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摘要[目的]探索闪蒸不同文氏管构型和蒸汽流量下的梗丝膨胀效果。[方法]设計双因素试验，考察文氏管构型和蒸汽流量对梗丝膨胀率以及干燥后梗丝结构的影响。[结果]文氏管构型压缩比越小，梗丝膨胀率以及干燥后梗丝填充性能越高，对干燥后梗丝结构无显著影响；蒸汽流量越小，干燥后梗丝整丝率越高，碎丝率越低。[结论]该研究可为提高梗丝的加工质量提供参考。
关键词梗丝膨胀效果；文氏管；膨胀率；填充值；梗丝结构
中图分类号TS452文献标识码
A文章编号0517-6611（2017）08-0103-02
The Effect of Venturi Tube Structure and Steam Flow on the Expansion of Stem Silk
XU Yonghu， CHENG Jian， ZHA Hailing（Hefei Cigarette Factory， China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd， Hefei， Anhui 230031）
Abstract[Objective]To research the effect of venturi tube structure and steam flow on the expansion of stem silk. [Method] The impact of venturi tube structure and steam flow on the expansion of stem silk and dried stem silk structure was investigated by a twofactor test. [Result] The venturi configuration compression ratio is smaller，the higher the stem stem silk expansion and filling properties after drying， but had no significant effect on stem silk structure after drying.Steam flow is smaller， the higher the rate of complete stem silk and the lower the rate of broken stem silk after drying. [Conclusion] The study can provide reference for improving processing quality of stem silk.
Key wordsStem silk expansion effect；Venturi tube；Expansion rate；Filling value；Stem silk strucrure
烟梗作为卷烟生产的主要原料之一，其加工质量对卷烟产品的品质有直接影响。近年来，随着加工工艺技术水平的提高和卷烟降焦控焦的需要，梗丝在卷烟配方中的作用逐步提升，而梗丝的加工质量对成品卷烟的综合质量也产生重要影响。卷烟质量受梗丝形态和填充值的影响较大[1-3]，丝状梗丝可提高梗丝与叶丝的配伍性，不仅能提高卷烟成品的物理质量、化学指标的稳定性，而且对于产品感官质量的提升具有积极的作用。
梗丝膨胀工序是丝状梗丝成丝工艺中的关键工序，直接影响成品梗丝的填充值和形态的变化[4-6]。为了解不同膨胀设备性能及参数对梗丝质量的影响，笔者进行了不同文氏管构型和蒸汽流量对梗丝膨胀率、填充性能、结构的影响试验，以期为确定丝状梗丝成丝工艺提供参考，从而更好地提高梗丝的加工质量和使用效果。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1原料。供试原料为卷烟厂A类配方烟梗。
1.1.2主要设备仪器。SH84型闪蒸梗丝膨化装置，江苏智思；SH84型闪蒸3种不同构型文氏管结构如图1所示；KLD-3顺流一段式薄板烘梗丝机，德国HAUNI；YGD450型填充值测定仪[测头压力（9.8±0.5）N可选]、YQ-2型烟丝振动分选筛，郑州嘉德机电公司。
