CN105559130A - 一种针对不同来料水分的烟草加料系统及加料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对不同来料水分的烟草加料系统及加料方法，加料系统包括流量计、水分仪、控制系统以及加料装置，流量计和水分仪均设置于烟草物料通道中，且流量计与水分仪的安装位置相对应，使得两者对相同物料实现同步检测，流量计、水分仪和加料装置均与控制系统连接，控制系统将流量计和水分仪传输的信号转化为料液加入量的输出信号。根据物料水分值和物料的瞬间流量值计算得到物料在设定水分值下的标准重量，再根据料液的标准施加比例，得到需要施加的料液质量，实现料液的精确控制。本发明的加料方法，在施加料液过程中，充分考虑水分对物料瞬时流量的影响，将其作为一个因素进行计算，实现批次叶片精准的料液施加控制。

Description

一种针对不同来料水分的烟草加料系统及加料方法

技术领域

本发明涉及烟草加工领域，具体涉及一种针对不同来料水分的烟草加料系统及加料方法。

背景技术

目前烟草工业企业烟草物料加料方法，基本上都是在加料前对被加料的物料水分与重量进行预测，然后根据实际要加入的料液重量，测算出理论加料比例：

加料比例(％)＝要加入的料液总重量(kg)/被加料的物料理论重量(kg)*100％。

被加料的物料理论重量来自以下流程加工：烟草片烟→切片→回潮加水→加料。而在烟草制丝过程中，一般只会关注烟丝流量发生波动导致烟丝中辅料和香精分布不均匀，并因此研发出针对烟丝流量波动情况的在线自动校正控制方法。本行业中一般认为由于烟丝经过了回潮加水，严格控制了烟丝中的水分值，并且回潮加水，使得烟丝中的水分含量达标，而加香加料是在水分达标的基础上进行的，所以应该以烟丝回潮加水后的烟丝流量作为加香加料的流量标准。即由于进料烟丝在传送带上分布不均，为了保证从混料罐出来的烟丝中所含料液或香精的比例适当且均匀，控制系统必须根据进料烟丝流量准确实时地调整料液流量，保证任意时刻进入混料罐的料液量和烟丝流量之比尽可能接近规定的比值。

发明内容

发明人在实际工作中发现，即使在加香加料过程中严格控制了烟草流量与加料量，使其比值接近规定的比值，有时候生产出来的香烟的品味会出现较大的不同，所以，发明人对烟草回潮时间、烟草与香料的配比、烟草的输送速率、烟草的加料时间以及烟草加料的温度等因素利用单一变量法进行了相关试验，都没有找到出现该差异的原因。

与此同时，发明人注意到，同一批次的烟叶物料在各种条件相差不大的情况下，批内水分会相对稳定一些，而当不同批次进行加工，可能会由于来料烟草片烟的水分变化、回潮加水控制水平的变化、环境温湿度变化等因素，导致被加料的物料会因为水分的较大不同而导致重量发生较大变化，于是发明人又通过相关试验和计算，发现当烟叶的水分不同时，即使烟液流量恒定，加料比例不变，单位重量的烟叶干重的加料量产生了很大差别，进而影响到了香烟的品味，所以影响了产品的内在质量的稳定性。

本发明旨在解决上述问题，提供了一种针对不同来料水分的烟草加料系统及加料方法，它消除了当前物料因不同来料水分导致的来料重量差异对加料量的影响，实现了不同批、不同季节、不同加水量情况下的稳定加料技术。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案如下：

一种针对不同来料水分的烟草加料系统，包括流量计、水分仪、控制系统以及加料装置，流量计和水分仪均设置于烟草物料通道中，且流量计与水分仪的安装位置相对应，使得两者对相同物料实现同步检测，流量计、水分仪和加料装置均与控制系统连接，控制系统将流量计和水分仪的传输信号转化为料液加入量的输出信号。

该系统可以将不同水分的物料转化为标准水分下的物料，进而通过料液标准施加比例精确控制料液的添加量。

优选的，所述流量计为电子秤。电子秤可以实时显示物料的重量，方便观察。

优选的，所述水分仪为红外水分仪。

优选的，所述控制系统包括相互连接的物料标准重量计算系统和料液施加控制系统，物料标准重量计算系统分别于流量计和水分仪连接，料液施加控制系统与加料装置连接。

上述烟草加料系统在针对不同水分来料水分的烟草加料中的应用。

一种针对不同来料水分的烟草加料方法，包括如下步骤：

根据物料水分值和物料的瞬间流量值计算得到物料在设定水分值下的标准重量，再根据料液的标准施加比例，得到需要施加的料液质量，计算得到的需要施加的料液在c秒后施加到烟草中，实现料液的精确控制，c秒为物料从物料流量计到物料加料装置所经历的时间。

