制丝关键工艺参数对细支卷烟质量的影响

摘要 采用正交试验设计法研究了切丝出口含水率、叶丝膨胀蒸汽流量、烘丝机筒壁温差等制丝关键工艺参数对细支卷烟烟丝结构、卷制质量和感官质量的影响。结果表明：切丝出口含水率对单支重标偏、吸阻标偏有显著影响（P<0.05），而对总通风率标偏、含末率的影响接近显著水平。叶丝膨胀蒸汽流量对吸阻标偏、含末率有显著影响（P<0.05）。烘丝机筒壁温差对整丝率、感官质量的影响接近显著水平。优化后的制丝工艺参数如下：切丝出口含水率18.5%，叶丝膨胀蒸汽流量450kg/h，烘丝机筒壁温差5℃。经验证，优化制丝关键工艺参数可以有效提高细支卷烟质量。

关键词 细支卷烟；制丝工艺参数；正交设计；卷烟质量

中图分类号 TS452

文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）02-0176-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.02.039

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Key Processing Parameters for Spinning on the Quality of Slim Cigarette

QIN Zi-xian，HU Xing-feng，CAI Li et al

（Technology Center，China Tobacco Chongqing Industrial Co.，Ltd.，Chongqing400060）

Abstract The influences of shred moisture content，leaf filament expansion steam flow and temperature difference of cut tobacco drying wall on cut tobacco structure，physical indexes and sensory quality of slim cigarette were explored based on orthogonal design experiment.The results were showed as follows：shred moisture content had significant influences on single weight standard deviation and cigarette resistance standard deviation（P<0.05），the influences on total ventilation rate standard deviation and dust content were close to significant level.Leaf filament expansion steam flow had significant influences on cigarette resistance standard deviation and dust content（P<0.05）.The influences of temperature difference of cut tobacco drying wall on the percentage of long strands and sensory quality were close to significant level.In summary，the optimized processing parameters for spinning were confirmed as follows：18.5% shred moisture content，450kg/h leaf filament expansion steam flow，5℃ temperature difference of cut tobacco drying wall.It was confirmed that the optimized key processing parameters for spinning could improve the quality of slim cigarette effectively.

Key words Slim cigarette;Processing parameters for spinning;Orthogonal design;Cigarette quality

作者简介 秦子娴（1990—），女，四川达州人，助理工程师，从事卷烟加工工艺及质量监督检测研究。* 通信作者，工程师，从事卷烟加工工艺研究。

收稿日期 2023-01-11

细支卷烟相较于常规卷烟具有烟丝消耗量少、焦油量较低、细长美观等优点，深受消费者和卷烟工业企业的关注和青睐，其产品规格和销量近些年保持高速增长态势，已成为中式卷烟发展的新亮点和研究新热点^[1-2]。目前，关于细支卷烟的研究多集中于烟机设备研发改造、烟辅材料、烟气化学指标等方面。袁海霞等^[3]优化设计了适应细支卷烟加工特性的风选系统；楚文娟等^[4]考察了不同滤嘴参数对细支烟主要理化指标及感官品质的影响；Yamamoto等^[5]研究发现烟支圆周减小，苯并（a）芘的生产速率降低，而一氧化碳和氢氰酸生成速率提高；周凯敏等^[6]研究了卷烟机关键工艺参数对细支烟机台运行情况的影响；郭华诚等^[7]探索了不同干燥模式对细支烟烟丝结构、卷制质量及主流烟气成分的影响。

制丝生产工艺作为卷烟加工生产的核心环节，对卷烟产品的内外质量起着至关重要的作用^[8]，其关键工艺参数对细支卷烟质量的影响研究少见报道。笔者采用正交试验设计方法探讨制丝关键工艺参数对细支卷烟质量的影响，以期为细支卷烟制丝工艺参数的优化提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

某细支卷烟叶组配方，重庆中烟工业有限责任公司涪陵卷烟厂；细支卷烟烟支，97mm×17.0mm，重庆中烟工业有限责任公司涪陵卷烟厂；薄板式烘丝机，KLD-2Z型，德国HAUNI公司；细支烟卷烟机，YJ118B型，常德烟草机械有限责任公司；叶片振动分选筛，TQ-2型，郑州烟草研究院；烟丝振动分选筛，YQ-2型，郑州烟草研究院；综合测试台，RT-V型，成都瑞拓科技有限责任公司；微波烟支密度水分仪，MV4420型，德国TEWS公司；含末率仪，JMQ-3型，郑州嘉德机电科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计。以切丝出口含水率、叶丝膨胀蒸汽流量、烘丝机筒壁温差为试验因素，其余控制参数均按照现行工艺参数要求设定，使其保持在规定范围内。以烘后烟丝结构、填充值、卷烟物理质量（烟支密度、单支重、吸阻、总通风率、含末率、单支重标偏、吸阻标偏、总通风标偏）、感官质量为考察指标，设计3因素3水平L₉（3）正交试验。正交试验因素与水平设计见表1。

