卷烟加工过程加料均匀性研究进展

为了促进国内卷烟制造行业加料过程均匀性的研究,对料液施加过程均匀性的评价方法、影响因素及改进措施等方面进行综述,并结合实际对将来卷烟加料均匀性的研究方向进行展望。     

卷烟加料工艺加料均匀性及影响因素研究进展

卷烟生产过程中施加料液可起到提升卷烟品质、改善物料耐加工性的重要作用。叶片加料是当前最为成熟也是行业内应用最为普遍的加料技术,叶丝加料更有利于料液施加的均匀性,打叶复烤片烟加料工艺更侧重于提升物料的耐加工性。加料均匀性评价方法目前多采用总体精度控制,近红外光谱模型、图像处理技术的在线应用是加料均匀性评价的发展趋势。加料均匀性的影响因素研究系统性明显不足,不同因素间的协同效应、联动效应研究是有效提升加料均匀性的关键。     

过程能力分析在卷烟加料均匀性评价中的应用

为了量化评价卷烟制丝加料的均匀性,通过测定加料后试验样品中1,2-丙二醇的含量,根据统计过程控制技术的统计方法,对1,2-丙二醇的测定结果进行了系统的数理分析。结果表明:利用控制图和过程能力指数的评价方法,可对卷烟制丝加料过程的稳态进行判断,并对稳态条件下的加料均匀性进行定性和定量的描述及评价。     

烟叶叶片加料均匀性的快速评价方法研究

利用近红外光谱技术快速检测卷烟叶片加料均匀性。通过对切丝后叶片进行近红外检测,考察烟丝不同含水率对近红外光谱的影响,同一牌号叶组配方变化对近红外光谱的影响,结果表明烟叶含水率是近红外定量分析主要干扰因素,同一牌号叶组配方变化对近红外影响较小。收集400个具有代表性的近红外光谱,将料液假设为一种成分,运用偏最小二乘法建立料液与烟叶比例的数学模型。对所建立的数学模型进行验证,模型验证误差在5%以内,具有一定实用价值。结果表明通过近红外检测技术可以实现对卷烟叶片加料均匀性的检测。     

基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法

为量化评价加料工序单张烟片料液分布和加料过程均匀性,应用数字图像处理技术对料液附着点分布图像进行处理,建立了基于图像处理的烟片加料均匀性评价方法,采用料液分布变异系数表征单张烟片料液分布均匀性,采用烟片间料液附着量变异系数表征加料过程均匀性。验证结果表明:基于图像处理的加料均匀性评价方法检测结果,与采用YC/T 353—2010行业标准检测结果具有相同趋势,检测结果可有效表征整体加料过程的改善或劣化程度。      

基于均匀实验设计对加料工序参数的优化

加香、加料环节是卷烟制丝加工过程中的重要工序,其主要作用能使烟气柔和、改善余味、协调香气、掩盖杂气,料液施加的有效利用率对保障卷烟产品质量稳定性和提升品质起着至关重要的作用。以SJ1527型加料机作为研究对象,分别选取排潮风门开度、热风温度、雾化喷嘴压力三个参数,以料液中的丙二醇作为标记物,采用均匀试验设计法研究加料工序关键参数对料液施加效果的影响。结果表明,影响加料有效的因素依次为:雾化喷嘴压力、风温度与雾化喷嘴压力的交互作用、热风温度、排潮风门开度、排潮风门开度与雾化喷嘴压力的交互作用。在实验范围内,以雾化喷嘴压力为0.28MPa、热风温度75℃、排潮风门开度35%为最佳参数组合。     

滚筒物料填充系数对叶片加料均匀性的影响

为了探索滚筒物料填充系数对叶片加料均匀性的影响,采用0.25,0.21,0.17,0.13,0.10共5个梯度填充系数进行加料研究,分析了不同填充系数下加料的均匀性以及加料后叶片含水率的稳定性.结果表明:①填充系数对叶片加料均匀性有一定影响,在0.13 ～ 0.25范围内,降低叶片在滚筒内的填充系数能够提高料液在叶片上分布的均匀性;当填充系数＜0.13时,随着填充系数的降低,料液在叶片上分布的均匀性也呈下降趋势;②在0.13～0.25范围内调整填充系数对加料后叶片出口含水率稳定性影响不大,当填充系数＜0.13时加料出口含水率稳定性相对较差.     

一种蜂蜜香精的制备

选取天然蜂蜜,对其以同时蒸馏萃取法提职其挥发性成分,经GC-MS分析,鉴定出45种物质.根据其分析结果,结合调香经验,调配出天然感良好的蜂蜜香精,不仅香气逼真,而目味道良好.     

