CN113892668B - 一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法 - Google Patents

一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，包括：设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，并获取所述影响参数的设定状况；根据可调范围对所述影响参数的设定值进行正常水平、偏下水平和偏上水平的预设，以所述影响参数作为试验因子建立试验因子水平表；设置因子试验点的数量，并根据所述试验因子水平表改变试验因子水平，以对烟丝干燥过程烟丝的结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验；待设备运行稳定后获取试验数据，并根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，以确定所述影响参数的控制优先顺序。本发明能提高烟丝干燥中烟丝含水率的稳定性，以减少结团烟丝。

Description

一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法
技术领域
本发明涉及烟草加工的技术领域，尤其涉及一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法。
背景技术
气流干燥是烟丝主要干燥方式之一，气流干燥设备用高温气体代替风力输送中的空气，使烟丝在悬浮输送过程中完成脱水。但烟丝在管道转弯处，易造成烟丝堆积，并在管道外壁和风力的共同作用下，产生搓滚效应，沿着管道外壁滚动混合滑动前进，造成烟丝缠绕，形成结团，影响烟丝与热气流的充分均匀接触，使烟丝团内外脱水速度不一致，造成外表烟丝得到干燥内部烟丝含水率高的问题。因此，如何控制烟丝干燥过程中的结团烟丝，具有重要的研究意义。
发明内容
本发明提供一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，解决现有烟丝干燥过程的结团烟丝易造成烟丝含水率高的问题，能提高烟丝干燥中烟丝含水率的稳定性，以减少结团烟丝。
为实现以上目的，本发明提供以下技术方案：
一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，包括：
设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，并获取所述影响参数的设定状况；
根据可调范围对所述影响参数的设定值进行正常水平、偏下水平和偏上水平的预设，以所述影响参数作为试验因子建立试验因子水平表；
设置因子试验点的数量，并根据所述试验因子水平表改变试验因子水平，以对烟丝干燥过程烟丝的结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验；
待设备运行稳定后获取试验数据，并根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，以确定所述影响参数的控制优先顺序。
优选的，所述设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，包括：
将增湿设备的蒸汽流量、进口排潮风门开度、上部排潮风门开度和出口排潮风门开度设置为所述影响参数；
将烘干机的滚筒转速、热风温度和排潮负压设置为所述影响参数。
优选的，所述根据试验数据对结团丝量、含水率和填充值进行回归分析，包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述滚筒转速，及蒸汽流量与滚筒转速结合的对结团丝量的效应和系数进行估计，以得到结团比量的回归方程。
优选的，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述排潮负压，及蒸汽流量与排潮负压结合的对烟丝填充值的效应和系数进行估计，以得到填充值的回归方程。
优选的，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、热风温度，及蒸汽流量与进口排潮风门开度结合的对烟丝含水率的效应和系数进行估计，以得到含水率的回归方程。
优选的，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度、热风温度、滚筒转速、排潮负压，及蒸汽流量与热风温度结合、进口排潮风门开度与出口排潮风门开度结合、进口排潮风门开度与滚筒转速结合的对烟丝整丝率的效应和系数进行估计，以得到整丝率的回归方程。
优选的，还包括：
根据结团丝量、含水率、填充值和整丝率的回归方程模型得到相应的决定系数，并根据所述决定系数对所述影响参数进行控制优先顺序。
优选的，所述对所述影响参数进行控制优先顺序，包括：
对结团丝量的控制优先顺序为：蒸汽流量>滚筒转速>蒸汽流量与滚筒转速的结合；
