盧幼祥 張勁 周良明 邵名偉 汪華 王續(xù)紅 何金華 孔祥 王紹林

摘要：為確定細(xì)支卷煙打葉復(fù)烤適宜的打葉工藝，從葉片質(zhì)量、葉絲質(zhì)量、卷煙質(zhì)量3個方面對菱形框欄、六邊形框欄片煙結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。結(jié)果表明：（1）六邊形框欄片煙具有大小相對均勻、含水率及成絲穩(wěn)定性好、煙支密度分布均勻等優(yōu)點，不足之處在于抗造碎性弱、整絲率及煙絲利用率低，而菱形框欄片煙相反；（2）與菱形框欄片煙相比，六邊形框欄片煙經(jīng)卷煙加工后，單支質(zhì)量、煙支吸阻、總粒相物、焦油穩(wěn)定性好，燃燒飛灰、持會性有所改善，燃燒時間短，抽吸口數(shù)少，葉絲填充值及其他物理煙氣指標(biāo)無明顯變化。從卷煙內(nèi)在品質(zhì)的角度為出發(fā)點，細(xì)支卷煙選擇六邊形框欄加工的片煙較為適宜。

關(guān)鍵詞：片煙結(jié)構(gòu)；菱形框欄；六邊形框欄；葉絲結(jié)構(gòu)；物理指標(biāo)；煙氣指標(biāo)；燃燒質(zhì)量

中圖分類號：TS44.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號：cjas2020-0153

Two Kinds of Leaf-making Techniques on the Quality of Fine Cigarettes： A Comparative Analysis

Lu Youxiang1， Zhang Jin1， Zhou Liangming2， Shao Mingwei1， Wang Hua1， Wang Xuhong3， He Jinhua1， Kong Xiang4， Wang Shaolin5

（1Technology Center of Anhui Branch of China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Hefei 230088， Anhui， China； 2Guoyang Redrying Factory of Huahuan International Tobacco Co.， Ltd.， Guoyang 233606， Anhui， China； 3Huahuan International Tobacco Co.， Ltd.， Chuzhou 233121， Anhui， China； 4Wuhu Cigarette Factory of Anhui Branch of China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Wuhu 241002， Anhui， China； 5Hefei Cigarette Factory of Anhui Branch of China Tobacco Industry Co.， Ltd.， Hefei 230081， Anhui， China）

Abstract： To determine the leaf- making techniques for fine cigarettes， the structures of rhombic and hexagonal framed sheets were compared from three aspects of leaf quality， leaf shredding quality and cigarette quality. The results show that： （1） hexagonal framed sheets have the advantages of relatively uniform size， good water content and filament stability， and uniform distribution of cigarette density， but the disadvantages are weak fragmentation resistance， whole filament rate and tobacco quality； the utilization ratio of cut tobacco is low， but those characteristics of rhombic frame sheets are the opposite.； （2） compared with rhombic frame cigarettes， hexagon frame cigarettes have better stability of single cigarette weight， cigarette resistance， total particles and tar， better combustion fly ash and holding ability， shorter combustion time and less number of suction ports， no obvious change of filar filling value and other physical smoke indicators after cigarette processing. Therefore， from the intrinsic quality of cigarettes， it is more appropriate to select the cigarettes processed by hexagon frame column for the fine cigarettes.

Keywords： Tobacco Structure； Rhombic Frame； Hexagonal Frame； Leaf Structure； Physical Index； Flue Gas Index； Combustion Quality

0引言

片煙結(jié)構(gòu)是打葉復(fù)烤環(huán)節(jié)葉梗分離工序質(zhì)量控制的重點指標(biāo)之一[1-2]，不僅與打葉復(fù)烤加工經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、煙葉純凈度直接相關(guān)[3-6]，還會對卷煙工業(yè)企業(yè)制葉絲質(zhì)量構(gòu)成影響[7-8]，而后者又是決定卷煙質(zhì)量如燃燒錐落頭傾向、單支質(zhì)量、煙支吸阻、端部落絲量、煙支密度等的重要因素，甚至影響吸食品質(zhì)[9-13]。

