CN102240063B - 含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稳定环形烘丝机参数、稳定产品质量的方法。现有稳定叶丝干燥工序的工艺参数的做法是调整烘丝出***水率，这样做会引起烘丝机筒体温度和热风温度等工艺参数变化，不利于产品质量的稳定。本发明采用的技术方案是：一种含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法，包括以下步骤：利用环形烘丝机对叶丝干燥；根据烘丝机出***水率调整量需求，利用滚筒式叶丝回潮机，对叶丝干燥工序出***水率标准值进行同向等量调整，含水率在烘丝前与烘丝后平行移动。本发明通过含水率平行移动的方法保证干燥过程中叶丝脱水量的一致，可以消除或减小烘丝机运行参数的变化，保证该工序加工质量的稳定。
Description
技术领域
本发明属于烟草加工工业领域，具体涉及一种含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法。
背景技术
近年来，国内卷烟加工企业在卷烟加工过程中，对制丝工艺参数进行有效控制,实现了由控制指标向控制参数转变、由结果控制向过程控制转变（引用国家烟草专卖局《卷烟工艺规范》）。在制丝生产过程中叶丝干燥工序对产品内在质量的影响较为显著（引用郑州烟草研究院《特色工艺技术应用基础及共性技术研究技术报告》），该工序筒体温度、热风温度等工艺参数对产品感官质量和物理指标有重要影响。在生产中，由于后续工序和工艺条件的变化，对于叶丝干燥出***水率的要求出现变化。所以，如何稳定叶丝干燥工序的工艺参数就成了稳定产品质量的关键之一。传统的做法是调整烘丝出***水率，这样做会引起烘丝机筒体温度和热风温度等工艺参数变化，不利于产品质量的稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法，以解决叶丝干燥工序因后续工序工艺条件变化，引起对叶丝干燥出***水率需求变化，从而引起烘丝机筒体温度和热风温度等工艺参数变化，引起卷烟产品内在评吸质量变化的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法，包括以下步骤：利用环形烘丝机对叶丝干燥；根据烘丝机出***水率调整量需求，利用滚筒式叶丝回潮机对干燥前叶丝含水率进行精确调整，使之与干燥工序出***水率同向等量调整，含水率在烘丝前与烘丝后的平行移动，使干燥过程中叶丝脱水量一致。从而消除或减小烘丝机运行参数的变化，保证该工序加工质量的稳定。
相对于现有技术，本发明通过含水率平行移动的方法保证干燥过程中叶丝脱水量的一致，可以减小或消除烘丝机运行参数的变化，保证该工序加工质量的稳定。
附图说明
图1是1#样烘丝机筒体温度趋势图；
图2是2#样烘丝机筒体温度趋势图；
图3是3#样烘丝机筒体温度趋势图。
具体实施方式
本发明适用于叶丝干燥前叶丝增温增湿工序是选用具有较大出口叶丝含水率调节能力，且出口叶丝含水率精确（允差≤0.5%）的设备。如卷烟企业普遍采用的“滚筒式叶丝回潮机+气流快速叶丝干燥机”和 “滚筒式叶丝回潮机+滚筒叶丝干燥机”等形式工艺。
含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法的定义：在卷烟制丝生产的过程中，因后续工序和工艺条件的变化，需要调整叶丝干燥出口叶丝含水率。由于叶丝干燥脱水总量发生变化，引起烘丝机设备运行参数的变化，导致产品内在质量波动。利用滚筒式叶丝回潮机对干燥前叶丝含水率进行同向等量精确调整，使烘丝前与烘丝后的含水率平行移动，保证干燥过程中叶丝脱水量的一致，以减小或消除烘丝机运行参数的变化，保证该工序加工质量的稳定。这里将该稳定烘丝机参数的方法称为“含水率平行移动法”。
叶丝回潮的入***水率按照平行、等量的原则与叶丝干燥工序出***水率标准值同步进行调整，两工序其它参数指标不变。两工序含水率调整量不应大于2.5%。因设备最小加湿量因素导致不能达到调整后叶丝回潮含水率时，应对来料含水率（即加料工序出***水率）进行相应调整，以保证叶丝回潮工序有合理的增湿空间和稳定精确的出***水率。
