成品烟丝中的梗丝经过振动后的分布状况

白永忠，朱明，朱雪峰，王泽宇，关斌

红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂（弥勒 652399）

梗丝是卷烟产品的重要原料之一，加工效果好的梗丝掺配在烟丝中分布均匀，不易产生位移，对卷烟吸味的均匀性、降低卷烟成本、控制焦油量、改善卷烟的填充值和燃烧性都具有非常重要的意义。梗丝结构是影响卷烟质量及其稳定性的重要因素之一[3-6]。近年来，关于梗丝结构的研究主要集中在化学成分[1-2]、加工工艺优化[3-5]、形态表征[6-8]以及对卷烟质量的影响[10-12]等方面，而关于成品烟丝中不同长度梗丝经过辅送环节后在烟丝中的位置变化，或掺有梗丝的成品烟丝经过输送环节后梗丝在烟丝中的稳定性、均匀性变化趋势研究尚未见报道。

掺有梗丝的卷烟成品丝中各种配方物质的掺配均匀性是卷烟感官品质和卷烟其他指标稳定性的保障。研究发现，梗丝与烟丝在感官吸味、化学成分、烟气成分、物理性能上均差异明显[1-13]，同一等级烟梗制成不同长度梗丝各单项挥发性化学物质含量均存在显著性差异[1-2]。不同长度梗丝的6类致香成分（醇类、醛类、酸类、酮类、酯类和烯类）含量均存在显著性差异和规律性变化趋势[1-2]。掺配在烟丝中的梗丝分布不均匀，造成梗丝与烟丝分离，将造成卷烟燃吸时口与口之间、支与支之间或者包与包之间卷烟感官质量和卷烟物理性能等质量差异，对卷烟质量造成影响。因此，研究梗丝在烟丝中的分布均匀性、不同长度梗丝在烟丝稳定性、在生产设计时提升相应长度梗丝的比例，对控制卷烟质量的稳定性具有重要意义。为此，利用烟丝振动分选筛对成品梗丝进行筛分，分别对不同长度梗丝进行染色后均匀掺配在烟丝中，模拟输送过程中的振荡过程，观察掺配在烟丝中的梗丝位置变化，研究不同长度梗丝中在同一烟丝中的稳定性及变化趋势，为梗丝结构的设计和卷烟质量的稳定性控制提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 梗丝

云南烤烟配方烟梗制成的成品梗丝，由红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂提供。制梗丝的主要工艺流程：烟梗喂料→风力送梗→激光除杂→水洗梗→高压润梗→压梗→切梗丝→梗丝加料→梗丝干燥→梗丝加香→贮梗丝。

1.1.2 叶丝

云南烤烟配方制成的某品牌纯叶丝，由红云红河烟草（集团）有限责任公司红河卷烟厂提供。制丝的主要工艺流程：烟叶投料→松散回潮→广谱除杂→一次加料→储叶→二次加料→切叶丝→叶丝膨胀→叶丝干燥→叶丝冷却风选。

1.1.3 染色剂

老板牌；高级红墨水。

1.1.4 广口玻璃瓶

金鹅牌1 000 mL广口玻璃瓶。

1.2 样品制作

1.2.1 不同长度梗丝制作

取10 kg成品梗丝，按照YC/T 178—2003《烟丝整丝率、碎丝率的测定方法》规定的方法，利用CA-32A烟丝在线振动分选机振动分选筛对梗丝进行筛分[11]，将筛分后不同长度的梗丝收集后分别混合均匀，从每种长度梗丝中取样1 000 g染色，分别用1#～4#表示长梗丝、中梗丝、短梗丝和碎梗丝。样品尺寸：1#＞3.35 mm，2.50 mm＜2#≤3.35 mm，1.0 mm＜3#≤2.50 mm以及4#≤1.00 mm。

1.2.2 梗丝染色

分别称取100 g不同长度梗丝，采用雾化喷施的方法，用红色染色剂分别对梗丝染色。

1.2.3 梗丝掺配混合

按照10%的比例称取染色后的成品梗丝、不同长度试验梗丝和相应叶丝，分别按照多层掺配多次混合均匀的方法混合，使梗丝充分均匀分布在叶丝中。

1.2.4 模拟振荡

不同长度试验梗丝混合均匀的样品移动至广口玻璃瓶中，模拟烟丝传送和风送等形式，上下振荡玻璃瓶10次，观察瓶中均匀混合在烟丝里的染色梗丝在振荡前后的位置变化。

1.2.5 分析

利用观察法对均匀混合后烟丝中的染色梗丝振荡前后的位置变化进行对比分析。

2 结果与分析

2.1 成品烟丝中的梗丝振动前后的分布状况分析

未振动前成品烟丝中的梗丝分布状况见图1，此时梗丝均匀分布于烟丝中。振动后成品烟丝中的梗丝分布状况见图2。对比图1可以发现，通过振动，图2中的梗丝趋于集中，梗丝与烟丝分布存在不均匀的现象。

