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2025 , Vol. 31 >Issue 11: 109 - 112

DOI: https://doi.org/10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.11.024

Influencing factors of silk content rate of cigarette machine stems and its impact on cigarette quality

  • LIU Cide ,
  • LUO Yu ,
  • TIAN Yanfeng ,
  • LU Di
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  • Ganzhou Cigarette Factory, China Tobaccto Jiangxi Industrial Co. , Ltd. , Ganzhou 341000, China

Received date: 2024-09-24

  Online published: 2025-06-16

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Abstract

To explore the influencing factors of the silk content rate of cigarette machine stems and their impact on the quality of cigarettes, the gradient test of setting different and air separation air volumes in the secondary air separation was studied. The stem rejection flow rate, the silk content rate of meme tags, cigarette stem tag rate and the quality indicators of cigarettes were measured. Regression analysis was carried out using the univariate linear regression equation. A correlation analysis between the silk content rate of meme tags and the quality indicators of cigarettes was conducted. The results showed that the univariate linear regression equation between the tobacco stalk content rate y and the tobacco stalk rejection flow rate x was y tobacco stalk=-2.888+0.101x flow rate, and the univariate linear regression equation between the tobacco stalk content rate y and the tobacco stalk content rate x was y stem-containing=24.808－2.446x tobacco stalk. The univariate linear regression equation between the tobacco stem-containing label rate y stem-containing and the stem-removing logistics volume x was y stem-containing=34.222－0.286x flow rate, and both equations were statistically significant (P<0.05). The correlations between the filament content rate of the skew and the average weight deviation, resistance deviation and hardness of a single skew were -0.954 4、-0.851 0和-0.523 2 respectively, and the correlations were all statistically significant (P<0.01). The above results indicated that the rejection flow rate of stem sticks had a positive impact on the silk content rate of stem sticks and a negative impact on the filament content rate of cigarettes. The silk content rate of stem sticks had a negative impact on the cigarette content rate of stem sticks. Moreover, the silk content of the stem tag was negatively correlated with the standard deviation of cigarette weight per gram, the standard deviation of absorption resistance and the mean hardness.

Key words： stem rejection flow rate; silk content rate of meme tags; cigarette stem tag rate; quality indicators; correlation analysis

Cite this article

LIU Cide , LUO Yu , TIAN Yanfeng , LU Di . Influencing factors of silk content rate of cigarette machine stems and its impact on cigarette quality[J]. Anhui Agricultural Science Bulletin, 2025 , 31(11) : 109 -112 . DOI: 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.11.024

由于叶组原料及加工过程梗丝掺配等原因，制丝生产的烟丝中会含有一定比例的梗签[1]，梗签易造成烟支刺破、漏气等质量问题，烟支中存在梗签也易出现燃烧端爆口等现象，影响卷烟质量[2]。因此，合理控制梗签剔除率是卷烟质量控制的一项重要内容，对卷烟工艺消耗有着重要影响[3-5]。为保障产品质量，通常采取加大烟丝中的梗签剔除量的方法来降低烟支的质量损失，但是随着梗签剔除量的增加，剔除物梗签含丝率也随之增加，烟丝消耗上升，造成原料浪费[6]。因此，在保证卷烟质量的前提下，如何合理控制梗签剔除流量及梗签含丝率成为研究的热点。目前研究者对梗签的研究主要集中在梗签的剔除和减少烟丝消耗。程雷平等[7]采用正交试验研究挡板高度、正压吹风、针辊电机频率对卷烟机梗签的影响，并确定了合适的参数；胡中军等[8]通过优化ZJ17卷接机导向板高度、小风机压力参数，以降低烟支中梗签含量，得到了较好效果。卷烟机梗签剔除流量及梗签含丝率对卷烟品质的影响研究较少。为此，本文研究了梗签剔除流量及梗签含丝率之间的关系，以及其对卷烟烟支的质量指标的影响，为卷烟中梗签含量的优化及维持较好的卷烟品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以G卷烟厂生产的A牌号常规卷烟配方烟丝为样品，其丝干燥的方式为薄板烘丝，梗丝掺配比例为20%，卷制过程使用的卷接设备均为ZJ17常规烟卷接机（常德烟草机械有限责任公司）。试验所用仪器为i-CTS100丝含梗/梗含丝检测仪（郑州嘉德机电科技有限公司）、SYHF-36恒温恒湿机（杭州松越环境科技有限公司）、MTS-IV卷烟和滤棒物理性能综合测试台（成都瑞拓科技有限责任公司）、PL203电子天平（0.001 g，瑞士Mettle Toledo 公司）。

1.2 样品制备

以G卷烟厂生产的A牌号常规卷烟配方烟丝在ZJ17 常规烟卷接机制作的卷烟，通过调整二次风选的风分风量，研究在不同风分风量下梗签含丝剔除流量梯度，待卷烟机运行稳定后，进行取样检测。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 梗签剔除流量

