CN113971325B - 一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法，可根据滤棒重量、甘油酯施加量等工艺参数实时计算滤棒吸阻；该方法包括如下步骤：步骤一、丝束填充量与滤棒吸阻回归关系的建立；步骤二、成形纸及搭口、中线胶(常数)的确定；步骤三、圆周与滤棒吸阻回归关系的建立；步骤四、根据成型机运行参数计算实际滤棒吸阻：在该规格滤棒转入正常生产时，实时采集成型机滤棒重量数据D₁、圆周数据D₂、甘油酯含量数据D₃导出，并根据标定的丝束填充量与滤棒吸阻的回归关系、圆周与滤棒吸阻的回归关系，实时计算滤棒吸阻。

Description

一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法

技术领域

本发明涉及烟草工艺技术领域，具体涉及一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法。

背景技术

滤棒是卷烟的重要组成部分，其中，吸阻作为滤棒的核心质量指标之一，不仅会影响卷烟烟支的吸阻、总通风率等物理指标、由于滤嘴截留因素及抽吸阻力，进而影响卷烟主流烟气中的焦油等有害物质的释放量及卷烟产品的感官质量。

滤棒吸阻主要受丝束特性、丝束填充量、滤棒圆周等因素的影响。目前，卷烟工业企业检测滤棒吸阻的方法是采用抽样检验方法，在成型机的滤棒成品出口处，对滤棒进行抽样，并使用QTM等综合测试台检测滤棒吸阻，这种方法存在的问题是：

1)抽样检验所需检测成本高(人力、滤棒损耗)，且会存在一定的抽样风险，按照当前行业滤棒生产工艺整体水平及生产速度，难以从当前的抽样比例中发现问题。

2)使用抽样检验方式，在时间维度上，检验结果存在一定的滞后性，无法快速反映生产异常，更无法及时准确的调控工艺参数。

近年来，烟草行业工业企业已经开始关注滤棒吸阻，并研究设计了滤棒吸阻在线检测装置，并通过在成型机设备上加装检测器的方式，实现滤棒吸阻的在线检测。然而对如何通过成型机自身的运行参数表征滤棒吸阻的方法却鲜有报道。

如中国发明专利(CN：202010603297.6)、中国发明专利(CN:201010287472)等均认为滤棒吸阻是滤棒物理性能的重要指标，且多数厂家对滤棒的质量监控主要采用定时抽样检验，存在效率低、无法实时检测等缺点，故该类专利主要通过设计了滤棒吸阻在线检测与剔除装置，实现滤棒吸阻的实时检测及缺陷滤棒的在线剔除，但存在的缺点是：一是当前成型机类型较多，在线检测装置在不同类型成型机的安装空间存在差异，通用性有待考量，并且需一定的经济成本；二是该类装置实可用于采用无透气度成形纸卷制的滤棒，但当采用带有透气度的成形纸时，由于其检测原理限制，无法实现滤棒生产过程中的吸阻实时检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法，可根据滤棒重量、甘油酯施加量等工艺参数实时计算滤棒吸阻。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、丝束填充量与滤棒吸阻回归关系的建立：

1)关闭成型机甘油酯喷洒，圆周调整至中心值，通过调整辊速比，逐渐降低丝束喂入量，直至滤棒出现缩头1mm时，取滤棒样品，使用综合测试台测试吸阻P₁,并剥离滤棒成形纸，使用天平检测丝束填充量M₁；

2)关闭成型机甘油酯喷洒，圆周调整至中心值，通过调整辊速比，逐渐增加丝束未入量，直至辊缠绕丝束，取滤棒样品，使用综合测试台测试吸阻P₂,并剥离滤棒成形纸，使用天平检测丝束填充量M₂；

