专利名称：制叶丝过程水分链控制方法
技术领域：
本发明涉及一种制叶丝过程水分链控制方法。
背景技术：
制叶丝过程，即打叶复烤和醇化后的片烟原料加工为可供卷制的成品烟丝过程， 是卷烟加工的主要环节。该过程中，松散回潮后的配方片烟原料，依次经加料、贮叶、切丝、 HT回潮、烘丝后，与梗丝等辅助原料搀兑为混丝，并经加香贮丝后进入卷制工序。制丝工艺过程中物料水分控制是保证混丝后成品烟丝水分稳定，进而保证产品卷制质量的关键。在叶线搀兑工序，输出的混丝水分稳定性受搀兑前叶丝和梗丝等辅助原料的水分影响。目前，制丝过程中对物料水分的控制，主要针对影响叶丝水分的主要加工工序，包括松散回潮、加料、HT回潮、烘丝，通过各工序单机控制尽可能保证各点输出的在制品水分稳定，来保证最终物料水分的稳定性。而在叶丝、梗丝搀兑点，并无物料水分检测与调控措施。 目前的叶线水分控制过程存在的问题是，由于梗丝当前多采用流化床方式干燥，与叶丝相比其水分均匀性较差，在搀兑工序当输入的梗丝水分存在一定偏差、甚至波动较大时，尽管叶丝水分保持相对稳定，仍将导致搀兑后的混丝水分出现一定偏差，从而影响卷制。另一方面，物料在叶线加工流转过程中，每个工序环节的水分均会影响上下工序的指标和参数，目前制丝控制过程未充分考虑不同工序间水分控制因素的相互作用关系， 各工序采用相对独立的水分调控方式，当HT入口烟丝水分异常时，仅通过调整烘丝工序内的关键参数，尽管能稳定烘丝出口叶丝水分，但由于烘丝工序是影响叶丝感官吸味品质的关键加工过程，烘丝工艺参数调节幅度过大，易导致烘后叶丝吸味品质不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种制丝过程中对物料水分的控制，而且烘后叶丝吸味品质稳定的制叶丝过程水分链控制方法。一种制叶丝过程水分链控制方法，包括如下同步进行的两个步骤a、基于掺兑梗丝水分波动的调节增加掺兑前的梗丝水分检测，实时检测搀兑前的梗丝水分得出掺兑梗丝水分与梗丝水分标准中心值的偏差量A W2，当梗丝水分出现偏差时，反馈调节如下①当Aw2< ±0. 5时反馈A w2到烘丝工序,计算出烘丝出口水分调节量Awl, Awl = -a*Aw2(a = G2ZG1, G1为叶丝重量，G2为梗丝重量)，反馈Awl到烘丝工序调节烘丝出口叶丝水分设定值；②当0.5%< AW2彡1%和-0. 5%< Aw2彡-I%时按步骤①执行，调节烘丝出口叶丝水分设定值，同时计算蒸汽压力调节量-d* Awl (d为系数，d由变量HT蒸汽压力与因变量HT后水分通过单因素多水平试验方法的得出的数据经线性拟合确定，Awl为步骤 ①计算的烘丝出口水分调节量)将蒸汽压力调节量反馈到HT调节蒸汽压力；③当Aw2>±l%时，
超出了梗丝水分标准允差时则更换梗丝；未超出梗丝水分标准允差时按步骤②调节，同时将烘丝出口水分调节量Awl反馈到松散工序调节加水比例；b、基于HT入口烟丝水分波动的调节通过检测HT入口烟丝水分得出HT入口水分与标准水分中心值的偏差量Λ χ,反馈调节如下 ①当Δ X > ± O. 5 %时，首先反馈调节量到松散工序调节加水比例，调节量为_b* Λ χ (系数b与配方烟叶的吸湿性相关，需进行变量“加水比例”与因变量“松散出口水分”的单因素多水平实验并进行线性回归来确定)，然后反馈调节量到烘丝工序调节热风温度或热风风量，调节量为c* Λ χ (c为系数，由变量“ΗΤ入口水分”与因变量“热风温度或热风风量”的单因素多水平试验后线性拟合确定)；②当Λχ彡±0. 5%，只反馈调节量到烘丝工序调节热风温度或热风风量，调节量为c* Λ χ (c为系数，由变量“ΗΤ入口水分”与因变量“热风温度或热风风量”的单因素多水平试验后线性拟合确定)。采用上述方案，本发明增加了梗丝掺兑前对梗丝水分的检测，通过对HT和梗丝掺兑两个节点进行检测，当这两个节点的HT入口烟丝水分、梗丝水分出现异常时，分别对叶丝加工链上前后其它相关节点工序的关键参数进行定量调整，实现有效的前后反馈，保证叶丝、梗丝搀兑后混丝水分的稳定性，同时确保烘丝工序工艺参数的稳定。综上所述，本发明充分考虑了制丝各工序间水分控制因素的相互作用关系，针对HT和梗丝掺兑两个节点工序的水分波动，通过叶线水分链上前后相关关键工序的分级反馈调控，有效保证了输出的成品混丝水分稳定，同时可确保烘丝工序参数稳定，有效提升批间或批内水分控制稳定性，提升了制丝过程质量控制能力。
