CN110286659B - 一种调控滚筒干燥过程叶丝加工强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调控干燥过程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。
Description
技术领域
本发明属于干燥技术领域，特别涉及一种调控滚筒干燥过程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加工强度来分析，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
本发明提供一种调控滚筒干燥过程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η：
η＝12.483-9.256*10-7G2+2.374*10-3T1 2-4.549*10-3T2 2+4.167*10-4T32+1.343*10-3T1*T2-7.003*10-3T1*T3+8.779*10-3T2*T3
C、以ηT表示目标滚筒或目标批次的干燥过程叶丝加工强度，以ηA表示待测滚筒或待测批次的干燥过程叶丝加工强度，ηT和ηA的计算方式如步骤B所述，
计算ηT和ηA差值的绝对值，则待测批次或滚筒加工强度的调控方法如下：
I、|ηT-ηA|％≤0.6时，两个批次或两个类型滚筒干燥过程叶丝加工强度无明显差异，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；
II、0.6<|ηT-ηA|％≤1.7时，两个批次或两个类型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，优先选择调节一区筒壁或二区筒壁温度的方式；
III、|ηT-ηA|％>1.7时，两个批次或两个类型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，优先选择调节热风温度的方式。
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％，η为叶丝加工强度的数值。
优选的，上述所用的滚筒干燥设备为KLD-2Z型滚筒式烘丝机。
优选的，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。
优选的，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，上述步骤可以循环操作，直到|ηT-ηA|％≤0.6，见图1。
优选地，当|ηT-ηA|％≤0.6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，则微调工艺流量，直到|ηT-ηA|％≤0.3，则不再调控加工参数。其中，微调指调节幅度小于上述步骤C中的工艺流量调节幅度。
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：
优选的，当0.6<|ηT-ηA|％≤1.7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，优先选择调节一区筒壁温度的方式。该调节方式反应灵敏。
验证本发明调控干燥过程叶丝加工强度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评价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评价方法为按照《卷烟品牌合作生产质量保障规范第4部分：评价与改进为(标准编号：YC/T 198.4-2012)进行的感官一致性评价。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明建立了叶丝加工强度与滚筒干燥关键加工参数的定量关系模型和不同参数差异化的调控流程，通过差异化调节滚筒干燥的关键参数如工艺流量、筒壁温度、热风温度，达到滚筒干燥叶丝加工强度一致性的加工效果。
2、本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，加工参数可以直接从现场快捷获取、计算结果准确，具有较强的可操作性。
3、本方法采用公式计算，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，在进行加工质量一致性维护时，根据滚筒干燥叶丝加工强度差异性的大小，建立的不同参数差异化的调控方法，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，可以实现量化维护关键加工参数工作，以保障加工质量稳定性与一致性水平，避免以前无法量化调节各参数的缺点。
4、本方法滚筒干燥过程叶丝干燥强度与产品感官质量相关性高，可在很大程度上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为本发明调控干燥过程叶丝加工强度的方法流程图，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9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，9批次的滚筒干燥关键参数实际运行情况如表1。
表1 A品牌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η，滚筒干燥叶丝加工强度η分析结果见表2。
滚筒干燥叶丝加工强度η计算公式如下：
η＝12.483-9.256*10-7G2+2.374*10-3T1 2-4.549*10-3T2 2+4.167*10-4T3 2+1.343*10- 3T1*T2-7.003*10-3T1*T3+8.779*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：评价与改进为(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4批、第7批、第9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：以第1批滚筒干燥叶丝加工强度为目标批次，第4批、第7批与第1批滚筒干燥叶丝加工强度有明显差异，第9批与第1批滚筒干燥叶丝加工强度有差异。
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表2基本吻合。
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节优化过程。
选取表1中与第4批次滚筒干燥叶丝加工强度差异较大的第1批、第2批、第3批数据，以第4批为目标滚筒干燥叶丝加工强度ηT，以ηA表示待调节第1批、第2批、第3批的滚筒干燥叶丝加工强度，分别计算目标滚筒干燥叶丝加工强度ηT与待调节批次滚筒干燥叶丝加工强度ηA的差值绝对值，见表4。
表4待调节批次滚筒干燥叶丝加工强度与目标批次差异情况
调控方法如下：按照本发明的调控滚筒干燥叶丝加工强度的方法，待调节批次滚筒干燥叶丝加工强度与目标批次有显著差异，则应优先选择调节热风温度的方式。保持其他加工参数不变，滚筒干燥叶丝加工强度η取值7.3，各自的工艺流量G、一区筒壁温度T1、二区筒壁温度T2不变，带入本发明的叶丝加工强度计算公式，反求解滚筒干燥叶丝加工强度关系式中的热风温度T3，求解出第1批、第2批、第3批热风温度T3修正值约110.00℃，见表5。按照表5热风温度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。
表5热风温度反求解结果及分析
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：评价与改进为(标准编号：YC/T 198.4-2012)进行感官一致性评价，以批次4为目标批次，修正后的第1批次、第2批、第3批对应样品三点检验感官评价情况如表6。
表6样品三点检验感官评价情况
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。
表5可知，修正后的第1批、第2批、第3批数据与第4批次滚筒干燥叶丝加工强度无明显差异。根据对应的感官质量评价结果，修正后的第1批、第2批、第3批数据与第4批次感官质量无差异或基本无差异。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 (2)
1.一种调控滚筒干燥过程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η：
η＝12.483-9.256*10-7G2+2.374*10-3T1 2-4.549*10-3T2 2+4.167*10-4T3 2+1.343*10-3T1*T2-7.003*10-3T1*T3+8.779*10-3T2*T3
C、以ηT表示目标滚筒或目标批次的干燥过程叶丝加工强度，以ηA表示待测滚筒或待测批次的干燥过程叶丝加工强度，ηT和ηA的计算方式如步骤B所述，计算ηT和ηA差值的绝对值，则待测批次或滚筒加工强度的调控方法如下：
I、|ηT-ηA|％≤0.6时，两个批次或两个类型滚筒干燥过程叶丝加工强度无明显差异，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；
II、0.6<|ηT-ηA|％≤1.7时，两个批次或两个类型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，优先选择调节一区筒壁或二区筒壁温度的方式；
III、|ηT-ηA|％>1·7时，两个批次或两个类型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，优先选择调节热风温度的方式；
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。
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| GR01 | Patent grant | ||
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