基于神经网络的叶丝填充率影响因子量化研究

为了探究复杂的制丝工艺中各个过程参数对叶丝填充率的影响程度,并对其进行量化,实验基于制丝工艺流程及多源异构的烟厂生产线数据进行了研究。首先通过数据融合及数据清洗等方法处理数据;随后分别采用Pearson和Spearman相关性指数对影响因素进行相关性分析,并对比分析结果,发现2种分析方法结果高度一致;最后运用多层感知机(MLP)神经网络模型对叶丝填充率进行分析量化并对结果进行对比验证,得到叶丝填充率真实值与验证值之间R²为0.938。结果表明:所探究的主要制丝工艺生产参数对叶丝填充率的影响权重是准确、有效的,能够指导叶丝生产过程,从而改善叶丝填充率稳定性。     

制丝工艺参数对烟叶叶丝耐加工性和填充值的影响

为提高低档卷烟的耐加工性,提高卷制质量,选取制丝工艺参数中对叶丝耐加工性(叶丝整丝率变化率、弹性)和填充值影响较大的参数(切丝宽度、叶丝回潮出口含水率、烘丝机工艺气体流量),采用单因素试验和正交试验的方法研究了其对叶丝整丝率变化率、填充值和弹性的影响。结果表明:在试验范围内,随着叶丝回潮出口含水率的增加,叶丝整丝率变化率呈先升高后降低趋势;随着叶丝切丝宽度的增加,叶丝填充值呈逐渐增大趋势;随着烘丝机工艺气体流量的增加,叶丝弹性呈先升高后降低趋势。切丝宽度对叶丝填充值有显著影响,叶丝回潮出口含水率对整丝率变化率有显著影响。优化后较适宜的制丝工艺参数组合为切丝宽度1.11 mm,叶丝回潮含水率25%,烘丝机工艺气体流量14 500 kg/h。优化后叶丝整丝率变化率较优化前提高了2.01个百分点,叶丝填充值提高了0.15 cm3/g,叶丝弹性提高1.1个百分点。     

基于正交设计的制丝工艺参数对叶丝质量的影响

采用正交试验设计方法,探究松散回潮回风温度、加料回风温度、加料出口含水率、烘丝蒸汽流量、烘丝筒壁温度、烘丝热风温度、烘丝排潮负压7个工艺参数对叶丝整丝率、碎丝率、填充值和感官质量的影响,运用直观分析、方差分析和综合平衡法优化工艺参数。结果表明:(1)松散回潮回风温度显著影响叶丝碎丝率、填充值及感官质量,加料回风温度仅显著影响填充值,加料出口含水率对叶丝整丝率、填充值和碎丝率影响较小,烘丝蒸汽流量、烘丝筒壁温度、烘丝热风温度、烘丝排潮负压对叶丝整丝率、填充值和碎丝率和感官质量均有影响;(2)在试验范围内,制丝工艺参数的优选组合为松散回潮回风温度57℃,加料回风温度52℃,加料出口含水率19.5%,烘丝蒸汽流量700 kg/h,烘丝筒壁温度132℃,烘丝热风温度115℃,烘丝排潮负压–18μbar,经验证,整丝率、填充值及感官质量总分较优化前分别提高了3.84%、0.44 cm3/g、5.1分,碎丝率降低了0.23%,优化后的制丝工艺提高了叶丝质量。     

烟丝物理质量的制丝工艺神经网络模型及其评价

为研究制丝过程工艺加工强度对烟丝物理质量的影响,针对某品牌烟制丝工艺过程的松散回潮、一次加料、叶丝增温增湿和叶丝干燥4个加工过程,选取其中关键的5个工艺参数进行均匀试验设计;根据各试验组检测的烟丝填充值、整丝率、碎丝率,对工艺参数和质量指标进行BP神经网络建模;应用建立的模型预测不同工艺参数组合对应的物理质量,通过3组试验验证了模型的准确适用。整丝率检测结果为80.34%、82.73%、85.42%,对应的预测结果为80.89%、82.12%、84.86%;碎丝率检测结果为1.87%、1.61%、1.74%,对应的预测结果为1.6%、1.58%、2.2%;填充值的检测结果为4.57、4.73、4.60 cm3/g,对应的预测结果为4.48、4.51、4.62 cm3/g。此方法为制丝过程工艺参数优化提供了新思路,可辅助于生产指导、降低试验研究成本。     

基于正交设计的制丝温度对叶丝质量的影响

通过对制丝工艺中的松散回潮回风温度、筛分加料回风温度、叶丝增温增湿回风温度和叶丝干燥工艺气体温度4因素分析其对叶丝质量的影响。结果显示,叶丝干燥工艺气体温度及相关处理对烟丝填充值和感官质量影响达极显著水平;其它因素和处理或对烟丝填充值,或对感官质量影响达到极显著或显著水平。     