近年來，隨著細(xì)支煙爆發(fā)增長和卷煙結(jié)構(gòu)的上升，制絲、卷接工藝裝備水平的提高以及工藝加工理念的轉(zhuǎn)變，卷煙工業(yè)企業(yè)對打葉復(fù)烤片煙結(jié)構(gòu)提出了更高的質(zhì)量要求[14-16]。打葉復(fù)烤后的片煙需要更加合理的葉片形狀和大小，“控制大片率、提高中片率、降低碎片率”成為目前打葉復(fù)烤片煙結(jié)構(gòu)控制的新思路。針對打葉復(fù)烤片煙結(jié)構(gòu)需求，國內(nèi)研究學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。江雪彬等[17]研究表明，大片率的增加有助于提高整絲率、降低碎絲率，但同時也會導(dǎo)致長絲率增加，中絲率降低；中片率和小片率的增加，均會導(dǎo)致切后碎絲率增加，中絲率與中片率呈顯著正相關(guān)關(guān)系；建立葉片結(jié)構(gòu)各指標(biāo)與煙絲結(jié)構(gòu)各指標(biāo)之間的關(guān)系模型能夠較好地預(yù)測不同結(jié)構(gòu)葉片切后煙絲的尺寸分布。唐軍等[18]研究表明，尺寸相近的片煙樣品在二維平面上的分布落在同一個或相鄰的區(qū)域；片煙尺寸由大到小時，常規(guī)化學(xué)成分綜合含量呈線性下降趨勢，多酚類物質(zhì)綜合含量呈先降低后升高的拋物線型變化趨勢，非揮發(fā)性有機(jī)酸呈對數(shù)型下降趨勢；5種尺寸的20個片煙樣品可聚為3類，分別為>21.97、4.32～21.97、<4.32 mm。通過羅登山等[19]綜述的葉片結(jié)構(gòu)對卷煙質(zhì)量影響進(jìn)展看出，目前關(guān)于片煙結(jié)構(gòu)的研究主要集中在影響因素、檢測與評價方法、控制方法、與葉絲結(jié)構(gòu)的關(guān)系等[20-28]方面，而將打葉復(fù)烤片煙結(jié)構(gòu)對細(xì)支卷煙生產(chǎn)過程中制品、成品質(zhì)量的影響關(guān)聯(lián)研究國內(nèi)報道較少。筆者對2種不同典型的片煙結(jié)構(gòu)葉片質(zhì)量、葉絲質(zhì)量、卷煙質(zhì)量進(jìn)行比較分析，旨在為卷煙工業(yè)企業(yè)打葉復(fù)烤片煙結(jié)構(gòu)的控制需求提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料、儀器與設(shè)備

試驗于2018年8—11月在合肥卷煙廠試驗線進(jìn)行。

2017年菱形框欄龍巖C2FA煙葉400 kg，2017年六邊形框欄龍巖C2FA煙葉400 kg。

ED23干燥箱、KDF恒溫恒濕箱（德國Binder公司）；AE200電子天平（感量0.0001 g，瑞士Mettler公司）；YQ-2煙絲振動篩、煙絲填充儀（鄭州嘉德機(jī)電科技有限公司）；CA25型片煙結(jié)構(gòu)大小篩分儀（南京大樹智能科技有限公司）；MW3220煙支微波密度儀（德國TEWS公司）；AS400旋轉(zhuǎn)篩分儀（德國Retsch公司）；QTM綜合測試臺、SM400直線型吸煙機(jī)（英國Filtrona公司）。

1.2方法

1.2.1樣品的制備在合肥卷煙廠試驗線分別對菱形框欄龍巖C2FA、六邊形框欄龍巖C2FA 2個等級煙葉進(jìn)行松散回潮、切絲、薄板干燥，切絲寬度為0.8 mm，制絲工藝參數(shù)2個等級保持一致。在同一機(jī)臺相同煙支質(zhì)量條件下，對2個等級葉絲進(jìn)行卷煙卷制、包裝，2個等級均分別進(jìn)行葉片質(zhì)量、葉絲質(zhì)量、卷煙質(zhì)量分析。

