煙葉挑選作為打葉復烤初加工環(huán)節(jié),是卷煙生產(chǎn)的一個重要組成部分,卷煙工業(yè)企業(yè)對質(zhì)量的關注已逐漸前移到打葉復烤工藝技術,提出了在挑選和加工過程中實現(xiàn)“剔次去雜,混合均勻”的質(zhì)量要求[1]。從分級挑選工藝來看,目前國內(nèi)普遍采用的2種選葉方式,一是靜態(tài)挑選,即人工選葉、人工解把、邊選邊裝的方式,其主要缺點是勞動強度大、工作效率低、煙葉造碎大、物流組織零亂、質(zhì)量管理不易實時監(jiān)控;二是動態(tài)挑選,即在皮帶機上選葉并自動收集裝箱的方式,這種方式較好地解決了物流問題,但是動態(tài)過程中受原料穩(wěn)定性和挑選時間限制,挑選質(zhì)量難以保證[2]。盡管一些企業(yè)針對這一問題進行了改進創(chuàng)新,但都只是局部的,目前還沒有復烤企業(yè)對整個分級系統(tǒng)進行全面創(chuàng)新的報道。
動靜結(jié)合挑選工藝創(chuàng)新了思路,如圖1所示,即采用在線二級遞進式選葉工藝,實現(xiàn)煙葉原料把選和片選相結(jié)合。其中,把選主要任務是挑把剔次,初步提高純度;片選主要任務是二次提純彌補把選的不足。該工藝主要是通過備料階段、鋪葉初挑、解把初選、片煙精挑等工序,運用運輸帶的方式,采用動靜結(jié)合挑選提高生產(chǎn)效率、挑選純凈度和資源的利用率,使煙葉的部位、顏色更加均勻,滿足卷煙煙葉原料質(zhì)量需求。
由于動靜結(jié)合挑選線的運行,原有靜態(tài)挑選的質(zhì)量評價方法已不能適用,而目前動靜結(jié)合挑選模式尚未在其他復烤企業(yè)中應用,其質(zhì)量評價方法更沒有相關的參考。為此,筆者主要研究動靜結(jié)合挑選模式下,與之配套的過程檢驗和質(zhì)量判定指標,建立相應的質(zhì)量控制方法,確保煙葉原料挑選質(zhì)量。
常規(guī)煙葉分選質(zhì)量檢驗流程如圖2所示,一般是先根據(jù)卷煙企業(yè)的配方原料情況,制作標準樣品并對分選人員進行培訓,以平衡眼光,隨后進行煙葉地攤式分選,分選過程中根據(jù)流程進行初檢、復檢及抽檢,檢驗合格后入庫。
靜態(tài)挑選時,由于抽檢量、抽檢時間、頻率、地點容易人為控制,出現(xiàn)不合格情況可以隨時返工直到合格為止。一般情況下,質(zhì)檢員按要求對每個工地隨機抽取規(guī)定把數(shù),每把從正、反兩面進行外觀檢驗。質(zhì)檢員應按規(guī)定定期取樣檢驗,而且每天按要求對檢驗后煙葉進行隨機抽查。其質(zhì)量判斷標準為,經(jīng)檢驗若等級不符合的煙把數(shù)占所抽取的總煙把數(shù)的比例在規(guī)定范圍內(nèi),則判為合格;超過規(guī)定范圍,則判為不合格,并按規(guī)定向前追溯,若仍為不合格,則判該抽檢點該時段分級后煙葉為不合格。一類雜物或二、三類雜物在規(guī)定范圍內(nèi),則判為合格;超過規(guī)定范圍,則判定為不合格。
然而,對于動靜結(jié)合挑選模式,挑選過程需經(jīng)過鋪葉初挑、解把初選、潤葉松散、片煙精挑、自動裝架等工序,每個工序通過運輸帶成流水線形式環(huán)環(huán)相扣。不同于靜態(tài)挑選下的質(zhì)量檢驗流程,動態(tài)挑選下由于多工序影響必須對其進行更嚴格的過程控制,需對其檢驗流程進行重新的設計。另外,由于分選流程和分選效率的不同,其相關的抽檢方法也需要重新進行研究,例如為保證動態(tài)分選效率下的抽檢量、抽檢時間及頻率、不合格率處理等需進行相關試驗,并將試驗結(jié)果與靜態(tài)分選下的合格率判定標準進行對比保證其科學性。
