CN110262419B - 一种基于叶丝水分蒸发焓调控滚筒干燥叶丝加工强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于叶丝蒸发焓调控滚筒干燥叶丝加工强度的方法,其包括以下步骤:A、获取滚筒干燥过程加工参数:一区筒壁温度、二区筒壁温度、热风温度、工艺流量;B、将上述参数代入计算公式,计算滚筒干燥叶丝加工强度:C、以目标滚筒或目标批次的干燥过程叶丝加工强度与待测滚筒或待测批次的干燥过程叶丝加工强度差值的绝对值范围选择调节方式。本发明建立的滚筒干燥叶丝加工强度与加工参数的量化关系式,量化了不同参数对滚筒干燥叶丝加工强度的影响大小及方向,对实际生产过程开展加工参数维护、技术标准制定与修订具有较强的指导意义。
Description
技术领域
本发明属于干燥技术领域,特别涉及一种基于叶丝水分蒸发焓调控滚筒干燥叶丝加工强度的方法。
背景技术
叶丝干燥是卷烟制丝生产的关键工序,目的是降低叶丝含水率,改善和提高叶丝感官质量,干燥工艺参数的设置直接影响烘后叶丝的物理质量和感官质量,对卷烟香气特性、叶丝感官质量的影响相比其他制丝工序尤为明显。干燥工序关键参数的设置,表面是干燥过程中物料的温度和含水率的变化,本质上烟叶的物理质量、化学成分、致香成分以及烟叶的香气质、杂气、刺激性等感官质量指标发生了显著变化。在多点生产、合作生产品牌或规格不断扩大的背景下,干燥工序叶丝加工强度的一致性在保障同一品牌规格产品的均质化中起到了举足轻重的作用。
目前,烟草行业干燥工序普遍使用滚筒干燥方法,以滚筒干燥工序关键参数组合作为滚筒干燥工序叶丝干燥强度来分析,通过试验设计的方法优化筒壁温度、热风温度、排潮风门开度等关键参数,结合产品感官质量评价结果,达到优化滚筒干燥工序叶丝加工强度、稳定产品质量的目标。但现实情况是滚筒干燥工序缺少量化的叶丝加工强度表达方法以及与各关键参数的量化关系,滚筒干燥工序关键参数维护一直以试凑法、试验设计方法进行,各关键参数调整的方向、幅度以及各关键参数组合优化,一直以来是制约滚筒干燥工序工艺参数维护效果的瓶颈因素。
因此,如何设置滚筒干燥过程的各个加工参数,以提高叶丝加工强度的一致性是本领域亟待解决的问题。为了解决上述问题,提出本发明。
发明内容
本发明提供一种基于叶丝水分蒸发焓调控滚筒干燥叶丝加工强度的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、获取滚筒干燥过程加工参数:一区筒壁温度T1℃、二区筒壁温度T2℃、热风温度T3℃、工艺流量G绝干物料kg/h;
B、将上述参数代入以下公式,计算滚筒干燥叶丝加工强度Qv:
Qv=573.050-1.876*10-5G2-1.452*10-2T1 2-2.957*10-2T2 2-7.932*10-3T3 2
+4.672*10-2T1*T2+1.211*10-2T1*T3+9.376*10-3T2*T3
C、以QvT表示目标滚筒或目标批次的干燥过程叶丝加工强度,以QvA表示待测滚筒或待测批次的干燥过程叶丝加工强度,QvT和QvA的计算方式如步骤B所述。
D、计算QvT与QvA差值的绝对值,根据QvT与QvA差值的绝对值进行差异化维护:
(I)|QvT-QvA|≤10时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度一致性判定为无差异或无明显差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节热风温度的方式;
(II)10<|QvT-QvA|≤25时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度一致性判定为有差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节工艺流量的方式。
(III)|QvT-QvA|>25时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度一致性判定为有显著差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节一区筒壁温度或二区筒壁温度的方式;
其中,一区和二区为新型滚筒干燥设备在滚筒内轴向等分成两个有温度差的筒壁温度控制区,一区筒壁范围为筒壁从滚筒入口到滚筒二分之一处;二区筒壁范围为从筒壁滚筒二分之一到滚筒出口处;若干燥设备为传统的管板式滚筒干燥设备,则T1 等于T2 ,均为筒壁温度。
本发明中叶丝加工强度单位为kJ/kg,Qv叶丝加工强度的数值。
优选地,从在线检测仪器、仪表或现场工控机上获取所述滚筒干燥过程加工参数。
优选地,所述待测批次或滚筒加工强度的调控方法:设定与目标滚筒或目标批次的干燥过程叶丝加工强度相近的加工强度,根据设定的加工强度,带入上述叶丝加工强度计算公式,反求工艺流量、筒壁温度或者热风温度,根据反求结果调节相应参数。进一步地,上述调节步骤可以循环操作,直到|QvT-QvA|≤10,见图1。
优选地,当|Qvt-QVA|%≤10时,将调控加工参数前后生产的叶丝与目标样品均进行三点法检验感官质量评价和加工强度一致性分析,若三点法检验感官质量评价和加工强度一致性分析两者结果吻合或较吻合,则不再调控加工参数;
