CN110301664A - 一种烟草制丝线加工强度的定量表征方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烟草制丝线加工强度的定量表征方法，其特征是从加工温度和加工时间两个维度对加工强度进行定量表征，加工强度是根据烟丝和卷烟的属性指标进行衡量，加工强度的定量表征方法是：依据层次分析法，针对烟草制丝线中松散回潮工序、润叶加料工序及烘丝干燥工序分别获得各工序的单个工序加工强度；并利用各工序的单个工序加工强度获得制丝线中松散回潮工序、润叶加料工序及烘丝干燥工序的总加工强度。本发明方法容易操作、简洁明了、可直观性判断制丝加工过程单个工序及多个工序加工强度的变化情况。

Description

一种烟草制丝线加工强度的定量表征方法

技术领域

本发明涉及烟草制丝加工技术领域，更具体地说是一种烟草制丝线加工强度的定量表征方法，用于针对烟草制丝线上加工强度的变化进行评价。

背景技术

烟草在制丝的加工环节中，伴随着烟叶增温吸湿和干燥除水的过程，其烟叶的物理形态、化学成分及感官特性等方面也在发生着变化，引起这种温度与水分发生剧烈变化的过程为加工强度施加过程。制丝线上具有显著强度变化的工序主要为松散回潮工序、润叶加料工序与烘丝干燥工序；制丝线上加工强度的变化对产品质量的物理质量、内在品质等具有显著的影响，适宜的加工强度对产品实物质量的提升与产品风格特性的彰显具有显著的提升作用；相反，若是制丝加工过程中加工强度控制不适宜，则会对降低产品的品质。

制丝线加工强度表征方法是实现制丝线工序与流程加工强度变化定量表征的重要途径。经检索，现有技术中针对烟草制丝的加工强度均为定性表述，且均从单一的参数进行表述，如：邓国栋等在《郑州轻工业学院学报》2011年2期上发表的“松散回潮工序加工强度对烤烟烟叶感官特性的影响”，其是以温度高低对加工强度的大小进行定性表述，其未能给出关于加工强度的定量表征方法；也有相关研究从不同的烘丝物料流量变化定性表述加工强度所引起的产品质量变化，但也没有给出加工强度的定量表征方法；通过工序单一参数的变化来定性表述加工强度，不够准确、直观，且工序不同参数变化对加工强度的变化影响不能实现定量的比较。此外，对于流程化加工的制丝产品，当不同工序多个参数同步发生变化时，更是不能对加工强度总体变化进行系统评价。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种烟草制丝线加工强度的定量表征方法，准确、客观地反映制丝加工过程中单工序及全流程的加工强度变化。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明烟草制丝线加工强度的定量表征方法的特点是：从加工温度和加工时间两个维度对加工强度进行定量表征，所述加工强度是根据烟丝和卷烟的属性指标进行衡量，所述加工强度的定量表征方法是：

依据层次分析法AHP，针对烟草制丝线中松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2及烘丝干燥工序Q3分别获得各工序的单个工序加工强度；并利用所述各工序的单个工序加工强度获得制丝线中松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2及烘丝干燥工序Q3的总加工强度。

本发明烟草制丝线加工强度的定量表征方法的特点也在于：所述烟丝和卷烟的属性指标是指：卷烟物理指标C1、烟丝填充值指标C2、卷烟感官质量指标C3、卷烟化学成分指标C4、烟丝弹性指标C5和烟丝结构指标C6共计六个属性指标。

本发明烟草制丝线加工强度的定量表征方法的特点也在于：依据层次分析法AHP，按如下过程分别获得松散回潮工序加工强度A₁、润叶加料工序加工强度A₂，以及烘丝干燥工序加工强度A₃：

