CN117204597A - 无序丝填充烟草基棒的加工方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无序丝填充烟草基棒的加工方法和设备，属于加热不燃烧烟草基棒的制造技术领域。该加工方法为：连续释放带状材料幅面，将其制备为由一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料组成的无序丝材，再对所述无序丝材汇集并以可调节的特定流量进行传送，形成均匀的填充丝材，最后利用包裹材料对填充丝材进行包裹卷制形成无序丝填充烟草基棒。本发明加工方法和加工设备能缩短无序丝填充烟草基棒的加工工艺过程，能有效控制和调节某一种长度和宽度的丝状物料占比，有效保证了加工工艺过程中的材料保鲜程度，大大提高了无序丝填充烟草基棒成品的质量稳定性。

Description

无序丝填充烟草基棒的加工方法和设备

技术领域

本发明涉及烟草基棒的加工方法和设备，具体而言，涉及一种针对无序丝填充烟草基棒的加工方法和设备，属于加热不燃烧烟草基棒的制造技术领域。

背景技术

加热卷烟的香气和烟气通过加热发烟段的烟芯材料而产生。目前加热卷烟发烟段主要有有序丝填充和无序丝填充两种烟草基棒。其中：有序丝填充烟草基棒中所填充的烟丝为有序排列；无序丝填充烟草基棒中所填充的烟丝为无序随机排列。

由于烟支烟丝水分过高会导致卷烟口感平淡、劲头减少，水分过低时会导致卷烟抽吸辛辣味增加、烟味浓烈不醇和；特别地，用于生产加热不燃烧烟草基棒的烟草薄片材料本身具有极强的吸湿性、粘连性、高雾化剂和致香成分易挥发等特性，若将该烟草薄片长时间放置在不可控的环境内导致其含水率波动较大，风味香精香料挥发大。例如，当环境相对湿度增加到60％，烟草薄片的含水率以每分钟大于2个百分点的速度增加，含水率增加量最大可超过10个百分点；在温度为25℃左右、湿度为60％RH的大气环境中风味香精香料的致香成分的挥发在30分钟内能达到50％以上，当环境相对湿度降低会加快致香成分的挥发速度。所以，将其暴露在常规卷烟生产大气环境(相对湿度：60％RH左右，环境温度：26℃左右)中的时间越长会导致薄片材料的稳定性和香气醇厚性越差，从而导致生产出来的成品烟支的品质得不到保证。此外，加热不燃烧烟草薄片材料本身的生产和制造成本较高，故其有效利用率将会直接影响加热卷烟的生产和制造成本。比如申请号为CN202011566744.1的中国专利，公开了一种将烟草薄片进行打片切丝后与烟叶烟丝进行混配加香贮存，最后通过卷制和复合工序制得无序丝填充烟草基棒的加工工艺。该工艺方法虽然兼容了传统卷烟的生产加工工艺，但是需要对薄片材料进行打片后再切丝，同时还需要对切丝后的薄片丝进行加香和干燥等处理，如此势必会导致薄片材料的造碎率增加，同时该工艺方法制得的无序丝结构是不可调不可控的，如此就会降低成品烟支的质量可控性。

此外，有序丝填充烟草基棒发烟段的有序丝大部分处于堆叠状态，堆叠的有序丝存在大尺寸的面彼此接触，导致这些面无法与空气流进行很好的接触，因此这些堆叠的面在加热过程中仅有很少的芳香物质和气溶胶数量能释放到空气流中，所以增加烟支烟丝段的孔隙率对加热卷烟的发烟量和致香成分的释放是有利的。同时，有序丝填充烟草基棒在加工过程中对薄片材料幅面的厚度和幅宽的要求比较高，不同的生产加工方式对薄片材料的厚度和幅宽的需求是不一样的，在相同的加工方式下，材料厚度波动较大会影响烟草基棒的填充值，这样就导致加工出来的烟支质量不稳定，且有序丝填充烟草基棒的加工方法对材料幅宽要求严格，不同生产加工方法下的材料幅宽不一，生产过程中需要频繁切换不同厚度或幅宽的材料，极其不利于生产管理。因此，有必要对现有工艺加以改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无序丝填充烟草基棒的加工方法和加工设备，以克服背景技术部分所述的现有技术中的缺陷。

具体而言，本发明提供一种无序丝填充烟草基棒的加工方法，所述加工方法包括以下步骤：(1)连续释放带状材料幅面；(2)将所述带状材料幅面制备为由一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料组成的无序丝材；(3)将所述无序丝材以可调节的特定流量进行传送，形成均匀的填充丝材；(4)利用包裹材料对所述填充丝材进行包裹卷制，形成所述无序丝填充烟草基棒。

根据本发明一实施例，上述步骤(1)中所述带状材料幅面由至少两个盘状物料交替连续释放。即当其中一个盘状物料的带状材料幅面被牵引或输送完时，另一个全新盘状物料的带状材料幅面的头部被继续牵引或输送，中间不产生废料，以此循环来实现带状材料幅面的连续供应。

