卷烟机运行参数对卷烟成品率影响研究

姚二民 邵 宁 李 晓 江雪彬 张明亚 徐秀峰

(1. 郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南 郑州 450000；2. 贵州中烟工业有限责任公司贵阳卷烟厂，贵州 贵阳 550001)

卷烟机运行参数对卷烟成品率影响研究

姚二民1邵 宁1李 晓1江雪彬1张明亚2徐秀峰2

(1. 郑州轻工业学院食品与生物工程学院，河南 郑州 450000；2. 贵州中烟工业有限责任公司贵阳卷烟厂，贵州 贵阳 550001)

运行参数；回收丝；供丝总量；剔梗量；成品率

成品率是卷烟生产企业生产出的合格制品的产量与实际总产量的比例关系，它代表了卷烟企业的原料消耗情况[1]。成品率越高说明产出越大，原料利用越充分。近年来烟草行业的主要目标是消除各种浪费、优化资源配置、提升效率和效益，将精益改善理念引入到企业生产中[2]。随着卷烟原料的稳定性和制丝工艺水平的不断提高，成品烟丝质量的稳定性越来越高，但目前固有的卷烟机运行参数在生产不同档次卷烟时所产生的原料消耗是不同的[3-9]。如何根据卷烟产品的档次对卷烟机运行参数进行调整以达到原料利用最大化，这方面却鲜有报道。本研究尝试对卷烟机主要运行参数和成品率进行回归分析，得到两者间具体的关系，为提高卷烟生产的稳定性提供技术支持。为了达到降低原料消耗、提高成品率的目的，试验拟对卷烟机运行参数与烟支成品率的关系进行研究，确定对不同档次卷烟的成品率影响较大的运行参数并由此对卷烟机运行参数进行优化，旨在为实际生产中针对不同档次卷烟调整卷烟机运行参数提供一定的理论基础。

1 材料、设备与方法

1.1 材料与设备

A、B、C 3个不同牌号卷烟的配方烟丝：含梗丝率分别为5%，8%，12%，贵州中烟工业有限责任公司；

电子天平：PL3001-SMettler型，瑞士Mettle公司；

卷烟机：PROTOS 70型，德国虹霓机械制造股份有限公司。

1.2 试验方法

(1) 试验条件：固定机台、同一操作人员(同一抽样时间)，进行跑条丝重、回收丝重、供丝总量、剔梗量的取样。

(2) 取样点：SE型卷烟机烟枪出口(跑条丝)、回送烟丝贮存区(回收丝)、VE喂丝机二次分离器出口。

(3) 取样方法：卷烟机正常生产后，用取样盘在各个取样点从计时开始对6 s内接取的样品进行称重测量，每天抽样3次，间隔30 min，样品混合后检测并记录结果。

(4) 试验方法：按GB 5606.6—2005及文献[10]执行。

1.3 统计方法

采用Mathematica4.0软件Linear Regression算法对数据进行回归分析。

2 结果与分析

2.1 卷烟机运行参数对卷烟成品率影响研究

以各牌号成品率为指标，以跑条丝重量、回丝重量、供丝总量以及剔除梗签量为自变量，采用Mathematica 4.0软件Linear Regression算法对数据进行回归分析。得到A、B、C牌号自变量参数估计表和模型汇总表，结果见表1、2。

由表1参数估分析结果可以拟合出各牌号卷烟因变量与自变量的曲线方程见式(1)～(3)。

表1 不同牌号回归方程参数估计表

表2 不同牌号回归方程模型汇总表

(1)

YB=98.250+8.290E-03X3-1.170E-03X2X4，

(2)

YC=72.991+1.262X4+7.550E-05X2X3。

(3)

对于A牌号卷烟，从表2的R2=0.990以及表3方差分析显著水平P=0.028<0.05，得出该模型显著。表1中跑条丝重量(X1)与回丝重量(X2)对成品率有着显著的正相关关系，显著性水平分别是P=0.019 2和P=0.019 8；跑条丝重量(X1)与供丝总量(X3)有着显著的交互作用且对成品率成负相关关系，显著性水平为P=0.019 1。

对于B牌号卷烟，根据表2中R2=0.994以及表3中方差分析显著水平P=0.005 3<0.01，得出该模型极显著；表1中回丝量(X2)与剔除梗签量(X4)的交互作用与成品率呈极显著的负相关关系(P=0.004 0)，供丝总量(X3)对成品率有着显著的正相关关系(P=0.012 0)。

表3 不同牌号回归方程方差分析表

对于C牌号卷烟，从表2中R2=0.999以及表3的方差分析显著水平P=0.036<0.05，看出该模型显著；表1中剔除梗签量(X4)对成品率有着显著的正相关关系，显著性水平为P=0.020 0。供丝总量(X3)与回丝重量(X2)之间有着显著的交互作用且对成品率成显著正相关关系(P=0.039 0)。

