降低高档卷烟空头率的新探索--减小烟丝摩擦力

降低高档卷烟空头率的新探索
——减小烟丝摩擦力
谢永康唐根利丁忠德张弥孙达
[上海烟草（集团）公司上海卷烟厂]
------------------------------------------------------------------------------- 【摘要】本文通过从烟丝表面摩擦力与卷烟空头率之间的关系这一全新角度进行研究，提出了通过减小烟丝摩擦力降低高档卷烟空头率的设想，并在生产实践中进行了验证，为降低高档卷烟空头率提供了一种新方法。

【关键词】高档卷烟空头率烟丝摩擦力
-------------------------------------------------------------------------------一、背景简介
高档卷烟由于其烟丝填充值较低，在生产过程中相同重量的烟支，空头率比其它卷烟要高。

为降低高档卷烟空头率，国内同行在卷烟机设备调整上作了有效的探索。

但与中低档卷烟相比，调整后高档卷烟的空头率仍明显偏高。

为进一步有效降低高档卷烟空头率，我们从中华牌卷烟入手，开展了降低高档卷烟空头率的探索。

我们对上海卷烟厂2002年卷烟空头率数据进行了分析，发现同样是PROTOS 70型卷烟机生产的卷烟，中华牌卷烟空头率平均水平为0.7%，远远高于红双喜牌卷烟空头率0.2%的平均水平。

在生产过程中，为降低卷烟空头率，操作人员经常采取降低卷烟机车速的方法，降低了生产有效作业率。

同时，我们还发现，每个星期第一个生产班开始生产时卷烟空头率较低，约为0.4%，随着生产时间的增加，中华牌卷烟空头率逐步上升到0.7%左右，如图1所示。

图１中华牌卷烟空率与生产时间关系图
通过对相关因素进行分析，我们发现众多因素中发生显著变化的是烟丝温度和卷烟机机身温度。

刚生产时，烟丝和卷烟机都相对处于低温状态；随着生产时间的增加，烟丝和卷烟机的温度均有较大的上升，与此相对应的是卷烟空头率快速上升。

同时，我们对卷烟空头率与卷烟机设备运行状态之间的关系进行了分析，发现当PROTOS 70卷烟机刚换上新的烟舌时，卷烟空头率平均水平为0.5%，新烟舌使用超过48小时后，卷烟空头率便上升到0.7%。

对比新、旧烟舌，我们推测由于中华牌卷烟所用的高档烟叶油分较足，在制烟丝过程中对糖料的吸收性能较差，当烟条在卷烟机内高速运转时，高温作用下烟丝受挤压后渗出的液相物质较多，对卷烟机烟舌有较强的腐蚀作用，从而在较短时间里使烟舌表面由光滑转为粗糙，大大增加了烟丝与烟舌间的摩擦力。

根据卷烟工艺理论，当烟条在运行过程中与卷烟机相关部件间的摩擦力较大时，烟条在卷制过程中会发生密端处烟丝容易产生位移或密端形状受到破坏的情况，从而导致卷烟产生空头现象。

因此，降低高档卷烟空头率的关键在于减小烟丝与卷烟机相关部件间的摩擦力，尽可能减小对于烟条密端的破坏。

二、设想的提出
1.通过降低烟丝温度来降低烟丝表面摩擦力
根据卷烟工艺理论，当烟条密端位置发生位移或密端形状受到破坏时，卷烟会产生空头现象。

卷烟空头率高，说明卷烟机的卷制系统对于烟条密端的破坏较严重。

当卷烟机相关部件按照标准调整到位后，烟丝与卷烟机机械部件间摩擦力的大小将直接决定烟条密端在卷制过程中受破坏的程度。

刚开始生产时卷烟空头率较低，说明此时卷烟机卷制系统对烟条密端的破坏程度较小，随着生产时间的增加，伴随着烟丝温度和卷烟机机身温度不断上升，卷烟空头率不断上升，说明卷烟机卷制系统对烟条密端的破坏程度加大，即烟条与卷烟机各部件间的摩擦力增大，由此可以推断烟丝表面摩擦力与烟丝温度成正比。

为进一步验证烟丝表面摩擦力与烟丝温度间的关系，我们作了下述试验：1.试验器械：
容量为1000ml的玻璃量杯，固定在底座上，可随转轮转动。

2.测试方法：
(1)将烟丝置于恒温恒湿箱中，在湿度为55%RH，温度为20℃､25℃､30℃的环境下分别平衡2小时。

(2)将玻璃量杯旋转至与水平成30°斜向上，取20g左右烟丝置于玻璃量杯中。

(3)将玻璃量杯缓慢旋转向下，直至烟丝从玻璃量杯中滑落。

(4)记录此时玻璃量杯与水平所成角度。

1 玻璃量杯
2 底座
3 转轮
4 烟丝
图2 烟丝摩擦力测定示意图
以下是测试所得数据：
表一烟丝摩擦力检测表
表1中角度越大，表示烟丝与玻璃管间的摩擦力越大。