在不同风分风量梯度下，设置相同的车速，根据《卷烟工艺规范》（2016版）相关要求[9]，设备运行稳定后，在卷烟机梗签剔除物收集口收集5 min的样本，称重，共3次，计算其流量。

1.3.2 梗签含丝率

在不同风分风量梯度下，设置相同的车速，重复取样3次，按照每次取样60 g梗签，利用i-CTS100丝含梗/梗含丝检测仪检测的相关检测要求，将梗签剔除物中的梗签与烟丝进行分离，称取烟丝的质量，根据《卷烟工艺规范》（2016版）计算梗签含丝剔除物含丝率。计算如式（1）。
G S ( % ) = Q S Q × 100
式中，G S表示梗签含丝剔除物含丝率（%）；Q S表示分离烟丝的质量（g）；Q表示梗签剔除物总质量（g）。

1.3.3 烟支含梗签率

取50支烟支，采用人工抽查的方式[10-11]，即人工用刀片将烟支剖开，检查并统计烟丝中含有1.5 mm×1.5 mm 以上块状梗或长度大于8 mm 梗签的支数，计算烟支含梗签率。

1.3.4 烟支质量

取30支烟支，利用MTS-IV卷烟和滤棒物理性能综合测试台按照GB/T 22838—2009《卷烟和滤棒物理性能的测定》对单支克重、吸阻、硬度等指标进行测定。

1.4 数据处理

利用Matlab软件绘制散点图，并利用最小二乘法拟合一元线性回归方程进行线性回归分析。

2 结果与分析

2.1 卷烟机梗签剔除流量对梗签含丝率的影响

卷烟机梗签剔除流量与梗签含丝率检验情况统计数据如表1所示，梗签含丝率随着卷烟机梗签剔除流量的变化而变化。利用表1数据分析梗签含丝量与梗签剔除流量的拟合直线，如图1所示。得到梗签含丝量y与梗签剔除流量x的一元线性回归方程为 y 含丝 = - 2.888 + 0.101 x 流量。采用最小二乘法对回归方程进行显著性检验，方程R 2=0.872 6，F=171.186，P<0.05，说明模型构建有意义。结果表明，梗签剔除流量对梗签含丝量产生一定的影响，回归系数为0.101（t=13.084，P<0.01），说明其影响是正向的。
表1 卷烟机梗签剔除流量与梗签含丝量检验情况统计
序号

梗签剔除流量/

（g/min）

梗签含丝

率/%

 序号

梗签剔除流量/

（g/min）

梗签含丝

率/%

 序号

梗签剔

除流量/

（g/min）

梗签

含丝

率/%
1 18.56 0.18 10 50.13 2.13 19 75.33 3.22
2 20.13 0.13 11 52.86 3.02 20 76.21 4.86
3 22.53 0.05 12 53.00 1.15 21 78.55 5.32
4 31.90 0.36 13 58.65 3.68 22 88.53 5.23
5 34.34 0.18 14 60.18 3.53 23 89.62 5.56
6 35.22 0.13 15 62.13 2.65 24 90.53 4.94
7 36.41 0.22 16 67.90 2.92 25 92.62 7.22
8 41.27 0.26 17 69.14 4.51 26 94.16 7.82
9 43.50 0.53 18 72.06 6.52 27 98.23 8.25
图1 梗签剔除流量和梗签含丝率拟合直线

2.2 卷烟机梗签含丝率对烟支含梗签率的影响

卷烟机梗签含丝量与烟支含梗签率统计数据如表2所示，利用该数据分析卷烟机梗签含丝率与烟支含梗签率的拟合直线，如图2所示。得到烟支含梗签率y与梗签含丝率x的一元线性回归方程为 y 含梗 = 24.808－ 2.446 x 含丝，方程R 2=0.765 5，F=81.616，P<0.05，回归系数为-2.446（t=-9.034，P<0.01）。结果表明卷烟机梗签含丝量对烟支含梗签率产生一定的负向影响。
表2 卷烟机梗签含丝率与烟支含梗签率之间的统计数据
序号 梗签含丝率/% 烟支含梗签率/% 序号 梗签含丝率/% 烟支含梗签率/% 序号 梗签含丝率/% 烟支含梗签率/%
1 0.18 32 10 2.13 18 19 3.22 12
2 0.13 31 11 3.02 14 20 4.86 14
3 0.05 27 12 1.15 16 21 5.32 10
4 0.36 22 13 3.68 22 22 5.23 8
5 0.18 25 14 3.53 18 23 5.56 9
6 0.13 23 15 2.65 17 24 4.94 8
7 0.22 21 16 2.92 15 25 7.22 9
8 0.26 26 17 4.51 13 26 7.82 9
9 0.53 25 18 6.52 11 27 8.25 8
图2 梗签含丝率与烟支含梗签率拟合直线