2.2 卷烟机运行参数优化方案的研究

各参数对B牌号卷烟成品率的影响强弱顺序为X2X4>X3。B牌号烟丝中梗丝比例居中，供丝总量、回丝量与剔除梗签量两者对成品率起重要影响。当供丝总量越大且回丝量与剔梗量两者交互作用比例越小时成品率越大。依据以上分析对B牌号卷烟生产时卷烟机参数调整为：① 适量增加供丝总量；② 对剔梗(二次风分)的风门开度进行双向调节。

各参数对C牌号成品率的影响强弱顺序为X4>X2X3。C牌号卷烟烟丝中梗丝比例最高，剔梗量对其成品率有显著影响；剔除梗签量越大，成品率也越大；供丝总量与回丝重量交互作用越小，成品率越大。依据以上分析对C牌号卷烟生产时卷烟机参数调整为：① 适量增加供丝总量；② 适当增大剔梗的(二次风分)的风门开度。

2.3 运行参数优化后的生产验证

参数优化的最终目的是提高卷烟成品率及其稳定性，根据以上分析对生产3种不同牌号卷烟时运行参数的优化是：在均提高供丝总量情况下，A牌号减小二次风门开度、B牌号双向调节风门开度、C牌号增大二次风门开度。根据1.2中试验方法在相同条件下对优化后的试验数据进行采集整理并与优化前数据进行对比，结果见表4。由表4可知，在参数优化后, 各牌号卷烟成品率均有不同程度提高；从平均值看，在优化后的成品率均高于优化前，其中C牌号卷烟成品率提高程度最大，提高了2.6%。因此，可以判定各牌号卷烟成品率在卷烟机运行参数优化后有所提高。

对表4 进行双因素方差分析，结果见表5。由表5可知，卷烟的成品率差异与牌号因素相关极显著，与风门开度因素相关极显著。卷烟牌号和风门开度之间不存在交互作用。

3 结论

(1) 对卷烟成品率和主要卷烟机运行参数建立多项式回归模型，经验证，表明所建立的回归方程的P值均小于0.05有较高的拟合度，说明模型可表征各运行参数与成品率之间的关系，可为卷烟机运行参数的优化和卷烟成品率的预测提供一定的参考。

表4 参数优化对比试验结果

表5 参数优化对比试验结果的双因素方差分析

Table5Twofactorvarianceanalysisofparameteroptimizationandcomparisontestresults

差异源平方和自由度均方F值显著性牌号7.15923.5808.0950.002风门开度4.84014.84010.9460.003牌号×风门开度18.02429.01220.3810.650误差10.612240.440

(2) 不同的卷烟机运行参数对不同的牌号成品率影响强度是不同的，在试验范围内，对A、B、C3个牌号卷烟成品率影响较大的参数分别是：回丝量、供丝总量与回丝量的交互作用、剔除梗签量。在试验范围内，回丝量与剔除梗签量、供丝总量与跑条丝之间的交互作用对成品率都有一定的影响。参数优化后经生产验证表明：优化后的成品率均高于优化前，成品率最大提高了2.6%。因此在生产中优化运行参数时，不仅要考虑一个或几个运行参数对成品率的影响，还应从整体上考虑运行参数之间的交互作用，以达到提高成品率的目的。

(3) 本试验的研究结果，为研究卷烟机运行参数对卷烟成品率的影响提供了新思路和新方法，但是不同卷烟企业在不同产品中使用的卷烟机机型与卷烟配方均不同，应根据卷烟产品设计的要求和卷烟机的具体特点，通过试验确定出与之相适应的关键工艺技术参数，因此，实际生产应用还需进一步深入研究。

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The effects of operating parameters of cigarette making machine on cigarette yield

YAO Er-min1SHAONing1LIXiao1JIANGXue-bing1ZHANGMing-ya2XUXiu-feng2

(1.CollegeofFoodandBioeng,ZhengzhouUniv.ofLightInd.,Zhengzhou,Henan450000,China; 2.GuizhouTobaccoIndustryCo.,Ltd.GuiyangCigaretteFactory,Guiyang,Guizhou550001,China)

operating parameter; the amount of yarn feeding; the total amount of yarn supply; the volume of ticking; yield

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.12.044

贵州中烟工业有限责任公司科技创新项目(编号：贵烟工科201011)

姚二民，男，郑州轻工业学院教授。

徐秀峰(1968—)女，贵州中烟工业有限责任公司工程师。E-mail:424032635@qq.com

2016—11—06