梁小芳 夏東旭

（陜西中煙工業(yè)有限責任公司旬陽卷煙廠，陜西 旬陽 750007）

均勻設計法優(yōu)化松散回潮工序工藝參數(shù)

梁小芳 夏東旭

（陜西中煙工業(yè)有限責任公司旬陽卷煙廠，陜西 旬陽 750007）

為分析松散回潮各工藝參數(shù)對煙片質量的影響，采用均勻設計法對熱風風機頻率、滾筒驅動頻率、汽水系數(shù)、提升帶速度跟蹤系數(shù)及熱風溫度等參數(shù)對煙片質量的影響進行了試驗。結果表明：出口水分與熱風風機頻率呈正相關，與汽水系數(shù)、提升帶速度跟蹤系數(shù)、熱風溫度呈負相關；出口溫度與汽水系數(shù)呈負相關，與熱風溫度呈正相關。

松散回潮；工藝參數(shù)；均勻設計法；煙片質量；制絲工藝

松散回潮工序作為制絲工藝的關鍵工序之一，其工藝任務是增加回潮后煙片的含水率和溫度，提高煙片的耐加工性，使切片后煙片松散，改善煙片的感官質量，滿足其后工序制絲工藝要求。由于涉及的工藝參數(shù)多，來料煙片的不同，對松散回潮的相關研究多采用正交試驗設計等，而均勻設計在松散回潮在線試驗方面的應用鮮見報道。因此，采用均勻設計法優(yōu)化松散回潮工藝參數(shù)，旨在為實現(xiàn)精益生產(chǎn)、準確控制、穩(wěn)定產(chǎn)品質量提供一定參考和技術支持。

1 材料與方法

材料和儀器：“猴王（金）”牌號配方煙葉；松散回潮筒（額定生產(chǎn)能力4800kg/h，秦皇島煙草機械有限公司）；近紅外水分儀（M710e）。

2 方法

2.1 試驗方案設計

選取松散回潮段生產(chǎn)參數(shù)：熱風風機頻率、滾筒驅動頻率、汽水系數(shù)、提升帶速度跟蹤系數(shù)、熱風溫度為試驗因素，各選5個水平（表1），選用U10*（108）均勻設計表安排實驗并制定試驗方案（表2）。以松散回潮后葉片含水率、葉片溫度為試驗指標進行試驗。

表1 因素水平表

2.2 取樣與檢測方法

在松散回潮出口處根據(jù)在線近紅外顯示的水分和溫度進行采集，每隔1分鐘采集一次，記錄得到溫度、水分。每批次在貯葉柜貯存4小時之后，進行下道工序加工，準確稱量篩分的煙末和碎片。

3 結果與分析

3.1 描述統(tǒng)計性分析

由表2可知，各試驗的水分平均值都在工藝標準范圍之內（18.5±1.5）；從標準偏差、標準誤差看出，8號試驗的標準偏差、標準誤差、方差數(shù)值最小，說明此組試驗數(shù)據(jù)相對于平均值的離散程度較為集中；第2號、3號、5號、8號、9號試驗數(shù)據(jù)分布偏度為負，說明數(shù)據(jù)形態(tài)左偏，其余各組試驗數(shù)據(jù)分布偏度為正，說明數(shù)據(jù)形態(tài)右偏；從峰度可以看出，除6號試驗為尖頂峰形態(tài)之外，其余各組試驗為平頂峰形態(tài)；按照變異系數(shù)劃分等級：變異系數(shù)＜10%為弱變異性，變異系數(shù)為10%～100%為中等變異性，變異系數(shù)＞100%為強變異性，可以看出各組試驗數(shù)據(jù)均屬弱變異強度，其中以8號試驗的變異系數(shù)較小，說明8號試驗的數(shù)據(jù)整體變異程度較小。

表2 物料出口水分描述性統(tǒng)計分析

由表3可知，各試驗的溫度平均值除第1號、4號、6號、7號低于標準規(guī)定（53±3）℃的下限之外，其余各組試驗數(shù)據(jù)都在工藝標準范圍之內，故以下分析僅分析除去第1號、4號、6號、7號的試驗的其他組試驗數(shù)據(jù)。從標準偏差、標準誤差、方差看出，8號試驗的標準偏差、標準誤差、方差數(shù)值最小，說明此組試驗數(shù)據(jù)相對于平均值的離散程度較為集中；第8號、10號試驗數(shù)據(jù)分布偏度為負，說明數(shù)據(jù)形態(tài)左偏，第2號、3號、5號、9號試驗數(shù)據(jù)分布偏度為正，說明數(shù)據(jù)形態(tài)右偏；從峰度可以看出，第2號、3號、10號試驗為尖頂峰形態(tài)，第5號、8號、9號試驗為平頂峰形態(tài)；從變異系數(shù)可以看出，各組試驗數(shù)據(jù)均屬弱變異強度，其中以8號試驗的變異系數(shù)較小，說明8號試驗的數(shù)據(jù)整體變異程度較小。