根据本发明一实施例，上述步骤(2)得到的无序丝材中丝状物料的宽度和长度根据预设参数或传感器检测结果设置，其中，丝状物料长度和宽度的改变或调节通过改变或调节切分装置内切割刀具的间距或结构来实现。在所述丝状物料的宽度和/或长度为两种以上时，控制调节某一种长度和宽度的丝状物料在单位长度和宽度的带状材料幅面制得的丝状物料组中的占比。所述占比是不同长度和宽度的丝状物料组中的一种长度和宽度的丝状物料的重量或体积与单位长度和宽度的带状材料幅面的重量或体积的百分比，或所述占比是不同长度和宽度的丝状物料组中的一种长度和宽度的丝状物料的总表面积与所述单位长度和宽度的带状材料幅面的表面积的比值。

根据本发明一实施例，上述步骤(2)中切分带状材料幅面的步骤包括：将所述带状材料幅面同时切分成一种以上宽度和/或一种以上长度的多种规格的丝状物料，得到混合的无序丝材；或者将所述带状材料幅面先切分成具有单一宽度和长度的单种规格丝状物料，再与其他规格的丝状物料进行汇集和/或混合形成无序丝材。所述切分方式可以是，先将带状材料幅面在输送方向上进行定宽切分，然后在其幅宽方向上进行定长切分；或者，先将带状材料幅面在输送方向上进行定长切分，然后在其幅宽方向上进行定宽切分；或者，将带状材料幅面在输送方向上同时完成定长切分和定宽切分。其中，具体的切分可借助盘切、滚切、剪切、冲切、模切中的一种或多种切丝方式实现。所述输送方向是指带状材料幅面的输送方向，所述幅宽方向是指垂直于输送方向。

根据本发明一实施例，当丝状物料的长度为l₁、l₂、l₃…l_n，宽度为h₁、h₂、h₃…h_m，某一种长度l_i和宽度h_k的丝状物料在单位长度L和宽度H的带状材料幅面制得的丝状物料组中的占比为：

其中，n、m均为大于等于1的自然数，且n与m不同时为1；i为大于等于1且小于等于n的自然数；k为大于等于1且小于等于m的自然数；C为长度为l_i和宽度为h_k的丝状物料在丝状物料组中的个数。

根据本发明一实施例，丝状物料的宽度在0.6～1.5mm范围内可调，长度在1～80mm范围内可调。

根据本发明一实施例，上述步骤(2)中还对所述无序丝材进行缓存，缓存量为步骤(3)和(4)中所述填充丝材按工艺要求用丝量的1倍以上，以适配步骤(1)和步骤(3)的生产加工速度，这样步骤(1)和步骤(3)的生产加工速度可以相等也可以不相等。

根据本发明一实施例，上述步骤(3)还包括对所述无序丝材进行卷曲的步骤，即将上述制得的丝状物料通过卷曲处理来提高最终填充丝材的填充值。其中卷曲可以有两种实现方式：得到混合的无序丝材后一起卷曲；或者先将各种规格的丝材卷曲后再混合。

根据本发明一实施例，可通过调整切分带状材料幅面时的切分力量来改变所得丝状物料的卷曲度；还可通过改变施加在丝状物料上的挤压压力来改变丝状丝材的卷曲度。

根据本发明一实施例，对所述无序丝材进行卷曲步骤时，还包括通过传感器检测结果或预设参数对无序丝材卷曲度进行调整的步骤。卷曲度的计算公式如下：

其中：长度为卷曲丝材被拉直后的最大尺寸；卷曲长度为卷曲丝材被拉直后的最大尺寸的两个端点在自然卷曲状态下的距离。

卷曲度越大则表明卷曲丝材弯曲卷曲的程度越深。卷曲度的改变有利于调整丝状物料的填充能力，从而影响成形基棒的重量和丝状物料的损耗控制。卷曲度的提高可以提升丝状物料的填充能力，从而达到为成形基棒减重和降低丝状物料损耗目的。

根据本发明一实施例，所述无序丝材的卷曲度控制在10～80％。

根据本发明一实施例，上述步骤(2)还包括对所述无序丝材进行混合的步骤，将本设备上游工艺段得到的丝状物料或多组设备得到的不同的丝状物料进一步混合均匀，提高最终填充丝材的均匀性。当然。对所述的丝状物料的缓存、卷曲、混合均匀的步骤可以采取多种组合，以此来适应不同的加工生产工艺。

根据本发明一实施例，上述步骤(3)和(4)中所述填充丝材按工艺要求用丝量的100-150％供应。供丝量是以工艺要求用丝量为基准来实现等量或超量供应填充丝材，供丝量在上述范围内可控可调，有利于控制成形烟草基棒中的整丝率和碎丝率，形成均匀丝束。如所述填充丝材可直接按工艺要求用丝量的100％供应；或按工艺要求用丝量的120％～140％的供丝量供应，这样就有20％～40％的回丝量，保障了无序丝填充烟草基棒的质量稳定可控。

