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        烘絲入口水分對烘絲出口水分影響分析

        2015-01-21 07:12:38何偉陳曉杜李甘添陳仲燈
        安徽農(nóng)學(xué)通報 2015年1期
        關(guān)鍵詞:煙絲入口均值

        何偉 陳曉杜 李甘添 陳仲燈

        摘 ?要:通過T檢驗考察烘絲出口水分的控制水平,再通過單因素方差分析檢驗不同來料水分值組別相應(yīng)烘絲出口水分的差異性,最后用回歸分析給出烘絲入口水分與出口水分的相關(guān)性模型。結(jié)果表明,烘絲出口水分與入口水分是呈極顯著線性相關(guān)的,回歸模型的決定系數(shù)為0.956。

        關(guān)鍵字:烘絲入口;烘絲出口;水分;影響

        中圖分類號 S571.1 文獻標(biāo)識碼 A?文章編號 1007-7731(2015)01-91-02

        在制絲工藝中,烘絲工藝對成品煙絲的填充值、碎絲率和香氣特性等感官質(zhì)量具有重要影響[1-2],而在烘絲工藝中烘絲出口水分作為關(guān)鍵參數(shù),其準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性是烘絲效果的重要評價指標(biāo)[3]。國內(nèi)外煙草工業(yè)技術(shù)人員對烘絲水分控制展開了大量的研究,如王小飛等[4]采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究了烘絲機出口含水率的優(yōu)化控制方法;張建棟等[5]、Hong Lian Sng等[6]嘗試?yán)媚:刂扑惴▽崿F(xiàn)烘絲水分控制;徐俊山等[7]利用預(yù)測PI控制器的預(yù)測控制功能和PI控制功能,降低出口煙絲水分含量的波動幅度。目前研究主要針對烘絲工藝的過程控制進行優(yōu)化研究,所考慮的因素也多為熱風(fēng)溫度、滾筒轉(zhuǎn)速等過程參數(shù)[8],而忽略了來料水分對烘絲效果的影響。為此,在控制熱風(fēng)溫度、輔風(fēng)溫度、筒體轉(zhuǎn)速和筒壁壓力不變的情況下,筆者通過實驗分析了不同來料水分對烘絲出口水分的影響。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料 試驗在龍巖卷煙廠精品線A線的滾筒式烘絲機上進行,試驗用煙絲為某2類烤煙型卷煙的加料切絲后煙絲。

        1.2 取樣方法 為減少試驗對煙絲品質(zhì)的影響,采用歷史數(shù)據(jù)提取方法進行數(shù)據(jù)獲取。方法為從生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)MES中獲取2013年1月1日至2014年11月30日,精品線A線烘絲段所生產(chǎn)的某品牌煙絲的生產(chǎn)質(zhì)量數(shù)據(jù),再查找其中同時滿足表1條件的生產(chǎn)批次數(shù)據(jù)。對同時滿足表1條件的數(shù)據(jù),提取相應(yīng)批次的烘絲入口水分和烘絲出口水分值,共提取得相應(yīng)數(shù)據(jù)169批。

        1.3 統(tǒng)計方法 首先運用單樣本T檢驗,驗證烘絲出口水分與設(shè)定值之間的差異是否顯著,再將樣本按烘絲入口分成不同水平的小組,并用單因素方差分析驗證各組烘絲出口水分是否存在差異,從而驗證烘絲入口水分對烘絲出口水分的影響,最后用相關(guān)性檢驗和回歸分析建立烘絲入口水分與出口水分間的關(guān)系模型。

        表1 參數(shù)設(shè)定

        [工藝參數(shù)\&工作時熱

        風(fēng)溫度(℃)\&工作時輔

        風(fēng)溫度(℃)\&筒壁蒸汽

        壓力(bar)\&滾筒

        轉(zhuǎn)速(r)\&烘絲出口水分設(shè)定(%)\&參考值\&110\&110\&1.3\&13\&12.5\&允許誤差\&±0.1\&±0.1\&±0.01\&±0.01\&\&]