（一） 实验过程
利用贮丝含水率调整的机会，对分别采用原工艺标准、传统方法调整的标准和含水率平行移动法调整三种标准的制丝生产过程，利用制丝生产线集控***，采集叶丝干燥过程的出口叶丝含水率、出口叶丝温度、热风温度、筒体温度以及加香工序的烟丝含水率等五个质量指标和工艺参数数据，选择合理范围提取数据，计算其平均值和标准偏差，比较评价其稳定性；计算其工序能力指数（Cpk），评价各工序指标参数的控制能力。
实施例1：采用原工艺标准进行制丝实验，实验样本编为1#样。
实施例2：采用传统方法调整的标准进行制丝实验，实验样本编为2#样。
实施例3：采用含水率平行移动法调整的标准进行制丝实验，利用环形烘丝机对叶丝干燥；根据烘丝机出***水率调整量需求，利用滚筒式叶丝回潮机对干燥前叶丝含水率进行精确调整，使之与干燥工序出***水率同向等量调整，含水率在烘丝前与烘丝后的平行移动，使干燥过程中叶丝脱水量一致。实验样本编为3#样。
（二）实验结果
原工艺标准生产样本编为1#样；按照传统方法调整标准生产的样本编为2#样，含水率平行移动法调整标准生产的样本编为3#样。三个样本生产工艺参数、质量指标设定值调整见表1：
表1 工艺参数、质量指标设定值调整表
1、叶丝回潮后叶丝指标的稳定性分析
为了能够准确、客观的反映烘丝过程各项指标参数变化规律，叶丝回潮工序出口叶丝的温度和含水率需要达到标准要求。从制丝集控***提取样本数据，取样范围从第一次达到标准值范围值开始，到最后一次达到标准值范围值之间的数据，回潮叶丝含水率稳定性指标计算结果见表2，回潮叶丝温度稳定稳定性指标表3：
表2 回潮叶丝含水率稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 22.6 | 22.6 | 22.4 |
| 2 | 标准值上限 | 23.1 | 23.1 | 22.9 |
| 3 | 标准值下限 | 22.1 | 22.1 | 21.9 |
| 4 | 平均值 | 22.607 | 22.620 | 22.413 |
| 5 | 标准偏差 | 0.110 | 0.107 | 0.113 |
| 6 | Cp | 1.509 | 1.556 | 1.475 |
| 7 | K | 0.015 | 0.040 | 0.025 |
| 8 | Cpk | 1.487 | 1.494 | 1.438 |
| 9 | 有效数位 | 114 | 112 | 116 |
表3 回潮叶丝温度稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 53 | 53 | 53 |
| 2 | 标准值上限 | 56 | 56 | 56 |
| 3 | 标准值下限 | 50 | 50 | 50 |
| 4 | 平均值 | 53.023 | 52.850 | 52.769 |
| 5 | 标准偏差 | 0.533 | 0.529 | 0.489 |
| 6 | Cp | 1.877 | 1.890 | 2.046 |
| 7 | K | 0.008 | 0.050 | 0.077 |
| 8 | Cpk | 1.863 | 1.796 | 1.888 |
| 9 | 有效数位 | 114 | 114 | 116 |
三个样含水率和温度的平均值均接近标准值，标准偏差和Cpk 均比较接近，处于较好的受控状态。
2、叶丝干燥工序的稳定性分析
1）烘丝出口叶丝含水率
从制丝集控***提取样本数据，取样范围从第一次达到标准值范围值开始，到最后一次达到标准值范围值之间的数据，稳定性指标计算结果见表4：
表4 烘丝出口叶丝含水率稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 13 | 12.8 | 12.8 |
| 2 | 标准值上限 | 13.5 | 13.3 | 13.3 |
