降低葉絲干燥干頭干尾量

張智慧

(重慶中煙有限責(zé)任公司黔江卷煙廠，重慶 409000)

葉絲干燥工序是制葉絲線的重要工序之一，其工藝任務(wù)是對高水分煙絲進(jìn)行烘干處理，使其含水率控制在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，滿足工藝要求。同時(shí)在煙絲烘干過程中，使煙絲產(chǎn)生明顯的膨脹，提高煙絲的填充力。黔江分廠的葉絲干燥設(shè)備是秦皇島煙草機(jī)械公司生產(chǎn)的管板式環(huán)形烘絲機(jī)，煙絲在烘絲機(jī)內(nèi)外筒體之間的環(huán)形空間內(nèi)，通過與筒壁、熱風(fēng)充分接觸烘出煙絲中的水分，潮濕氣體則隨熱風(fēng)通過排潮裝置排出。因生產(chǎn)開始和結(jié)尾階段烘絲機(jī)內(nèi)的煙絲流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于工序設(shè)定流量，煙絲在烘絲機(jī)內(nèi)無法達(dá)到正常生產(chǎn)狀態(tài)下的水分平衡，形成干頭干尾煙絲。干頭干尾煙絲由于水分含量低(低于10%)，在生產(chǎn)過程中極易造碎，對原料消耗控制不利，對產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定也有負(fù)面影響。

一、問題與分析

(一)問題

現(xiàn)葉絲干燥工序物料設(shè)定流量為4 500 kg/h，含水率低于10%的干頭干尾煙絲量約48．9 kg/批次，超出了干頭干尾煙絲量不應(yīng)高于物料設(shè)定流量的0．6%的工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。

(二)影響因素

梳理影響葉絲干燥工序干頭干尾煙絲量的眾多因素，見圖1。

(三)原因分析

對影響葉絲干燥工序干頭干尾煙絲量的因素一一進(jìn)行驗(yàn)證和分析。一是驗(yàn)證和分析機(jī)器設(shè)備方面的原因:(1)烘絲機(jī)排潮轉(zhuǎn)網(wǎng)堵塞，(2)熱風(fēng)開度和排潮開度執(zhí)行不到位。經(jīng)排查實(shí)際無此兩種情況發(fā)生。二是驗(yàn)證和分析人員操作方面的原因，是否未按要求進(jìn)行操作。經(jīng)現(xiàn)場工作寫實(shí)，工序人員操作行為符合標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)要求。

圖1 影響葉絲干燥工序干頭干尾煙絲量的因素

料頭、料尾控制程序的啟動信號來源于葉絲干燥前的增溫增濕工序進(jìn)口端的電子秤。生產(chǎn)開始階段，電子秤出現(xiàn)流量信號后料頭控制程序啟動，持續(xù)一段時(shí)間后，料頭控制程序結(jié)束，生產(chǎn)參數(shù)按照正常生產(chǎn)狀態(tài)執(zhí)行;生產(chǎn)結(jié)尾階段，電子秤流量信號消失后，經(jīng)過一定的延時(shí)時(shí)間，料尾控制程序啟動直至生產(chǎn)結(jié)束。

料頭控制程序包括3個(gè)參數(shù):料頭熱風(fēng)開度、料頭排潮開度和料頭程序執(zhí)行時(shí)間。料尾控制程序包括3個(gè)參數(shù):料尾熱風(fēng)開度、料尾排潮開度和料尾程序啟動延時(shí)。將料頭料尾參數(shù)與正常生產(chǎn)參數(shù)相對比，見表1。

為了驗(yàn)證參數(shù)是否達(dá)到最優(yōu)，通過調(diào)整排潮閥門開度和控制時(shí)間來驗(yàn)證相關(guān)參數(shù)是否影響干頭干尾量。料頭參數(shù)驗(yàn)證，當(dāng)前參數(shù)為對照A，試驗(yàn)A1～A4為參數(shù)調(diào)整驗(yàn)證試驗(yàn)。料尾參數(shù)驗(yàn)證，當(dāng)前參數(shù)為對照B，試驗(yàn)B1～B4為參數(shù)調(diào)整驗(yàn)證試驗(yàn)。驗(yàn)證結(jié)果見表2、表3。

