降低叶丝干燥干头干尾量

张智慧

(重庆中烟有限责任公司黔江卷烟厂，重庆 409000)

叶丝干燥工序是制叶丝线的重要工序之一，其工艺任务是对高水分烟丝进行烘干处理，使其含水率控制在一定的标准范围内，满足工艺要求。同时在烟丝烘干过程中，使烟丝产生明显的膨胀，提高烟丝的填充力。黔江分厂的叶丝干燥设备是秦皇岛烟草机械公司生产的管板式环形烘丝机，烟丝在烘丝机内外筒体之间的环形空间内，通过与筒壁、热风充分接触烘出烟丝中的水分，潮湿气体则随热风通过排潮装置排出。因生产开始和结尾阶段烘丝机内的烟丝流量远远低于工序设定流量，烟丝在烘丝机内无法达到正常生产状态下的水分平衡，形成干头干尾烟丝。干头干尾烟丝由于水分含量低(低于10%)，在生产过程中极易造碎，对原料消耗控制不利，对产品质量的稳定也有负面影响。

一、问题与分析

(一)问题

现叶丝干燥工序物料设定流量为4 500 kg/h，含水率低于10%的干头干尾烟丝量约48．9 kg/批次，超出了干头干尾烟丝量不应高于物料设定流量的0．6%的工艺标准要求。

(二)影响因素

梳理影响叶丝干燥工序干头干尾烟丝量的众多因素，见图1。

(三)原因分析

对影响叶丝干燥工序干头干尾烟丝量的因素一一进行验证和分析。一是验证和分析机器设备方面的原因:(1)烘丝机排潮转网堵塞，(2)热风开度和排潮开度执行不到位。经排查实际无此两种情况发生。二是验证和分析人员操作方面的原因，是否未按要求进行操作。经现场工作写实，工序人员操作行为符合标准化作业要求。

图1 影响叶丝干燥工序干头干尾烟丝量的因素

料头、料尾控制程序的启动信号来源于叶丝干燥前的增温增湿工序进口端的电子秤。生产开始阶段，电子秤出现流量信号后料头控制程序启动，持续一段时间后，料头控制程序结束，生产参数按照正常生产状态执行;生产结尾阶段，电子秤流量信号消失后，经过一定的延时时间，料尾控制程序启动直至生产结束。

料头控制程序包括3个参数:料头热风开度、料头排潮开度和料头程序执行时间。料尾控制程序包括3个参数:料尾热风开度、料尾排潮开度和料尾程序启动延时。将料头料尾参数与正常生产参数相对比，见表1。

为了验证参数是否达到最优，通过调整排潮阀门开度和控制时间来验证相关参数是否影响干头干尾量。料头参数验证，当前参数为对照A，试验A1～A4为参数调整验证试验。料尾参数验证，当前参数为对照B，试验B1～B4为参数调整验证试验。验证结果见表2、表3。

表1 改进前叶丝干燥料头料尾与正常生产状态参数对比

表2 叶丝干燥料头控制程序验证试验

表3 叶丝干燥料尾控制程序验证试验

对料头、料尾验证试验结果分析可知，干头干尾量偏高的原因是:

(1)热风风门控制不合理。料头料尾控制程序的热风开度与正常生产状态一致，未考虑到叶丝流量降低后热量需求量降低，热量输入偏大，造成烟丝含水率偏低。

(2)料头料尾控制程序参数尚未达到最佳优化状态，任意改变热风开度、排潮开度和控制时间3个参数中的其中一个，对干头、干尾烟丝量均有影响且有降低现象，例如将现象参数组合中的排潮开度减小后，干头、干尾烟丝量明显降低。这说明目前参数组合不是最优。

二、改进方法

(一)确定改进方向

针对造成干头干尾烟丝量偏高的原因，确定改进方向:优化包含热风风门开度在内的料头料尾控制程序各参数，寻找最佳参数组合，在料头料尾阶段低流量烟丝干燥过程中达到热量供给、水分逸出的最优平衡，减少干头干尾烟丝量。

(二)参数优化

因为叶丝干燥工序的料头控制程序和料尾控制程序相互独立，互不影响，所以对料头、料尾控制程序分别进行参数优化。

1．参数水平划分(表4、表5)

表4 料头控制程序因素水平划分

表5 料尾控制程序因素水平划分

2．参数优化

对料头、料尾控制程序分别进行参数优化，采用正交试验，试验计划和试验结果见表6。

从表6可以得出，由于y(每批次干头干尾烟丝量)为望小值质量特性指标，故最好的实验条件为干头控制程序A2B2C3和干尾控制程序A2B2C3，即料头控制程序在电子秤有流量信号后启动，排潮开度10%、热风风门开度15%，持续280 s后恢复正常参数，此时干头烟丝量最少，获得最好效果;料尾控制程序在电子秤流量信号消失后延时90 s启动，排潮开度10%、热风风门开度15%，此时干尾烟丝量最少，获得最好效果。

(三)实验验证

参数优化调整完毕后，对干头控制程序A2B2C3和干尾控制程序A2B2C3条件进行了10次验证试验，其结果见表7。从表7中可看出叶丝干燥工序的干头干尾控制程序的改进达到了工艺技术标准要求。

表6 料头控制程序正交试验设计及计算

三、改进效果

通过合理调整料头、料尾控制程序的相关参数，在生产开始和结尾的低流量时间段内，适当减小热风风门开度，降低热量供给，减小排潮风门开度，降低水分逸出散发，有效地使干头干尾烟丝量由改进前的48．9 kg降低到了23．7 kg。低水分烟丝量的降低，不但减少了烟叶原料的过程造碎，对烟丝含水率稳定性的提升也起到了良好的推动作用。

［1］ 国家烟草专卖局．卷烟技术规范［S］．北京:中央文献出版社，2003．

［2］ 陈良元．烟草生产技术［M］．郑州:河南科学技术出版社，2002．