一种制丝工艺的设定方法

技术领域

本发明涉及卷烟生产技术领域，特别涉及一种制丝工艺的设定方法。

背景技术

目前，卷烟企业在新烟丝产品的开发过程中，当实验室样品烟丝(简称“样品烟丝”)研发结束后，需要转移到生产线上进行放样(简称“中试产品”)生产。由于中试产品的配方以及待进行的松散、加料、烘丝等工序的参数均为全新的设置，因此在其生产过程中，变数比较多且复杂，不可预见的情况时有发生。因而在中试第一批次时，制丝过程的稳定性差，往往与设计的工艺质量指标有明显的出入，严重时甚至会导致整批中试产品全部报废，造成测试产品严重浪费。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的中试产品在进行制丝生产时，制丝过程稳定性差，易出现整批中试产品全部报废的技术问题。本发明提供了一种制丝工艺的设定方法，可根据实验室样品烟丝的特点，结合制丝工序系统的生产数据，获得各生产工序的较佳参数，进而提升中试放样的成功率。

基于此，本发明的实施方式公开了一种制丝工艺的设定方法，包括：

信息获取步骤：获取样品烟丝的参数信息，参数信息包括：价类、感官质量和卷烟水分，其中卷烟水分为由样品烟丝加工而成的成品烟丝的水分；

温度设定步骤：基于样品烟丝的价类和感官质量，获取烘丝工序中的筒体温度设定值和热风温度设定值；

水分损失获取步骤：基于样品烟丝，确定中试产品的制丝生产线，并获取烟丝在制丝生产线中各相邻两工序之间的水分损失量，其中，工序依次包括松散、加料、烘丝和加香；

除水点设定步骤：根据热风温度设定值和筒体温度设定值，计算标准工作除水点设定值；

出口水分设定步骤：基于样品烟丝的卷烟水分、各水分损失量、标准工作除水点设定值以及预设公式确定烘丝出口水分设定值、加料出口水分设定值和松散出口水分设定值。

采用上述技术方案，可根据实验室样品烟丝的特点，结合制丝工序系统的生产数据，获得各生产工序的较佳参数，进而提升中试放样的成功率。

根据本发明的另一具体实施方式，出口水分设定步骤包括：

基于样品烟丝的卷烟水分、加香工序对应的水分增加量和烘丝工序出口与加香工序入口之间的水分损失量确定烘丝出口水分设定值；

根据烘丝出口水分设定值、标准工作除水点设定值和第一预设公式，计算烘丝工序来料水分数值；

根据烘丝工序来料水分数值和加料工序出口与烘丝工序入口之间的水分损失量，计算加料出口水分设定值；

基于加料工序历史生产数据和加料出口水分设定值确定加料工序来料水分数值；

基于加料工序来料水分数值和松散工序出口与加料工序入口之间的水分损失量，计算松散出口水分设定值。

根据本发明的另一具体实施方式，根据烘丝出口水分设定值、标准工作除水点设定值和第一预设公式，计算烘丝工序来料水分数值包括：

根据烘丝出口水分设定值和第一预设公式，获取关于烘丝工序来料水分与标准工作除水点的关系数据表；

基于标准工作除水点设定值和关系数据表，确定烘丝工序来料水分数值。

根据本发明的另一具体实施方式，第一预设公式为：

其中，H

根据本发明的另一具体实施方式，除水点设定步骤包括：

根据烘丝工序的历史生产数据，获取烘丝工序中与热风温度设定值相对应的至少两个筒体温度数值和各筒体温度数值对应的标准工作除水点数值；

根据各筒体温度数值及其对应的标准工作除水点数值，建立能够表征筒体温度与标准工作除水点之间关系的第二预设公式；

根据第二预设公式和筒体温度设定值计算标准工作除水点设定值。

根据本发明的另一具体实施方式，样品烟丝的参数信息还包括烟丝色泽；制丝工艺的设定方法还包括：

基于样品烟丝的烟丝色泽，确定水分检测通道。

根据本发明的另一具体实施方式，样品烟丝的参数信息还包括：加料前烟丝水分和加料比例；制丝工艺的设定方法还包括：

根据样品烟丝的加料比例计算中试产品的加料比例设定值。

根据本发明的另一具体实施方式，加料比例设定值的计算方法包括：

根据样品烟丝的加料前烟丝水分和样品烟丝的加料比例确定单位干重烟丝的加料比；

