CN110122914B

CN110122914B - 一种层铺式投料的配方打叶复烤加工方法

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Publication number: CN110122914B
Application number: CN201910368432.0A
Authority: CN
Inventors: 刘茂林; 尹志安; 崔登科; 刘向真; 王宝林; 赵继涛; 赵森森; 张峻松; 李庆祥
Original assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Current assignee: China Tobacco Henan Industrial Co Ltd
Priority date: 2019-05-05
Filing date: 2019-05-05
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2039-05-05
Also published as: CN110122914A

Abstract

本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种层铺式投料的配方打叶复烤加工方法，包括以下步骤：（1）将配方模块中的烟叶原料按产地、等级信息分为若干布料组，并分配至各布料机内，依据布料工位数和各布料组投料量计算各布料工位上的物料比例，安排布料顺序；（2）按照铺叶皮带物料流量、铺叶皮带额定上样时间，通过布料机利用层铺式的铺叶方式将烟叶连续稳定的输送到铺叶皮带上的铺叶位；（3）将步骤（2）铺叶皮带的铺叶物料输送至汇总皮带，投料后的烟叶原料进入打叶复烤工序，并检测烟碱含量平均值及变异系数。本发明提升配方模块原料组分预配的精准度和均匀度，以期为卷烟工业企业提供批间、批内质量稳定的片烟原料。

Description

一种层铺式投料的配方打叶复烤加工方法

技术领域

本发明属于烟草加工技术领域，具体涉及一种层铺式投料的配方打叶复烤加工方法。

背景技术

配方模块打叶技术是指按一定的比例，将不同等级、相同或不同产区的原烟均匀掺配在一起打叶复烤，形成一个质量稳定的片烟等级或配方模块，以供卷烟工业企业使用。打叶复烤产品质量的高低，直接影响着卷烟工业产品质量。因此，注重打叶复烤环节的加工质量，提高烟叶原料利用效率，是打叶复烤企业和卷烟制造企业共同关注的问题。

配方打叶均质化控制是实现卷烟制品均质化的重要环节，对于一个既定的打叶配方而言，烟叶原料本身的品质特性以及不同等级间的差异已定，只有有效提升配方打叶均匀度，才能确保烟叶内在质量的均匀性协调性的实现，目前国内相关学者对提高打叶复烤过程中烟叶混配均质性方法及烟叶混配均匀性表征方法都进行了初步研究，如肖明礼等(肖明礼,陈越立,尹智华,林建委.烟叶配方打叶均匀性的研究[J].现代食品科技,2011,27(06):684-686.)研究发现铺叶皮带的合理配置以及贮柜的有效利用，将对配方打叶产品的稳定性起到积极的作用。阴耕云等(阴耕云.以化学指标衡量打叶复烤片烟均质性的初步研究[A].中国烟草学会工业专业委员会.中国烟草学会工业专业委员会烟草工艺学术研讨会论文集[C].中国烟草学会工业专业委员会:中国烟草学会,2010:5.)初步研究了以化学指标衡量打叶复烤片烟均质性的可行性，杨明峰等(杨明峰.片烟外观质量评价模式探讨[J].中国烟草科学,2007(04):18-21.)探讨了片烟的外观质量评价模式。但受管理体制、流通体制的制约，打叶复烤企业提升加工技术水平的动力不足，导致加工技术水平与工业配方打叶个性化需求存在差距，加工质量良莠不齐，复烤环节加工均质化水平有待提高。

均质化复烤加工是卷烟工业企业烟叶原料使用的共性需求，也是打叶复烤企业工艺技术和产品质量的发展方向。目前在加工配方模块投料时，不同等级间按照上料位顺序呈现依次排列状态，配方模块等级越多，形成完整配方的距离就越远、时间周期就越长；又由于上料人员上料量的限制，配方比例偏大的单等级烟叶需要多个布料位，导致形成完整配方的距离就更远，时间周期就更长。结果是，在物料汇总皮带上，物料断面永远处于非完整配方状态，过程的均质化控制难以实现，如图1所示。

