一种用于测定烟丝破碎程度的方法和装置，通过建立的破碎度测定方法既可以表征来料端工序的能力和水平，又可以通过破碎过程反映烟丝破碎后的质量变化，从而预测最终卷烟产品物理质量的好坏。利用该方法和装置可以研究烟丝在任意一过程的破碎，反映原料本身抗破碎的性质，也可以研究工艺流程、条件等外力因素对其抗破碎性能的影响。本发明专利技术的优点是：通过直接测定烟丝的破碎度，可以准确表征烟丝的抗破碎能力，反映烟丝破碎前后的尺寸分布状态，对于预测烟丝的加工质量有重要意义，是研究烟丝破碎过程的一种有效手段，同时具有取样量小，操作简单，方法重现性好等优点。所设计的专用破碎装置，结构合理，可以模拟任意加工过程对烟丝的破碎强度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于烟草加工领域，具体涉及一种用于测定烟丝破碎程度的方法和装置，烟丝可以为巻烟生产所用的叶丝、膨胀叶丝、梗丝、薄片丝、配方烟丝等。
技术介绍
烟丝在加工过程中，会受到不同的外力作用而逐渐破碎，烟丝的破碎程度大小 (或者称为抗破碎能力)是衡量烟丝加工质量的重要指标之一。烟丝破碎程度主要由两个 主要方面决定，第一是烟丝本身的原因，不同的烟叶原料由于自身的物理、化学特性不同， 因而具有不同的抗破碎能力；另一方面，是外力的原因，烟丝在不同的加工过程中，由于所 受外力的类型和强度不同其破碎程度也有所不同，在制丝生产线上，烟丝在喂料机、烘丝机 中的翻滚、在皮带输送机或振槽上的长距离输送、风送、巻制过程等都会引起烟丝不同程度 的破碎。烟丝的加工过程实际就是受到一定外力作用而逐渐破碎的过程。但烟丝在加工过 程中并不是越碎越好，实际生产中需要对烟丝的破碎程度进行控制。对于衡量烟丝的破碎 程度，目前没有直接用于测定的标准方法。 国内烟草行业间接采用以巻烟巻制过程整丝率的变化率来反映烟丝抗破碎能力， 2003版巻烟工艺规范规定了整丝率的变化率的定义，是一定质量的烟丝，通过碎丝机进行 造碎，造碎后整丝率与造碎前整丝率的比率，以百分数表示。整丝率的测定方法见烟草行业 标准YC/T178-2003，烟丝中长度大于等于2. 5mm的烟丝质量占取样总质量的比率，以百分 数表示，整丝率的测试普遍采用YQ-2型烟丝振动分选筛，它由安装在一个固定框架上的喂 料输送带、三层筛网(筛网孔径分别为3.35mm、2.5mm、lmm)和四个烟丝收集箱组成，在设 定的振幅和时间条件下，烟丝通过三个网孔尺寸不同的筛网进行分离，筛网按网孔尺寸由 大到小的顺序叠加排列，每层筛网的出口有收集箱收集分离后的烟丝，3. 35mm和2. 5mm筛 网上的烟丝总和与取样烟丝的质量比率为整丝率。从目前应用的效果来看，利用整丝率的 变化率来反映烟丝抗破碎能力的方法存在一定的问题，主要表现在一是由于现有烟丝整 丝率普遍较高(一般在80% -85%，其中> 3. 35咖的长丝比例也往往大于50% )，使得整 丝率接近的不同烟丝，其实际大于2. 25mm的烟丝结构分布往往差别较大，而其破碎程度无 法用整丝率的变化率来表示。例如，某一部分尺寸较长的烟丝若其破碎后尺寸仍在2. 25mm 之上，则其整丝率并无变化。除非烟丝的破碎程度存在很大的差异，否则用该方法无法反映 不同烟丝破碎程度的差异。二是现有整丝率的测试操作过程中受人为因素影响较大，如不 同的铺料方式和铺料厚度会使结果产生较大的偏差，进而使整丝率变化率产生误差。三是 该方法每次都需在巻制前后进行取样，不可避免的会影响到正常的巻烟生产过程，同时由 于取样量较大也会造成一定程度的烟丝浪费。