一种自动化烟草复烤均质系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自动化烟草复烤均质系统，包括识别部分、输送部分、检测部分、称重装料部分、均质备料及精准投料部分和数据库。涉及将均质化生产加工向收购和片烟纯化环节延伸，贯通烟叶供应链，实现产品质量和过程工艺可控制、可查询、可追溯、可管控。
【专利说明】
一种自动化烟草复烤均质系统
技术领域
[0001 ]本发明属于自动化生产领域，特别是涉及一种自动化烟草复烤均质系统。
【背景技术】
[0002] 打叶复烤是烟草生产中的重要环节，在卷烟生产中发挥着基础性的作用。近年来， 各中烟企业主要发展重点品牌，对复烤加工的均质化需求日益提高，对增强原料保障的个 性化需求更加强烈，而传统烟草加工生产远远不能满足这种需求，因此，推行均质化生产已 成为适应行业发展、提高打叶复烤技术和管理水平、增强企业竞争力的关键所在。
[0003] 生产烟草需在模块加工等级配比和各项加工技术指标的基础上，严格把控成品片 烟烟碱(CV值控制在5%以内）和成品水分变异系数(CV值控制在2.5%以内），实现同一模块 年度间、加工批次间和批次内片烟产品烟碱成分均匀一致、评吸质量相对稳定、物理指标协 调均衡、水分波动有效控制。将均质化生产加工向收购和片烟纯化环节延伸，贯通烟叶供应 链，实现产品质量和过程工艺可控制、可查询、可追溯、可管控是当前急需解决的主要问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：提供一种自动化烟草复烤均质系统，实现智能化、自动化生 产，达到成品片烟的烟碱变异系数在3%以内，对产品质量和过程工艺可查询、可追溯、可管 控。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案为:一种自动化烟草复烤均质系统，包括识别 部分、输送部分、检测部分、称重装料部分、均质备料及精准投料部分和数据库。
[0006] 所述识别部分是指采集和记录容器的盛料状态和颜色信息，包括光电感应器、视 觉识别装置和RFID射频装置;所述输送部分是指根据采集到的信息，将物料和容器自动分 配并输送到指定部位，输送部分包括环形选叶台、皮带、转向装置、升降装置、平推装置;所 述检测部分是指傅里叶近红外、紫外分光光度、气相色谱、液相色谱在线分析，检测化学成 分和水分，并将检测数据记录在数据库中，尤其是采用傅里叶近红外在线检测片烟的烟碱、 总糖、总氮、还原糖、钾、氯等;所述称重装料部分包括地上衡、分类装框皮带、读卡器，此部 分将流水线上的烟叶在对应位置收集装框，实时获取烟框重量，自动计算框内烟叶化学成 分和水分值;所述数据库是智能化电子信息系统，有记录、识别、运算、实时监控、数据查询 等功能。
[0007] -种自动化烟草复烤均质系统，其工艺流程为：
[0008] a.人工选原烟叶装入容器，放置环形选叶台上；
[0009] b.自动判断容器状态；
[00?0] c.在线检测化学成分、水分；
[0011] d.自动判断容器的颜色、分类；
[0012] e .在线称重装大框，容器自动回归对应选原烟叶位置；
[0013] f.自动跟踪，分级堆垛，依据横配纵出原则，指导复烤生产备料。
[0014]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果在于：生产的成品片烟烟碱变异系 数CV小于3%，水分变异系数CV值小于2.5%，实现同一模块年度间、加工批次间和批次内片 烟成品烟碱成分均匀一致、评吸质量相对稳定、物理指标协调均衡、水分波动有效控制，同 时也可以应用于中医药、制茶等均质化生产行业。
【附图说明】
[00?5]图1:均质化系统流程图
[0016] 图2:大框节点逻辑图
【具体实施方式】
[0017] 下面将结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0018] 实施例1
[0019] 本实施例的复烤烟叶均质化方案为：
[0020] 依据在线监测到的烟叶化学值信息，计划将会理复烤厂"C2F"、"C3F"两个等级的 复烤烟叶，按照烟叶烟碱值数据，将人工分级后的烟叶再次细分，并按A，B，C三列均匀堆放。 利用均质化系统，实现每个区域内A，B，C列的烟碱均值一致。进而有效保障每个投料单元烟 叶烟碱值的均匀性。
[0021] 本实施例的烟叶烟碱均质化方案的流程如图1，包括以下步骤：
[0022] (1)原烟入库质量管控，将原烟"C2F" 2000担（一担=50kg，200担=100，000kg)、 "03!^4000担(200,0001^)集中卸车，集中堆码至仓库，然后集中抽检。