        2 結(jié)果與分析

        2.1 烘絲出口水分控制效果 169個分析樣本的烘絲出口水分設(shè)定值均為12.5,而實際烘絲出口水分存在一定波動,通過單樣本T檢驗驗證烘絲出口水分均值是否為12.5,結(jié)果如表2和表3。從表2可知,實際生產(chǎn)結(jié)果中烘絲出口水分均值為12.69,表3中P值小于0.05,所以烘絲出口水分均值與設(shè)定值間存在顯著差異。

        表2 烘絲出口水分統(tǒng)計量

        [\&N\&均值\&標(biāo)準(zhǔn)差\&均值的標(biāo)準(zhǔn)誤\&烘絲出口水分\&169\&12.6934\&0.05967\&0.00459\&]

        表3 烘絲出口水分均值檢驗

        [\&檢驗值=12.5\&t\&df\&Sig.

        (雙側(cè))\&均值

        差值\&差分的 95%置信區(qū)間\&下限\&上限\&烘絲出口水分\&42.129\&168\&0.000\&0.19337\&0.1843\&0.2024\&]

        2.2 烘絲入口水分對烘絲出口水分的影響檢驗 將烘絲入口水分依據(jù)水分值大小進行分組,定義組別如表4。根據(jù)不同烘絲入口水分值分組所對應(yīng)的烘絲出口水分值進行統(tǒng)計描述如下表5。

        表4 烘絲入口水分分組

        [組別\&水分值\&1\&<19.0\&2\&19.0~19.1\&3\&19.1~19.2\&4\&19.2~19.3\&5\&19.3~19.4\&6\&19.4~19.5\&7\&19.5~19.6\&8\&>19.6\&]

        表5 不同組別烘絲出口水分值描述

        [組別\&N\&均值\&標(biāo)準(zhǔn)差\&標(biāo)準(zhǔn)誤\& 均值的 95%置信區(qū)間 ? \&極小值\&極大值\&下限\&上限\&1\&4\&12.6231\&0.07786\&0.01947\&12.5816\&12.6646\&12.51\&12.75\&2\&9\&12.6267\&0.04416\&0.01472\&12.5927\&12.6606\&12.55\&12.67\&3\&16\&12.6300\&0.02944\&0.01472\&12.5832\&12.6768\&12.59\&12.66\&4\&21\&12.6833\&0.05624\&0.01227\&12.6577\&12.7089\&12.57\&12.78\&5\&49\&12.7041\&0.05682\&0.00812\&12.6878\&12.7204\&12.57\&12.81\&6\&43\&12.7093\&0.03857\&0.00588\&12.6974\&12.7212\&12.67\&12.82\&7\&14\&12.7271\&0.03604\&0.00963\&12.7063\&12.7480\&12.69\&12.81\&8\&13\&12.7277\&0.04246\&0.01178\&12.7020\&12.7533\&12.70\&12.83\&總數(shù)\&169\&12.6930\&0.06042\&0.00465\&12.6838\&12.7022\&12.51\&12.83\&]

        為進行單因素方差分析,首先進行方差齊性檢驗,結(jié)果如表6,從表6可知,方差是齊性的。

        表6 方差齊性檢驗

        [Levene 統(tǒng)計量\&df1\&df2\&顯著性\&4.342\&7\&161\&0.062\&]

        再進行單因素方差檢驗結(jié)果如表7。從表7可知,顯著性的Sig=0.000<0.05,所以不同組別之間烘絲出口水分的差異是極顯著的,即可證明在相同生產(chǎn)條件下,不同烘絲入口水分將導(dǎo)致顯著差異的烘絲出口水分。

        表7 ANOVA烘絲出口水分

        [\&平方和\&df\&均方\&F\&顯著性\&組間\&0.185\&7\&0.026\&9.931\&0.000\&組內(nèi)\&0.428\&161\&0.003\&\&\&總數(shù)\&0.613\&168\&\&\&\&]

