烟叶挑选和选后混配工序对烟碱均匀性的贡献度研究

来源:用户上传      作者:陈明 高云发 刘雅琴 马显滔

　　摘   要：为了评估烟叶挑选工序和选后混配工序对烟碱均匀性的贡献度，对4个批次的原烟分别在分选1区（无混配线）和分选2区（有混配线）进行挑选，以选后各精选等级的常规化学成分检测为基础，并以烟碱变异系数作为评价烟碱均匀性的指标，评价烟叶挑选工序和选后混配工序对烟碱均匀性的贡献度。结果表明：烟叶挑选工序对烟碱均匀性的贡献很大，原烟经过挑选后，烟碱变异系数下降度平均值为35.70%，贡献度平均值为63.17%。选后混配工序可进一步提升烟碱的均匀性，经过预混配后，烟碱变异系数下降度平均值提升至48.86%。
　　关键词：烟叶挑选  选后混配  烟碱均匀性  烟碱变异系数  烟碱变异系数下降度  贡献度
　　中图分类号：TS44                                   文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2020）01（b）-0110-04
　　Abstract： In order to evaluate the contribution of the tobacco leaves sorting process and the compounding process to the uniformity of nicotine， the four batches of raw tobacco were separately sorted in Zone 1 （without compounding line） and Zone 2 （with compounding line）. We detected the chemical components of each group tobacco leaves， and used the nicotine coefficient of variation as an indicator to evaluate the process contribution degree. The results showed that the tobacco leaves sorting process contributed a lot to the uniformity of nicotine. After the sorting process， the average coefficient of variation decreased by 35.70%， and the average contribution degree was 63.17%. The compounding process can further decreased the the nicotine coefficient of variation. After the compounding process， the average coefficient of variation decreased by 48.86%.
　　Key Words： Tobacco leaf selection; Mixing ofter selection; Nicotine uniformity; Nicotine variation coefficient; Nicotine variation coefficient decline degree; Contrbution degree
　　煙叶均质化加工是打叶复烤质量控制的方向，是新形势下卷烟工业企业重点品牌原料加工质量关注的焦点，而目前国内大部分复烤企业为平库模式存储和备料，无法实现按每一框烟的烟碱值进行配比投料[1]。因此，复烤企业在现有仓库和装备条件下，如何科学设计烟叶收储、选叶管理、选后烟叶暂存、烟叶出入库顺序、烟叶加工备料等投料前关键工艺环节[2]，最大化实现线下均质，是复烤企业急需研究解决的课题。本研究通过对烟叶挑选工序和选后混配工序中烟碱变异系数的对比分析，探寻烟叶在挑选和混配过程中烟碱均匀性控制的效果，从而消除原料烟碱值整体性、趋势性波动，再结合组配投料技术及储叶柜等的混合作用，最终实现成品片烟烟碱值的均匀稳定。
　　1  材料与方法
　　1.1 实验材料
　　2018年云南马龙C2F、马龙C3F、沾益C2F和沾益C3F 4个批次的原烟。
　　1.2 实验仪器
　　ANTARIS - II近红外光普仪（赛默飞世尔科技有限公司）;YMS-96粉碎机（昆明派龙工程技术有限公司）。
　　1.3 实验方法
　　1.3.1 烟叶精选
　　对云南马龙C2F、马龙C3F、沾益C2F和沾益C3F 4个批次的原烟分别进行精选。以沾益C2F原烟为例说明精选过程。首先按客户要求制作实物标准样品，然后以实物标准样品为标准，对烟叶进行片选，精选出符合等级的烟叶C2F-C02、低于等级的烟叶C2F-C03和其他少量的小等级烟叶。
　　1.3.2 实验方案
　　以2018年云南马龙C2F、马龙C3F、沾益C2F和沾益C3F，4个批次的原烟作为研究对象，以同一批分选工人分别在分选1区（无混配线）和分选2区（有混配线）进行挑选。选后烟叶按等级进行采样，样品采集后统一用实验室近红外光谱仪检测其常规化学成分[3]，然后以烟碱变异系数作为评价烟碱均匀性的指标，评价烟叶挑选工序和选后混配工序对烟碱均匀性的贡献度[4]。 　　分选1区（无混配线）：对上述4个批次的原烟分别进行精选，选后烟叶装框时，仅将4个分选工位的选后烟叶按等级集中混合装框。