对整丝率的控制优先顺序为：滚筒转速>进口排潮风门开度>滚筒转速与进口排潮风门开度的结合>出口排潮风门开度>排潮负压>出口排潮风门开度与排潮负压的结合>蒸汽流量>进口排潮风门开度与出口排潮风门开度的结合>热风温度。
优选的，还包括：
通过降低所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度或增加所述排潮负压，以调高烟丝的整丝率；
通过降低所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度和所述热风温度，以降低结团丝量。
本发明提供一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，通过设置结团烟丝的影响参数，并建立试验因子水平表对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验，并根据试验数据进行回归分析，以确定影响参数的控制优先顺序。解决现有烟丝干燥过程的结团烟丝易造成烟丝含水率高的问题，能提高烟丝干燥中烟丝含水率的稳定性，以减少结团烟丝。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明提供的一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。
针以当前烟丝干燥过程中结团烟丝造成烟丝含水率不稳定的问题，本发明提供一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，通过设置结团烟丝的影响参数，并建立试验因子水平表对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验，并根据试验数据进行回归分析，以确定影响参数的控制优先顺序。解决现有烟丝干燥过程的结团烟丝易造成烟丝含水率高的问题，能提高烟丝干燥中烟丝含水率的稳定性，以减少结团烟丝。
如图1所示，一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，包括：
S1：设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，并获取所述影响参数的设定状况。
S2：根据可调范围对所述影响参数的设定值进行正常水平、偏下水平和偏上水平的预设，以所述影响参数作为试验因子建立试验因子水平表。
S3：设置因子试验点的数量，并根据所述试验因子水平表改变试验因子水平，以对烟丝干燥过程烟丝的结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验。
S4：待设备运行稳定后获取试验数据，并根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，以确定所述影响参数的控制优先顺序。
进一步，所述设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，包括：将增湿设备的蒸汽流量、进口排潮风门开度、上部排潮风门开度和出口排潮风门开度设置为所述影响参数。
将烘干机的滚筒转速、热风温度和排潮负压设置为所述影响参数。
具体地，进行二水平因子设计，试验因子包括SIROX增湿设备的蒸汽流量、进口排潮风门开度、上部排潮风门开度、出口排潮风门开度，KLD烘干机的滚筒转速、热风温度和排潮负压。对于每个试验因子，以当前设定状态为中心，根据影响参数的可调节范围，向上和向下扩展，可设定2个水平，即高于正常设定值的偏上水平和低于正常设定值的偏下水平，如表1所示，为保证试验效果，2个水平间的差异不宜过小。
表1
Figure BDA0003360514290000041
Figure BDA0003360514290000051
对于烟丝含水率、温度、烟丝结构、填充值可采用常规方法进行取样和检测。而对于结团丝量的取样和检测包括：从KLD烘丝机出口处取样约2kg并称重，从中拣选结团丝并迅速称重，计算结团丝率；重复检测两次并平均值。
试验方案采用27-3设计，因子试验点16个，中心点试验5个，共计21个试验。试验方案见表2；
表2
Figure BDA0003360514290000052
试验步骤及要求如下：
(1)在保持其他生产条件(参数)不变的情况下，按表2改变试验因子水平；待设备运行稳定后取样检测。要求重复取样检测2次、且两次取样间要有适度是时间间隔。
(2)试验次数较多，可分多日或班次完成。为减少生产条件变化对试验结果的影响，试验期间应尽量保证原料及生产条件稳定。
进一步，所述根据试验数据对结团丝量、含水率和填充值进行回归分析，包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述滚筒转速，及蒸汽流量与滚筒转速结合的对结团丝量的效应和系数进行估计，以得到结团比量的回归方程。
在一实施例中，回归分析结果如表3、表4和表5所示：
表3
