技術(shù)報告項目組2019年12月

目錄1項目背景 32技術(shù)路線 43煙葉收儲技術(shù)研究 53.1煙葉檢驗接收關(guān)鍵技術(shù) 54煙葉選葉技術(shù)研究 64.1人工地攤式選葉關(guān)鍵技術(shù) 64.2人機結(jié)合式選葉關(guān)鍵技術(shù) 85投料組織技術(shù)研究 115.1鋪葉直投模式關(guān)鍵技術(shù) 115.2平庫混配投料模式關(guān)鍵技術(shù) 145.3立體庫混配投料模式關(guān)鍵技術(shù) 206水分均質(zhì)化控制技術(shù)研究 256.1潤葉過程水分控制關(guān)鍵技術(shù) 256.2復烤過程水分控制關(guān)鍵技術(shù) 297片煙結(jié)構(gòu)均質(zhì)化控制技術(shù)研究 337.1試驗設(shè)計與檢測結(jié)果 337.2打葉參數(shù)對葉片結(jié)構(gòu)的影響 357.3打葉參數(shù)對片煙整體尺的影響 387.4打葉參數(shù)對片形的影響 397.5優(yōu)化驗證 418密實度偏差率均質(zhì)化控制技術(shù)研究 429數(shù)據(jù)采集與運用技術(shù)研究 469.1數(shù)據(jù)標準 469.2數(shù)據(jù)集成整合 5110技術(shù)集成與運用驗證 5911結(jié)論與創(chuàng)新點 601項目背景打葉復烤均質(zhì)化是指將不同產(chǎn)地、品種、等級的原煙按照一定的比例均勻摻配在一起進行打葉復烤的過程，形成一個內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定、理化指標均勻的成品片煙或配方模塊。目前打葉復烤均質(zhì)化加工模式主要分為三種，第一種是鋪葉直投模式，利用鋪葉線實現(xiàn)煙葉原料的精確配比；第二種是平庫混配投料模式，利用鋪葉線、在線化學成分采集和平庫相結(jié)合實現(xiàn)煙葉原料的精確配比；第三種是立體庫混配投料模式，利用鋪葉線、在線化學成分采集和立體庫相結(jié)合實現(xiàn)煙葉原料的精確配比。目前行業(yè)內(nèi)沒有統(tǒng)一的均質(zhì)化加工技術(shù)標準，但是均質(zhì)化加工技術(shù)已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)持續(xù)推進，2015年以來卷煙品牌原料均質(zhì)化生產(chǎn)加工不斷推進，實施單位已由4個重點卷煙品牌、4家復烤企業(yè)、100余萬擔加工量，逐步擴大到2018年的23個卷煙品牌、48家復烤企業(yè)、2000萬擔加工量以上，均質(zhì)化加工已基本覆蓋整個復烤行業(yè)。但是行業(yè)內(nèi)復烤企業(yè)均質(zhì)化加工水平不一，以2017年國家局均質(zhì)化檢查結(jié)果為例，總共38個成品片煙模塊，煙堿CV最大值為3.94%,最小值為1.81%，水分CV最大值為3.04%，最小值為1.03%，各復烤企業(yè)生產(chǎn)水平分布情況存在明顯差異。因此，制定《打葉復烤均質(zhì)化加工技術(shù)規(guī)程》，對指導行業(yè)均質(zhì)化加工作業(yè)，有效解決目前均質(zhì)化加工存在問題具有重大意義。國家局于2018年9月國家局下發(fā)了國煙科[2018]177號文件，根據(jù)文件精神，確定了《打葉復烤均質(zhì)化加工技術(shù)規(guī)程》行業(yè)標準的制定任務。由中國煙葉公司、浙江中煙工業(yè)有限責任公司、福建武夷煙葉有限公司、鄭州煙草研究院、上海煙草集團有限公司、河南中煙工業(yè)有限責任公司、云南煙葉復烤有限責任公司、華環(huán)國際煙草有限公司、四川煙葉復烤有限責任公司、貴州煙葉復烤有限責任公司、湖南煙葉復烤有限責任公司共同承擔，主要負責參與項目實施方案設(shè)計和指南的編制，進行試驗研究等工作。2技術(shù)路線通過收集資料，了解行業(yè)內(nèi)打葉復烤環(huán)節(jié)均質(zhì)化加工的工藝路徑及應用成效，調(diào)查行業(yè)內(nèi)打葉復烤企業(yè)均質(zhì)化加工的研究成果，識別、分析影響打葉復烤均質(zhì)化加工的因素。目前行業(yè)各復烤企業(yè)均質(zhì)化加工工藝路徑，研究分析不同條件下化學成分、裝箱水分、片型結(jié)構(gòu)、密實度控制等均質(zhì)化加工路徑關(guān)鍵節(jié)點的控制與管理要求，并通過工業(yè)驗證對不同條件下的均質(zhì)化加工效果進行評價、驗證，最終按照卷煙“大工藝”系統(tǒng)化加工要求進行技術(shù)集成，形成《打葉復烤均質(zhì)化加工技術(shù)規(guī)程》。具體技術(shù)路線如下：調(diào)研各打葉復烤企業(yè)質(zhì)化加工技術(shù)控制現(xiàn)狀收集國內(nèi)外提高打葉復烤環(huán)節(jié)均質(zhì)化加工技術(shù)控制的相關(guān)資料調(diào)研各打葉復烤企業(yè)質(zhì)化加工技術(shù)控制現(xiàn)狀收集國內(nèi)外提高打葉復烤環(huán)節(jié)均質(zhì)化加工技術(shù)控制的相關(guān)資料識別、分析影響打葉復烤均質(zhì)化加工關(guān)鍵環(huán)節(jié)識別、分析影響打葉復烤均質(zhì)化加工關(guān)鍵環(huán)節(jié)1.明確目前各復烤企業(yè)均質(zhì)化加工工藝路徑；2.研究不同條件下化學成分均質(zhì)化加工路徑的關(guān)鍵節(jié)點控制與管理要求；1.明確目前各復烤企業(yè)均質(zhì)化加工工藝路徑；2.研究不同條件下化學成分均質(zhì)化加工路徑的關(guān)鍵節(jié)點控制與管理要求；3.分析裝箱片煙水分、密度等物理指標均勻性控制關(guān)鍵點的技術(shù)與管理要求。探索總結(jié)適宜不同條件下的均質(zhì)化加工控制方法和技術(shù)要求探索總結(jié)適宜不同條件下的均質(zhì)化加工控制方法和技術(shù)要求效果驗證效果驗證形成規(guī)程形成規(guī)程3煙葉收儲技術(shù)研究3.1煙葉檢驗接收關(guān)鍵技術(shù)原煙接收批次以收貨2000擔左右為基準，浙江中煙物資供應部監(jiān)打人員與技術(shù)中心質(zhì)檢人員根據(jù)原煙計劃采購協(xié)議、原煙檢驗結(jié)果、接收時間等數(shù)據(jù)協(xié)商確認產(chǎn)生原煙接收批。具體實施步驟如下圖：錄入原煙信息原煙分類入庫錄入原煙信息原煙分類入庫化學成分檢測剁位管理圖3-1原煙接收批次管理示意圖3.1.1錄入原煙接收記錄或接收明細。3.1.2原煙入庫時，核對單、證、貨，一致后做好入庫驗收工作，按照10%的比例進行過磅檢斤，并生成磅碼單。同時，對每批入庫煙葉進行隨機取樣并送至檢測室進行水分檢測。對于異常煙葉，一律單獨存放。將原煙按產(chǎn)地、等級、品種、數(shù)量、車次、時間等信息進行分類入庫存儲，明確標識，做好記錄。3.1.3進行原煙化學成分取樣與檢測時，按車次、數(shù)量或貨位為單元進行抽樣，采取連續(xù)流動法或近紅外光譜儀進行檢測，連續(xù)流動法按照YC/T159、YC/T160、YC/T161、YC/T162、YC/T217相關(guān)要求執(zhí)行。3.1.4入庫后進行垛位管理，利用木質(zhì)夾板，將垛位信息掛在相應的貨位煙垛中間。4煙葉選葉技術(shù)研究4.1人工地攤式選葉關(guān)鍵技術(shù)4.1.1標準化作業(yè)流程安排投料平衡等級制定投料計劃安排投料平衡等級制定投料計劃下達作業(yè)單報表分析選后入庫質(zhì)量檢驗除雜分級報表分析選后入庫質(zhì)量檢驗除雜分級圖4-1選葉標準化作業(yè)流程圖4.1.2選葉過程標準化選葉必須抓住煙葉基部，“先看雜物，后分等級”，保證選后煙葉的純度和凈度；開煙包必須用剪刀，禁止使用解把刀，解把刀的使用必須距離自己身體部位20cm；縫包時嚴禁將針尖對準有人的方向，針的活動范圍在四周1m以內(nèi)，取消以前的挑針縫包，改用橫針縫包，將原來的單線標準為雙線縫包，明確針腳之間的距離在10-15cm之間；霉煙的處理要求從發(fā)霉點向內(nèi)8cm處剪掉、超16%水分的煙葉必須經(jīng)過抽濕處理，利于倉庫保管。4.1.3選葉質(zhì)量及雜物控制體系一是班組長檢查。小組長必須把每個組員選后的煙葉進行仔細翻查，檢查選后煙葉的等級純度及含雜情況，檢查質(zhì)量不合格，則指導其重新分級，保證選后煙葉的純凈度。二是帶班質(zhì)檢員抽查。帶班質(zhì)檢員一天6次對每個小組選后煙葉等級進行嚴格抽查，按9點取樣法抽取煙葉2Kg，抽查項目有符合度、混上、混雜、超水、霉變、雜物等。如抽查結(jié)果不合格，開出返工單，說明不合格原因及返工的要求和做法。三是清選車間管理員巡查。清選車間管理員隨機對選后煙葉進行抽查和監(jiān)督，通過首檢、巡檢、抽檢相結(jié)合的方式，充分保證選后煙葉的質(zhì)量。四是委托方檢查。