由于从烟草的流量测定到进入混料罐进行加料的过程中还有一段输送距离，如果没有延迟控制，只根据当时测得值对加料量进行实时控制，会出现加料的物料不是测量的物料的情形，出现加入料液的错位，如果相邻的烟叶的水分和流量相差不大还好，如果相差较大，则会出现较严重的差错，使烟丝加料出现严重的不均匀现象，导致产品加料的不稳定性。延迟c秒加料，可以使得计算得到的料液量正好加入到对应的烟丝当中，实现了料液的精确添加。

优选的，所述物料水分值为从当前时间向前推3-7s的物料水分平均值。

虽然烟丝是经过回潮后进行加料，但是不可避免地，会有少许烟丝还处于干燥或没有达到设定的水分或水分含量过大等状态，所以少许烟丝的含水量并不能代表这部分烟丝整体的含水量。如果只根据瞬时的水分值对料液加入量进行调整，当检测的烟丝恰好是含水量较少的部分或含水量偏多的部分，则会引起料液加入量产生很大的波动，该波动不但会引起料液加入不准确，还会对后续的料液加入产生影响，因为波动总不会即刻停止，是需要时间恢复的。

将物料水分值进行平均值计算后，使得水分的平均值更能代表这一部分烟丝的含水量的实际值，不会因为少许烟丝的含水量不正常而导致产品质量不稳定。

优选的，所述瞬间流量值为从当前时间向前推3-7s的物料流量平均值。

由于物料在传送带上分布不均匀，有些地方稀疏，有些地方则密集，如果单单根据瞬间流量对加料量进行调节时，则会在物料极其少的地方计算得到的加料量很少，在物料很多的地方计算得到的加料量很多，无形之中就增加了料液加入的不稳定性，容易造成加料的不均匀性。而经物料流量平均化，则可以将短时间内的平均值作为瞬间流量的代表，更能真实地反映这一部分物料的实际的瞬间流量，避免了物料调节的不稳定性，有效提高了料液加入的均匀性，从而达到加香加料的精确控制。

优选的，所述标准重量下的物料水分值为12％。

标准重量：是指将物料流量由当前物料水分换算为12％的标准水分后的物料流量。

优选的，所述瞬间标准重量是根据物料守恒进行计算。

进一步优选的，所述标准施加比例为要加入的料液总重与被加料物料12％水分的标准重量的比值。

料液标准施加比例＝要加入的料液总重量(kg)/被加料物料12％水分的标准重量(kg)*100％。

上述加料方法在不同水分来料水分的烟草加料中的应用。

上述加料方法也可应用于不同来料水分的烟草物料掺配和其他方面的受水分影响较大的物料重量配比过程，但不限于以上过程。

本发明中程序根据加料前红外水分仪检测到的物料水分值和当前电子秤瞬间流量(瞬间重量)，计算当前物料的标准流量(瞬间标准重量)，并将计算后的标准重量输入给料液施加控制系统，料液施加控制系统根据已经设好的料液标准施加比例进行料液施加，从而实现了料液施加的精准控制。

本发明的有益技术效果为：

1、本发明的加料方法，在施加料液过程中，充分考虑水分对物料瞬时流量的影响，将其作为一个因素进行计算，实现批次叶片精准的料液施加控制。

2、本发明的加料系统只是在现有加料系统的基础上进行改进，成本低，而且实现了加料的精确控制，克服了传统不同批次物料中水分不同对单位物料施加料液不同的弊端，保证了物料施加料液的均匀性，进而保证了产品内在质量的稳定性。

3、本发明将物料水分值和物料瞬间流量平均值化，使料液添加控制更加稳定、精确。

附图说明

图1为现有加料生产流程示意图；

图2为本发明加料生产控制流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例的针对不同来料水分的烟草物料高精度加料方法作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图2所示：在实施本专利后(计算物料标准重量模块增加)：当物料经过电子秤时，电子秤会检测到物料的瞬时流量为b，水分仪同时会检测到物料的水分为a，因为物料从电子秤到加料滚筒的入口要经过振筛的运输，也就是说物料要在电子秤探测到物料后延时一段时间到达加料滚筒入口，我们将这个延时时间定为c秒，那么料液施加控制系统在检测到电子秤的流量信号b时，控制系统增加的“计算物料标准重量”模块会计算当前物料的标准重量为[b*(1－a)/0.88]，并会在c秒延时按照系统中预先设定的料液标准施加比例(暂定料液设定比例为d)施加料液，此时料液流量为[b*(1－a)/0.88]*d，不论物料的来料水分a为多大，均折算到标准水分时的物料重量进行施加。烟草行业以物料水分12％为标准物料水分。