若三点法检验感官质量评价和加工强度一致性分析两者结果差异较大,则微调热风温度,直到|QVT-QVA|≤3,则不再调控加工参数。其中,微调指调节幅度小于上述步骤D中的热风温度调节幅度。
其中,吻合或较吻合,即三点法检验感官质量评价和加工强度一致性分析结果相差不超过一个级别。
差异较大,即三点法检验感官质量评价和加工强度一致性分析结果相差超过一个级别。
其中,三点法检验感官质量评价和加工强度一致性分析结果级别对应如下:
优选地,当|QvT-QvA|>25时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度有显著差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节一区筒壁温度的方式。
优选地,上述所用的滚筒干燥设备为KLD-2Z型滚筒式烘丝机。
验证本发明调控干燥过程叶丝加工强度的方法的可靠性与稳健性的方式如下:
将调控加工参数前后生产的叶丝与目标样品均进行三点法检验感官质量分析和加工强度一致性分析,验证本发明调控方法的可靠性与稳健性,作为不同参数差异化调控效果的验证及参考手段。
其中,三点法检验感官质量分析方法为按照《卷烟品牌合作生产质量保障规范第4部分:评价与改进》(标准编号:YC/T 198.4—2012)进行感官一致性评价。
本发明具有以下有益效果:
1、本发明方法建立的滚筒干燥叶丝加工强度与加工参数的的量化关系式,加工参数获取快捷、计算结果准确,具有较强的可操作性。同时,该关系式量化了不同参数对滚筒干燥叶丝加工强度的影响大小及方向,对实际生产过程开展加工参数维护、技术标准制定与修订具有较强的指导意义。
2、在进行加工质量一致性维护时,建立滚筒干燥叶丝加工强度差异化维护流程,确立了不同参数的优先调整方式。并基于滚筒干燥叶丝加工强度与加工参数的的量化关系式,反求解优先调整的关键加工参数值,可实现快速、精准调控滚筒干燥叶丝加工强度。避免以前无法量化调节各参数的缺点。
3、本发明方法中所建立的滚筒干燥叶丝加工强度差异化维护流程,可以实现不同生产批次或不同生产点的加工质量稳定性与一致性水平,可代表感官质量评吸结果差异,有效规避感官质量评价结果的不稳定性。
附图说明
图1为本发明基于叶丝水分蒸发焓调控干燥过程叶丝加工强度的方法流程图,同时,利用感官质量分析方法进行加工强度一致性验证。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明本发明的内容。本发明实施例中使用的滚筒设备型号:KLD-2Z 7700薄板叶丝干燥设备(流量:5000kg/h,德国HAUNI公司)。
实施例1
本案例1采用A牌号模块配方烟丝进行生产,在相同牌号、相同滚筒干燥设备条件下,测定不同加工条件对应的12个批次,分析不同加工条件对应的叶丝加工强度差异以及感官质量差异情况。记录对应批次下的滚筒干燥过程关键加工参数:工艺流量、筒壁温度、热风温度等参数,12批次的滚筒干燥关键参数实际运行情况如表1。
表1A品牌不同生产厂、不同加工参数实际运行数据
备注:卷烟制造行业叶丝干燥设备以管板式滚筒干燥设备为主,随着干燥设备的不断升级与功能更为完善,卷烟制造行业内出现了滚筒干燥设备筒壁温度分区控制的加工模式,即将原有的管板式滚筒干燥设备轴向等分成两个有显著温度差的筒壁温度控制区,即筒壁从滚筒入口到滚筒二分一处为一区筒壁,筒壁从滚筒二分一处到滚筒出口为二区筒壁,对滚筒干燥过程一区筒壁温度T1、二区筒壁温度T2,若待分析设备为传统的管板式滚筒干燥设备,筒壁温度一致,本方法即认为采用一区筒壁温度T1等于二区筒壁温度T2,均为筒壁温度,进行叶丝加工强度分析。工艺流量G为单位时间叶丝干燥工序的干基叶丝量,kg绝干料/h;热风温度为车间环境空气经热交换加热后、进入滚筒干燥设备的关键加工参数,主要起到对流传热、增加传质动力的作用。下同。
将表1中的加工参数实际运行数据代入本发明的滚筒干燥叶丝加工强度计算公式,计算各批次的滚筒干燥叶丝加工强度,滚筒干燥叶丝加工强度分析结果见表2。
滚筒干燥叶丝加工强度计算公式如下:
Qv=573.050-1.876*10-5G2-1.452*10-2T1 2-2.957*10-2T2 2-7.932*10-3T3 2
+4.672*10-2T1*T2+1.211*10-2T1*T3+9.376*10-3T2*T3
表2相同品牌、不同加工条件下加工强度一致性分析
评吸人员为11人,按照《卷烟品牌合作生产质量保障规范第4部分:评价与改进》(标准编号:YC/T 198.4-2012)进行感官一致性评价,以第1批样品为目标样品,选取滚筒干燥的第3批、第5批、第6批进行三点检验感官质量评价,情况如表3。
表3样品三点检验感官质量评价情况
备注:三点检验符号说明I:无差异;II基本无差异;III有差异,IV有明显差异。
三点检验感官质量评价结果为:以第1批滚筒干燥叶丝加工强度为目标批次,第3批与第1批滚筒干燥叶丝加工强度基本无差异,第5批、第6批分别与第1批滚筒干燥叶丝加工强度有明显差异。三点检验感官质量评价结果与滚筒干燥叶丝加工强度一致性分析结果较吻合。
实施例2
