基于电气自动化的卷烟工艺参数优化研究

基于电气自动化的卷烟工艺参数优化研究

胡可

四川中烟有限责任公司成都卷烟厂  四川成都   610011

摘要：卷烟工艺流程包括烟叶初烤、打叶复烤、烟叶发酵、卷烟配方、卷烟制丝、烟支卷制、卷烟包装七个生产工艺流程，而卷烟工业绝大数涉及卷烟制丝、烟支卷制、卷烟包装工艺流程，随着深度学习系统与视觉成像技术融合、工业大数据分析软件以及各种控制模型建立优化在卷烟工业应用，促进企业工艺质量水平发生质的变化，但依然存在提升空间。如何将相关技术与理论在智能排产、工艺质量管控、设备健康状态检测等应用创新，打造卷烟数字工厂，促进企业数据应用由统计分析向驱动决策转变至关重要。基于此，本篇文章对基于电气自动化的卷烟工艺参数优化进行研究，以供参考。

关键词：电气自动化；卷烟工艺；参数优化分析

引言

近年来，卷烟消费朝着新细分、新品类的方向发展，中支烟成为近几年卷烟市场发展的热点。卷烟设计中的辅材参数是影响烟气的稀释扩散、主流烟气成分及感官品质的重要影响因素之一。因此，为改善新品类卷烟的感官品质，通常需要对辅材参数开展相关研究。针对常规卷烟和细支卷烟辅材参数对主流烟气常规化学成分和感官品质的影响已开展了大量研究，主要集中在卷烟纸定量、透气度、助燃剂钾钠比、助燃剂含量、浆料类型、填料、灰分、及接装纸透气度、滤棒吸阻和丝束规格等指标。目前卷烟的电气自动化整体研究较少，尤其是卷烟辅材参数对中支卷烟主流烟气常规成分及感官品质影响的研究基本未见报道，仅有两篇文献报道集中在切丝长度以及气溶胶的研究。本研究考察卷烟辅材参数设计对中支卷烟烟气常规烟气指标释放量和感官品质的影响，旨在为中支卷烟产品设计提供技术支撑。

1电气自动化的应用优势

1）推动工业领域的发展。我国已经进入了电气自动化控制时代，电气自动化生产设备已经取代了传统的机械设备。一方面，电气自动化可以减少人工劳动强度，提高生产效率；另一方面，电气自动化可以提高材料利用率，减少人力成本和材料成本，降低资金投入力度，提升工业生产经济效益。由此可见，在工业领域中应用电气自动化不仅能够推动工业领域的持续发展，也能够实现效益的提升。2）加强电力系统的管理。在传统电力行业中，大部分的电力设备相互独立，设备之间的联系较为薄弱，而分散的电力系统不仅增加了管理难度，也增加了设备运营管理的难度。电气自动化作为一种集成平台，能够实现对电力设备的集中管理，加强各个设备之间的联系，通过获取各种电气设备的运行数据，构建动态模型，极大地提高了管理人员的智慧化管理水平。3）提高电力系统运行稳定性。电气自动化在智能电网中的应用，可以提高电力系统运行稳定性和可靠性，首先，基于电气自动化技术集成各种电气设备，购进自动化监控系统，可以实现对电力系统运行状态的实时监测；其次，利用进线保护设备、PT监测设备可以进一步提高电力系统运行可靠性。

2电气自动化控制系统应用

（1） 在工业生产中的应用：工业生产作为密集型产业，具有劳动、资产、资源需求量大的特点，我国传统工业生产过分依赖劳动力，直接影响了生产效率的提升，在科学技术不断发展的推动下，传统的工业生产方式逐渐被淘汰，实现了高效节能的电气自动化系统的应用，这不仅降低了对劳动力的需求，而且提高了生产效率。工业企业必须要对电气自动化控制系统进行积极的引进，促进工业生产自动化水平的提升，推动企业实现健康发展。（2）在工业上的应用。在我国，产业的发展需要依靠广大的劳动力。现阶段，在科学技术不断发展的过程中，国家之间的竞争归根到底为人才的竞争。因此，想要促进我国工业化水平的提升，就需要对自动化控制系统进行积极的引用，在工业中对自动化技术进行运用，能够有效提升工业生产效率，同时缩小我国工业生产与西方发达国家之间的差距，对我国工业发展中的不足问题进行有效弥补。在科学技术不断发展的推动下，各个领域都开始对电气自动化技术进行了运用，促进我国整体工业竞争力的有效提升。