1.2.2取樣及檢測方法

（1）葉片質(zhì)量分析[29]。分別取2個等級松散回潮后的煙片（100±10） g，平衡48 h后檢測片煙大??；生產(chǎn)穩(wěn)定后，分別在松散回潮出口取樣檢測含水率，每間隔3 min連續(xù)取樣10次，進(jìn)行葉片含水率穩(wěn)定性分析。

（2）葉絲質(zhì)量分析[30-31]。生產(chǎn)穩(wěn)定后，分別取2個等級薄板干燥出口后的葉絲（1500±100） g，每間隔3 min連續(xù)取樣10次，進(jìn)行葉絲分布狀態(tài)、葉絲結(jié)構(gòu)、填充值均值及穩(wěn)定性分析；分別在卷煙機(jī)喂絲、集絲箱、煙槍3處取2個等級葉絲（1000±100） g，取樣頻次3次，進(jìn)行葉絲抗造碎性檢測。

（3）卷煙質(zhì)量分析[32-33]。取2個等級細(xì)支卷煙分別進(jìn)行煙支密度分布、物理指標(biāo)、煙氣指標(biāo)檢測，其中煙支密度檢測12支，煙氣指標(biāo)平行樣檢測10次，取2個等級細(xì)支卷煙各10支（分成2組）觀察燃燒質(zhì)量狀態(tài)。

2結(jié)果與分析

2.1葉片質(zhì)量

2.1.1葉片分布狀態(tài)2個等級回潮后葉片分布狀態(tài)檢測分析結(jié)果見表1、圖1～2。（1）六邊形框欄單片片煙長度、寬度、面積、質(zhì)量均值均小于菱形框欄，說明六邊形框欄片煙大小整體小于菱形框欄，與實際觀察片形大小結(jié)果一致。（2）2個等級的長寬比超過60%以上小于2，其中六邊形框欄片煙含長條形煙葉比例（長寬比≥2）略低于菱形框欄。（3）2個等級的葉面積主要分布在（2 mm×2 mm）～（60 mm×60 mm）之間，其中六邊形框欄的大片率（>25.4 mm×25.4 mm）低于菱形框欄約10個百分點。

2.1.2葉片含水率2個等級回潮后葉片含水率檢測結(jié)果見表2。2個等級回潮后的含水率平均值無明顯差異，六邊形框欄片煙的含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)均低于菱形框欄，說明采用六邊形框欄制成的片煙有利于提高松散回潮后含水率的穩(wěn)定性。

2.2葉絲質(zhì)量

2.2.1葉絲分布狀態(tài)結(jié)果（表3）表明，六邊形框欄片煙、菱形框欄片煙成絲后葉絲分布主要集中在4 mm以上。六邊形框欄片煙成絲后>4 mm葉絲比例略低于菱形框欄片煙，2～4、0.5～2、0.5 mm以下比例相反。從>4 mm葉絲比例的標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)來看，六邊形框欄片煙成絲的穩(wěn)定性優(yōu)于菱形框欄片煙。

2.2.2葉絲結(jié)構(gòu)及填充值結(jié)果（表4）表明，六邊形框欄片煙制成的葉絲整絲率明顯低于菱形框欄，碎絲率相反，填充值無明顯差異，說明片形改變對葉絲結(jié)構(gòu)有較顯著影響。六邊形框欄片煙制成的葉絲結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性略好于菱形框欄片煙，該結(jié)論與葉絲分布狀態(tài)分析結(jié)果一致。

2.2.3葉絲抗造碎性結(jié)果（表5）表明，菱形框欄片煙經(jīng)制絲與卷制加工喂絲、煙槍處整絲率均高于六邊形框欄，而碎絲率正好相反。菱形框欄片煙制成的葉絲轉(zhuǎn)化率高于六邊形框欄片煙2.20個百分點，說明菱形框欄片煙制成的葉絲抗造碎性相對較好，煙絲利用率高。