图I为本发明水分链控制示意图。
具体实施例方式下面结合附图，详细说明一种制叶丝过程水分链控制方法的具体实施方式
。实施例应用设备为SH623薄板烘丝机，该烘丝机以烘丝出口水分设定值为控制目标值，以HT入口水分为输入参数，前反馈至PLC自动计算控制筒壁加热蒸汽阀的开度，以烘后烟丝水分检测值的输出值，后反馈至PLC，进行再调节，自动保证烘丝出口水分与设定值相符。该机型特点是，筒壁温度是主控参数，水分设定值变化将引起筒壁温度变化。制叶丝过程依次包括烟叶解包、松散、预混、加料、储叶、切丝、ΗΤ、烘丝、冷丝、叶丝主称、搀兑和加香等过程，本方法增加了梗丝掺兑前对梗丝水分的检测，针对对HT和梗丝掺兑两个节点的水分检测，当这两个节点的HT入口烟丝水分、梗丝水分出现异常时，分别对叶丝加工链上前后其它相关节点工序的关键参数进行定量调整，实现有效的前后反馈，保证叶丝、梗丝搀兑后混丝水分的稳定性，同时确保烘丝工序工艺参数的稳定。
下面以该某品牌为例，该品牌要求混丝水分为12. 5±0. 5 %。筒壁温度为 155±5°C。a、基于掺兑梗丝水分波动的调节方法调节目的消除梗丝水分波动对混丝水分的影响，同时减小烘丝筒壁温度波动。增加搀兑前的梗丝水分检测，实时检测搀兑前的梗丝水分得出掺兑梗丝水分与梗丝水分标准中心值的偏差量A W2，当梗丝水分出现偏差时，反馈调节如下①当Aw2 = 0. 3, Aw2 ^ ±0. 5 计算出烘丝出口水分调节量Awl, A wl =-a* A w2 =-0. 105 (其中某品牌a = =0. 35,下同)，反馈Awl到烘丝工序调节叶丝水分设定值为w = 13. 0-0. 105 = 12. 895, (13. 0为对应梗丝水分12. 5%时的叶丝出口水分设定值)，通过Awl相应调整烘丝工序的参数，以补偿梗丝水分偏差，确保混丝水分稳定；调整后，烘丝出口水分检测值为12.91%， 此时筒壁温度由155. 6升至158. 47度，升高了 0. 87度，混丝水分为12. 53%。
②当A w2 = —0. 8，—0. 5% < A w2 ^ -I % 计算出烘丝出口水分调节量Awl, Awl =-a* Aw2 = 0. 28,将反馈Awl = 0. 28 到烘丝工序，调节烘叶丝出口水分设定值为W= 13. 0+0. 28 = 13. 28，调整后，烘丝出口水分检测值为13. 27%，筒壁温度由155. 4下降至152. 9度，下降了 0. 87度；混丝水分为 12. 53%。计算蒸汽压力调节量-d* A wl = 0. 20(单位0. IMPa) (d = 0. 71，d由变量HT蒸汽压力与因变量HT后水分通过单因素多水平试验方法的得出的数据经线性拟合确定，Awl 为步骤①的烘丝出口水分调节量)将蒸汽压力调节量反馈到HT调节蒸汽压力，由0. 55调至0. 57MPa后，筒壁温度升至155. 2度，通过-d* A wl相应调整HT参数，以保持烘丝的脱水量和筒壁温度基本不变，防止由于筒壁温度过高或过低影响烘丝质量；调整后，烘丝出口水分检测值为13. 28%，混丝水分为12. 52%③当Aw2 > ±1%时，超出了该厂梗丝水分标准允差，更换梗丝生产；b、基于HT入口烟丝水分波动的调节调节目的在烘后水分合格的符合要求的同时，保证本批次筒温控制在合格范围内，稳定卷烟感观质量。通过检测的HT入口烟丝水分得出HT入口水分与标准水分中心值的偏差量AX，反馈调节如下本例中，HT入口水分标准以21. 5 %为中心值，对应的筒壁温度在155 ± I度范围内波动，HT入口水分检测值为22. 2%时，对应筒壁温度为160 ± I度范围内波动，筒壁温度超标；①向前反馈A X = 22. 2% -21. 5% = 0. 7% > 0. 5反馈调节量到松散工序调节加水比例，调节量为_b* Ax = -0. 54(系数b = 0. 773，b与配方烟叶的吸湿性相关，需进行变量“加水比例”与因变量“松散出口水分”的单因素多水平实验并进行线性回归来确定)，通过PLC计算反馈，将加水比例由6. 8 %下降至6. 26 %后，调整后，HT入口水分变为 21.6%,确保下批次稳定，通过_b* A X相应调整松散工序的参数，保持制叶段过程其它参数不变，有效削弱HT入口水分的批间波动；