基于标志物含量的变化表征卷烟制丝加香均匀性

为表征卷烟制丝加香工序均匀性,将香精样品中致香物质的检测结果与加香前后烟丝中的挥发性、半挥发性香味成分相比较,筛选出适合于表征制丝加香工序均匀性的标志物,对标志物进行了定量检测,并研究了取样量、取样次数及取样时间间隔对标志物含量的影响.结果表明:①确定了标志物香紫苏内酯( SER),并建立了SER的分析方法,方法的重复性为3.63％,平均回收率为95.95％～106.45％;②采用数理统计分析方法,得出较佳的取样参数为:等时间间隔60 s取样,每次取样30 g,连续取样30次;③对加香机出口、储丝房出口及卷接机出口3个取样点进行分析,得出其加香均匀性系数分别为90.05％,91.55％和92.42％,说明加香工序后,香精在烟丝中分散得更加均匀.     

一种蜂蜜香精的制备

选取天然蜂蜜,对其以同时蒸馏萃取法提取其挥发性成分,经GC-MS分析,鉴定出45种物质。根据其分析结果,结合调香经验,调配出天然感良好的蜂蜜香精,不仅香气逼真,而且味道良好。     

制丝线润叶加料流量控制系统的改造

针对制丝线润叶加料处的流量波动较大且控制精度低的问题,对电子皮带秤前的喂料机进行了改进①喂料机的进料方式改为步进式进料,并安装3对光电开关,以保证物料的连续性;②增加了喂料机变频驱动和速度联动,以调节物料输送速度.改进后叶片流量和加料流量都控制在5%的误差范围内,加料精度也得到了提高,达到了稳定润叶加料流量控制的目的.     

分组加料柔性控制技术在制丝生产中的应用

分组加料是对同一牌号不同组别的烟叶针对性地施加不同料液的一种工艺方法。为了解决传统模式下不同料液切换时导致断流频次增加的问题,提出了分组加料的柔性控制技术,采用叶组烟包信息与对应料液信息在生产线上的同步传递、数据模拟、集成处理、中央控制方式,通过控制加料系统不同阀岛的开启与关闭来更替料液切换,从而实现在不断流情况下将料液精准地施加到目标等级叶组烟包上。     

卷烟加工过程中烟丝掺配均匀性影响因素分析及改进

为改善批次内烟丝实际掺配效果,保障最小单元各组分含量均匀一致,以瞬时精度为指标,对加工过程中影响烟丝实际混合效果的各种因素进行了分析,并对叶丝干燥后的筛分装置和配比秤进行了改进.在筛分装置的振筛上方设计安装了松散装置,以优化叶丝结构,提高叶丝松散度;在配比秤落料处设计安装了匀料装置,以解决堵料和物料流的连续性问题.结果表明:①烟丝的松散度和瞬时流量的均匀性、稳定性是影响烟支内各组分含量一致性的关键因素;②改进后烟丝瞬时掺配精度由1.84％降低到1.09％,烟支内各组分实际含量偏差由1.30％降低到0.79％.提高了烟丝松散性,避免了烟丝结团和堵料,有效提升了卷烟品质的加工精度和过程控制能力.     

制丝线瞬时加料比例的计算与应用

为实现制丝生产线加料过程中对加料瞬时比例的连续计算,满足对加料过程均匀性的评判要求,通过对加料原理分析,在多批次加料过程数据统计分析的基础上,研究了单位时间取值和堆栈延时对瞬时加料比例计算的影响,并提出了合理计算瞬时加料比例的方法。应用效果表明,该方法能够直观地评价加料过程的均匀性,及时发现和报警加料过程中漏加、比例失调等工艺质量问题;有效提高了系统加料的稳定性,系统过程能力指数CPK由1.41提升到1.54;通过离线统计分析,实现了对批次加料过程稳定性的评判,形成了量化指标,为质量考核提供了依据。     

制丝线加香加料掺配系统计量精度的在线校准

在制丝线中为保证加香加料的掺配精度,必须定期将质量流量计拆卸下来进行检定,不仅拆卸困难,易损坏,且影响正常生产,为此,以片烟加料机流量系统为例,提出了一种快速在线校准加香加料流量系统的方法.先对加料机前的电子皮带秤和备用的电子台秤进行校准以及对流量计进行零点校准;然后对加料机管路和料液罐进行喷吹和清洗;称量料液并跟踪记录数据,根据计量公式分别计算出流量计测量误差、掺配比例精度、控制比例精度,通过调整PID控制参数和流量计操作软件,连续跟踪3批物料,直到满足标准要求.该方法方便快捷,经济实用,且满足量值传递对准确度的要求.     

卷烟厂制丝线加香控制系统的设计

根据卷烟厂制丝线的实际应用情况、PLC的特点及常用网络构架方案,提出了在PLC中实现的基于内模原理的动态修正加香设定值的加香控制系统策略,设计了带智能积分器的微分先行PID控制器以控制料液泵,并利用Matlab对其控制性能仿真.结果显示,带智能积分器的微分先行PID控制器能够随加香设定值变化,具有较好的控制性能.该控制策略在实际应用中,实时精度超过了99.6%,最终精度达到了99.5%.