郝靜 張淑娟

摘要：本文針對(duì)泰山（華貴）產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性，研究刀門壓力、來料水分對(duì)切絲質(zhì)量物理指標(biāo)（切絲合格率、并條率）影響趨勢，以不同規(guī)格產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性存在的差異性為考慮，實(shí)現(xiàn)提升工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的匹配性、適應(yīng)性，優(yōu)化工序工藝參數(shù)保障能力。

關(guān)鍵詞：刀門壓力;來料水分;切絲合格率;并條率

在我國煙草行業(yè)，針對(duì)切絲機(jī)的研究主要側(cè)重于研究切絲刀門高度、刀輥轉(zhuǎn)速、刀片進(jìn)給量等參數(shù)對(duì)切絲物理指標(biāo)的影響，而對(duì)于刀門壓力的設(shè)定，通常是參照設(shè)備運(yùn)行能力及工作經(jīng)驗(yàn)將其設(shè)定成固定值。針對(duì)不同行產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性，設(shè)計(jì)最佳刀門壓力與來料水分組合的研究尚未見報(bào)道。當(dāng)前公司內(nèi)部，制絲車間5000kg/h生產(chǎn)線切絲工序使用SQ344型曲刃水平滾刀式切絲機(jī)對(duì)煙葉進(jìn)行切絲加工處理，為了便于生產(chǎn)，將不同來料水分的刀門壓力統(tǒng)一設(shè)定為2.1bar，藝參數(shù)設(shè)計(jì)的匹配性、適應(yīng)性較低。

一、材料與方法

（一）材料與儀器

青島卷煙廠在產(chǎn)的泰山（華貴）全配方煙絲。SQ344型曲刃水平滾刀式切絲機(jī)（昆二機(jī)）、SH624薄板式烘絲機(jī)（昆船）、電子天平（精度0.0001g）、填充值檢測儀。

（二）試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用刀門壓力與來料水分梯度試驗(yàn)設(shè)計(jì)。參考切絲機(jī)控制原理及分析歷史數(shù)據(jù)，總結(jié)出切絲烘前來料水分范圍控制在19.2%～20.2%之間;為保證正常生產(chǎn)，考慮減少并條及跑片現(xiàn)象，刀門壓力范圍應(yīng)控制在0.2BAR～3.5BAR之間。以泰山（華貴）三批次煙葉為研究材料，采用控制變量法，對(duì)三批次煙葉分別設(shè)置來料水分高（20%）、中（19%）、低（18%）三個(gè)水平;每一個(gè)批次內(nèi)，分別設(shè)置刀門壓力四個(gè)水平（0.3bar、1.3bar、2.3bar、3.3bar）進(jìn)行，共計(jì)12個(gè)試驗(yàn)。

（三）數(shù)據(jù)分析方法

運(yùn)用散點(diǎn)圖、回歸分析法和相關(guān)性分析法分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合物理指標(biāo)（切絲合格率、并條率）取值變化，確定刀門壓力、來料水分對(duì)切絲質(zhì)量物理指標(biāo)（切絲合格率、并條率）影響的趨勢。

（四）物理指標(biāo)

1.切絲合格率：（1）樣品制備;將取來的約100g煙絲稱重并記錄。（2）評(píng)價(jià)指標(biāo)：切絲合格率。（3）操作程序：將樣品中的雜物、過寬、過細(xì)的葉絲檢出，并稱重記錄。計(jì)算公式：式中：Qc—切絲合格率;?n—樣品中的雜物、過寬、過細(xì)的葉絲重（g）G—被撿樣品重（g）。

2.并條率：（1）樣品制備：將取來的約100g煙絲稱重并記錄。（2）評(píng)價(jià)指標(biāo)：并條率。（3）操作程序：將樣品中產(chǎn)生并條現(xiàn)象的葉絲檢出，并稱重記錄。計(jì)算公式：式中：dc—并條率，dn—樣品中出現(xiàn)黏連、并條的葉絲（g），G—被撿樣品重（g）。

二、結(jié)果與分析

匯總試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用Minitab軟件進(jìn)行散點(diǎn)圖分析，發(fā)現(xiàn)切絲合格率、并條率與刀門壓力、來料水分呈近似線性關(guān)系。下一步運(yùn)用Minitab軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析。

（一）分析試驗(yàn)因子對(duì)切絲合格率影響分析

將試驗(yàn)樣品的切絲合格率匯總，運(yùn)用Minitab軟件對(duì)數(shù)據(jù)使用回歸分析法和相關(guān)性分析法分析，得函數(shù)關(guān)系模型為：切葉絲合格率=1.01+0.000294刀門壓力-0.000545來料水分;切葉絲合格率與刀門壓力呈正相關(guān)關(guān)系，即來料水分不變的情況下，切葉絲合格率隨刀門壓力增加而提高;切葉絲合格率與來料水分呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即在刀門壓力穩(wěn)定的情況下，切葉絲合格率隨來料水分的增加而下降。

（二）分析試驗(yàn)因子對(duì)并條率影響分析

將試驗(yàn)樣品的并條率匯總，運(yùn)用Minitab軟件對(duì)數(shù)據(jù)使用回歸分析法和相關(guān)性分析法分析，得函數(shù)關(guān)系模型為：并條率 =-1.27+0.0139刀門壓力+0.0707來料水分;切葉絲并條率與刀門壓力、來料水分同時(shí)成呈正相關(guān)關(guān)系，即切葉絲并條率隨刀門壓力、來料水分增加而提高，同時(shí)，來料水分對(duì)切葉絲并條率的影響更為顯著。

（三）利用蒙特卡洛模擬確定最佳設(shè)計(jì)組合

從0.2bar～3.5bar刀門壓力范圍內(nèi)隨機(jī)取值，從19.2%～-20.2%來料水分范圍內(nèi)隨機(jī)取值，利用得到的兩個(gè)關(guān)系式做蒙特卡洛模擬2000組，最終得到以下設(shè)計(jì)組為合刀門壓力0.3 bar，來料水分18.4%。

三、結(jié)論

本試驗(yàn)研究刀門壓力與來料水分對(duì)泰山（華貴）切絲物理指標(biāo)（切絲合格率、并條率）的影響關(guān)系，本質(zhì)是針對(duì)工藝參數(shù)、具體規(guī)格產(chǎn)品配方用料組成及其加工特性間差異性的綜合性深入研究，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的匹配性、適應(yīng)性，進(jìn)一步兼顧柔性制造的行業(yè)要求，推動(dòng)具有中式卷煙特色工藝技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化與創(chuàng)新。

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