HAUNI薄板烘丝机出口水分偏差的研究

HAUNI薄板烘丝机出口水分偏差的研究

谢升，欧阳文建，彭斌，陈可金，杨松松

江西中烟工业有限责任公司井冈山卷烟厂 江西吉安 343100

摘要：薄板烘丝机是卷烟厂制丝生产线上的关键设备，在卷烟工业中，薄板烘丝机是保证卷烟内在质量的一个核心环节。本文通过探索合理的工艺参数设计，优化红外水分仪安装位置，从而达到降低薄板烘丝机出口水分偏差值的目的。

关键词：薄板烘丝机；筒壁温度；偏差；红外水分仪

前言

在卷烟制丝生产过程中，薄板烘丝是制丝生产线的关键工序，其工艺任务是去除叶丝中部分水分，提高叶丝填充能力和耐加工性，彰显卷烟香气风格，改善感官舒适性，提高感官质量。2019年10月根据行业相关要求，调整了烘丝出口水分考核口径，由烘丝机出口水分标准差变更为烘丝机出口水分偏差。水分偏差越小，水分控制越精确，感官舒适性也越好。该项指标作为行业对标指标，同年我厂该项指标值一直维持在0.050%左右，而且目前该项指标行业平均水平为0.048%。

1烘丝机水分控制原理及存在的问题

1.1 烘丝机水分控制原理

烘丝机的工作原理是：当叶丝通过滚筒时，与加热的筒壁直接接触被不断加热升温，内部的水分汽化而干燥。同时，主工艺热风从后室进入滚筒内与叶丝充分接触，将产生的水汽和青杂气等废气通过排潮与除尘系统带出滚筒，保证叶丝干燥均匀。烘丝机出口烟丝水分的测量使用的是由NDC红外技术公司生产的TM710红外水分仪，具有最先进的在线监测技术，精度标准，测量结果准确可靠。

通常研究烘丝机的出口水分偏差来衡量水分波动。出口水分偏差越小，水分控制越精确，出口水分波动越小。烘丝机出口水分偏差 （Xi为每个采样点的水分实际值，X为水分设定值，n为采样总点数）。

工艺参数对水分控制的影响：筒壁温度是使烟丝干燥的直接原因，所谓烘丝就是指有一定温度的辐射型热交换板（筒壁）将热量传导到烟丝，使烟丝充分受热，水分蒸发而干燥。在烘筒转速和热风温度不变的情况下，随着筒壁温度增高烘丝出口水分降低，反之水分增高。

除水标准工作点是指烘丝机每小时对烟丝的除水量，其计算公式为：T=叶丝流量*(烘丝来料水分+Sirox水分增加值-烘丝出口水分)/（100%-烘丝出口水分）。

1.2 存在的主要问题

1. 由于设备进厂初期的调整是依据技术人员的经验设定，并不完全符合各地不同卷烟牌号的规格要求，所以卷烟牌号变化，规格要求不同时，造成工艺参数的不完全符合，导致进料初期烘丝出口水分的料头曲线波动较大，影响批次烘丝出口水分偏差。

2. 烘丝后水分仪在设备安装调试时是安装在主车间进掺配间通道处，在正常生产时由于主车间和掺配间存在温湿度的差距会导致有回风从掺配间流出导致烘丝出口水分有波动，另因经常有人员从车间进入掺配间，频繁开关门也会导致烘丝出口水分波动。

2一种改进的基于工艺参数优化和水分仪位置调整的水分控制模式

2.1 烘丝机出口水分控制模式改进思路

2.1.1烘丝机初始工艺参数的设计

在实际生产过程中，当预热温度达到所设置值时,冷物料开始进入滚筒内部，滚筒内部温度会有一定程度的降低，这就造成了过料初期烘丝出料水分上升过高且回落到标准水分时间较长，通过合理设计预热温度和除水标准工作点，使得在过料初期烘丝出料水分能够快速降低并且稳定在中心值。

2.1.2 烘丝机出口水分仪位置的设计

在生产过程中，通过测量烘丝出口皮带各点温湿度波动情况，确定合适的水分仪安装位置。

2.2 梯度实验确定烘丝机预热温度和除水标准工作点的设定

根据除水标准工作点计算公式：T=叶丝流量*(烘丝来料水分+Sirox水分增加值-烘丝出口水分)/（100%-烘丝出口水分）。计算出该参数理论值为408kg/h，因烘丝机启动阶段烘丝出口水分还未出来，烘丝筒温是根据除水标准工作点设定值自动计算，依据HAUNI烘丝机自动控制程序设计思路和特点，在生产过程中调整参数，做了梯度试验，具体结果见表1。

表1 不同工艺参数对出口水分稳定性的影响

试验结果表明，第3组工艺参数出口水分控制最好，波动最小，因此确定烘丝机最佳工艺参数为：预热温度137℃，除水标准工作点为400kg/h。

2.3烘丝机出口水分仪位置的优化

通过测量烘丝出口皮带各点生产过程中温湿度波动情况，确定温湿度波动最小的位置，将烘丝后水分仪从出口皮带处向后移位1.2m，降低回风对烘丝出料水分的影响。

3结论

通过研究，针对降低薄板烘丝机出口水分偏差值的问题，提出了两种控制方法:

(1)预热温度和除水标准工作点的设置对进料初期出料水分的稳定性影响较大，合理的设置预热温度和除水标准工作点能够有效降低出料水分回归设定值的时间。

(2)对水分仪测量位置的优化可以有效降低环境温湿度对水分控制的影响。

结果表明，偏差值由改进前的0.05左右减少到0.034左右，有效提高了加工过程水分控制的稳定性，为保障卷烟内在质量打下了坚实的基础。

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