薄板烘絲機(jī)筒壁溫度合格率的研究與提高

摘 要： 薄板烘絲機(jī)在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了筒壁溫度合格率較低的問題，嚴(yán)重影響卷煙產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)及物理指標(biāo)，同時也造成煙絲整絲率下降。經(jīng)對可能影響薄板烘絲機(jī)筒壁溫度合格率各因素的分析，發(fā)現(xiàn)排潮風(fēng)門開度、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和熱風(fēng)溫度對筒壁溫度的影響顯著。為此，通過調(diào)節(jié)排潮風(fēng)門開度、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)和補(bǔ)償熱風(fēng)溫度，將筒壁溫度的合格率提高到了90%，煙絲出絲率由69%提高到了72%，節(jié)約資金256.7萬元。

關(guān)鍵詞： 薄板烘絲機(jī)；筒壁溫度；排潮風(fēng)門開度；排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；補(bǔ)償熱風(fēng)溫度

中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

0 引言

薄板烘絲機(jī)是制葉絲工藝線上的重要設(shè)備之一，其功能是對煙絲進(jìn)行烘干處理，使其含水率符合工藝標(biāo)準(zhǔn)，其采用復(fù)合干燥技術(shù)，即通過傳導(dǎo)、輻射、強(qiáng)制對流（熱風(fēng)） 3 種加熱方式[1-2]去除葉絲中的部分水分，滿足后續(xù)工序加工要求，并改善和提高葉絲的感官質(zhì)量[3]。

由于煙絲通過烘絲機(jī)的時間較長，筒壁溫度的高低對烘后煙絲含水率及內(nèi)在感官品質(zhì)有著重要的影響，且超出一定筒溫范圍后，隨著筒壁溫度的升高，部分內(nèi)在質(zhì)量的指標(biāo)呈下降趨勢，因此，必須使筒壁溫度穩(wěn)定在工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)薄板烘絲機(jī)筒壁溫度合格率較低，不能滿足工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。經(jīng)對可能影響筒壁溫度的各因素的研究，發(fā)現(xiàn)排潮風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和補(bǔ)償熱風(fēng)溫度為影響筒壁溫度合格率的主要原因，為此，對這些原因進(jìn)行了研究，以提高筒壁溫度合格率。

1問題分析

生產(chǎn)過程中，整個制絲線的工藝流程圖如圖1所示。

從工藝流程圖中可以看出，影響到薄板烘絲機(jī)筒壁溫度合格率的工藝流程有3個，分別為儲葉、HT增溫增濕和薄板烘絲。通過細(xì)化流程圖，根據(jù)影響的嚴(yán)重程度進(jìn)行了分析評分，發(fā)現(xiàn)排潮風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和補(bǔ)償熱風(fēng)溫度為影響筒壁溫度合格率的主要因素[4]。

1.1排潮風(fēng)門開度和排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速

排潮風(fēng)門開度和排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速通過影響薄板烘絲的排潮效果，進(jìn)而影響筒壁溫度，分別選取排潮風(fēng)門開度70%、75%、80%和排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速30Hz、40Hz、50Hz三個水平，對每個水平做5次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，并對各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。

經(jīng)過對測得數(shù)據(jù)的分析，可以看出，排潮風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及二者的交互作用均對筒壁溫度影響均顯著。

1.2補(bǔ)償熱風(fēng)溫度

由于補(bǔ)償熱風(fēng)是直接進(jìn)入烘絲機(jī)內(nèi)部，影響著煙絲溫度的同時，也與筒壁內(nèi)部接觸發(fā)生熱傳遞，所以在熱風(fēng)溫度100℃、110℃、120℃三個水平下各進(jìn)行了10次試驗(yàn)來分析筒壁溫度與補(bǔ)償熱風(fēng)溫度之間的相關(guān)關(guān)系。

對不同補(bǔ)償熱風(fēng)溫度下測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出，補(bǔ)償熱風(fēng)溫度對筒壁溫度具有顯著性影響。

2問題改進(jìn)

經(jīng)以上分析可知，排潮風(fēng)門開度、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和補(bǔ)償熱風(fēng)溫度對筒壁溫度的合格率有顯著的影響，因此，以這些因素為因子進(jìn)行建模，以取得最佳解決方案。

2.1排潮風(fēng)門開度和排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速DOE試驗(yàn)