发明内容

本发明的目的是针对现有背景技术中所存在的不足，提出一种用于配方打叶复烤的层铺式投料方法。该方法可有效提高打叶复烤备料源头的混配均匀性，提高打叶复烤均质化水平，保障批内、批间打叶复烤加工片烟的质量稳定性。且该方法对条件要求不高，易于在打叶复烤企业推广应用。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种层铺式投料的配方打叶复烤加工方法，该方法包括以下步骤：

(1)将配方模块中的烟叶原料按产地、等级信息分为若干布料组，并分配至各布料机内，依据布料工位数和各布料组投料量计算各布料工位上的物料比例，以及各布料组在铺叶皮带上所占工位数，安排布料顺序；

(2)按照铺叶皮带物料流量、铺叶皮带额定上样时间，计算各布料组烟叶原料在铺叶皮带的单位时间上样量(即最小单元配方烟叶量)，将布料机按照布料工位的顺序依次分布于铺叶皮带一侧或两侧，通过布料机利用层铺式的铺叶方式将烟叶连续稳定的输送到铺叶皮带上的铺叶位，布料机上样流量为各组分烟叶原料在铺叶皮带的单位时间上样量；

(3)将步骤(2)铺叶皮带的铺叶物料输送至汇总皮带，投料后的烟叶原料进入打叶复烤工序，按照现有打叶复烤的工艺流程完成打叶复烤加工，并检测烟碱含量平均值及变异系数。

具体的，步骤(2)中所述的铺叶方式为：每条铺叶皮带两侧若干个工位的布料机均先后向铺叶皮带上同一位置进行铺叶，即，铺叶时从1#布料机开始，当铺叶皮带上的铺料位移动至工位1时，1#布料机向铺叶皮带投料，当铺叶皮带上的铺料位运行至工位2时，2#布料机开始投料，其物料堆叠于1#布料机所投的物料之上，依次类推，物料继续向前运行，按照同样的方式在剩余的工位进行投料；此步骤中，利用层铺的方式将若干组物料依次层堆式铺料，形成堆状物料，在最后一种物料铺上后，每堆物料的纵切面为一个完整的配方模块。

具体的，步骤(2)所述的铺叶皮带上有9-40个工位。

具体的，步骤(2)所述铺叶投料时间大于等于1小时。

具体的，步骤(2)铺叶皮带物料流量为10000-18000kg/h。

本发明的有益效果：

本发明的方法优于现有技术的方面有：本方法可提高打叶复烤片烟质量批内、批间的均质化水平，从源头上解决了配方的完整性和配比准确性，满足卷烟制造企业对卷烟产品均质化的严格要求，简化打叶复烤企业投料配置，降低投料工序人工成本。该方法简便易行，要求不高，适于在打叶复烤企业推广应用。

附图说明

图1为对比例1试验复烤厂原铺叶方式示意图，图中以4个等级为例；

图2为本发明实施例1、实施例2的层铺式投料方法示意图，图中以5个等级、5个投料工位为例。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述。

试验仪器：

近红外光谱仪(德国布鲁克公司)型号：MATRIX-1；

研磨仪(福斯赛诺分析仪器江苏有限公司)型号：SCINOCT410。

供试样品：

选择某复烤厂加工的某配打模块烟作为实验对象，具体配方组成如下：

表1 某配打模块烟的配方比例

试验设计

1.试验复烤厂现状

试验复烤厂投料环节具有四条并行铺叶皮带，每条皮带有9个铺叶工位，共计36个铺叶工位，每个工位有一个自动布料机。生产流量为10000kg/h。

2.试验方法

设置三个试验组，分别为实施例1(自动布料机单条皮带层铺式铺叶方式)、实施例2(人工模拟单条皮带层铺式铺叶方式)和对比例1(试验复烤厂原铺叶方式)，与对比例1相比实施例1、2仅改变铺叶方式，其他打叶复烤工艺流程和工艺参数不变，其中，每套方案运行8个小时以上。

