基于高架庫模式的打葉復(fù)烤均質(zhì)化加工技術(shù)研究

尹 旭，陳 清， 徐其敏，王際洲， 楊 凱，竇家宇，王蘇紅，馬建勛

(1.華環(huán)國際煙草有限公司，安徽鳳陽 233121；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，上海 200082)

基于高架庫模式的打葉復(fù)烤均質(zhì)化加工技術(shù)研究

尹 旭1，陳 清1， 徐其敏1，王際洲1， 楊 凱2，竇家宇1，王蘇紅1，馬建勛1

(1.華環(huán)國際煙草有限公司，安徽鳳陽 233121；2.上海煙草集團(tuán)有限責(zé)任公司技術(shù)中心，上海 200082)

摘要[目的]研究不同的配方打葉過程成品片煙煙葉內(nèi)在質(zhì)量均勻性的變化規(guī)律，為利用高架庫實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化配方打葉提供參考。[方法]選用福建產(chǎn)區(qū)多個(gè)產(chǎn)地等級(jí)的煙葉為試驗(yàn)原料，選擇煙葉煙堿含量為參數(shù)，將50%原料作為試驗(yàn)組利用高架庫自動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化配方打葉，另外50%作為對(duì)照組，不做控制，通過標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)分析評(píng)價(jià)2種方法片煙煙堿含量的波動(dòng)情況。[結(jié)果]試驗(yàn)組利用高架庫自動(dòng)控制功能能夠?qū)崿F(xiàn)均質(zhì)化配方打葉，使成品片煙煙堿含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分別降至0.07%和2.53%；對(duì)照組利用高架庫隨機(jī)投料，成品片煙煙堿含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分別降至0.10%和3.60%；試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，成品片煙的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分別降低了0.03和1.07個(gè)百分點(diǎn)。[結(jié)論]打葉復(fù)烤過程利用高架庫自動(dòng)控制功能可實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化配方打葉，提升成品片煙內(nèi)在質(zhì)量的均勻性。

關(guān)鍵詞打葉復(fù)烤；高架庫；均質(zhì)化

打葉復(fù)烤作為卷煙生產(chǎn)鏈中重要的一環(huán)，片煙產(chǎn)品的均勻性、穩(wěn)定性直接影響后續(xù)卷煙產(chǎn)品質(zhì)量的均勻性和穩(wěn)定性，相關(guān)研究較多[1-2]，其中關(guān)于片煙產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量均勻性調(diào)控方面的研究主要集中在利用打葉投料環(huán)節(jié)的鋪葉臺(tái)以及打葉生產(chǎn)環(huán)節(jié)的儲(chǔ)葉柜的混配功能實(shí)現(xiàn)調(diào)控的目的[3-6]，此過程需要較多的人員參與，自動(dòng)化程度不高。高架庫是貨架高度超過7 m的機(jī)械化操作或自動(dòng)化控制的貨架庫房，作為一種先進(jìn)的物流裝備，具有信息化、自動(dòng)化、智能化的優(yōu)點(diǎn)，相關(guān)研究應(yīng)用較多[7-13]，而在均質(zhì)化配方打葉中的應(yīng)用研究較少。筆者主要探索了一種利用高架庫自動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)均值化配方打葉的方法，為其在打葉復(fù)烤行業(yè)的應(yīng)用提供參考。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1煙葉原料。采自福建省長汀縣濯田的C2F、C2L煙葉，尤溪縣城關(guān)的C2F煙葉，泰寧縣朱口的C2F、C3F煙葉。

1.1.2主要設(shè)備。Antaris Ⅱ FT-NIR型實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀，賽默飛世爾科技，美國；Armor711在線近紅外光譜儀，Carl Zeiss公司，德國；高架倉庫，今天國際物流技術(shù)股份有限公司，深圳，占地5 000 m2，配置4臺(tái)堆垛機(jī)，設(shè)計(jì)貯存挑選后煙葉45萬kg。

1.2方法

1.2.1原料入庫檢驗(yàn)。煙葉原料按照等級(jí)每車(約15 000 kg/車)抽取一個(gè)綜合樣，去梗后在40 ℃烘箱中烘烤2 h后，使用帶60目篩網(wǎng)的旋風(fēng)磨磨制成粉末，再利用實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀檢測煙堿含量(與標(biāo)準(zhǔn)方法[14]相比較檢測模型偏差≤5%)。

1.2.2煙葉分選與在線檢測。根據(jù)客戶要求及配方需求在首先滿足配方等級(jí)比例要求的前提下，按照原料煙堿檢測值的大小在分級(jí)鋪葉環(huán)節(jié)高低搭配投料。分選過程中利用在線近紅外光譜儀檢測分選后每架煙葉的煙堿含量(與標(biāo)準(zhǔn)方法[14]相比較檢測模型偏差≤8%)，然后通過信息技術(shù)對(duì)每架煙葉進(jìn)行標(biāo)記并利用堆垛機(jī)進(jìn)入高架庫(每架煙葉都攜帶檢測值、等級(jí)、產(chǎn)地信息等)。

1.2.3配方打葉。煙葉進(jìn)入高架庫以后，將入庫原料的50%作為試驗(yàn)組利用高架庫自動(dòng)控制功能按照煙堿高低搭配的原則實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化配方打葉；另外50%作為對(duì)照，不做控制，隨機(jī)出庫投料打葉。