以排潮風(fēng)門開度和排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為因子，選取排潮風(fēng)門開度70%、80%兩個高低水平，排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速30Hz、50Hz兩個高低水平，中心點(diǎn)選取3個，仿行數(shù)為2建立DOE試驗(yàn)，如表3所示，并進(jìn)行了相應(yīng)的分析。

對數(shù)據(jù)進(jìn)行DOE試驗(yàn)，從響應(yīng)優(yōu)化圖可以看出，當(dāng)排潮風(fēng)門開度為75.3%，排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為50Hz時，薄板烘絲機(jī)筒壁溫度最合適。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，選擇工作時潮風(fēng)門開度為75%，排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為50Hz。

根據(jù)該模型在新設(shè)計點(diǎn)處對 筒壁溫度℃ 的預(yù)測響應(yīng)：其擬合值為141.0，擬合值標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.376032，95%的置信區(qū)間為139.466—141.122，95%的預(yù)測區(qū)間為138.743—141.845.

根據(jù)排潮風(fēng)門開度75%、排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速50Hz時，抽取5批薄板烘絲機(jī)筒壁溫度，分別為141.0，139.4，140.1，140.8，139.9，均落入預(yù)測區(qū)間，證明所選模型有效。

2.2補(bǔ)償熱風(fēng)溫度單因子方差分析

取補(bǔ)償熱風(fēng)溫度100、105、110、115、120五個水平，并分別對各水平下的筒壁溫度測試10次，隨后對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行單因子方差分析，如表5所示。

由以上分析可以看出，通過擬合線圖分析得到的回歸方程，得到回歸方程為：筒壁溫度℃= -76.7 + 3.368 補(bǔ)償熱風(fēng)溫度℃ - 0.0127 補(bǔ)償熱風(fēng)溫度℃**2[5-6]

即：y=-76.7+3.368x-0.0127x2

根據(jù)上述方程可以得出：x=109.81時，即熱風(fēng)溫度為109.81℃時，薄板烘絲機(jī)筒壁溫度達(dá)到最佳值。由于現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)需求，將補(bǔ)償熱風(fēng)溫度取整設(shè)定為110℃。

其擬合值為139.564，擬合標(biāo)準(zhǔn)誤差為0.193，95%置信區(qū)間為139.176—139.952，95%預(yù)測區(qū)間為137.794—142.334。

根據(jù)后期得出的結(jié)果，按照熱風(fēng)溫度55℃，補(bǔ)償熱風(fēng)溫度為110，抽取的5批筒壁溫度數(shù)據(jù)，分別為141.0，141.2，139.0，139.8，141.9，均落入預(yù)測區(qū)間，證明所選模型是有效的。

綜上所述，當(dāng)排潮風(fēng)門開度為75%，排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為50Hz，補(bǔ)償熱風(fēng)溫度為110時，薄板烘絲機(jī)筒壁溫度合格率達(dá)到最佳狀態(tài)。

3結(jié)論

經(jīng)對影響筒壁溫度各因素的分析論證，得到了控制筒壁溫度合格率的最佳方案，即排潮風(fēng)門開度為75%，排潮風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為50Hz，補(bǔ)償熱風(fēng)溫度為110，在此狀態(tài)下，經(jīng)一段時間的穩(wěn)定運(yùn)行，筒壁溫度的合格率提高到了91.22%，煙絲的合格率提高到了72%，年節(jié)約煙絲量96860kg，價值約256.7萬元。

參考文獻(xiàn)

[1]云南昆船第二機(jī)械有限公司.SH625 型薄板烘絲機(jī)使用說明書[G].2007.

[2]鄧國棟，王宏生，李斌.滾筒烘絲機(jī)中煙絲運(yùn)動的模擬與試驗(yàn)[J].煙草科技， 2007（ 9） ： 13-18.

[3] 國家煙草專賣局.卷煙工藝規(guī)范[M].北京： 中央文獻(xiàn)出版社，2003.

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[5]王華軍. 薄板烘絲機(jī)參數(shù)與耐加工性關(guān)系研究[J].山東工業(yè)技術(shù).2016（2）：176.

[6] 劉炳軍，李江.薄板式烘絲機(jī)工藝參數(shù)相關(guān)性研究[J].大眾科技. 2012（10）：93—95.

作者簡介：石懷忠（1970—），電器維修高級技師，主要從事設(shè)備管理工作。