本实施例2选择与实施例1相同的实验数据,旨在阐述滚筒干燥叶丝加工强度一致性的调控过程。
选取表1中的第1批、第5批、第6批数据,以第1批为目标滚筒干燥叶丝加工强度QvT,以QvA表示待调节第5批、第6批滚筒干燥叶丝加工强度。
调控方法如下:
按照本发明的调控滚筒干燥叶丝加工强度方法,第1批与第5批、第6批加工强度差值绝对值即10<|QvT-QvA|≤25,故优先采用调节调节工艺流量G 的方式。保持其他加工参数不变,滚筒干燥叶丝加工强度QvA取值448,基于滚筒干燥叶丝加工强度Qv计算公式,反求解滚筒干燥叶丝加工强度关系式中的工艺流量G,求解出第5批、第6批工艺流量G修正值约5050kg绝干料/h,见表 4。
表4工艺流量反求解结果及分析
按照表4工艺流量G反求解结果进行放样,并采用三点法检验感官质量一致性情况。
评吸人员为15人,按照《卷烟品牌合作生产质量保障规范第4部分:评价与改进》(标准编号:YC/T 198.4—2012)进行感官一致性评价,修正后的第5 批、第6批对应样品三点检验感官评价情况如表5。
表5样品三点检验感官质量评价情况
备注:三点检验符号说明I:无差异;II基本无差异;III有差异,IV有明显差异。
感官质量评价结果:修正后的第5批与第1批次感官质量无差异,修正后的第6批与第1批次感官质量基本无差异。因此,三点检验感官质量评价结果与滚筒干燥叶丝加工强度一致性分析结果吻合。此表明所建立的滚筒干燥加工强度模型能够准确调控滚筒干燥叶丝加工强度,并且在很大程度上能够代表感官质量评价结果。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种基于叶丝水分蒸发焓调控滚筒干燥叶丝加工强度的方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、获取滚筒干燥过程加工参数:一区筒壁温度T1℃、二区筒壁温度T2℃、热风温度T3℃、工艺流量G绝干物料kg/h;
B、将上述参数代入以下公式,计算滚筒干燥叶丝加工强度Qv:
Qv=573.050-1.876*10-5G2-1.452*10-2T1 2-2.957*10-2T2 2-7.932*10-3T3 2+4.672*10-2T1*T2+1.211*10-2T1*T3+9.376*10-3T2*T3
C、以QvT表示目标滚筒或目标批次的干燥过程叶丝加工强度,以QvA表示待测滚筒或待测批次的干燥过程叶丝加工强度,QvT和QvA的计算方式如步骤B所述;
D、根据以下方式进行差异化维护:
(I)|QvT-QvA|≤10时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度无差异或无明显差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节热风温度的方式;
(II)10<|QvT-QvA|≤25时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度有差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节工艺流量的方式;
(III)|QvT-QvA|>25时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度有显著差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节一区筒壁温度或二区筒壁温度的方式;
其中,一区和二区为新型滚筒干燥设备在滚筒内轴向等分成两个有温度差的筒壁温度控制区,一区筒壁范围为筒壁从滚筒入口到滚筒二分之一处;二区筒壁范围为从筒壁滚筒二分之一到滚筒出口处;若干燥设备为传统的管板式滚筒干燥设备,则T1 等于T2 ,均为筒壁温度。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,从在线检测仪器、仪表或现场工控机上获取所述滚筒干燥过程加工参数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,当|QvT-QvA|>25时,两个批次或两个滚筒干燥过程叶丝加工强度有显著差异,在设备正常稳定的调节范围内,优先选择调节一区筒壁温度的方式。
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Title |
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KLD3-2Z 与KLD2-3 薄板烘丝机加工质量一致性的研究;黄传喜等;《南方农机》;20180630;P142-144 * |
两段式滚筒烘丝机工艺参数优化研究;崔伟等;《食品工业》;20160831;第37卷(第8期);P74-75 * |
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CN110262419A (zh) | 2019-09-20 |
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