委托方對當天清選后的煙葉質(zhì)量進行檢查，檢查項目包含符合度、混上部葉、混雜色、含雜物等，檢查合格確認簽字包裝入庫，檢查不合格即按客戶要求重新反選，直至檢查合格為止。4.1.4化學成分檢測與運用4.1.4.1選葉投料化學成分數(shù)據(jù)運用選葉投料運用原煙倉庫化學成分檢測數(shù)據(jù)，運用方式分為兩種，一種是大數(shù)定律投料，根據(jù)原煙煙堿檢測情況，采用相鄰選葉工位按煙堿值高低搭配縱向發(fā)料，選葉后按照橫向收集，完成選葉過程一級摻配混勻過程。一種是煙堿值搭配投料，根據(jù)原煙煙堿檢測情況，倉庫按各等級高中低比例同時投料出庫，每個選葉工位包含高中低三個區(qū)間煙葉，且工位間高中低區(qū)間煙葉占比不變，將備選煙葉投送到選葉車間。4.1.4.2選后煙葉化學成分檢測與運用選后煙葉化學成分檢測分為兩種方式，一種是選后煙葉入暫存庫，按數(shù)量或貨位為單元進行抽樣，采取連續(xù)流動法或近紅外光譜儀進行檢測，連續(xù)流動法按照YC/T159、YC/T160、YC/T161、YC/T162、YC/T217相關(guān)要求執(zhí)行，檢測后按照煙堿值高、低劃分為不同區(qū)間，按照不同區(qū)間將煙葉分類入庫。一種是選后煙葉直接進入選后原煙倉庫，入庫后按照選后類別進行堆垛，以煙垛為單位，按照四維空間法在每個煙垛垛角取300±30g的樣品，并充分混勻，運用四分法縮分成一個300±30g的化學成分檢測樣品，將樣品進行化學成分檢測，以選后批次為單位按照煙堿值高、低劃分為不同區(qū)間，形成選后煙葉煙堿含量分布報表，并做好標識。4.2人機結(jié)合式選葉關(guān)鍵技術(shù)4.2.1標準化作業(yè)流程產(chǎn)前預檢平衡等級回軟制定投料計劃下達產(chǎn)前預檢平衡等級回軟制定投料計劃下達作業(yè)單除霉剔雜、鋪葉潤葉定位挑選除霉剔雜、分料除霉剔雜、鋪葉潤葉定位挑選除霉剔雜、分料選后入庫分析報表打包裝框選后入庫分析報表打包裝框質(zhì)量檢驗 質(zhì)量檢驗 圖4-2選葉標準化作業(yè)流程圖4.2.2設(shè)施設(shè)備及工藝參數(shù)要求回軟時間：12-14小時。回軟溫度：室溫45-50℃，包芯溫度13-20℃。回軟濕度：室內(nèi)濕度70-80，表皮水分15-18%。擺把皮帶速度：根據(jù)來料等級純度等調(diào)速電子磅校驗:1周2次。電子秤臺面要求：干凈整潔，不能有雜物。4.2.3選葉過程標準化選葉必須抓住煙葉顏色，“先看雜物，后分等級”，保證選后煙葉的純度和凈度。1、鋪葉前對原煙產(chǎn)地、等級、純度進行抽查，對來料差、純度低的批次在擺把臺后端增加人員專門剔除上部、青雜煙葉。對落地煙及碎煙及時清掃，設(shè)專人經(jīng)挑選后隨機投入生產(chǎn)線。2、潤葉時檢查潤葉機出口煙葉的水分和溫度是否符合要求并予以調(diào)整，定期對設(shè)備進行巡檢、維護、保養(yǎng)，下班或更換等級時清理好潤葉筒。3、選葉時每人負責一個選后等級，保持眼觀統(tǒng)一。4、選后打包（裝框）重量統(tǒng)一標準，并不定時抽查，打包（裝框）后煙葉按要求標示，并配備信息卡片。4.2.4選葉質(zhì)量控制體系4.2.4.1原煙備料（1）原煙倉庫根據(jù)生產(chǎn)通知單投原煙葉進挑選車間做好挑選的準備工作。（2）煙葉原料進入挑選車間全部計量，并作好詳細記錄。（3）每批次投入的原料核對產(chǎn)地，等級、數(shù)量與生產(chǎn)通知單要求相符，并確認簽字。（4）煙葉原料按批次有序堆放，并放置標識牌，產(chǎn)地、等級、批次之間的間隔不小于1m，不得錯堆、混堆、超高堆放。（5）煙包無嚴重破損，包內(nèi)無異味、污染、水浸、雨淋煙葉。4.2.4.2確定標樣（1）根據(jù)原料情況和合同要求，確定對原煙進行片選、精片選并制定樣品。（2）正式標樣至少制作兩套，一是用于培訓、校對眼光、現(xiàn)場對標選葉，二是用于選后煙葉對標檢驗。4.2.4.3對標選葉（1）核對待選煙葉產(chǎn)地、等級、品種、數(shù)量（重量）等信息；（2）嚴把來料質(zhì)量關(guān)，對來料霉爛超過30%、水分超標、部位和質(zhì)量嚴重不符的煙包進行調(diào)換或整選；（3）嚴格挑出青煙、霉爛煙葉和無使用價值煙葉，霉爛煙葉和無使用價值煙葉應單獨計量；嚴格清除砂土、煙蟲（卵）、雜物等，分類放入專用箱（盒）內(nèi)，及時集中清理；（4）選后煙葉按標識要求分類裝框存放，標識清晰，嚴防實物與標識不符；挑選中產(chǎn)生的碎葉在剔除雜物后單獨計量標識存放。（5）按標樣挑選煙葉，選后的煙葉要循序漸壓地放入專用器具煙把向外。（6）普通片選的選葉速度應控制在（25-30）分鐘/件，精片選的選葉速度應控制在（50-60）分鐘/件。4.2.4.4巡檢制度（1）臺檢員對分選的煙葉對標進行質(zhì)量檢查、把關(guān)。（2）質(zhì)檢員不定時對臺檢員進行督查及質(zhì)量管理和考核，如有不符合質(zhì)量標準的分選煙葉，應立即制止，要求選葉組進行返工，并將不合格情況向選葉工說明，防止后期出現(xiàn)。（3）總檢對選后煙葉進行不定時的抽樣檢查，當出現(xiàn)抽檢不合格時，加大抽檢比例，如發(fā)現(xiàn)大面積不合格時，應及時要求停止挑選作業(yè)，對整框煙葉進行徹底檢查，并追溯到質(zhì)檢員責任并考核，勒令責任負責人對不合格品組織進行返工。（4）每日挑選入庫前，由總檢協(xié)助工業(yè)客戶駐廠人員對選后煙質(zhì)量（含碎片）進行兩次抽查，判定選后煙葉是否合格；合格方可入庫，不合格對質(zhì)檢員和外包方進行考核。4.2.5霉變煙葉、雜物質(zhì)量控制體系雜物和霉壞煙控制貫穿于整個挑選過程，擺把時在煙包發(fā)現(xiàn)霉壞煙葉、雜物時先剔除再擺把；進入分級臺后需有專人松散并剔除霉壞煙葉、雜物；分級人員在分級前要求先剔除霉壞煙葉、雜物再分級；分選臺末端應落實霉壞煙葉、雜物檢查制度；挑出的霉壞煙葉、各類雜物要單獨存放、集中回收。4.2.6化學成分檢測與運用4.2.6.1選葉投料化學成分數(shù)據(jù)運用選葉投料運用原煙倉庫化學成分檢測數(shù)據(jù)，選葉備料過程中，以一定維度劃分備料批次，備料批次按原煙倉庫化學成分檢測數(shù)據(jù)進行搭配，再按備料批次進行回軟處理。4.2.6.2選后煙葉化學成分檢測與運用選后煙葉化學成分采用在線近紅外方式對在線煙葉實時檢測，檢測后按照煙堿值高、低劃分為不同區(qū)間，按照不同區(qū)間將煙葉分類入庫。5投料組織技術(shù)研究5.1鋪葉直投模式關(guān)鍵技術(shù)加工模塊的單等級純度是基礎(chǔ)，模塊配比環(huán)節(jié)的準確穩(wěn)定是關(guān)鍵，匯總物料的等級完整性是重點。5.1.1配比模塊的單等級均質(zhì)化質(zhì)量控制實現(xiàn)打葉復烤煙葉模塊首先需要解決的是單等級煙葉的均質(zhì)化。在原料準備環(huán)節(jié)采用選葉、分切等手段解決單等級煙葉的質(zhì)量穩(wěn)定性和代表性，然后采用近紅外分析技術(shù)對配方單等級進行更小區(qū)間的質(zhì)量穩(wěn)定性劃分，提升單等級煙葉片與片、筐與筐、段與段之間的質(zhì)量均質(zhì)狀態(tài)，減少單等級煙葉的不穩(wěn)定狀態(tài)對配方模塊均質(zhì)化的影響。5.1.2多維度鋪葉策劃與精準上料控制改變傳統(tǒng)鋪葉策劃方式，鋪葉工位布局的靜態(tài)策劃時，參考因素除了流量、投料單元、單次上料量之外，增加原始配方比例、等級間煙堿區(qū)間匹配等因素，在保證實際生產(chǎn)連續(xù)運行的前提下，保證總鋪料位數(shù)與完整配方上料位數(shù)的倍數(shù)關(guān)系，然后把一個完整的模塊配方等級上料位按照橫向工位依次排列。5.1.2.1傳統(tǒng)鋪葉等級配比:匯總帶ABCDABCDAABCDABCDAABCDABCDAABCDABCDA匯總帶上等級狀態(tài)：AAAABBBBCCCDAADDABBABACBCCDBDDABABCD5.1.2.2多維鋪葉等級配比匯總帶ABCDABCDABBCDABCDABCCDABCDABCDDABCDABCDA匯總帶上等級狀態(tài)：ABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCDABCD等級配比分析：模塊配比周期始終保持在一個工位，瞬間等級完整、配比準確，為充分混合均勻提供了條件，過程均質(zhì)可控。5.1.2.3鋪葉精準上料實現(xiàn)多維度鋪葉規(guī)劃的基礎(chǔ)是上料的精準性，因此上料位必須使用計量稱進行鋪葉控制。5.1.3鋪葉皮帶協(xié)同保證配方周期最小化打葉復烤的煙葉鋪葉上料工序一般配置三到四條上料皮帶，每條上料皮帶距離匯總皮帶的距離有差異，為了保證各個配比等級按照策劃完整集中在匯總皮帶的一個周期物料段內(nèi)，需要對每根上料皮帶的開機順序進行規(guī)劃并對及時調(diào)整皮帶速度，保證每條上料皮帶轉(zhuǎn)速的匹配性，實現(xiàn)鋪葉配方周期的最小化。