姚二民 邵 寧 李 曉 江雪彬 張明亞 徐秀峰

(1. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450000；2. 貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴陽(yáng)卷煙廠，貴州 貴陽(yáng) 550001)

卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)卷煙成品率影響研究

姚二民1邵 寧1李 曉1江雪彬1張明亞2徐秀峰2

(1. 鄭州輕工業(yè)學(xué)院食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450000；2. 貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司貴陽(yáng)卷煙廠，貴州 貴陽(yáng) 550001)

運(yùn)行參數(shù)；回收絲；供絲總量；剔梗量；成品率

成品率是卷煙生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出的合格制品的產(chǎn)量與實(shí)際總產(chǎn)量的比例關(guān)系，它代表了卷煙企業(yè)的原料消耗情況[1]。成品率越高說(shuō)明產(chǎn)出越大，原料利用越充分。近年來(lái)煙草行業(yè)的主要目標(biāo)是消除各種浪費(fèi)、優(yōu)化資源配置、提升效率和效益，將精益改善理念引入到企業(yè)生產(chǎn)中[2]。隨著卷煙原料的穩(wěn)定性和制絲工藝水平的不斷提高，成品煙絲質(zhì)量的穩(wěn)定性越來(lái)越高，但目前固有的卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)在生產(chǎn)不同檔次卷煙時(shí)所產(chǎn)生的原料消耗是不同的[3-9]。如何根據(jù)卷煙產(chǎn)品的檔次對(duì)卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到原料利用最大化，這方面卻鮮有報(bào)道。本研究嘗試對(duì)卷煙機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)和成品率進(jìn)行回歸分析，得到兩者間具體的關(guān)系，為提高卷煙生產(chǎn)的穩(wěn)定性提供技術(shù)支持。為了達(dá)到降低原料消耗、提高成品率的目的，試驗(yàn)擬對(duì)卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)與煙支成品率的關(guān)系進(jìn)行研究，確定對(duì)不同檔次卷煙的成品率影響較大的運(yùn)行參數(shù)并由此對(duì)卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，旨在為實(shí)際生產(chǎn)中針對(duì)不同檔次卷煙調(diào)整卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料、設(shè)備與方法

1.1 材料與設(shè)備

A、B、C 3個(gè)不同牌號(hào)卷煙的配方煙絲：含梗絲率分別為5%，8%，12%，貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司；

電子天平：PL3001-SMettler型，瑞士Mettle公司；

卷煙機(jī)：PROTOS 70型，德國(guó)虹霓機(jī)械制造股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

(1) 試驗(yàn)條件：固定機(jī)臺(tái)、同一操作人員(同一抽樣時(shí)間)，進(jìn)行跑條絲重、回收絲重、供絲總量、剔梗量的取樣。

(2) 取樣點(diǎn)：SE型卷煙機(jī)煙槍出口(跑條絲)、回送煙絲貯存區(qū)(回收絲)、VE喂絲機(jī)二次分離器出口。

(3) 取樣方法：卷煙機(jī)正常生產(chǎn)后，用取樣盤(pán)在各個(gè)取樣點(diǎn)從計(jì)時(shí)開(kāi)始對(duì)6 s內(nèi)接取的樣品進(jìn)行稱(chēng)重測(cè)量，每天抽樣3次，間隔30 min，樣品混合后檢測(cè)并記錄結(jié)果。

(4) 試驗(yàn)方法：按GB 5606.6—2005及文獻(xiàn)[10]執(zhí)行。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

采用Mathematica4.0軟件Linear Regression算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)卷煙成品率影響研究

以各牌號(hào)成品率為指標(biāo)，以跑條絲重量、回絲重量、供絲總量以及剔除梗簽量為自變量，采用Mathematica 4.0軟件Linear Regression算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析。得到A、B、C牌號(hào)自變量參數(shù)估計(jì)表和模型匯總表，結(jié)果見(jiàn)表1、2。