| 3 | 标准值下限 | 12.5 | 12.3 | 12.3 |
| 4 | 平均值 | 13.041 | 12.914 | 12.853 |
| 5 | 标准偏差 | 0.1683 | 0.210 | 0.165 |
| 6 | Cp | 0.990 | 0.793 | 1.008 |
| 7 | K | 0.083 | 0.228 | 0.106 |
| 8 | Cpk | 0.908 | 0.612 | 0.901 |
| 9 | 有效数位 | 112 | 114 | 112 |
1#、2#和3#三个样含水率平均值均接近标准值；3#样含水率标准偏差和Cpk 与1#样比较接近，与2#样相比标准偏差下降了21.4%，Cpk提高47.2%。
2）烘丝出口叶丝温度
从制丝集控***提取样本数据，取样范围从料头峰值至料尾峰值之间的数据，稳定性指标计算结果见表5：
表5 烘丝叶丝温度稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 55 | 55 | 55 |
| 2 | 标准值上限 | 58 | 58 | 58 |
| 3 | 标准值下限 | 52 | 52 | 52 |
| 4 | 平均值 | 54.363 | 54.599 | 54.357 |
| 5 | 标准偏差 | 0.468 | 0.697 | 0.466 |
| 6 | Cp | 2.137 | 1.434 | 2.148 |
| 7 | K | 0.212 | 0.134 | 0.214 |
| 8 | Cpk | 1.683 | 1.243 | 1.687 |
| 9 | 有效数位 | 104 | 102 | 108 |
1#和3#两个样温度平均值比较接近，2#样温度平均值高出1#0.236℃。3#与1#样标准偏差和Cpk 均比较接近，比传统方法调整的2#样标准偏差下降33.1% ，Cpk提高了35.7%。
3） 烘丝机热风温度
从制丝集控***提取样本数据，稳定性指标计算结果见表6：
表6 烘丝机热风温度稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 110 | 110 | 110 |
| 2 | 标准值上限 | 115 | 115 | 115 |
| 3 | 标准值下限 | 105 | 105 | 105 |
| 4 | 平均值 | 109.964 | 110.143 | 109.888 |
| 5 | 标准偏差 | 0.907 | 1.379 | 0.965 |
| 6 | Cp | 1.837 | 1.209 | 1.728 |
| 7 | K | 0.007 | 0.029 | 0.022 |
| 8 | Cpk | 1.824 | 1.174 | 1.689 |
| 9 | 有效数位 | 128 | 138 | 130 |
1#、2#和3#三个样热风温度平均值均接近标准值；3#与1#样标准偏差和Cpk 均比较接近，比2#样标准偏差下降30.0%，Cpk提高43.9%。
4） 烘丝机筒体温度
参见图1-图3，分别为1#、2#和3#三个样烘丝机筒体温度趋势图。从图1、2、3趋势图比较可以看出，1#、3#的筒温很快找到平衡点，波动范围逐步减小接近标准值，处于比较理想的受控状态；2#样未及时找到平衡点，筒温漂移增大。
从制丝集控***提取样本数据，取样范围从第一次达到标准范围值开始，到最后一次达到标准范围值之间的数据，稳定性指标计算结果见表7：
表7烘丝出口叶丝含水率稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 133 | 133 | 133 |
| 2 | 标准值上限 | 138 | 138 | 138 |
| 3 | 标准值下限 | 128 | 128 | 128 |
| 4 | 平均值 | 132.891 | 133.664 | 133.153 |
| 5 | 标准偏差 | 0.966 | 1.299 | 0.997 |