步骤3.1、构建六个属性指标间的判断矩阵X：

其中：

Cij是指属性指标Ci与属性指标Cj之间的重要程度分值，Cij＝1/Cji；

i＝1,2,3,4,5,6；j＝1,2,3,4,5,6；C11、C22、C33、C44、C55和C66均为1；

步骤3.2、构建加工温度P1和加工时间P2对每个属性指标C1、C2、C3、C4、C5和C6的判断矩阵L1、L2、L3、L4、L5、L6：

其中：

P11和P22均为1，P12＝1/P21；

P12是指加工温度P1和加工时间P2对于相应的属性指标的重要程度分值；

步骤3.3、利用判断矩阵X、判断矩阵L1、L2、L3、L4、L5和L6计算获得温度变化率因子权重k₁和时间变化率因子权重k₂；

步骤3.4、以工序Qn在加工参数变化前的加工强度为基础加工强度，且基础加工强度为1.0，则工序Qn在加工参数变化后的加工强度A_n为：

A_n＝k₁×Mn+k₂×Nn+1.0

其中：

Mn为工序Qn的加工温度变化率，Nn为工序Qn的加工时间变化率。

本发明烟草制丝线加工强度的定量表征方法的特点也在于：

当工序Qn因加工参数发生变化，引起工序Qn的加工温度和加工时间发生变化，则工序Qn的加工温度变化率Mn和加工时间变化率Nn分别为：

Mn＝(T₁-T₀)/T₀；Nn＝(t₁-t₀)/t₀

其中：

T₀为加工参数变化前的工序Qn加工温度，T₁为加工参数变化后的工序Qn加工温度；

t₀为加工参数变化前的工序Qn加工时间，t₁为加工参数变化后的工序Qn加工时间。

本发明烟草制丝线加工强度的定量表征方法的特点也在于：依据层次分析法AHP，按如下过程计算获得松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2和烘丝干燥工序Q3的总加工强度Y：

步骤5.1、分别构建松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2与烘丝干燥工序Q3对每个属性指标C1、C2、C3、C4、C5和C6的判断矩阵H1、H2、H3、H4、H5、H6：

其中：

Q11、Q22和Q33均为1，Q12＝1/Q21，Q13＝1/Q31，Q23＝1/Q32；

Q12是指工序Q1和工序Q2对于相应的属性指标的重要程度分值；

Q13是指工序Q1和工序Q3对于相应的属性指标的重要程度分值；

Q23是指工序Q2和工序Q3对于相应的属性指标的重要程度分值；

步骤5.2、利用判断矩阵X、判断矩阵H1、H2、H3、H4、H5及H6，计算获得松散回潮工序强度权重K₁、润叶加料工序强度权重K₂，以及烘丝干燥工序强度权重K₃，则有：

Y＝K₁×A₁+K₂×A₂+K₃A₃

其中，Y为松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2与烘丝干燥工序Q3的总加工强度。

本发明依据制丝线强度施加工序的加工原理，确定了针对相关参数的变化从温度和时间两个维度进行测算的表征方法，实现了从温度和时间两个维度构建制丝线加工强度变化的定量表征方法，与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明解决了目前烟草制丝线产品加工过程强度变化定量评价的难题，为准确、客观评价烟草制丝加工过程强度提供了一种可行的评价方法；

2、本发明方法简单、可操作性强、覆盖面全，对于技术人员掌握产品过程加工强度的实际状况以及加工强度变化的预判和预控都具有十分重要的意义。

具体实施方式

本实施例中烟草制丝线加工强度的定量表征方法是：从加工温度和加工时间两个维度对加工强度进行定量表征，加工强度是根据烟丝和卷烟的属性指标进行衡量，加工强度的定量表征方法是：

依据层次分析法AHP，针对烟草制丝线中松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2及烘丝干燥工序Q3分别获得各工序的单个工序加工强度；并利用各工序的单个工序加工强度获得制丝线中松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2及烘丝干燥工序Q3的总加工强度。