由表1參數(shù)估分析結(jié)果可以擬合出各牌號(hào)卷煙因變量與自變量的曲線方程見(jiàn)式(1)～(3)。

表1 不同牌號(hào)回歸方程參數(shù)估計(jì)表

表2 不同牌號(hào)回歸方程模型匯總表

(1)

YB=98.250+8.290E-03X3-1.170E-03X2X4，

(2)

YC=72.991+1.262X4+7.550E-05X2X3。

(3)

對(duì)于A牌號(hào)卷煙，從表2的R2=0.990以及表3方差分析顯著水平P=0.028<0.05，得出該模型顯著。表1中跑條絲重量(X1)與回絲重量(X2)對(duì)成品率有著顯著的正相關(guān)關(guān)系，顯著性水平分別是P=0.019 2和P=0.019 8；跑條絲重量(X1)與供絲總量(X3)有著顯著的交互作用且對(duì)成品率成負(fù)相關(guān)關(guān)系，顯著性水平為P=0.019 1。

對(duì)于B牌號(hào)卷煙，根據(jù)表2中R2=0.994以及表3中方差分析顯著水平P=0.005 3<0.01，得出該模型極顯著；表1中回絲量(X2)與剔除梗簽量(X4)的交互作用與成品率呈極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系(P=0.004 0)，供絲總量(X3)對(duì)成品率有著顯著的正相關(guān)關(guān)系(P=0.012 0)。

表3 不同牌號(hào)回歸方程方差分析表

對(duì)于C牌號(hào)卷煙，從表2中R2=0.999以及表3的方差分析顯著水平P=0.036<0.05，看出該模型顯著；表1中剔除梗簽量(X4)對(duì)成品率有著顯著的正相關(guān)關(guān)系，顯著性水平為P=0.020 0。供絲總量(X3)與回絲重量(X2)之間有著顯著的交互作用且對(duì)成品率成顯著正相關(guān)關(guān)系(P=0.039 0)。

2.2 卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化方案的研究

各參數(shù)對(duì)B牌號(hào)卷煙成品率的影響強(qiáng)弱順序?yàn)閄2X4>X3。B牌號(hào)煙絲中梗絲比例居中，供絲總量、回絲量與剔除梗簽量?jī)烧邔?duì)成品率起重要影響。當(dāng)供絲總量越大且回絲量與剔梗量?jī)烧呓换プ饔帽壤叫r(shí)成品率越大。依據(jù)以上分析對(duì)B牌號(hào)卷煙生產(chǎn)時(shí)卷煙機(jī)參數(shù)調(diào)整為：① 適量增加供絲總量；② 對(duì)剔梗(二次風(fēng)分)的風(fēng)門(mén)開(kāi)度進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)。

各參數(shù)對(duì)C牌號(hào)成品率的影響強(qiáng)弱順序?yàn)閄4>X2X3。C牌號(hào)卷煙煙絲中梗絲比例最高，剔梗量對(duì)其成品率有顯著影響；剔除梗簽量越大，成品率也越大；供絲總量與回絲重量交互作用越小，成品率越大。依據(jù)以上分析對(duì)C牌號(hào)卷煙生產(chǎn)時(shí)卷煙機(jī)參數(shù)調(diào)整為：① 適量增加供絲總量；② 適當(dāng)增大剔梗的(二次風(fēng)分)的風(fēng)門(mén)開(kāi)度。

2.3 運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化后的生產(chǎn)驗(yàn)證

參數(shù)優(yōu)化的最終目的是提高卷煙成品率及其穩(wěn)定性，根據(jù)以上分析對(duì)生產(chǎn)3種不同牌號(hào)卷煙時(shí)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化是：在均提高供絲總量情況下，A牌號(hào)減小二次風(fēng)門(mén)開(kāi)度、B牌號(hào)雙向調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度、C牌號(hào)增大二次風(fēng)門(mén)開(kāi)度。根據(jù)1.2中試驗(yàn)方法在相同條件下對(duì)優(yōu)化后的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集整理并與優(yōu)化前數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表4。由表4可知，在參數(shù)優(yōu)化后, 各牌號(hào)卷煙成品率均有不同程度提高；從平均值看，在優(yōu)化后的成品率均高于優(yōu)化前，其中C牌號(hào)卷煙成品率提高程度最大，提高了2.6%。因此，可以判定各牌號(hào)卷煙成品率在卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化后有所提高。