根据本发明一实施例，上述步骤(3)和(4)中还包括通过传感器检测结果或预设参数对填充丝材供丝量进行调整的步骤。如可通过测量填充丝材的堆叠厚度作为物理参数对填充丝材供丝量进行调整。

根据本发明一实施例，上述步骤(4)中还可同时增加通过测量成形基棒的硬度和填充值来对填充丝材供丝量进行调整。

根据本发明一实施例，还包括：分别或共同对步骤(1)中带状材料幅面、步骤(2)中丝状物料和无序丝材、步骤(3)中无序丝材和填充丝材进行保鲜控制；或者，分别或共同对步骤(1)中带状材料幅面、步骤(2)中丝状物料和无序丝材、步骤(3)中无序丝材和填充丝材、步骤(4)中填充丝材进行保鲜控制。使得上述材料在成形前的水分、风味香料、易挥发成分等物质保持在一个稳定状态，确保了无序丝填充烟草基棒的产品品质。

根据本发明一实施例，通过隔离方式形成密闭环境，并在密闭环境下充入特定湿度的气体，使所述盘状物料、带状材料幅面、丝状物料、无序丝材和/或填充丝材与环境空气不形成交流或减少交流，达到所述的保鲜控制。当然，所述隔离的密闭环境可以为真空密封、密闭环境内充入惰性气体、控制相对密闭环境的湿度和压强等来实现。

根据本发明一实施例，所述密闭环境湿度控制在10-50％RH之间，防止香精香料中致香成分的挥发。

为了降低致香成分的挥发还可适当增加环境内气压压强，环境内气压压强增大，空气中分子密度增加，香精香料中致香成分的分子在空气中的自由程度减小，与空气分子的相互作用力增强，从而降低了致香成分的挥发速度。因此，降低环境空气相对湿度来控制材料的含水率的同时还需要适当增加环境压强来对所述材料进行保鲜。

根据本发明一实施例，其中保鲜控制可以为：在相对密闭的空间环境内充入湿度可控的气体，例如空气，充入的气体在保障了相对密闭环境的相对湿度的同时，增加了空间环境的压强，能很好的实现对所述盘状物料、带状材料幅面、丝状物料、无序丝材和/或填充丝材的保鲜功能。

上述保鲜控制能将所述盘状物料、带状材料幅面、丝状物料、无序丝材和/或填充丝材的含水率控制在5％-20％之间。本发明发现通过保鲜处理的盘状物料、带状材料幅面、丝状物料、无序丝材和/或填充丝材的稳定性被改善了70％以上，尤其针对加热不燃烧烟草薄片通过保鲜处理的情况下相较于无保鲜处理的情况，薄片材料的稳定性可以被改善达到80％以上，通过薄片材料加工得到的加热卷烟的质量能够提升40％以上，故解决了因薄片材料的稳定性不足导致生产过程中的故障率和停机率高的问题。

上述加工方法中，所述包裹材料可以是卷烟纸、成形纸、铝箔纸、含有烟草成分的带状材料中的一种或多种。

上述加工方法制成的烟草基棒可具备不同的结构和性能指标，所述结构和性能指标主要指烟草基棒的填充值、重量、吸阻、硬度等，特别地，加热不燃烧卷烟的加热方式不同，发烟段烟草基棒的结构也有所不同，烟草基棒内的烟丝结构组成也有所差异，利用调整丝状物料的结构组成、卷曲丝材的卷曲度和/或供丝量来适用不同结构或不同加热方式卷烟的烟草基棒的生产。

根据本发明的一个方面，提供了一种无序丝填充烟草基棒的加工设备，所述加工设备包括：供料机构，包括连续释放带状材料幅面的装置；成丝机构，包括接收所述供料机构输送的带状材料幅面，并将其制备为一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料组成的无序丝材的切分装置；定量输送机构，包括将所述无序丝材以可调节的特定流量进行传送的输送装置；基棒成形机构，包括接收所述输送装置输送的填充丝材，并利用包裹材料对其进行包裹卷制，形成所述无序丝填充烟草基棒的基棒成形装置。

根据本发明一实施例，所述无序丝填充烟草基棒的加工设备还可以包括辅助装置，用于将多种规格的丝状物料进行汇集和/或混合形成无序丝材。

根据本发明一实施例，所述成丝机构包括：用于接收并将带状材料幅面同时切分成一种以上宽度和/或一种以上长度的多种规格的丝状物料，得到混合的无序丝材的第一切分装置；或者包括：用于接收并将带状材料幅面切分成具有单一宽度和长度的单种规格丝状物料的第二切分装置。

