2024年5月14日发(作者：台式电脑怎么自动关机设置)

第59卷增刊

增刊

2020年12月

刘远涛，陆

湖北农业科学

HubeiAgriculturalSciences

Vol.59Sup.

Dec.，2020

妍.HDT气流烘丝机工艺参数对卷烟感官质量的影响［J］.湖北农业科学，2020，59（S1）：427-430．

HDT气流烘丝机工艺参数对卷烟感官质量的影响

刘远涛，陆妍

530000）（广西中烟工业有限责任公司，南宁

摘要：选用真龙一类卷烟A牌号为试验对象，运用全因子试验设计研究HDT气流烘丝机工艺参数对卷

烟内在质量的影响。试验结果表明，在其他参数不变的前提下，入口含水率、SIROX工作蒸气流量对感

官质量均有显著影响，且两者之间有显著的交互作用。真龙一类卷烟A配方HDT烘丝的最佳工艺参数

为入口含水率17.5%、SIROX工作蒸气流量300kg/h、负压-0.5kPa、工艺气体温度175℃。

关键词：卷烟；HDT气流式烘丝；工艺参数；感官质量；全因子试验设计

中图分类号：TS452文献标识码：A文章编号：0439-8114（2020）S1-0427-04

DOI:10.14088/0439-8114.2020.S1.117

EffectsoftechnicalparametersofHDTairdrieronsensoryqualityofcigarette

LIUYuan-tao，LUyan

（ChinaTobaccoGuangxiIndustrialCo，.Ltd，Nanning530000，China）

Abstract：TheeffectofprocessparametersofHDTairdryingmachineontheinternalqualityofcigarettewasstudiedbyusingfull-fac⁃

torexperimentaldesign（DOE）.TheexperimentalresultsshowthattheinletmoistureandtheSIROXsteamflowhavesignificantinflu⁃

encesonthesensoryquality，andthereisasignificantinteractionbetweenthem，⁃

timumHDTdryingparametersforThefirstclassofZhenlongcigaretteAaretheinletmoistureof17.5%，theSIROXsteamflowof

300kg/h，thenegativepressureof-5mbar，andtheprocessgastemperatureof175℃.

Keywords：tobacco；superheatedsteamdrierHDT；theprocessparameters；thesensoryqualityfullfactorialexperimentdesign