1.2方法
1.2.1试验设计。
以文氏管构型和闪蒸蒸汽流量设计双因素试验，构型1、构型2、构型3分别对应文氏管压缩比为0.099、0.394、1.000，蒸汽流量分别为500、600、700 kg/h。共9组试验。
1.2.2样品制备。
整个试验过程中分3次取闪蒸进口梗丝各1 kg，每组试验分10次取闪蒸出口梗丝共1 kg，样品置于温度（22±1）℃、相对湿度（60±2）%恒温恒湿环境中平衡72 h；每组试验在闪蒸出口随机取梗丝50 g，冷却后检测含水率。每组试验待烘梗丝机稳定后在烘梗丝机出口振槽用接料盘取样4 kg，四分法留样1 kg；另用接料盘随机取样100 g，样品均置于温度（22±1）℃、相对湿度（60±2）%恒温恒湿环境中平衡24 h。
1.2.3测定项目。该试验测定了闪蒸前后及烘梗丝后梗丝填充值、闪蒸出口梗丝含水率、烘梗丝机出口梗丝结构等项目，对数据进行分析比较。
2结果与分析
该试验测得，闪蒸出口梗丝含水率均在35.27%～36.07%，干燥过程烘梗丝机筒温、热风风温和风速均稳定。膨胀前后高含水率梗丝经平衡后含水率均在13.2%～13.5%，干燥后梗丝经平衡后含水率均在12.2%～12.4%。试验检测条件一致，符合组内填充值等评价内容的横向比较与分析要求。试验过程及结果统计见表1。
2.1文氏管构型及蒸汽流量对梗丝膨胀率影响 以闪蒸前后梗丝膨胀率和干燥后梗丝填充值为评价指标对试验进行双因素方差分析，结果得出：
闪蒸梗丝膨胀率中F构型=16.01、P构型=0.012，F蒸汽流量=10.70、P蒸汽流量=0.025；干燥后梗丝填充值中F构型=33.54、P构型=0.003，F蒸汽流量=1.29、P蒸汽流量=0.369。
由此可知，文氏管构型对闪蒸梗丝膨胀率和干燥后梗丝填充值均有显著影响（膨胀率P=0.012<0.05，填充值P=0.003<0.05），蒸汽流量对闪蒸梗丝膨胀率有显著影响（P=0.025<0.05），但对干燥后填充值无显著影响。由膨胀率和填充值单值图（图2）可知，闪蒸梗丝膨胀率随文氏管压缩比的降低和蒸汽流量的增加而提高，干燥后梗丝填充值随文氏管压缩比的降低而提高，但蒸汽流量对其无显著影响。
2.2文氏管构型及蒸汽流量对干燥后梗丝结构影响
以干燥后梗丝整丝率和碎丝率为评价指标对试验进行双因素方差分析，结果得出：干燥后梗丝整丝率中F构型=2.97、P构型=0.162，F蒸汽流量=8.37、P蒸汽流量=0.037；干燥后梗丝碎丝率中F构型=5.07、P构型=0.08，F蒸汽流量=13.08、P蒸汽流量=0.018。
由此可知，文氏管构型对干燥后梗丝结构无显著影响（整丝率P=0.162>0.05，碎丝率P=0.08>0.05），蒸汽流量对干燥后梗丝结构有显著影响（整丝率P=0.037<0.05，碎丝率P=0.018<0.05）。从干燥后梗丝结构单值图（图3）可知，在试验范围内，整丝率随蒸汽流量增加而减小，碎丝率随蒸汽流量增加而增加。
3结论
3.1文氏管构型对梗丝质量的影响
文氏管压缩比对梗丝膨胀率和干燥后梗丝填充性能均有显著影响，压缩比越小，梗丝填充值越高。在实际生产中，根据生产线设备性能及生产工艺情况，合理选择文氏管构型，是优化和稳定梗丝填充性能的有效手段之一。
3.2蒸汽流量對梗丝质量的影响
蒸汽流量对干燥后梗丝结构有显著影响，在试验范围内，蒸汽流量越小，梗丝整丝率越高，碎丝率越低。在试验范围内，随着蒸汽流量的增加，干燥后梗丝填充性能无明显变化，干燥后梗丝整丝率维持在较低水平。因此，企业在利用闪蒸膨胀梗丝时，可结合实际工况及能耗方面，选择较低的蒸汽流量。
参考文献
[1]
申玉军，席年生，刘朝贤，等.梗丝膨胀效果测定方法研究[J].烟草科技，2004（12）：3-4，13.
[2] 高尊华，鲍文华，程红军，等.梗丝结构对卷烟质量稳定性的影响[J].烟草科技，2007（2）：5-7.
[3] 叶鸿宇，许峰，张建中，等.成丝工艺参数对梗丝结构和卷烟吸阻稳定性的影响[J].烟草科技，2013（11）：11-14.
[4] 王福良.连续性方程和柏努利方程的推导：反证法的应用[J].宁夏大学学报（自然科学版），1994，15（4）：81-85.