5.1.4試驗與數(shù)據(jù)分析5.1.4.1云南上部烤煙配打傳統(tǒng)鋪葉策劃表5-1傳統(tǒng)鋪葉策劃表序號等級調(diào)撥數(shù)量(擔）比例工位數(shù)單次上料量1A3118.48010.30%42.862B12160.00040.18%132.793C1982.3726.55%31.824D2753.9809.10%42.535E2359.8807.80%32.176F2070.3206.84%31.907G1044.0003.45%10.968H3778.32012.48%43.479K1000.0003.30%10.92合計30267.352100.00%36根據(jù)各產(chǎn)地、等級煙葉所占比例，計算出每個樣品等級煙葉所占工位數(shù)，使四條生產(chǎn)線36個工位形成一個完整的配方模塊。配比周期是9個工位25秒的時間。表5-2配方周期控制表工位1工位2工位3工位4工位5工位6工位7工位8工位91A1B1C1D2B2D1E3D2E4DA線1.11.31.52.52.52.51.42.52.52.51F2F1G1H1K5D3E6D2A7DB線1.31.42.52.52.751.02.52.52.52.52C2H2G3H3B8D4E9D3A10DC線1.40.52.52.52.52.51.52.52.52.53F3G11D4B12D5E13D4A14DD線2.51.52.51.32.52.52.52.52.5經(jīng)計算，生產(chǎn)線一個工位周期是2.8秒，9.3kg流量。5.1.4.2云南上部烤煙配打多維度鋪葉策劃表5-3多維度鋪葉策劃表序號縣別等級調(diào)撥數(shù)量(擔）比例占工位數(shù)單次上料量1臨滄臨滄A3118.48010.30%32.862臨滄永德B12160.00040.18%122.793麗江寧蒗C1982.3726.55%31.824麗江D2753.9809.10%32.535麗江永勝E2359.887.80%32.176麗江古城F2070.326.84%31.907文山丘北G1044.0003.45%30.968文山H3778.32012.48%33.479大理祥云K1000.0003.30%30.92合計30267.352100.00%36kg表5-4匯總皮帶層鋪式投料方案工位布置表工位1工位2工位3工位1工位2工位3工位1工位2工位3BEKBEKBEKA線2.792.170.922.792.170.922.792.170.92HBFHBFHBFB線3.472.791.903.472.791.903.472.791.90ADBADBADBC線2.862.532.792.862.532.792.862.532.79BCGBCGBCGD線2.791.820.962.791.820.962.791.820.96按照此方法每三列在匯總皮帶處形成一個完整的配方，配比周期從25秒壓縮到8秒；從第三列開始，每過一列都能夠與前邊的兩列構(gòu)成一個配比周期且周期間的時間間隔從8秒壓縮到了3秒,完整配比的規(guī)模從82公斤壓縮到27公斤。5.1.4.3不同鋪葉上料方式均質(zhì)化水平對比分析表5-5常規(guī)化學成分含量及變異系數(shù)指標方法總糖（%）還原糖（%）煙堿（%）總氮（%）氯（%）糖堿比平均值常規(guī)投料方法31.1425.852.892.530.3010.78多維鋪葉投料30.3624.922.992.500.3210.16標準偏差常規(guī)投料方法1.160.640.110.070.050.75多維鋪葉投料1.010.630.080.070.040.59變異系數(shù)常規(guī)投料方法3.722.463.782.7917.816.99多維鋪葉投料3.312.512.832.8811.825.86與正常生產(chǎn)對比，煙堿變異系數(shù)由3.78%降低至2.83%，降低了約0.95%，均質(zhì)化控制水平提升了25%，由此可以得出初步結(jié)論，采用多維度鋪葉投料方式能夠明顯提高打葉復烤均質(zhì)化加工水平。5.2平庫混配投料模式關(guān)鍵技術(shù)5.2.1基于平庫模式的配比投料技術(shù)隨著單品牌規(guī)模的不斷擴大，通過初配方擴大同一等級煙葉的數(shù)量規(guī)模是一個必然的趨勢。即使配方?jīng)]變，由于原料的變化，同等級片煙成品的質(zhì)量也會產(chǎn)生波動，片煙質(zhì)量風格的均勻性控制是一個復雜的技術(shù)問題，原料質(zhì)量均勻性是卷煙產(chǎn)品質(zhì)量均勻性的基礎(chǔ)，原料質(zhì)量波動是導致產(chǎn)品質(zhì)量波動的關(guān)鍵原因，因此近年來卷煙工業(yè)加大了在打葉復烤環(huán)節(jié)的質(zhì)量調(diào)控執(zhí)行能力，在平庫的模式中根據(jù)煙框的化學值分布實現(xiàn)了煙箱調(diào)控。在煙葉入庫的時候，實現(xiàn)劃分若干的通道，在煙葉化學值入通道的過程中，就已經(jīng)完成各個通道的組批，使得每個通道與通道之間的化學值是等價均質(zhì)的；主要包含，化學值得快速獲取，倉庫的通道劃分，控制指標的選取，通道的調(diào)控入庫，組通道煙箱出庫，均質(zhì)化的理論與實際評價等步驟。5.2.2平庫混配投料方法研究5.2.2.1配比投料原理設(shè)計單個通道擺放煙箱數(shù)量為一個儲葉柜的容量，通過設(shè)計平庫入庫算法使一個區(qū)域內(nèi)所有通道的化學值均值接近，當單個通道內(nèi)所有煙箱進入儲葉柜二次混配時，得到儲葉柜與儲葉柜之間的化學值均值接近，從而保證整個打葉復烤過程中煙葉化學值都很接近，因此復烤片煙化學值變異系數(shù)最小化。平庫均質(zhì)化調(diào)控方法比較巧妙的依據(jù)實際的庫存在原有的均質(zhì)化調(diào)控，”分類堆放，組批出庫”的原則下完成了”入庫既組批,，通道出庫調(diào)控”的策略，可快捷、準確地均質(zhì)化調(diào)控，很大的提高了倉庫的利用率，以及出庫的便捷性。從調(diào)控指標的控制精度上，平庫均質(zhì)化調(diào)控方法，實施的基礎(chǔ)是按照具體的化學值進行調(diào)控，因此其調(diào)控的尺度要比分區(qū)間內(nèi)的一個范圍要精細的多，使得調(diào)控的目標與結(jié)果更加穩(wěn)定。5.2.2.2半成品庫區(qū)劃分根據(jù)半成品倉庫的尺寸大小和煙箱的尺寸大小，將半成品庫分成三個區(qū)域，分別是“一進”、“一出”、“一備”，所謂“一進”主要該該區(qū)域用于半成品入庫；“一出”是該區(qū)域用于半成品出庫，“一備”是該半成品準備出庫，防止生產(chǎn)中斷。然后，每個區(qū)域都劃分相同的通道數(shù)量。圖5-1庫區(qū)劃分5.2.2.3配方投料工藝流程將鋪葉混配線遷移，并在單獨的鋪葉混配皮帶上混配鋪葉，在解把切斷后裝框之前的斜皮帶上安裝在近紅外光譜儀用于實時檢測混配后的煙葉化學值；檢測完化學值后的煙葉進行裝框，當煙框達到設(shè)定重量得出該煙框的化學值均值；平庫均質(zhì)化配方管理系統(tǒng)給該煙框分配半成品庫貨位，轉(zhuǎn)運工將該煙框拉倒半成品庫中對應的貨位；投料生產(chǎn)時，轉(zhuǎn)運工將單個通道的所有煙框轉(zhuǎn)運到翻箱喂料出進行翻箱喂料；然后進行潤葉、打葉、復烤和打包過程。其方法流程見下圖所示。圖5-2配方投料工藝流程圖5.2.3加工過程化學值變化及結(jié)果5.2.3.1煙框化學值統(tǒng)計選擇一批次鋪葉完之后半成品煙框數(shù)量為8369框，其中A通道中763框、B通道中765框、C通道中761框、D通道中760框、E通道中760框、F通道中758框、G通道中765框、H通道中758框、I通道中760框、J通道中760框、K通道中759框。每通道12框為一組，因此有63組，每個通道內(nèi)最后還有尾框。表5-6半成品數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析通道號煙框數(shù)量均值標偏變異系數(shù)（%）A7632.31370.239510.35B7652.31460.23089.97C7612.30880.22029.54D7602.31150.240410.40E7602.31930.244310.53F7582.31060.237410.27G7652.31350.238310.30H7582.30820.234710.17I7602.31010.22369.68J7602.31010.22369.68K7502.31800.236110.18總體83692.31280.234210.13表5-6為各通道內(nèi)的煙堿統(tǒng)計數(shù)據(jù),從表中可以看出通道內(nèi)煙堿均值、標準偏差和變異系數(shù)都非常接近，且都接近于整體煙堿均值、標準偏差和變異系數(shù)。圖5-3所有半成品煙框煙堿數(shù)據(jù)圖5-3是半成品總體8369個煙框的煙堿數(shù)據(jù)，從圖中可以看出煙堿變化基本上是在2～2.8之間變化波動。5.2.3.2各通道分析根據(jù)儲葉柜容量，一組每個通道內(nèi)有12個煙框，然后，每個通道內(nèi)12個煙框翻箱喂料后經(jīng)過往返布料車均勻混合的添加到儲葉柜，這樣，一個儲葉柜內(nèi)的煙堿值為該12框煙堿的均值，因此整體加工過程中成品片煙的煙堿數(shù)據(jù)是有儲葉柜煙堿所決定的。