随着国内烟草行业对气流烘丝方式研究的进一

步加深，气流烘丝逐渐成为主流烘丝方式之一。

HDT气流烘丝机是德国HAUNI公司与秦皇岛烟草

机械有限责任公司合作推出的一款气流烘丝设备，

因为低能耗、操作简单以及出口含水率均匀性好，而

被较多的企业选用。HDT烘丝机采用膨胀与干燥

一体，进料气锁即为膨胀单元（SIROX），膨胀单元的

过量蒸气通过烘丝机尾气系统排出。设备设计喷水

装置，但只可在预热阶段运行，方便快速达到预热温

度。HDT烘丝机有2种烘丝控制模式可选，分别为

前馈控制及后馈控制。HDT前馈控制采用计算固

定脱水量的方式，根据物料入口含水率波动自主计

算，通过物料工艺流量进行调节，从而保障来料脱水

量一致。后馈控制根据出口含水率波动，调节燃烧

炉输出功率，从而影响工艺气体温度，最终达到合格

的出口含水率。

国内对HDT烘丝机研究报道较少。本试验以

感官质量为研究对象，结合设备前期的运用以及设

备性能，选出对感官质量影响的入口含水率、SIROX

工作蒸气流量、负压、工艺气体温度4个关键参数，

利用全因子试验设计对上述参数进行最佳参数组合

试验，为HDT烘丝的最佳工艺参数的设计提供理论

参考。

1

1.1

材料与方法

材料与设备

烤烟片烟：真龙一类卷烟A牌号，广西中烟工

业有限责任公司；叶丝烘丝生产线：3000kg/h（物料

按照标准12%水分），HDT-FX3000型气流烘丝机，

德国HAUNI公司。

收稿日期：2020-08-11

作者简介：刘远涛（1979-），男，江西宜春人，工程师，硕士，主要从事烟草工艺研究，（电话）180****9620（电子信箱）*************。

428

湖北农业科学

2020年

1.2

1.2.1

试验方法

取样方法试验按批次进行，试验过程参数

前期单工序评价，选出对感官质量影响较大的入口

含水率、SIROX工作蒸气流量、负压、工艺气体温度

4个参数做为试验因子。同时，在单工序评价阶段

以感官质量为目标，初步确定各试验因子高水平、低

水平，并考虑各因子及其因子间的交互作用，采用全

因子试验设计，并在中心点处进行3次试验，一共

19次试验（2

4

+3），因素水平见表1

［3］

。

控制稳定后，每组参数对应在柔性风选出口处取

样

［3］

。取样结束后，进行下一组参数试验。

1.2.2

样10kg，采用四分法确定最终测试样。测试样按照

真龙一类卷烟A牌号卷包标准卷制成烟支样品

［1］

。

1.2.3样品的评价方法及计算公式以感官质量为

样品的制备每组参数共取样4次，每次取

评价指标

［2］

。由广西中烟工业有限责任公司评吸委

员会进行感官质量评吸。评吸打分按照国家规范进

行

［2］

，得分计算公式如下：

M=

∑

i=1

M

i

/N

n

2

2.1

结果与分析

试验结果

利用Minitab-18设计软件创建试验计划，组织

式中，M为评吸得分，M

i

为每人评吸得分，N为

试验设计HDT可变参数主要有入口含水

（1）

实施，试验结果见表2。

2.2

2.2.1

分析

结果分析ANOVA方差分析结果见表3，由

评吸人数。

1.2.4

率、物料工艺流量、SIROX工作蒸气流量、防结团工

作蒸气流量、负压、燃烧炉输出功率、工艺燃气流量、

工艺气体温度等。由于广西中烟HDT气流烘丝采

用前馈后馈组合控制模式，结合对该设备工艺参数

表1

水平

高

低

A

入口含水率//%

19.5

17.5

表3可以看出，模型显著性检验结果P＜0.05，说明模

型中主效应总体是显著的。失拟项P=0.287＞0.05，

回归无失拟现象。显著性分析结果见表4，由表4

可知，入口含水率、SIROX工作蒸气流量以及两者

之间的交互作用项3项对应的P都小于0.05，因此

全因子试验因素水平

BC

负压//kPa

-0.5

-0.9

D

工艺气体温度//℃

195

175

SIROX工作蒸气流量//kg/h

310

300

表2

标准序

17

10

1

7

15

14

16

9

2

6

3

5

4

入口含水率//%

19.5

18.5

17.5

19.5

17.5

17.5

17.5

17.5

19.5

19.5

17.5

19.5

19.5

19.5

18.5

17.5

17.5

19.5

18.5

310

305

300

300

300

310

310

310

300

310

300

300

310

300

305

300

310

310

305

全因子试验结果

负压//kPa

-0.9

-0.7

-0.5

-0.9

-0.9

-0.5

-0.9

-0.5

-0.5

-0.5

-0.9

-0.9

-0.9

-0.5

-0.7

-0.5

-0.9

-0.5

-0.7

工艺气体温度//℃

175

185

175

195

175

175

175

195

195

195

195

175

195

175

185

195

195

175

185

感官得分

88.14

90.25

89.17

88.73

89.05

88.75

88.57

89.25

88.49

88.08

89.51

88.71

88.13

88.32

90.37

89.82

89.17

88.43

90.09

SIROX工作蒸气流量//kg/h

12

18

13

11

19

8

增刊

刘远涛等：HDT气流烘丝机工艺参数对卷烟感官质量的影响

429

可以判定，这3项的效应是显著的，其余项不显著。

2.2.2

水率、SIROX工作蒸气流量再次进行因子方差分

表3

项目

模型

线性

入口含水率

SIROX工作蒸气流量

负压

工艺气体温度

两因子交互作用

入口含水率×SIROX工作蒸气流量

入口含水率×负压

入口含水率×工艺气体温度

SIROX工作蒸气流量×工艺气体温度

负压×工艺气体温度

误差

弯曲

失拟

纯误差

SIROX工作蒸气流量×负压

析，结果见表5。从表5可以看出，主效应项以及两

因子交互作用中均P＜0.05，所以选定的模型总体

是显著的。失拟一栏中P为0.268＞0.05，模型没有

模型改进移除不显著的因子，选用入口含

ANOVA方差分析结果

df

10

4

1

1

1

1

6

1

1

1

1

1

1

8

1

5

2

调整后的平方和

2.29771

1.30178

0.29976

0.70141

