卷煙機運行參數對卷煙成品率影響研究

姚二民 邵 寧 李 曉 江雪彬 張明亞 徐秀峰

(1. 鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，河南 鄭州 450000；2. 貴州中煙工業有限責任公司貴陽卷煙廠，貴州 貴陽 550001)

卷煙機運行參數對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. 鄭州輕工業學院食品與生物工程學院，河南 鄭州 450000；2. 貴州中煙工業有限責任公司貴陽卷煙廠，貴州 貴陽 550001)

運行參數；回收絲；供絲總量；剔梗量；成品率

成品率是卷煙生產企業生產出的合格制品的產量與實際總產量的比例關系，它代表了卷煙企業的原料消耗情況[1]。成品率越高說明產出越大，原料利用越充分。近年來煙草行業的主要目標是消除各種浪費、優化資源配置、提升效率和效益，將精益改善理念引入到企業生產中[2]。隨著卷煙原料的穩定性和制絲工藝水平的不斷提高，成品煙絲質量的穩定性越來越高，但目前固有的卷煙機運行參數在生產不同檔次卷煙時所產生的原料消耗是不同的[3-9]。如何根據卷煙產品的檔次對卷煙機運行參數進行調整以達到原料利用最大化，這方面卻鮮有報道。本研究嘗試對卷煙機主要運行參數和成品率進行回歸分析，得到兩者間具體的關系，為提高卷煙生產的穩定性提供技術支持。為了達到降低原料消耗、提高成品率的目的，試驗擬對卷煙機運行參數與煙支成品率的關系進行研究，確定對不同檔次卷煙的成品率影響較大的運行參數并由此對卷煙機運行參數進行優化，旨在為實際生產中針對不同檔次卷煙調整卷煙機運行參數提供一定的理論基礎。

1 材料、設備與方法

1.1 材料與設備

A、B、C 3個不同牌號卷煙的配方煙絲：含梗絲率分別為5%，8%，12%，貴州中煙工業有限責任公司；

電子天平：PL3001-SMettler型，瑞士Mettle公司；

卷煙機：PROTOS 70型，德國虹霓機械制造股份有限公司。

1.2 試驗方法

(1) 試驗條件：固定機臺、同一操作人員(同一抽樣時間)，進行跑條絲重、回收絲重、供絲總量、剔梗量的取樣。

(2) 取樣點：SE型卷煙機煙槍出口(跑條絲)、回送煙絲貯存區(回收絲)、VE喂絲機二次分離器出口。

(3) 取樣方法：卷煙機正常生產后，用取樣盤在各個取樣點從計時開始對6 s內接取的樣品進行稱重測量，每天抽樣3次，間隔30 min，樣品混合后檢測并記錄結果。

(4) 試驗方法：按GB 5606.6—2005及文獻[10]執行。

1.3 統計方法

采用Mathematica4.0軟件Linear Regression算法對數據進行回歸分析。

2 結果與分析

2.1 卷煙機運行參數對卷煙成品率影響研究

以各牌號成品率為指標，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算法對數據進行回歸分析。得到A、B、C牌號自變量參數估計表和模型匯總表，結果見表1、2。

由表1參數估分析結果可以擬合出各牌號卷煙因變量與自變量的曲線方程見式(1)～(3)。

表1 不同牌號回歸方程參數估計表

表2 不同牌號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)

對于A牌號卷煙，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)對成品率有著顯著的正相關關系，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成品率成負相關關系，顯著性水平為P=0.019 1。

對于B牌號卷煙，根據表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相關關系(P=0.004 0)，供絲總量(X3)對成品率有著顯著的正相關關系(P=0.012 0)。

表3 不同牌號回歸方程方差分析表

對于C牌號卷煙，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)對成品率有著顯著的正相關關系，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成品率成顯著正相關關系(P=0.039 0)。

2.2 卷煙機運行參數優化方案的研究

各參數對B牌號卷煙成品率的影響強弱順序為X2X4>X3。B牌號煙絲中梗絲比例居中，供絲總量、回絲量與剔除梗簽量兩者對成品率起重要影響。當供絲總量越大且回絲量與剔梗量兩者交互作用比例越小時成品率越大。依據以上分析對B牌號卷煙生產時卷煙機參數調整為：① 適量增加供絲總量；② 對剔梗(二次風分)的風門開度進行雙向調節。

各參數對C牌號成品率的影響強弱順序為X4>X2X3。C牌號卷煙煙絲中梗絲比例最高，剔梗量對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。依據以上分析對C牌號卷煙生產時卷煙機參數調整為：① 適量增加供絲總量；② 適當增大剔梗的(二次風分)的風門開度。

2.3 運行參數優化后的生產驗證

參數優化的最終目的是提高卷煙成品率及其穩定性，根據以上分析對生產3種不同牌號卷煙時運行參數的優化是：在均提高供絲總量情況下，A牌號減小二次風門開度、B牌號雙向調節風門開度、C牌號增大二次風門開度。根據1.2中試驗方法在相同條件下對優化后的試驗數據進行采集整理并與優化前數據進行對比，結果見表4。由表4可知，在參數優化后, 各牌號卷煙成品率均有不同程度提高；從平均值看，在優化后的成品率均高于優化前，其中C牌號卷煙成品率提高程度最大，提高了2.6%。因此，可以判定各牌號卷煙成品率在卷煙機運行參數優化后有所提高。

對表4 進行雙因素方差分析，結果見表5。由表5可知，卷煙的成品率差異與牌號因素相關極顯著，與風門開度因素相關極顯著。卷煙牌號和風門開度之間不存在交互作用。

3 結論

(1) 對卷煙成品率和主要卷煙機運行參數建立多項式回歸模型，經驗證，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，說明模型可表征各運行參數與成品率之間的關系，可為卷煙機運行參數的優化和卷煙成品率的預測提供一定的參考。

表4 參數優化對比試驗結果

表5 參數優化對比試驗結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7.15923.5808.0950.002風門開度4.84014.84010.9460.003牌號×風門開度18.02429.01220.3810.650誤差10.612240.440

(2) 不同的卷煙機運行參數對不同的牌號成品率影響強度是不同的，在試驗范圍內，對A、B、C3個牌號卷煙成品率影響較大的參數分別是：回絲量、供絲總量與回絲量的交互作用、剔除梗簽量。在試驗范圍內，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成品率都有一定的影響。參數優化后經生產驗證表明：優化后的成品率均高于優化前，成品率最大提高了2.6%。因此在生產中優化運行參數時，不僅要考慮一個或幾個運行參數對成品率的影響，還應從整體上考慮運行參數之間的交互作用，以達到提高成品率的目的。

(3) 本試驗的研究結果，為研究卷煙機運行參數對卷煙成品率的影響提供了新思路和新方法，但是不同卷煙企業在不同產品中使用的卷煙機機型與卷煙配方均不同，應根據卷煙產品設計的要求和卷煙機的具體特點，通過試驗確定出與之相適應的關鍵工藝技術參數，因此，實際生產應用還需進一步深入研究。

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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

貴州中煙工業有限責任公司科技創新項目(編號：貴煙工科201011)

姚二民，男，鄭州輕工業學院教授。

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

2016—11—06