葉絲加料機料液溫度穩定性的分析與改進

劉衛民 程書根

河南中煙工業有限責任公司駐馬店卷煙廠 河南駐馬店 463000

SJ1235A型葉絲加料機為鄭州煙草研究院和秦皇島煙草機械有限責任公司研發的，與傳統的葉片加料機相比，由于葉絲表面積增大，且煙絲組織疏松更有利于料液吸收至其內部，加料的均勻性及料液的有效利用率得以提高[1]。

1 存在問題

葉絲加料是制絲的一種新工藝，其加料方式采用的是本地現場加料（圖1）。料液通過氣動隔膜泵從移動料液箱抽至兩個料液儲存罐YS1和YS2內，然后通過蒸汽對罐壁加熱達到加溫的目的。

為使料液與物料溫度保持一致，所以料液溫度要求為50±5℃。料液加熱完成后，被輸送至加料機噴嘴管路前段，通過壓縮空氣的引射作用被霧化后均勻噴灑至物料上。根據MES對料液溫度數據的采集，經分析發現：在線生產過程中使用的同一料罐內的料液其溫度標偏高達1.785℃，如圖2所示。

圖2 料液溫度趨勢圖

2 改進措施

2.1 問題分析

經現場觀察分析，我們認為造成生產過程中同一料罐內料液溫度波動大的原因主要是：

（1）料罐內料液粘度較大。一罐料液重量為300公斤，攪拌時混合不均勻，造成上下層溫差大。

（2）料罐加熱控制模式粗放。料罐加熱控制模式為低于設定值3℃時，蒸汽加熱管路電磁閥打開，高于設定值3℃時關閉，這樣很容易造成罐內料液一段時間內溫度的過高或過低，形成震蕩，即控制精度差[2]。

2.2 改進實施

（1）針對料罐內料液攪拌不均勻，在料罐攪拌器原有的基礎上增加了一組葉片（圖3）。在驅動電機的驅動下，能有效把料液充分攪拌，解決了上下層溫差較大的情況。改進后的料罐溫度有好轉，標準偏差值在1.1℃左右，較改進前有了一定程度的下降。

（2）通過在常溫至設定值之間劃分為幾個控制區間，利用溫度傳感器檢測的反饋信號，根據偏差的大小采用不同的調節參數控制電磁閥的導通與關閉[3]。即從常溫狀態到39℃時電磁閥一直打開加熱，當溫度超過39℃時，就利用脈沖控制電磁閥讓其間歇工作，即打開15秒關閉45秒；其他區段也采用同樣的方法控制電磁閥間歇工作，所不同的是根據設定值與實際值的差值大小不同控制電磁閥工作時間的長短不同，如圖4所示。料液溫度控制程序改進后，料罐溫度取得明顯效果，曲線震蕩的問題得到圓滿解決。

圖3 改進后的料罐攪拌器示意圖

圖4 電磁閥溫度控制區間

3 改進效果

連批過料時，需要罐YS1和YS2來回切換，通過MES數據采集的轉換，將不同料罐的溫度數據連接在一起，形成葉絲加料的實時料液溫度趨勢圖，如圖5所示。可以看出溫度標偏降為0.43℃，達到了我們的預期目的。料罐溫度分段控制實施后，隨機抽取10個批次的料液溫度標偏（每天隨機抽取1批），由表可以看出，通過改進攪拌器結構及實行料液溫度的分段控制，有效解決了料液溫度震蕩的問題，保證對葉絲加料的質量要求。

圖5 改進后的實時料液溫度趨勢圖

表1 改進后的料液溫度標偏調查表