3.取样及检测方法

取样点为成品片烟(GB/T 19616-2004)，取样频次为每10箱取样一次，取样后利用傅里叶近红外光谱仪检测烟碱含量。

4.评价指标

以成品片烟烟碱变异系数为评价指标，计算公式如下，

式中：S：批内片烟烟碱含量标准偏差；Ni：第i次样品烟碱含量，单位％，i取1，2，……n的自然数；

n个样品烟碱含量平均值，单位％，

式中：CV：批内片烟烟碱含量变异系数，单位％；S：批内烟碱含量标准偏差；

n个样品烟碱含量平均值，单位％。

5.铺叶方案详解

实施例1：自动布料机单条皮带层铺式铺叶方式

自动布料机单条皮带层铺式铺叶方式是一种连续层叠法铺料，区别于原有的对号铺料，本方案为每条皮带上9个工位的布料机均先后向铺叶皮带上同一位置进行铺叶，即，铺叶时从1#布料机开始，当铺叶皮带上的铺料位移动至工位1时，1#布料机向铺叶皮带投料，当铺叶皮带上的铺料位运行至工位2时，2#布料机开始投料，其物料层叠于1#布料机所投的物料之上，依次类推，物料继续向前运行，按照同样的方式在剩余的工位进行投料；按照此方式，物料在汇总皮带上呈现出层铺状态，保证了铺叶皮带上的物料的纵切面为一个完整的配方模块。其中每个等级占用一个布料位置。层铺式投料方案如表2所示：

表2 自动布料机单条皮带层铺式投料布置

表3 自动布料机单条皮带层铺式投料方案示意图

注：每次从工位9汇总至汇总皮带的物料均为完整配方模块。

按照实际生产流量为10000kg/h，结合每个等级烟叶所占比例及工位数进行计算，得到每个工位的布料流量如表4所示：

表4 自动布料机单条皮带层铺式投料方案各工位布料流量(kg/h)

工位1

工位2

工位3

工位4

工位5

工位6

工位7

工位8

工位9

A

B

C

D

E

F

G

H

I

1030

4020

660

910

780

670

350

1250

330

后续打叶复烤的工艺流程为：润叶工段一润温度调整为58℃，水分为18％；二润出口温度调整为65℃，水分为20％。打叶工段采用四打十一分，一打打辊转速取518r/min，二打打辊转速612r/min，三打打辊转速698r/mi，四打打辊转速780r/min。

实施例2：人工模拟单条皮带层铺式铺叶方式

考虑到国内很多复烤厂自动化程度普遍不高，不具备自动布料机设备，而是通过采用人工在四条铺叶皮带进行铺叶的方式，在结合这种实际情况，进行人工模拟布料机自动上料，来实现层铺式铺叶方式。根据各等级烟叶占比不同，将不同等级的烟叶划分不同数量的工位。

人工模拟单条皮带层铺式投料方案布置如表5、6所示，同样采用9种配比的供试模块，较为理想的情况为每种配比分配一个工位。然而由于B组分占比为40.18％，若分配1个工位将导致上样量超出该工位最大上样量，因而将之等分为3个工位。由于E3、F3、G1和H1，这几个等级所占比例太小，若各占一个工位，其它等级单次铺叶量太大，且E3、F3的等级均为3、G1和H1的等级均为1，且其产地相近、等级相同，故将E县和F县的等级3合并为一个组分，记为EF3，占比14.64％，G县和H县的等级1合并为一个组分，记为GH1，占比15.93％。合并后共有7个上样组分，每条线9个工位，B2占3个工位，其余各等级均占1个工位。

表5人工模拟单条皮带层铺式投料方案布置

表6 人工模拟单条皮带层铺式投料方案示意图

注：每次从工位9汇总至汇总皮带的物料均为完整配方模块。

按照实际生产流量为10000kg/h，每次上样时间为30s，结合每个等级烟叶所占比例及工位数进行计算，得到每个工位的上样量如表4所示：

表7 人工模拟层铺式投料方案各工位单次上样量(kg/次)