烟丝和卷烟的属性指标是指：卷烟物理指标C1、烟丝填充值指标C2、卷烟感官质量指标C3、卷烟化学成分指标C4、烟丝弹性指标C5和烟丝结构指标C6共计六个属性指标。

具体实施中，依据层次分析法AHP，按如下过程分别获得松散回潮工序加工强度A₁、润叶加料工序加工强度A₂，以及烘丝干燥工序加工强度A₃：

步骤3.1、构建六个属性指标间的判断矩阵X：

其中：

Cij是指属性指标Ci与属性指标Cj之间的重要程度分值，Cij＝1/Cji；

i＝1,2,3,4,5,6；j＝1,2,3,4,5,6；C11、C22、C33、C44、C55和C66均为1。

步骤3.2、构建加工温度P1和加工时间P2对每个属性指标C1、C2、C3、C4、C5和C6的判断矩阵L1、L2、L3、L4、L5、L6：

其中：

P11和P22均为1，P12＝1/P21；

P12是指加工温度P1和加工时间P2对于相应的属性指标的重要程度分值。

步骤3.3、利用判断矩阵X、判断矩阵L1、L2、L3、L4、L5和L6计算获得温度变化率因子权重k₁和时间变化率因子权重k₂。

步骤3.4、以工序Qn在加工参数变化前的加工强度为基础加工强度，且基础加工强度为1.0，则工序Qn在加工参数变化后的加工强度A_n为：

A_n＝k₁×Mn+k₂×Nn+1.0

其中：

Mn为工序Qn的加工温度变化率，Nn为工序Qn的加工时间变化率。

当工序Qn因加工参数发生变化，引起工序Qn的加工温度和加工时间发生变化，则工序Qn的加工温度变化率Mn和加工时间变化率Nn分别为：

Mn＝(T₁-T₀)/T₀；Nn＝(t₁-t₀)/t₀

其中：

T₀为加工参数变化前的工序Qn加工温度，T₁为加工参数变化后的工序Qn加工温度；

t₀为加工参数变化前的工序Qn加工时间，t₁为加工参数变化后的工序Qn加工时间。

具体实施中，依据层次分析法AHP，按如下过程计算获得松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2和烘丝干燥工序Q3的总加工强度Y：

步骤5.1、分别构建松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2与烘丝干燥工序Q3对每个属性指标C1、C2、C3、C4、C5和C6的判断矩阵H1、H2、H3、H4、H5、H6：

其中：

Q11、Q22和Q33均为1，Q12＝1/Q21，Q13＝1/Q31，Q23＝1/Q32；

Q12是指工序Q1和工序Q2对于相应的属性指标的重要程度分值；

Q13是指工序Q1和工序Q3对于相应的属性指标的重要程度分值；

Q23是指工序Q2和工序Q3对于相应的属性指标的重要程度分值。

步骤5.2、利用判断矩阵X、判断矩阵H1、H2、H3、H4、H5及H6，计算获得松散回潮工序强度权重K₁、润叶加料工序强度权重K₂，以及烘丝干燥工序强度权重K₃，则有：

Y＝K₁×A₁+K₂×A₂+K₃A₃

其中，Y为松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2与烘丝干燥工序Q3的总加工强度。

以某卷烟加工企业为例，针对松散回潮工序、润叶加料工序以及烘丝干燥工序，构建各判断矩阵，并计算获得相关参数：

1、依据该卷烟加工企业产品的加工特性，分别构建各判断矩阵如下：

2、测算各工序Qn的加工温度变化率Mn和加工时间变化率Nn：

松散回潮工序Q₁：T₀＝50℃，T₁＝55℃，t₀＝300s,t₁＝360s；则有M₁＝0.1，N₁＝0.2；

润叶加料工序Q₂：T₀＝55℃，T₁＝50℃，t₀＝100s,t₁＝150s；则有M₂＝-0.1；N₂＝0.5；

烘丝干燥工序Q₃：T₀＝120℃，T₁＝140℃，t₀＝360s,t₁＝300s；则有M₃＝0.167；N₃＝-0.167。

3、利用各判断矩阵分别计算获得温度变化率因子权重k₁、时间变化率因子权重k₂、松散回潮工序强度权重K₁、润叶加料工序强度权重K₂，以及烘丝干燥工序强度权重K₃为：

k₁＝0.640759，k₂＝0.359241，K₁＝0.326634，K₂＝0.148671，K₃＝0.524694。

4、工序Qn在加工参数变化后的加工强度A_n分别为：

松散回潮工序Q₁：A₁＝0.640579×0.1+0.359241×0.2+1.0＝1.135924

润叶加料工序Q₂：A₂＝0.640579×(-0.1)+0.359241×0.5+1.0＝1.115545

烘丝干燥工序Q₃：A₃＝0.640579×0.167+0.359241×(-0.167)+1.0＝1.047014。

5、计算获得总加工强度Y为：

Y＝(0.326634×1.135924+0.148671×1.115545+0.524694×1.047014＝1.086242

由以上结果可以看出，在松散回潮工序、润叶加料工序和烘丝干燥工序的温度与时间发生变化后，各工序的加工强度以及总加工强度均相应增加。

Claims (5)

