張智慧

(重慶中煙有限責任公司黔江卷煙廠，重慶 409000)

葉絲干燥工序是制葉絲線的重要工序之一，其工藝任務是對高水分煙絲進行烘干處理，使其含水率控制在一定的標準范圍內(nèi)，滿足工藝要求。同時在煙絲烘干過程中，使煙絲產(chǎn)生明顯的膨脹，提高煙絲的填充力。黔江分廠的葉絲干燥設備是秦皇島煙草機械公司生產(chǎn)的管板式環(huán)形烘絲機，煙絲在烘絲機內(nèi)外筒體之間的環(huán)形空間內(nèi)，通過與筒壁、熱風充分接觸烘出煙絲中的水分，潮濕氣體則隨熱風通過排潮裝置排出。因生產(chǎn)開始和結(jié)尾階段烘絲機內(nèi)的煙絲流量遠遠低于工序設定流量，煙絲在烘絲機內(nèi)無法達到正常生產(chǎn)狀態(tài)下的水分平衡，形成干頭干尾煙絲。干頭干尾煙絲由于水分含量低(低于10%)，在生產(chǎn)過程中極易造碎，對原料消耗控制不利，對產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定也有負面影響。

一、問題與分析

(一)問題

現(xiàn)葉絲干燥工序物料設定流量為4 500 kg/h，含水率低于10%的干頭干尾煙絲量約48．9 kg/批次，超出了干頭干尾煙絲量不應高于物料設定流量的0．6%的工藝標準要求。

(二)影響因素

梳理影響葉絲干燥工序干頭干尾煙絲量的眾多因素，見圖1。

(三)原因分析

對影響葉絲干燥工序干頭干尾煙絲量的因素一一進行驗證和分析。一是驗證和分析機器設備方面的原因:(1)烘絲機排潮轉(zhuǎn)網(wǎng)堵塞，(2)熱風開度和排潮開度執(zhí)行不到位。經(jīng)排查實際無此兩種情況發(fā)生。二是驗證和分析人員操作方面的原因，是否未按要求進行操作。經(jīng)現(xiàn)場工作寫實，工序人員操作行為符合標準化作業(yè)要求。

圖1 影響葉絲干燥工序干頭干尾煙絲量的因素

料頭、料尾控制程序的啟動信號來源于葉絲干燥前的增溫增濕工序進口端的電子秤。生產(chǎn)開始階段，電子秤出現(xiàn)流量信號后料頭控制程序啟動，持續(xù)一段時間后，料頭控制程序結(jié)束，生產(chǎn)參數(shù)按照正常生產(chǎn)狀態(tài)執(zhí)行;生產(chǎn)結(jié)尾階段，電子秤流量信號消失后，經(jīng)過一定的延時時間，料尾控制程序啟動直至生產(chǎn)結(jié)束。

料頭控制程序包括3個參數(shù):料頭熱風開度、料頭排潮開度和料頭程序執(zhí)行時間。料尾控制程序包括3個參數(shù):料尾熱風開度、料尾排潮開度和料尾程序啟動延時。將料頭料尾參數(shù)與正常生產(chǎn)參數(shù)相對比，見表1。

為了驗證參數(shù)是否達到最優(yōu)，通過調(diào)整排潮閥門開度和控制時間來驗證相關(guān)參數(shù)是否影響干頭干尾量。料頭參數(shù)驗證，當前參數(shù)為對照A，試驗A1～A4為參數(shù)調(diào)整驗證試驗。料尾參數(shù)驗證，當前參數(shù)為對照B，試驗B1～B4為參數(shù)調(diào)整驗證試驗。驗證結(jié)果見表2、表3。

表1 改進前葉絲干燥料頭料尾與正常生產(chǎn)狀態(tài)參數(shù)對比

表2 葉絲干燥料頭控制程序驗證試驗

表3 葉絲干燥料尾控制程序驗證試驗

對料頭、料尾驗證試驗結(jié)果分析可知，干頭干尾量偏高的原因是:

(1)熱風風門控制不合理。料頭料尾控制程序的熱風開度與正常生產(chǎn)狀態(tài)一致，未考慮到葉絲流量降低后熱量需求量降低，熱量輸入偏大，造成煙絲含水率偏低。

(2)料頭料尾控制程序參數(shù)尚未達到最佳優(yōu)化狀態(tài)，任意改變熱風開度、排潮開度和控制時間3個參數(shù)中的其中一個，對干頭、干尾煙絲量均有影響且有降低現(xiàn)象，例如將現(xiàn)象參數(shù)組合中的排潮開度減小后，干頭、干尾煙絲量明顯降低。這說明目前參數(shù)組合不是最優(yōu)。

二、改進方法

(一)確定改進方向

針對造成干頭干尾煙絲量偏高的原因，確定改進方向:優(yōu)化包含熱風風門開度在內(nèi)的料頭料尾控制程序各參數(shù)，尋找最佳參數(shù)組合，在料頭料尾階段低流量煙絲干燥過程中達到熱量供給、水分逸出的最優(yōu)平衡，減少干頭干尾煙絲量。

(二)參數(shù)優(yōu)化

因為葉絲干燥工序的料頭控制程序和料尾控制程序相互獨立，互不影響，所以對料頭、料尾控制程序分別進行參數(shù)優(yōu)化。

1．參數(shù)水平劃分(表4、表5)

表4 料頭控制程序因素水平劃分

表5 料尾控制程序因素水平劃分

2．參數(shù)優(yōu)化

對料頭、料尾控制程序分別進行參數(shù)優(yōu)化，采用正交試驗，試驗計劃和試驗結(jié)果見表6。

從表6可以得出，由于y(每批次干頭干尾煙絲量)為望小值質(zhì)量特性指標，故最好的實驗條件為干頭控制程序A2B2C3和干尾控制程序A2B2C3，即料頭控制程序在電子秤有流量信號后啟動，排潮開度10%、熱風風門開度15%，持續(xù)280 s后恢復正常參數(shù)，此時干頭煙絲量最少，獲得最好效果;料尾控制程序在電子秤流量信號消失后延時90 s啟動，排潮開度10%、熱風風門開度15%，此時干尾煙絲量最少，獲得最好效果。

(三)實驗驗證

參數(shù)優(yōu)化調(diào)整完畢后，對干頭控制程序A2B2C3和干尾控制程序A2B2C3條件進行了10次驗證試驗，其結(jié)果見表7。從表7中可看出葉絲干燥工序的干頭干尾控制程序的改進達到了工藝技術(shù)標準要求。

表6 料頭控制程序正交試驗設計及計算

三、改進效果

通過合理調(diào)整料頭、料尾控制程序的相關(guān)參數(shù)，在生產(chǎn)開始和結(jié)尾的低流量時間段內(nèi)，適當減小熱風風門開度，降低熱量供給，減小排潮風門開度，降低水分逸出散發(fā)，有效地使干頭干尾煙絲量由改進前的48．9 kg降低到了23．7 kg。低水分煙絲量的降低，不但減少了煙葉原料的過程造碎，對煙絲含水率穩(wěn)定性的提升也起到了良好的推動作用。

［1］ 國家煙草專賣局．卷煙技術(shù)規(guī)范［S］．北京:中央文獻出版社，2003．

［2］ 陳良元．煙草生產(chǎn)技術(shù)［M］．鄭州:河南科學技術(shù)出版社，2002．