管板式烘丝机工艺参数对叶丝物理特性的影响

[目的]研究管板式烘丝机及HT工艺参数对叶丝物理特性的影响。[方法]采用均匀设计方法,对管板式烘丝机及HT主要工艺参数进行试验。[结果]热风风门开度对叶丝整丝率有显著影响,热风温度与筒体转速的交互作用和热风风门开度与筒体转速的交互作用对叶丝整丝率有十分显著的影响,热风温度对叶丝整丝率也有较大影响。排潮风门开度、HT工作蒸汽压力与筒体转速的交互作用、热风温度与排潮风门开度的交互作用和热风风门开度与筒体转速的交互作用对叶丝碎丝率有十分显著的影响。热风温度与排潮风门开度的交互作用对叶丝填充值有显著影响,HT工作蒸汽压力与热风温度的交互作用、HT工作蒸汽压力与筒体转速的交互作用和排潮风门开度与热风风门开度的交互作用对叶丝填充值有十分显著的影响。[结论]管板式烘丝机及HT工艺参数对叶丝物理特性影响不尽相同,适当调整工艺参数,可优化叶丝物理结构,提高叶丝使用性能。     

叶丝风选设备优化研究

为解决制丝薄板生产线叶丝风选工序流量波动较大以及对感官品质影响较大等问题,利用PLC程序对烘前叶丝分配及控制系统进行改进,并采用响应面法对生产过程的叶丝风选参数进行了优化.结果表明:优化改进后2台薄板烘丝机进料累计重量差由原来的平均230 kg/批降至40 kg/批,叶丝风选后流量标准偏差由原来的492 kg/h降至85 kg/h,风选机设备参数在薄板烘丝机倒料阶段工艺风机频率36 Hz,此时不发生堵料现象;叶丝风选机在高速皮带电机频率40 Hz,工艺风机频率33 Hz,回风风门开度85％,此条件下叶丝感官质量最优,杂气和刺激性明显降低,香气表现较好.     

制丝环境温湿度对关键工序间烟草含水率的影响及应用研究

为揭示环境温湿度对制丝过程加工质量的影响规律,系统开展了制丝环境温湿度对关键工序间烟草含水率的影响及应用研究。结果表明,制丝室内环境温度明显高于室外环境温度,且两者具有较强的正相关性;越靠近室外,室内环境温湿度对室外环境温湿度影响越明显。在该制丝车间条件下,制丝环境湿度对松散回潮与加料工序间烟草含水率具有较强的负相关性,相关系数为-0.705 3;制丝环境温度对加料与叶丝干燥工序间烟草含水率具有较强的正相关性,相关系数为0.831 4;制丝环境温湿度对叶丝干燥与叶丝冷却工序间烟草含水率的影响基本可以忽略。基于制丝环境温湿度变化因素对制丝工艺技术标准进行合理优化设计,能有效提升制丝过程加工质量的稳定性,将对提升卷烟加工质量及产品质量稳定性具有重要的现实意义。     

制丝关键工序对卷烟感官质量和卷制质量的影响

[目的]优化卷烟制丝关键工序的工艺参数,提高卷烟卷制质量和感官质量。[方法]选取制丝关键工序中对卷烟感官质量和卷制质量影响较大的参数:松散回潮热风温度、切丝宽度、叶丝回潮出口含水率、烘丝机物料流量,采用正交试验研究了其对卷烟感官质量和卷制质量的影响。[结果]分析表明,在试验范围内,松散回潮热风温度对卷烟单支重量有显著影响,烘丝机物料流量、叶丝回潮出口含水率、松散回潮热风温度对卷烟感官质量有显著的影响。优化得出卷烟制丝关键工序适宜的工艺参数为松散回潮热风温度为65℃,切丝宽度为1.00 mm,叶丝回潮出口含水率为18.50%,烘丝机物料流量为2 400 kg/h。[结论]研究可为卷烟企业优化制丝工艺参数,提高卷烟品质提供参考依据。     

HXD工艺参数优化及其对烟丝质量的影响

为提高HXD气流干燥的加工质量,得出最佳工艺参数组合,采用均匀设计法,通过直观分析和多元回归分析考察HXD叶丝含水率、叶丝温度、工艺气温度、蒸汽流量和负压等因素对烟丝物理指标和感官质量的影响。结果表明:直观分析最佳工艺参数组合和多元回归分析最优工艺参数组合的物理质量指标和感官质量得分均高于优化前,以多元回归分析得到的工艺参数组合(3号)表现最优,其烟丝填充值分别较1号和2号高3%和2.3%,碎丝率下降41.7%和25%,感官质量相差不大。保证烟丝气流干燥加工质量的前提下,干燥过程工艺指标为叶丝含水率18.0%、叶丝温度66℃、工艺气温度232℃和蒸汽流量900L/h。     