2.3 卷烟机梗签剔除流量对烟支含梗签率的影响

按照上述方法，得到如图3所示的梗签剔除流量与烟支含梗签率的拟合直线。烟支含梗签率y与梗签剔除流量x的一元线性回归方程为 y 含梗 = 34.222－ 0.286 x 流量。R 2为0.898 4，F=221.086，P<0.05，梗签剔除流量的回归系数为-0.286，说明了卷烟机梗签剔除流量对烟支含梗签率产生负向影响。
图3 梗签剔除流量与烟支含梗签率拟合直线

2.4 梗签含丝率对烟支质量指标的影响

由表3可知，烟支的单支克重、吸阻和硬度随梗签含丝量的变化而变化。由图4可知，梗签含丝量与单支克重标偏、吸阻标偏和硬度均值的相关性分别为-0.954 4、-0.851 0和-0.523 2，相关性具有统计学意义（P<0.01）。表明梗签含丝量与烟支克重标偏、吸阻标偏和硬度均值均存在负相关关系。
表3 梗签含丝量对烟支质量指标影响的统计数据
梗签含丝率 单支克重 吸阻 硬度
均值/g 标偏 均值/kPa 标偏 均值/% 标偏
0.05 0.877 0.019 1 049 0.068 65.95 2.42
0.13 0.877 0.017 1 101 0.063 67.28 2.04
0.18 0.872 0.018 1 071 0.067 65.00 2.12
0.22 0.870 0.019 1 096 0.060 66.16 3.84
0.26 0.880 0.017 1 067 0.072 67.58 2.12
0.36 0.875 0.018 1 072 0.066 65.93 2.35
0.53 0.873 0.018 1 099 0.070 67.55 3.77
1.15 0.871 0.017 1 088 0.057 66.50 2.87
2.13 0.870 0.015 1 072 0.063 66.52 3.48
2.65 0.872 0.014 1 082 0.056 66.40 2.14
2.92 0.879 0.013 1 092 0.049 66.36 2.63
3.02 0.876 0.016 1 085 0.059 66.52 2.50
3.22 0.878 0.012 1 092 0.052 66.32 2.08
3.53 0.880 0.014 1 090 0.052 66.46 3.78
3.68 0.875 0.015 1 075 0.043 66.49 3.61
4.51 0.875 0.012 1 087 0.051 66.34 3.75
4.86 0.871 0.012 1 080 0.051 66.30 3.24
4.94 0.880 0.012 1 074 0.049 65.08 3.83
5.23 0.875 0.011 1 084 0.043 66.21 3.90
5.32 0.879 0.011 1 096 0.046 66.25 2.34
5.56 0.873 0.011 1 100 0.047 66.19 3.72
6.52 0.880 0.010 1 054 0.053 66.32 2.99
7.22 0.872 0.008 1 103 0.042 65.05 2.32
7.82 0.871 0.009 1 091 0.045 65.02 2.16
8.25 0.874 0.010 1 093 0.047 65.11 3.39
图4 梗签含丝率与烟支质量指标的Pearson相关系数热图

3 结论与讨论

烟支含梗签率与卷烟含梗签量越低越好，在降低含梗签烟支数与卷烟含梗签量的同时需提高梗签剔除量，而根据梗签剔除流量与梗签含丝率的关系，降低梗签含丝率需增加梗签的剔除流量，其过程不可避免会造成烟丝的多余消耗。因此，在提质降耗的要求下，需通过合理计算梗签剔除量和梗签含丝率，以保证卷烟质量。由于消耗的影响因素较多，对于消耗数据的研究，值得进一步深入开展。
本研究建立的一元线性回归方程，在其显著性检验中均通过了检验，但是回归方程的取值方面，应进一步说明，如梗签剔除流量和梗签含丝量的取值均不为负数。回归方程的构建仅表明其存在的关系，对于具体值的求解和预测，需要通过更大的样本量，构建更合适的模型，才更具有说服力。烟支的质量指标包括焦油量、烟气烟碱量、烟气一氧化碳量、重量、圆周、吸阻、长度、总通风率和硬度。本研究仅分析了梗签含丝率对单支克重均值及其标偏、吸阻均值及其标偏、硬度均值及其标偏的影响，对于其他指标，尤其是化学指标的分析，需进一步开展。
综上，本文以卷烟机剔除流量为测试梯度，通过测试在梗签剔除流量下的梗签含丝率、烟支含梗签率，建立一元线性回归方程研究不同梗签剔除流量与梗签含丝率、梗签含丝率与烟支含梗签率，以及梗签剔除流量与烟支含梗签率的关系，结果表明，梗签剔除流量会对梗签含丝量产生显著的正向影响，对烟支含梗签率产生显著的负向影响；梗签含丝量会对含梗签烟支率产生显著的负向影响。相关性分析结果表明，梗签含丝量与烟支克重标偏、吸阻标偏、硬度均值均呈显著负相关。

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