表1 改進(jìn)前葉絲干燥料頭料尾與正常生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)對比

表2 葉絲干燥料頭控制程序驗(yàn)證試驗(yàn)

表3 葉絲干燥料尾控制程序驗(yàn)證試驗(yàn)

對料頭、料尾驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果分析可知，干頭干尾量偏高的原因是:

(1)熱風(fēng)風(fēng)門控制不合理。料頭料尾控制程序的熱風(fēng)開度與正常生產(chǎn)狀態(tài)一致，未考慮到葉絲流量降低后熱量需求量降低，熱量輸入偏大，造成煙絲含水率偏低。

(2)料頭料尾控制程序參數(shù)尚未達(dá)到最佳優(yōu)化狀態(tài)，任意改變熱風(fēng)開度、排潮開度和控制時(shí)間3個(gè)參數(shù)中的其中一個(gè)，對干頭、干尾煙絲量均有影響且有降低現(xiàn)象，例如將現(xiàn)象參數(shù)組合中的排潮開度減小后，干頭、干尾煙絲量明顯降低。這說明目前參數(shù)組合不是最優(yōu)。

二、改進(jìn)方法

(一)確定改進(jìn)方向

針對造成干頭干尾煙絲量偏高的原因，確定改進(jìn)方向:優(yōu)化包含熱風(fēng)風(fēng)門開度在內(nèi)的料頭料尾控制程序各參數(shù)，尋找最佳參數(shù)組合，在料頭料尾階段低流量煙絲干燥過程中達(dá)到熱量供給、水分逸出的最優(yōu)平衡，減少干頭干尾煙絲量。

(二)參數(shù)優(yōu)化

因?yàn)槿~絲干燥工序的料頭控制程序和料尾控制程序相互獨(dú)立，互不影響，所以對料頭、料尾控制程序分別進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

1．參數(shù)水平劃分(表4、表5)

表4 料頭控制程序因素水平劃分

表5 料尾控制程序因素水平劃分

2．參數(shù)優(yōu)化

對料頭、料尾控制程序分別進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，采用正交試驗(yàn)，試驗(yàn)計(jì)劃和試驗(yàn)結(jié)果見表6。

從表6可以得出，由于y(每批次干頭干尾煙絲量)為望小值質(zhì)量特性指標(biāo)，故最好的實(shí)驗(yàn)條件為干頭控制程序A2B2C3和干尾控制程序A2B2C3，即料頭控制程序在電子秤有流量信號后啟動，排潮開度10%、熱風(fēng)風(fēng)門開度15%，持續(xù)280 s后恢復(fù)正常參數(shù)，此時(shí)干頭煙絲量最少，獲得最好效果;料尾控制程序在電子秤流量信號消失后延時(shí)90 s啟動，排潮開度10%、熱風(fēng)風(fēng)門開度15%，此時(shí)干尾煙絲量最少，獲得最好效果。

(三)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

參數(shù)優(yōu)化調(diào)整完畢后，對干頭控制程序A2B2C3和干尾控制程序A2B2C3條件進(jìn)行了10次驗(yàn)證試驗(yàn)，其結(jié)果見表7。從表7中可看出葉絲干燥工序的干頭干尾控制程序的改進(jìn)達(dá)到了工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表6 料頭控制程序正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及計(jì)算

三、改進(jìn)效果

通過合理調(diào)整料頭、料尾控制程序的相關(guān)參數(shù)，在生產(chǎn)開始和結(jié)尾的低流量時(shí)間段內(nèi)，適當(dāng)減小熱風(fēng)風(fēng)門開度，降低熱量供給，減小排潮風(fēng)門開度，降低水分逸出散發(fā)，有效地使干頭干尾煙絲量由改進(jìn)前的48．9 kg降低到了23．7 kg。低水分煙絲量的降低，不但減少了煙葉原料的過程造碎，對煙絲含水率穩(wěn)定性的提升也起到了良好的推動作用。

［1］ 國家煙草專賣局．卷煙技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中央文獻(xiàn)出版社，2003．

［2］ 陳良元．煙草生產(chǎn)技術(shù)［M］．鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社，2002．