刀门压力、来料水分对切丝物理指标的影响研究

郝静 张淑娟

摘要：本文针对泰山（华贵）产品配方用料组成及其加工特性，研究刀门压力、来料水分对切丝质量物理指标（切丝合格率、并条率）影响趋势，以不同规格产品配方用料组成及其加工特性存在的差异性为考虑，实现提升工艺参数设计的匹配性、适应性，优化工序工艺参数保障能力。

关键词：刀门压力;来料水分;切丝合格率;并条率

在我国烟草行业，针对切丝机的研究主要侧重于研究切丝刀门高度、刀辊转速、刀片进给量等参数对切丝物理指标的影响，而对于刀门压力的设定，通常是参照设备运行能力及工作经验将其设定成固定值。针对不同行产品配方用料组成及其加工特性，设计最佳刀门压力与来料水分组合的研究尚未见报道。当前公司内部，制丝车间5000kg/h生产线切丝工序使用SQ344型曲刃水平滚刀式切丝机对烟叶进行切丝加工处理，为了便于生产，将不同来料水分的刀门压力统一设定为2.1bar，艺参数设计的匹配性、适应性较低。

一、材料與方法

（一）材料与仪器

青岛卷烟厂在产的泰山（华贵）全配方烟丝。SQ344型曲刃水平滚刀式切丝机（昆二机）、SH624薄板式烘丝机（昆船）、电子天平（精度0.0001g）、填充值检测仪。

（二）试验方法

试验采用刀门压力与来料水分梯度试验设计。参考切丝机控制原理及分析历史数据，总结出切丝烘前来料水分范围控制在19.2%～20.2%之间;为保证正常生产，考虑减少并条及跑片现象，刀门压力范围应控制在0.2BAR～3.5BAR之间。以泰山（华贵）三批次烟叶为研究材料，采用控制变量法，对三批次烟叶分别设置来料水分高（20%）、中（19%）、低（18%）三个水平;每一个批次内，分别设置刀门压力四个水平（0.3bar、1.3bar、2.3bar、3.3bar）进行，共计12个试验。

（三）数据分析方法

运用散点图、回归分析法和相关性分析法分析试验数据，结合物理指标（切丝合格率、并条率）取值变化，确定刀门压力、来料水分对切丝质量物理指标（切丝合格率、并条率）影响的趋势。

（四）物理指标

1.切丝合格率：（1）样品制备;将取来的约100g烟丝称重并记录。（2）评价指标：切丝合格率。（3）操作程序：将样品中的杂物、过宽、过细的叶丝检出，并称重记录。计算公式：式中：Qc—切丝合格率;?n—样品中的杂物、过宽、过细的叶丝重（g）G—被捡样品重（g）。

2.并条率：（1）样品制备：将取来的约100g烟丝称重并记录。（2）评价指标：并条率。（3）操作程序：将样品中产生并条现象的叶丝检出，并称重记录。计算公式：式中：dc—并条率，dn—样品中出现黏连、并条的叶丝（g），G—被捡样品重（g）。

二、结果与分析

汇总试验数据，运用Minitab软件进行散点图分析，发现切丝合格率、并条率与刀门压力、来料水分呈近似线性关系。下一步运用Minitab软件对数据进行深入分析。

（一）分析试验因子对切丝合格率影响分析

将试验样品的切丝合格率汇总，运用Minitab软件对数据使用回归分析法和相关性分析法分析，得函数关系模型为：切叶丝合格率=1.01+0.000294刀门压力-0.000545来料水分;切叶丝合格率与刀门压力呈正相关关系，即来料水分不变的情况下，切叶丝合格率随刀门压力增加而提高;切叶丝合格率与来料水分呈负相关关系，即在刀门压力稳定的情况下，切叶丝合格率随来料水分的增加而下降。

（二）分析试验因子对并条率影响分析

将试验样品的并条率汇总，运用Minitab软件对数据使用回归分析法和相关性分析法分析，得函数关系模型为：并条率 =-1.27+0.0139刀门压力+0.0707来料水分;切叶丝并条率与刀门压力、来料水分同时成呈正相关关系，即切叶丝并条率随刀门压力、来料水分增加而提高，同时，来料水分对切叶丝并条率的影响更为显著。

（三）利用蒙特卡洛模拟确定最佳设计组合

从0.2bar～3.5bar刀门压力范围内随机取值，从19.2%～-20.2%来料水分范围内随机取值，利用得到的两个关系式做蒙特卡洛模拟2000组，最终得到以下设计组为合刀门压力0.3 bar，来料水分18.4%。

三、结论

本试验研究刀门压力与来料水分对泰山（华贵）切丝物理指标（切丝合格率、并条率）的影响关系，本质是针对工艺参数、具体规格产品配方用料组成及其加工特性间差异性的综合性深入研究，不断优化工艺参数设计的匹配性、适应性，进一步兼顾柔性制造的行业要求，推动具有中式卷烟特色工艺技术的进一步优化与创新。

参考文献：

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