1.2.2 细支烟样品卷制。将不同制丝工艺参数加工的烟丝，以同一机台、同一操作人员、相同卷烟材料加工卷制成规格97mm×17.0mm的细支烟，待设备运行稳定后取样，备用。

1.2.3 烟丝结构测定。在烘丝机出口分别取不同制丝工艺参数加工的样品，检测其填充值、烟丝结构指标。

1.2.4 卷制质量测定。按照标准方法对不同制丝工艺参数加工卷制的细支卷烟样品的烟支密度、质量、吸阻、总通风率、含末率等卷制质量指标进行测定^[9-10]。

1.2.5 感官质量评价。组织具有评吸资质的评委，按照《卷烟 第4部分：感官技术要求》（GB5606.4—2005）^[11]对不同制丝工艺卷制的细支烟样品的感官质量进行评价，评吸人员共13人。

2 结果与分析

2.1 制丝工艺参数对烟丝物理特性的影响

烟丝结构对卷烟质量有重要影响，整丝率、碎丝率和填充值与制丝加工质量、卷烟物理指标、感官质量密切相关^[12-13]。通过精确控制过程试验参数，同时保证烘后叶丝含水率在同一水平上，分别按照表1的试验参数进行制丝试验。制丝工艺参数对烟丝物理特性的影响见表2。

不同制丝工艺参数下烟丝物理特性的正交试验结果直观分析和方差分析见表3～4。由表3～4可知，各因素对烟丝物理特性的影响均未达到显著水平（P>0.05），其中烘丝机筒壁温差（C）对整丝率的影响接近显著水平。各因素对烟丝物理特性的影响程度不同，对烟丝整丝率的影响程度大小排序为烘丝机筒壁温差（C）>切丝出口含水率（A）>叶丝膨胀蒸汽流量（B）；对烟丝碎丝率的影响程度大小排序为切丝出口含水率（A）>烘丝机筒壁温差（C）>叶丝膨胀蒸汽流量（B）；各因素对烟丝填充值的影响程度大小排序为切丝出口含水率（A）>叶丝膨胀蒸汽流量（B）>烘丝机筒壁温差（C）。整丝率、碎丝率、填充值的最优组合分别为A₂B₂C₃、A₁B₂C₃、A₂B₂C₃。由此可见，A因素对烟丝物理特性的影响相对较大，在B₂C₃水平下烟丝物理特性最优。

2.2 制丝工艺参数对烟支物理特性和感官质量的影响

不同制丝工艺参数卷制的细支烟物理特性和感官质量见表5。由表5可知，烟支密度、单支重、吸阻、总通风率的变化并不大，但其对应标偏在不同制丝工艺参数下有一定变化。

不同制丝工艺参数下细支烟物理指标和感官质量结果直观分析和方差分析见表6～7。由表6～7可知，切丝出口含水率（A）对单支重标偏、吸阻标偏有显著影响（P<0.05），对总通风率标偏、含末率的影响接近显著水平；叶丝膨胀蒸汽流量（B）对吸阻标偏、含末率有显著影响（P<0.05）；烘丝机筒壁温差（C）对感官质量的影响接近显著水平。不同制丝工艺参数对其他指标有不同程度的影响。各因素对烟支密度标偏、单支重标偏、吸阻标偏、总通风率标偏、含末率、感官质量的影响程度大小分别为A>C>B、A>C>B、A>B>C、A>C>B、B>A>C、C>A>B，其最优组合分别为A₂B₂C₃、A₁B₂C₂、A₁B₂C₂、A₁B₂C₁、A₁B₂C₁、A₁B₂C₂。综合来看，A和B因素对细支烟物理特性的影响较为关键，感官质量受C因素的影响相对较大。

2.3 优化方案的综合选择

通过对以上正交试验结果的分析可知，不同考察指标选出的最优组合并不一致，因此需要通过综合平衡法^[14]对直观分析和方差分析结果选出各因素主次顺序，并对优选结果进行综合分析。对于切丝出口含水率（A），除了整丝率、吸阻、总通风率、含末率、感官质量外，对其余指标均为第1影响因素，其对单支重标偏、吸阻标偏有显著影响，其对总通风率标偏、含末率的影响接近显著水平且均优选第1水平；对于叶丝膨胀蒸汽流量（B），作为吸阻、总通风率、含末率的第1影响因素，其对吸阻标偏、含末率的影响显著且均优选第2水平；对于烘丝机筒壁温差（C），它是整丝率和感官质量的第1影响因素，且对整丝率（优选第3水平）和感官质量（优选第2水平）的影响接近显著水平。考虑到感官质量是卷烟质量评价的核心指标，因此优化方案选择A₁B₂C₂。