不同等级烟叶吸湿性能的研究

不同等级烟叶吸湿性能的研究作者：陈杰陈春雷

来源：《粮食科技与经济》2018年第10期

[摘要]由于烟叶等级受理化性质、环境影响以及烟叶吸湿性能差异的影响，松散回潮设备采用相同的固定加水量会导致出口烟叶水分波动较大，进而影响后段烘丝工序加工的稳定性。本文针对烟叶的含水率以及吸湿性能差异，开展分段工艺参数控制研究，对烟叶配方基团进行二次分组，并进行加水系数参数的差异化加工，消除原料特性和水分导致的切丝水分波动大的问题。

[关键词]松散回潮;配方基团;吸湿性能;加水系数

中图分类号：TS207.3 文献标识码：A DOI：10.16465/431252ts.201810

松散回潮工序作为卷烟制丝环节的关键工序，工艺任务是将烟叶与蒸汽、雾化水、热风充分接触，形成舒展松软的烟片，从而达到增温、增湿与烟片松散的工艺要求[1-5]。由于卷烟中各配方原料之间存在一定的水分差异，为了提升切后水分批间的稳定性，本文开展分段工艺参数控制试验。在对各等级烟叶原料进行水分测试的基础上，计算各等级烟叶最适宜的加水系数，进行配方基团的二次分组，并调整加水系数开展差异化加工，消除原料特性差异导致的切丝水分波动大的问题。

1 不同原料水分配方基团建立不同等级烟叶吸湿性能的离线研究

烟叶的吸湿性能评价方法目前缺少量化评价标准，为了考察烟叶吸湿性能与温湿度的关联性，本文选取恒温恒湿箱模拟松散回潮滚筒内的温湿度环境对单等级烟叶进行实验测试水分，构建离线的烟叶吸湿性能曲线图，模拟烟叶在不同的温湿度环境下的吸湿情况，对其进行一个直接的评价。

1.1 试验方法

取切片后多种单等级烟叶人工松散后放置恒温恒湿箱中（T：55℃，RH：80%），等间隔时间取样测水分，根据测试得出的水分拟合曲线，构建烟叶吸湿曲线图。

在对数据进行分析的基础上扩大样本的数量，根据烟叶的产地、部位等多方面因素选取更多的单等级烟叶进行吸湿能力的分析。选取具有代表性的单等级烟叶原料进行水分测试，根据测试出的水分构建各代表等级烟叶离线的吸湿情况曲线图。

1.2 试验数据分析

通过对比不同等级、部位以及产地烟叶在高温、高湿环境下不同吸湿时间内的水分变化，可以对烟叶的吸湿性能进行直观了解。不同等级烟叶在短时间内（5min）和较长时间内

（60min）的水分变化表现出较大差异，结果见表1。

据表1可知，同样是上部烟的巴西B10C/C和安徽池州B2FH表现出吸湿速率的较大差异，B10C/C和B2FH在60min內水分分别增加3.19%和2.74%，但在5min内水分分别增加0.48%和2.11%，即B2FH在较长时间内的吸湿水分变化相对较小，但却表现出短时间内快速吸湿的能力。同样安徽皖南C23FB和福建三明C3FA的中部烟叶也表现出吸湿速率的显著差异。

各等级烟叶吸湿曲线图直观展示了烟片在高温高湿环境中的吸湿情况，能对烟叶的吸湿性能进行一个直接的评价。通过对比和分析烟叶的吸湿曲线图可以了解各等级烟叶快速吸湿和饱和吸湿的情况，对于松散回潮加水系数参数的制定具有指导意义。

2 不同等级烟叶吸湿性能的在线研究

2.1 试验方法

设备正常运行时，在松散回潮工序进料振槽、出料输送带上，完成黄山（新制皖烟）A、B组单等级烟叶原料含水率取样、检测。其中，出料输送带取样点在水分仪处，取样时间为进料振槽取样时间+设备加工时间，同时，记录水分仪修正系数与取样时水分显示值。根据出入口水分测量值计算得出该单等级烟叶的吸湿性能数值。

2.2 试验数据分析

各等级烟叶的在线吸湿性能曲线图直观展示了烟片在松散回潮滚筒中的吸湿能力差异，通过比较各等级烟叶在松散回潮加工过程中的吸湿性能，可以发现单等级烟叶由于年份、产地、部位和加工条件的不同，吸湿性能差异显著。构建烟叶吸湿性能曲线数据库对松散回潮加水系数参数的制定具有指导意义。

为了验证单等级烟叶吸湿性能离线评价的科学性以及离线和在线试验的关联性，本文选择相同的时间（松散回潮设备加工时间）对比离线和在线试验中单等级烟叶的吸湿性能值，结果见图1。通过对比三个不同部位烟叶的吸湿性能可以发现，虽然两种条件下的加工环境差异导致烟叶吸湿性能的数值有较大差异，在线试验中松散回潮滚筒内部直喷蒸汽、热风以及物理机械加工使得烟叶的吸湿性能相对于离线试验情况明显较大。但是从图中对比不同等级烟叶的吸湿性能差异可以发现，各单等级烟叶的离线吸湿性能和在线吸湿性能表现出相同的变化趋势，即单等级烟叶的在线吸湿性能值越大，其离线性值越大。因此通过对比离线和在线试验条件下的烟叶吸湿性能趋势可以证明单等级烟叶吸湿性能模拟松散回潮的离线试验的科学性，离线模拟试验为松散回潮加工过程提供了一种方法。

3 分基团加水控制程序的修改

在研究烟叶吸湿性能的基础上，对不同等级的烟叶进行二次分组，将吸湿性能接近的等级连续出料，在MES中固定烟包顺序后，为能实现加工过程的自动控制，对控制程序进行了优化修改，具体见图2。

图中所示的程序中，“DB_YP_Unit3”.Pub.Mod为模式选择，当数值为0时，表明按照固定加水量进行生产，当数值为1时，表明按照烟包信息分基团进行加水，加水量的设定值为

MD62，这个数值通过烟包信息绑定的加水量数值传送，具体程序为：

“DB_YP_Unit2”.Data_IO.PackInfo.SP_ProcWatAdd为烟包信息绑定的加水量数值，在设备生产运行期间，这个数值经过延时后会传送给MD62，然后由MD62传送给虹霓的加水量设定值，当下一个烟包过来时，会重新刷新“DB_YP_Unit2”.Data_IO.PackInfo.SP_ProcWatAdd，然后重新传递给MD62。这个“DB_YP_Unit2”.Data_IO.PackInfo.SP_ProcWatAdd具体的加水数值在管理系统中与烟包的信息进行绑定，当烟包到达开包机后，

“DB_YP_Unit2”.Data_IO.PackInfo.SP_ProcWatAdd的数值按照烟包的信息发生变化，经过延时后传送给松散回潮机加水量参数。

4 不同来料水分配方基团的建立

由于各等级烟叶受原料理化性质、贮存时间、环境等因素的影响，烟叶自身的吸湿性能存在差异，导致松散回潮出口含水率存在波动。为了减少烟叶本身吸湿性能的影响，本文开展烟叶吸湿性能试验，分析烟叶吸水特性，進行批内分基团加工，提高批内均匀性。以正常生产配方的黄山（新制皖烟）为实验对象，按照原料高架库出料顺序，固定A、B模块加水系数。同时结合加工工艺要求和各等级烟叶吸湿性能的差异性，为保证对各等级烟叶加工的均匀性，对每个等级的烟叶理论加水系数进行了分析计算，结合生产实际，考虑控制操作的便捷性和稳定