从表1可以看出，随着烟丝温度的上升，烟丝与玻璃管间的摩擦力相应变大。

由此可以提出一个设想，通过减小烟丝表面摩擦力，可以有效降低卷烟空头率，而降低烟丝温度是减小烟丝表面摩擦力的有效方法。

2.改变烟舌表面涂层以减小烟丝与烟舌间的摩擦力
根据PROTOS 70卷烟机结构，烟条经平整器修整后形成烟条密端位置，经铲丝刀后被烟舌压缩进入烟条成形系统。

烟条被烟舌压缩回弹过程中，烟条从截面积约69mm2被压缩到33mm2，烟丝在此处受到很大的摩擦力，特别是烟条密端处的烟丝所受摩擦力最大，烟条密端处的烟丝较易产生向后位移现象从而引起空头烟。

因此有效减小烟丝在烟舌处所受的摩擦力可以减小烟条密端位置的位移。

PROTOS 70卷烟机烟舌的质地为硬质合金钢，较易受烟丝受挤压后渗出的液相物质的腐蚀。

当卷烟机刚换上新烟舌时，由于烟舌表面光洁度较高，与烟丝间的摩擦力相对较小；使用一段时间后，由于烟丝对烟舌的腐蚀性较强，烟舌表面变得较为粗糙，与烟丝间的摩擦力增大，从而对烟条密端造成破坏，造成卷烟空头率较高的现象。

如果改变烟舌的涂层，使烟舌在较长时间里不受腐蚀，将使烟丝与烟舌间的摩擦力保持在相对较小的状态，从而将卷烟空头率保持在相对较低的状态。

经过多次试验，我们找到一种特殊的涂层材料，在该涂层的保护下烟舌不受中华牌烟丝腐蚀，使用较长时间后仍能保持原始光洁度。

以下是烟舌改变涂层前后卷烟空头率对比数据：
表二改变烟舌涂层前后卷烟空头率对比表
从表2中可以看出，改变卷烟机烟舌涂层后，由于大大增强了其抗腐蚀能力，在相同的温度下卷烟空头率明显下降。

三、在生产过程中的验证
通过分析烟丝温度和烟丝摩擦力、卷烟机烟舌涂层和卷烟空头率之间的关系，对于高档卷烟我们得出了以下结论：
1.烟丝温度越高，烟丝摩擦力越大，生产时卷烟空头率越高。

2.PROTOS 70型卷烟机烟舌为硬质合金钢质地，较易受高档卷烟烟丝渗出的液相物质的腐蚀，改变其涂层后，能大大增加烟舌表面抗腐蚀能力，在使用较长时间后仍能保持烟舌表面光洁度，从而使烟丝与烟舌间的摩擦力保持在较小状态，使卷烟空头率保持在相对较低的状态。

为验证通过降低烟丝温度来降低烟丝摩擦力，从而降低卷烟空头率在生产中的可行性，我们通过降低生产区域的环境温度以观察卷烟空头率的变化情况：
(1)降低制丝车间贮丝温度
上海卷烟厂制丝车间原先的贮丝环境温度中心值为n℃，但由于中华牌烟丝贮丝柜所处区域楼面下是制丝车间的烘梗设备，在生产过程中产生大量热量，对贮丝环境温度造成影响，从而导致中华牌烟丝贮存的实际环境温度比预期要高。

经测定，中华牌烟丝贮存的实际环境温度平均值为 (n+1)℃，为此，我们将该区域环境温度的中心值降低到 (n-3)℃。

(2)降低卷包车间生产区域温度
通过对中华烟生产区域的环境温度进行统计，我们发现该区域的环境温度波动范围在 n-1℃～n℃之间，处于标准环境温度26±2℃的上偏差范围。

为了解环境温度对烟丝温度的影响，我们将n’℃烟丝置于27℃的环境中观察烟丝温度的变化情况，60秒内烟丝温度上升到27℃，试验表明，较高的环境温度能在短时
间里使烟丝的温度上升。

为此，我们将中华烟生产区域的环境温度控制在n’℃。

降低了烟丝温度后，我们在PROTOS 70卷烟机上安装了喷有新涂层的烟舌，结果中华牌卷烟空头率由原先的0.7%下降到目前的0.3%。

我们用QTM9烟支密度检测仪对烟支密端进行了检测，以观察降低烟丝温度、政变烟舌涂层后，烟条密端的情况（烟丝贮存温度为n’℃）：
表三烟舌改变涂层前后烟支密度数据对比表
从表3中可以看出，降低烟丝温度、改变烟舌涂层后，烟支距端口不同距离处烟丝密度标准偏差大大减小，烟支密端质量的稳定性大大提高。

四、结束语
我们针对高档卷烟在生产过程中空头率较高这一现象，从中华牌卷烟入手，通过降低烟丝温度、改变PROTOS 70卷烟机烟舌涂层，减小烟丝摩擦力，从一个全新的角度有效地降低了卷烟空头率。

当然，卷烟空头率还与卷烟机设备是否调整到位有关，例如铲丝刀位置、烟丝平整器倾斜度、吸丝仓烟丝通道与气流烟丝通道中心对准程度等因素均与卷烟空头率密切相关，在调整好设备的前提下，减小烟丝摩擦力将有效地降低高档卷烟的空头率。

【点评】
本文从降低烟支空头率研究出发，层层推进分析，提出了烟丝摩擦力这一影响高档卷烟空头率的关键因素，并有针对性地采取措施，取得了良好的效果。

由于降低高档卷烟烟丝空头率是行业内的重大生产研究课题，本文的推广价值较明显。

本文论点鲜明，论证科学，作者具有一定的创新意识。

（设备与管理专业组）。