0.04306

0.25756

0.99594

0.48651

0.25251

0.04951

0.01156

0.19581

0.00006

0.41360

0.02752

0.33728

0.04880

调整后的均方

0.229771

0.325444

0.299756

0.701406

0.043056

0.257556

0.165990

0.486506

0.252506

0.049506

0.011556

0.195806

0.000056

0.051700

0.027522

0.067456

0.024400

F

4.44

6.29

13.57

0.83

4.98

3.21

9.41

4.88

0.96

0.22

3.79

0.00

0.50

2.76

5.80

P

0.023

0.014

0.043

0.006

0.388

0.056

0.065

0.015

0.058

0.356

0.649

0.088

0.974

0.503

0.287

表4

项目

常量

入口含水率

SIROX工作蒸气流量

负压

工艺气体温度

入口含水率×SIROX工作蒸气流量

入口含水率×负压

入口含水率×工艺气体温度

SIROX工作蒸气流量×工艺气体温度

负压×工艺气体温度

SIROX工作蒸气流量×负压

显著性分析结果

效应

-0.2738

-0.4188

-0.2537

-0.3488

-0.2513

0.1112

0.0538

0.2212

0.0037

0.1038

系数

-0.1369

-0.2094

-0.1269

-0.1744

-0.1256

0.0556

0.0269

0.1106

0.0019

0.0519

89.5821

系数标准误

0.0522

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

0.0568

P

0.000

0.043

0.006

0.388

0.056

0.015

0.058

0.356

0.649

0.088

0.974

表5

项目

模型

线性

入口含水率

SIROX工作蒸气流量

两因子交互作用

误差

弯曲

失拟

纯误差

入口含水率×SIROX工作蒸气流量

移除不显著因子后ANOVA方差分析结果

df

3

2

1

1

1

15

12

2

1

1

调整后的平方和

1.56567

0.96891

0.38751

0.58141

0.59676

0.59676

0.98365

0.01852

0.91633

0.04880

调整后的均方

0.52189

0.48446

0.38751

0.58141

0.59676

0.59676

0.06558

0.01852

0.07636

0.02440

F

7.96

7.39

5.91

8.87

9.10

9.10

0.27

3.13

P

0.002

0.006

0.028

0.009

0.009

0.009

0.612

0.268

430

湖北农业科学

2020年

失拟，删除不显著主因子及交互作用项后，回归效果

更好，回归方程如下：感官得分=-113.8+11.62入口

含水率+0.676SIROX工作蒸气流量-0.0386入口含

水率×SIROX工作蒸气流量。

2.2.3

可以得出以下结论，残差对于以观测值顺序为横轴

的散点图中，各点随机在水平轴上下无规则波动，没

有不正常的升降趋势；残差对于响应变量拟合值的

散点图没有出现漏斗形或者喇叭形。残差正态性检

89.8

89.7

89.6

89.5

89.4

a.入口含水率工作蒸气流量

验图可以体现残差符合正态分布。

2.2.4

1，由图1可知，入口含水率、SIROX工作蒸气流量

的回归线较陡，对主效应影响显著，负压及工艺气体

温度对主效应影响不显著。为使评吸得分达到最

大，入口含水率取下限17.5%、SIROX工作蒸气流

量取下限300kg/h，负压取上限-0.5kPa，工艺气体

温度取下限175℃。

确认主效应的显著性评吸得分的效应见图

残差分析通过观察优化后的四合一残差图

感

官

得

分

的

均

值

c.负压d.工艺气体温度

图1感官得分效应

2.2.5

可知，当入口含水率取17.5%、SIROX工作蒸气流

量取300kg/h，预测评吸得分平均值95%可能落入

（89.1432，90.3589）之内。

表6

拟合值拟合值标准误

89.75100.125487

预测响应由感官得分响应优化预测（表6）

状况及出口含水率的要求，作为可调节参数。

验证，真龙一类卷烟A配方HDT烘丝的最佳工艺

2）通过Minitab-18设计软件进行全因子试验

参数为入口含水率17.5%、SIROX工作蒸气气流量

300kg/h，负压-0.5kPa，工艺气体温度175℃。该条

件下感官质量分值可达到90分，试验样质感好，烟

达到并优于产品配方设计的要求。

丝模式对出口含水率标准偏差的影响，发现采用前、

后馈组合控制进行烘丝，出口含水率更加稳定（出口

含水率标准偏差达0.12%）。

达到稳态，需对初始预热温度设定的准确性进行大

批量的摸排和确定。

参考文献：

［1］国家烟草专卖局.卷烟工艺规范［M］.北京：中央文献出版社，

2003.

感官得分响应优化预测

95%置信区间95%预测区间

（89.4836，90.0185）（89.1432，90.3589）

气的骨架感强，烟气轻松明快，爆发力足，甜感突出，

3）在试验过程中论证了HDT气流烘丝不同烘

2.2.6

限17.5%、SIROX工作蒸气气流量取下限300kg/h，

负压取上限-0.5kPa，工艺气体温度取下限175℃），

进行了3批次试验，3次评吸得分分别为90.07、

89.94和90.10，均落在95%置信区间（89.1432，

90.3589）内，说明试验结果分析和预测结论都是可

信的。

试验验证按照预测参数（入口含水率取下

4）HDT烘丝机的热惯性大，工艺气体温度较难

3小结

1）在HDT烘丝过程中，入口含水率、SIROX工

［2］YCT138-1998烟草及烟草制品感官评价方法［S］.

［3］马逢时，周暐，刘传冰.六西格玛管理统计指南［M］.北京：中

作蒸气流量对感官质量均有显著的影响，且两者之

间有显著的交互作用。在工艺参数设计中，应将这

2项指标作为严控指标。其余参数可根据生产实际

国人民大学出版社，2007.