?基于優(yōu)良操作的打葉復(fù)烤過程含水率穩(wěn)定管控研究?

李善蓮 王戈 堵勁松 徐大勇 徐瑋杰 徐其敏 楊凱

摘 要：新形勢下，卷煙企業(yè)對打葉復(fù)烤的加工要求越來越高，為了進一步提高打葉復(fù)烤過程物料含水率的穩(wěn)定性，選擇熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤兩大工序關(guān)鍵參數(shù)指標3 a的歷史數(shù)據(jù)，按照卷煙企業(yè)成品片煙含水率評價標準篩選過程優(yōu)良操作數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析參數(shù)指標的歷史運行區(qū)間范圍，參照相關(guān)標準要求，確定了熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤過程參數(shù)指標的管控范圍。生產(chǎn)應(yīng)用表明，打葉復(fù)烤過程和成品片煙含水率的穩(wěn)定性得到明顯提高，含水率平均值與標準要求的偏離較小，而且復(fù)烤后含水率的標準偏差均低于0.33%。

關(guān)鍵詞：打葉復(fù)烤;歷史數(shù)據(jù);優(yōu)良操作;煙葉含水率;穩(wěn)定性;過程控制

中圖分類號：TS44+3文獻標識碼：A文章編號：1006-060X（2020）02-0072-04

Abstract：In view of the extensive management and control in the process of tobacco leaves threshing and redrying， cigarette enterprises have higher and higher requirements for process stability. In order to further improve the stability of moisture content of tobacco in the process of threshing and redrying， the three-year historical data of tobacco moistening and redrying were selected， and the excellent operation data of the process were screened according to the evaluation standard of moisture content of finished cigarettes for cigarette enterprises. With reference to the requirements of relevant standards， statistical analysis of the historical operation range of the parameters was made to determine the control range of the parameters in the process of leaves hot air moistening and leaves redrying. The production application shows that the stability of moisture content in the process of threshing and redrying is improved obviously， the deviation between the average moisture content and the standard requirement is small， and the standard deviation of moisture content after redrying is less than 0.33%.

Key words：threshing and redrying; historical data; excellent operation; tobacco moisture content; stability; process control

打葉復(fù)烤是銜接卷煙工業(yè)生產(chǎn)和煙草農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要紐帶，是工業(yè)實現(xiàn)初級配方提升原料質(zhì)量穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)，是真正意義上的卷煙生產(chǎn)大工藝中的“第一車間”[1]。與卷煙工業(yè)企業(yè)相比，打葉復(fù)烤企業(yè)對過程參數(shù)指標的管控要求較粗放，重點是把控最終成品片煙質(zhì)量[2]。近年來，打葉復(fù)烤企業(yè)加大技術(shù)創(chuàng)新和改造力度，加強企業(yè)管理，技術(shù)及管理水平上了一個新臺階，卷煙工業(yè)企業(yè)對打葉復(fù)烤的加工要求不僅是關(guān)注成品片煙質(zhì)量，對加工過程及其穩(wěn)定性也越來越重視，《卷煙工藝規(guī)范》要求復(fù)烤后含水率標準偏差≤0.33%[3]。面對新的形勢和要求，部分打葉復(fù)烤企業(yè)的工序關(guān)鍵參數(shù)指標實現(xiàn)了在線數(shù)采，可用于過程監(jiān)測和質(zhì)量分析，但在過程管控中的利用尚不充分，實際生產(chǎn)中積累的歷史數(shù)據(jù)，其間蘊含了很多優(yōu)良的操作經(jīng)驗，而通過歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析可總結(jié)加工過程參數(shù)指標的運行情況，進而用于指導(dǎo)生產(chǎn)過程的管控，提高打葉復(fù)烤過程控制能力和均質(zhì)化加工水平。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用某打葉復(fù)烤企業(yè)A、B、C、D模塊2016、2017和2018年生產(chǎn)過程歷史數(shù)據(jù)，包括一潤、二潤和復(fù)烤工序的主要參數(shù)指標。

1.2 分析方法

打葉復(fù)烤過程對物料含水率有調(diào)控和影響的工序主要包括熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤[4-7]，分別為采用熱風(fēng)介質(zhì)處理的增溫增濕過程和干燥去濕過程，工序過程關(guān)鍵參數(shù)和指標如表1所示。

清洗處理，按照工業(yè)企業(yè)成品評價標準篩選過程優(yōu)良操作數(shù)據(jù)，采用統(tǒng)計分析方法計算參數(shù)指標的歷史運行區(qū)間范圍，綜合行業(yè)和企業(yè)標準最終確定打葉復(fù)烤重點工序關(guān)鍵參數(shù)指標的管控范圍。

（1）歷史數(shù)據(jù)清洗處理。分析導(dǎo)出的歷史數(shù)據(jù)為15 min的平均值，數(shù)據(jù)清洗主要是刪除數(shù)據(jù)集中缺失空白數(shù)據(jù)、噪聲異常數(shù)據(jù)（含水率≤0）和非穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)（滾筒頻率≤25 Hz，物料流量≤8 000 kg/h）。