Figure BDA0003360514290000061
方差分析如下：
表4
Figure BDA0003360514290000062
系数估计如下：
表5
Figure BDA0003360514290000063
回归分析结果表明，①蒸汽流量、滚筒转速是影响结团烟丝量的主要因素，且两者之间存在交互作用；②影响的主次顺序为A>E>AE；③低蒸汽流量时结团丝量最低、且受滚筒转速影响较小，高蒸汽流量、高滚筒转速时结团丝量最高。
进一步，所述根据试验数据对结团丝量、含水率和填充值进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述排潮负压，及蒸汽流量与排潮负压结合的对烟丝填充值的效应和系数进行估计，以得到填充值的回归方程。
在一实施例中，回归分析结果如表6、表7和表8所示：
填充值的效应和系数的估计如下：
表6
Figure BDA0003360514290000071
方差分析结果如下：
表7
Figure BDA0003360514290000072
系数估计如下：
表8
Figure BDA0003360514290000073
回归分析结果表明，①蒸汽流量、排潮负压是影响填充值的主要因素，且两者之间存在交互作用；②影响的主次顺序为AG>A>G；③高蒸汽流量、高排潮负压时填充值最高，高蒸汽流量、低排潮负压或低蒸汽流量、高排潮负压时填充值最低。
进一步，所述根据试验数据对结团丝量、含水率和填充值进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、热风温度，及蒸汽流量与进口排潮风门开度结合的对烟丝含水率的效应和系数进行估计，以得到含水率的回归方程。
在一实施例中，回归分析结果如表9、表10和表11所示：
含水率的效应和系数的估计如下：
表9
Figure BDA0003360514290000081
方差分析结果如下：
表10
Figure BDA0003360514290000082
系数估计如下：
表11
Figure BDA0003360514290000083
回归分析结果表明，①蒸汽流量、进口排潮风门开度、热风温度是影响含水率的主要因素，且蒸汽流量与进口排潮风门开度之间存在交互作用；②影响的主次顺序是AB>F>B>A；③低蒸汽流量、高排潮风门开度时含水率最低，低蒸汽流量、低排潮风门开度时含水率最高；热风温度越高含水率越低。
进一步，所述根据试验数据对结团丝量、含水率和填充值进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度、热风温度、滚筒转速、排潮负压，及蒸汽流量与热风温度结合、进口排潮风门开度与出口排潮风门开度结合、进口排潮风门开度与滚筒转速结合的对烟丝整丝率的效应和系数进行估计，以得到整丝率的回归方程。
在一实施例中，回归分析结果如表12、表13和表14所示：
整丝率的效应和系数的估计如下：
表12
Figure BDA0003360514290000091
方差分析结果如下：
表13
Figure BDA0003360514290000092
整丝率的系数估计如下：
表14
Figure BDA0003360514290000101
该方就去还包括：根据结团丝量、含水率、填充值和整丝率的回归方程模型得到相应的决定系数，并根据所述决定系数对所述影响参数进行控制优先顺序。
在实际应用中，回归分析结果表明，结团丝量回归模型的决定系数和调整决定系数分别为90.68％和88.53％，填充值回归模型的决定系数和调整决定系数分别为62.50％和53.85％，含水率回归模型的决定系数和调整决定系数分别为75.83％和68.92％，整丝率回归模型的决定系数和调整决定系数分别为94.99％和89.98％，碎丝率则未建立起具有统计学意义的回归模型。因此可以认为，7个参数在所涉及的范围内变化时对结团丝量和整丝率的影响较大，对其余几项指标的影响则较小。
进一步，所述对所述影响参数进行控制优先顺序，包括：对结团丝量的控制优先顺序为：蒸汽流量>滚筒转速>蒸汽流量与滚筒转速的结合。对整丝率的控制优先顺序为：滚筒转速>进口排潮风门开度>滚筒转速与进口排潮风门开度的结合>出口排潮风门开度>排潮负压>出口排潮风门开度与排潮负压的结合>蒸汽流量>进口排潮风门开度与出口排潮风门开度的结合>热风温度。
该方法还包括：通过降低所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度或增加所述排潮负压，以调高烟丝的整丝率。通过降低所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度和所述热风温度，以降低结团丝量。
具体地，低蒸汽流量时结团丝量最低、且受滚筒转速影响较小，低蒸汽流量、低热风温度时整丝率最高，高滚筒转速、低进口排潮风门开度时整丝率最高，可见，低蒸汽流量、高滚筒转速时可以兼顾结团丝量最低、整丝率最高的要求；低进口排潮风门开度、低出口排潮风门开度时整丝率最高，排潮负压越高整丝率越高。综上所述，蒸汽流量、进、出口排潮风门开度、热风温度取低水平，滚筒转速、排潮负压取高水平时有利于降低结团丝量、提高整丝率。