　　分选2区（有混配线）：选叶的标准和要求跟分选1区完全相同，但在分选现场加装了双层式辊道输送机，可实现多个分选工位选后烟叶的掺配混匀。其运行过程是：每个工位挑选后的烟叶按等级分别装入不同颜色的塑料框（可装20kg烟叶）里，装满后，把塑料框放到双层式辊道输送机的上层输送到卸料区，在卸料区放置相应的储烟框（可装500kg烟叶），把相同颜色塑料框里的烟叶集中堆放在相应储烟框里面。分选2区的工艺流程如图1所示。
　　1.3.3 评价指标
　　以所取烟叶样品的烟碱检测结果进行计算，通过计算其变异系数、变异系数下降度及贡献度，对烟叶挑选工序和选后混配工序的烟碱均匀性进行量化评价。
　　烟碱变异系数CV：CV=S/×100%                           （1）
　　式中，S―样品标准偏差，―样品平均值。
　　烟碱变异系数下降度T：T=[（CV1-CV2）/CV1]×100%    （2）
　　式中，CV1―相应工序来料烟碱变异系数，CV2―相应工序产品烟碱变异系数。
　　贡献率θ：θf=（T f /（T f +T h））×100%                       （3）
　　式中，f―分级工序，h―混配工序。
　　1.3.4 采样方法
　　原烟：以框（16包）为单元按五点取样法取样，每点抽取一包，再从每包中随机抽取约30片烟叶组成一个待测样品[5]。
　　精选后烟叶：从每框（约500kg）的8个角各抽取烟叶约100g，中心抽取烟叶约200g组成一个待测样品，每个选后等级随机抽取30～40个样（小等级烟叶除外）。
　　2  结果与分析
　　2.1 原烟烟碱检测结果与分析
　　云南马龙C2F、马龙C3F、沾益C2F和沾益C3F 4个批次的原烟烟碱检测结果见表1。
　　从表1可知，4个批次的原烟烟碱变异系数都大于20%，如果仅依靠打叶线上各个工序来控制，很难实现成品片烟烟碱值的均匀稳定。
　　2.2 分选1区（无混配线）选后烟叶烟碱检测结果及分析
　　云南马龙C2F、马龙C3F、沾益C2F和沾益C3F  4个批次的原烟在分选1区（无混配线）挑选后，各选后等级烟碱检测结果见表2。
　　由表2可知，4个批次的原烟在分选1区（无混配线）挑选后，烟碱变异系数都明显降低，烟碱变异系数下降度平均值为35.70%。其中沾益C3F-c02降幅最大，烟碱变异系数下降度为44.29%，降幅最小的也下降了20.35%。说明加强选叶过程控制，通过精挑细选，可提升原料的均匀性，但每框选后烟叶仅由4个分选工位选出的烟叶构成，其对应原料相对单一。
　　2.3 分选2区（有混配线）选后烟叶烟碱检测结果及分析
　　云南马龙C2F、马龙C3F、沾益C2F和沾益C3F 4个批次的原烟经过挑选和混配后，各选后等级烟碱检测结果见表3。
　　由表3可知，4个批次的原烟经过挑选和混配后，烟碱变异系数降幅更加显著，烟碱变异系数下降度平均值为48.86%，比分选1区（无混配线）提高了13.16%，说明在分选现场加装了预混配装置后，通过多工位混合装框，进一步平衡了不同收购站点、不同收购时间和不同分选人员主观差异造成的质量波动，使得选后烟叶的烟碱分布更加均匀。
　　2.4 烟叶挑选工序和选后混配工序对投打前烟碱均匀性的贡献度分析
　　烟叶挑选工序和选后混配工序对投打前烟碱均匀性的贡献度见表4。
　　由表4可知，烟叶挑选工序烟碱变异系数下降度平均值为35.7%，贡献度平均值为63.17%;选后混配工序烟碱变异系数下降度平均值为20.35%，贡献度平均值为36.83%。说明就烟叶挑选工序和选后混配工序的贡献度而言，烟叶挑选工序明显大于选后混配工序，烟叶挑选工序在烟碱均匀性控制过程中对降低烟碱变异系数起到主要作用。
　　3  结论
　　（1）通过对原烟和选后烟叶的烟碱检测数据统计分析可知，加强选叶过程控制，通过精挑细选，可提升选后烟叶的烟碱均匀性。
　　（2）烟叶挑选是打叶复烤均质化加工的一个重要工序，其主要目的是“剔次去杂，混合均匀”，本實验通过在分选现场建设输送设备，改进目前选后烟叶的装框方法，把各分选工位的选后烟叶按等级集中混合装框，实现了不同分选工位的选后烟叶的混配，更大程度上消除了因收购站点不同、收购时间不同和分选人员主观差异等造成的质量波动，提升了选后烟叶的均匀性。由表3可知，在分选2区加装输送设备（双层式辊道输送机）后，烟碱变异系数下降度平均值为48.86%，较分选1区（无混配线）提高了13.16%。也就是说，抓好烟叶挑选和选后混配两个工序，就可以使原烟的烟碱CV值下降50%左右。
　　总之，充分利用烟叶在收储、挑选、暂存、备料、投料过程中流动、堆垛、移位的机会，通过“一次精选、多级掺配”和“进出垂直、S形堆垛”的物流模式，再结合组配投料技术及储叶柜等的混合作用，最终实现成品片烟烟碱值的均匀稳定。
　　参考文献
　　[1] 杨凯，陈清，徐其敏，等. 打叶复烤配方均匀性控制模式研究[J]. 烟草科技， 2012，12：14-17.
　　[2] 朱毓航，黄文勇，尚关兰，李屹. 打叶复烤烟碱均匀性控制工艺过程质量评价方法研究与应用[J]. 科技创新导报， 2018，23：80-84.
　　[3] 张建平，谢雯燕，束茹欣，等. 烟草化学成分的近红外快速定量分析研究[J]. 烟草科技，1999（3）：37-38.
　　[4] 何结望，李琳，吴风光，等. 打叶复烤片烟质量均匀性评价方法的构建和实践[J]. 江西农业学报， 2012，24（8）：43-46.
　　[5] GB/T19616-2004ISO4874：2000：烟草成批原料取样的一般原则[S].
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