動靜結(jié)合挑選流程中,包含把選工序、潤葉松散工序、定量喂料工序、片選工序和裝架工序。根據(jù)各工序的作用及質(zhì)量控制可操作性,確定了對把選、片選及裝架3個工序進行質(zhì)量檢驗控制以達到卷煙所需原料的質(zhì)量。各工序試驗檢驗點設為把選挑葉輸送帶末端、片選挑葉臺輸送帶匯總處末端、挑煙架落料口處3處,次葉則選擇在相應工序的次葉輸送帶末端。
把選工序是對煙葉進行初步整把挑選,將符合標樣要求的煙把放置在挑煙傳送帶上,不符合的煙把放置在次葉傳送帶上,并剔除霉煙和雜物。檢驗時,分別從把選挑葉輸送帶末端或把選次葉輸送帶末端在規(guī)定的時間段內(nèi)抽樣,對把選挑葉、把選次葉質(zhì)量進行檢驗,達到控制煙葉原料質(zhì)量的效果。片選工序是對經(jīng)過把選工序煙葉的二次提純,放行符合要求的片煙,剔除不符合的片煙并放置次葉傳送帶上,同時剔除霉煙和雜物。檢驗時,分別從片煙挑選臺匯總處末端和次葉傳送帶末端在規(guī)定的時間段內(nèi)抽樣,對片選挑葉、片選次葉質(zhì)量進行檢驗。裝架工序是將片選工序匯總煙葉按一定重量裝架。檢驗時,按一定比例從落料口處隨機抽取煙架并從中抽樣,對架裝片煙質(zhì)量進行檢驗。
對于把選、片選、裝架3個工序質(zhì)量檢驗中不合格品的處理,同樣不能簡單采用靜態(tài)挑選方法進行。由于煙葉是農(nóng)副產(chǎn)品,煙把純度存在參差不齊,把選工序?qū)⒚黠@不符合卷煙原料的煙把剔除,根據(jù)把選檢驗情況對片選工序二次提純進行加強,檢驗不合格則反饋檢驗工加強把選和片選。片選工序中,由選葉工將不符合卷煙原料的煙葉和雜物剔除,主次兩級煙葉分別收集,此工序決定最終挑選質(zhì)量,檢驗不合格則反饋進行返工處理,并前后進行追溯。經(jīng)過前兩道工序的挑選,裝架工序煙葉已基本符合卷煙原料的要求,再次檢驗主要是為了防止不合格品的出現(xiàn)。最終形成動靜結(jié)合挑選模式下的過程檢驗流程,如圖3所示。
動靜結(jié)合挑選模式,由于分選流程、效率與靜態(tài)挑選模式的不同,其相關的檢驗方法也需要重新進行研究,對相關的抽檢量、抽檢頻次、不合格率處理等都需進行相關的試驗,依據(jù)試驗結(jié)果并結(jié)合靜態(tài)分選判定標準確定形成動靜結(jié)合 挑選模式下的檢驗方法及判定標準。
3.1 試驗材料 通過煙葉動靜結(jié)合挑選線,對當年加工的福建三明C2F、湖南永州C2F、四川涼山C2F(云煙87)3個產(chǎn)地煙葉進行試驗,并按照卷煙企業(yè)要求制作對應分選標準樣品。
3.2 試驗方法 依據(jù)分選標準樣品對煙葉部位、顏色、油分、身份、色度等分級因素進行檢驗;對挑選線把選工序、片選工序和裝架工序煙葉分選質(zhì)量進行檢驗,并計算合格率(合格率=符合要求的數(shù)量÷抽查樣品總數(shù)量×100%);通過對化學成分進行分析,了解挑選質(zhì)量的波動性。
3.3 試驗方案設計 該試驗方案設置對取樣量、取樣頻次和不合格品處置進行試驗,取樣量對判定煙葉合格率有一定影響,取樣量越大對煙葉合格率的判定影響越小;取樣頻次與控制煙葉挑選質(zhì)量相關性較強,取樣頻次越高越有利于煙葉挑選質(zhì)量的控制。本著有利于煙葉挑選質(zhì)量控制和便于實際操作原則,對各工序因素、水平之間進行如下設計:
3.3.1 把選工序。取樣量設計為20、30、40把3個水平,分別用A1、A2、A3表示;取樣頻次設計為1次/h、1次/2 h 2個水平,分別用B1、B2表示。
3.3.2 片選工序。取樣量設計為 1.5、2.0、2.5 kg 3 個水平,分別用A1、A2、A3表示;取樣頻次設計為1次/h、1次/2 h 2個水平,分別用B1、B2表示。
3.3.3 裝架工序。裝架工序取樣量設計為 1.5、2.0、2.5 kg 3個水平,分別用A1、A2、A3表示;裝架工序取樣頻次設計為1次/20架、1次/40架2個水平,分別用B1、B2表示。
4.1 取樣量、取樣頻次試驗
4.1.1 把選工序。各因素水平間相交試驗分析結(jié)果分別見表1。從表1可以看出,各處理合格率的平均值均在90%以上,各處理間標準偏差及變異系數(shù)差異性均不大。各處理對等級合格率影響的顯著性檢驗分析可以看出,把選質(zhì)量與時間及其二者的交互作用對等級合格率的影響均不顯著。上述各處理檢驗用時均在5 min以內(nèi),應用到動靜結(jié)合挑選線時間約束較小,采用上述某一個處理均可,因此在把選工序試驗采取1 h檢驗1次,抽檢把數(shù)為30把。
4.1.2 片選工序。各因素水平間相交試驗處理設計和試驗分析結(jié)果分別見表2。從表2可以看出,平均合格率以A1B1最大,A2B2最小;片選質(zhì)量與時間及其二者的交互作用對等級合格率的影響均不顯著。鑒于片選過程時間操作問題,取樣量1.5 kg的檢驗時間平均值為 8.5 min,2.0 kg 的檢驗時間平均值為 10.5 min,2.5 kg 的檢驗時間平均值為12.2 min。結(jié)合實際生產(chǎn)與便于操作性,得出此工序取樣量2.0 kg,取樣頻次為1 h檢驗1次。
表1 把選工序不同取樣量、取樣頻次試驗煙葉合格率情況
表2 片選工序不同取樣量、取樣頻次試驗煙葉合格率情況
4.1.3 裝架工序。各因素水平間相交試驗處理設計和試驗分析結(jié)果分別見表3。從表3可以看出,各處理間的標準偏差、變異系數(shù)差別較小,各處理的等級合格率以處理A3B1最大,A3B2最小,但各處理間的差異均不顯著。各處理對等級合格率影響的顯著性檢驗分析表明,裝架質(zhì)量與時間及其二者的交互作用對等級合格率的影響均不顯著。
從檢驗過程時間分析看,取樣量1.5 kg的檢驗時間平均值為10 min,2.0 kg 檢驗時間平均值為13.5 min,2.5 kg 檢驗時間平均值為14.5 min。鑒于挑選線包含4個落料口(每小時落料70架左右),因此檢測頻次為20架次將會不便于生產(chǎn)操作。因此,綜合上述可以得出此工序取樣頻次為40架,取樣量為 2.0 kg。
表3 裝架工序不同取樣量、取樣頻次試驗煙葉合格率情況
4.2 不合格品處理(片挑) 不合格品處理試驗是為了研究動靜結(jié)合挑選線出現(xiàn)不合格品時的處理方法。對于挑選線不合格品處理一般有2種情況:一是不合格品在生產(chǎn)線上回填進行再次挑選;二是不合格品在一指定區(qū)域靜態(tài)下再次挑選。該試驗本著便于實際操作的原則,選取2架合格率分別為78.51%和79.24%的煙葉(合格率標準為≥80%),分別進行動態(tài)回填處理和靜態(tài)分選處理。
