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熱風(fēng)循環(huán)方式對(duì)煙葉耐加工性的影響研究

發(fā)布時(shí)間:2019-08-26 來(lái)源: 歷史回眸 點(diǎn)擊:


  摘 要:在煙葉生產(chǎn)過(guò)程中,利用熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)增溫增濕可以快速提高煙葉的溫度和含水率,從而改善煙葉的耐加工性,降低造碎。潤(rùn)葉機(jī)的潤(rùn)葉過(guò)程是采用熱風(fēng)循環(huán)的方式,目前有順流和逆流兩種熱風(fēng)循環(huán)方式。本文主要針對(duì)不同熱風(fēng)循環(huán)方式對(duì)煙葉耐加工性的改善效果進(jìn)行研究。
  關(guān)鍵詞:潤(rùn)葉機(jī);熱風(fēng)循環(huán)方向;煙葉;耐加工性
  中圖分類號(hào):TS441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-2064(2019)04-0212-03
  熱風(fēng)潤(rùn)葉的主要作用是改變煙葉的物料特性,為煙葉增溫增濕,從而改善煙葉的耐加工性,提高出葉率,降低打葉過(guò)程中的造碎。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果,煙葉的含水率在17%~18%之間,其耐加工性最好。
  那么,當(dāng)潤(rùn)葉機(jī)的熱風(fēng)循環(huán)方向不同時(shí),煙葉在潤(rùn)葉筒內(nèi)的吸濕過(guò)程就會(huì)發(fā)生變化。逆流式潤(rùn)葉機(jī),煙葉進(jìn)入筒體內(nèi)的環(huán)境溫度與回風(fēng)溫度接近,隨后環(huán)境溫度逐漸提高,在出口處達(dá)到最大值;而水流式則反之。因此,到底哪一種方式更利于潤(rùn)葉質(zhì)量的提升,便是我們要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。
  1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
  1.1 試驗(yàn)設(shè)備
  選用LWQ387型順流式熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)和WF3521B型逆流式熱風(fēng)潤(rùn)葉機(jī)。
  1.2 試驗(yàn)原料
  由于上部和下部煙葉的吸濕性相對(duì)較差,為了排除由于煙葉自身品質(zhì)不足帶來(lái)的試驗(yàn)誤差,我們選擇了吸濕性好,葉片寬大的中部煙葉作為試驗(yàn)材料。
  1.3 試驗(yàn)指標(biāo)
  本次研究主要體現(xiàn)煙葉的內(nèi)在質(zhì)量,因此所關(guān)注的指標(biāo)包括:出口水分合格率、煙葉抗張強(qiáng)度。
  1.4 試驗(yàn)方法
  為了盡可能的消除其他因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,首先需求對(duì)設(shè)備性能進(jìn)行調(diào)校,確保兩套設(shè)備的性能最佳。試驗(yàn)過(guò)程中,保證供水水壓為6.3bar,蒸汽壓力為12bar,熱風(fēng)溫度為100℃,回風(fēng)溫度為55℃。接著對(duì)設(shè)備控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,讓設(shè)備處于自動(dòng)控制狀態(tài),盡可能地消除設(shè)備操作帶來(lái)的變異影響。由于設(shè)備在自動(dòng)控制狀態(tài)下,對(duì)水分影響最大的參數(shù)為加水系數(shù),因此需要求加水系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。最后在對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)進(jìn)行收集分析。
  2 熱風(fēng)循環(huán)方式對(duì)潤(rùn)葉出口水分的影響
  選用中部煙葉占比較高的VCO1煙葉模塊進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)參數(shù)固定,兩臺(tái)設(shè)備各進(jìn)行8組試驗(yàn),試驗(yàn)過(guò)程數(shù)據(jù)通過(guò)潤(rùn)葉機(jī)出口處的近紅外水分儀檢測(cè)得出,根據(jù)集團(tuán)復(fù)烤生產(chǎn)在線質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合格率計(jì)算,合格率由數(shù)采系統(tǒng)導(dǎo)出,得到數(shù)據(jù)表1如下。