②向后反馈Δχ = O. 7,反馈调节到烘丝工序,调节热风温度,调节量为c*Ax =
3.97 (c = 5.672，c由变量“HT入口水分”与因变量“热风温度或热风风量”的单因素多水平试验后线性拟合确定)，将烘丝热风温度由109调整至113度，使筒壁温度由160度下降至156度，通过c* Λ χ相应调整松散工序的参数，保持烘丝出口水分和筒壁温度稳定。通过该方法成功应用于卷烟厂制丝环节过程控制系统，实现了制丝全过程水分有预见性的精准控制，混丝水分波动范围由原先的±0.3%下降至±0. 1%，烘丝筒壁温度合格率由原先的77%上升至99%以上，整线西格玛水平由2. 8上升至3. 9，产品过程质量控制能力显著提升。
权利要求
1.一种制叶丝过程水分链控制方法，其特征在于包括如下同步进行的两个步骤 a、基于掺兑梗丝水分波动的调节 增加掺兑前的梗丝水分检测，实时检测搀兑前的梗丝水分得出掺兑梗丝水分与梗丝水分标准中心值的偏差量Λ W2，当梗丝水分出现偏差时，反馈调节如下 ①当Δw2 < ±0. 5时反馈Δ w2到烘丝工序,计算出烘丝出口水分调节量Awl, Awl=-a* Δ w2 (a = G2ZG1, G1为叶丝重量，G2为梗丝重量)，反馈Awl到烘丝工序调节烘丝出口叶丝水分设定值； ②当O.5%< Aw2彡1%和-O. 5%< Aw2彡-1%时按步骤 ①执行，调节烘丝出口叶丝水分设定值，同时计算蒸汽压力调节量-d* Λ wl (d为系数，d由变量HT蒸汽压力与因变量HT后水分通过单因素多水平试验方法的得出的数据经线性拟合确定，Awl为步骤①计算的烘丝出口水分调节量)将蒸汽压力调节量反馈到HT调节蒸汽压力； ③当Aw2> ±1%时， 超出了梗丝水分标准允差时则更换梗丝； 未超出梗丝水分标准允差时按步骤②调节，同时将烘丝出口水分调节量Awl反馈到松散工序调节加水比例； b、基于HT入口烟丝水分波动的调节 通过检测HT入口烟丝水分得出HT入口水分与标准水分中心值的偏差量Λ X，反馈调节如下 ①当ΛΧ> ±0.5%时，首先反馈调节量到松散工序调节加水比例，所述调节量为_b*Ax(系数b与配方烟叶的吸湿性相关，需进行变量“加水比例”与因变量“松散出口水分”的单因素多水平实验并进行线性回归来确定)； 然后反馈调节量到烘丝工序调节热风温度或热风风量，所述调节量为c*Ax(c为系数，由变量“HT入口水分”与因变量“热风温度或热风风量”的单因素多水平试验后线性拟合确定)； ②当ΛΧ<±0.5%，反馈调节量到烘丝工序调节热风温度或热风风量，调节量为c*Ax(c为系数，由变量“HT入口水分”与因变量“热风温度或热风风量”的单因素多水平试验后线性拟合确定)。
全文摘要
一种制叶丝过程水分链控制方法，包括如下同步进行的两个步骤，基于掺兑梗丝水分波动的调节和基于HT入口烟丝水分波动的调节，本发明增加了梗丝掺兑前对梗丝水分的检测，通过对HT和梗丝掺兑两个节点水分进行检测，当这两个节点的HT入口烟丝水分、梗丝水分出现异常时，分别对叶丝加工链上前后其它相关节点工序的关键参数进行定量调整，实现有效的前后反馈，保证叶丝、梗丝搀兑后混丝水分的稳定性，同时确保烘丝工序工艺参数的稳定。
文档编号A24B3/04GK102613680SQ20121008484
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月27日 优先权日2012年3月27日
发明者宋招林, 朱文魁, 范林晖, 陈昂 申请人:湖南中烟工业有限责任公司