1.2.4成品檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)。成品片煙每50箱取一個(gè)綜合樣，使用帶60目篩網(wǎng)的旋風(fēng)磨磨制成粉末，再利用實(shí)驗(yàn)室近紅外光譜儀檢測煙堿含量，最后利用標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分析評(píng)價(jià)片煙成品的調(diào)控效果。

變異系數(shù)=[標(biāo)準(zhǔn)偏差/平均值]×100%

2結(jié)果與分析

2.1原料情況該生產(chǎn)批次煙葉原料共208車(約15 000 kg/車)，圖1是各等級(jí)每車煙葉的煙堿抽檢情況，波動(dòng)較強(qiáng)，其中煙堿最大值是5.47%，最小值是1.44%，均值3.11%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.79%，變異系數(shù)為25.10%。

圖1　原煙入庫每車抽檢煙堿值波動(dòng)情況Fig.1　Fluctuation of nicotine in sampling of raw tobacco storage every car

2.2分選后煙葉煙堿情況分選結(jié)束進(jìn)入高架庫的煙葉共計(jì)5 584架(350 kg/架)，根據(jù)在線近紅外檢測數(shù)據(jù)分析可知，其中煙堿最大值為4.42%，最小值為2.03%，平均值為2.95%，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.30%，變異系數(shù)為10.15%。

利用在線檢測數(shù)據(jù)按照均質(zhì)化出庫投料方法和隨機(jī)出庫投料進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)，均質(zhì)化方法出庫的波動(dòng)性明顯要小于隨機(jī)出庫的。圖2(a)是高架庫按照均質(zhì)化方法出庫序列的煙堿均值折線圖，圖2(b)是按照隨機(jī)出庫序列的煙堿均值折線圖。

為了進(jìn)一步分析2種方式優(yōu)劣，從表1中可知，對(duì)照組與試驗(yàn)組相比較，煙堿標(biāo)準(zhǔn)偏差由1.21%下降至1.15%，變異系數(shù)由7.03%下降至5.16%，試驗(yàn)組均質(zhì)化控制效果更好。

2.3成品情況按照“1.2.4”方法對(duì)成品片煙進(jìn)行抽檢，圖3(a)是試驗(yàn)組成品片煙煙堿波動(dòng)情況，圖3(b)為對(duì)照組成品片煙煙堿波動(dòng)情況，可以大致看出試驗(yàn)組波動(dòng)較小。

圖2　不同投料方式的出庫序列的煙堿均值折線圖Fig.2　Different feeding methods of the output sequence of the nicotine average line chart

%

進(jìn)一步分析(表2)，試驗(yàn)組利用高架庫自動(dòng)控制功能實(shí)施均質(zhì)化配方打葉，使成品片煙煙堿含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分別降至0.07%和2.53%；對(duì)照組利用高架庫隨機(jī)投料打葉，成品片煙煙堿含量的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分別降至0.10%和3.60%。試驗(yàn)組與對(duì)照組相比，成品片煙的標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異系數(shù)分別降低了0.03和1.07個(gè)百分點(diǎn)。

圖3　成品片煙抽樣煙堿值Fig.3　Nicotine of sampling finished tobacco

3結(jié)論

該試驗(yàn)選擇煙堿為控制參數(shù)，通過在線近紅外光譜儀實(shí)時(shí)檢測分選后每架煙葉的煙堿值，然后利用高架庫自動(dòng)控制功能實(shí)現(xiàn)均質(zhì)化配方打葉，提升片煙產(chǎn)品煙堿含量的均勻性，為高架庫在均質(zhì)化配方打葉中的應(yīng)用提供了技術(shù)參考，但是該研究沒有對(duì)高架庫在多指標(biāo)(如煙堿、總糖、總氮等多種組合模式)均質(zhì)化配方打葉中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析。高架庫作為一種先進(jìn)的物流裝備，具有信息化、自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)，在未來多指標(biāo)的均質(zhì)化配方打葉中其優(yōu)勢將逐漸發(fā)揮，應(yīng)用前景廣闊。

表2　成品片煙煙堿均勻性分析

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Study on Homogenization Processing Technology of Threshing and Redrying Based on the Pattern of High Rack Storage

YIN Xu, CHEN Qing, XU Qi-min et al

(Huahuan International Tobacco Co. Ltd., Fengyang, Anhui 233121)

Abstract[Objective] The aim was to study variation law of tobacco leaf intrinsic quality uniformity in threshing process with different formula, which can provide referenece for realizing homogenization formula threshing by high rack storage. [Method] Selecting tobacco leaf from several places in Fujian Province as raw material, with nicotine content as parameters, through standard deviation and variation coefficient, fluctuation of nicotine content in test group and control group were analyzed. [Result] In test group, using high rack storage automatic control function to realize homogenization formula threshing, the standard deviation and variation coefficient of nicotine content was reduced to 0.07% and 2.53%; in control group, the standard deviation and variation coefficient was reduced to 0.10% and 3.60%; by comparison of standard deviation and variation coefficient in test group and control group, they were decreased 0.03 and 1.07 percentage points. [Conclusion] In threshing and redrying process, homogenization formula threshing can be realized by high rack storage automatic control function, and improve tobacco leaf intrinsic quality uniformity.

Key wordsThreshing and redrying; High rack storage; Homogeneity

基金項(xiàng)目安徽省煙草公司重點(diǎn)項(xiàng)目(20150624009)。

作者簡介尹旭(1984- )，男，安徽亳州人，從事打葉復(fù)烤工藝研究。

收稿日期2016-03-28

中圖分類號(hào)S 509.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)12-101-03