滚筒烘丝机参数对烟丝物理和感官质量的影响

潘广乐 郭斌 王宗英 孙赵麟 薛磊 周献礼

摘 要：本文探究了滚筒烘丝机筒壁温度、热风温度、排潮开度和滚筒转速对烟丝物理指标和感官质量的影响，并进行了多元回归分析。结果表明，烟丝填充值与筒壁温度呈显著正相关，与筒体转速呈显著负相关;烟丝整丝率与热风温度呈正相关，与筒体转速呈负相关;筒壁温度升高，烟气感官香气质、香气量、丰满程度、干燥感和干净程度得分均呈现降低趋势;热风温度升高，香气量得分降低;排潮风门开度增大，杂气得分升高。总的来说，适当降低筒壁温度、热风温度、滚筒转速，增大排潮风门开度，对于提高烘后烟丝的综合质量较为有利。

关键词：滚筒烘丝机参数;烟丝物理特性;感官质量;多元回归分析

中图分类号：TS452文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）08-0060-04

The Influence of Drum Dryer Parameters on the Physical and Sensory Quality of Tobacco Cut Tobacco

PAN Guangle1 GUO Bin1 WANG Zongying1 SUN Zhaolin1 XUE Lei1 ZHOU Xianli

（1.Technology Center， China Tobacco Shaanxi Industrial Co.， Ltd.，Baoji Shaanxi 721013;2. Baoji Cigarette Factory， China Tobacco Shaanxi Industrial Co.， Ltd.，Baoji Shaanxi 721013）

Abstract： In this paper， the effects of the wall temperature， hot air temperature， tide opening degree and drum speed on the physical index and sensory quality of tobacco shredder were investigated， and multiple regression analysis was performed. The results showed that the filling value of tobacco shreds had a significant positive correlation with the wall temperature and a significant negative correlation with the barrel speed; the tobacco shred rate is positively correlated with hot air temperature and negatively correlated with the barrel speed; the temperature of the tube wall increased， and the scores of smoke sensory aroma， aroma volume， fullness， dryness and cleanliness all decreased; the hot air temperature increased， the aroma volume score decreased; the tide exhaust valve opening increased， and the impurity score increased. In general， properly reducing the temperature of the cylinder wall， the temperature of the hot air， and the rotation speed of the drum， and increasing the opening degree of the damping damper are more beneficial to improving the comprehensive quality of the dried tobacco.

Keywords： drum dryer parameters;cut tobacco physical structure;sense evaluation;multiple regression analysis

烘丝工序是制丝加工的关键工序，是实现叶丝感官质量和物理质量协调统一的主要工序，烘丝工序在提升烟丝物理特性、提高烟丝填充性能、改善卷烟感官舒适性方面起着关键作用[1]。烘丝工序工艺参数的优化及烟丝干燥原理的探究一直是行业内研究的热点，滚筒烘丝筒壁溫度[2]、抄板角度[3]、滚筒转速[4]、热加工强度[5]等工艺参数以及烟丝干燥模型的建立[6-9]都进行过一系列的研究。然而，前期研究主要集中在单一参数指标对烟丝特性及感官特性的影响。本文集中探究了滚筒烘丝筒壁温度、热风温度、排潮开度和滚筒转速四个工艺参数对烟丝物理特性和感官质量联合作用的影响规律，旨在为卷烟生产和设计提供理论支持和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料、设备与仪器

原料采用陕西中烟工业有限责任公司某二类卷烟配方，主要设备有SH315C型管板式滚筒烘丝机（秦皇岛烟草机械有限责任公司）、YQ-2型烟丝振动分选筛（郑州嘉德机电科技有限公司）、DD60AS烟丝填充值测定仪（德国Borgwaldt KC公司）。

1.2 试验、检测与统计计算方法

烟丝加工过程中，其他加工工序工艺参数和质量指标保持一致，烘丝前来料含水率为20.1%，切丝宽度为（0.85±0.10）mm，烘丝机共设置筒壁温度、热风温度、排潮风门开度和筒体转速4个试验因素，每个试验因素设置5个参数水平，分别为：筒壁温度115、119、123、127、131 ℃，热风温度90、95、100、105、110 ℃，排潮风门开度27%、36%、44%、53%、62%，筒体转速24、26、28、30、32 Hz。

选用U10（108）均匀设计试验表制定试验方案，烘丝过程中10组试验实际参数如表1所示，试验过程中参数实际控制值符合设计要求，烘丝后烟丝含水率符合工艺要求（12.5%±0.5%），检测烟丝填充值、整丝率、碎丝率，不同试验条件下烟丝在同一台卷烟机上卷制，卷制参数一致，卷制质量控制如下：烟支重量为（0.750±0.040）g/支，烟支吸阻为（1 080±160）Pa。

按照《烟丝整丝率、碎丝率的测定方法》（YC/T 178—2003）[10]规定的方法检测烟丝整丝率、碎丝率等物理指标，按照《卷烟 烟丝填充值的测定》（YC/T 152—2001）[11]规定的方法检测烟丝填充值。邀请7位具有感官评吸资格的评委运用9分制进行感官质量评价。运用SPSS13.0统计分析软件对试验结果进行分析。