根据单位干重烟丝的加料比和加料工序来料水分数值，计算加料比例设定值。

根据本发明的另一具体实施方式，加料比例设定值的计算公式为：

其中，D

附图说明

图1示出本发明一具体实施方式提供的制丝工艺的设定方法的流程图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实施例的描述中，需要说明的是术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本发明提供了一种制丝工艺的设定方法，适于设定中试产品初次制丝工艺的各参数，该方法具体包括：

信息获取步骤S1：获取样品烟丝的参数信息，参数信息包括：价类、感官质量和卷烟水分，其中卷烟水分为由样品烟丝加工而成的成品烟丝的水分。

具体地，烟丝的价类即是根据烟丝的价格区间进行划分，比如可以根据烟丝的价位区间分别一类烟丝、二类烟丝、三类烟丝、四类烟丝和五类烟丝，其中一类烟丝的价格最高，质量也最好。

温度设定步骤S2：基于样品烟丝的价类和感官质量，获取烘丝工序中的筒体温度设定值和热风温度设定值。

具体地，可根据实验室样品烟丝(以下简称“样品烟丝”)的价类和感官质量设计松散工序、加料工序和烘丝工序的加工强度，尤其重点结合样品烟丝的感官质量对烘丝工序的HT(即增温增湿机)蒸汽工作压力、烘丝工序的筒体温度设定值T和热风温度设定t进行设计。通常情况下，价类高的样品，烘丝HT蒸汽工作压力、筒体温度设定值T和热风温度设定值t的加工强度相比价类低的样品要弱一些，如果有杂气可适当提高烘丝HT蒸汽工作压力。

水分损失获取步骤S3：基于样品烟丝，确定中试产品的制丝生产线，并获取烟丝在制丝生产线中各相邻两工序之间的水分损失量，其中，工序依次包括松散、加料、烘丝和加香。

具体地，确定生产线路以选择适用于中试产品叶组配方加工的制丝生产线和工艺路径。一般而言，烟丝的加工工序依次包括松散工序、加料工序、烘丝工序、加香工序，最后进行贮丝，从而得到成品烟丝。

水分损失量包括松散工序出口至加料工序入口水分的平均损失量△h1、加料工序出口至烘丝工序入口的水分损失量△h2，烘丝工序出口至加香工序入口的水分损失量△h3。在中试第一次工艺设计时，可通过查询该生产线中控系统中所存储的各工序正常生产时的数据，计算得到该条生产线正常生产该品牌烟丝各工序之间的平均损失量。

进一步地，还可以获取各工序的水分增加量，具体地，水分增加量包括松散蒸汽流量产生的水分增加量△H1，加料前HT蒸汽工作压力和水分增加量△H2，烘丝前的HT蒸汽工作压力和水分增加量△H3，加香后水分增加量△H4。同样的，在中试第一次工艺设计时，可查询该生产线中控系统中所存储的各工序正常生产时的数据，计算得到该条生产线正常生产该品牌烟丝各工序的平均水分增加量。

除水点设定步骤S4：根据热风温度设定值和筒体温度设定值，计算标准工作除水点设定值。

出口水分设定步骤S5：基于样品烟丝的卷烟水分、各水分损失量、标准工作除水点设定值以及第一预设公式确定烘丝出口水分设定值、加料出口水分设定值和松散出口水分设定值。

采用本方案，根据倒推法、计算法和历史数据应用法的应用，根据实验室样品烟丝的特点，结合制丝工序系统的生产数据，获得各生产工序的较佳参数，进而提升中试放样的成功率。

具体地，除水点设定步骤S4可以包括：

根据烘丝工序的历史生产数据，获取烘丝工序中与热风温度设定值相对应的至少两个筒体温度数值和各筒体温度数值对应的标准工作除水点数值；

根据各筒体温度数值及其对应的标准工作除水点数值，建立能够表征筒体温度与标准工作除水点之间关系的第二预设公式；

根据第二预设公式和筒体温度设定值计算标准工作除水点设定值。

即，根据上述计算获得的烘丝工序的热风温度设定值，查找在线产品在叶丝流量满足设备设计要求时，与热风温度设定值相同或相近的条件下，不同筒体温度所对应的标准工作除水点，同时记录烘丝工序来料水分、水分增加设定值、出口水分设计值，并计算出每1℃筒体温度所对应的标准工作除水点的增加量△L，其计算公式为：