[0023]堆码要求为:严格执行"一车一垛"，按"四分管理"原则，对入库原烟进行分类堆 码，对特色烟叶进行单独堆放。抽检步骤为：在每个垛位随机选取20包不相邻烟包进行抽 样，通过近红外光谱仪对样品进行化学成分检测，并将检测结果记录在垛位卡上。抽检要求 为:按照不低于15%比例对入库原烟进行水分、温度、含霉率、杂物等质量抽检；同时严格控 制"三混一超"现象:混青、混杂、混部位、水分超限。
[0024] (2)原烟均匀配比出库：原烟出库步骤也分为两步：1)高低搭配出库：按照垛位烟 碱值大配小的原则，均匀出库。2)奇偶工位分料:在整选车间内平行设置四条环形输送道， 共96个选叶台位。将烟碱值大的烟叶摆放在奇数台，烟碱值小的放在偶数选叶台位。
[0025] (3)动静结合配比选叶：烟叶被放上选叶台后，要经过人工分级，选叶人员按要求 对烟叶进行分选，将对应等级烟叶放入对应颜色塑料筐中。一共有六种颜色的塑料筐。
[0026] (4)自动判断塑料筐空/满状态:位于环形选叶台上的塑料筐进入"自动判断塑料 筐空/满状态"模块，由光电感应器来感应塑料筐的出现，并把信号发给视觉识别装置，启动 视觉识别装置开始工作。该模块的功能用来判断塑料筐的状态，并通过判断结果，做出对应 的选择。如果处于满框状态，由平推装置将塑料筐推入小框皮带上；如果处于空框状态，则 继续停留在环形轨道上，直到塑料筐装满烟叶。
[0027] (5)转向装置:小框皮带上的塑料筐被传送到转向装置处，由转向装置把塑料筐选 择90°方向，使得烟叶的摆放方向与塑料筐的前进方向垂直，便于之后的在线近红外检测。
[0028] (6)在线检测化学成分、水分:经过转向装置以后，塑料筐被送入检测皮带上。塑料 筐进入检测皮带后，需要获取该框的烟叶烟碱值和水分值。检测皮带将塑料筐送到近红外 仪器所在位置，经过仪器扫描之后，完成该框的烟叶烟碱值和水分的在线检测。烟框烟叶的 化学值信息记录在数据查询系统。
[0029] (7)自动判断塑料筐颜色：塑料筐经过近红外检测之后，继续在皮带上前进，到达 "自动判断塑料筐颜色"模块。由该模块来读取每个塑料筐的1C卡上的相关信息，判断塑料 筐的颜色。根据颜色的分类结果，通过分类装框皮带来决定塑料筐的移动方向。
[0030] (8)称重装框系统:塑料筐经过分类装框皮带被送到对应的位置处，由人工将塑料 筐的烟叶倒入对应颜色的大烟框中，并将空塑料筐放到回框皮带上。由"称重装框系统"实 时获取大烟框重量，自动计算大烟框化学成分、水分。大烟框的上限重量是500kg，也即当大 烟框中的烟叶累计重量到达500kg之后(地上衡称重），装满的大烟框被移动到备料区，换上 新的空烟框。这两个等级的烟叶从塑料筐倒入大烟框之后，每一个大烟框的编号与对应的 烟碱值请见表格1和表格2所示。具体的判断流程可以通过图2大框节点逻辑图表示。
[0031] 表1C3F的烟碱值数据
[0034]表2C2F的烟碱值数据 [0035]
[0032]
[0033]
[0036] (9)回框系统:塑料筐内的烟叶倒入大烟框之后，空的塑料筐回到回框皮带。具体 流程是：当空塑料筐被回框皮带送至升降装置处时，由光电感应器感应塑料筐的出现，并把 信号发给升降装置，启动升降装置开始工作。通过射频识别技术判断，该塑料筐的来源信 息，射频识别技术判断的结果是：塑料筐来源于左边环形轨道，或者来源于右边环形轨道。 由升降装置控制塑料筐的移动方向，回框皮带将塑料筐送回原来的环形轨道上。
[0037] (10)选后烟叶均匀备料：当大烟框移至备料区以后，需要对备料区的烟叶分级堆 放，均匀备料。备料要求是:每一个单等级烟叶按照客户要求再次细分等级。每个细分等级 按A，B，C三列均匀堆放。利用均质化系统，实现每个区域内A，B，C列的烟碱均值一致。各列的 相同间隔小区域内高低搭配，小区域间烟碱值接近。
[0038] (11)采用"烟碱均质化配平方法"，对备料区的选后烟叶均匀备料。分别对等级C3F 和等级C2F的烟框按照烟碱值进行均质化配平，得到各个等级的每列烟碱均值、标准偏差和 CV值。表3和表4分别表示等级C3F和等级C2F的配平结果。
[0039]表3等级C3F的烟碱均质化配平结果
[0042]表4等级C2F的烟碱均质化配平结果
[0040]
[0041]
[0043]
[0044] 从上表中可以看出，等级C3F的烟框经过均质化算法配平以后，A、B、C三列的平均 值分别为：2.607、2.603、2.606;等级C2F的烟框经过均质化算法配平以后，A、B、C三列的平 均值分别为:2.194、2.195、2.196。各列之间的均值非常接近。