1.一种烟草制丝线加工强度的定量表征方法，其特征是：从加工温度和加工时间两个维度对加工强度进行定量表征，所述加工强度是根据烟丝和卷烟的属性指标进行衡量，所述加工强度的定量表征方法是：依据层次分析法AHP，针对烟草制丝线中松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2及烘丝干燥工序Q3分别获得各工序的单个工序加工强度；并利用所述各工序的单个工序加工强度获得制丝线中松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2及烘丝干燥工序Q3的总加工强度。

2.根据权利要求1所述的烟草制丝线加工强度的定量表征方法，其特征是：所述烟丝和卷烟的属性指标是指：卷烟物理指标C1、烟丝填充值指标C2、卷烟感官质量指标C3、卷烟化学成分指标C4、烟丝弹性指标C5和烟丝结构指标C6共计六个属性指标。

3.根据权利要求2所述的烟草制丝线加工强度的定量表征方法，其特征是：依据层次分析法AHP，按如下过程分别获得松散回潮工序加工强度A₁、润叶加料工序加工强度A₂，以及烘丝干燥工序加工强度A₃：

步骤3.1、构建六个属性指标间的判断矩阵X：

其中：

Cij是指属性指标Ci与属性指标Cj之间的重要程度分值，Cij＝1/Cji；

i＝1,2,3,4,5,6；j＝1,2,3,4,5,6；C11、C22、C33、C44、C55和C66均为1；

步骤3.2、构建加工温度P1和加工时间P2对每个属性指标C1、C2、C3、C4、C5和C6的判断矩阵L1、L2、L3、L4、L5、L6：

其中：

P11和P22均为1，P12＝1/P21；

P12是指加工温度P1和加工时间P2对于相应的属性指标的重要程度分值；

步骤3.3、利用判断矩阵X、判断矩阵L1、L2、L3、L4、L5和L6计算获得温度变化率因子权重k₁和时间变化率因子权重k₂；

步骤3.4、以工序Qn在加工参数变化前的加工强度为基础加工强度，且基础加工强度为1.0，则工序Qn在加工参数变化后的加工强度A_n为：

A_n＝k₁×Mn+k₂×Nn+1.0

其中：

Mn为工序Qn的加工温度变化率，Nn为工序Qn的加工时间变化率。

4.根据权利要求3所述的烟草制丝线加工强度的定量表征方法，其特征是：

当工序Qn因加工参数发生变化，引起工序Qn的加工温度和加工时间发生变化，则工序Qn的加工温度变化率Mn和加工时间变化率Nn分别为：

Mn＝(T₁-T₀)/T₀；Nn＝(t₁-t₀)/t₀

其中：

T₀为加工参数变化前的工序Qn加工温度，T₁为加工参数变化后的工序Qn加工温度；

t₀为加工参数变化前的工序Qn加工时间，t₁为加工参数变化后的工序Qn加工时间。

5.根据权利要求3所述的烟草制丝线加工强度的定量表征方法，其特征是：依据层次分析法AHP，按如下过程计算获得松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2和烘丝干燥工序Q3的总加工强度Y：

步骤5.1、分别构建松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2与烘丝干燥工序Q3对每个属性指标C1、C2、C3、C4、C5和C6的判断矩阵H1、H2、H3、H4、H5、H6：

其中：

Q11、Q22和Q33均为1，Q12＝1/Q21，Q13＝1/Q31，Q23＝1/Q32；

Q12是指工序Q1和工序Q2对于相应的属性指标的重要程度分值；

Q13是指工序Q1和工序Q3对于相应的属性指标的重要程度分值；

Q23是指工序Q2和工序Q3对于相应的属性指标的重要程度分值；

步骤5.2、利用判断矩阵X、判断矩阵H1、H2、H3、H4、H5及H6，计算获得松散回潮工序强度权重K₁、润叶加料工序强度权重K₂，以及烘丝干燥工序强度权重K₃，则有：

Y＝K₁×A₁+K₂×A₂+K₃A₃

其中，Y为松散回潮工序Q1、润叶加料工序Q2与烘丝干燥工序Q3的总加工强度。