叶丝HT-薄板烘丝工艺参数对叶丝填充值的影响

摘要：叶丝HT-薄板烘丝是卷烟制丝生产加工中的重要工序，填充值是卷烟工艺重要指标之一，该指标对卷烟产品的感官质量和内在质量都有重要影响。本文通过对叶丝生产加工过程中的叶丝HT蒸汽压力和薄板烘丝机筒壁温度、热风温度等工艺参数进行分析，建立了叶丝HT蒸汽压力、筒壁温度及其交互作用和叶丝填充值间的回归模型，明确了各因素的影响程度。该回归模型可应用于实际生产中填充值的控制，为烘丝过程工艺参数的优化提供可靠的依据，对产品实物质量的提升也具有重要的意义。

关键词：填充值;筒壁温度;蒸汽压力

Abstract：Leaf silk HT and thin plate tobacco dryer are important processes in the production and processing of cigarette shreds.Filling value is one of the important indexes of cigarette technology. This index has an important influence on the sensory quality and internal quality of cigarette products. In this paper， by analyzing the process parameters such as the HT steam pressure of the leaf silk， the inner wall temperature of the roller of the thin plate tobacco dryer， and the hot air temperature during the production and processing of the leaf silk，A regression model between the HT steam pressure of the leaf silk， the temperature of the inner wall of the roller and their interaction， and the filling value of the leaf silk was established to clarify the degree of influence of each factor.The regression model can be applied to the control of the filling value in actual production， provides a reliable basis for the optimization of the process parameters of the silk drying process， and is also of great significance to the improvement of the physical quality of the product.

Keywords： Filling value; Temperature of the inner wall of the roller;Steam pressure

1引言

随着现代制造业工业水平的不断提高，烟草行业对卷烟生产加工过程中的工艺指标要求越来越高，叶丝HT-薄板烘丝是烟叶制丝过程中最重要的工序之一。该工序通过高温使叶丝失去部分水分，使其松散、膨胀，以提高叶丝的填充能力和成品卷烟的感官质量。烟草企业一直在制丝生产过程中对烘丝加工过程的工艺参数进行优化，以提高卷烟产品的质量。行业内的一些研究结果表明，烘丝过程工艺流量、HT蒸汽压力、热风温度、滚筒转速、筒壁温度等参数均会对叶丝的填充值产生影响[1]。

叶丝填充能力一般用填充值来表示，填充值是指在一定温湿度环境条件和一定压力作用下，单位质量烟（叶、梗））所占容积，以cm³/g表示[2]。填充能力好的叶丝，制成的卷烟烟支外形饱满，切口整齐；填充能力差的叶丝，制成的卷烟烟支外形不饱满，容易出现切口不齐、烟支紧口，甚至会直接影响卷烟产品感官质量。因此，为提高卷烟产品质量，本文拟对叶丝HT-薄板烘丝的工艺参数开展分析研究。

2材料与方法

2.1实验材料与设备

实验材料：某二类卷烟叶丝

主要设备和仪器：HAUNI KLD-2Z型烘丝机，额定生产能力3500kg/h，YGD560型填充值测定仪。

2.2实验方法

叶丝来料流量设定为3500kg/h，切丝宽度设定为1.10mm，来料叶丝水分为19.5%±0.5%，生产过程中生产环境保持一致。对每批次物料设定不同的HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度、热风温度进行测试，HT蒸汽压力范围为0.1MPa-0.4MPa，薄板烘丝机筒壁温度范围为130℃-150℃，热风温度范围为90℃-110℃，其余工艺参数保持一致，当HT-薄板烘丝机工序生产状态稳定运行15分钟后，在薄板烘丝机出口处每隔10分钟取样一次，连续取样五次，记录测得的填充值平均值[3]。

3回归方程的建立

3.1定义自变量x与因变量y，构造回归模型

由于HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度、热风温度的变化可能会对烘丝机出口填充值造成影响，因此这里定义HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度、热风温度为自变量，分别记为x1、x2、x3。考虑到HT蒸汽压力和薄板烘丝机筒壁温度间具有相关性，故方程中额外增加对其交互作用的分析，记为x1*x2。填充值为因变量，记为y。拟采用多元回归模型对上述变量进行拟合。

3.2建立回归方程

对相关工序工艺参数和得到的填充值数据进行回归分析，得到回归方程一：

y =-10.40 + 19.18 x1 + 0.0931 x2 + 0.01304 x3 - 0.1296 x1*x2

其中，因变量为填充值，自变量为HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度、热风温度。

从表1结果可见，热风温度的P值大于0.05，表明热风温度对预测模型无显著性影响，故下文将该变量排除，重新进行方程的建立和拟合效果检验。

重新建立回归方程二：

y =-8.62 + 21.46 x1+ 0.0893 x2 - 0.1444 x1*x2

其中，因变量为填充值，自变量为HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度。

从表2中可以得出薄板烘丝机筒壁温度、HT蒸汽压力及其交互的P值均小于0.05，因此上述变量对填充值的影响具有显著性，同时薄板烘丝机筒壁温度与填充值存在正相关性，HT蒸汽压力与填充值也存在正相关性，二者的交互作用对填充值的影响存在负相关性。

3.3拟合度和模型有效性验证

从表3可见R-sq=92.74%，说明薄板烘丝机筒壁温度、HT蒸汽压力建立的回归模型可以解释填充值变异的92.74%，即填充值变异的92.74%可以由薄板烘丝机筒壁温度、HT蒸汽压力和填充值估计的回归方程解释，回归方程拟合效果较好。

从表4可以看出，由于F统计量的P值为0.000，小于显著性水平0.05，拒绝了所有斜率系数为0的原假设，说明所有的斜率系数不全为0，证明该模型有效。

对自变量的标准化响应进行分析并绘制柱状图。

统计结果表明，在试验HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度范围内，薄板烘丝机筒壁温度对填充值的影响程度最大，HT蒸汽压力及二者的交互作用也对填充值具有显著的影响，其影响程度相近。

4小结

研究结果表明，叶丝HT蒸汽压力、薄板烘丝机筒壁温度以及交互作用对烘后叶丝填充值均具有不同程度的影响。本文建立的回归模型可应用于实际生产中填充值的控制，为烘丝过程工艺参数的优化提供可靠的依据。

参考文献：

[1]徐德龙，米强，付立伟等.基于烟丝填充值提升的滚筒干燥工艺参数优化[J].轻工学报，2021，36（1）：45-50.

[2]国家烟草专卖局.卷烟工艺规范.中国轻工业出版社，2016.

[3]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，2004.