表3 物料出口溫度描述性統(tǒng)計分析

表4 篩分煙末、碎片重量分析

從以上可以直觀地分析出，8號試驗為較佳組合，其各項工藝參數(shù)為熱風風機頻率為47Hz、滾筒驅動頻率為26Hz、汽水系數(shù)為0.3、提升帶速度跟蹤系數(shù)為0.34、熱風溫度為70℃。

3.2 各工藝參數(shù)對松散回潮出口水分、溫度的影響

以松散回潮出口片煙水分、溫度和篩分加料入口水分為因變量，5個工藝參數(shù)為自變量進行多元線性逐步回歸分析，共得到3個決定系數(shù)為0.8293、0.8227、0.8174的回歸方程，說明自變量能夠分別解釋82.93%、82.27%、81.74%因變量的變化，3個回歸方程的標準化回歸系數(shù)、標準化回歸系數(shù)、決定系數(shù)檢驗結果見表5，根據(jù)標準化回歸系數(shù)的絕對值可以比較自變量對因變量影響的程度，絕對值越大，說明該自變量對因變量的影響越大。出口水分與熱風風機頻率呈正相關，與汽水系數(shù)、提升帶速度跟蹤系數(shù)、熱風溫度呈負相關，各因素的影響程度由大到小依次為汽水系數(shù)、熱風溫度、提升帶速度跟蹤系數(shù)、熱風風機頻率；出口溫度與汽水系數(shù)呈負相關，與熱風溫度呈正相關，汽水系數(shù)的影響大于熱風溫度。

表5 多元回歸分析結果

3.3 最優(yōu)工藝參數(shù)的組合選擇

由回歸分析可以看出，熱風風機頻率僅對出口水分影響，故應選擇水平為47Hz；滾筒驅動頻率根據(jù)生產(chǎn)實際及直觀分析選擇水平為30Hz；出口水分、出口溫度均受汽水系數(shù)和熱風溫度的影響，且與汽水系數(shù)呈負相關，故應選擇汽水系數(shù)的水平為0.3；由標準規(guī)定出口溫度為（53±3）℃，相關回歸方程可推算出熱風溫度為77.75℃，故應選擇最高水平74℃，此時出口溫度為52.13℃；熱風風機頻率僅對出口水分影響，故應選擇水平為47Hz，由相關回歸方程可推算出提升帶速度跟蹤系數(shù)為0.27，此時出口水分為18.5。

綜合回歸分析的結果，確定的各項工藝參數(shù)為熱風風機頻率為47Hz、滾筒驅動頻率為30Hz、汽水系數(shù)為0.3、提升帶速度跟蹤系數(shù)為0.27、熱風溫度為74℃。

3.4 驗證應用

將通過描述統(tǒng)計性分析和回歸分析得到的參數(shù)組合應用到在線生產(chǎn)中，應用效果見表6。表中0號組合為試驗前工藝參數(shù)組合，1號組合為通過描述統(tǒng)計性分析得到的組合，2號組合為通過回歸分析得到的組合。由表中可以看出，1號和2號組合篩分沫子重比0號組合降低了4.16%，碎片重分別降低了5.36%、11.74%；出口溫度分別提高了1.82%、1.01%；出口水分以2號組合更接近松散回潮出口水分的標準規(guī)定（18.5%±1.5%）。

表6 工藝參數(shù)優(yōu)化前后對比

4 結語

對于松散回潮機松散回潮方式，熱風風機頻率、滾筒驅動頻率、汽水系數(shù)、提升帶速度跟蹤系數(shù)及熱風溫度均為重要的工藝參數(shù)，但各工藝參數(shù)對烘后煙片質量和篩分量影響的重點和趨勢不同。出口水分與熱風風機頻率呈正相關，與汽水系數(shù)、提升帶速度跟蹤系數(shù)、熱風溫度呈負相關；出口溫度與汽水系數(shù)呈負相關，與熱風溫度呈正相關，在試驗范圍內，各工藝參數(shù)的最優(yōu)組合為：熱風風機頻率為47Hz、滾筒驅動頻率為30Hz、汽水系數(shù)為0.3、提升帶速度跟蹤系數(shù)為0.27、熱風溫度為74℃。與優(yōu)化前相比，篩分煙沫降低了4.16%，碎片重降低了11.74%；出口溫度分別提高了1.01%。

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（責任編輯：黃銀芳）

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1009-2374（2017）07-0043-02

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.020

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