工位1

工位2

工位3

工位4

工位5

工位6

工位7

工位8

工位9

B1

EF

GH

C

B2

A

D

B3

I

2.79

3.05

3.32

1.36

2.79

2.15

1.90

2.79

0.69

由于人工模拟单条皮带层铺式投料方案只考虑每条皮带的9个工位的情况，因而四条皮带的工位布置可以相同，也可以更换顺序。后续打叶复烤的工艺流程为与实施例1相同。

以上采用的两种单条皮带层铺式投料方案与原投料方案的区别：单条皮带层铺法改变了原有的铺叶方式，即连续层叠法依次向上铺叶，烟叶在每堆的截面均为完整配方模块，最大可能的提高均质化水平。

对比例1：试验复烤厂原铺叶方式

试验复烤厂原铺叶方式工位设置如表5所示，根据各产地、等级烟叶所占比例，计算出每个样品等级烟叶所占工位数，使四条生产线总共36个工位形成一个完整的配方模块。

表8 试验复烤厂原投料方案工位配比图

根据以上比例，由于得到的占39个工位数，以36个工位作为基准工位计算，设置调整工位。

各工位具体排布如表9所示：

表9 试验复烤厂原投料方案示意图

按照表9方案布局后，各工位具体上料量(kg/次)如下：

A1、A2、A3依次是1.1、2.5、2.5、2.5；

B1、B2、...B15只有B5是1.0，其余均是2.5；

C1、C2、C3依次是2.5、0.5、2.5；

D1、D2、D3依次是1.3、2.5、2.5、1.3；

E1、E2、E3依次是2.5、2.5、1.5；

F1、F2、F3依次是1.3、1.4、2.5；

G1、G2依次是1.5、1.4；

H1、H2、H3、H4、H5只有H1铺1.4，H4铺1.5，其余均为2.5；

I的上料量为2.75。

其中，四条生产线均从工位1开始向铺叶皮带上投料，至工位9，最终将四条生产线的投料结果汇总后，即得到完整配方模块。

试验结果

将以上三种方案用于生产中，每10箱(每箱200kg)取样一次，采用傅里叶近红外光谱仪检测烟碱含量，分别取30个样，结果如表10-12所示：

表10 实施例1烟碱含量检测结果

取样编号	烟碱(％)	取样编号	烟碱(％)	取样编号	烟碱(％)
						1	3.04	11	2.91	21	2.96
2	3.09	12	2.89	22	2.86
						3	3.10	13	2.95	23	2.96
4	3.07	14	3.04	24	2.91
						5	3.02	15	2.81	25	3.07
6	3.06	16	2.93	26	2.96
						7	2.93	17	2.93	27	2.99
8	2.93	18	2.95	28	3.04
						9	2.88	19	3.01	29	2.96
10	2.87	20	2.95	30	2.96

表11 实施例2烟碱含量检测结果

取样编号	烟碱(％)	取样编号	烟碱(％)	取样编号	烟碱(％)
						1	2.92	11	3.00	21	3.01
2	3.03	12	3.08	22	2.93
						3	2.91	13	3.09	23	2.85
4	2.84	14	3.05	24	2.89
						5	2.98	15	2.97	25	2.91
6	2.91	16	3.08	26	3.04
						7	2.92	17	3.01	27	2.95
8	2.93	18	3.15	28	3.05
						9	3.11	19	3.10	29	2.89
10	2.95	20	3.02	30	2.97

表12 对比例1烟碱含量检测结果

取样编号	烟碱(％)	取样编号	烟碱(％)	取样编号	烟碱(％)
						1	3.20	11	3.09	21	3.05
2	2.68	12	2.97	22	2.90
						3	2.86	13	2.93	23	2.83
4	3.00	14	2.96	24	2.84
						5	2.94	15	2.92	25	2.84
6	2.92	16	2.99	26	2.92
						7	2.87	17	2.66	27	2.91
8	2.81	18	2.76	28	2.91
						9	2.86	19	2.88	29	2.87
10	2.81	20	2.87	30	2.82

