了装置取样截面尺寸、端面形状和尺寸。应用验证结果表明：（1）取样装置截面尺寸设计考虑了检测点工序出口的断面形状和尺寸，所取样品代表性更好（最大程度上可以接取整个物料断面的物料）;（2）取样装置端面形状和尺寸设计考虑了样品的自然堆积体积，所取样品重量一次性符合行业规范要求的程度更高，不需要进行样品重量二次处理，有效降低了检验中对样品重量处理带来的检测结果误差;（3）使用设计的取样装置后，样品结构（整丝率、碎丝率）检测结果的标准偏差较使用装置前有所降低。

关键词：烟叶;取样装置;整丝率;碎丝率;标准偏差

中图分类号 S572 文献标识码 A   文章编号 1007-7731（2018）23-0084-02

烟（叶、梗）丝结构（整丝率、碎丝率）是评价烟叶质量的重要指标。烟草加工企业在烟（叶、梗）丝质量评价过程中，通常依据《卷烟工艺测试与分析大纲》、《烟丝整丝率、碎丝率的测定方法》（YC/T178--2003）的要求，对烟（叶、梗）丝的加工质量进行检测和评价。但在具体工作中，由于生产工艺、设备布局等方面的差异，不同企业对烟（叶、梗）丝结构检测和评价时，在取样点、取样工具、样品处理等方面也存在一定的差异。为此，本研究结合本企业工艺和设备特点，考虑了样品取样难度、样品代表性、样品的重量处理等方面的影响因素，研制了一种更加适宜本企业烟（叶、梗）丝结构的取样的装置，旨在提高烟（叶、梗）丝结构检测数据的客观性和准确性。

1 设计分析

依据《烟丝整丝率、碎丝率的测定方法》（YC/T178--2003）要求，烟（叶、梗）丝结构样品应在加工工序出口端随机取样，如有特殊检测要求，应在规定的取样位置取样。取样时应使用取样盘接取样品，样品重量应符合（1000.0±100.0）g/次的要求。如果样品质量不符合要求，应重新取样。可以看出，行业标准中明确要求了烟（叶、梗）丝结构测试的取样位置、样品重量，主要目的是为了保证样品的客观性和准确性。因此，取样装置的设计应充分考虑行业标准要求和生产实际，对取样装置的形状、大小、安全性、灵活性等方面进行综合考虑和设计，进而使得取样装置能够满足操作便捷安全、样品代表性好、制作难度低的需求。基于以上情况的考虑，取样装置的总体设计思路是：装置取样截面的宽度应与取样点工序出口物料截面匹配，保证所取样品具有代表性;装置的容积应结合物料的填充性能，对断面的形状和尺寸进行设计，使得所取样品符合检测重量要求。

2 制定筛选设计方案

2.1 取样装置长度的确定 通过现场测量，本企业3条制丝线取样点振槽宽度分别为55cm、75cm、110cm，考虑到制作成本及便于操作维护，将取样装置的长度确定为100cm和70cm 2种型号。

2.2 取样装置端面形状的设计与选择 取样装置端面形状设计初步确定了3套待选方案，分别为正方形、直角三角形和等边三角形。从取样装置重量、取样便捷度、样品代表性、加工难度4个指标，采用矩阵分析法确定指标权重，采用标准矩阵分析优选设计方案。从表1可以看出，方案3設计得分124，为各方案中最高得分，因而最终选择方案3。

2.3 取样装置端面尺寸的设计 使用现有的取样盒（规格为：44cm×33cm×15cm）接取1000g样品，将样品均匀平铺在取样盒中。经过测量，样品在取样盒内的高度为7cm。因此，1000g样品的体积为44cm×33cm×7cm=10164cm3。结合取样装置的长度设计，装置端面的面积为10164/100≈101cm2。考虑到物料在三角形底角堆积时会形成空隙，同时接取的物料不应超过取样装置的容积，端面的面积应比理论计算值大40%左右较为适宜，所以装置端面面积选择140cm2。经过计算，取样装置端面边长为18cm。

2.4 图纸设计 按照取样装置端面尺寸设计的方法，分别确定了2种规格取样装置的全尺寸：装置1，截面长度100cm，端面等边三角形边长18cm;装置2，截面长度75cm，端面等边三角形边长22cm。为方便操作，在取样装置中间位置安装手柄，在取样装置一侧不做封口处理。

3 应用效果验证

根据设计图制作完成后，由3名质检人员分别对不同生产线进行10次取样称重，进行效果验证。从表2可以看出，各生产线每次取样重量均能满足（1000.0±100.0）g的要求。从表3、表4可以看出，使用设计后的取样装置后，烟丝整丝率、碎丝率，以及分层检测数据的标准偏差均有所降低。

4 结论

结合企业自身生产线和在制烟（叶、梗）丝的质量情况，对取样装置的截面长度、端面形状和尺寸进行了全尺寸设计。经过应用验证，使用该取样装置后，样品重量符合行业标准要求，不需要进行二次重量处理。样品整丝率、碎丝率，以及分层结构检测结果标准偏差较使用前均有不同程度的降低，检测结果稳定性更好。

（责编：张宏民）