摘 要：國內(nèi)中高檔卷煙主要采用“HT+滾筒烘絲”的工藝流程，其中HT為隧道式回潮機(jī)，控制烘前水分主要通過控制HT入口水分實(shí)現(xiàn)。HT入口水分的穩(wěn)定性是影響卷煙產(chǎn)品感官質(zhì)量的重要指標(biāo)。文章羅列出可能影響HT入口水分的因素，通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)逐步分析HT入口水分的均值和標(biāo)偏，針對(duì)顯著因素建立數(shù)學(xué)模型并評(píng)價(jià)，最終得出各顯著影響因素的最優(yōu)水平。

關(guān)鍵詞：HT入口水分；試驗(yàn)設(shè)計(jì)；數(shù)學(xué)模型；影響因素

煙絲烘前水分的控制在卷煙加工企業(yè)制絲生產(chǎn)中十分重要，烘前水分的均衡性、穩(wěn)定性，直接影響卷煙產(chǎn)品的內(nèi)在品質(zhì)。國內(nèi)中高檔卷煙主要采用“HT+滾筒烘絲”的工藝流程，其中HT為隧道式回潮機(jī)，主要通過控制蒸汽壓力來保證烘絲入口溫度，其對(duì)水分控制能力較弱。如何穩(wěn)定HT入口水分，是穩(wěn)定卷煙品牌感官質(zhì)量的重要研究方向。據(jù)此，特進(jìn)行本次研究，以找出穩(wěn)定HT入口水分的顯著參數(shù)，得到數(shù)學(xué)模型并確定其最優(yōu)組合。

1 試驗(yàn)材料和方法

（1）試驗(yàn)材料：利群（新版）配方片煙，按制絲工藝標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；

（2）試驗(yàn)方法：運(yùn)用因果矩陣找出所有可能影響HT入口水分的因素并區(qū)分可控性，通過增加中心點(diǎn)的部分因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)逐步分析HT入口水分的均值和標(biāo)偏，建立數(shù)學(xué)模型并得到顯著因素的最優(yōu)組合。

2 試驗(yàn)實(shí)施

2.1 選擇參數(shù)

按工藝流程走向，通過因果矩陣確定可能影響因素如表1所示，其中潤(rùn)葉出口水分設(shè)定值、貯葉房環(huán)境溫濕度、貯葉房空調(diào)出風(fēng)口開度可在工藝范圍值內(nèi)進(jìn)行調(diào)整（c），為可控；貯存時(shí)間按生產(chǎn)進(jìn)度執(zhí)行，為不可控范疇（u）。參數(shù)總數(shù)為5。

2.2試驗(yàn)方案

按照工藝標(biāo)準(zhǔn)的范圍極值，我們選定各參數(shù)的水平并編碼，編碼后可以直接查看數(shù)學(xué)模型的系數(shù)，對(duì)各個(gè)因子的影響程度進(jìn)行排序。因試驗(yàn)因子總數(shù)為5、每因子兩水平。為避免試驗(yàn)次數(shù)過多，采用分辨率為四的1/2因子試驗(yàn)。由于影響可能是非線性，故增加1次中心點(diǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證曲線關(guān)系。試驗(yàn)總次數(shù)為2^（5-1）+1即17次。具體取值及編碼如表2。

2.3試驗(yàn)結(jié)果

為減少試驗(yàn)誤差，采用隨機(jī)的運(yùn)行序，分別記錄HT入口水分的均值和標(biāo)偏，錄入試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

2.4 試驗(yàn)分析

按照分析步驟，首先對(duì)HT入口水分的“均值”實(shí)施分析。通過逐步縮減模型，依次將表現(xiàn)不顯著的三因子交互、兩因子交互及不顯著的單因子逐步剔除，得到最終的分析結(jié)果，如圖1所示。

分析結(jié)果顯示：僅有“潤(rùn)葉出口水分設(shè)定值”、“貯葉房環(huán)境溫度”、“貯葉房環(huán)境濕度”對(duì)HT入口水分均值影響顯著，其余單因子及混雜影響均不顯著；中心點(diǎn)P值>0.05，說明無彎曲現(xiàn)象，即HT入口水分的均值和3個(gè)因子之間均為線性關(guān)系；R-sq>85%，失擬P值>0.05，說明數(shù)學(xué)模型擬合度高、試驗(yàn)誤差小。

按已編碼單位系數(shù)，數(shù)學(xué)模型確定為：均值=19.49+0.12（出口水分）-0.15（溫度）+0.27（濕度），其中各因子均為編碼單位。

按照同樣的方法分析各可能因素對(duì)HT入口水分標(biāo)偏的影響，分析結(jié)果如圖2所示。

分析結(jié)果顯示：各可能因素對(duì)HT入口水分標(biāo)偏的影響均不顯著。因此，忽略各因素對(duì)HT入口水分標(biāo)偏的影響，僅將其作為均值的共變量來考慮。

2.5 得出最優(yōu)組合參數(shù)

為確保HT入口水分無偏移、波動(dòng)小，需使最優(yōu)組合需滿足兩個(gè)條件：均值望目即最接近標(biāo)準(zhǔn)中心（按利群制絲工藝標(biāo)準(zhǔn)為19.6%），共變量標(biāo)偏望小。

通過如圖3的響應(yīng)優(yōu)化器，確定最優(yōu)組合參數(shù)為：潤(rùn)葉出口水分21.4%，貯葉房環(huán)境溫度32.5℃，貯葉房環(huán)境濕度70%。

2.6 調(diào)整最優(yōu)組合

按《卷煙工藝規(guī)范》，貯葉房環(huán)境溫度為35（±2）℃-40（±2）℃，即最低溫度為33℃，可按照編碼后的數(shù)學(xué)模型對(duì)各參數(shù)作相應(yīng)調(diào)整：將溫度提高0.5℃（+0.2編碼單位），提高潤(rùn)葉出口水分0.25%（+0.25編碼單位）。調(diào)整后最優(yōu)組合參數(shù)為：潤(rùn)葉出口水分21.65%，貯葉房環(huán)境溫度33℃，貯葉房環(huán)境濕度70%。

同時(shí)，數(shù)學(xué)模型的建立可為參數(shù)的季節(jié)性調(diào)整預(yù)留空間，當(dāng)冬季貯葉房?jī)?nèi)外溫差大、電器設(shè)備凝水嚴(yán)重時(shí)，可適當(dāng)修正組合參數(shù)，滿足HT入口水分的持續(xù)穩(wěn)定，對(duì)卷煙生產(chǎn)過程指標(biāo)的調(diào)整具有指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：喻剛（1987，8-），男，漢族，河南省信陽市人，四川中煙綿陽卷煙廠，工藝管理員，中質(zhì)協(xié)注冊(cè)六西格瑪黑帶，工學(xué)學(xué)士，現(xiàn)主要從事煙草加工工藝相關(guān)工作。