学文网本文作者：曾 静 李 斌 冯志斌 孔 臻 江 威 刘 栋 解晓翠 单位：广东中烟工业有限责任公司技术中心 中国烟草总公司郑州烟草研究院烟草行业烟草工艺重点实验室
卷烟产品中梗签的存在，会在一定程度上影响卷烟的燃烧性能及感官质量，进而影响消费者对该品牌的认可度。目前多通过制丝环节设置风选装置或调整卷接机组吸丝成型系统中梗箱孔板的透气量等措施，来减少卷烟中的梗签含量，提高卷烟质量［1-3］。梗签剔除率的合理控制是卷烟质量控制的一项重要内容，梗签剔除率过低，会导致卷烟梗签含量过高；梗签剔除率过高，则会导致剔除梗签物中的烟丝含量较高，从而降低烟丝的有效利用率。目前对卷烟机剔除梗签物含丝量的检测大多是通过人工挑选或者目测的方式进行，检测结果受主观因素影响比较大，不能用于卷烟机剔除梗签物含丝量的准确测定。因此，需要建立科学、准确的剔除梗签物中含丝量的检测方法，通过检测剔除梗签物中的烟丝含量，对卷烟机的参数进行调整，控制适宜的梗签剔除率。目前根据来料状态和不同牌号卷烟对产品质量的要求，剔除梗签物中含丝量一般控制在1%～5%。针对目前存在的问题，在考察梗签与烟丝基本流态化特性的基础上［4-5］，选择两级流态化系统的合理风速条件，分离梗签与烟丝，将分离后的梗签和烟丝分别称重，获得剔除梗签物中含丝量。同时，利用该方法考察不同含丝量水平和不同质量水平对检测结果正确度和精密度的影响规律。
1材料与方法
1.1材料烟丝和剔除梗签物采集于广东中烟生产二部卷包车间一区。烟丝样品中含叶丝68%，膨胀梗丝18%，膨胀烟丝14%。剔除梗签物从PROTOS70卷接机组中收集，人工将烟丝剔除，梗签物中含丝量接近0（即通过取样，观察到剔除梗签物中不含有烟丝为止，实际检测结果＜0.1%），该样品作为纯梗签留样备用。
1.2方法
1.2.1样品物理指标的检测梗签样品和烟丝样品堆积密度、表观密度、真密度、空隙率、平均粒径及含水率的检测参照文献［4-6］中的方法进行。
1.2.2梗签含丝量的检测剔除梗签物中含丝量检测装置（郑州烟草研究院研制）见***1。该装置主体由有机玻璃制成，主要包括双流化气流量控制及流体分配气室、带中心管的流化床系统和分布进料与卸料控制系统。该装置具有以下特点：①具备烟丝基本流动性质的检测功能，可以方便快速选择两级流化气体流量操作范围；②方便观察梗签与烟丝在优化后的操作条件下两级流化过程中的分离过程；③分离后的梗签与烟丝经过两次卸料，分别称重，方便计算收率与含丝量。如***1所示，打开气源2，设定流化室8与中心管11的风速，保持稳定；将被测样品放入布料单元7，开启布料单元7；同时开启控制翻板状态单元10，仪器处于运行状态；运行30s后，使烟丝和梗签物完全分离，旋转控制翻板状态单元10，使其处于截止状态，然后关闭中心管11和流化室8两路流化风，使烟丝下落到载料翻板上，梗签下落至封料阀门14上，完成梗签与烟丝的分离；打开中心管流化风气室13下方的封料阀门14，卸出梗签并称重，精确至0.1g，记为m1；关闭封料阀门14，打开载料翻板单元15，烟丝经中心管11落入中心管流化风气室13，打开封料阀门14，卸出烟丝称重，精确到0.1g，记为m2。
1.2.3样品悬浮速度的检测将中心管速度调整至10m/s，流化室的风速调整至高于两种样品的临界流化速度；待风速稳定后，加入50g被测样品，开启载料翻板；逐渐降低中心管的速度，直到在中心管内看到有样品存在时，此时中心管中的风速即为被测样品的悬浮速度。
2结果与分析
2.1样品的基本性质梗签样品和烟丝样品的物理指标检测结果见表1。
2.2样品基本流化特性分析采用1.2.3的方法检测得到所选样品的悬浮速度分别为：梗签5.0～5.5m/s，烟丝2.0～2.3m/s。***2和***3分别为被测梗签与烟丝样品的基本流化特性***。从***中可知，梗签与烟丝临界流化速度分别为1.15m/s和0.62m/s，通过观察实验现象可以发现，烟丝超过临界流化速度（大于0.7m/s）后，流化室中的烟丝床层形成腾涌现象；随着气速继续增加，当表观气速大于1.0m/s时，流化室中的烟丝床层形成沟流现象；继续增加气速至2.0m/s，烟丝达到悬浮速度，部分可飘出流化室。对于梗签而言，当流化室床层中的表观气速达到2.0m/s时，流化室床层中梗签呈现状态较好的鼓泡流化床现象；随着气速继续升高，当表观气速大于5.0m/s时，少量梗签可能会飘出流化室。从梗签与烟丝的流化状态的基本表现中可以看出，流化室中表观气速设置不应高于1.0m/s，中心管中的表观气速设置不应高于5.0m/s。根据基本流化特性，选择流化室中的表观气速为0.7～0.8m/s，中心管中的表观气速为4.0～4.5m/s，便可以在梗签和烟丝充分相互作用下，通过两级流化，将梗签与烟丝有效分离。
2.3梗签物质量相同时理论含丝量变化对检测结果的影响考察了相同质量的梗签物中理论含丝量分别为0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%时实际含丝量的检测结果，见表2。对混和好的样品利用1.2.2中的方法进行检测，结果见***4。由***4可以看出，梗签物中含丝量检测值与理论值线性拟合较好，相关系数R=0.9975，说明该检测方法可以较好地表征含丝量的变化。由表2可知，不同梗签物中含丝量水平对检测结果标准偏差的影响规律不明显；相对误差随着梗签物中含丝量的增加，整体呈现下降趋势。在检测范围小于2%时，绝对误差在0.2%左右，检测结果均是实际含丝量高于理论含丝量，可能是由于纯梗签存在0～0.1%的含丝量造成的，在整个检测范围内多数检测结果的绝对误差为正值亦是由此引起。
2.4理论含丝量相同时梗签物质量变化对检测结果的影响考察了理论含丝量均为2.0%时，梗签物的质量分别为100，200，300，400，500g时样品的实际含丝量，检测结果见表3。由表3可以看出，随着梗签物样品质量度小，这与文献［12］报道一致。
3结论
①不同卷烟机型对相同配方烟丝的造碎存在差异，PASSIM卷烟机对配方烟丝的造碎程度最小，PROTOS卷烟机其次，SUPER9卷烟机对配方烟丝的造碎程度最大。②同一卷烟机型对不同配方烟丝比例的配方造碎程度存在差异，比较而言，叶丝比例高的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度高，梗丝比例高的烟丝经卷烟机卷制后造碎程度低。③不同卷烟机型设备结构在供丝系统、回丝控制等影响卷制过程烟丝造碎的关键部位存在差异，这些差异造成卷烟机型对烟丝卷制过程的造碎程度不同，生产过程中可根据配方比例的差异选择合适的卷烟机型。
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