根据本发明一实施例，所述辅助机构中还包括对所述无序丝材进行缓存的腔室，用于对所述无序丝材进行缓存，以适配成丝机构和定量输送机构的生产加工速度。

根据本发明一实施例，所述辅助机构中还包括对所述无序丝材进行卷曲的挤压装置，用于通过改变施加在丝状物料上的挤压压力来改变丝状丝材的卷曲度。

根据本发明一实施例，所述辅助机构中还包括对所述无序丝材进行混合的搅拌装置，用于对一种设备上游工艺段得到的丝状物料或多组设备得到的不同的丝状物料进行混合均匀，提高最终填充丝材的均匀性。

根据本发明一实施例，还包括保鲜机构，用于分别或共同对所述供料机构、成丝机构、定量输送机构内部的带状材料幅面、丝状物料、无序丝材、填充丝材进行保鲜控制。

根据本发明一实施例，所述保鲜机构包括密闭的隔离腔室和为所述隔离腔室提供特定湿度和/或特定压力气体的气源设备。所述保鲜机构用于为所述盘状物料、带状材料幅面、丝状物料、无序丝材、填充丝材提供一个保鲜环境，使其材料在成形前的水分、风味香料、易挥发成分等物质保持在一个稳定状态，最终确保无序丝填充烟草基棒的产品品质。

根据本发明一实施例，所述供料机构中包括至少两个承载盘状物料的放卷轴和一个薄片材料压接设备，至少两个所述放卷轴上的盘状物料通过所述薄片材料压接设备实现对带状材料幅面的连续释放。即当其中一个放卷轴上的盘状物料的带状材料幅面被牵引或输送至其尾部时，薄片材料压接设备将上述带状材料幅面尾部和另一个放卷轴上的全新盘状物料的带状材料幅面头部连接，则全新盘状物料的带状材料幅面被继续牵引或输送，以此循环来实现带状材料幅面的连续供应。该步骤能实现两个盘状物料的连续供应，中间不产生废料。

所述成丝机构的切分装置为用于实现盘切、滚切、剪切、冲切、模切中的一种或多种切分装置，且各切分装置中包括多个平行移动的切割刀具，以实现对切分宽度和长度的灵活调整。

所述定量输送机构的输送装置采用定量辊或钩子滚筒输送装置，以提供松散的、均匀的，流量恒定的填充丝材。

根据本发明一实施例，所述成丝机构和/或辅助机构和/或定量输送机构中包括调整装置，所述调整装置包括至少一个调整单元和至少一个传感器单元；所述成丝机构中的调整单元通过与其对应的传感器单元检测结果或预设参数实现对同一规格的丝状物料长度和宽度以及/或者多种规格的丝状物料的配比的调整；所述辅助机构中的调整单元通过与其对应的传感器单元检测结果或预设参数实现对无序丝材卷曲度的调整，所述定量输送机构的调整单元通过与其对应的传感器单元检测结果或预设参数实现对填充丝材供丝量的调整。

根据本发明一实施例，所述调整装置还包括与调整单元和传感器单元连接的控制单元。其中，传感器单元分别被设立于成丝机构、辅助机构和/或定量输送机构中，用于分别测量丝状物料、无序丝材和/或填充丝材的至少一个物理参数；控制单元依据所述传感器单元测量得到的物理参数来分别控制调整单元对丝状物料的结构组成、无序丝材的卷曲度和/或填充丝材的供丝量进行调整和/或控制。特别地，也可以设置多个传感器单元，使得在不同点位上可以获得至少一个物理参数，例如，可以在成形基棒上测得其硬度和/或填充值，还可以在填充丝材上测得物料厚度和/或重量。不言而喻，这些测量方式是可以任意组合的。

本发明提供的加工方法和加工设备将连续释放的带状材料幅面直接加工成由一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料组成的无序丝材，然后通过将无序丝材汇集，形成定量传送的填充丝材，再利用包裹材料对填充丝材进行包裹卷制成无序丝填充烟草基棒。与现有技术相比，本发明提供的加工设备和方法可将不同带状材料幅面连续加工成填充丝材，缩短了无序丝填充烟草基棒的加工工艺过程，降低了加热不燃烧烟草薄片材料香味物质的挥发和损失，从而提高了无序丝填充烟草基棒成品质量稳定性的同时，降低了原辅材料损耗和卷烟生产企业的运营成本。并且，本发明提供的加工设备和方法对材料厚度和幅宽的适应性广，能适应多种规格的材料和多种烟支生产加工方式。通过本发明提供的加工设备和方法加工得到的无序丝填充烟草基棒与有序丝填充烟草基棒相比，本发明提供的加工设备和方法加工得到的无序丝填充烟草基棒具有更高的孔隙率、烟雾释放量更充分等优点。

本发明通过保鲜机构的设置，能对加工过程中的盘状物料、带状材料幅面、丝状物料、无序丝材、填充丝材进行保鲜控制，进一步的保证了降低加热不燃烧烟草薄片材料香味物质的挥发和损失，大大提升了无序丝填充烟草基棒的成品质量。