比如：来料水分为20％，流量为8000kg/h，这两个信号经PLC运算，8000*(1－20％)/(1－12％)＝7272.7kg/h。由它根据相应的距离延时和料液标准施加比例进行加料比例追踪，从而实现料液施加的精准控制。

使用该方法进行试验，计算得到批次间糖料用量的标准偏差为2.25kg，批次间香精用量的标准偏差为0.65kg，批次间梗丝用量的标准偏差为33.1kg。

实施例2

实施例1中的其他不变，仅将物料的水分值a用从此刻向前推4s，计算得到的这4s之内的平均水分值A代替，将瞬间流量b用从此刻向前推4s，计算得到的这4s之内的平均流量值B代替。

使用该方法进行试验，计算得到批次间糖料用量的标准偏差为1.95kg，批次间香精用量的标准偏差为0.54kg，批次间梗丝用量的标准偏差为30.1kg。

实施例3

实施例1的其他不变，仅取消c秒延迟加料。使用该方法进行试验，计算得到批次间糖料用量的标准偏差为2.55kg，批次间香精用量的标准偏差为0.80kg，批次间梗丝用量的标准偏差为36.1kg。

对比例

如图1所示：在未实施本专利前(计算物料标准重量6模块不存在)：当物料经过电子秤时，电子秤会检测到物料的瞬时流量为b，水分仪同时会检测到物料的水分为a，因为物料从电子秤到加料滚筒的入口要经过振筛的运输，也就是说物料要在电子秤探测到物料后延时一段时间到达加料滚筒入口，我们将这个延时时间定为c秒，那么料液施加控制系统7在检测到电子秤的流量信号b时，会在c秒延时按照系统中预先设定的料液标准施加比例(暂定料液设定比例为d)施加料液，此时料液流量为b*d。而不管物料的来料水分a是18％还是22％或更高或更低，料液流量均以b*d进行施加。烟草行业以物料水分12％为标准物料水分，当水分分别为18％或22％时，其折算为标准物料重量后分别为b*(1－18％)/0.88＝93.18％b和b*(1－22％)/0.88＝88.64％b，标准物料相差93.18％b－88.64％b＝4.54％b，而实际加料量相等，从而导致加料精度不精准。

使用该方法进行试验，计算得到批次间糖料用量的标准偏差为2.65kg，批次间香精用量的标准偏差为0.87kg，批次间梗丝用量的标准偏差为37.1kg。

由以上可知，本发明的方法不但提高了烟丝加料的准确度，还提高了烟丝加料的稳定性，为提高产品质量的稳定性提供了保障。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种针对不同来料水分的烟草加料方法，其特征在于：包括如下步骤：

根据物料水分值和物料的瞬间流量值计算得到物料在设定水分值下的标准重量，再根据料液的标准施加比例，得到需要施加的料液质量，计算得到的需要施加的料液在c秒后施加到烟草中，实现料液的精确控制，c秒为物料从物料流量计到物料加料装置所经历的时间。

2.根据权利要求1所述的烟草加料方法，其特征在于：所述物料水分值为从当前时间向前推3-7s的物料水分平均值；或，所述瞬间流量值为从当前时间向前推3-7s的物料流量平均值。

3.根据权利要求1所述的烟草加料方法，其特征在于：所述标准重量下的物料水分值为12％。

4.根据权利要求1所述的烟草加料方法，其特征在于：所述标准施加比例为要加入的料液总重与被加料物料12％水分的标准重量的比值。

5.权利要求1-4任一所述加料方法在不同水分来料水分的烟草加料中的应用。

6.权利要求1所述的烟草加料方法所用的烟草加料系统，其特征在于：包括流量计、水分仪、控制系统以及加料装置，流量计和水分仪均设置于烟草物料通道中，且流量计与水分仪的安装位置相对应，使得两者对相同物料实现同步检测，流量计、水分仪和加料装置均与控制系统连接，控制系统将流量计和水分仪的传输信号转化为料液加入量的输出信号。

7.根据权利要求6所述的烟草加料系统，其特征在于：所述流量计为电子秤。

8.根据权利要求6所述的烟草加料系统，其特征在于：所述水分仪为红外水分仪。

9.根据权利要求6所述的烟草加料系统，其特征在于：所述控制系统包括相互连接的物料标准重量计算系统和料液施加控制系统，物料标准重量计算系统分别于流量计和水分仪连接，料液施加控制系统与加料装置连接。

10.权利要求6-9任一所述烟草加料系统在针对不同水分来料水分的烟草加料中的应用。