| 标题 | 烟草制丝加工过程参数分析与控制技术研究 |
| 范文 | 崔旭 摘 要：随着信息管理技术的发展与应用，国际行业内先进烟草制丝线开发应用了工艺质量统计分析系统。工艺质量统计分析系统对内在质量变化趋势进行评估，但受限于检测手段、指标、可控制参数，还未能在线评估出产品结果内在质量要素的变化结果。本文主要研究烟草加工制丝在线生产过程中对烟叶原料感官质量变化趋势的精确、有效、动态的控制，根据采集在线运行设备的各个过程参数，实时评估出工序加工后成品感官质量可能的结果。 关键词：烟草制丝;参数分析;控制技术 随着国际市场卷烟加工工艺技术进步和理念更新，国家局明确提出“卷烟上水平”作为当前和今后一个时期的主要任务，而这赋予烟草行业的职责与使命就是要加速工艺与设备技术的研究，提升设备保障能力。特别是“中式卷烟”的提出，確定了我国卷烟产品的发展方向。培育“两个十多个”的新任务，对卷烟工艺和设备提出了新的、更高的要求[1]。中式卷烟与国外卷烟相比，原料不同，卷烟风格迴异。不仅如此，国内不同卷烟品牌的制丝工艺也都各不相同、各具特色。近年来，随着行业“品牌发展战略”的不断深化，卷烟工业企业的工艺与设备需求呈现精细化、复杂化、多样化的发展趋势，同时各项工艺要求标准也更高、更严格[2]。因此对制丝设备的整体技术性能也提出了更高的要求，因此开发研制新一代高技术含量的制丝加工过程参数的实时分析与智能化动态控制技术对于满足中式卷烟加工需要，攀登国际制丝加工技术发展水平尤为重要。本文主要研究烟草加工制丝在线生产过程中对烟叶原料感官质量变化趋势的精确、有效、动态的控制，根据采集在线运行设备的各个过程参数，实时评估出工序加工后成品感官质量可能的结果。 1 烟草制丝加工过程参数分析存在问题 1.1 控制要素的确认存在问题 供丝机的常规控制：控制层按照工艺要求，根据传感器反馈来的信号，实施控制，如出口水份指标设定，设备控制精度达到±，即为合格。但是，满足这一工艺指标加工出来的烟丝，内在的各项评吸指标是不同的！并且满足这一工艺指标参数与控制参数不是唯一对应的！例如，在运行过程中，下面的控制要素发生变化，会造成不同的结果，如下：排潮风门开度减小可导致出料水份上升筒体温度上升可导致出料水份下降循环热风温度上升可导致出料水份下降蒸汽阀门减小可导致出料水份下降筒体转速下降可导致出料水份下降特殊工艺补偿（风分冷却）对烟丝水份也有一定的作用。 1.2 控制方式控制存在的问题 以烘丝机为例，其控制方式普遍采用传统的结果控制方式，即仅靠检测出料水份、温度，进行调节这一传统控制模式，这种控制模式无法预见性的提前控制产出成品，同一检测结果，内在质量差异可能很大（实践证明：前面提到的项控制参数，每项变化都会引起评吸指标的差异）。这其中：有的项控制参数已经偏高了，有的却偏低了（指的是因该项参数取值范围引起评吸的内在指标超差），但综合调整结果即工艺检测指标——水份，是合格的！这种方式所产生的问题有： 一是，由于实施的是结果控制，产品的内在品质波动大。 二是，由于检测手段的局限性，使得产品的很多内在品质参数、指标（如色泽、杂气、余味、香气、协调性、丰满程度、填充值以及理化指标）无法实时采样检须，更不能实现控制。而正是这些内在指标决定了卷烟产品不同品牌的独特香气风格和口味特征。 2 烟草制丝加工过程参数的控制分析 2.1 具体技术路线 一是利用评吸和分析手段，建立烟叶原料特性图谱以及卷烟产品中的烟叶原料表征特性图谱; 二是利用新线调试时段，先后投入一定批量单等级或组别烟叶试生产，在满足烟草加工工艺标准的前提下，对各种过程参数进行可能取值范围内的调整试验，且每一批次又分别在不同时间段有计划的几次调整工序参数和工艺条件。对试验目标物料在各工序工艺点间的品质变化过程进行参数跟踪记录、取样、分析，获取最终产品内在质量与设备运行参数相关的数据，将多组数据按编码组合，统计分析后建立趋势分析图谱; 三是按品牌、烟叶模块、控制段、工序、设备、时间等元素，进行一一对应分类、编辑分析，运用科学的统计分析工具进行分析研究得出各控制要素、工序条件与感官质量等数据之间的数学函数关系，建立数学分析模型; 四是控制参数进一步优化，完善数学分析模型; 五是数学分析模型试用研究。利用数据库资源，在系统中，编辑在线评估控制软件模块，根据在线评估的结论以及数据库对运行工况（参数偏差深度）的分析、优化参数的调用，选择合适的控制参数下载到相应的底层及现场操作站中，底层控制系统以此参数为控制基准实施控制，实时调整运行参数的设定值、干预过程控制参数的调节、形成参数限定校正。 2.2 技术关键 研究利用信息管理系统对过程参数引起产品结果内在质量（指标）的变化进行实时评估，并根据评估结果实时修正相应工序控制参数，使控制参数动态适应感官质量的变化，使控制过程智能化，其控制理念和控制方法是行业内一项创新性研究。 工序质量评价实现量化分析一建立“芙蓉王”生产线设备运行参数模型和工艺过程品质数据库。各工艺控制点的控制参数优化。研究实践可靠、准确的“在线评估”方法。研究多个控制要素综合作用的关系，探索智能控制次序、程序、范围。完成评估与控制有效结合，真正能够及时、准确、有效修改底层控制系统的控制参数，确保产品内在指标稳定。 2.3 技术难点分析 通过工序质量评价系统工程建立分析模型是一项非常复杂、技术含量较高的研究内容，一是参与分析的变量很多，数个参数中每一个变化都可能引起综合效果变化，有些参数之间相互牵连、干扰;二是感官质量（包括评吸）很难界定明确数据;三是统一样品，不同的评吸人员得出的结论有差异。参数优化，需要大量的检验测试，科学的分析，反复修改调试。动态分析，一是需要在大量的动态参数中，剔除扰动信息，捕捉有效参数;而是要实时与数据库中的标准优化参数对比、分析，得出精准半段结论;三是要将判断结论实时在监控系统中显示出来，提出控制系统出现的偏差、处理措施。智能控制系统，首先要研究出动态评估出的偏差需要调整那些参数，其次要研究出每次调整的计算值和最大调整幅度，第三要将若干个调整参数排序调整;第四是研究出的调整指令能够立即下达到控制系统，控制系统又能够立即实时调节，而且控制系统中的原有过程控制又能顺利配合工作。 3 结论 此次研究、实践，不仅能实时动态评估出内在质量的状态、预测产品结果质量，而且还能提前纠正修改控制系统运行参数，以科学的、先进的智能控制系统控制产品内在质量的稳定，促进了产品内在质量的稳定提高，特别是保持并促进了原精品线品牌风格、感官、评吸结果升级。 参考文献 [1]杨俊杰，欧阳敏，王华君.制丝线关键工序工艺参数的优化中国烟草学会工业专业委员会烟草工艺学术研讨会论文集，2018年. [2]姜成康.全面推进“卷烟上水平”努力保持行业持续健康发展全国烟草工作会议报告，2010年. |
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