本发明通过对无序丝材中某一种长度和宽度的丝状物料占比的调节和控制，能有效控制无序丝材中丝状物料的配比组成，为无序丝填充烟草基棒的成品质量提供可靠条件。

本发明通过对无序丝材的卷曲度以及填充丝材的供丝量进行调整和/或控制，能有效控制成形基棒的重量和丝状物料的损耗控制，保障了无序丝填充烟草基棒的质量稳定可控，最终提升无序丝填充烟草基棒的产品品质。

附图说明

以下将详细参考附图示出的特定示例性实施例，对本发明的上述和其他特征进行说明，所述示例性实施例在下文中仅以说明的方式给出，因此并不限制本发明，其中：

图1示出了无序丝填充烟草基棒的加工设备的结构示意图；

图2示出了无序丝填充烟草基棒的加工方法中成丝机构一种可能的成丝方式；

图3示出了无序丝填充烟草基棒的加工方法的一种实施方式流程图；

图4示出了无序丝填充烟草基棒加工方法的另一种实施方式流程图。

具体实施方式

以下通过附图和具体实施例对本发明进行详细描述，以使本领域普通技术人员能够容易地根据本说明书公开的内容实施本发明。以下所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而非全部。基于本说明书所描述的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不发生冲突的情况下，本说明书中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“平行”、“垂直”、“输送方向”、“上游”、“下游”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

为了便于理解，首先说明本申请涉及的无序丝填充烟草基棒的加工设备和方法中涉及到的带状材料幅面可以是含有烟草成分的带状材料，例如加热不燃烧烟草薄片或再造烟叶。本申请实施例提供的烟草基棒的加工方法可以适配于新型烟草连续加工系统，为加热烟支的卷制和包装提供连续的烟草基棒。

本实施例无序丝填充烟草基棒的加工设备和加工方法，用于将从盘状物料11上拉出的带状材料幅面3加工成填充丝材8，然后通过包裹材料4将填充丝材8包裹卷制成无序丝填充烟草基棒9。

图1示出了一种无序丝填充物烟草基棒的加工设备100的一种可能的实施方式简化图，所述加工设备100包括供料机构10、成丝机构20、辅助机构30、定量输送机构40、基棒成形机构50和保鲜机构2。供料机构10中包括连续释放带状材料幅面3的装置；成丝机构20包括接收所述供料机构10输送的带状材料幅面3，并将其切分成一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料6的切分装置；辅助机构30包括接收并汇集由所述丝状物料6组成的无序丝材7的装置；定量输送机构40包括将汇集的所述无序丝材7流量恒定地传送的输送装置；基棒成形机构50包括接收所述输送装置输送的填充丝材8，并利用包裹材料4对其进行包裹卷制的基棒成形装置。

在实际生产中，带状材料幅面3可以被卷绕在筒管上形成盘状物料11，盘状物料11转运到对应的生产线上，盘状物料11通过供料机构10来实现带状材料幅面3的连续供应。所述供料机构10可以设置一个或多个放卷轴，所述放卷轴将盘状物料11的带状材料幅面3退绕出来通过牵引或输送的方式为下游工艺段提供带状材料幅面3，并且盘状物料11上全部带状材料幅面3都能被消耗掉。

在另一实施例中，供料机构10中可设置两个放卷轴，其中一个放卷轴上的盘状物料11退绕出来的带状材料幅面3沿着输送方向S运送到下游工艺段，当该盘状物料11上带状材料幅面3被消耗完后，将盘状物料11的带材后端111与另一个放卷轴上的盘状物料12的带材前端121通过薄片材料压接设备13连接起来，连接接头随着带状材料幅面3被输送到成丝机构20完成切丝，中间不会产生废料，两个放卷轴交替循环连续不断的为下游工艺段提供连续的带状材料幅面3。需要说明的是，薄片材料压接设备13可采用专利CN202310136406.1中公开的薄片材料压接设备，也可采用其它任何现有的能实现两个薄片材料连接的设备。

在本发明无序丝填充物烟草基棒的加工设备的其它实施例中，所述供料机构10中还可设置三个及以上放卷轴，以进一步提高带状材料幅面3的连续释放效果，满足新型烟草连续加工系统的需求。

在另一实施例中，供料机构10将带状材料幅面3供应给位于供料机构10下游的成丝机构20。成丝机构20内的切丝机构21可将带状材料幅面3切分成长度为1～60mm，宽度为0.8～1.0mm的丝状物料6。所述切丝机构21可以借助盘切刀具、滚切刀具、剪切刀具、冲切刀具、模切刀具中的一个或多个切割刀具组合而成，丝状物料6可通过以下几种方式制得：