對(duì)表4 進(jìn)行雙因素方差分析，結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知，卷煙的成品率差異與牌號(hào)因素相關(guān)極顯著，與風(fēng)門(mén)開(kāi)度因素相關(guān)極顯著。卷煙牌號(hào)和風(fēng)門(mén)開(kāi)度之間不存在交互作用。

3 結(jié)論

(1) 對(duì)卷煙成品率和主要卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)建立多項(xiàng)式回歸模型，經(jīng)驗(yàn)證，表明所建立的回歸方程的P值均小于0.05有較高的擬合度，說(shuō)明模型可表征各運(yùn)行參數(shù)與成品率之間的關(guān)系，可為卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化和卷煙成品率的預(yù)測(cè)提供一定的參考。

表4 參數(shù)優(yōu)化對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

表5 參數(shù)優(yōu)化對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果的雙因素方差分析

Table5Twofactorvarianceanalysisofparameteroptimizationandcomparisontestresults

差異源平方和自由度均方F值顯著性牌號(hào)7.15923.5808.0950.002風(fēng)門(mén)開(kāi)度4.84014.84010.9460.003牌號(hào)×風(fēng)門(mén)開(kāi)度18.02429.01220.3810.650誤差10.612240.440

(2) 不同的卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)不同的牌號(hào)成品率影響強(qiáng)度是不同的，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，對(duì)A、B、C3個(gè)牌號(hào)卷煙成品率影響較大的參數(shù)分別是：回絲量、供絲總量與回絲量的交互作用、剔除梗簽量。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，回絲量與剔除梗簽量、供絲總量與跑條絲之間的交互作用對(duì)成品率都有一定的影響。參數(shù)優(yōu)化后經(jīng)生產(chǎn)驗(yàn)證表明：優(yōu)化后的成品率均高于優(yōu)化前，成品率最大提高了2.6%。因此在生產(chǎn)中優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)時(shí)，不僅要考慮一個(gè)或幾個(gè)運(yùn)行參數(shù)對(duì)成品率的影響，還應(yīng)從整體上考慮運(yùn)行參數(shù)之間的交互作用，以達(dá)到提高成品率的目的。

(3) 本試驗(yàn)的研究結(jié)果，為研究卷煙機(jī)運(yùn)行參數(shù)對(duì)卷煙成品率的影響提供了新思路和新方法，但是不同卷煙企業(yè)在不同產(chǎn)品中使用的卷煙機(jī)機(jī)型與卷煙配方均不同，應(yīng)根據(jù)卷煙產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求和卷煙機(jī)的具體特點(diǎn)，通過(guò)試驗(yàn)確定出與之相適應(yīng)的關(guān)鍵工藝技術(shù)參數(shù)，因此，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用還需進(jìn)一步深入研究。

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The effects of operating parameters of cigarette making machine on cigarette yield

YAO Er-min1SHAONing1LIXiao1JIANGXue-bing1ZHANGMing-ya2XUXiu-feng2

(1.CollegeofFoodandBioeng,ZhengzhouUniv.ofLightInd.,Zhengzhou,Henan450000,China; 2.GuizhouTobaccoIndustryCo.,Ltd.GuiyangCigaretteFactory,Guiyang,Guizhou550001,China)

operating parameter; the amount of yarn feeding; the total amount of yarn supply; the volume of ticking; yield

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.12.044

貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司科技創(chuàng)新項(xiàng)目(編號(hào)：貴煙工科201011)

姚二民，男，鄭州輕工業(yè)學(xué)院教授。

徐秀峰(1968—)女，貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司工程師。E-mail:424032635@qq.com

2016—11—06