薄板烘絲機筒壁溫度合格率的研究與提高

摘 要： 薄板烘絲機在生產過程中出現了筒壁溫度合格率較低的問題，嚴重影響卷煙產品內在品質及物理指標，同時也造成煙絲整絲率下降。經對可能影響薄板烘絲機筒壁溫度合格率各因素的分析，發現排潮風門開度、排潮風機轉速和熱風溫度對筒壁溫度的影響顯著。為此，通過調節排潮風門開度、排潮風機轉速調和補償熱風溫度，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%，節約資金256.7萬元。

關鍵詞： 薄板烘絲機；筒壁溫度；排潮風門開度；排潮風機轉速；補償熱風溫度

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0 引言

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

由于煙絲通過烘絲機的時間較長，筒壁溫度的高低對烘后煙絲含水率及內在感官品質有著重要的影響，且超出一定筒溫范圍后，隨著筒壁溫度的升高，部分內在質量的指標呈下降趨勢，因此，必須使筒壁溫度穩定在工藝技術標準范圍內。在生產過程中，發現薄板烘絲機筒壁溫度合格率較低，不能滿足工藝標準要求。經對可能影響筒壁溫度的各因素的研究，發現排潮風機風門開度、排潮風機轉速和補償熱風溫度為影響筒壁溫度合格率的主要原因，為此，對這些原因進行了研究，以提高筒壁溫度合格率。

1問題分析

生產過程中，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。通過細化流程圖，根據影響的嚴重程度進行了分析評分，發現排潮風機風門開度、排潮風機轉速和補償熱風溫度為影響筒壁溫度合格率的主要因素[4]。

1.1排潮風門開度和排潮風機轉速

排潮風門開度和排潮風機轉速通過影響薄板烘絲的排潮效果，進而影響筒壁溫度，分別選取排潮風門開度70%、75%、80%和排潮風機轉速30Hz、40Hz、50Hz三個水平，對每個水平做5次實驗進行分析，并對各項數據進行統計。

經過對測得數據的分析，可以看出，排潮風機風門開度、排潮風機轉速以及二者的交互作用均對筒壁溫度影響均顯著。

1.2補償熱風溫度

由于補償熱風是直接進入烘絲機內部，影響著煙絲溫度的同時，也與筒壁內部接觸發生熱傳遞，所以在熱風溫度100℃、110℃、120℃三個水平下各進行了10次試驗來分析筒壁溫度與補償熱風溫度之間的相關關系。

對不同補償熱風溫度下測得的數據進行分析，可以看出，補償熱風溫度對筒壁溫度具有顯著性影響。

2問題改進

經以上分析可知，排潮風門開度、排潮風機轉速和補償熱風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行建模，以取得最佳解決方案。

2.1排潮風門開度和排潮風機轉速DOE試驗

以排潮風門開度和排潮風機轉速為因子，選取排潮風門開度70%、80%兩個高低水平，排潮風機轉速30Hz、50Hz兩個高低水平，中心點選取3個，仿行數為2建立DOE試驗，如表3所示，并進行了相應的分析。

對數據進行DOE試驗，從響應優化圖可以看出，當排潮風門開度為75.3%，排潮風機轉速為50Hz時，薄板烘絲機筒壁溫度最合適。結合生產實際，選擇工作時潮風門開度為75%，排潮風機轉速為50Hz。

根據該模型在新設計點處對 筒壁溫度℃ 的預測響應：其擬合值為141.0，擬合值標準誤差為0.376032，95%的置信區間為139.466—141.122，95%的預測區間為138.743—141.845.

根據排潮風門開度75%、排潮風機轉速50Hz時，抽取5批薄板烘絲機筒壁溫度，分別為141.0，139.4，140.1，140.8，139.9，均落入預測區間，證明所選模型有效。

2.2補償熱風溫度單因子方差分析

取補償熱風溫度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，隨后對測量數據進行單因子方差分析，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 補償熱風溫度℃ - 0.0127 補償熱風溫度℃**2[5-6]

即：y=-76.7+3.368x-0.0127x2

根據上述方程可以得出：x=109.81時，即熱風溫度為109.81℃時，薄板烘絲機筒壁溫度達到最佳值。由于現場實際生產需求，將補償熱風溫度取整設定為110℃。

其擬合值為139.564，擬合標準誤差為0.193，95%置信區間為139.176—139.952，95%預測區間為137.794—142.334。

根據后期得出的結果，按照熱風溫度55℃，補償熱風溫度為110，抽取的5批筒壁溫度數據，分別為141.0，141.2，139.0，139.8，141.9，均落入預測區間，證明所選模型是有效的。

綜上所述，當排潮風門開度為75%，排潮風機轉速為50Hz，補償熱風溫度為110時，薄板烘絲機筒壁溫度合格率達到最佳狀態。

3結論

經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，即排潮風門開度為75%，排潮風機轉速為50Hz，補償熱風溫度為110，在此狀態下，經一段時間的穩定運行，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%，年節約煙絲量96860kg，價值約256.7萬元。

參考文獻

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

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

[3] 國家煙草專賣局.卷煙工藝規范[M].北京： 中央文獻出版社，2003.

[4]葉宏音. 薄板烘絲機精準化控制技術研究[J].現代農業科技.2016（8）：26.

[5]王華軍. 薄板烘絲機參數與耐加工性關系研究[J].山東工業技術.2016（2）：176.

[6] 劉炳軍，李江.薄板式烘絲機工藝參數相關性研究[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，主要從事設備管理工作。