在本领域内，前苏联学者道洛霍夫曾利用水 银压破烟叶时的压力来表示烟叶的抗破碎性，但由于烟丝的形态、受力等与烟叶的不同，因 此，该方法也不能用于衡量烟丝的抗破碎性。 综上所述，目前没有合理的测定烟丝破碎程度的方法。《烟草科技》(2008年第8 期，9页)介绍了能够测定烟丝特征尺寸的方法(即筛分法)，具体方法取O. 1Kg左右烟4丝经过旋转式筛分仪，筛分仪要求筛网为10层，每层筛网孔径为8. 00、6. 70、5. 60、4. 75、 4. 00、3. 35、2. 80、2. 00、1. 40和0. 71mrn，筛分条件为转速230r/min、时间4min，筛分测定 其烟丝结构分布，得到烟丝连续分布的拟合方程并得到特征尺寸值。利用拟合方程F = 100-100e邓(-acT)计算求出方程中的系数a、 n，其中方程中F为烟丝筛下累积质量百分比 (%) ;d为筛网孔径(mm)，得到样品烟丝的尺寸连续分布方程F，对于烟丝尺寸分布，可将筛 下质量比F为50所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量，称为特征尺寸， 记为d50， 可通过公式d^ =e ^(-^)求得，w 其中该值越大，烟丝整体尺寸越大。因此可以在实际应用中我们可以通过任意一 个加工过程中烟丝前后特征尺寸的变化来表征烟丝破碎程度。同时可以预见，对于生产线 上取样困难的工艺环节，应用直接取样方法就存在一定的不准确性。比如目前应用较广的 passim巻烟机，取样通常要进行掏取，使得人为破坏烟丝结构的现象出现。能否建立一种烟 丝破碎程度测定的方法既可以表征来料端工序的能力和水平，又可以通过破碎过程反映烟 丝破碎后的质量变化，从而预测最终巻烟产品物理质量的好坏，正是本案专利技术人所关注的 热点。
技术实现思路
本专利技术目的是建立一种测定烟丝破碎程度的方法和装置，具体来说就是通过该方 法和装置可以表征巻烟生产中对烟丝产生破碎的任一过程，通过测定烟丝通过这个破碎装 置尺寸变化规律，可以衡量烟丝抗破碎能力。 本专利技术的出发点是通过将生产线上的某破碎过程之前的烟丝取样进入所专利技术的 破碎装置，该破碎装置可以模拟生产线上的任意破碎过程。通过该方法和装置的建立，可以 实现如下目的 1、通过建立的破碎度测定的方法既可以表征来料端工序的能力和水平，又可以通过破碎过程反映烟丝破碎后的质量变化，从而预测最终巻烟产品物理质量的好坏。 2、成为烟草研究的基本手段，可以利用该方法和装置研究烟丝在任意一过程的破碎。可以反映原料本身抗破碎的性质，也可以研究工艺流程、条件等外力因素对其抗破碎性能的影响。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的本专利技术用于测定烟丝破碎程度的方法包括以下步骤 A确定研究工序 在生产线确定对烟丝具有破碎作用的工序，同时确定该工序的取样点； B通过计算得出破碎装置能够模拟所研究工序的破碎强度 B-l在所研究工序正常生产时在该工序前取样，取样烟丝要保证一定的量，满足烟 丝能够反复经过该工序五次，在每次经过工序后分别取烟丝，将烟丝放置于贮丝房(温度 2『C，湿度65% )平衡48h ;取样要求符合代表性要求，每次保证0. 5Kg烟丝用于下一步筛 分测定； B-2将所取得的工序前烟丝和五次反复破碎处理后烟丝分别利用筛分法得到其尺寸分布；具体方法称取0. lKg左右烟丝经过旋转式筛分仪，筛分仪要求筛网为IO层，每层 筛网孔径为8. 00、6. 70、5. 60、4. 75、4. 00、3. 35、2. 80、2. 