表5-7各時間段儲葉柜數(shù)據(jù)統(tǒng)計表個數(shù)均值標準偏差變異系數(shù)（%）儲葉柜數(shù)據(jù)6982.31280.08533.69表5-7是儲葉柜的煙堿數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析，從表中可以看出，儲葉柜之間的變異系數(shù)相對于半成品煙框之間的變異系數(shù)下降了很多。圖5-4各儲葉柜煙堿數(shù)據(jù)圖5-4為每時間段儲葉柜煙堿數(shù)據(jù)，從圖中可以看出，煙堿變化很小，在2.3上下波動，且波動幅度很小，這說明柜與柜之間的變化很小，選后原煙得到很好的控制。為了進一步研究在線近紅外檢測及NP算法的重要性，將8369個煙框按裝箱順序依次堆放到11個通道中去，并且每組每個通道內(nèi)還是12框。不經(jīng)過近紅外檢測，且不按照NP算法得到各儲葉柜數(shù)據(jù)如表5-8所示。表5-8按照先后順序放入儲葉柜的數(shù)據(jù)分析（不調(diào)控）項目個數(shù)均值標準偏差變異系數(shù)（%）儲葉柜數(shù)據(jù)6982.31280.19218.31從表5-8可以看出，不經(jīng)過NP算法按順序以12投入到儲葉柜變異系數(shù)為8.31%，而按照NP算法指導半成品入庫得到的儲葉柜煙堿變異系數(shù)為3.69%。圖5-5不調(diào)控得到的儲葉柜煙堿數(shù)據(jù)圖5-5是不經(jīng)過NP算法按順序以12投入到儲葉柜中的各階段煙堿數(shù)據(jù)，從圖中可以看出有個別儲葉柜煙堿波動很大，有的8大于3。5.2.3.3成品片煙數(shù)據(jù)分析成品按照每25箱取樣檢測，檢測方式為實驗室近紅外，檢測指標有：煙堿、總糖、還原糖、總氮、氯、鉀、PH。表5-9成品片煙檢測數(shù)據(jù)統(tǒng)計煙堿總糖還原糖總氮鉀氯PH均值2.4527.6524.402.341.790.595.23標準偏差0.061.290.990.050.190.060.05變異系數(shù)（%）2.464.674.072.3410.469.380.87通常是以煙堿來計算成品片煙的變異系數(shù)，該批次煙堿的變異系數(shù)為2.46%，已經(jīng)達到了研究目標。5.3立體庫混配投料模式關(guān)鍵技術(shù)5.3.1基于近紅外在線檢測的配比投料技術(shù)近紅外分析技術(shù)(NIR)是近些年發(fā)展起來的一種綠色分析技術(shù)，具備簡單、高效、快速等優(yōu)點，適于在線檢測與過程分析，是質(zhì)量控制的理想手段，在農(nóng)業(yè)、食品、石油等領(lǐng)域特別是煙草行業(yè)的應用日益廣泛。近年來該技術(shù)已快速地進入煙草領(lǐng)域，煙堿、總糖等化學成分是煙草的重要指標，對于煙草品質(zhì)的控制和卷煙配方設(shè)計等環(huán)節(jié)因素極為重要，傳統(tǒng)的分析手段需要花費大量的時間和精力，難以對整個加工環(huán)節(jié)進行控制，因此利用在線近紅外對這些指標進行檢測和控制對提升煙草品質(zhì)極為有效。目前，國外煙草行業(yè)對近紅外技術(shù)的應用已成熟，不但用于煙草化學成分的快速檢測，也可在煙葉焦油等質(zhì)量指標進行檢測。實踐證明利用在線近紅外技術(shù)具有“快速、簡易、準確”的優(yōu)點。5.3.2配方煙葉煙堿分布規(guī)律研究在正常加工過程中隨機抽取一個批次煙葉，檢測切段裝箱后每箱煙葉煙堿化學成分，圖5-1所示為該批煙葉經(jīng)過切斷裝箱后每一箱煙的煙堿概率分布圖。由圖可直觀看出，箱裝片煙的煙堿含量的概率分布呈正態(tài)分布。圖5-6箱裝片煙煙堿分布5.3.3配比投料方法研究（1）配比投料的原理在保證配方物理比例精度的前提下，通過設(shè)計出庫配方算法，按照化學值高中低搭配的原則對投料順序進行配比控制，實現(xiàn)配方后成品片煙煙堿變異性最小化。其一般步驟為煙葉經(jīng)在線近紅外檢測檢測值發(fā)送給高架庫高架庫生成出庫工單（工單）指定等級和數(shù)量確定投料批次數(shù)量生成出庫隊列隊列傳輸給高架庫高架庫依據(jù)出庫隊列按組出庫配比投料出庫。其方法流程見下圖所示：圖5-7配比投料工藝流程（2）配比算法原理加工批次選取是根據(jù)每個加工批次的煙葉煙框數(shù)量，由于原煙煙堿分布符合正態(tài)分布，利用中心極限定理的原理，從總體樣本中每次取出一定數(shù)量加工批次的原料，每個加工批次的中心值接近，且每個批次的化學成分分布與總體樣本化學分布趨于一致，如圖5-3所示。圖5-8批次煙堿分布在確保了每加工批次的出庫隊列之后，以每4箱作為一組，按照均勻散布的原則對每組的分布進行排序，并采用枚舉的方法進行分組。其原則是排序分組后的結(jié)果為組和組之間的變異系數(shù)最?。▎蔚燃墸蛘呙總€最小配方單元（多等級）間的變異系數(shù)最小。經(jīng)過上述兩步，確定了每個工單的批次和組的隊列排布，對每組的等級進行歸類統(tǒng)計，調(diào)整組的排序，組合出每個最小配方單元，使單元內(nèi)的等級分布趨于一致。最后，對匹配的庫存進行通道調(diào)整（化學值接近、等級相同），盡量保證每組的堆垛機利用率最高。（如果堆垛機本身數(shù)量等分布不均勻，會造成一定的效率下降，因此需要在前端進行調(diào)控，保證堆垛機入庫的均勻性）。5.3.4加工過程化學成分變化規(guī)律選擇同一配方模塊煙葉，檢測不同批次（20批次）加工過程中各工序加工前后化學成分及其均勻性的檢測結(jié)果，考察了化學成分含量及其加工過程均勻性的變化規(guī)律。表5-1所示為同一配方模塊各工序出口在制品化學成分及其均勻性檢測結(jié)果的平均值。圖5-4所示為各工序出口在制品化學成分均勻性變化趨勢。由圖5-4可以看出，煙堿、總糖、總氮、糖堿比在加工過程中隨著加工的進行，由于混合不斷進行，沿加工流程變異系數(shù)逐漸減少，其中打葉過程混合最充分，因此變異系數(shù)降低率最高。因此煙堿、總糖、總氮、糖堿比均可以考慮作為衡量片煙化學成分穩(wěn)定性的指標，但由于通常煙堿對感官影響較大，對煙堿的關(guān)注度較高，故將煙堿作為衡量和評價片煙化學成分穩(wěn)定性的指標參數(shù)。表5-10各工序出口在制品化學成分及其均勻性煙堿總糖鉀氯總氮還原糖糖堿比原煙平均值2.51標準偏差0.35變異系數(shù)13.90一潤平均值2.5224.912.800.372.3121.578.28標準偏差0.292.100.280.090.172.221.23變異系數(shù)11.608.4310.1325.117.2110.3014.87二潤平均值2.5125.092.830.382.2921.208.43標準偏差0.211.800.320.100.142.001.14變異系數(shù)8.597.1711.3026.466.099.4513.52打葉匯總平均值2.4924.762.950.392.3320.478.22標準偏差0.170.990.360.100.081.790.62變異系數(shù)6.634.0112.0625.693.618.747.56烤后平均值2.4525.103.020.412.3519.339.27標準偏差0.120.940.440.090.071.870.63變異系數(shù)4.903.7414.7222.563.069.676.75成品平均值2.4424.542.820.392.3120.418.57標準偏差0.100.640.130.040.060.650.33變異系數(shù)3.902.604.449.612.663.213.85圖5-9各工序出口在制品化學成分均勻性變化趨勢6水分均質(zhì)化控制技術(shù)研究6.1潤葉過程水分控制關(guān)鍵技術(shù)6.1.1真空回潮對后續(xù)煙葉含水率穩(wěn)定性控制的影響研究6.1.1.1材料與方法6.1.1.1.1材料南平產(chǎn)區(qū)，K326品種，B2F、B3F、C3F三個等級配打煙葉3.6萬擔。6.1.1.1.2儀器WZ116F型真空回潮機（昆明船舶設(shè)備集團有限公司）；烘箱（弗利斯儀器有限公司）；FOSS9103型旋風磨（丹麥FOSS公司）；6.1.1.1.3試驗方法本次試驗主要研究在真空回潮與沒有采取真空回潮工序情況下，保持后續(xù)加工關(guān)鍵控制參數(shù)不變，研究一次熱風潤葉、二次熱風潤葉的含水率穩(wěn)定性及烤機入口含水率變化情況。6.1.1.1.4結(jié)果與分析實驗在線真空回潮，位于高架立體庫后、預混柜前，其中在線真空回潮機配有四級五段的蒸汽噴射真空系統(tǒng)，抽真空能力強，工作真空度可達到-0.1MPA，可快速將回潮箱內(nèi)水分達到結(jié)冰程度，滿足浙江中煙殺蟲卵、除去青雜氣和快速回潮要求（通過調(diào)整加潮過程的轉(zhuǎn)換水停止點、轉(zhuǎn)換汽停止點及保壓時間保障回潮后煙葉回透率和溫度控制）。