方式1：成丝机构20内的切丝机构21通过盘切或滚切的方法将带状材料幅面3先在输送方向上进行定宽切分，将材料切分成宽度在0.8～1.0mm的连续带状物，然后再通过剪切或冲切的方法将宽度为0.8～1.0mm的连续带状物在幅宽方向上进行定长切分，切分成长度为1～60mm、宽度为0.8～1.0mm的丝状物料，本申请中所述输送方向是指材料幅面的输送方向S，所述幅宽方向垂直于输送方向。

方式2：成丝机构20内的切丝机构21通过盘切或滚切的方法将带状材料幅面3先在输送方向上进行定长切分，将材料切分成宽度在1～60mm的连续带状物，然后再通过剪切或冲切的方法将宽度为1～60mm的连续带状物在幅宽方向上进行定宽切分，切分成长度为1～60mm、宽度为0.8～1.0mm的丝状物料。

方式3：成丝机构20内的切丝机构21通过剪切或冲切的方法先在幅宽方向上将带状材料幅面3切分成宽度在0.8～1.0mm，长度和材料幅面的宽度相等的长丝状物，然后再通过剪切或冲切的方法将长丝状物在输送方向上切分成宽度为0.8～1.0mm，长度为1～60mm的丝状物料。

方式4：成丝机构20内的切丝机构21通过剪切或冲切的方法先在幅宽方向上将带状材料幅面切分成宽度在1～60mm，长度和材料幅面的宽度相等的长丝状物，然后再通过剪切或冲切的方法将长丝状物在输送方向上切分成长度为1～60mm，宽度为0.8～1.0mm的丝状物料。

方式5：成丝机构20内的切丝机构21通过模切刀组来实现将带状材料幅面在材料输送方向上同时完成定长和定宽切分，最终将材料幅面切分成长度为1～60mm，宽度为0.8～1.0mm的丝状物料。

以上方式中得到的丝状物料均可以通过调整成丝机构20内的切丝机构21来实现长度和宽度调节。

优选的，成丝机构20还可将带状材料幅面3加工成具有不同长度和宽度的丝状物料6，单位长度和宽度的带状材料幅面3通过成丝机构20加工得到的不同长度和宽度的丝状物料6的占比可控可调。

如图2所示，成丝机构20将带状材料幅面3在输送方向S上切分成宽度范围在1～60mm的连续带状物，所述连续带状物的宽度分别为l₁、l₂、l₃…l_n，然后再将宽度为l₁、l₂、l₃…l_n的连续带状物在幅宽方向上切分成宽度为h₁、h₂、h₃…h_m，长度为l₁、l₂、l₃…l_n的丝状物料，图2中示出了两组固定宽度，不同长度的丝状物料组S₁和S₂，作为一种可能的实施方式，以丝状物料的切丝宽度作为截取带状材料幅面的单位长度，带状材料幅面的单位宽度就是带状材料幅面的幅宽，如示例，丝状物料组S₁由宽度为h₁长度分别为l₁、l₂、l₃…l_n的丝状物料S₁₁、S₁₂、S₁₃…S_1n组成，其中；一种丝状物料的占比是指该丝状物料在所属的丝状物料组中所占的表面积或重量或体积的比例，比如丝状物料S₁₁在丝状物料组S₁中的表面积占比为：

如果丝状物料S₁₁在丝状物料组S₁中有C个，则丝状物料S₁₁在丝状物料组S₁中的占比为：

作为一种可能的具体实施方式，选取带状材料幅面3的单位宽度为153mm和单位长度为1mm，将所述单位长度和宽度的带状材料幅面切分成由宽度为1mm，长度分别为40mm、30mm、20mm、10mm、5mm和3mm的丝状物料组成的丝状状物料组，10mm的丝状物料在整个状物料组中的份数可以是1份、2份、3份……，5mm的丝状物料在整个状物料组中的份数可以是1份、2份、3份……，从上述占比计算公式来看，10mm的丝状物料的份数不同则其在丝状状物料组中的占比也是不同的，所以，成丝机构20可以根据不同的工艺需求来对不同长度和宽度的丝状物料的占比进行调整和控制，从而满足不同的无序丝填充烟草基棒的填充丝的配方需要调整需求。

在另一实施例中，成丝机构20可通过调整装置22来调整切丝机构21的组成及组成方式或控制方式来调整切丝后的丝状物料6的结构组成(指同一规格的丝状物料长度和宽度，以及/或者在丝状物料包括多种规格时丝状物料的配比)，以实现对丝状物料6中不同长度和宽度的丝状物料占比的可调可控。

在另一实施例中，调整装置22的调整依据是预设定的工艺参数设置。

优选的，调整装置22的调整依据也可以是采用传感器单元51所测得的关于烟草基棒9的物理参数，例如烟草基棒9的硬度或填充值。

在另一实施例中，辅助机构30设有用于对成丝机构20得到的由丝状物料6组成的无序丝材进行缓存的腔室，缓存量为基棒成型装置工艺要求用丝量的1倍以上，以匹配成丝机构20与定量输送机构40之间的生产加工速度。