柔性风选在多种卷烟品牌中的应用

在相同条件下,通过叶丝柔性风选工艺的对比试验,结果表明:(1)经风选工艺处理的叶丝,3个生产牌号整丝率均在79.3%左右,降低了3.0%~4.0%;叶丝填充性能都比风选前提高0.1cm3/g。(2)烟支质量标偏和吸阻标偏降低,可提高卷制质量的稳定性。(3)风选对于感官质量和主流烟气的影响不明显。     

气流干燥工艺气体温度对叶丝物理性能的影响

应用回归分析的方法,针对气流干燥工艺气体温度与叶丝物理特性之间相互关系的分析,从而得出结论:在试验范围内,工艺气体温度与叶丝含水率存在显著的线性关系,当工艺气体温度每增加10℃,叶丝含水率降低0.35%;工艺气体温度与叶丝整丝率、碎丝率之间的线性关系不显著,但二次方拟合方程的决定系数较高,相互之间存在曲线相关;工艺气体温度与叶丝含水率存在显著的线性关系,当工艺气体温度每增加10℃,叶丝填充值增加0.05cm3/g。     

烤烟叶片在不同叶丝干燥工序中叶丝填充值和整丝率的变化

为了找出烤烟叶片在叶丝干燥工序中叶丝填充值和整丝率的变化趋势,以国内外7地主要产区烤烟叶片为试验材料,研究了烤烟在滚筒和气流2种干燥方式不同加工强度条件下的叶丝填充值和整丝率变化.结果表明:烤烟在滚筒干燥工序,随着加工强度的增大,叶丝填充值呈上升趋势,整丝率呈下降趋势,其中填充值最高达5.82 cm./g,整丝率最低为...     

制丝重点工序对烟草游离烟碱含量的影晌

[目的]研究显著影响游离烟碱含量的制丝重点工序的加工强度。[方法]分析了真空回潮、加料、贮叶及叶丝干燥等制丝工序对烤烟游离烟碱含量的影响,总结了游离烟碱在加工过程中的变化规律。[结果]试验表明,在制丝的几个关键工序中,真空回潮使烟叶游离烟碱含量显著上升,加料和贮叶会使烟叶游离烟碱含量略微降低,叶丝干燥使游离烟碱含量略有上升。综合各工序的游离烟碱含量变化可以看出,在整个制丝过程中烟叶游离烟碱含量的增加幅度接近20％。[结论]研究可为优化卷烟生产工艺参数、提高卷烟内在质量提供参考依据。     

烟梗回潮与切丝工艺参数对梗丝质量的影响

[目的]探讨烟梗回潮与切丝过程因素对梗丝质量的影响程度.[方法]采用正交试验分析法,分别对洗梗水温、贮梗时间、压梗间隙及切梗丝宽度等影响梗丝物理质量和感官质量的参数进行方差分析,系统分析研究所生产出梗丝的物理指标和感官质量.[结果]在试验范围内,洗梗水温对膨胀梗丝填充值和贮梗后回透率有显著性影响,当洗梗水温50℃,贮梗时间4h时,膨胀梗丝填充值和贮梗后回透率较高;当压梗间隙为0.8 mm、切梗丝宽度为0.11 mm和压梗间隙为1.2 mm、切梗丝宽度为0.11 mm的梗丝外观形态更接近叶丝,与叶丝的配伍性较好,其感官质量皆优于传统梗丝.[结论]研究对提高梗丝的综合利用率,拓展其使用价值有重要意义.     