表6-1真空回潮對潤葉及烤前含水率均勻性的影響情況一覽表項目煙葉項目一潤入口一潤出口二潤入口二潤出口烤機入口無真空回潮配打煙葉平均值%11.2818.5518.0419.7317.28標準偏差0.180.350.310.280.3變異系數(shù)1.62%1.87%1.69%1.44%1.72%在線真空回潮平均值%15.5918.6617.8619.2616.98標準偏差0.150.160.160.140.21變異系數(shù)0.93%0.84%0.88%0.70%1.23%有無真空回潮變異系數(shù)差值0.69%1.03%0.81%0.74%0.49%備注：以上數(shù)據(jù)為在線水分采集數(shù)據(jù)計算得到，采集頻率1個/1min，所有試驗數(shù)據(jù)＞150個以上。在線真空回潮后煙葉儲存于預混柜內(nèi)暫存50分鐘左右，原煙含水率再平衡，有利于提高后續(xù)加工過程煙葉含水率穩(wěn)定性控制。以下數(shù)據(jù)進一步證明了該觀點。其中真空回潮與無真空回潮的后續(xù)潤葉含水率穩(wěn)定性提高明顯，一潤入口煙葉含水率變異系數(shù)降低0.69%、一潤出口變異系數(shù)降低1.03%，二潤入口變異系數(shù)降低0.81%，二潤出口變異系數(shù)降低0.74%，烤機入口含水率變異系數(shù)降低了0.49%，效果明顯。針對該情況，浙江中煙客戶所有加工煙葉皆采用在線真空回潮，保障后續(xù)加工過程煙葉含水率穩(wěn)定性，特別是烤機入口煙葉含水率的均勻性，以保障復烤過程中來料含水率。6.1.2潤葉工序參數(shù)優(yōu)化研究6.1.2.1材料與方法6.1.2.2.1材料南平、三明產(chǎn)區(qū)，K326、CB-1品種，C2F、C3F、B3F三個等級配打煙葉2.3萬擔。6.1.2.2.2儀器WF3XXX-N型滾筒式熱風潤葉機（長城高科技有限公司）；烘箱（弗利斯儀器有限公司）；FOSS9103型旋風磨（丹麥FOSS公司）；6.1.2.2.3試驗方法采用單因素控制試驗，即改變研究因素，其他參數(shù)基本不變，研究不同一二潤加水比例，潤葉前后蒸汽量及潤葉過程是熱風溫度對潤葉過程含水率穩(wěn)定性的影響。試驗一：固定二潤出口目標含水率，根據(jù)總加水量，調(diào)整一、二潤增加水分比例分別為8:2、6:4、7:3進行試驗，分別檢測潤葉進口和出口煙葉含水率和溫度及其偏差（檢測結(jié)果以在線水分儀為準）。試驗二：分別設(shè)置一、二潤前后蒸汽分配比例8:2、5:5、2:8，固定其余加工參數(shù)，分別檢測潤葉進口和出口煙葉含水率和溫度及其偏差，檢測結(jié)果以在線水分儀為準，以及打后出口葉片結(jié)構(gòu)。試驗三：采用單因素試驗，設(shè)置一、二潤熱風溫度分別為，固定其余加工參數(shù)，分別檢測潤葉進口和出口煙葉含水率和溫度及其偏差，檢測結(jié)果以在線水分儀為準，以及打后出口葉片結(jié)構(gòu)。6.1.2.3結(jié)果與分析6.1.2.3.1不同加水比例對潤葉過程含水率穩(wěn)定性的影響分析表6-2不同加水比例對潤葉均勻性影響情況一覽表項目一潤入口水分一潤出口水分二潤入口水分二潤出口水分比例8:2平均值%15.7918.9217.7219.21標準偏差0.10.190.140.18變異系數(shù)0.66%0.99%0.79%0.92%比例6:4平均值%15.6718.8117.7419.13標準偏差0.150.140.120.11變異系數(shù)0.97%0.76%0.67%0.55%比例7:3平均值%15.791817.8118.94標準偏差0.090.150.120.17變異系數(shù)0.59%0.81%0.68%0.89%備注：以上試驗煙葉等級為中部煙葉，且以上數(shù)據(jù)為在線水分采集數(shù)據(jù)計算得到，采集頻率1個/1min，所有試驗數(shù)據(jù)＞150個以上。由表6-2分析可知，一、二潤加水比例為8:2與7:3時，出口含水率標準偏差和變異系數(shù)都有所升高，而加水比例控制在6:4情況下標準偏差和變異系數(shù)都有所下降；一潤入口標準偏差和變異系數(shù)分別為0.15、0.97%，出口分別為0.14、0.76%，二潤入口標準偏差和變異系數(shù)分別為0.12、0.67%，出口分別為0.11、0.55%。故當一二潤加水比例控制為6:4狀態(tài)下，潤葉過程含水率穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他控制比例。6.1.2.3.2潤葉過程前后蒸汽不同分配比例對煙葉含水率穩(wěn)定性影響表6-3不同蒸汽比例對潤葉均勻性影響情況一覽表項目一潤入口水分一潤出口水分二潤入口水分二潤出口水分比例5:5平均值%15.6518.4117.9419.59標準偏差0.420.20.150.15變異系數(shù)2.7%1.08%0.84%0.79%比例7:3平均值%14.5317.4817.3519.04標準偏差0.150.230.310.34變異系數(shù)1.02%1.3%1.76%1.81%比例3:7平均值%14.5318.6817.5819.77標準偏差0.120.170.150.15變異系數(shù)0.85%0.9%0.84%0.77%備注：以上試驗煙葉等級為中部煙葉，且以上數(shù)據(jù)為在線水分采集數(shù)據(jù)計算得到，采集頻率1個/1min，所有試驗數(shù)據(jù)＞150個以上。由表6-3分析可知，當潤葉過程前后蒸汽比例控制在3:7時，一、二潤的標準偏差和變異系數(shù)總體較低，片煙含水率穩(wěn)定性高，優(yōu)于其他控制比例。當潤葉過程蒸汽比例為3:7時一潤入口的標準一潤入口標準偏差和變異系數(shù)分別為0.12、0.85%，出口分別為0.17、0.9%，二潤入口標準偏差和變異系數(shù)分別為0.15、0.84%，出口分別為0.15、0.77%。6.2.3.3潤葉過程汽不同熱風溫度對煙葉含水率穩(wěn)定性的影響由表6-4分析可知，潤葉的熱風溫度不宜過高，熱風溫度控制在125℃和130℃時，煙葉含水率穩(wěn)定性降低。在熱風溫度115℃情況下，整體變異系數(shù)都較低，而在110℃及120℃時，一潤入口至二潤出口煙葉含水率變異系數(shù)不斷降低，煙葉含水率穩(wěn)定性改善。表6-4不同熱風溫度對潤葉均勻性影響情況一覽表項目一潤入口水分一潤出口水分二潤入口水分二潤出口水分熱風溫度110℃平均值%15.7118.7817.7819.42標準偏差0.270.190.130.14變異系數(shù)%1.72%1.01%0.75%0.73%熱風溫度115℃平均值%15.6318.5317.6119.27標準偏差0.070.160.150.14變異系數(shù)0.44%0.84%0.83%0.75%熱風溫度120℃平均值%15.7118.2817.6218.79標準偏差0.210.180.160.12變異系數(shù)%1.37%1.01%0.93%0.64%熱風溫度125℃平均值%15.7818.4117.6518.92標準偏差0.290.260.160.23變異系數(shù)1.84%1.44%0.90%1.21%熱風溫度130℃平均值%15.818.4417.7318.99標準偏差0.10.20.20.33變異系數(shù)0.62%1.07%1.14%1.72%6.2復烤過程水分控制關(guān)鍵技術(shù)片煙烤機左右雙側(cè)交替進風模式將對復烤過程水分產(chǎn)生重要影響，為了進一步摸清干燥過程關(guān)鍵工藝，對片煙烤機左右雙側(cè)交替進風模式下不同干燥曲線對片煙裝箱水分均勻性的影響進行研究。6.2.1材料與方法6.2.1.1材料南平產(chǎn)區(qū)，云87品種，C2F、C3F兩個等級配打煙葉1.2萬擔。6.2.1.2儀器KG246C型左右雙側(cè)交替進風模式復烤機（昆明船舶設(shè)備集團有限公司）；烘箱（弗利斯儀器有限公司）；FOSS9103型旋風磨（丹麥FOSS公司）；6.2.1.3試驗方法本次試驗主要研究在固定烤前流量、冷房水分和溫度以及物料厚度，同時固定冷卻段、回潮段基本條件下，按照不同的溫度曲線（即路徑1：對稱拋物線；路徑2：等溫干燥；路徑3：前高后低；路徑4：前低后高）調(diào)節(jié)干燥區(qū)溫度，觀察烤后片煙含水率和煙葉物理指標變化。表6-5片煙復烤干燥溫度曲線試驗試驗要求序號內(nèi)容鋪葉厚度干燥總溫℃上進風℃下進風℃干燥一區(qū)干燥二區(qū)干燥三區(qū)干燥四區(qū)干燥五區(qū)干燥六區(qū)試驗一對稱拋物線120mm-130mm370-420XX+8X+14X+8XX-3試驗二等溫干燥XX+10X+10X+10XX-3試驗三前高后低XX+15X+10X+5XX-3試驗四前低后高XX+5X+10X+15XX-36.2.2結(jié)果與分析6.2.2.1干燥溫度控制情況分析實驗片煙復烤干燥段為六個區(qū)，五、六區(qū)為上進風，且五區(qū)較其他區(qū)多兩間，為了避免干燥過程上表面煙葉水分散失過多，故試驗過程中五區(qū)設(shè)置溫度不宜設(shè)置過高。試驗開展過程中質(zhì)量控制穩(wěn)定，參數(shù)控制精度高，滿足試驗要求，具體如下圖表所示。