3)根据M₁、M₂、P₁、P₂，建立标准圆周下的丝束填充量与吸阻的回归方程；

步骤二、成形纸及搭口、中线胶(常数)的确定：

剖开成型纸并剥除丝束，使用天平称重，该重量即为该批丝束成型时的纸和胶的总重量，得到常数K；

步骤三、圆周与滤棒吸阻回归关系的建立：

1)通过调整辊速比，将丝束填充量设定至中心值，并通过调整成型机烟枪部分压板，将滤棒圆周中心值调整至设计值﹢0.20mm、取滤棒样品，使用综合测试台测试圆周C₁、吸阻P₃；

2)通过调整辊速比，将丝束填充量设定至中心值，并通过调整成型机烟枪部分压板，将滤棒圆周中心值调整至设计值-0.20mm、取滤棒样品，使用综合测试台测试圆周C₂、吸阻P₄；

3)根据C₁、C₂、P₃、P₄，建立相同丝束填充量的基准下的圆周与吸阻的对应关系，并以该规格滤棒圆周中心值所对应的吸阻为基准，得出实际圆周下的滤棒实际吸阻；

步骤四、根据成型机运行参数计算实际滤棒吸阻：

在该规格滤棒转入正常生产时，实时采集成型机滤棒重量数据D₁、圆周数据D₂、甘油酯含量数据D₃导出，并根据标定的丝束填充量与滤棒吸阻的回归关系、圆周与滤棒吸阻的回归关系，实时计算滤棒吸阻。

在一些具体实施方式中，所述步骤四包括如下具体步骤：

1)先根据成型机采集的滤棒重量数据D₁、甘油酯含量数据D₃、步骤二标定的常数K，得到该支滤棒的实际丝束填充量M，即M＝D₁-D₂-K；

2)再根据步骤一建立的标准圆周条件下的丝束填充量与吸阻关系的回归方程、上一步得到的实际丝束填充量M，得到假定该支滤棒的圆周为标准圆周时，实际的丝束填充量所对应的滤棒吸阻值P_标准圆周；

3)最后根据成型机采集的滤棒圆周数据D₂、步骤三建立的圆周与吸阻关系的回归方程、上一步得到的假定滤棒圆周为标准圆周状态下的吸阻值P_标准圆周，计算得出该支滤棒在实际圆周值下的真实吸阻P_实际。

在一些具体实施方式中，所述步骤一、二、三中均在标准测试环境下温度T＝22±2℃、相对湿度R＝60±5％，使用综合测试台测试吸阻。

由上述本发明所提供的步骤可看出，该技术方案可以在卷烟滤棒成型工艺技术领域，通过成型机的实时滤棒重量、圆周及甘油酯含量数据，借助建立的丝束填充量与滤棒吸阻的回归关系(标准圆周条件下)、圆周与滤棒吸阻的回归关系，能够快速且全数表征滤棒吸阻，为指导滤棒成型工艺生产提供了极为重要的信息。

附图说明

图1是本发明提供的滤棒吸阻方法的流程图；

图2是本发明实施例中的回归方程评价图(R-square)。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，但实施例并不是对本发明技术方案的限定。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供了一种实时表征滤棒吸阻的方法，为便于理解，下面将结合附图对本发明实施例作进一步详细阐述。

“圆周调整至中心值”是指通过调整设备的圆周控制装置，将滤棒的圆周正好处于实施例滤棒规格圆周指标的中心值。

“辊速比”是指滤棒成型机预张力辊、喂丝辊、比速辊以及输出辊的速度的比值。

“丝束填充量设定至中心值”是指通过调整辊速比，将滤棒的丝束填充量正好处于实施例滤棒规格丝束填充量指标的中心值。

实施例：分析评价KDF4型成型机，使用3.0Y28000规格的丝束，生产利群某滤棒的实时吸阻。

具体步骤如下:

步骤一、丝束填充量与滤棒吸阻回归关系的建立：

1)关闭成型机甘油酯喷洒，圆周调整至23.95mm，通过调整辊速比，逐渐降低丝束喂入量，直至滤棒出现缩头1mm时，取滤棒样品，在标准测试环境下(温度T＝22±2℃、相对湿度R＝60±5％)，使用综合测试台测试吸阻，测得吸阻P₁＝218.8mmH₂O，剥离成形纸，使用天平称重，得到丝束填充量M₁＝400mg。