（2）優(yōu)良操作數(shù)據(jù)篩選。以復(fù)烤后含水率指標為主，按照工業(yè)企業(yè)的優(yōu)良評價標準11.5%～12.5%為依據(jù)，篩選提取過程優(yōu)良操作數(shù)據(jù)。

（3）運行區(qū)間范圍統(tǒng)計。采用統(tǒng)計方法計算參數(shù)指標的四分位數(shù)，按公式（1）和（2）計算參數(shù)指標的運行區(qū)間[8]。

（4）工藝管控范圍確定。①過程參數(shù)：行業(yè)標準YC/T146和企業(yè)標準對打葉復(fù)烤潤葉、復(fù)烤過程的工藝參數(shù)沒有明確的管控范圍要求，管控范圍主要根據(jù)優(yōu)良操作歷史數(shù)據(jù)運行區(qū)間確定;②工藝指標：潤葉、復(fù)烤工序后的物料含水率根據(jù)企業(yè)標準和優(yōu)良操作歷史數(shù)據(jù)運行區(qū)間綜合確定。

2 結(jié)果與分析

2.1 管控方法分析

物料含水率是卷煙加工過程的關(guān)鍵指標，含水率的穩(wěn)定控制是在制品和成品質(zhì)量穩(wěn)定控制的基礎(chǔ)。打葉復(fù)烤過程對含水率有調(diào)控和影響的工序主要包括真空回潮、熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤，但真空回潮為非連續(xù)生產(chǎn)且過程參數(shù)基本按設(shè)定運行。因此，過程含水率穩(wěn)定性管控的重點工序是熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤。

2.1.1 熱風(fēng)潤葉 熱風(fēng)潤葉（包括一次熱風(fēng)潤葉和二次熱風(fēng)潤葉）主要采用加水、加汽的濕熱風(fēng)對通過滾筒的煙葉進行增溫增濕，熱風(fēng)溫度的高低和蒸汽施加的多少主要影響加工后的物料溫度，加工后物料含水率可通過加水量進行調(diào)節(jié)。熱風(fēng)潤葉過程含水率控制重點是穩(wěn)定來料流量、加工時間和熱風(fēng)溫度，通過加水流量調(diào)控加工后的含水率。歷史數(shù)據(jù)中優(yōu)良操作參數(shù)指標的運行范圍統(tǒng)計結(jié)果如表2和表3所示。

參照行業(yè)和企業(yè)相關(guān)標準要求，以提高過程穩(wěn)定性為目的，根據(jù)表2、表3歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，在此基礎(chǔ)上，進一步縮小熱風(fēng)潤葉工序參數(shù)指標的管控要求，結(jié)果如表4和表5所示。

2.1.2 葉片復(fù)烤 葉片復(fù)烤主要采用熱風(fēng)對通過網(wǎng)帶的煙葉進行干燥去濕，分為干燥、冷卻、回潮三個加工區(qū)域，熱風(fēng)溫度的高低影響干燥后的含水率和回潮效果，復(fù)烤后的含水率主要通過回潮區(qū)的加水加汽量進行調(diào)控。葉片復(fù)烤過程含水率控制重點是穩(wěn)定來料流量、加工時間和熱風(fēng)溫度。歷史數(shù)據(jù)中優(yōu)良操作參數(shù)指標的運行范圍統(tǒng)計結(jié)果如表6所示。

參照行業(yè)和企業(yè)相關(guān)標準要求，以提高過程穩(wěn)定性為目的，根據(jù)表6歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果，在此基礎(chǔ)上，進一步縮小葉片復(fù)烤工序參數(shù)指標的管控要求，結(jié)果如表7所示。

2.2 生產(chǎn)應(yīng)用驗證

將表4、表5和表7確定的參數(shù)指標管控要求應(yīng)用于2019烤季煙葉的打葉復(fù)烤生產(chǎn)，各模塊煙葉熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤后含水率的平均值和標準偏差如表8所示，從表中可以看出，工序出口含水率的均值與標準要求的偏離較小，而且復(fù)烤后含水率的標準偏差均低于0.33%，能夠較好地滿足卷煙企業(yè)對打葉復(fù)烤含水率穩(wěn)定性的要求。

3 結(jié) 論

選擇熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤兩大工序關(guān)鍵參數(shù)指標3 a的歷史數(shù)據(jù)，按照卷煙企業(yè)成品片煙含水率評價標準篩選過程優(yōu)良操作數(shù)據(jù)，統(tǒng)計分析參數(shù)指標的歷史運行區(qū)間范圍，參照相關(guān)標準要求，綜合確定了熱風(fēng)潤葉和葉片復(fù)烤過程參數(shù)指標的管控范圍，縮小了參數(shù)調(diào)整區(qū)間，提高了生產(chǎn)過程和成品片煙含水率的穩(wěn)定性，含水率均值與標準要求的偏離較小，而且復(fù)烤后含水率的標準偏差均低于0.33%，打葉復(fù)烤過程和成品片煙含水率的穩(wěn)定性得到明顯提高，促進了打葉復(fù)烤產(chǎn)品質(zhì)量由結(jié)果控制向過程控制轉(zhuǎn)變。

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（責(zé)任編輯：肖彥資）