优选的，辅助机构30内还设置了图1中未示出的让丝状物料卷曲机构，如挤压机构。挤压机构通过改变对丝状物料6的挤压力来调整制得的卷曲丝材的卷曲度，通过所述的实施方式将所述丝状材料卷曲定型后的卷曲度控制在10％～80％。

在本发明无序丝填充物烟草基棒的加工设备的其它实施例中，辅助机构30内还设置了图1中未示出的让丝状物料混合均匀的混合机构，如搅拌机构。搅拌机构将一组或多组设备得到的不同的丝状物料进一步混合均匀，提高最终填充丝材的均匀性。当然，辅助机构30内的缓存腔室、卷曲机构、混合机构可根据实际加工需求任意组合设置。

在另一实施例中，定量输送机构40将辅助机构30输送的无序丝材7通过定量棍输送装置来作丝材的定量控制和输送。为了保证最终制成的成形烟草基棒9的质量，就要确保为基棒成形装置提供的填充丝材8的流量是均匀恒定的，所以在基棒成形机构50上游设置定量输送机构40是很有必要的。

在本发明无序丝填充物烟草基棒的加工设备的其它实施例中，定量输送机构40还可通过钩子滚筒输送装置，如粗细钩子滚筒输送装置43来提高无序丝材7的松散性、均匀性，形成流量恒定的填充丝材8。

在另一实施例中，所述定量输送机构40的供丝量在工艺要求用丝量的100％～150％范围内可调。

在另一实施例中，布置在定量输送机构40内的调整单元42可根据工艺参数设置或传感器单元52所测得的物理参数来调整供丝量的大小。如传感器单元52可测量基棒成形前的填充丝材8的送料厚度作为物理参数，同样地，传感器单元52还可测量平准器装置修剪回丝后的填充丝材的厚度作为物理参数。

还在另一实施例中，基棒成形机构50可采用吸丝成形技术和平准器装置技术的结合来实现将填充丝材8包裹卷制成烟草基棒9。

本实施例无序丝填充烟草基棒的加工设备在一些特定的生产加工要求下，为了保证成形基棒9的品质，需要让盘状物料、带状材料幅面3、丝状物料6、无序丝材7、填充丝材8在基棒成形前的水分、风味香料、易挥发成分等物质保持在一个稳定状态，所以在另一实施例中加工设备中布置了保鲜装置2。保鲜装置2为加工设备提供了一个相对稳定的环境来实现对盘状物料、带状材料幅面3、丝状物料6、无序丝材7、填充丝材8的保鲜处理。

在另一实施例中，对保鲜装置2提供的相对密闭的空间环境内充入湿度可控的气体，以此达到保鲜功能，充入的气体湿度控制在10～50％RH，使得密闭环境的湿度控制在10-50％RH之间。该保鲜装置2能将所述盘状物料、带状材料幅面3、丝状物料6、无序丝材7和/或填充丝材8的含水率控制在5％-20％之间。

图3示出了无序丝填充烟草基棒的加工方法的一种实施方式流程图。即由盘状物料连续释放带状材料幅面3，将释放的带状材料幅面3切分成具有单一宽度和长度的丝状物料6，再将一组或多组设备中切分的具有单一宽度和长度的丝状物料6汇集，并进行缓存和/或卷曲和/或混合后形成无序丝材7。然后将无序丝材7定量输送形成流量恒定地、松散的、均匀的填充丝材8，再利用包裹材料4对填充丝材8进行包裹卷制成无序丝填充烟支基棒9。

图4示出了无序丝填充烟草基棒加工方法的另一种实施方式流程图。即由盘状物料连续释放带状材料幅面3，将释放的带状材料幅面3按预设定的无序烟丝结构调配参数切分成具有多种宽度和/或多种长度的丝状物料6，由多种宽度和/或多种长度的丝状物料6组成的无序丝材7被定量输送形成流量恒定地、松散的、均匀的填充丝材8，再利用包裹材料4对填充丝材8进行包裹卷制成无序丝填充烟支基棒9。

在本发明无序丝填充物烟草基棒的加工设备的其它实施例中，填充丝材8在卷制成烟草基棒9前，还可设置用于添加香料、发烟剂、烟叶丝、仿生烟丝、感应器中的一种或多种物质或材料的工艺段。

本领域内的技术人员应理解，以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例，并且仅仅为了清楚理解本发明的原理而提出。在基本上不脱离本文描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例做出许多变化和修改。所有修改旨在被包括在本公开的范围内。

在本说明书中提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被完整引用至本说明书作为参考。

此外应理解，在阅读了本发明的上述说明内容之后，本领域技术人员可以对本发明做出各种改动或修改，这些等同形式同样落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括以下步骤：