△L＝(H

其中，△L的单位为L/h，T1代表其中一个筒体温度，H

将上述计算所得的筒体温度设定值T

H

即可得到标准工作除水点设定值H

进一步地，出口水分步骤S5可以包括

步骤S51：基于样品烟丝的卷烟水分、加香工序对应的水分增加量和烘丝工序出口与加香工序入口之间的水分损失量确定烘丝出口水分设定值。

具体地，可以根据样品烟丝的卷烟水分h倒推得到烘丝出口水分设定值h3，具体如下：

中试样品对应的成品烟丝的卷烟水分与样品烟丝的卷烟水分相同，也为h，因此中试样品在贮丝工序入口处的水分值h1，计算公式为h1＝h+0.2％，进一步地，该中试样品在加香工序入口处水分h2，计算公式为：h2＝h1-△H4。进而得到，中试产品烟丝烘丝工序中的烘丝出口水分设定值h3，其计算公式为h3＝h2+△h3＝h1-△H4+△h3。

步骤S52：根据烘丝出口水分设定值、标准工作除水点设定值和第一预设公式，计算烘丝工序来料水分数值。

具体地，步骤S52可以包括：

步骤S521：根据烘丝出口水分设定值和第一预设公式，获取关于烘丝工序来料水分与标准工作除水点的关系数据表。

具体地，第一预设公式为：

其中，H

即，利用Excel表格和第一预设公式，通过输入不同的H

值得注意的是，水分采用小数表示，如17％表示为0.17等等。

步骤S522：基于标准工作除水点设定值和关系数据表，确定烘丝工序来料水分数值。

即在数据表中查找与标准工作除水点H

进一步地，还可以计算出加料出口水分设定值h

根据烘丝工序来料水分数值和加料工序出口与烘丝工序入口之间的水分损失量，计算加料出口水分设定值，其计算公式为：

h

步骤S54：基于加料工序历史生产数据和加料出口水分设定值确定加料工序来料水分数值。

具体地，根据糖料中的水分、筒体蒸汽施加或出口温度、HT蒸汽施加对片烟水分的增加和可调可控的原则，在设计来料水分时必须充分考虑到加水的空间和加水质量流量计的量程，设计的来料水分在加料过程中，即能够加水来满足加料出口水分的要求，加水的流量又不能过大。如果加料工序不加水，加料出口水分都能够满足h

步骤S55：基于加料工序来料水分数值和松散工序出口与加料工序入口之间的水分损失量，计算松散出口水分设定值h

h

可选地，样品烟丝的参数信息还包括烟丝色泽；制丝工艺的设定方法还包括：

基于样品烟丝的烟丝色泽，确定水分检测通道。

即选择在线产品的烟丝色泽与“小试”样品色泽较为接近的水分检测通道，并复制。

可选地，样品烟丝的参数信息还包括：加料前烟丝水分和加料比例；制丝工艺的设定方法还包括：

根据样品烟丝的加料比例计算中试产品的加料比例设定值。

具体地，根据样品烟丝的加料前叶丝水分、加料比例，由于生产线加料工序来料水分与实验室样品在加料时的水分有较大差异，因而在生产线上需转换成相同干物质施加糖料比例相同的原则进行加料比例的计算和确定。

