提高煙草制絲葉片加料精度的工藝研究

柳寶華 郜海民 郭書裴 王華玲（河南中煙黃金葉生產制造中心，河南 鄭州 450016）

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提高煙草制絲葉片加料精度的工藝研究

柳寶華 郜海民 郭書裴 王華玲
（河南中煙黃金葉生產制造中心，河南 鄭州 450016）

摘 要：葉片加料是卷煙制絲工藝中重要的工藝過程，加料的均勻性和穩定性直接影響卷煙的內在質量。本文通過對加料延時、預填充方式、引射蒸汽壓力、PID控制參數等進行研究和優化，結果表明：加料延時為53s，采用兩次管路預填充，P=0.18，I=15s，引射蒸汽壓力為2.1MPa時，加料精度合格率由66.70%提高到81.96%。

關鍵詞：葉片加料；精度；引射蒸汽；PID

葉片加料是卷煙制絲工藝中重要的工藝過程，其主要作用是通過在葉片上施加料液，促進煙葉內在質量的醇化，改變卷煙的燃吸品質。葉片加料精度反映了葉片加料的均勻性和穩定性，如果加料精度偏差大，瞬時加料精度不穩定就會造成卷煙產品內在質量波動，影響卷煙吸味，甚至使消費者對產品質量產生懷疑。

表1 因子水平表及測試數據表

表2 正交表L9（34）及實驗結果

1 影響加料精度因素分析

1.1 加料延時

電子皮帶秤與滾筒之間有一段2m長的輸送振篩，從物料以規定的流量經過電子皮帶秤到滾筒內加料系統開始加料的這段時間稱為加料延時。延時過長，會造成開始加料時瞬時加料精度沖高，加料瞬時流量過大，影響料頭葉片加料精度。延時過短，葉片還未進入滾筒或進入很少時就開始加料，施加的香料容易噴吹到滾筒內壁，使葉片粘附在滾筒壁上，影響料頭葉片加料的均勻性和穩定性。

1.2 預填充方式

在每批次煙葉生產前，加料管路要進行一次預填充，使加料罐到噴嘴的管路一直處于預填充狀態，啟動管路預填充進行90s后，加料泵停止運行，等待電子皮帶秤的物料信號。在開始加料的瞬間，由于加料泵啟動后有一定的慣性，影響到料液的輸送，實際料液流量大于設定料液流量，造成實際加料比例遠大于應加料液比例。

1.3 引射蒸汽壓力

圖1 兩種填充方式的流程圖

引射蒸汽壓力的大小與料液的霧化效果緊密相連。引射蒸汽壓力太小，料液霧化效果很差，不能及時噴射到物料上；引射蒸汽壓力太大，料液輸出不連續，出現料液流量的波動，也影響葉片加料精度合格率。

1.4 PID參數現狀分析

PID控制回路主要調節加料齒輪泵的電機轉速，使加料系統及時、準確、快速控制香料的流量，加料精度保持在工藝要求的范圍內，保證料液施加的均勻性和穩定性。原有PLC程序的PID參數在調節電子皮帶秤葉片流量波動不大的情況下，跟蹤效果很好，但在料頭電子皮帶秤葉片流量波動較大的情況下，跟蹤效果不好。

2 工藝措施

2.1 選擇合適的延時時間

在這里我們將加料延時時間分為四個水平，進行葉片加料精度合格率的測試，采集的測試數據見表1。

從實驗結果可以看出，延時為53s時，加料精度合格率最高，達到72.92%。

2.2 采用兩次管路預填充

改成兩次預填充后，進料前還是正常的預填充方式，進料后當葉片流量大于2000kg/h再次啟動預填充模式，延時到開始加料時切換到正常加料狀態。實際的加料流量可以平穩的過渡到正常加料流量，加量流量沒有太大的波動，理論累積量和實際累積量差別減小，降低了葉片加料精度的沖高，縮短料頭加料精度的穩定時間，提高了每一批葉片加料精度合格率。兩種填充方式流程如圖1所示。

2.3 PID參數和引射蒸汽壓力

在分析階段已經知道，加料延時時間和填充方式只是影響到料頭的葉片加料精度合格率。在一批葉片加料過程中，PID參數和引射蒸汽壓力都是影響葉片加料精度合格率的關鍵因子。所以在這里將PID和蒸汽壓力放在一起，用L9（34）正交法進行分析。

首先加料延時時間設定為53s，采用兩次預填充方式進行管路預填充，根據工作經驗，選取比例P值的試驗范圍在0.1～0.2，積分I值試驗范圍在10～25，引射蒸汽壓力的試驗范圍在2.0MPa～2.8MPa，實驗結果見表2。

從實驗結果可以看出，各個因子對指標的影響大小為：RA＞RC＞RB，最佳實驗條件為A3B2C1，即因子A=0.018，因子B=15s，因子C=2.1MPa，葉片加料精度合格率最終的最大值可以達到82.56%。

結語

經過工藝研究和優化后，葉片加料精度合格率的平均值由66.70%提高到81.96%，葉片加料的均勻性和穩定性得到提高。本次工藝優化具有很好的推廣價值，可以應用到煙絲加香、梗絲加料和梗絲加香方面，全面提高制絲工藝的加香加料精度合格率，體現了精益生產的要求。

參考文獻

［1］劉兆妍，岳樹盛.PID控制研究與應用［J］.河北理工學院學報，2002（5）.

［2］國家質量監督檢驗檢疫總局質量司.質量專業理論與實務［M］.北京：中國人事出版社，2006.

中圖分類號：TS43

文獻標識碼：A