  對(duì)兩組數(shù)據(jù)分析進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),兩組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布,順流式的均值為99.06%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.35;逆流式平均值為99.22%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.27;從抽樣數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看,逆流式的水分控制合格率更好,波動(dòng)更小。但是,由于僅進(jìn)行了8次試驗(yàn),樣本容量較小,樣本的結(jié)果不能直接代表總體效果,為了保證試驗(yàn)結(jié)果的嚴(yán)謹(jǐn)性,探究順逆流對(duì)潤(rùn)葉水分是否有顯著差異,我們繼續(xù)對(duì)其方差和均值進(jìn)行檢驗(yàn)。
  首先,用F檢驗(yàn)分析其方差是否相等,設(shè)H0:δ2順=δ2逆,H1:δ2順≠δ2逆,置信概率為95%,計(jì)算得:
  F檢驗(yàn)的P值大于0.05,說(shuō)明沒(méi)有充足證據(jù)證明兩者的總體方差不相等,因此,認(rèn)為其總體是等方差的。
  在總體等方差的前提下,可以對(duì)均值進(jìn)行雙樣本T檢,設(shè)原假設(shè)為兩者總體均值相等,備選假設(shè)為順流式的均值小于逆流式,計(jì)算得P值為0.165,大于0.5,說(shuō)明沒(méi)有充足證據(jù)證明順流式的水分合格率低于逆流式,因此認(rèn)為兩者總體均值是相等的。
  小結(jié):在現(xiàn)有的在線水分檢測(cè)方式下,采用順流式和逆流式循環(huán)風(fēng),對(duì)出口水分合格率沒(méi)有顯著影響。
  3 熱風(fēng)循環(huán)方式對(duì)煙葉抗張強(qiáng)度的影響
  目前,潤(rùn)葉機(jī)對(duì)煙葉加水,主要依靠前室(入口),后室(出口)加水主要起輔助調(diào)節(jié)的作用。那么,根據(jù)煙葉加濕理論,當(dāng)煙葉處于高溫高濕的環(huán)境下,煙葉的吸濕速率越快。
  因此,我們認(rèn)為,對(duì)于逆流式潤(rùn)葉機(jī),煙葉進(jìn)入筒體時(shí),其環(huán)境溫度接近于回風(fēng)溫度,溫度相對(duì)較低,此時(shí)煙葉的吸濕速度不足,當(dāng)煙葉進(jìn)入到中后段時(shí),溫度提升,吸濕速度加快,但由于筒體內(nèi)部加濕主要集中在前室,中后段環(huán)境濕度降低,煙葉對(duì)水分的吸收依然不足,整個(gè)過(guò)程中,煙葉處于最佳加濕環(huán)境的時(shí)間較短,水分吸收補(bǔ)充分,盡管大部分最終能達(dá)到設(shè)定值,但更多水分子集中于煙葉外表面,內(nèi)部結(jié)合水不多。
  對(duì)于順流式潤(rùn)葉機(jī),煙葉進(jìn)入筒體就處于一個(gè)高溫高濕的環(huán)境中,煙葉可以快速吸收水分,當(dāng)煙葉進(jìn)入到后半段,盡管溫濕度下降,但依然有充分的時(shí)間使煙葉內(nèi)部與此前吸收的水分子結(jié)合,從而潤(rùn)透整片煙葉。
  3.1 試驗(yàn)指標(biāo):抗張強(qiáng)度、碎片率(碎片和碎末)
  對(duì)于煙葉的潤(rùn)透度,由于條件限制,沒(méi)有設(shè)備可以直接檢測(cè)。但是潤(rùn)葉越充分,其耐加工性就越好,其抗張強(qiáng)度會(huì)有效提升;同時(shí),打葉風(fēng)分過(guò)程中,煙葉造碎也會(huì)相應(yīng)降低,體現(xiàn)在碎片率和碎末率上。
  3.2 煙葉抗張強(qiáng)度試驗(yàn)
  試驗(yàn)儀器:DY30拉力測(cè)試儀、BINDER水分平衡箱。
  試驗(yàn)方法:固定試驗(yàn)樣本的濕度和溫度(60%,22℃),分別從此前順逆流潤(rùn)葉加工完成的煙葉中,隨機(jī)抽取40片煙葉進(jìn)行拉斷前調(diào)測(cè)試。固定拉力測(cè)試儀的拉斷速度為18mm/mn,煙條寬度為15mm,測(cè)量煙葉的拉升長(zhǎng)度。
  試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。
  從直方圖擬合線來(lái)看,兩者數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布,樣本數(shù)據(jù)中,逆流式生產(chǎn)的煙葉拉伸長(zhǎng)度的均值低于順流式,但分布更佳集中。于是我們對(duì)兩者的方差進(jìn)行了雙方差檢驗(yàn):
  從F檢驗(yàn)的結(jié)果顯示,P值大于0.05,認(rèn)為兩者的總體方差相等,因此可以進(jìn)行雙樣本T檢驗(yàn)來(lái)判斷均值是否有區(qū)別。
  原假設(shè):逆流式生產(chǎn)的煙葉拉伸長(zhǎng)度大于等于順流式:μ逆≥μ順
  備擇假設(shè):逆流式生產(chǎn)的煙葉拉伸長(zhǎng)度小于順流式:μ逆<μ順

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