[5] 魏同成.喷射管与文丘里管的设计[J].化工设计，1993（6）：21-27.
[6] 朱建新，张景玲，元卫军.SH85型闪蒸机文氏管的改进[J].科技与生活，2013（4）：120-121.
关键词梗丝膨胀效果；文氏管；膨胀率；填充值；梗丝结构
中图分类号TS452文献标识码
A文章编号0517-6611（2017）08-0103-02
The Effect of Venturi Tube Structure and Steam Flow on the Expansion of Stem Silk
XU Yonghu， CHENG Jian， ZHA Hailing（Hefei Cigarette Factory， China Tobacco Anhui Industrial Co.， Ltd， Hefei， Anhui 230031）
Abstract[Objective]To research the effect of venturi tube structure and steam flow on the expansion of stem silk. [Method] The impact of venturi tube structure and steam flow on the expansion of stem silk and dried stem silk structure was investigated by a twofactor test. [Result] The venturi configuration compression ratio is smaller，the higher the stem stem silk expansion and filling properties after drying， but had no significant effect on stem silk structure after drying.Steam flow is smaller， the higher the rate of complete stem silk and the lower the rate of broken stem silk after drying. [Conclusion] The study can provide reference for improving processing quality of stem silk.
Key wordsStem silk expansion effect；Venturi tube；Expansion rate；Filling value；Stem silk strucrure
烟梗作为卷烟生产的主要原料之一，其加工质量对卷烟产品的品质有直接影响。近年来，随着加工工艺技术水平的提高和卷烟降焦控焦的需要，梗丝在卷烟配方中的作用逐步提升，而梗丝的加工质量对成品卷烟的综合质量也产生重要影响。卷烟质量受梗丝形态和填充值的影响较大[1-3]，丝状梗丝可提高梗丝与叶丝的配伍性，不仅能提高卷烟成品的物理质量、化学指标的稳定性，而且对于产品感官质量的提升具有积极的作用。
梗丝膨胀工序是丝状梗丝成丝工艺中的关键工序，直接影响成品梗丝的填充值和形态的变化[4-6]。为了解不同膨胀设备性能及参数对梗丝质量的影响，笔者进行了不同文氏管构型和蒸汽流量对梗丝膨胀率、填充性能、结构的影响试验，以期为确定丝状梗丝成丝工艺提供参考，从而更好地提高梗丝的加工质量和使用效果。
1材料与方法
1.1材料
1.1.1原料。供试原料为卷烟厂A类配方烟梗。
1.1.2主要设备仪器。SH84型闪蒸梗丝膨化装置，江苏智思；SH84型闪蒸3种不同构型文氏管结构如图1所示；KLD-3顺流一段式薄板烘梗丝机，德国HAUNI；YGD450型填充值测定仪[测头压力（9.8±0.5）N可选]、YQ-2型烟丝振动分选筛，郑州嘉德机电公司。
1.2方法
1.2.1试验设计。
以文氏管构型和闪蒸蒸汽流量设计双因素试验，构型1、构型2、构型3分别对应文氏管压缩比为0.099、0.394、1.000，蒸汽流量分别为500、600、700 kg/h。共9组试验。