2)关闭成型机甘油酯喷洒，圆周调整至23.95mm，通过调整辊速比，逐渐增加丝束喂入量，直至辊缠绕丝束，取滤棒样品，在标准测试环境下(温度T＝22±2℃、相对湿度R＝60±5％)，使用综合测试台测试吸阻，测得吸阻吸阻P₂＝420mmH₂O，剥离成形纸，使用天平称重，得到丝束填充量M₂＝570mg。

3)根据M₁、M₂、P₁、P₂，建立标准圆周下的丝束填充量与吸阻的回归关系，即：吸阻P_标准圆周＝1.1833×M-254.5。

步骤二、成形纸及搭口、中线胶(常数)的测定：

剖开成型纸并剥离丝束，在天平上称取成形纸及附带胶水重量，得到常数K＝91.6mg。

步骤三、圆周与滤棒吸阻回归关系的建立：

1)通过调整辊速比，将丝束填充量设定至中心值，并调整成型机烟枪部分压板，将滤棒圆周中心值调整至23.65mm、取滤棒样品，在标准测试环境下(温度T＝22±2℃、相对湿度R＝60±5％)，使用综合测试台测试,测得C₁＝23.65mm、吸阻P₃＝291mmH₂O；

2)通过调整辊速比，将丝束填充量设定至中心值，并通过调整成型机烟枪部分压板，将滤棒圆周中心值调整至设计值24.25mm、取滤棒样品，在标准测试环境下(温度T＝22±2℃、相对湿度R＝60±5％)，使用综合测试台测试，测得圆周C₂＝24.25mm、吸阻P₄＝251mmH₂O；

3)根据C₁、C₂、P₃、P₄，建立圆周与吸阻的回归关系，即P＝-66.667×C+1867.7。则在相同丝束填充量条件下，圆周与吸阻的比值关系为：

该滤棒规则的圆周中心值为23.95mm，则在该基准条件下，C_标准取值为23.95，即

P_实际＝(-0.246C_实际+6.891)×P_标准圆周

步骤四、根据成型机运行参数计算实际滤棒吸阻

在该规格滤棒正常生产时：

1)先根据成型机采集的滤棒重量数据D₁、甘油酯含量数据D₃、步骤二标定的常数K(成形纸、搭口胶、中线胶的重量)，得到该支滤棒的实际丝束填充量M，即M＝D₁-D₂-K。

2)再根据步骤一建立的标准圆周条件下的丝束填充量与吸阻关系的回归方程、上一步得到的实际丝束填充量M，得到假定该支滤棒的圆周为标准圆周时，实际的丝束填充量所对应的滤棒吸阻值。

即P_标准圆周＝1.1833×M-254.5＝1.1833×(D₁-D₂-K)。

3)最后根据成型机采集的滤棒圆周数据D₂、步骤三建立的圆周与吸阻关系的回归方程、上一步得到的假定滤棒圆周为标准圆周状态下的吸阻值P_标准圆周，计算得出该支滤棒在实际圆周值下的真实吸阻P_实际。

即该支滤棒吸阻

P_实际＝(-0.246D₂+6.891)×P_标准圆周＝(-0.246D₂+6.891)x(1.1833×(D₁-D₃-K)-254.5)

为评价该回归方程，在成型机设置滤棒取样，取100支滤棒实物、获取该100支滤棒的数据采集数据(滤棒总量、甘油酯含量、滤棒圆周)，将每支滤棒编号，并在标准测试环境下(温度T＝22±2℃、相对湿度R＝60±5％)，按照编号逐支使用综合测试台测试滤棒吸阻，收集单支滤棒吸阻数据，使用R-square(决定系数)评估回归方程的准确性，见附图2，结果显示R-square＝0.96，说明该回归方程的精度较高。