表6-6片煙復烤干燥溫度設(shè)置表序號內(nèi)容來料含水率鋪葉厚度干燥總溫℃上進風℃下進風℃干燥一區(qū)干燥二區(qū)干燥三區(qū)干燥四區(qū)干燥五區(qū)干燥六區(qū)試驗一對稱拋物線15.6%128mm404.8660.8874.9770.8065.5759.8160.19試驗二等溫干燥16.13%392.2162.0772.1672.6072.0265.1960.82試驗三前高后低16.15%398.9261.4669.2475.4969.3362.0761.34試驗四前低后高16.13405.4962.5367.3072.5477.8163.6961.63圖6-1片煙復烤干燥溫度曲線控制圖6.2.2.2不同溫度曲線片煙含水率對比分析由下表可以發(fā)現(xiàn)，“對稱拋物”干燥溫度曲線控制下，烤前含水率變異系數(shù)（本次試驗穩(wěn)定性控制情況主要參考在線紅外水分儀采集數(shù)據(jù)，頻率為1次/30s）為3.60%，冷房3.28%，烤后1.97%，片煙含水率變異系數(shù)逐漸降低，穩(wěn)定性控制效果顯著；“等溫干燥”溫度曲線控制下，烤前含水率變異系數(shù)為2.65%，冷房8.38%，烤后2.86%，“前高后低”烤前含水率變異系數(shù)為1.07%，冷房2.73%，烤后2.54%，“前低后高”烤前含水率變異系數(shù)為1.00%，冷房2.41%，烤后2.25%，以上三個溫度曲線的冷房與烤后片煙含水率變異系數(shù)都大于烤前，烤后含水率穩(wěn)定性并沒進一步改善。同時結(jié)合以上數(shù)據(jù)可知，來料水分是影響烤機烘烤過程片煙含水率穩(wěn)定性控制的另一個要因。表6-7試驗過程煙葉含水率控制情況匯總表試驗號項目烤前水分烤后水分冷房檢測在線檢測在線檢測在線試驗一（對稱拋物）平均值16.7516.1511.4812.248.959.08標準偏差0.110.580.190.240.710.30變異系數(shù)0.65%3.60%1.66%1.97%7.90%3.28%試驗二（等溫干燥）平均值16.2315.5611.6612.309.109.25標準偏差0.130.410.350.350.380.82變異系數(shù)0.80%2.65%3.00%2.86%4.18%8.83%試驗三（前高后低）平均值16.4216.1311.4012.519.039.39標準偏差0.180.120.290.130.560.26變異系數(shù)1.07%0.75%2.54%1.06%6.23%2.73%試驗四（前低后高）平均值16.4916.1511.6812.568.979.63標準偏差0.160.150.260.140.420.23變異系數(shù)1.00%0.94%2.25%1.11%4.67%2.41%6.2.2.3收縮率及排潮情況分析通過以下可知試驗一（對稱拋物）和試驗二（等溫干燥）大中片收縮率分別為3.70%和3.52%，優(yōu)于試驗三和試驗四。同時從現(xiàn)場物料感官“對稱拋物”干燥曲線時煙葉更舒展，且試驗二干燥總溫略低于試驗一。通過上下層物料溫度對比可知，前后物料差值越大，物料實際溫度上升速率越低，試驗三物料溫度上升速率最小，至五區(qū)前后溫度趨于一致，其他試驗至干燥四區(qū)溫度趨于一致，結(jié)合煙葉收縮情況可以看出，料前料后溫度差異越大，煙葉鄒所越明顯。同時結(jié)合以下數(shù)據(jù)可以說明，干燥過程中隨著物料溫度上升，煙葉水分散失越明顯，當?shù)竭_50℃時煙葉后煙葉水分散失顯著，其中主要集中于3、4、5三個區(qū)排潮量大，且5區(qū)最高。表6-8烤前至烤后片煙收縮率控制情況匯總表項目試驗一（對稱拋物）試驗二（等溫干燥）試驗三（前高后低）試驗四（前低后高）大片收縮率%18.1414.0419.8617.71大中片收縮率%3.703.525.184.18表6-9試驗過程中料前料后溫度控制情況匯總表試驗序號位置干燥一區(qū)干燥二區(qū)干燥三區(qū)干燥四區(qū)干燥五區(qū)干燥六區(qū)試驗一料前61.569.275.669.361.861.3料后35.745.952.367.56055.5差值25.823.323.31.81.85.8試驗二料前61.471.271.670.962.561.3料后35.346.852.669.160.756.2差值26.124.4191.81.85.1試驗三料前61.576.171.766.560.861.2料后35.346.652.346.75954.9差值26.229.519.419.81.86.3試驗四料前62.567.372.578.163.561.7料后36.546.552.376.361.756.2差值2620.820.21.81.85.5表6-10試驗過程干燥區(qū)排潮情況匯總表位置試驗一試驗二試驗三試驗四排潮量累積排潮量排潮量累積排潮量排潮量累積排潮量排潮量累積排潮量干燥一區(qū)42.3697.635.5275.741.996745.0847干燥二區(qū)80.914.779.10912.692.00815.777.81612.7干燥三區(qū)192.36535.3176.61827.6193.77233.3180.95629.4干燥四區(qū)198.05136.7191.10130.5185.38231.06210.634.5干燥五區(qū)248.01846.7258.87739.5243.40540.5233.81437.5干燥六區(qū)39.9537.838.2735.347.1017.340.4546.5冷卻一區(qū)6.1781.27.59819.4931.37.2761.1冷卻二區(qū)7.3531.48.8171.111.2091.58.3991.3總排潮量816.014151.5797.147123.2824.27138.3805.099130.1備注：以上排潮累計量為質(zhì)量穩(wěn)定后，累計時間為10min。7片煙結(jié)構(gòu)均質(zhì)化控制技術(shù)研究7.1試驗設(shè)計與檢測結(jié)果重點研究打葉含水率、一打打輥轉(zhuǎn)速和一打框欄組合等參數(shù)對打葉去梗加工質(zhì)量的影響，確定有利于提高片煙結(jié)構(gòu)均勻性的優(yōu)化參數(shù)。為了減少試驗次數(shù)，采用了L9(33)正交試驗，試驗的因素水平及試驗設(shè)計見表7-1至表7-3。表7-1因素水平設(shè)計水平因素A：一打框欄B：打輥轉(zhuǎn)速（rmp）C：打葉水分（%）1組合1X-50172組合2X18.53組合2（擬）X+5020注：X表示一打各打輥轉(zhuǎn)速：[524516490506491]表7-2一打框欄組合水平一打框欄（英寸）12345組合12.752.52.752.52.75組合22.52.52.52.52.5表7-3正交試驗設(shè)計表序號A一打框欄B打輥轉(zhuǎn)速C打葉水分1組合1（A1）X-50（B1）17.0（C1）2組合1X（B2）18.5（C2）3組合1X+50（B3）20.0（C3）4組合2（A2）X-5018.55組合2X20.06組合2X+5017.07組合2（擬）（A3）X-5020.08組合2（擬）X17.09組合2（擬）X+5018.5按照表7-3的試驗順序和條件依次進行打葉試驗，每組試驗調(diào)整完參數(shù)并待加工穩(wěn)定后，利用圖像法檢測打后片煙結(jié)構(gòu)、葉中含梗率、撕葉率、風分率和出葉率等加工質(zhì)量，每個試驗條件重復測試3次，測試結(jié)果見表7-4至表7-6。表7-4打后不同面積片煙比例（片煙結(jié)構(gòu)）測試結(jié)果序號0-150mm2150-500mm2500-1500mm212312312317.597.307.7917.7317.5717.9036.3237.4436.6527.397.667.5918.1819.0018.6638.8338.1438.8138.397.935.2820.2719.9020.6239.7840.3543.4345.615.405.8817.6116.5617.2340.2638.1839.2456.326.436.3417.9319.9018.8739.2842.8839.2265.915.655.8118.1317.3817.2338.0536.1136.9676.236.286.5218.6018.4819.5040.1238.4139.7185.625.885.7917.7717.9318.5138.5436.8739.3196.005.996.4519.2818.8819.1440.2138.8940.03序號1500-2500mm22500-4000mm2>4000mm2123123123119.2319.6818.9512.0012.2711.787.135.746.93219.2218.4318.8411.1511.8310.455.234.945.66318.4817.8017.438.609.889.714.474.133.52420.3521.6019.7710.8712.1311.835.306.126.06519.9219.