薄板烘丝机筒壁温度合格率的研究与提高

摘 要： 薄板烘丝机在生产过程中出现了筒壁温度合格率较低的问题，严重影响卷烟产品内在品质及物理指标，同时也造成烟丝整丝率下降。经对可能影响薄板烘丝机筒壁温度合格率各因素的分析，发现排潮风门开度、排潮风机转速和热风温度对筒壁温度的影响显著。为此，通过调节排潮风门开度、排潮风机转速调和补偿热风温度，将筒壁温度的合格率提高到了90%，烟丝出丝率由69%提高到了72%，节约资金256.7万元。

关键词： 薄板烘丝机；筒壁温度；排潮风门开度；排潮风机转速；补偿热风温度

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0 引言

薄板烘丝机是制叶丝工艺线上的重要设备之一，其功能是对烟丝进行烘干处理，使其含水率符合工艺标准，其采用复合干燥技术，即通过传导、辐射、强制对流（热风） 3 种加热方式[1-2]去除叶丝中的部分水分，满足后续工序加工要求，并改善和提高叶丝的感官质量[3]。

由于烟丝通过烘丝机的时间较长，筒壁温度的高低对烘后烟丝含水率及内在感官品质有着重要的影响，且超出一定筒温范围后，随着筒壁温度的升高，部分内在质量的指标呈下降趋势，因此，必须使筒壁温度稳定在工艺技术标准范围内。在生产过程中，发现薄板烘丝机筒壁温度合格率较低，不能满足工艺标准要求。经对可能影响筒壁温度的各因素的研究，发现排潮风机风门开度、排潮风机转速和补偿热风温度为影响筒壁温度合格率的主要原因，为此，对这些原因进行了研究，以提高筒壁温度合格率。

1问题分析

生产过程中，整个制丝线的工艺流程图如图1所示。

从工艺流程图中可以看出，影响到薄板烘丝机筒壁温度合格率的工艺流程有3个，分别为储叶、HT增温增湿和薄板烘丝。通过细化流程图，根据影响的严重程度进行了分析评分，发现排潮风机风门开度、排潮风机转速和补偿热风温度为影响筒壁温度合格率的主要因素[4]。

1.1排潮风门开度和排潮风机转速

排潮风门开度和排潮风机转速通过影响薄板烘丝的排潮效果，进而影响筒壁温度，分别选取排潮风门开度70%、75%、80%和排潮风机转速30Hz、40Hz、50Hz三个水平，对每个水平做5次实验进行分析，并对各项数据进行统计。

经过对测得数据的分析，可以看出，排潮风机风门开度、排潮风机转速以及二者的交互作用均对筒壁温度影响均显著。

1.2补偿热风温度

由于补偿热风是直接进入烘丝机内部，影响着烟丝温度的同时，也与筒壁内部接触发生热传递，所以在热风温度100℃、110℃、120℃三个水平下各进行了10次试验来分析筒壁温度与补偿热风温度之间的相关关系。

对不同补偿热风温度下测得的数据进行分析，可以看出，补偿热风温度对筒壁温度具有显著性影响。

2问题改进

经以上分析可知，排潮风门开度、排潮风机转速和补偿热风温度对筒壁温度的合格率有显著的影响，因此，以这些因素为因子进行建模，以取得最佳解决方案。

2.1排潮风门开度和排潮风机转速DOE试验

以排潮风门开度和排潮风机转速为因子，选取排潮风门开度70%、80%两个高低水平，排潮风机转速30Hz、50Hz两个高低水平，中心点选取3个，仿行数为2建立DOE试验，如表3所示，并进行了相应的分析。

对数据进行DOE试验，从响应优化图可以看出，当排潮风门开度为75.3%，排潮风机转速为50Hz时，薄板烘丝机筒壁温度最合适。结合生产实际，选择工作时潮风门开度为75%，排潮风机转速为50Hz。

根据该模型在新设计点处对 筒壁温度℃ 的预测响应：其拟合值为141.0，拟合值标准误差为0.376032，95%的置信区间为139.466—141.122，95%的预测区间为138.743—141.845.

根据排潮风门开度75%、排潮风机转速50Hz时，抽取5批薄板烘丝机筒壁温度，分别为141.0，139.4，140.1，140.8，139.9，均落入预测区间，证明所选模型有效。

2.2补偿热风温度单因子方差分析

取补偿热风温度100、105、110、115、120五个水平，并分别对各水平下的筒壁温度测试10次，随后对测量数据进行单因子方差分析，如表5所示。

由以上分析可以看出，通过拟合线图分析得到的回归方程，得到回归方程为：筒壁温度℃= -76.7 + 3.368 补偿热风温度℃ - 0.0127 补偿热风温度℃**2[5-6]

即：y=-76.7+3.368x-0.0127x2

根据上述方程可以得出：x=109.81时，即热风温度为109.81℃时，薄板烘丝机筒壁温度达到最佳值。由于现场实际生产需求，将补偿热风温度取整设定为110℃。

其拟合值为139.564，拟合标准误差为0.193，95%置信区间为139.176—139.952，95%预测区间为137.794—142.334。

根据后期得出的结果，按照热风温度55℃，补偿热风温度为110，抽取的5批筒壁温度数据，分别为141.0，141.2，139.0，139.8，141.9，均落入预测区间，证明所选模型是有效的。

综上所述，当排潮风门开度为75%，排潮风机转速为50Hz，补偿热风温度为110时，薄板烘丝机筒壁温度合格率达到最佳状态。

3结论

经对影响筒壁温度各因素的分析论证，得到了控制筒壁温度合格率的最佳方案，即排潮風门开度为75%，排潮风机转速为50Hz，补偿热风温度为110，在此状态下，经一段时间的稳定运行，筒壁温度的合格率提高到了91.22%，烟丝的合格率提高到了72%，年节约烟丝量96860kg，价值约256.7万元。

参考文献

[1]云南昆船第二机械有限公司.SH625 型薄板烘丝机使用说明书[G].2007.

[2]邓国栋，王宏生，李斌.滚筒烘丝机中烟丝运动的模拟与试验[J].烟草科技， 2007（ 9） ： 13-18.

[3] 国家烟草专卖局.卷烟工艺规范[M].北京： 中央文献出版社，2003.

[4]叶宏音. 薄板烘丝机精准化控制技术研究[J].现代农业科技.2016（8）：26.

[5]王华军. 薄板烘丝机参数与耐加工性关系研究[J].山东工业技术.2016（2）：176.

[6] 刘炳军，李江.薄板式烘丝机工艺参数相关性研究[J].大众科技. 2012（10）：93—95.

作者简介：石怀忠（1970—），电器维修高级技师，主要从事设备管理工作。