1.2.2样品制备。
整个试验过程中分3次取闪蒸进口梗丝各1 kg，每组试验分10次取闪蒸出口梗丝共1 kg，样品置于温度（22±1）℃、相对湿度（60±2）%恒温恒湿环境中平衡72 h；每组试验在闪蒸出口随机取梗丝50 g，冷却后检测含水率。每组试验待烘梗丝机稳定后在烘梗丝机出口振槽用接料盘取样4 kg，四分法留样1 kg；另用接料盘随机取样100 g，样品均置于温度（22±1）℃、相对湿度（60±2）%恒温恒湿环境中平衡24 h。
1.2.3测定项目。该试验测定了闪蒸前后及烘梗丝后梗丝填充值、闪蒸出口梗丝含水率、烘梗丝机出口梗丝结构等项目，对数据进行分析比较。
2结果与分析
该试验测得，闪蒸出口梗丝含水率均在35.27%～36.07%，干燥过程烘梗丝机筒温、热风风温和风速均稳定。膨胀前后高含水率梗丝经平衡后含水率均在13.2%～13.5%，干燥后梗丝经平衡后含水率均在12.2%～12.4%。试验检测条件一致，符合组内填充值等评价内容的横向比较与分析要求。试验过程及结果统计见表1。
2.1文氏管构型及蒸汽流量对梗丝膨胀率影响 以闪蒸前后梗丝膨胀率和干燥后梗丝填充值为评价指标对试验进行双因素方差分析，结果得出：
闪蒸梗丝膨胀率中F构型=16.01、P构型=0.012，F蒸汽流量=10.70、P蒸汽流量=0.025；干燥后梗丝填充值中F构型=33.54、P构型=0.003，F蒸汽流量=1.29、P蒸汽流量=0.369。
由此可知，文氏管构型对闪蒸梗丝膨胀率和干燥后梗丝填充值均有显著影响（膨胀率P=0.012<0.05，填充值P=0.003<0.05），蒸汽流量对闪蒸梗丝膨胀率有显著影响（P=0.025<0.05），但对干燥后填充值无显著影响。由膨胀率和填充值单值图（图2）可知，闪蒸梗丝膨胀率随文氏管压缩比的降低和蒸汽流量的增加而提高，干燥后梗丝填充值随文氏管压缩比的降低而提高，但蒸汽流量对其无显著影响。
2.2文氏管构型及蒸汽流量对干燥后梗丝结构影响
以干燥后梗丝整丝率和碎丝率为评价指标对试验进行双因素方差分析，结果得出：干燥后梗丝整丝率中F构型=2.97、P构型=0.162，F蒸汽流量=8.37、P蒸汽流量=0.037；干燥后梗丝碎丝率中F构型=5.07、P构型=0.08，F蒸汽流量=13.08、P蒸汽流量=0.018。
由此可知，文氏管构型对干燥后梗丝结构无显著影响（整丝率P=0.162>0.05，碎丝率P=0.08>0.05），蒸汽流量对干燥后梗丝结构有显著影响（整丝率P=0.037<0.05，碎丝率P=0.018<0.05）。从干燥后梗丝结构单值图（图3）可知，在试验范围内，整丝率随蒸汽流量增加而减小，碎丝率随蒸汽流量增加而增加。
3结论
3.1文氏管构型对梗丝质量的影响
文氏管压缩比对梗丝膨胀率和干燥后梗丝填充性能均有显著影响，压缩比越小，梗丝填充值越高。在实际生产中，根据生产线设备性能及生产工艺情况，合理选择文氏管构型，是优化和稳定梗丝填充性能的有效手段之一。
3.2蒸汽流量對梗丝质量的影响
蒸汽流量对干燥后梗丝结构有显著影响，在试验范围内，蒸汽流量越小，梗丝整丝率越高，碎丝率越低。在试验范围内，随着蒸汽流量的增加，干燥后梗丝填充性能无明显变化，干燥后梗丝整丝率维持在较低水平。因此，企业在利用闪蒸膨胀梗丝时，可结合实际工况及能耗方面，选择较低的蒸汽流量。
参考文献
[1]
申玉军，席年生，刘朝贤，等.梗丝膨胀效果测定方法研究[J].烟草科技，2004（12）：3-4，13.
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[3] 叶鸿宇，许峰，张建中，等.成丝工艺参数对梗丝结构和卷烟吸阻稳定性的影响[J].烟草科技，2013（11）：11-14.
[4] 王福良.连续性方程和柏努利方程的推导：反证法的应用[J].宁夏大学学报（自然科学版），1994，15（4）：81-85.
[5] 魏同成.喷射管与文丘里管的设计[J].化工设计，1993（6）：21-27.
[6] 朱建新，张景玲，元卫军.SH85型闪蒸机文氏管的改进[J].科技与生活，2013（4）：120-121.