0219.7011.528.3811.415.033.394.45620.2319.0818.9911.5911.7311.996.0910.049.02719.2019.0518.5910.6211.7011.065.236.084.63819.2419.6920.6513.4512.3510.735.387.305.02919.9320.6518.7710.1410.3610.544.445.235.08表7-5片煙整體尺寸及均勻性計算結(jié)果序號整體尺寸X50（mm2）均勻性系數(shù)b12312311113.831103.041095.251.06361.09331.064221056.221038.711047.481.11291.09171.09463954.20973.73995.451.10121.10811.185641116.911186.331132.441.18971.18281.140951095.33982.331068.621.15281.20851.152661126.001212.221197.221.12991.04731.066671067.981104.441036.311.14211.11721.133581144.981160.411091.671.14891.10031.167191045.591082.091047.531.17261.14961.1338表7-6一打出葉率及葉中含梗率測試結(jié)果序號一打出葉率葉中含梗撕葉率風分率出葉率123170.2869.5548.941.261.301.07271.1866.9447.641.251.041.18379.9174.6659.671.111.221.32484.9077.7666.001.421.461.26580.2371.6957.481.091.100.98684.4076.0464.182.241.281.49782.7274.3961.611.041.321.20884.2577.8365.551.121.451.47979.7570.4456.271.211.221.047.2打葉參數(shù)對葉片結(jié)構(gòu)的影響通過方差分析與極差分析相結(jié)合的方法對試驗結(jié)果進行了分析，利用方差分析明確影響因素對打后片煙結(jié)構(gòu)的影響顯著性程度，對具有顯著影響的因素利用極差分析，考察因素對打后片煙結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律，根據(jù)減少大片比例、增加中片比例、控制小片比例、提高片煙結(jié)構(gòu)均勻性的總體目標，確定最優(yōu)打葉參數(shù)條件。不同面積區(qū)間片煙比例的方差分析結(jié)果見表7-7至表7-18所示：表7-70-150mm2片煙比例方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）212.370312.37036.185216.840打輥轉(zhuǎn)速（B）20.1550.1550.07750.210.812打葉水分（C）20.33790.33790.1690.460.638誤差207.34537.34530.3673合計2620.2085表7-8150-500mm2片煙比例方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）25.05225.05222.526110.380.001打輥轉(zhuǎn)速（B）25.21465.21462.607310.710.001打葉水分（C）211.254111.25415.62723.120誤差204.86734.86730.2434合計2626.3881表7-9500-1500mm2片煙比例方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）20.3450.3450.1720.10.903打輥轉(zhuǎn)速（B）23.3513.3511.6760.990.388打葉水分（C）240.90340.90320.45112.110誤差2033.76833.7681.688合計2678.367表7-101500-2500mm2片煙比例方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）26.67256.67253.33627.90.003打輥轉(zhuǎn)速（B）21.47221.47220.73611.740.2打葉水分（C）24.30644.30642.15325.10.010誤差208.44418.44410.4222合計2620.8951表7-112500-4000mm2片煙比例方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）20.93690.93690.46850.640.536打輥轉(zhuǎn)速（B）25.50785.50782.75393.780.04打葉水分（C）212.603912.60396.30198.660.002誤差2014.559414.55940.728合計2633.608表7-12>4000mm2片煙比例方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）24.1124.1122.0561.770.196打輥轉(zhuǎn)速（B）22.9462.9461.4731.270.303打葉水分（C）227.23927.23913.6211.710誤差2023.25523.2551.163合計2657.552不同面積區(qū)間片煙比例的極差分析結(jié)果見表7-13至表43所示：表7-130-150mm2片煙比例水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K17.4356.5116.371K25.9296.5586.441K36.0856.3816.638R1.5060.1770.267排序132表7-14150-500mm2片煙比例水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K118.8717.9117.79K217.8718.5318.28K318.6818.9819.34R11.071.55排序321表7-15500-1500mm2片煙比例水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K138.8638.4837.36K238.9139.139.18K339.1239.3140.35R0.260.832.99排序321表7-161500-2500mm2片煙比例水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K118.6719.619.53K219.8519.4119.73K319.5319.0418.8R1.170.560.93排序132表7-172500-4000mm2片煙比例水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K110.8511.5811.99K211.2711.2511.03K311.2210.510.32R0.421.081.67排序321表7-18>4000mm2片煙比例水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K15.3065.9136.961K26.1675.1545.339K35.3755.784.547R0.8610.7592.413排序231由以上方差分析和極差分析結(jié)果可知，在項目試驗范圍內(nèi)：一打框欄（A）對0-150mm2、150-500mm2、1500-2500mm2區(qū)間片煙比例影響極顯著，P值均<0.01。最優(yōu)框欄組合為A2，該條件0-150mm2片煙比例小，但相比A1打后150-500mm2煙葉比例略低，1500-2500mm2煙葉比例略高。打輥轉(zhuǎn)速（B）對150-500mm2區(qū)間片煙比例影響極顯著，P值<0.01，對2500-4000mm2區(qū)間片煙比例影響顯著，P值<0.05。隨著打輥轉(zhuǎn)速的增加，150-500mm2片煙比例增加，2500-4000mm2區(qū)間片煙比例減少，最優(yōu)水平為B3；打葉水分（C）對150-500mm2、500-1500mm2、1500-2500mm2、2500-4000mm2、>4000mm2片煙均具有極顯著影響，P值均<0.01。隨著打葉水分的增加，150-1500mm2片煙比例增加，1500mm2以上片煙比例減少，最優(yōu)水平為C3。綜上所述，試驗范圍內(nèi)采用框欄組合2，并提高打葉含水率和打輥轉(zhuǎn)速有利于減少大片比例、提高中片比例，控制小片比例，最優(yōu)條件組合為C3A2B3。