        2.3 烘絲入口水分對烘絲出口水分的影響檢驗 根據(jù)烘絲入口水分值劃分,分別取各組中心值和對應(yīng)組內(nèi)烘絲出口水分均值進行烘絲出入口水分值變化分析,對應(yīng)關(guān)系表如表8。

        表8 烘絲出入口水分對應(yīng)關(guān)系

        [組別\&入口水分值\&出口水分值\&1\&18.95\&12.623\&2\&19.05\&12.627\&3\&19.15\&12.630\&4\&19.25\&12.683\&5\&19.35\&12.704\&6\&19.45\&12.709\&7\&19.55\&12.727\&8\&19.65\&12.728\&]

        表9 線性回歸系數(shù)

        [模型\&非標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)\&標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)

        試用版\&t\&Sig.\&B\&標(biāo)準(zhǔn)誤差\&常量\&9.249\&0.429\&\&21.545\&0.000\&烘絲入口水分\&0.178\&0.022\&0.956\&7.991\&0.000\&]

        注:因變量:烘絲出口水分。

        通過線性回歸分析,得烘絲出入口水分變化關(guān)系為表9,其擬合決定系數(shù)為0.956,見表10。從擬合結(jié)果可知,烘絲出入口水分變化呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系。設(shè)烘絲入口水分為x,出口水分為y,則:y=0.178x+9.249。

        表10 模型擬合決定系數(shù)

        [模型\&R\&R 方\&調(diào)整 R 方\&標(biāo)準(zhǔn)估計的誤差\&1\&0.956\&0.914\&0.900\&0.01441\&]

        注:預(yù)測變量:(常量), 烘絲入口水分,因變量: 烘絲出口水分。

        3 結(jié)論

        通過烘絲出口水分的T均值檢驗,可知目前烘絲出口水分的與設(shè)定值間存在一定差異,控制水平上有待改進。由單因素方差檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同烘絲入口水分對出口水分影響是極顯著地,因此在改進烘絲出口水分控制時,需考慮烘絲入口水分變化的影響。此外,通過回歸分析給出了烘絲出入口水分間的關(guān)系模型,為烘絲出口水分控制提供參考。下一步可以通過烘絲入口水分控制結(jié)合其他烘絲參數(shù)進行正交實驗,尋找在當(dāng)前控制算法下,令烘絲出口水分滿足工藝設(shè)定值得最優(yōu)參數(shù)組合。

        參考文獻

        [1]葉春文,楊明權(quán),王兵.烘絲工藝參數(shù)對卷煙感官質(zhì)量的影響[J].煙草科技,2005(11).

        [2]廖章平.烘絲工序工藝參數(shù)優(yōu)化與應(yīng)用[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2012,40(32).

        [3]陳良元.卷煙生產(chǎn)工藝技術(shù)[M].鄭州:河南科學(xué)技術(shù)出版社,2002.

        [4]王小飛,彭曉燕,楊玉波,等.基于RBF-ARX模型的烘絲機出口含水率優(yōu)化控制方法[J].煙草科技,2014(1).

        [5]張建棟.廖國太.張輝,等.模糊控制在煙草工業(yè)煙絲干燥控制中的應(yīng)用[J].甘肅科技,2011(8).

        [6]Hong Lian Sng,Christopher H.Messom,Pik Kong Yue.Fuzzy hybrid PID controller of a steam heated dryer[C].1999 IEEE International Fuzzy Systems Conference FUZZ-IEEE'99,3.

        [7]徐俊山,康惠駿.烘絲機煙絲含水率的預(yù)測PI控制[J].電氣傳動自動化,2007,29(6).

        [8]胡建軍,周冀衡,熊燕.烘絲工藝參數(shù)對烘后葉絲質(zhì)量影響的研究[J].中國煙草學(xué)報,2007(06):24-29.

        (責(zé)編:張宏民)

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