具体而言，加料比例设定值的计算方法包括：

根据样品烟丝的加料前烟丝水分和样品烟丝的加料比例确定单位干重烟丝的加料比；

根据单位干重烟丝的加料比和加料工序来料水分数值，计算加料比例设定值。

进一步地，加料比例设定值的计算公式为：

其中，D

实施例

以2020年8月26日在贵定厂放的中试样“贵烟(2020-20)”为例，详细说明下本方法。

1、收集“小试”样品相关信息

1.1价类：一类卷烟

1.2实验样品烟丝的加料前叶丝水分12.5％、加料比例3.35％

1.3烟丝色泽：金黄，与“黄果树(蓝佳品)”叶丝的色泽较接近。

1.4感官质量：饱满，丰富，但略有杂气。

1.5卷烟水分：12.0％。

2、初步设计

2.1选择在线水分仪通道

选择在线产品“黄果树(蓝佳品)”品牌的在线水分仪通道复制“贵烟(20)”；

2.2加料工序加料比例的设计要求

与上述方法中介绍的相同，不再赘述。

2.3烘丝HT蒸汽工作压力、筒体温度和热风温度的设计

根据1.1一类卷烟和1.4感官质量，设计为：

烘丝工序SIROX蒸汽工作压力2.8bar，蒸汽流量：420kg/h(加工强度：中强)

烘丝工序筒体温度137℃(加工强度：中偏弱)，热风温度105℃(加工强度：弱)

考虑到为烘丝工序SIROX处理加工强度为中强，对杂气缺陷的改善可能强度略显不足，因而在烘丝前段工序松散和加料的加工强度上进行加强(松散工序加工强度为蒸汽施加量6.0kg/100kg，加料工序出口温度60℃)

3、中试生产线路及相关信息

3.1确定生产线路,选择松散、加料、烘丝、加香四大工序完成中试。

3.2过程水分损失量：查找中控历史数据

松散出口至加料入口水分的平均损失量△h1≈0.8％；

加料出口至烘丝入口水分的平均损失量△h2≈0.9％；

烘丝出口至加香前的水分损失量△h3≈0.8％；

3.3过程水分增加量，查找中控历史数据

松散蒸汽施加量6.0kg/100kg产生的水分增加量△H1≈2.5％；

加料前HT蒸汽工作压力和水分增加量△H2≈1.5％；

烘丝前SIROX蒸汽工作压力2.8bar和水分增加量△H3≈3.5％；

加香后水分增加量△H4≈0.2％；

3.4在中控室查找烘丝工序热风温度105℃条件下的不同筒体温度及标准工作除水点，数据为：

叶丝流量1＝3800kg/h,叶丝流量2＝3800kg/h,

来料水分1＝20.8％，来料水分1＝19.89％

水分增加设定值1＝3.5％，水分增加设定值2＝3.5％

出口水分设计值1＝12.7％，出口水分设计值1＝12.4％

T1(筒体温度1)＝140.2℃，

H

T2(筒体温度2)＝132.6℃

H

则每1℃筒体温度所对应的标准工作除水点的增加量△L＝(H

3.5计算设计的筒体温度对应的标准工作除水点设定值H

依据3.4，将设计的筒体温度设定值T

H

4、中试制丝关键工艺质量参数的设计

4.1烘丝出口水分设计

根据1.5样品烟丝人工卷烟水分h，倒推得到：

4.1.1贮丝水分h1＝12.0+0.2％＝12.2％，

4.1.2加香前水分h2＝h1-△H4＝12.2-0.2＝12.0％

4.1.3烘丝出口水分h3＝h2+△h3＝12.0+0.8＝12.8％

4.2烘丝工序来料水分的设计

根据4.1.3、2.3，利用Excel表格将第一预设公式输入到“E”列，通过输入不同的烘丝来料水分H

4.3计算加料出口水分设定值h

h

4.4设计加料工序来料水分原则

通过中控室调取数据，加料来料水分在17.0％～18.0％范围，加料工序水的施加量在80～130kg/h之间，满足质量流量计的要求，且可调可控。因而设计加料工序来料水分设定的中心值h

4.5加料比例设定值的计算

其中：

D

D

h

h

4.6松散出口水分设定值h

h

其中，中试来料水分h

贵烟采用本方法共为中试新产品设计和投放29个批次，均取得了较好的效果，各工序的加工强度、质量指标均满足中试的设计要求，特别是烘丝工序，在线筒体温度的符合性与设计值基本保持在设计值±1.5℃范围，烘丝出口水分，在29个批次的放样过程中除一个批次过程调控失误(参数调反)导致标准偏差0.18％外，其余28个批次的烘丝出口水分标准偏差均控制在0.05％～0.11％范围，中试过程工艺质量参数与设计值基本保持一致，中试放样成功率100％。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。