| 6 | Cp | 1.726 | 1.283 | 1.672 |
| 7 | K | 0.022 | 0.133 | 0.031 |
| 8 | Cpk | 1.688 | 1.112 | 1.621 |
| 9 | 有效数位 | 128 | 138 | 130 |
1#和3#两个样筒体温度平均值均较接近标准值，2#筒体温度平均值高于标准值较多；3#与1#样比较标准偏差和Cpk 均比较接近，比2#样标准偏差下降23.2%，Cpk提高45.8%。
3、加香后烟丝含水率比较
从制丝集控***提取样本数据，取样范围从第一次达到标准范围值开始，到最后一次达到标准范围值之间的数据，稳定性指标计算结果见表8：
表8加香后烟丝含水率稳定性指标
| 序号 | 项目 | 1# | 2# | 3# |
| 1 | 标准值 | 12.4 | 12.2 | 12.2 |
| 2 | 标准值上限 | 12.9 | 12.7 | 12.7 |
| 3 | 标准值下限 | 11.9 | 11.7 | 11.7 |
| 4 | 平均值 | 12.473 | 12.301 | 12.261 |
| 5 | 标准偏差 | 0.169 | 0.227 | 0.167 |
| 6 | Cp | 0.984 | 0.734 | 0.997 |
| 7 | K | 0.145 | 0.202 | 0.123 |
| 8 | Cpk | 0.841 | 0.586 | 0.874 |
| 9 | 有效数位 | 114 | 110 | 108 |
1#、2#和3#三个样含水率平均值均较接近标准值；3#与1#样比较标准偏差和Cpk接近，与2#样比较标准偏差下降26.4%，Cpk提高49.1%。
4、感官质量对比
对三个样采用暗评方式，由11位评委进行感官质量对比评吸，结果见表9：
表9 感官质量对比评吸结果
| 项目 | 1#平均值 | 2#平均值 | 3#平均值 |
| 光泽 | 5.00 | 5.00 | 5.00 |
| 香气 | 29.05 | 28.86 | 28.95 |
| 谐调 | 5.09 | 5.09 | 5.09 |
| 杂气 | 10.64 | 10.64 | 10.64 |
| 刺激性 | 17.77 | 17.64 | 17.77 |
| 余味 | 22.05 | 22.00 | 22.05 |
| 总分 | 89.59 | 89.23 | 89.50 |
| 与1#样变化值 | 0 | 0.36 | 0.09 |
传统调整方法的2#样与1#原样对比，香气量略有减少，刺激性增加，余味得分降低，变化值达到0.36分；含水率平行移动法的3#样与1#原样的变化值仅0.09分，一致性较好。
通过对上述测试结果的分析，含水率平行移动法与传统调整方法比较，烘丝叶丝含水率标准偏差下降了21.4%，Cpk提高47.2%；烘丝叶丝温度标准偏差下降33.1%，Cpk提高了35.7%；烘丝机热风温度标准偏差下降30.0%，Cpk提高43.9%；烘丝机筒体温度标准偏差下降23.2%，Cpk提高45.8%；加香烟丝含水率标准偏差下降26.4%，Cpk提高49.1%；与原样感官质量对比，含水率平行移动法样的变化值仅相当于传统调整方法样的25%。含水率平行移动法在工序质量指标和工艺参数的稳定性方面明显提高，工序指标控制能力有大幅度增强。与原标准生产过程相比，含水率平行移动法在叶丝干燥及加香工序各项指标参数的稳定性、过程控制能力和感官质量等方面均保持了很好的一致性，稳定了产品质量。
Claims (1)
1.含水率平行移动稳定环形烘丝机参数的方法，其特征在于：操作步骤为：利用环形烘丝机对叶丝干燥时，根据烘丝机出***水率调整量需求，叶丝回潮的入***水率按照平行、等量的原则与叶丝干燥工序出***水率标准值同步进行调整，利用滚筒式叶丝回潮机对干燥前叶丝含水率进行精确调整，含水率在烘丝前与烘丝后平行移动，两工序其它参数指标不变，使干燥过程中叶丝脱水量一致。
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