示例性地，以成型机数采取出的某支滤棒数据为例：

1)成型机采集的滤棒重量D₁＝617.7mg，甘油酯含量D₃＝45.1mg，常数K＝91.6mg，则该支滤棒的实际丝束填充量M(mg)＝617.7mg-45.1mg-91.6mg＝481.0mg。

2)根据步骤一的回归方程，假定在圆周标准(23.95mm)条件下，当丝束填充量为481.0mg时的滤棒吸阻，即P_标准圆周(mmH₂O)＝1.1833×481.0-254.5(mmH₂O)＝314.7mmH₂O。

3)成型机采集的该支滤棒圆周为D₂＝24.02mm，按照步骤三建立的圆周与吸阻关系的回归方程，将上一步得到的丝束填充量为481.0mg、圆周为23.95mm滤棒的吸阻P_标准圆周，转化为丝束填充量为481.0mg，圆周为24.02mm时的吸阻P_实际。

即P_实际＝(-0.246×24.02+6.891)×314.7mmH₂O＝309.1mmH₂O。

Claims (2)

1.一种通过成型机运行参数表征滤棒吸阻的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、丝束填充量与滤棒吸阻回归关系的建立：

1）关闭成型机甘油酯喷洒，圆周调整至中心值，通过调整辊速比，逐渐降低丝束喂入量，直至滤棒出现缩头1mm时，取滤棒样品，使用综合测试台测试吸阻P₁,并剥离滤棒成形纸，使用天平检测丝束填充量M₁；

2）关闭成型机甘油酯喷洒，圆周调整至中心值，通过调整辊速比，逐渐增加丝束未入量，直至辊缠绕丝束，取滤棒样品，使用综合测试台测试吸阻P₂,并剥离滤棒成形纸，使用天平检测丝束填充量M₂；

3）根据M₁、M₂、P₁、P₂，建立标准圆周下的丝束填充量与吸阻的回归方程；

步骤二、成形纸及搭口、中线胶的确定：

剖开成型纸并剥除丝束，使用天平称重，该重量即为该批丝束成型时的纸和胶的总重量，得到常数K；

步骤三、圆周与滤棒吸阻回归关系的建立：

1）通过调整辊速比，将丝束填充量设定至中心值，并通过调整成型机烟枪部分压板，将滤棒圆周中心值调整至设计值﹢0.20mm、取滤棒样品，使用综合测试台测试圆周C₁、吸阻P₃；

2）通过调整辊速比，将丝束填充量设定至中心值，并通过调整成型机烟枪部分压板，将滤棒圆周中心值调整至设计值-0.20mm、取滤棒样品，使用综合测试台测试圆周C₂、吸阻P₄；

3）根据C₁、C₂、P₃、P₄，建立相同丝束填充量的基准下的圆周与吸阻的对应关系，并以该规格滤棒圆周中心值所对应的吸阻为基准，得出实际圆周下的滤棒实际吸阻；

步骤四、根据成型机运行参数计算实际滤棒吸阻：

1）在该规格滤棒转入正常生产时，先根据成型机采集的滤棒重量数据D₁、甘油酯含量数据D₃、步骤二标定的常数K，得到该支滤棒的实际丝束填充量M，即M=D₁-D₃-K；

2）再根据步骤一建立的标准圆周条件下的丝束填充量与吸阻关系的回归方程、上一步得到的实际丝束填充量M，得到假定该支滤棒的圆周为标准圆周时，实际的丝束填充量所对应的滤棒吸阻值P_{标准圆周，}P_标准圆周=1.1833×M-254.5=1.1833×（D₁-D₃-K）；

3）最后根据成型机采集的滤棒圆周数据D₂、步骤三建立的圆周与吸阻关系的回归方程、上一步得到的假定滤棒圆周为标准圆周状态下的吸阻值P_标准圆周，计算得出该支滤棒在实际圆周值下的真实吸阻P_实际；

。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一、二、三中均在标准测试环境下温度T=22±2°C、相对湿度R=60±5%，使用综合测试台测试吸阻。