可见，本发明提供一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，通过设置结团烟丝的影响参数，并建立试验因子水平表对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验，并根据试验数据进行回归分析，以确定影响参数的控制优先顺序。解决现有烟丝干燥过程的结团烟丝易造成烟丝含水率高的问题，能提高烟丝干燥中烟丝含水率的稳定性，减少结团烟丝。
以上依据图示所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，其特征在于，包括：
设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，并获取所述影响参数的设定状况；
根据可调范围对所述影响参数的设定值进行正常水平、偏下水平和偏上水平的预设，以所述影响参数作为试验因子建立试验因子水平表，对于每个试验因子，以当前设定状态为中心，根据影响参数的可调节范围，向上和向下扩展；
设置因子试验点的数量，并根据所述试验因子水平表改变试验因子水平，以对烟丝干燥过程烟丝的结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行效应试验；
待设备运行稳定后获取试验数据，并根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，并根据结团丝量、含水率、填充值和整丝率的回归方程模型得到相应的决定系数，进而根据所述决定系数确定所述影响参数的控制优先顺序；
所述设置烟丝干燥过程中增湿设备和烘干设备对结团烟丝的影响参数，包括：
将增湿设备的蒸汽流量、进口排潮风门开度、上部排潮风门开度和出口排潮风门开度设置为所述影响参数；
将烘干设备的滚筒转速、热风温度和排潮负压设置为所述影响参数；
所述对所述影响参数进行控制优先顺序，包括：
对结团丝量的控制优先顺序为：蒸汽流量>滚筒转速>蒸汽流量与滚筒转速的结合；
对含水率的控制优先顺序为：蒸汽流量与进口排潮风门开度的结合>热风温度>进口排潮风门开度>蒸汽流量；
对填充值的控制优先顺序为：蒸汽流量与排潮负压的结合>蒸汽流量>排潮负压；
对整丝率的控制优先顺序为：滚筒转速>进口排潮风门开度>滚筒转速与进口排潮风门开度的结合>出口排潮风门开度>排潮负压>出口排潮风门开度与排潮负压的结合>蒸汽流量>进口排潮风门开度与出口排潮风门开度的结合>热风温度。
2.根据权利要求1所述的烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，其特征在于，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述滚筒转速，及蒸汽流量与滚筒转速结合的对结团丝量的效应和系数进行估计，以得到结团比量的回归方程。
3.根据权利要求2所述的烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，其特征在于，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述排潮负压，及蒸汽流量与排潮负压结合的对烟丝填充值的效应和系数进行估计，以得到填充值的回归方程。
4.根据权利要求3所述的烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，其特征在于，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、热风温度，及蒸汽流量与进口排潮风门开度结合的对烟丝含水率的效应和系数进行估计，以得到含水率的回归方程。
5.根据权利要求4所述的烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，其特征在于，所述根据试验数据对结团丝量、含水率、填充值和整丝率进行回归分析，还包括：
根据试验数据对所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度、热风温度、滚筒转速、排潮负压，及蒸汽流量与热风温度结合、进口排潮风门开度与出口排潮风门开度结合、进口排潮风门开度与滚筒转速结合的对烟丝整丝率的效应和系数进行估计，以得到整丝率的回归方程。
6.根据权利要求5所述的烟丝干燥工序的结团烟丝的控制方法，其特征在于，还包括：
通过降低所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度或增加所述排潮负压，以调高烟丝的整丝率；
通过降低所述蒸汽流量、所述进口排潮风门开度、所述出口排潮风门开度和所述热风温度，以降低结团丝量。
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