3基于电气自动化的卷烟工艺参数优化研究

3.1烟包顶部底部检测系统

FOCKE350S包装机机组是中速硬包机型的代表，整个机组采用模块化设计，结构紧凑明了，各单机由多个功能块组成，各个功能块分别完成相应的工序，整个机器具有速度快、运行稳定、自动化程度高、操作简单、维修方便。当市场抽检、消费者打开烟条，就能发现烟包透明纸裹包不好，给机组带来质量投诉风险，如果能外加烟包端面检测或是直接升级到六面成像检测系统，能降低检测系统盲区带来的质量风险。

3.2卷烟机水分检测系统开发

烟丝水分对于卷烟物理指标、感官质量都有影响，从制丝车间风力送丝到卷包车间无水分仪检测，受温湿度、风力管道距离、设备维修时间影响，只有通过技术监督科与工艺质量科在包装机设备正常时候对某个品牌随机抽一条的一包进行水分检测，不能时时显示烟丝水分，进而对水分比较大或者小的通过跑条的实行剔除，减少黄斑烟或者感官质量波动较大的烟支出现，但是目前只有制丝车间安装红外水分仪能实现在线检测，体积比较大，对环境有比较高的要求，无法确保能在卷烟机进行安装调试，同时省内兄弟单位制丝车间除贮叶、贮丝实行恒温恒湿外，每个批次生产过程中，各关键工序的水分仪都收到环境温湿度影响，如何能从以往的各工序红外水分仪校准历史数据与车间温湿度进行关联，通过数据建模与工序恒定仿真，制丝设备启动前，检测系统能根据车间当前温度湿度进行水分仪自适应控制模式，减少烘箱法检测带来的严重滞后问题，减少批次间成品卷烟内在品质差异，保持同品牌卷烟产品质量均质化。

3.3其他措施

①增加卷烟纸定量和透气度，中支卷烟的烟气指标和感官的变化趋势基本同常规和细支卷烟，整体呈下降趋势。卷烟纸定量对中支卷烟烟气指标影响程度大。平均单口释放量拟合结果表明烟气指标平均单口释放量与卷烟纸定量成正相关，而与卷烟纸透气度成负相关。②卷烟纸定量增加时，中支卷烟CO释放量基本无差异，这与细支卷烟的趋势一致，而常规卷烟CO的释放量先增后降。③增加卷烟纸助燃剂钾离子含量，主要受抽吸口数减小的影响，多数烟气指标的释放量呈降低的趋势，而阴离子含量对中支卷烟的烟气常规烟气指标影响不明显。不同钾盐对卷烟感官质量有较大影响，助燃剂为柠檬酸钾和酒石酸钾的卷烟感官质量总分较高。④增加接装纸透气度，中支卷烟烟气指标均呈显著下降趋势，抽吸口数呈增加趋势，整体变化程度都低于常规卷烟。同时接装纸透气度的变化对中支卷烟的水分释放量要大于对其余烟气指标的影响，而相同条件下常规卷烟则表现为CO释放量影响最大。感官均呈降低趋势，而细支卷烟整体表现为先升高后略有下降。⑤增加滤棒吸阻，TPM和焦油降低，水分，烟碱和CO基本没有变化。感官呈先增加后降低趋势，适当提高滤棒的吸阻可减轻杂气和刺激性，改善吸味。

结束语

综上所述，在社会飞速发展过程中，电气自动化技术已经成为各个行业经济发展的基础，加强对电气自动化的卷烟工艺参数优化不仅能够推动电气自动化的发展和应用，而且对于社会和国家的发展也具有深远的影响。对此，人们需要重视电气自动化发展过程中存在的问题，明确电气自动化的烟工艺参数技术的应用方向，推动电气自动化技术的创新和发展。

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