[0045] (12)配方均匀精准投料:烟叶出料采用纵向出料模式，即一个竖排、一个竖排的进 行出料，如此可有效保障每个投料单元烟叶烟碱值的均匀性。由于等级C3F有200框，等级 C2F有400框，因此，按照1:2的比例将等级C3F和等级C2F进行出料，一共取样100次。然后对 每一次出料的烟碱值求取平均值并记录。最后计算这100次出料的均值的平均值和标准偏 差，得到了最后的成品片烟的CV值，数据见表5所示。
[0046] 表5均质化后的投料结果
[0047]
[0048]
[0049] 由表5中所示，最后的产品片烟的烟碱值变异系数CV值为2.7%，控制在3%以内。
[0050] 但是，如果不通过配平算法，直接经过步骤(8)称重装框系统后，按顺序堆放烟框， 等到步骤(12)配方均匀精准投料时，按照1:2的比例对两个等级的烟框进行投料，同理取样 100次，最后的成品片烟的烟碱值的变异系数(CV值)为3.4 %，超过3 %。
[0051]表6未均质化的投料结果 [0052]
[0053]~因此，通过对比经过均质化配平系统和没有均质化配平系统的最后结果，可知，本 系统能使得最后的成品片烟的烟碱变异系数CV值控制在3%以内。
【主权项】
1. 一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是包括识别部分、输送部分、检测部分、称重 装料部分、均质备料及精准投料部分和数据库。2. 根据权利要求1的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述识别部分是指采集 和记录容器的盛料状态和颜色信息，包括光电感应器、视觉识别装置和RFID射频装置。3. 根据权利要求1的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述输送部分是指根据 采集到的信息，将物料和容器自动分配并输送到指定部位。4. 根据权利要求3所述的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述输送部分包括 环形选叶台、皮带、转向装置、升降装置、平推装置。5. 根据权利要求1的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述检测部分是指傅里 叶近红外、紫外、气相色谱、液相色谱在线分析，检测化学成分和水分，并将检测数据记录在 数据库中。6. 根据权利要求5所述的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是傅里叶近红外在线 分析，所述的化学成分是烟碱、总糖、总氮、还原糖、钾、氯。7. 根据权利要求1的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述称重装料部分是指 将流水线上的烟叶在对应位置收集装框，实时获取烟框重量，自动计算框内烟叶化学成分 和水分值。8. 根据权利要求7的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述称重装料部分包括 地上衡、分类装框皮带、读卡器。9. 根据权利要求1的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，所述数据库是智能化电 子信息系统，有记录、识别、运算、实时监控、数据查询的功能。10. 根据权利要求1的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是工艺流程为： a. 人工选原烟叶装入容器，放置环形选叶台上； b. 自动判断容器状态； c. 在线检测化学成分、水分； d. 自动判断容器的颜色； e. 在线称重装框，容器自动回归对应选原烟叶位置； f. 自动跟踪，分级堆垛，依据横配纵出原则，指导复烤生产备料。11. 根据权利要求1~10所述的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是成品片烟烟碱 变异系数CV小于3%，水分变异系数CV值小于2.5%。12. 根据权利要求1~10所述的一种自动化烟草复烤均质系统，其特征是，实现了同一模 块年度间、加工批次间和批次内片烟成品烟碱成分均匀一致、评吸质量相对稳定、物理指标 协调均衡、水分波动有效控制。13. 根据权利要求1所述的一种自动化烟草复烤均质系统，应用于烟草、中医药、制茶等 均质化生产行业。
【文档编号】A24B3/08GK105935148SQ201610455176
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】步克, 汪文斌
【申请人】四川烟叶复烤有限责任公司