结果分析：根据近红外常规化学成分结果，整理分析各项指标，含量及变异系数如表13所示：

表13 烟碱含量平均值及变异系数

项目	烟碱平均值(％)	烟碱变异系数(％)
			实施例1	2.97	2.49
实施例2	2.99	2.83
			对比例1	2.89	3.78

通过对近红外检测结果进行分析，得到如下结论：

烟碱变异系数对比例1>实施例2>实施例1，与正常生产对比，实施例1烟碱变异系数由3.78％降低至2.49％，降低了约1.3％，实施例2烟碱变异系数由3.78降低至2.83％，降低了约1％，由此可以得出单条皮带层铺式投料方案能够提高打叶复烤均质化加工水平。

由上述实施例2烟碱变异系数>实施例1烟碱变异系数，可得出布料机自动布料比人工模拟布料更有利于提高烟碱均质化水平。选择实施例1的自动布料方式有利于提高成品片烟的质量稳定性。

上述实施例为本发明实施方式的举例说明，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它任何未背离本发明精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于寻堆法的层铺式投料的配方打叶复烤加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将配方模块中的烟叶原料按产地、等级信息分为若干布料组，并分配至各布料机内，依据布料工位数和各布料组投料量计算各布料工位上的物料比例，以及各布料组在铺叶皮带上所占工位数，安排布料顺序；

（2）按照铺叶皮带物料流量、铺叶皮带额定上样时间，计算各布料组烟叶原料在铺叶皮带的单位时间上样量，将布料机按照布料工位的顺序依次分布于铺叶皮带一侧或两侧，通过布料机利用层铺式的铺叶方式将烟叶连续稳定的输送到铺叶皮带上的铺叶位，布料机上样流量为各组分烟叶原料在铺叶皮带的单位时间上样量；

（3）将步骤（2）铺叶皮带的铺叶物料输送至汇总皮带，投料后的烟叶原料进入打叶复烤工序，按照现有打叶复烤的工艺流程完成打叶复烤加工，并检测烟碱含量平均值及变异系数；

步骤（2）中具体的铺叶方式为：每条铺叶皮带两侧若干个工位的布料机均先后向铺叶皮带上同一位置进行铺叶，即，铺叶时从1#布料机开始，当铺叶皮带上的铺料位移动至工位1时，1#布料机向铺叶皮带投料，当铺叶皮带上的铺料位运行至工位2时，2#布料机开始投料，其物料堆叠于1#布料机所投的物料之上，依次类推，物料继续向前运行，按照同样的方式在剩余的工位进行投料；利用层铺的方式将若干组物料依次层堆式铺料，形成堆状物料，在最后一种物料铺上后，每堆物料的纵切面为一个完整的配方模块；

所述投料环节具有四条并行铺叶皮带，每条皮带有9个铺叶工位，共计36个铺叶工位；

步骤（2）铺叶皮带物料流量为10000 kg/h；

步骤（2）所述铺叶投料时间在8个小时以上；

采用自动布料机的方式进行投料或者采用人工布料的方式进行投料；

步骤（1）中所述配方模块包括A组分-I组分共9个组分，所述配方模块中各组分的占比为：组分A为10.3%、组分B为40.2%、组分C为6.6%、组分D为9.1%、组分E为7.8%、组分F为6.7%、组分G为3.5%、组分H为12.5%、组分I为3.3%；

步骤（3）投料后的烟叶原料的打叶复烤工艺流程为：润叶工段一润温度调整为58℃，水分为18%；二润出口温度调整为65℃，水分为20%；打叶工段采用四打十一分，一打打辊转速取518 r/min，二打打辊转速612 r/min，三打打辊转速698 r/mi，四打打辊转速780 r/min。

2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于，当采用人工布料的方式进行投料时，每次投料时间为30s。