00、 1. 40和0. 71mm，筛分条件为转 速230r/min、时间4min，筛网之间的间隔6. 5cm，筛盘直径40cm，筛分测定其烟丝结构分布， 得到烟丝连续分布的拟合方程并得到特征尺寸值。(《烟草科技》2008年第8期，9页有详 细介绍) B-3利用破碎前和五次反复破碎后的特征尺寸d5。与破碎装置转机频率f的关系， 换算出能够模拟生产线所研究破碎过程破碎装置需要的转机频率f ; 通过研究得出烟丝整体尺寸d5。随破碎强度nE的变化趋势符合负指数函数 d5(l = A+aexp (_nE/t) 其中(15。指的是烟丝特征尺寸，可以用将筛下质量比为50所对应的烟丝尺寸作为 衡量烟丝整体尺寸大小的特征量；A、 t为方程系数；n为破碎次数；E为每次破碎时装置的 施加能量，其中E与破碎装置中转轴的转机频率f的关系式是E = 0. 02f2(该关系式的理 论推导过程附在说明本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于测定烟丝破碎程度的方法，其特征在于，包括以下步骤： Ａ确定研究工序 在生产线确定对烟丝具有破碎作用的工序，同时确定该工序的取样点； Ｂ通过计算得出破碎装置能够模拟所研究工序的破碎强度 Ｂ－１在所研究工序正常生产时在该工序前取样，同时样品烟丝反复经过该工序五次，每次在该工序后分别取烟丝，将烟丝放置于贮丝房（温度２８℃，湿度６５％）平衡４８ｈ； Ｂ－２将所取得的工序前烟丝和五次反复破碎处理后烟丝分别利用筛分法得到其尺寸分布； Ｂ－３利用破碎前和五次反复破碎后的特征尺寸ｄ↓［５０］与破碎装置转机频率的关系，换算出能够模拟生产线所研究破碎过程破碎装置需要的转机频率； 通过研究得出烟丝整体尺寸ｄ↓［５０］随破碎强度ｎＥ的变化趋势近似符合负指数函数： ｄ↓［５０］＝Ａ＋ａｅｘｐ（－ｎＥ／ｔ） 其中ｄ↓［５０］指的是烟丝特征尺寸，可以用将筛下质量比为５０所对应的烟丝尺寸作为衡量烟丝整体尺寸大小的特征量；Ａ、ｔ为方程系数；ｎ为破碎次数；Ｅ为每次破碎时装置的施加能量，其中Ｅ与破碎装置中转轴的转机频率ｆ的关系式是Ｅ＝０．０２ｆ↑［２］； Ｃ对所研究的任意烟丝在所研究的工序过程可以利用破碎装置进行破碎性研究 Ｃ－１工序前取烟丝，将烟丝放置于贮丝房（温度２８℃，湿度６５％）平衡４８ｈ，同时将烟丝均匀分成两组； Ｃ－２对其中一组样品烟丝进行筛分 利用Ｂ－２的方法得到烟丝在破碎前的烟丝分布方程； Ｃ－３将另外一组样品烟丝放入破碎装置进行破碎 将样品烟丝用常用的四分法取样，取其中一份作为取样烟丝，称取０．１Ｋｇ烟丝进入破碎装置进行破碎，破碎装置的转机频率利用Ｂ－３所述方法确定，当烟丝全部从破碎装置出料口流出进入收集装置后，破碎过程结束； Ｃ－４破碎后烟丝进行筛分 将破碎装置收集装置中的烟丝进行筛分，方法同Ｂ－２步骤，得到破碎后样品烟丝的尺寸连续分布方程； Ｄ利用定义的计算公式来计算烟丝的破碎度 定义烟丝的破碎度公式如下： 破碎度＝（破碎前特征尺寸－破碎后特征尺寸）／破碎前特征尺寸。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：堵劲松，李华杰，林玉红，罗登炎，王锐亮，卢新万，李善莲，黄华，王兵，李跃锋，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，福建中烟工业公司，
类型：发明
国别省市：41[]
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