(1)连续释放带状材料幅面；

(2)将所述带状材料幅面制备为由一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料组成的无序丝材；

(3)将所述无序丝材以可调节的特定流量进行传送，形成均匀的填充丝材；

(4)利用包裹材料对所述填充丝材进行包裹卷制，形成所述无序丝填充烟草基棒。

2.根据权利要求1所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，步骤(1)中所述带状材料幅面由至少两个盘状物料交替连续释放；以及/或者

步骤(2)得到的无序丝材中丝状物料的宽度和长度根据预设参数或传感器检测结果设置，在所述丝状物料的宽度和/或长度为两种以上时，控制调节某一种长度和宽度的丝状物料的总表面积、体积或重量分别在单位长度和宽度的带状材料幅面的表面积、体积或重量中的占比。

3.根据权利要求1所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，步骤(2)包括：

将所述带状材料幅面同时切分成一种以上宽度和/或一种以上长度的多种规格的丝状物料，得到混合的无序丝材；或者

将所述带状材料幅面先切分成具有单一宽度和长度的单种规格丝状物料，再与其他规格的丝状物料进行汇集和/或混合形成无序丝材。

4.根据权利要求2所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，当丝状物料的长度为l₁、l₂、l₃…l_n，宽度为h₁、l₂、h₃…h_m，某一种长度l_i和宽度h_k的丝状物料在单位长度L和宽度H的带状材料幅面制得的丝状物料组中的占比为：

其中，n、m均为大于等于1的自然数，且n与m不同时为1；i为大于等于1且小于等于n的自然数；k为大于等于1且小于等于m的自然数；C为长度为l_i和宽度为h_k的丝状物料在丝状物料组中的个数。

5.根据权利要求4所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，丝状物料的宽度为0.6～1.5mm，长度为1～80mm。

6.根据权利要求1所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，步骤(2)中还对所述无序丝材实现缓存，缓存量为步骤(3)和(4)中所述填充丝材按工艺要求用丝量的1倍以上。

7.根据权利要求1所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，步骤(3)和(4)中所述填充丝材按工艺要求用丝量的100-150％供应。

8.根据权利要求8所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，步骤(3)和(4)中还包括通过传感器检测结果或预设参数对填充丝材供丝量进行调整的步骤。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的无序丝填充烟草基棒的加工方法，其特征在于，还包括：分别或共同对步骤(1)中带状材料幅面、步骤(2)中丝状物料和无序丝材、步骤(3)中无序丝材和填充丝材进行保鲜控制；或者

分别或共同对步骤(1)中带状材料幅面、步骤(2)中丝状物料和无序丝材、步骤(3)中无序丝材和填充丝材、步骤(4)中填充丝材进行保鲜控制。

10.一种无序丝填充烟草基棒的加工设备，其特征在于，包括：

供料机构，包括连续释放带状材料幅面的装置；

成丝机构，包括接收所述供料机构输送的带状材料幅面，并将其制备为由一种以上宽度和/或一种以上长度的丝状物料组成的无序丝材的装置；

定量输送机构，包括将所述无序丝材以可调节的特定流量进行传送的输送装置；以及

基棒成形机构，包括接收所述输送装置输送的填充丝材，并利用包裹材料对其进行包裹卷制，形成所述无序丝填充烟草基棒的基棒成形装置。

11.根据权利要求10所述的无序丝填充烟草基棒的加工设备，其特征在于，还包括辅助机构，用于将多种规格的丝状物料进行汇集和/或混合形成无序丝材；

其中，所述成丝机构包括：用于接收并将带状材料幅面同时切分成一种以上宽度和/或一种以上长度的多种规格的丝状物料，得到混合的无序丝材的第一切分装置；或者用于接收并将带状材料幅面切分成具有单一宽度和长度的单种规格丝状物料的第二切分装置。

12.根据权利要求11所述的无序丝填充烟草基棒的加工设备，其特征在于，所述辅助机构中包括对所述无序丝材进行缓存的腔室。

13.根据权利要求12所述的无序丝填充烟草基棒的加工设备，其特征在于，还包括保鲜机构，用于分别或共同对所述供料机构、成丝机构、定量输送机构内部的带状材料幅面、丝状物料、无序丝材、填充丝材进行保鲜控制。

14.根据权利要求12所述的无序丝填充烟草基棒的加工设备，其特征在于，所述成丝机构和/或定量输送机构中包括调整装置，所述调整装置包括至少一个调整单元和至少一个传感器单元；

所述成丝机构中的调整单元通过与其对应的传感器单元检测结果或预设参数实现对同一规格的丝状物料长度和宽度以及/或者多种规格的丝状物料的配比的调整；

所述定量输送机构的调整单元通过与其对应的传感器单元检测结果或预设参数实现对填充丝材供丝量的调整。

15.根据权利要求14所述的无序丝填充烟草基棒的加工设备，其特征在于，所述调整装置还包括与调整单元和传感器单元连接的控制单元，所述控制单元依据所述传感器单元测量得到的物理参数控制所述调整单元对丝状物料的结构组成、填充丝材的供丝量进行调整和/或控制。