红外—对流滚筒干燥方式下烤烟叶丝质量的变化特征

[目的]研究红外—对流干燥方式下烤烟叶丝质量的变化特征,为探索可行的烟草原料干燥新方法和新工艺提供基础理论依据和技术支持.[方法]以2015年的重庆C041烤烟为原料,采用自行搭建的远红外滚筒干燥装置,考察红外—对流干燥过程对叶丝水含率、表面温度、弹性、填充值、内孔容积及叶丝结构等的影响,并与传统干燥方式下的结果进行对比分析,探究红外—对流干燥过程中叶丝孔径分布的变化.[结果]红外—对流干燥过程中加大红外辐射温度、热风温度均对干燥过程起到强化作用;叶丝填充值随红外辐射温度的升高而增大,随热风温度的升高而减小;热风温度的升高会使叶丝弹性增大,叶丝弹性在红外温度为170℃时最大、145℃时最小;叶丝的内孔容积随红外温度的升高、热风温度的降低而增大,干燥过程中叶丝孔容比例变化较明显为孔径0.50~20.00和0.05~0.50μm;对比两种不同的干燥方式发现:红外—对流复合干燥下的叶丝填充值、内孔容积均大于传统干燥,而弹性相对较小、破碎度相对较高.[结论]在一定范围内,提高红外辐射温度、降低热风温度均有利于维持叶丝的填充值,同时叶丝的孔容会呈规律性变化;与传统滚筒干燥相比,红外—对流滚筒干燥方式下的干燥速率相对较快,可在烟草实际干燥加工中推广应用.     

基于大数据的叶丝干燥过程内在规律挖掘

为挖掘卷烟生产过程数据的潜在价值和规律,采用大数据分析方法,对2017年叶丝干燥工序生产数据进行挖掘与分析,着重分析了重点质量指标和工艺参数的稳定性,及工艺参数与质量指标的内在关系。结果表明:①重点质量指标稳定性控制水平从高到低的顺序为冷却出口含水率≥出口温度≥出口含水率,其中6月份波动较大;②重点工艺参数稳定性控制水平从高到低的顺序为I区筒壁温度≥热风温度≥II区筒壁温度,其中II区筒壁温度的波动主要是反馈控制模式所造成的;③冷却出口含水率与负压、I区筒壁温度、I区筒壁蒸汽阀门开度具有较强的正相关关系,与叶丝增温增湿膨胀单元蒸汽流量、SX蒸汽阀门开度和II区筒壁温度、II区筒壁蒸汽阀门开度、排潮阀门开度具有较强的负相关性;④出口温度与所考察的各工艺参数之间均无明显的相关性;⑤建立了叶丝干燥冷却出口含水率预测模型,具有较好的预测精度。可以预见,大数据分析方法将在烟草工艺领域中具有较好的应用前景。     

提高叶丝填充值的叶丝在线膨胀干燥参数优化

通过分析叶丝膨胀干燥过程,寻找影响叶丝填充值的关键工艺参数,再通过试验设计,找出最优参数组合,以提高膨胀干燥过程填充值。结果表明：获得最佳填充值（4.4 cm3/g）的最优参数组合为WQ39热风温度65℃、WQ39引射蒸汽流量200 kg/h、SH94松散蒸汽流量890 kg/h、SH94回风蒸汽流量0 kg/h。     

烟丝整丝率影响因素分析

[目的]找出影响烟丝整丝率的关键因素,为提高烟丝整丝率提供参考依据.[方法]分别采用一元或多元回归方法分析不同切丝含水率、烘丝筒壁温度及烟丝结构(叶丝整丝率、梗丝整丝率、膨胀烟丝整丝率)与烟丝整丝率的相关性.[结果]切丝含水率、烘丝筒壁温度对烟丝整丝率影响显著;烟丝结构中叶丝整丝率、梗丝整丝率和膨胀烟丝整丝率对烟丝整丝率的影响顺序为:梗丝整丝率>梗丝整丝率与膨胀烟丝整丝率的交互作用>膨胀烟丝整丝率>叶丝整丝率>叶丝整丝率与膨胀烟丝整丝率交互作用.影响烟丝整丝率的次序为:烟丝结构>烘丝筒壁温度>切丝含水率.[结论]卷烟实际生产过程中,首先控制烟丝结构中叶丝、梗丝和膨胀烟丝的整丝率,然后适当控制烘丝加工参数,并对切丝含水率进行合理调控,可达到稳定和提高烟丝整丝率的目的.     

烟梗切丝与干燥关键工艺参数对梗丝质量的影响

为了探讨烟梗切丝与干燥工艺参数对梗丝质量的影响,采用正交试验分析法,对压梗间隙及切梗丝宽度等参数进行方差分析,同时对STS蒸汽流量及筒壁温度进行了方差分析。结果表明,在试验范围内压梗间隙为0.8 mm、切梗丝宽度为0.11 mm和压梗间隙为1.2 mm、切梗丝宽度为0.11 mm的梗丝外观形态更接近叶丝,与叶丝的配伍性较好,其感官质量皆优于传统梗丝;干燥工序中对梗丝填充值和整丝率的影响程度为STS蒸汽流量筒壁温度,当STS蒸汽流量为240 kg/h、筒壁温度为130℃时,在卷烟中掺配一定比例的梗丝后,卷烟感官质量有所提高。