运用灰色关联分析法分析烟支重量稳定性的影响因素

吴昌军 范传辉 陈怡 陈娜娜

摘要    以卷烟产品A为例，过程检测与调控发现，PROTOS70卷烟机重量控制系统的调控对烟支重量控制稳定性的效果不显著。为进一步研究影响烟支重量控制稳定性因素，运用灰色关联分析法分析烟支各组成部分，即光烟支、滤棒、涂胶接装纸对烟支重量控制稳定性的影响贡献度。结果表明，对于A产品，3个组分重量稳定性的贡献度为滤棒>接装纸>光烟支。

关键词    烟支重量;灰色关联分析法;重量控制;标准偏差

中图分类号    TS41+2        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）06-0218-01                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

烟支重量控制作为卷接工序工艺质量管理关键指标之一，其稳定性直接影响到卷烟吸阻、通风率、感官内在质量以及过程消耗。作为目前我国卷烟工业主流卷接设备，PROTOS70卷接机的设备工艺性能在保障卷烟质量上基本发挥出了较高水平。2016版《卷烟工艺规范》要求进一步提升卷烟烟支重量控制稳定性水平[1]。目前，烟支重量控制主要从卷接机SRM控制系统精准性、供丝均匀性等机械和电气角度出发[2]，主要解决光烟支的重量控制问题。虽然烟支重量控制的稳定性得到了质的提升，但是依然不能满足当前对卷烟产品质量提升的要求。烟支重量的贡献因子包括烟丝、卷烟纸、接装纸、滤棒以及烟用胶水等，任何一个因子的重量波动均会对烟支重量产生影响，而目前烟支的各项烟用辅材对烟支的重量控制相关研究目前较少。

本文通过对烟支主要组成部分的检测数据分析，研究对比各指标的贡献程度，以期为各品牌卷烟生产过程重量控制稳定性的提升提供参考。

1    材料与方法

1.1    材料与检测仪器

试验选取卷烟厂A产品烟支及相应标准材料进行测试，检测样本包括A产品无嘴光烟支;单支卷烟涂胶接装纸;分切后烟支滤棒。

由于样本质量较轻，采用计量精度0.001 g的高精度电子天平，型号：BSA223S-CW。

1.2    试验过程

从分切鼓轮处取搓接分切后的可分离烟支;将30支烟支的光烟支、涂胶接装纸、滤棒进行组分剥离，各组分称重后的重量标准偏差为一组样本数据，共制作10组样本。为使搓接过程接装纸不与滤嘴、光烟支有效粘接，便于光烟支、滤嘴、接装纸分离和称重，选择一台PROTOS70卷接机进行搓接板调整，模拟生产状态下按照7 000支/min运行，快速降速至自动停机后，从搓接鼓轮后连续取样30支，装袋后先称重整支烟支记录数据，然后将3种组分进行剥离，分别称重记录数据，计算4个数值标准偏差，作为一组样品数值;连续试验10组。按照《卷烟和滤棒物理性能的测定 第4部分：卷烟质量》（GB/T 22838.4—2009）国家标准进行样品检测。

1.3    数据统计分析方法

为尽可能减少和消除测量过程系统不确定性，所有检测在同一环境、同一时间由同一个检测人员执行。采用Excel软件对光烟支、接装纸、滤棒原始数据进行处理，运用灰色关联分析法进行统计分析[3]。

2    结果与分析

2.1    各组成成分基本统计

烟支各组成成分的重量标准偏差统计结果见表1。可以看出，光烟支标准偏差基本控制在16～18 mg之间，接装纸的重量稳定性控制在1.0～1.5 mg之间，滤棒重量稳定性控制在1.3～2.3 mg之间，而3种组分组合后的整支卷烟的重量标准偏差均在21 mg附近波动。

2.2    灰色关联分析法分析各组成成分的关联度

灰色关联分析法采用无量纲化数据处理，处理方式按照公式（1）进行计算，根据公式（2）和公式（3）计算关联系数：

Tn（i）=（1）

Δn（i）=|Tn（i）-TA（i）|（2）

λn（i）=（3）

式中，Tn（i）表示Xn的第i个无量纲值，Xn（i）表示第i个测量值，Δn（i）表示Xn的第i个绝对差值，λn（i）表示Xn的第i个关联系数，n表示样本编号，分辨系数ρ按照默认计算取0.5。

得出关联系数如表2所示。可以看出，在各样品组得到的关联系数中，有5组的接装纸标准偏差较光烟支标准偏差大，有4组的滤棒标准偏差较光烟支标准偏差大，有5组滤棒标准偏差较接装纸标准偏差大。

对表2的关联系数通过计算均值和排序，得到各组成成

分的关联度及关联排序如表3所示。

由结果可知，组成烟支的涂胶接装纸、光烟支、滤棒重量控制稳定性对烟支重量影响的关联度排序为滤棒>接装纸>光烟支。

3    结论与讨论

研究结果表明，分切后光烟支、涂胶接装纸、滤棒对烟支重量的贡献度区别不明显;从数值上看，滤棒重量对烟支重量控制的关联性影响最大，涂胶接装纸次之，而光烟支的重量波动的关联性最小。

在现有良好的重量控制系统下，烟支重量标准偏差控制处于《卷烟工艺规范》新标准要求≤21 mg的临界位置，需要进一步提升整支烟支的重量标准偏差则需要从烟支组成成分即滤棒和涂胶接装纸的重量稳定性控制上着手[4-5]。因此，下一步将从滤棒定量和分切均匀性、涂胶接装纸定量和切割均匀性乃至接装纸涂胶胶水均匀性等角度出发[6]，通过进一步深入试验研究各组成成分的重量稳定性控制思路和方法，使整支烟支重量控制稳定性提升，综合提高企业产品质量水平。

4    参考文献

[1] 徐维华，罗登山.卷烟工艺规范[M].北京：中国轻工业出版社，2016.

[2] 巫少通.提高ZJ17卷烟机烟支重量控制精度的方法[J].中国高新区，2017（22）：152.

[3] 高琦，陈佳男，张建超，等.基于灰色关联分析法综合评价不同干燥方式对山药脆片品质的影响[J].食品工业科技，2018，39（16）：6-12.

[4] 汪功明.基于微波检测技术的卷烟机烟支重量控制系统设计[J].食品与机械，2015，31（6）：113-116.

[5] 唐军，唐丽，周冰，等.烟丝填充值与烟支重量及稳定性的相关分析[J].安徽农业科学，2014，42（18）：5977-5979.

[6] 黃治，何蓉，谭奇忠，等.灰色关联法分析烟丝对烟支物理指标的影响[J].烟草科技，2010（12）：12-15.