4.2.1 處理效率。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),2人對不合格品進行動態(tài)回填處理,通過挑選線重新挑選,共用時13 min,經(jīng)復檢后合格率達到84.3%。5人對架煙不合格品進行靜態(tài)再次分選處理,共用時55 min,經(jīng)復檢時合格率達到88.6%??梢?,靜態(tài)處理后的煙葉合格率較動態(tài)高4.3%,但是耗時耗工較大,且動態(tài)處理后煙葉合格率已達到正常要求,因此對不合格品處理,宜回填到挑選線上重新挑選。需要注意的是,根據(jù)檢驗時間,實際生產(chǎn)中須預留適當?shù)膱龅貙ρb架后煙葉暫時停放,以方便出現(xiàn)不合格品時進行質(zhì)量追溯。
4.2.2 化學成分。當裝架工序出現(xiàn)不合格品時,考慮通過化學成分分析來確定是否進行返工。為此,在裝架工序進行外觀質(zhì)量評價的同時留取部分樣品進行化學成分分析,試驗結(jié)果見表4。
表4 煙堿含量波動與合格率波動關系比較 %
從表4可以看出,煙堿的波動性比較大,而合格率的波動比較小,說明用化學成分來確定不合格煙葉是否返工意義不大。
4.3 質(zhì)量評價方法的驗證性分析 為了驗證試驗方案所得出的結(jié)論是否能夠適應動靜挑選質(zhì)量控制的要求,加工遼寧C選時,進行了驗證,驗證結(jié)果見表5。
從表5可以看出,把選工序安排2人對把葉挑選工序4條挑選支線進行質(zhì)量評價,通過對數(shù)據(jù)分析可以得出,按30把/h的要求檢驗,煙葉平均合格率92%,合格率大于85%的占到98.9%,合格率大于90%的占到87.2%。
片選工序安排3人對片葉挑選工序4條挑選支線進行質(zhì)量評價,通過對檢驗數(shù)據(jù)分析得出,按2.0 kg/h要求檢驗,挑后煙葉平均合格率為85.5%,合格率達到80%以上為100%,合格率達到85%以上的為52%,合格率達到90%以上為13%。
表5 質(zhì)量評價方法的驗證性試驗結(jié)果
裝架工序安排1人進行質(zhì)量評價,通過片選工序所有檢驗數(shù)據(jù)分析得出,按2.0 kg/20架要求檢驗,煙葉平均合格率為84.4%,合格率達到80%以上為100%,合格率達到85%以上的為30%,合格率達到90%以上為0。
從驗證的結(jié)果看,片選工序挑選質(zhì)量的檢驗合格率與架煙工序質(zhì)量的檢驗合格率相吻合,其中片選工序的合格率高于架煙工序合格率,由于架煙是由2條片選工序挑煙匯總出來的。因此,架煙工序合格率低于片選工序的合格率,是不可避免的。
通過對動靜結(jié)合挑選模式下常規(guī)煙葉分選質(zhì)量檢驗評價方法的不適用性分析,結(jié)合常規(guī)挑選中部分合格率判斷標準參考,確定了質(zhì)量評價方法的主要內(nèi)容,也保證該質(zhì)量評價方法的合理性和科學性。
通過對動靜結(jié)合挑選線各工序特點進行分析,確定了該模式下煙葉質(zhì)量檢驗的工序及取樣點,并形成了煙葉質(zhì)量評價的流程。分別對動靜結(jié)合挑選線的抽檢量、抽檢頻次、不合格率處理等都需進行相關的試驗,確立動靜結(jié)合挑選模式下的檢驗方法及判定標準。最終形成了動靜結(jié)合挑選模式下煙葉質(zhì)量評價方法。
通過對該模式下質(zhì)量評價方法進行驗證及應用表明,該方法能很好地對煙葉質(zhì)量進行管控,滿足了卷煙原料的挑選要求。
由于該方法作為一種探索性質(zhì)量評價方法,無相關參考,必定還有一些不足之處,后續(xù)還需更多的實踐進行檢驗和調(diào)整。
[1]楊凱,陳清,徐其敏,等.打葉復烤配方均勻性控制模式研究[J].煙草科技,2012(12):14 -17.
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