2.3卷煙質(zhì)量

2.3.1煙支密度分布2個等級卷制后的煙支10～ 55 mm段密度分布檢測結(jié)果見表6～7。與菱形框欄片煙相比，六邊形框欄片煙卷制后的煙支密度分布均勻性及煙支間密度分布均勻性變異系數(shù)值均較小，說明六邊形框欄片煙卷制后的煙支密度波動較小。對煙支密度分布均勻性數(shù)據(jù)進(jìn)行t檢驗，得出P值為 0.00000215（<0.05），說明六邊形框欄煙支密度與菱形框欄煙支顯著差異。因此，從煙支密度控制的均勻性來看，六邊形框欄片煙優(yōu)于菱形框欄片煙。

2.3.2物理及煙氣指標(biāo)結(jié)果（表8～9）表明，2組樣品單支質(zhì)量、圓周、吸阻、硬度平均值無明顯差異，六邊形框欄片煙制成的卷煙單支質(zhì)量、吸阻的穩(wěn)定性要略優(yōu)于菱形框欄片煙。與菱形框欄相比，考慮檢測誤差，六邊形框欄片煙制成的卷煙總粒相物、焦油穩(wěn)定性好、抽吸口數(shù)少，指標(biāo)無明顯差異。

2.3.3燃燒質(zhì)量卷煙燃燒質(zhì)量檢測結(jié)果見表10、圖3～ 4。與菱形框欄相比，六邊形框欄片煙制成的卷煙在燃燒區(qū)域40 mm所用的燃燒時間較短，該結(jié)論與煙氣抽吸口數(shù)少結(jié)論一致。六邊形框欄燃燒飛灰、持會性優(yōu)于菱形框欄。

3結(jié)論

（1）六邊形框欄單片片煙長度、寬度、面積、質(zhì)量平均值均小于菱形框欄，六邊形框欄片煙含長條形煙葉比例較菱形框欄小、大片率低，六邊形框欄片煙的含水率標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)均低于菱形框欄，說明采用六邊形框欄片煙含水率的穩(wěn)定性好。（2）六邊形框欄片煙成絲后>4 mm葉絲比例、整絲率略低于菱形框欄，2～4、0.5～2、0.5 mm以下比例、碎絲率相反，六邊形框欄片煙成絲及葉絲結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性優(yōu)于菱形框欄片煙。（3）與菱形框欄片煙相比，六邊形框欄片煙經(jīng)卷煙加工后，煙支密度分布均勻、波動小，批內(nèi)單支質(zhì)量、煙支吸阻、總粒相物、焦油穩(wěn)定性好，燃燒飛灰、持會性有所改善，燃燒時間短，抽吸口數(shù)少，葉絲填充值、煙支硬度等其他物理煙氣指標(biāo)無明顯變化。

4討論

（1）采用六邊形框欄打葉工藝有利于細(xì)支卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。2種打葉工藝片煙大小不同進(jìn)而影響煙絲結(jié)構(gòu)，而對卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性方面，未對物理指標(biāo)、煙氣指標(biāo)的均值構(gòu)成顯著影響，從煙絲穩(wěn)定性、煙支密度分布均勻性、煙支物理指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)數(shù)據(jù)不難看出，六邊形框欄打葉工藝在制品及卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性均優(yōu)于菱形框欄打葉工藝。

（2）細(xì)支卷煙片煙結(jié)構(gòu)需求要兼顧質(zhì)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)平衡。本研究結(jié)果表明，2種打葉工藝不僅影響卷煙產(chǎn)品質(zhì)量，而且對煙絲碎絲率、抗造碎性等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)構(gòu)成明顯影響，菱形框欄打葉工藝的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對較優(yōu)。因此，若一味地追求片煙結(jié)構(gòu)，會造成較大的經(jīng)濟(jì)效益損失，所以細(xì)支卷煙片煙的需求設(shè)計要兼顧質(zhì)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，找出平衡點。鑒于本研究未對2種打葉工藝條件下不同框欄尺寸系統(tǒng)驗證，針對細(xì)支卷煙片煙結(jié)構(gòu)需求研究還相對粗放，圍繞細(xì)支卷煙片煙結(jié)構(gòu)需求設(shè)計值方面還需進(jìn)一步深入研究。

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