图2 振动后成品烟丝中的梗丝分布

2.2 不同长度梗丝振动前后的分布状况分析

2.2.1 1#梗丝振动前后的分布状况分析

未振动前烟丝中的1#梗丝分布状况见图3，此时梗丝均匀分布于烟丝中。振动后烟丝中的1#梗丝分布状况见图4。对比图3可以发现，通过振动，图4中的1#梗丝分布与图3相似，梗丝在烟丝中分布均匀，烟丝中的1#梗丝在振动后较为稳定。

图3 振动前1#梗丝的分布状态

图4 振动后1#梗丝的分布状态

2.2.2 2#梗丝振动前后的分布状况分析

未振动前烟丝中的2#梗丝分布状况见图5，此时梗丝均匀分布于烟丝中。振动后烟丝中的2#梗丝分布状况见图6。对比图5可以发现，通过振动，图6中的2#梗丝分布有所集中，梗丝在烟丝中分布不均匀，烟丝中的2#梗丝在振动后产生移动。

图5 振动前2#梗丝的分布状态

图6 振动后2#梗丝的分布状态

2.2.3 3#梗丝振动前后的分布状况分析

未振动前烟丝中的3#梗丝分布状况见图7，此时梗丝均匀分布于烟丝中。振动后烟丝中的3#梗丝分布状况见图8。对比图7可以发现，通过振动，图8中的3#梗丝趋于集中，梗丝在烟丝中分布存在不均匀，烟丝中的3#梗丝在振动后产生移动。

图7 振动前3#梗丝的分布状态

图8 振动后3#梗丝的分析状态

2.2.4 4#梗丝振动前后的分布状况分析

未振动前烟丝中的4#梗丝分布状况见图9，此时梗丝均匀分布于烟丝中。振动后烟丝中的4#梗丝分布状况见图10。对比图9可以发现，通过振动，图10中的4#梗丝沉底，梗丝与烟丝分离，烟丝中的4#梗丝在振动后产生移动。

图9 振动前4#梗丝的分布状态

图10 振动后4#梗丝的分布状态

3 结论

在梗丝加工过程中，成品梗丝会以不同尺寸存在，按长度大小可分为长丝、中丝、短丝和碎丝。一般情况下，成品梗丝中的长丝、中丝、短丝和碎丝比例大致为55%，20%，20%和5%。由于梗丝与烟丝在化学成分和感官吸味方面存在差异，不同长度梗丝挥发性化学物质含量、不同长度梗丝致香成分含量存在明显差异[1-5]，通过梗丝染色结合模拟振动的方法试验研究成品梗丝及不同长度梗丝在烟丝的稳定性，为探讨梗丝在烟丝中的分布情况、研究提升卷烟质量稳定性的方法提供参考。

结果发现，振动后成品烟丝中的梗丝与烟丝分布存在不均匀现象，把成品梗丝筛分成不同长度的梗丝进一步研究发现，在烟丝中的1#梗丝即长梗丝在振动后较为稳定，烟丝中的2#梗丝即中梗丝、3#梗丝即短梗丝在振动后分布有所集中，3#短梗丝在振动后集中分布的现象相对更多，说明在振动后烟丝中的2#和3#梗丝产生了移动。烟丝中的4#梗丝即碎梗丝在振动后与烟丝分层，烟丝中的碎梗丝移动明显。由于梗丝与烟丝，不同长度梗丝间的化学成分、感官质量、物理指标等差异明显，振动后梗丝在烟丝中分布变化导致梗丝在烟丝中分布不均匀，在卷烟燃吸和烟气成分检测、物理指标检测时分布不均匀的梗丝可能出现烟丝与梗丝质量分别表现的状况，使卷烟质量产生波动，因此，提升不同长度梗丝在配方烟丝中的分布均匀性对控制卷烟质量的稳定性具有重要意义。