表7-19打葉參數(shù)對葉片結(jié)構(gòu)影響顯著性匯總指標（區(qū)間比例）一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）優(yōu)化條件0-150mm2**A2150-500mm2******C3B3A2500-1500mm2**C31500-2500mm2****A2C32500-4000mm2***C3B3>4000mm2**C3注：*顯著，**極顯著7.3打葉參數(shù)對片煙整體尺寸的影響表7-20至表7-21所示為打后片煙整體尺寸方差分析和極差分析結(jié)果。由表45方差分析結(jié)果可以看出，在試驗范圍內(nèi)，一打框欄（A）和打葉水分（C）的P值均<0.01，表明該兩因素對片煙整體尺寸存在極顯著影響。并且，由表46可知，試驗范圍內(nèi)，打葉水分對整體尺寸的影響大于一打框欄的影響，打葉水分越高整體尺寸越小，含水率每增加1.5個百分點，整體尺寸減少約50mm2?？驒诮M合A2打后平均整體尺寸較A1大，其主要原因是組合A1產(chǎn)生了較多的0-150mm2的片煙，從而整體尺寸減小。打輥轉(zhuǎn)速P值<0.1，表明對該因素對打后片煙整體尺寸具有一定影響，且由表46可知，打輥轉(zhuǎn)速越高整體尺寸越小。表7-20整體尺寸X50方差分析表來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）230463304631523112.490打輥轉(zhuǎn)速（B）26668666833342.730.089打葉水分（C）251871518712593521.280誤差2024380243801219合計26113382表7-21整體尺寸X50極差分析表水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K1104211061138K2112410761084K3108710701031R8236107排序2317.4打葉參數(shù)對片形的影響片煙的形狀是影響煙絲結(jié)構(gòu)的重要影響因素之一，為了定量表征片煙復雜的形態(tài)，項目引入了表征形狀的參數(shù)：緊致度。緊致度是片煙周長L的平方與面積A的比值，用于描述形狀的緊湊程度，緊致度值越小形狀越緊湊，歐氏空間中最緊致的區(qū)域是圓。由于150-2500mm2片煙占打后片煙的70%以上，是構(gòu)成打后片煙的主體，項目重點研究了不同打葉參數(shù)對該區(qū)間范圍內(nèi)片煙形狀的影響。表7-22所示為正交試驗測得的150-2500mm2片煙緊致度結(jié)果。7-22150-2500mm2片煙緊致度測試結(jié)果序號150-500mm2500-1500mm21500-2500mm2123123123128.027.628.037.536.836.646.745.945.7228.228.328.137.537.538.144.148.545.4328.929.128.738.137.936.748.247.646.7428.328.629.236.737.737.244.846.345.1529.629.429.338.638.037.448.447.846.7628.528.428.538.138.538.449.052.050.2729.830.330.238.339.538.848.048.749.6828.027.927.736.436.836.544.044.843.8929.128.929.337.738.038.545.146.648.0表7-23至表7-25和表7-26至表7-28分別為各面積區(qū)間片煙緊致度的方差分析和極差分析結(jié)果。表7-23150-500mm2片煙緊致度方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）22.37462.37461.187311.980打輥轉(zhuǎn)速（B）20.79060.79060.39533.990.035打葉水分（C）28.82258.82254.411244.490誤差201.98291.98290.0991合計2613.9706表7-24500-1500mm2片煙緊致度方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）21.15671.15670.57841.10.353打輥轉(zhuǎn)速（B）21.40791.40790.70391.340.286打葉水分（C）23.39573.39571.69793.220.061誤差2010.544810.54480.5272合計2616.5052表7-251500-2500mm2片煙緊致度方差分析來源自由度SeqSSAdjSSAdjMSFP一打框欄（A）29.799.794.8951.690.209打輥轉(zhuǎn)速（B）221.8221.8210.913.770.041打葉水分（C）217.4917.498.7453.030.071誤差2057.81557.8152.891合計26106.916表7-26150-500mm2片煙緊致度極差分析水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K128.3228.8928.07K228.8828.528.67K329.0128.8229.47R0.690.391.4排序231表7-27500-1500mm2片煙緊致度極差分析水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K137.4137.6937.28K237.8537.4337.67K337.8537.9938.15R0.440.560.87排序321表7-281500-2500mm2片煙緊致度極差分析水平一打框欄（A）打輥轉(zhuǎn)速（B）打葉水分（C）K146.5346.7646.89K247.845.9545.99K346.5248.1347.96R1.282.181.97排序312由方差分析結(jié)果可以看出，在試驗范圍內(nèi)：一打框欄（A）對150-500mm2片煙緊致度影響極顯著，P值<0.01，其中框欄組合A2打后片煙緊致度較小。打輥轉(zhuǎn)速（B）對150-500mm2和1500-2500mm2片煙緊致度影響顯著，P值<0.05，適中的打輥轉(zhuǎn)速（B2）打后片煙形狀緊致度較小；打葉水分（C）對150-500mm2片煙緊致度影響極顯著，P值<0.01，且對500mm2以上片煙緊致度具有一定影響，P值<0.1，打葉水分越小打后片煙緊致度越小，最優(yōu)條件為C1。7.5優(yōu)化驗證對同一批次煙葉采用優(yōu)化后的打葉條件進行打葉，待加工穩(wěn)定后取樣檢測打后片煙結(jié)構(gòu)，并與優(yōu)化前進行比較，檢測結(jié)果見表7-29所示。表7-29優(yōu)化前后比較指標優(yōu)化前優(yōu)化后變化率（%）>25.4（%）55.3850.61-8.6112.7-25.4（%）34.3837.779.876.35-12.7（%）8.649.9615.302.36-6.35（%）1.521.573.19<2.36（%）0.080.0911.93中片率比（%）38.3042.7411.58由上表可知，優(yōu)化后大片率減少4.7個百分點，減少約8.6%；中片率增加3.4個百分點，增加約10%；中片率比提高4.4個百分點，結(jié)構(gòu)均勻性提高約11.5%。8密實度偏差率均質(zhì)化控制技術(shù)研究8.1裝箱密度分布規(guī)律研究通常裝箱密度檢測采用的是九點打孔法，該方法檢測效率低，實時性差，對裝箱密度的控制指導性不強。為了實現(xiàn)裝箱密度的在線檢測在采用了箱內(nèi)片煙密度偏差率檢測儀，如圖8-1所示：圖8-1箱內(nèi)片煙密度偏差率檢測儀在無裝箱密度控制的情況下，利用箱內(nèi)片煙密度偏差率檢測儀對裝箱密度9點位置（如圖8-2）進行密度檢測，表8-1所示為不同等級不同批次片煙裝箱密度檢測結(jié)果。圖8-29點位置示意表8-1不同批次/等級片煙裝箱密度檢測結(jié)果等級平均DVR（%）9點平均密度（kg/m3）B2F16.6321.2395.7353.7305.2409.2362.4292.3399.8353.5B3F14.8300.2393.7368.2309.5402.6353.5297.1398.7361.6C2F15.7333.1419.4358.8293.0391.3340.2326.4383.2350.0C3F16.3351.7410.8318.0310.9393.8358.1341.5387.5359.7C3L18.7298.0384.1390.7300.7382.7380.7314.2394.3380.6三明DC09417.3299.3395345.6311.2402.8341.2312.9398.7361.9南平DX03121.8297.4418.4365.4274.7419.5356.1297.6427.1346.1平均17.3由表8-1可知，在對裝箱密度不進行控制的情況下，單箱裝箱密度DVR值在14%~22%之間，平均為17.3%，總體而言，煙箱密度中部>右側(cè)>左側(cè)（長度方向），說明在裝箱布料時中部物料較多，左側(cè)物料相對較少。由此可見，裝箱過程中長度和寬度方向物料布