2 结果与讨论

2.1 烘丝参数对烟丝物理指标的影响

在不同烘丝参数下，烘后烟丝物理指标检测结果如表2所示，对表2数据进行单一烘丝机参数分析，烟丝填充值与筒壁温度的关系如图1所示，烟丝整丝率与筒体转速的关系如图2所示，烟丝填充值与筒体转速的关系如图3所示。由图1可知，随着筒壁温度的升高，烟丝填充值呈现增加的趋势，筒壁温度由115 ℃增加至131 ℃，烘丝后烟丝填充值增加了0.4 cm3/g，筒壁温度升高，烟丝干燥速度加快，干燥后烟丝卷曲度增加，最终表现为烟丝填充性能的增加。由图2和图3可知，筒体转速增加，烟丝整丝率和填充值均呈现减小的趋势，筒体转速由24 Hz增加至32 Hz，烟丝整丝率降低1.5%，填充值降低0.35 cm3/g，这是由于筒体转速增加，烟丝在滚筒内抄起落下频率加快，抄起高度增大[3-4]，烟丝造碎增加，整丝率相应减小，进而导致烟丝填充值减小。从单一因素分析来看，热风温度和排潮开度对烟丝物理指标的影响不显著。

利用SPSS软件，分别以烘后叶丝填充值、整丝率、碎丝率为因变量[y]，烘丝机工艺参数（筒壁温度[x1]、热风温度[x2]、排潮风门开度[x3]、滚筒转速电机频率[x4]）为自变量进行多元线性回归分析，回归系数、标准化回归系数和偏回归系数检验结果（相伴概率）如表3所示。由表3回归分析结果可知，填充值与筒壁温度呈显著正相关、与筒体转速呈显著负相关，筒壁温度的影响大于筒体转速;整丝率与热风温度呈正相关、与筒体转速呈负相关，对整丝率的影响程度为热风温度>筒体转速;筒壁温度、筒体转速对叶丝填充值、整丝率均有影响，其中筒壁温度主要影响填充值，随着筒壁温度升高，填充值增大;筒体转速主要影响填充值和整丝率，随着筒体转速升高，填充值和整丝率均降低，这与前文中单一因素分析结果一致。

2.2 烘丝机参数对卷烟感官质量的影响

不同烘丝条件下干燥后烟丝卷制形成的卷烟感官评价结果如表4所示，以烘后叶丝感官评吸得分为因变量[y]，烘丝机工艺参数（筒壁温度[x1]、热风温度[x2]、排潮风门开度[x3]、滚筒转速电机频率[x4]）为自变量进行多元线性回归分析，回归系数、标准化回归系数和偏回归系数检验结果（相伴概率）如表5所示，根据标准化回归系数的绝对值分析比较自变量对因变量影响的程度。

由表5回归分析数据可知：在试验条件范围内，香气质与筒壁温度呈显著负相关;香气量与筒壁温度、热风温度均呈显著负相关，筒壁温度的影响大于热风温度;丰满程度与筒壁温度呈显著负相关;杂气与排潮风门开度呈显著正相关;干燥感、干净程度均与筒壁温度呈负相关;细腻程度、刺激程度和余味与各项工艺参数间的关系均不显著。

由回归分析结果可知，筒壁温度主要影响香气质、香气量、丰满程度、干燥感和干净程度，随着筒壁温度升高，以上5项指标得分均呈现降低趋势;热风温度主要影响香气量，随着热风温度升高，香气量得分降低;排潮风门开度主要影响杂气，随着排潮风门开度增大，杂气得分升高。

3 结论

随着筒壁温度的升高，烘后烟丝填充值相应增加;随着滚筒转速增大，烘丝后烟丝整丝率和填充值呈现减小的趋势。经过多元回归分析可知，填充值与筒壁温度呈显著正相关、与筒体转速呈显著负相关，筒壁温度的影响大于筒体转速;整丝率与热风温度呈正相关、与筒体转速

呈负相关，热风温度影响大于筒体转速;筒壁温度、筒体转速对叶丝填充值、整丝率均有影响，其中筒壁温度主要影响填充值，筒体转速主要影响填充值和整丝率。

感官质量方面，筒壁温度主要影响香气质、香气量、丰满程度、干燥感和干净程度，随着筒壁温度升高，以上5项指标得分均呈现降低趋势;热风温度主要影响香气量，随着热风温度升高，香气量得分降低;排潮风门开度主要影响杂气，随着排潮风门开度增大，杂气得分升高。

综上，适当降低筒壁温度、热风温度、滚筒转速，增大排潮风门开度，对于提高烘后叶丝的综合质量较为有利。

参考文献：

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[11]国家烟草专卖局.卷烟 烟丝填充值的测定：YC/T 152—2001[S].北京：中国标准出版社，2001.